CN105277953A - 自适应卫星搜索顺序性 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自适应卫星搜索顺序性。一种全球导航卫星系统（GNSS）接收器包括处理器以确定：第一卫星是否在GNSS接收器的视野中；当第一卫星在GNSS接收器的视野中时，第二卫星是否在GNSS接收器的视野中；并且当第一卫星不在GNSS接收器的视野中时，第三卫星是否在GNSS接收器的视野中。基于第一卫星的第一轨道和第二卫星的第二轨道、基于第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离，第二卫星先前被确定为当第一卫星在视野中时较可能在视野中。基于第一卫星的第一轨道和第三卫星的第三轨道、基于第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离，第三卫星先前被确定为当第一卫星不在视野中时较可能在视野中。

Description

自适应卫星搜索顺序性

背景技术

在没有当前时间、接收器的位置和卫星的历书的知识的情况下执行全球导航卫星系统（GNSS）接收器获取可能需要显著的时间量。其原因是必须搜索来自给定星座的所有卫星，因为不可能预先知道哪些卫星是可见的。未来的多星座接收器（能够处理来自如GPS、GLONASS、Galileo和北斗的若干星座的信号）的出现将使得此任务更加苛刻。另外，大多数新的信号（如GPS L5和Galileo E1）具有直接转化成每卫星更长搜索时间的更长主代码。

在许多应用中，GNSS接收器的关键性能指示器是获取足够的卫星以获得定位所需的时间，通常称为首次定​​位时间（TTFF）。因而，尽可能多地减少首次定​​位时间是合期望的。

发明内容

一种全球导航卫星系统接收器包括处理器，该处理器被配置成确定第一卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中。该处理器被进一步配置成：当第一卫星被确定为在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第二卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中。该处理器被进一步配置成：当第一卫星被确定为不在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第三卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中。基于第一卫星的第一轨道和第二卫星的第二轨道、基于第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离，第二卫星先前被确定为当第一卫星被确定为在视野中时较可能在视野中。基于第一卫星的第一轨道和第三卫星的第三轨道、基于第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离，第三卫星先前被确定为当第一卫星被确定为不在视野中时较可能在视野中。

附图说明

理解的是：图仅描绘示例性实施例，并且因此不被认为在范围上限制，通过使用附图，将用附加的特征和细节来描述示例性实施例，其中：

图1是全球导航卫星系统（GNSS）接收器的示例性实施例的框图，该全球导航卫星系统接收器被定位在地球上的某个位置处并且被配置成使用具有围绕地球的多个轨道的多个GNSS卫星来确定其位置的坐标。

图2是示出各自具有轨道的多个卫星的图1的GNSS系统的示例性实施例的框图，其中多个卫星的子集在视野内并且多个卫星的子集不在视野内。

图3是图示执行全球导航卫星系统搜索的方法的一个示例性实施例的流程图。

图4是图示生成启发式（heuristic）的方法的一个示例性实施例的流程图。

图5是图示执行全球导航卫星系统搜索的方法的另一个示例性实施例的流程图。

根据通常的实践，各种所述的特征不是按比例绘制，而是被绘制以强调与示例性实施例相关的具体特征。

具体实施方式

在下面的详细描述中，对附图做出参考，该附图形成下面的详细描述的一部分并且在其中通过图示的方式示出具体说明性实施例。然而，应理解的是：可利用其它实施例，并且可做出逻辑、机械和电气改变。此外，在绘制的图和说明书中提出的方法不应被解释为限制可用其执行单独的步骤的次序。下面的详细描述因此不应被视为具有限制意义。

在示例性实施例中，本文所述的全球导航卫星系统（GNSS）包括美国的全球定位系统（GPS）和广域增强系统（WAAS）、俄罗斯的Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sisterna（GLONASS）、中国的北斗和罗盘（Compass）、欧盟的Galileo和欧洲对地静止导航覆盖服务（EGNOS）、印度的印度区域导航卫星系统（IRNSS）以及日本的准天顶卫星系统（QZSS）。在实现GPS的示例性实施例中，实现L1信号（在1.57542GHz附近操作）和/或L2信号（在1.2276GHz附近操作）和/或L5信号（在1.17645GHz附近操作）。在实现GLONASS的示例性实施例中，实现以第一频率的SP信号（在1.602GHz附近操作）和/或以第二频率的SP信号（在1.246GHz附近操作）。在实现COMPASS的示例性实施例中，实现B1信号（在1.561098GHz附近操作）、B1-2信号（在1.589742附近操作）、B2信号（在1.20714GHz附近操作）和/或B3信号（在1.26852GHz附近操作）。在实现Galileo的示例性实施例中，实现E5a和E5b信号（在1.164-1.215GHz附近操作）、E6信号（在1.260-1.300GHz附近操作）和/或E2-L1-E11信号（在1.559-1.592GHz附近操作）。

