CN103675840A - 卫星信号接收机及其定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种卫星信号接收机及其定位方法。该卫星信号接收机包括：通道开启模块，用于根据设定的卫星优先级开启预定数量的通道；信号处理模块，用于经由所开启的通道来进行对卫星的捕获、跟踪，对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据；以及定位模块，用于根据所下载的卫星数据确定卫星信号接收机的当前位置。本发明实施例提供的卫星信号接收机及其定位方法，通过基于设定的卫星优先级开启与接收机的定位精度要求相对应的预定数量的通道来捕获、跟踪卫星，能够有效降低功耗。

Description

卫星信号接收机及其定位方法
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，具体涉及一种卫星信号接收机及其定位方法。
背景技术
在现有的针对全球定位系统（Global Positioning System，GPS）或北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation SatelliteSystem，BD）等的卫星导航系统的应用中，在相应的卫星信号接收机开机后，通常会启动全部的通道（例如，12个通道）来进行对卫星的捕获、跟踪和解调，以尽快实现高准确度的定位。
然而，有些应用对定位精度的要求不高，根本没必要开启全部的通道。例如，在将卫星信号接收机应用于摄像机中时，拍摄的照片或视频中所显示的地点可以不必精确到米级，而只要显示大致位置就可以满足用户的需求。在这种情况下，如果开启全部的通道来进行定位，则势必会导致过大的不必要的功耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何在能够满足定位精度要求的情况下尽量降低卫星信号接收机进行定位时的功耗。
为了解决上述问题，根据本发明的实施例，提供了一种卫星信号接收机，包括：通道开启模块，用于根据设定的卫星优先级开启预定数量的通道；信号处理模块，用于经由所开启的通道来进行对卫星的捕获和跟踪，对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据；以及定位模块，用于根据所下载的卫星数据确定所述卫星信号接收机的当前位置。
为了解决上述问题，根据本发明的实施例，还提供了一种卫星信号接收机的定位方法，包括：通道开启步骤，用于根据设定的卫星优先级开启预定数量的通道；信号处理步骤，用于经由所开启的通道来进行对卫星的捕获和跟踪，对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据；以及定位步骤，用于根据所下载的卫星数据确定所述卫星信号接收机的当前位置。
根据本发明实施例提供的卫星信号接收机及其定位方法，通过基于设定的卫星优先级开启与接收机的定位精度要求相对应的预定数量的通道来进行卫星的捕获、跟踪，能够在满足定位精度要求的同时有效降低功耗。
附图说明
图1是根据本发明一实施例提供的卫星信号接收机（以下简称为接收机）的方框图；
图2是根据本发明另一实施例提供的接收机的方框图；
图3是根据本发明又一实施例提供的接收机的方框图；
图4是根据本发明又一实施例提供的接收机的方框图；
图5是根据本发明又一实施例提供的接收机的方框图；
图6是根据本发明一实施例提供的接收机的定位方法的流程图；
图7是根据本发明另一实施例提供的接收机的定位方法的流程图；
图8是根据本发明又一实施例提供的接收机的定位方法的流程图。
具体实施方式
以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
图1所示为根据本发明一个实施例提供的接收机的方框图。如图1所示，接收机1包括通道开启模块11、信号处理模块12以及定位模块13。
