CN105372682B - 微功耗gps信号处理方法 - Google Patents

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Abstract

为了克服现有的车用GPS信号采集与处理需要经常性地与GPS卫星通信，以及需要重复大量的计算，进而造成电力消耗，本发明提供了一种微功耗GPS信号处理方法，该GPS信号的处理利用CPU作为处理器件，包括如下步骤：(1)在第一GPS信号处理模式下，建立GPS信号与时间之间的对应关系并存储与GPS信号有关的记录作为历史记录；(2)在第二GPS信号处理模式下，采集第二三维加速度信息，并根据步骤(1)建立的对应关系以及采集到的第二三维加速度信息，确定不同的GPS信号处理方式。本发明降低了GPS接收设备与GPS卫星之间通信的频率，从而极大地减少了采集和处理GPS信号所需要耗费的电力。经实验，本发明的微功耗GPS信号处理方法相比于应用之前能够减小70％‑80％的功耗。

Description

微功耗GPS信号处理方法
技术领域
本发明涉及GPS信号采集和处理技术领域，更具体地，涉及一种微功耗GPS信号处理方法。
背景技术
GPS卫星相对于接收机的速度随着时间推移不停变换，由此引入的多普勒频率偏移也不停变化，因此GPS基带接收机必须不停地跟踪载波和扩频码的多普勒偏移；GPS基带接收机还生成本地扩频码，利用Gold码良好的自相关特性，使得本地码和卫星扩频信号同步；GPS基带接收机从复现的本地扩频码中获得卫星到接收机之间的伪距，从而解算出接收机的坐标。除了要进行上述运算以外，一般的GPS跟踪器在进行GPS定位操作时，对于GPS卫星系统的星历数据有极大的依赖。因此，上述操作造成了GPS信号采集和处理需要消耗较多的电力。申请人还发现，GPS信号采集和处理消耗电力较大的时刻主要集中在GPS接收机采集卫星信号的时刻，即其与卫星进行通信的时刻。尤其是对车用导航上的GPS信号采集和处理更是如此。
发明内容
为了克服现有的车用GPS信号采集与处理需要经常性地与GPS卫星通信，以及需要重复大量的计算，进而造成电力消耗，本发明提供了一种微功耗GPS信号处理方法，该GPS信号的处理利用CPU作为处理器件，包括如下步骤：
(1)在第一GPS信号处理模式下，建立GPS信号与时间之间的对应关系并存储与GPS信号有关的记录作为历史记录；
(2)在第二GPS信号处理模式下，采集第二三维加速度信息，并根据步骤(1)建立的对应关系以及采集到的第二三维加速度信息，确定不同的GPS信号处理方式。
进一步地，所述步骤(1)具体包括：
(1.1)在第一GPS信号处理模式下，采集第一三维加速度信息；
(1.2)采集GPS信息，并根据该GPS信息确定路线信息；
(1.3)根据所述第一三维加速度信息和路线信息，建立GPS信号与时间之间的对应关系，并存储处理后的GPS信号及相应路线信息作为历史记录。
进一步地，所述步骤(2)中，根据步骤(1)建立的对应关系以及采集到的第二三维加速度信息，确定不同的GPS信号处理方式具体包括：根据步骤(1)建立的对应关系以及采集到的第二三维加速度信息，确定第二GPS信号处理模式下的GPS信号是否属于历史记录：如果是，则以第一方式采集和处理GPS信号；否则以第二方式采集和处理GPS信号。
进一步地，所述第一方式是CPU以第一频率开启GPS信号的采集与处理作业。
进一步地，所述第二方式是CPU以低于第一频率的第二频率开启GPS信号的采集与处理作业，且所述第二三维加速度信息符合预设条件。
进一步地，所述三维加速度信息包括三维加速度在彼此垂直的三个空间方向上的加速度值。
进一步地，所述预设条件包括在至少一个方向上的所述加速度值大于预设阈值。
进一步地，所述第一GPS信号处理模式为CPU以第一方式随时传输和处理采集到的GPS信号。
进一步地，所述第二GPS信号处理模式包括CPU以第二方式不定时地传输和处理采集到的GPS信号。
进一步地，所述第二方式还包括：在所述至少一个方向上的三维加速度值的变化率大于预设变化阈值。
进一步地，所述第二方式还包括：根据三维加速度信息和路线信息，在GPS信号的多次采集与处理周期期间，在不采集GPS信号的前提下，利用CPU在地图数据集和/或路线信息上产生GPS信息。
本发明的有益效果是：降低了GPS接收设备与GPS卫星之间通信的频率，从而极大地减少了采集和处理GPS信号所需要耗费的电力。经实验，本发明的微功耗GPS信号处理方法相比于应用之前能够减小70％-80％的功耗。
附图说明
图1示出了根据本发明的优选实施例的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的优选实施例提供了一种微功耗GPS信号处理方法，该方法中，GPS信号的处理利用CPU作为处理器件，即本发明是一种基于CPU的微功耗GPS信号处理方法。
根据本发明的优选实施例，微功耗GPS信号处理方法包括如下步骤(1)和步骤(2)：
步骤(1)：在第一GPS信号处理模式下，建立GPS信号与时间之间的对应关系并存储与GPS信号有关的记录作为历史记录。
该步骤(1)是本方法中的自学习过程。在该自学习过程中，具体包括：
(1.1)在第一GPS信号处理模式下，采集第一三维加速度信息；
(1.2)采集GPS信息，并根据该GPS信息确定路线信息；
(1.3)根据所述第一三维加速度信息和路线信息，建立GPS信号与时间之间的对应关系，并存储处理后的GPS信号及相应路线信息作为历史记录。
所述第一GPS信号处理模式为CPU以第一方式随时传输和处理采集到的GPS信号。所述第一方式是CPU以第一频率开启GPS信号的采集与处理作业。该第一频率一般较高，例如为5次/分钟。