在不需要提供完整性监控的应用的示例性实施例中，可仅用四个卫星来实现定位。在需要其提供完整性监控的应用的示例性实施例中，应当获取至少五个卫星来获得定位。在其它实施例中，需要更多或更少的卫星来获得定位。本发明通过自适应地选择卫星的搜索次序以选择最可能在GNSS接收器的视野中的那些卫星来减少首次定位时间（TTFF）。在示例性实施例中，为了减少获取视野中的卫星（特别是被需要以执行定位的卫星）所需的时间，优化以其搜寻相应卫星的次序。早期的系统顺序执行卫星搜索。在使用伪随机噪声（PRN）序列的一些早期实现方式中，首先搜索具有第一伪随机噪声序列PRN 1的卫星，然后具有第二伪随机噪声序列PRN 2的卫星，然后具有第三伪随机噪声序列PRN 3的卫星等。该顺序搜索算法不太高效，因为它不利用星座几何形状的任何现有知识。

星座的相对几何形状是公开的，并且在时间上受到非常微小的变化（最突出的变化是新卫星的部署）。因此，该相对几何形状可用于基于是否特定的卫星被更加预计将在视野中而选择接下来要搜索哪个卫星。可使用本文所述的启发式方法来估计当特定的卫星在视野中时其它卫星在视野中的可能性。类似地，可使用本文所述的启发式方法来估计当特定的卫星被确定为不在视野中时其它卫星在视野中的可能性。因此，可用已经搜索了哪些卫星以及那些卫星是否在视野中的知识来执行智能搜索。无论成功与否，发现卫星的每次企图给出关于接下来选择哪些卫星的更多信息。从而，可能自适应地改变以其搜索卫星的次序。

在示例性实施例中，决定接下来搜索哪个卫星的功能基于描述卫星如何相互区分的矩阵。在示例性实施例中，此矩阵指示在特定的卫星被确定为在视野中的情况下其它卫星中的每个在视野中的估计的可能性。在示例性实施例中，从第一矩阵得出的第二矩阵指示在特定的卫星被确定为不在视野中的情况下其它卫星中的每个在视野中的估计的可能性。在示例性实施例中，估计的可能性是启发式值，该启发式值是通过在诸如12小时或一天之类的时间段期间对两个卫星之间的距离进行平均并且相对于平均轨道直径对此值进行归一化而得出的。在示例性实施例中，使用平均轨道半径。在示例性实施例中，在12小时或一天期间，大约采样100次卫星位置和相关联的距离。在示例性实施例中，在每个样本处的距离可以在零和大约52000km之间，52000km是卫星之间的最大距离。在其它示例性实施例中，这些距离可以不同。在示例性实施例中，在卫星搜索中使用之前计算这些矩阵，从而大大减少了算法的计算负载。

虽然本文所述的方法学不提供确定的结果，并且可能不总是导致在特定的卫星之后成功获取随后的卫星，但是其更可能导致一次成功获取。本文所述的方法学还是计算高效的，而同时产生相对于先前使用的卫星获取搜索方法学的实质改进。

图1是全球导航卫星系统（GNSS）接收器102的示例性实施例的框图，该全球导航卫星系统接收器102被定位在地球104（或者具有GNSS系统的某个其它行星、小行星等）的某个位置处并且被配置成使用多个GNSS卫星106（包括GNSS卫星106-1、GNSS卫星106-2、GNSS卫星106-3、GNSS卫星106-4、GNSS卫星106-5、GNSS卫星106-6、GNSS卫星106-7、GNSS卫星106-8、GNSS卫星106-9、GNSS卫星106-10、G​​NSS卫星106-11、GNSS卫星106-12、GNSS卫星106-13、GNSS卫星106-14、GNSS卫星106-15、GNSS卫星106-16、GNSS卫星106-17、GNSS卫星106-18、GNSS卫星106-19、GNSS卫星106-20、GNSS卫星106-21、GNSS卫星106-22、GNSS卫星106-23和GNSS卫星106-24中的任一个），其均具有GNSS卫星轨道108（包括GNSS卫星轨道108-1、GNSS卫星轨道108-2、GNSS卫星轨道108-3、GNSS卫星轨道108-4、GNSS卫星轨道108-5、GNSS卫星轨道108-6以及未示出的任何数量的附加的GNSS卫星轨道108中的任一个）以确定GNSS接收器102的位置的坐标。虽然图1中示出具有六个不同的GNSS轨道108的24个GNSS卫星106，但应理解的是：其它实施例包括更多或更少的GNSS卫星106和/或更多或更少的GNSS卫星轨道108。进一步理解的是：在一些实现方式中，GNSS卫星108来自多于一个GNSS星座。