通道开启模块11用于根据设定的卫星优先级开启预定数量的通道。信号处理模块12用于经由所开启的通道来进行对卫星的捕获、跟踪，对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据。定位模块13用于根据所下载的卫星数据确定接收机1的当前位置。
如背景技术中所述，在以往的导航应用中，在接收机启动后，一般会开启全部的通道去捕获、跟踪卫星，并解调星历，以尽快定位，并且要通过多通道的跟踪达到定位的准确度。这样的定位功耗是比较大的。因此，在接收机启动后，使用尽可能少的通道去捕获和跟踪卫星，将有效降低功耗。
在正常情况下，接收机定位至少需要四颗卫星，也就是说只需开启大于等于4个通道即可完成定位。如果需要提高定位精度，可以适当增加所开启的通道的个数，例如开启六个通道等。总之，通过利用通道开启模块11根据接收机的定位精度要求开启相应数量的卫星捕获、跟踪用通道，本发明所提供的接收机能够有效降低定位所需功耗。
图2所示为根据本发明另一实施例提供的接收机的方框图。图2中与图1标号相同的元件具有相同的功能。图2所示的接收机1还可以包括通道数量设置模块14和卫星优先级设置模块15。
其中，通道数量设置模块14用于根据接收机1的定位精度要求来设置要开启的捕获、跟踪卫星用的通道数量，以使得定位精度要求越高则在接收机启动时开启越多的通道。此外，卫星优先级设置模块15用于根据接收机1中的星历和/或卫星的类型来设置卫星的优先级，以使得越容易被捕获的卫星具有越高的优先级，从而使得通道开启模块11能够优先开启与容易被捕获的卫星相对应的通道。
具体而言，卫星优先级设置模块15可以根据接收机1中的星历获知当前天上哪些卫星是已知的，并将这些已知的卫星按捕获的难易程度组成搜星队列。优选地，卫星优先级设置模块15还可以根据卫星的类型来调整上述搜星队列，也即调整搜星队列中的卫星的优先级。例如，对BD接收机来说，优先选取GEO卫星，即将GEO卫星设置为较高的优先级，这是因为GEO卫星是同步卫星，在接收机1中的星历有效的情况下，如果温度补偿晶体振荡器(tcxo)没有发生大的偏移，其频率偏差tcxo不远，最容易被捕获成功，其次选取MEO卫星。
图3所示为根据本发明又一实施例提供的接收机的方框图。图3中与图2标号相同的元件具有相同的功能。图3所示的接收机1还可以包括星历有效性判断模块16。
其中，星历有效性判断模块16用于判断接收机1中的星历是否是有效的。如果星历有效性判断模块16判断为星历有效，则卫星优先级设置模块15可以根据有效的星历计算出当前天上的可见卫星，并且通道开启模块11可以根据卫星优先级设置模块15设定的卫星优先级，来开启与卫星优先级相对应的预定数量的通道。
另一方面，如果星历有效性判断模块16判断为星历无效，则卫星优先级设置模块15使所有的卫星无优先级之分以重新进行满星座的搜索、即从1号卫星开始搜索并依次往下，并且通道开启模块11开启大于或等于预定数量的通道用于进行卫星的捕获和跟踪。其中，在通道开启模块11开启预定数量的通道用于卫星的捕获和跟踪的情况下，定位所需的功耗将被控制为与星历有效时大致相当的水平，但定位所需的时间可能因某些卫星较难捕获而变长。因此，为了减少定位所需时间，可以适当增加通道开启模块11所开启的通道的数量，以实现定位速度、定位精度与功耗等之间的最佳平衡。
图4所示为根据本发明又一实施例提供的接收机的方框图。图4中与图3标号相同的元件具有相同的功能。图4所示的接收机1中的信号处理模块12具体包括捕获单元121、跟踪单元122以及解调单元123。
其中，捕获单元121用于经由通道开启模块11所开启的通道来捕获卫星。跟踪单元122用于对捕获单元121所捕获到的卫星进行跟踪。解调单元123用于对跟踪单元123所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据，以使得定位模块13能够基于所下载的卫星数据来计算出接收机1的当前位置。
图5所示为根据本发明又一实施例提供的接收机的方框图。图5中与图4标号相同的元件具有相同的功能。图5所示的接收机1还包括跟踪中通道数量判断模块17。