在自学习过程中，采集到的GPS信息被与地图数据库中的各条道路进行比对，从GPS信号开始采集到终止为止，全部GPS信息所对应的路线信息(例如，道路编号和/或道路名称等)可以被在数据库中单独记录为一条数据记录。该数据记录包括路线信息和该路线信息对应的起始与终止时刻，座位GPS信号与时间之间的对应关系。
经过预定的自学习过程，当超过预定的自学习时间时(例如超过30天)，自学习过程结束。此时，对上述各条数据记录进行排序，确定出现频次较高的路线信息以及该些路线信息分别对应的起始和终止时刻，并将这些被确定出来的信息作为历史记录。
步骤(2)：在第二GPS信号处理模式下，采集第二三维加速度信息，并根据步骤(1)建立的对应关系以及采集到的第二三维加速度信息，确定不同的GPS信号处理方式具体包括：根据步骤(1)建立的对应关系以及采集到的第二三维加速度信息，确定第二GPS信号处理模式下的GPS信号是否属于历史记录：如果是，则以第一方式采集和处理GPS信号；否则以第二方式采集和处理GPS信号。
其中，所述第二方式是CPU以低于第一频率的第二频率开启GPS信号的采集与处理作业，且所述第二三维加速度信息符合预设条件。这里，“三维加速度信息”包括三维加速度在彼此垂直的三个空间方向上的加速度值。这些值为标量，可以被存储或处理，以直接与预定的加速度阈值进行大小比较。而所述预设条件包括在至少一个方向上的所述加速度值大于预设阈值。
所述第二GPS信号处理模式包括CPU以第二方式不定时地传输和处理采集到的GPS信号。这里的“不定时”优选地包括这样的情形：当所述至少一个方向上的三维加速度值的变化率大于预设变化阈值时，开启GPS接收设备开始采集和处理GPS信号；否则不开启。例如，如果GPS接收设备中的三维加速度检测设备检测到的三维加速度信息的加速度变大速度或者减小速度超过预设的阈值，则开启GPS接收设备开始采集和处理GPS信号。此时，被作为GPS信号的多次采集与处理周期内的作业。GPS接收设备以其正常的采样频率采集GPS信息且GPS接收设备中的CPU随时处理这些GPS信息。
在GPS信号的多次采集与处理周期期间，即在不采集GPS信号的前提下，GPS信息的处理完全采用CPU根据预设的路径预测方法确定GPS接收设备的路线和当前地点。这种预测是基于三维加速度信息和路线信息，并利用CPU在地图数据集和/或路线信息上产生GPS信息实现的。由于这些算法在现有技术中已经存在且并非本发明的发明点，因此在此不作赘述。本领域技术人员能够在不付出创造性劳动的前提下，基于现有GPS路径预测的算法实现。
总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，显然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型。因此，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微功耗GPS信号处理方法，该GPS信号的处理利用CPU作为处理器件，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在第一GPS信号处理模式下，建立GPS信号与时间之间的对应关系并存储与GPS信号有关的记录作为历史记录；采集到的GPS信息被与地图数据库中的各条道路进行比对，从GPS信号开始采集到终止为止，全部GPS信息所对应的路线信息被在数据库中单独记录为一条数据记录，该数据记录包括路线信息和该路线信息对应的起始与终止时刻，作为GPS信号与时间之间的对应关系；
(2)在第二GPS信号处理模式下，采集第二三维加速度信息，并根据步骤(1)建立的对应关系以及采集到的第二三维加速度信息，确定不同的GPS信号处理方式；
所述第二GPS信号处理模式包括CPU以第二方式不定时地传输和处理采集到的GPS信号，此处的“不定时”是指当至少一个方向上的三维加速度值的变化率大于预设变化阈值时，开启GPS接收设备开始采集和处理GPS信号；否则不开启。
2.根据权利要求1的信号处理方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：
(1.1)在第一GPS信号处理模式下，采集第一三维加速度信息；
(1.2)采集GPS信息，并根据该GPS信息确定路线信息；
(1.3)根据所述第一三维加速度信息和路线信息，建立GPS信号与时间之间的对应关系，并存储处理后的GPS信号及相应路线信息作为历史记录。
3.根据权利要求1的信号处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据步骤(1)建立的对应关系以及采集到的第二三维加速度信息，确定不同的GPS信号处理方式具体包括：根据步骤(1)建立的对应关系以及采集到的第二三维加速度信息，确定第二GPS信号处理模式下的GPS信号是否属于历史记录：如果是，则以第一方式采集和处理GPS信号；否则以第二方式采集和处理GPS信号。
4.根据权利要求3的信号处理方法，其特征在于，所述第一方式是CPU以第一频率开启GPS信号的采集与处理作业。
5.根据权利要求3的信号处理方法，其特征在于，所述第二方式是CPU以低于第一频率的第二频率开启GPS信号的采集与处理作业，且所述第二三维加速度信息符合预设条件。
6.根据权利要求2的信号处理方法，其特征在于，所述第一三维加速度信息和第二三维加速度信息包括三维加速度在彼此垂直的三个空间方向上的加速度值。
7.根据权利要求5的信号处理方法，其特征在于，所述预设条件包括在至少一个方向上的所述加速度值大于预设阈值。
8.根据权利要求1的信号处理方法，其特征在于，所述第一GPS信号处理模式为CPU以第一方式随时传输和处理采集到的GPS信号。
9.根据权利要求1的信号处理方法，其特征在于，所述第二方式还包括：在所述至少一个方向上的三维加速度值的变化率大于预设变化阈值。
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