在示例性实施例中，GNSS卫星106的GNSS卫星轨道108大体上相对于彼此恒定。在示例性实施例中，四个GNSS卫星106沿着每个GNSS卫星轨道108间隔，使得第一对的四个GNSS卫星106在GNSS卫星轨道108中大体上彼此相对，而第二对的四个GNSS卫星106在GNSS卫星轨道108中大体上彼此相对。在示例性实施例中，大体上彼此相对的GNSS卫星106的对被认为是“对应物（counterpart）”。在示例性实现方式中，GNSS卫星轨道108-1包括大体上相对GNSS卫星106-3的GNSS卫星106-1以及大体上相对GNSS卫星106-4的GNSS卫星106-2。类似地，GNSS卫星轨道108-2包括大体上相对GNSS卫星106-7的GNSS卫星106-5以及大体上相对GNSS卫星106-8的GNSS卫星106-6。类似地，GNSS卫星轨道108-3包括大体上相对GNSS卫星106-11的GNSS卫星106-9以及大体上相对GNSS卫星106-12的GNSS卫星106-10。类似地，GNSS卫星轨道108-4包括大体上相对GNSS卫星106-15的GNSS卫星106-13以及大体上相对GNSS卫星106-16的GNSS卫星106-14。类似地，GNSS卫星轨道108-5包括大体上相对GNSS卫星106-19的GNSS卫星106-17以及大体上相对GNSS卫星106-20的GNSS卫星106-18。类似地，GNSS卫星轨道108-6包括大体上相对GNSS卫星106-23的GNSS卫星106-21以及大体上相对GNSS卫星106-24的GNSS卫星106-22。

因此，GNSS星座中的GNSS卫星106和/或GNSS卫星106的GNSS卫星轨道108具有彼此相对的几何形状。GNSS卫星106和/或GNSS卫星轨道108的相对几何形状在时间上仅仅受到微小的变化。在示例性实施例中，当新的GNSS卫星106被部署到GNSS星座中时，在GNSS卫星106和/或GNSS卫星轨道108的相对几何形状中的最大变化出现。

在示例性实施例中，从星历表或历书中的至少一个中已知GNSS卫星轨道108的轨道参数。在其它实施例中，不同的方法可用于获得轨道参数。在示例性实施例中，以规则的时间间隔针对GNSS星座中的每个GNSS卫星106采样某一时间段，并且计算采样的时间间隔处的每个GNSS卫星106的位置。在示例性实施例中，对于每对不同的GNSS卫星106，计算和平均各种时间间隔处的它们之间的距离，以获得每对不同的GNSS卫星106之间的平均距离。

在示例性实施例中，每对不同的GNSS卫星106之间的平均距离用于创建针对每个组合的启发式值。在其它实施例中，如方差或均方根（RMS）值的不同参数还可用于创建针对每个组合的启发式值。在示例性实施例中，从卫星轨道平均直径（Ds，在一些实现方式中它是前述的大约52000km）中减去每对GNSS卫星106之间的平均距离值，并将结果除以卫星轨道平均直径（Ds）。在示例性实施例中，每个GNSS卫星106将具有归一化的启发式值，该启发式值指示平均而言它与其它GNSS卫星106中的每个多么接近。在示例性实施例中，每个GNSS卫星106将具有对于其自身的一的启发式值，并且如果它一直与其对应GNSS卫星准确地相对，可能具有对于对应GNSS卫星106的零的启发式值。例如，GNSS卫星106-1具有对于其自身的一的启发式值，并且它具有对于对应的GNSS卫星106-3的接近零的启发式值。

在示例性实施例中，启发式值存储在矩阵中，该矩阵基于在时间段期间的各种时间处采样的平均​​距离而标识所有卫星之间的启发式值。在示例性实施例中，启发式值存储在矩阵中。在示例性实现方式中，该矩阵是具有n列和n行的对称矩阵，其中n是卫星的数量，并且在矩阵中的每个点中存储的启发式值在0和1之间取值。在示例性实现方式中，启发式值越大，卫星平均而言越近，并且它们越可能同时在视野中。在示例性实施例中，每次获得一组新的星历表和/或历书（在一些实现方式中，其可能是每几天）时，周期性地重新计算该矩阵。在示例性实施例中，如果新的星历表和/或历书与先前的星历表和/或历书显著不同，仅重新计算该矩阵。在示例性实现方式中，可比较该参数变化与它们先前的值，以确定它们是否不同于先前的值多于特定的阈值。