其中，跟踪中通道数量判断模块17用于判断由跟踪单元122正在进行卫星跟踪中的通道的数量是否达到了上述预定数量。如果判断为进行跟踪中的通道的数量达到了上述预定数量，即跟踪通道已占满，则立即使捕获单元121停止卫星捕获，直到进行跟踪中的通道的数量再次小于上述预定数量，即跟踪通道有空余为止。并且，一旦跟踪通道有空余，则使捕获单元121重新开始进行卫星捕获。
图6所示为根据本发明一实施例提供的接收机的定位方法的流程图。如图6所示，该接收机的定位方法包括：
步骤S10，在接收机启动（步骤SS）后，根据设定的卫星优先级开启预定数量的通道；
步骤S20，经由所开启的通道来进行对卫星的捕获、跟踪，对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据；以及
步骤S30，根据所下载的卫星数据确定接收机的当前位置，并然后结束该次定位处理过程（步骤SE）。
对于上述接收机的定位方法，优选地，可以在通道开启步骤S10之前，执行用于根据接收机的定位精度要求来设置上述预定数量的通道数量设置步骤，以使得对接收机的定位精度要求越高则将开启越多的通道。
图7所示为根据本发明另一实施例所提供的接收机的定位方法的流程图。图7中与图6标号相同的元件具有相同的功能。在该实施例中，优选地，还执行用于判断接收机中的星历是否有效的步骤，以及根据接收机中的星历和/或卫星的类型来设置卫星优先级的步骤，以优先开启与容易被捕获的卫星相对应的通道。
具体而言，如图7所示，在接收机启动（步骤SS）后进入步骤S11。在步骤S11中，判断接收机中的星历是否有效。如果判断为星历有效，则可根据有效的星历获知当前天上哪些卫星是可见的，从而在步骤S12中可以根据接收机中的星历和/或卫星的类型来设置卫星优先级，以使得越容易被捕获的卫星具有越高的优先级。随后在步骤S10中开启与所设定的卫星的优先级相对应的预定数量的通道。另一方面，如果在步骤S11中判断为星历无效，则进入步骤S13。在步骤S13中，使所有的卫星无优先级之分以进行满星座的搜索，并随后进入步骤S14。在步骤S14中，开启大于或等于预定数量的通道进行卫星的捕获和跟踪。
图8所示为根据本发明又一实施例所提供的接收机的定位方法的流程图。图8中与图6标号相同的元件具有相同的功能。
如图8所示，图6中的步骤S20具体包括：捕获步骤S21，用于经由在步骤S10中所开启的通道来捕获卫星；跟踪步骤S22，用于对所捕获到的卫星进行跟踪；以及解调步骤S23，用于对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据。
对于上述接收机的定位方法，优选地，如图8所示，还包括步骤S24,用以判断进行卫星跟踪中的通道的数量是否达到了上述预定数量，即判断跟踪通道是否已占满。如果判断为跟踪通道已占满，则进入步骤S25,立即停止捕获，直到进行跟踪中的通道的数量再次小于上述预定数量，即跟踪通道有空余为止。并且，一旦跟踪通道有空余，则再次进入捕获步骤S21以继续进行卫星的捕获和跟踪。
本发明实施例不仅适用于双模接收机也适用于单模接收机。而且不仅适用于GPS接收机、BD接收机，还适用于格罗纳斯（Glonass）接收机以及伽利略（Galileo）接收机。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种卫星信号接收机，其特征在于，包括：
通道开启模块，用于根据设定的卫星优先级开启预定数量的通道；
信号处理模块，用于经由所开启的通道来进行对卫星的捕获和跟踪，对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据；以及
定位模块，用于根据所下载的卫星数据确定所述卫星信号接收机的当前位置。
2.根据权利要求1所述的卫星信号接收机，其特征在于，还包括通道数量设置模块，
所述通道数量设置模块用于根据所述卫星信号接收机的定位精度要求来设置所述预定数量，以使得所述定位精度要求越高则所述预定数量被设置为越大。