图2是示出各自具有GNSS卫星轨道108的多个GNSS卫星106的GNSS接收器102的示例性实施例的框图。图2示出多个GNSS卫星106的仅第一子集（包括GNSS卫星106-1、GNSS卫星106-2、GNSS卫星106-5、GNSS卫星106-6、GNSS卫星106-9、GNSS卫星106-10、G​​NSS卫星106-13、GNSS卫星106-17和GNSS卫星106-21）在视野中，而多个GNSS卫星106的第二子集（包括GNSS卫星106-3、GNSS卫星106-4、GNSS卫星106-7、GNSS卫星106-8、GNSS卫星106-11、GNSS卫星106-12、GNSS卫星106-14、GNSS卫星106-15、GNSS卫星106-16、GNSS卫星106-18、GNSS卫星106-19、GNSS卫星106-20、GNSS卫星106-22、GNSS卫星106-23和GNSS卫星106-24）不在视野中，因为它们被遮掩在地球104的弯曲的后面，被诸如高山或建筑物之类的物体阻挡，或者以某个其它方式被阻挡。

在示例性实施例中，GNSS接收器102包括可选的射频前端202、处理器204和可选的存储器206。在示例性实施例中，GNSS接收器102的射频前端202可通信地耦合到天线208，天线208从视野中的GNSS卫星106接收信号。在示例性实施例中，射频前端被配置成执行模拟处理、模拟信号的自动增益调节和/或从视野中的GNSS卫星106接收的GNSS信号的模数转换。

在示例性实施例中，处理器204包括软件程序、固件或其它计算机可读指令或用软件程序、固件或其它计算机可读指令起作用，其它计算机可读指令用于执行在本文所述的功能中使用的各种方法、过程任务、计算和控制功能。这些指令典型地存储在用于计算机可读指令或数据结构的储存器的任何适当的计算机可读介质上。该计算机可读介质可被实现为可由通用处理器（GPP）或专用计算机或处理器（诸如现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）或其它集成电路）或任何可编程逻辑器件访问的任何可用的介质。合适的处理器可读介质可包括储存器或存储器介质，诸如磁或光介质。例如，储存器或存储器介质可包括常规的硬盘、压缩盘-只读存储器（CD-ROM）、易失性或非易失性介质，诸如随机存取存储器（RAM）（包括但不限于同步动态随机存取存储器（SDRAM）、双数据速率（DDR）RAM、RAMBUS动态RAM（RDRAM）、静态RAM（SRAM）等）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）和闪速存储器等。合适的处理器可读介质还可包括经由诸如网络和/或无线链路之类的通信介质传送的传输介质，诸如电、电磁或数字信号。

在示例性实施例中，处理器204被配置成从可选的射频前端202接收数字GNSS信号。在示例性实施例中，处理器204被进一步配置成确定第一GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-1）是否在全球导航卫星系统接收器的视野中。在示例性实施例中，处理器204被配置成基于第一GNSS卫星106是否被确定为在视野中而选择接下来寻找哪个GNSS卫星106。如果第一GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-1）被确定为在视野中，则处理器204被配置成搜索相对于第一GNSS卫星106具有最高启发式值的GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-2、GNSS卫星106-5等）。相反，如果第一GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-1）被确定为不在视野中，则处理器204被配置成搜索相对于第一GNSS卫星106具有最低启发式值的GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-3）。在示例性实施例中，启发式值存储在可选的存储器206中的矩阵中。

因此在示例性实施例中，处理器204被进一步配置成当第一GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-1）被确定为在GNSS接收器102的视野中时，确定具有对于第一GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-1）的较高启发式值的第二GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-2、GNSS卫星106-5等）是否在视野中。相反在示例性实施例中，处理器204被进一步配置成确定具有对于第一GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-1）的较低启发式值的第三GNSS卫星106（诸如GNSS卫星106-3）是否被确定为在GNSS接收器102的视野中。在示例性实施例中，关于GNSS卫星106是否在视野中的信息被用于更新启发式值，使得关于针对每个卫星的每个搜索的信息用于进一步调整搜索次序。在示例性实现方式中，在当前的GNSS卫星106被确定为在视野中时，选择具有对于当前的GNSS卫星106的最大启发式值的GNSS卫星106，并且在当前的GNSS卫星106被确定为不在视野中时，选择具有对于当前的GNSS卫星106的最小启发式值的GNSS卫星106。在其它实现方式中，应理解的是：在当前的GNSS卫星106被确定为在视野中时，选择具有对于当前的GNSS卫星106的较高但不是最大的启发式值的GNSS卫星，并且在当前的GNSS卫星106被确定为不在视野中时，选择具有对于当前的GNSS卫星106的较低但不是最小的启发式值的GNSS卫星106。这样，处理器204以逻辑方式动态地选择接下来搜索哪个GNSS卫星106，导致在视野中的GNSS卫星106的更快的获取。

在示例性实施例中，处理器204迭代地继续，以基于启发式值而决定接下来尝试哪个卫星。例如，在每次迭代中，基于另一个GNSS卫星106在先前的迭代中是否被发现为在视野中而尝试特定的GNSS卫星106。在示例性实现方式中，关于已经尝试哪些卫星的知识用于避免试图获取在先前的迭代中已经尝试的卫星。

在示例性实现方式中，在启动时用全一初始化长度n（其中n是卫星的数量）的度量向量。该组候选是GNSS卫星106的完整列表。选择GNSS卫星106之一，并且GNSS接收器102试图获取所选的GNSS卫星106。启发式度量矩阵的第一行包含关于所有其它GNSS卫星106距所选的GNSS卫星106的平均距离的信息。在示例性实现方式中，如果获取所选GNSS卫星106（意味着它“在视野中”），度量向量乘以启发式度量矩阵的第一行。相反，如果没有获取所选GNSS卫星106（意味着它不“在视野中”），度量向量乘以1减去启发式度量矩阵的第一行。在示例性实现方式中，度量针对首先选择的GNSS卫星106而被手动设置为零，以避免循环。在示例性实现方式中，在覆盖整个搜索空间并且搜索所有卫星之后，列表被重置为不包括已经获取的卫星，并且度量被初始化成对应于所获取的卫星的行的积。

在示例性实施例中，处理器204被进一步配置成：通过在时间间隔期间对GNSS卫星106之间的距离进行采样并且对每一对GNSS卫星106之间的距离进行平均而生成启发式值。在示例性实施例中，每对之间的平均距离被进一步调节和/或在0和1之间归一化以创建启发式值。在其它实现方式中，对之间的平均距离被直接用作启发式值或以其它方式用于基于特定的卫星是否被确定为在视野中而智能地选择接下来搜索哪个卫星。

图3是图示执行全球导航卫星系统搜索的方法300的一个示例性实施例的流程图。方法300在可选的块302处开始，其中生成一组启发式。方法300继续进行到块304，其中确定第一卫星是否在GNSS接收器的视野中。方法300继续进行到块306，其中当第一卫星被确定为在GNSS接收器的视野中时确定第二卫星是否在GNSS接收器的视野中。方法300继续进行块308，其中当第一卫星被确定为不在GNSS接收器的视野中时，确定第三卫星是否在GNSS接收器的视野中。

方法300继续进行到可选的块310，其中当第二卫星被确定为在GNSS接收器的视野中时，确定第四卫星是否在GNSS接收器的视野中。方法300继续进行到可选的块312，其中当第二卫星被确定为不在GNSS接收器的视野中时，确定第五卫星是否在GNSS接收器的视野中。方法300继续进行到可选的块314，其中当第三卫星被确定为在GNSS接收器的视野中时，确定第六卫星是否在GNSS接收器的视野中。方法300继续进行到可选的块316，其中当第三卫星被确定为不在GNSS接收器的视野中时，确定第七卫星是否在GNSS接收器的视野中。

在示例性实施例中，第一卫星和第二卫星共享第一轨道路径。在示例性实施例中，第一卫星在第一轨道路径中与第三卫星大体上相对。在其它示例性实施例中，第一卫星在第一轨道路径中邻近于第二卫星。在其它示例性实施例中，第一卫星和第二卫星不共享第一轨道路径。在示例性实施例中，先前通过计算在轨道周期期间一组时间间隔处的第一卫星的第一组位置和在该轨道周期期间该组时间间隔处的第二卫星的第二组位置来确定在第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离。在示例性实施例中，先前通过计算在轨道周期期间该时间间隔处的第一卫星的第一组位置和在该轨道周期期间该组时间间隔处的第三卫星的第三组位置来确定在第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离。

在示例性实施例中，该方法进一步包括：当第二卫星被确定为在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第四卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中。在示例性实施例中，基于第二卫星的第二轨道和第四卫星的第四轨道、基于第二卫星和第四卫星之间的第三平均距离，第四卫星先前被确定为当第二卫星被确定为在视野中时较可能在视野中。在示例性实施例中，该方法进一步包括：当第二卫星被确定为不在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第五卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中。在示例性实施例中，基于第二卫星的第二轨道和第五卫星的第五轨道、基于第二卫星和第五卫星之间的第四平均距离，第五卫星先前被确定为当第二卫星被确定为不在视野中时较可能在视野中。

在示例性实施例中，该方法进一步包括：当第三卫星被确定为在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第六卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中。在示例性实施例中，基于第三卫星的轨道和第六卫星的第六轨道、基于第三卫星和第六卫星之间的第五平均距离，第六卫星先前被确定为当第三卫星被确定为在视野中时较可能在视野中。在其它示例性实施例中，该方法进一步包括：当第三卫星被确定为不在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第七卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中。在示例性实施例中，基于第三卫星的第三轨道和第七卫星的第七轨道、基于第三卫星和第七卫星之间的第六平均距离，第七卫星先前被确定为当第三卫星被确定为不在视野中时较可能在视野中。