3.根据权利要求1所述的卫星信号接收机，其特征在于，还包括卫星优先级设置模块，
所述卫星优先级设置模块用于根据所述卫星信号接收机中的星历和/或卫星的类型来设置所述卫星优先级，以使得越容易被捕获的卫星具有越高的优先级。
4.根据权利要求3所述的卫星信号接收机，其特征在于，还包括用于判断所述星历是否有效的星历有效性判断模块，
如果所述星历有效性判断模块判断为所述星历有效，则所述卫星优先级设置模块基于所述星历设定所述卫星优先级，所述通道开启模块根据所设定的卫星优先级开启所述预定数量的通道；以及
如果所述星历有效性判断模块判断为所述星历无效，则所述卫星优先级设置模块使所有的卫星无优先级之分，所述通道开启模块开启大于或等于所述预定数量的通道。
5.根据权利要求1所述的卫星信号接收机，其特征在于，所述信号处理模块包括：
捕获单元，用于经由所开启的通道来捕获卫星；
跟踪单元，用于对所捕获到的卫星进行跟踪；以及
解调单元，用于对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据。
6.根据权利要求5所述的卫星信号接收机，其特征在于，还包括跟踪中通道数量判断模块，用于判断由所述跟踪单元进行跟踪中的通道的数量是否达到了所述预定数量，
如果所述跟踪中通道数量判断模块判断为进行跟踪中的通道的数量达到了所述预定数量，则所述捕获单元停止卫星捕获。
7.根据权利要求6所述的卫星信号接收机，其特征在于，在所述捕获单元停止卫星捕获之后，如果所述跟踪中通道数量判断模块判断为进行跟踪中的通道的数量低于所述预定数量，则所述捕获单元重新开始卫星捕获。
8.一种卫星信号接收机的定位方法，其特征在于，包括：
通道开启步骤，用于根据设定的卫星优先级开启预定数量的通道；
信号处理步骤，用于经由所开启的通道来进行对卫星的捕获和跟踪，对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据；以及
定位步骤，用于根据所下载的卫星数据确定所述卫星信号接收机的当前位置。
9.根据权利要求8所述的卫星信号接收机的定位方法，其特征在于，还包括：在所述通道开启步骤之前，执行用于根据所述卫星信号接收机的定位精度要求来设置所述预定数量的通道数量设置步骤，以使得所述定位精度要求越高则所述预定数量被设置为越大。
10.根据权利要求8所述的卫星信号接收机的定位方法，其特征在于，还包括：在所述通道开启步骤之前，执行用于根据所述卫星信号接收机中的星历和/或卫星的类型来设置所述卫星优先级的卫星优先级设置步骤，以使得越容易被捕获的卫星具有越高的优先级。
11.根据权利要求10所述的卫星信号接收机的定位方法，其特征在于，还包括：在所述卫星优先级设置步骤之前，执行用于判断所述星历是否有效的星历有效性判断步骤，
如果判断为所述星历有效，则在所述卫星优先级设置步骤中基于所述星历设定所述卫星优先级，并在所述通道开启步骤中根据所设定的卫星优先级开启所述预定数量的通道；以及
如果判断为所述星历无效，则在所述卫星优先级设置步骤中使所有的卫星无优先级之分，并在所述通道开启步骤中开启大于或等于所述预定数量的通道。
12.根据权利要求8所述的卫星信号接收机的定位方法，其特征在于，所述信号处理步骤包括：
捕获步骤，用于经由所开启的通道捕获卫星；
跟踪步骤，用于对所捕获到的卫星进行跟踪；以及
解调步骤，用于对所跟踪到的卫星进行解调，并下载相应的卫星数据。
13.根据权利要求12所述的卫星信号接收机的定位方法，其特征在于，还包括：判断经由所述跟踪步骤进行跟踪中的通道的数量是否达到了所述预定数量，
在判断为进行跟踪中的通道的数量达到了所述预定数量时，停止所述捕获步骤。
14.根据权利要求13所述的卫星信号接收机的定位方法，其特征在于，还包括：在停止所述捕获步骤之后，如果判断为进行跟踪中的通道的数量低于所述预定数量，则再次执行所述捕获步骤。
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