在示例性实施例中，该方法进一步包括：在确定第一卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中之前，生成一组启发式。在示例性实施例中，该启发式指示基于第一卫星的第一轨道和第二卫星的第二轨道的基于第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离，当第一卫星被确定为在视野中时，第二卫星较可能在视野中。在示例性实施例中，该启发式指示基于第一卫星的第一轨道和第三卫星的第三轨道的基于第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离，当第一卫星被确定为不在视野中时，第三卫星较可能在视野中。

图4是图示生成启发式的方法400的一个示例性实施例的流程图。方法400可用于实现方法300中的可选的块302。方法400在可选的块402处开始，其中确定在第一时间段期间在多个卫星中的每个GNSS卫星和多个卫星中的每一个其它卫星之间的平均距离。方法400继续进行到块404，其中基于在第一时间段期间在多个卫星中的每个单独的卫星和多个卫星中的每一个其它卫星之间的平均距离生成一组启发式。在示例性实施例中，该组启发式针对多个卫星内的每个单独的卫星指示：当单独的卫星在视野内时，其它卫星将多么可能在视野中。在示例性实施例中，该组启发式包括具有启发式值的矩阵。在示例性实施例中，基于关于卫星是否在视野中的信息而更新该组启发式。

图5是图示执行全球导航卫星系统搜索的方法500的另一个示例性实施例的流程图。方法500在块502处开始，其中将预先计算的矩阵502输入到系统中。在示例性实施例中，预先计算的矩阵包括用于每个GNSS卫星候选的一组启发式。方法500继续进行到块504，其中使用固定的或任意的GNSS卫星开始卫星搜索。方法500继续进行到块506，其中搜索当前的GNSS卫星候选506。方法500继续进行到块508，其中加载针对当前的GNSS卫星候选的当前的矩阵启发式值。

方法500继续进行到块510，其中确定是否获取当前的GNSS卫星候选。如果未获取当前的GNSS卫星候选，方法500继续进行到块512，其中逆转（invert）所有矩阵启发式值512。在示例性实施例中，这是通过简单地从一中减去当前矩阵来完成的，因为所有矩阵启发式值位于0和1之间。在其它实施例中，这是以其它方式来完成的。方法500从块512继续进行到块514，其中针对当前的GNSS卫星候选调节矩阵启发式值以将当前的GNSS卫星候选标记为已搜索，因此它将不被再次搜索。如果获取当前的GNSS卫星候选，方法500从块510直接继续进行到块514，其中针对当前的GNSS卫星候选调节矩阵启发式值以将当前的GNSS卫星候选标记为已搜索，因此它将不被再次搜索，而不逆转所有矩阵启发式值512。这样，来自发​​现的和未发现的卫星二者的数据用于更新矩阵启发式值以实现优化的搜索。

方法500从块514继续进行到块516，其中确定是否所有的GNSS卫星已被标记为已搜索。如果所有的GNSS卫星已被标记为已搜索，方法500继续进行到块518，其中将矩阵启发式值重新初始化为获取的GNSS卫星候选的矩阵值的积并将候选列表初始化为未获取的那些。如果所有的GNSS卫星尚未被标记为已搜索，方法500从块516继续进行到块520，其中发现最大矩阵启发式值并将相关联的GNSS卫星用作当前的GNSS卫星候选。方法500从块520继续进行到块506，其中搜索当前的GNSS卫星候选506。这样，基于在较可能导致获取的矩阵中的更新的启发式值，以优化的方式选择被搜索的下一个GNSS卫星候选。

虽然本文已经图示和描述了具体实施例，但由本领域普通技术人员将理解的是：预计以实现相同目的的任何布置可代替示出的具体实施例。因此，显然意图在于本发明仅由权利要求及其等同物限制。

示例性实施例

示例1包括一种全球导航卫星系统接收器，包括：处理器，其被配置成确定第一卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中该处理器被进一步配置成：当第一卫星被确定为在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第二卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中该处理器被进一步配置成：当第一卫星被确定为不在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第三卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中基于第一卫星的第一轨道和第二卫星的第二轨道、基于第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离，第二卫星先前被确定为当第一卫星被确定为在视野中时较可能在视野中；其中基于第一卫星的第一轨道和第三卫星的第三轨道、基于第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离，第三卫星先前被确定为当第一卫星被确定为不在视野中时较可能在视野中。

示例2包括示例1的全球导航卫星系统接收器，其中第一卫星和第二卫星共享第一轨道路径；并且其中第一卫星在第一轨道路径中大体上与第三卫星相对。

示例3包括示例1-2中任一项的全球导航卫星系统接收器，其中第一卫星和第二卫星不共享第一轨道路径。

示例4包括示例1-3中任一项的全球导航卫星系统接收器，其中第一卫星和第二卫星共享第一轨道路径；并且其中第一卫星在第一轨道路径中邻近于第二卫星。

示例5包括示例1-4中任一项的全球导航卫星系统接收器，其中通过计算在轨道周期期间在一组时间间隔处的第一卫星的第一组位置以及在该轨道周期期间在该组时间间隔处的第二卫星的第二组位置而先前确定第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离；并且其中通过计算在该轨道周期期间在该时间间隔处的第一卫星的第一组位置以及在该轨道周期期间在该组时间间隔处的第三卫星的第三组位置而先前确定第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离。

示例6包括示例1-5中任一项的全球导航卫星系统接收器，进一步包括：其中该处理器被进一步配置成：当第二卫星被确定为在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第四卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中该处理器被进一步配置成：当第二卫星被确定为不在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第五卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中基于第二卫星的第二轨道和第四卫星的第四轨道、基于第二卫星和第四卫星之间的第三平均距离，第四卫星先前被确定为当第二卫星被确定为在视野中时较可能在视野中；并且其中基于第二卫星的第二轨道和第五卫星的第五轨道、基于第二卫星和第五卫星之间的第四平均距离，第五卫星先前被确定为当第二卫星被确定为不在视野中时较可能在视野中。

示例7包括示例6的全球导航卫星系统接收器，进一步包括：其中该处理器被进一步配置成：当第三卫星被确定为在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第六卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中该处理器被进一步配置成：当第三卫星被确定为不在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第七卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中基于第三卫星的第三轨道和第六卫星的第六轨道、基于第三卫星和第六卫星之间的第五平均距离，第六卫星先前被确定为当第三卫星被确定为在视野中时较可能在视野中；并且其中基于第三卫星的第三轨道和第七卫星的第七轨道、基于第三卫星和第七卫星之间的第六平均距离，第七卫星先前被确定为当第三卫星被确定为不在视野中时较可能在视野中。

示例8包含示例1-7中任一项的全球导航卫星系统接收器，进一步包括：其中该处理器被进一步被配置成在被配置成确定第一卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中之前生成一组启发式；其中启发式指示：基于第一卫星的第一轨道和第二卫星的第二轨道、基于第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离，当第一卫星被确定为在视野中时，第二卫星较可能在视野中；并且其中启发式指示：基于第一卫星的第一轨道和第三卫星的第三轨道、基于第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离，当第一卫星被确定为不在视野中时，第三卫星较可能在视野中。

示例9包括一种全球导航卫星系统搜索的方法，包括：确定第一卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；当第一卫星被确定为在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第二卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；当第一卫星被确定为不在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第三卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中基于第一卫星的第一轨道和第二卫星的第二轨道、基于第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离，第二卫星先前被确定为当第一卫星被确定为在视野中时较可能在视野中；并且其中基于第一卫星的第一轨道和第三卫星的第三轨道、基于第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离，第三卫星先前被确定为当第一卫星被确定为不在视野中时较可能地较可能在视野中。

示例10包括示例9的方法，其中第一卫星和第二卫星共享第一轨道路径；并且其中第一卫星在第一轨道路径中大体上与第三卫星相对。

示例11包括示例9-10中任一项的方法，其中第一卫星和第二卫星不共享第一轨道路径。

示例12包括示例9-11中任一项的方法，其中第一卫星和第二卫星共享第一轨道路径；并且其中第一卫星在第一轨道路径中邻近于第二卫星。

示例13包括示例9-12中任一项的方法，其中通过计算在轨道周期期间在一组时间间隔处的第一卫星的第一组位置以及在该轨道周期期间在该组时间间隔处的第二卫星的第二组位置而先前确定第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离；并且其中通过计算在该轨道周期期间在该时间间隔处的第一卫星的第一组位置以及在该轨道周期期间在该组时间间隔处的第三卫星的第三组位置而先前确定第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离。

示例14包括示例9-13中任一项的方法，进一步包括：当第二卫星被确定为在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第四卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；当第二卫星被确定为不在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第五卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中基于第二卫星的第二轨道和第四卫星的第四轨道、基于第二卫星和第四卫星之间的第三平均距离，第四卫星先前被确定为当第二卫星被确定为在视野中时较可能在视野中；并且其中基于第二卫星的第二轨道和第五卫星的第五轨道、基于第二卫星和第五卫星之间的第四平均距离，第五卫星先前被确定为当第二卫星被确定为不在视野中时较可能在视野中。

示例15包括示例9-14中任一项的方法，进一步包括：当第三卫星被确定为在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第六卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；当第三卫星被确定为不在全球导航卫星系统接收器的视野中时，确定第七卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中；其中基于第三卫星的第三轨道和第六卫星的第六轨道、基于第三卫星和第六卫星之间的第五平均距离，第六卫星先前被确定为当第三卫星被确定为在视野中时较可能在视野中；并且其中基于第三卫星的第三轨道和第七卫星的第七轨道、基于第三卫星和第七卫星之间的第六平均距离，第七卫星先前被确定为当第三卫星被确定为不在视野中时较可能在视野中。

示例16包括示例9-15中任一项的方法，进一步包括：在确定第一卫星是否在全球导航卫星系统接收器的视野中之前，生成一组启发式；其中启发式指示：基于第一卫星的第一轨道和第二卫星的第二轨道、基于第一卫星和第二卫星之间的第一平均距离，当第一卫星被确定为在视野中时，第二卫星较可能在视野中；并且其中启发式指示：基于第一卫星的第一轨道和第三卫星的第三轨道、基于第一卫星和第三卫星之间的第二平均距离，当第一卫星被确定为不在视野中时，第三卫星较可能在视野中。

示例17包括一种全球导航卫星系统接收器，包括：处理器，其被配置成确定在第一时间段期间在多个卫星中的每个单独的卫星和多个卫星中的每一个其它卫星之间的平均距离；其中该处理器被进一步配置成：基于在第一时间段期间在多个卫星中的每个单独的卫星和多个卫星中的每一个其它卫星之间的平均距离而生成一组启发式。

示例18包括示例17的全球导航卫星系统接收器，其中该组启发式指示，针对多个卫星内的每个单独的卫星，当所述单独卫星在视野内时，其它卫星多么可能在视野中。

示例19包括示例17-18中任一项的全球导航卫星系统接收器，其中该组启发式包括具有启发式值的矩阵。

示例20包括示例17-19中任一项的全球导航卫星系统接收器，其中基于关于卫星是否在视野中的信息而更新该组启发式。

Claims (3)

1.一种全球导航卫星系统接收器（102），包括：

处理器（204），被配置成确定第一卫星（106-1）是否在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中；

其中处理器（204）被进一步配置成：当第一卫星（106-1）被确定为在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中时，确定第二卫星（106-2）是否在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中；

其中处理器（204）被进一步配置成：当第一卫星（106-1）被确定为不在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中时，确定第三卫星（106-3）是否在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中；

其中基于第一卫星（106-1）的第一轨道和第二卫星（106-2）的第二轨道、基于第一卫星（106-1）和第二卫星（106-2）之间的第一平均距离，第二卫星（106-2）先前被确定为当第一卫星（106-1）被确定为在视野中时较可能在视野中；

其中基于第一卫星（106-1）的第一轨道和第三卫星（106-3）的第三轨道、基于第一卫星（106-1）和第三卫星（106-3）之间的第二平均距离，第三卫星（106-3）先前被确定为当第一卫星（106-1）被确定为不在视野中时较可能在视野中。

2.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统接收器（102），其中通过计算在轨道周期期间在一组时间间隔处的第一卫星（106-1）的第一组位置以及在该轨道周期期间在该组时间间隔处的第二卫星（106-2）的第二组位置而先前确定第一卫星（106-1）和第二卫星（106-2）之间的第一平均距离；以及

其中通过计算在该轨道周期期间在该时间间隔处的第一卫星（106-1）的第一组位置以及在该轨道周期期间在该组时间间隔处的第三卫星（106-3）的第三组位置而先前确定第一卫星（106-1）和第三卫星（106-3）之间的第二平均距离。

3.一种全球导航卫星系统搜索的方法（300），包括：

确定（304）第一卫星（106-1）是否在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中；

当第一卫星（106-1）被确定为在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中时，确定（306）第二卫星（106-2）是否在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中；

当第一卫星（106-1）被确定为不在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中时，确定（308）第三卫星（106-3）是否在全球导航卫星系统接收器（102）的视野中；

其中基于第一卫星（106-1）的第一轨道和第二卫星（106-2）的第二轨道、基于第一卫星（106-1）和第二卫星（106-2）之间的第一平均距离，第二卫星（106-2）先前被确定为当第一卫星（106-1）被确定为在视野中时较可能在视野中；以及

其中基于第一卫星（106-1）的第一轨道和第三卫星（106-3）的第三轨道、基于第一卫星（106-1）和第三卫星（106-3）之间的第二平均距离，第三卫星（106-3）先前被确定为当第一卫星（106-1）被确定为不在视野中时较可能地较可能在视野中。