CN110794432A - 一种用于gps软件接收机的初始定位方法 - Google Patents

一种用于gps软件接收机的初始定位方法 Download PDF

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何佳玲
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Abstract

本发明公开了一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，具体包括以下步骤：S1、通过接收模块接收来自多个卫星的导航电文，通过解析调取单元内部的分析模块对导航电文进行分析，并通过获取模块获取相应的星历和历书信息，并存储到第一存储单元内进行存储；本发明涉及GPS软件接收机技术领域。该用于GPS软件接收机的初始定位方法，可实现从GPS卫星的多个参数出发，推导出历史修正参数，同时通过备份单元对导航电文以及接收机位置等相关信息进行备份，使得第一存储单元在电源不足的情况下内部的备份信息依然有效，并且根据第一存储单元备份的信息以及GPS时间对多普勒频移的范围进行估算，缩短了GPS接收机定位所需时间。

Description

一种用于GPS软件接收机的初始定位方法
技术领域
本发明涉及GPS软件接收机技术领域，具体为一种用于GPS软件接收机的初始定位方法。
背景技术
GPS接收机是接收全球定位系统卫星信号并确定地面空间位置的仪器，GPS卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源，对于陆地、海洋和空间的广大用户，其所拥有的能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备，即GPS信号接收机，可以同时接收12颗卫星，早期的型号，比如GARMIN 45C就是8通道，GPS接收机收到3颗卫星的信号可以输出2D(就是2维)数据，只有经纬度，没有高度，如果收到4颗以上的卫星，就输出3D数据，可以提供海拔高度。
GPS接收机接收定位的方法一般需要经过捕获、跟踪、收集广播星历等这几个阶段，但是现有的接收机必须利用有效的星历方可进行定位计算，在无有效星历的情况下，需要耗费诸多时间精力进行计算，同时目前的GPS接收机在开机后，首次的定位时间一般都超过了35s，甚至更多，以上这两种情况都大大增加了该接收机的定位时间，当接收机内部电源不足时，还会导致接收机无法进行正常定位工作，为后续GPS接收机的正常使用造成了影响。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，解决了现有的接收机必须利用有效的星历方可进行定位计算，在无有效星历的情况下需要耗费诸多时间精力以及首次开机的定位时间过长的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，具体包括以下步骤：
S1、通过接收模块接收来自多个卫星的导航电文，通过解析调取单元内部的分析模块对导航电文进行分析，并通过获取模块获取相应的星历和历书信息，并存储到第一存储单元内进行存储；
S2、处理器通过检索提取模块将第一存储单元内部的星历以及历书信息进行提取，并发送至参数计算单元内部，在参数计算单元内部计算出相应卫星的历史修正参数，通过处理器将参数发送至第二存储单元内部进行存储；
S3、由时间记录模块实时记录当前时间，并通过转换模块转换成相应的GPS时间，并发送至处理器内部；
S4、在开启GPS接收机时，处理器将读取第一存储单元内部的星历以及历书信息，同时根据得到的GPS时间以及第二存储单元内部的历史修正参数，在卫星计算单元内部计算出卫星的当前位置信息，然后根据得到的卫星位置信息在接收机计算单元内部得到GPS接收机的定位信息；
S5、通过备份单元对第一存储单元内部的导航电文以及S4中得到的接收机定位信息进行备份，同时通过估算单元根据当前的GPS时间以及备份单元内部的相关信息对多普勒频移的范围进行估算，最终实现GPS的快速定位。
优选的，所述步骤S1中，接收模块的输出端通过导线与解析调取单元的输入端端电性连接，所述解析调取单元包括分析模块和获取模块。
优选的，所述步骤S2中，处理器的输出端通过导线与检索提取模块的输入端电性连接，所述检索提取模块的输出端通过导线与参数计算单元的输入端电性连接，且参数计算单元通过无线与处理器实现双向连接。
优选的，所述步骤S2中，处理器的输出端通过导线与第一存储单元的输入端电性连接，且第一存储单元通过无线与检索提取模块实现双向连接。
优选的，所述步骤S2中，处理器通过无线与第二存储单元实现双向连接。
优选的，所述步骤S3中，时间记录模块的输出端通过导线与转换模块的输入端电性连接，且转换模块的输出端通过导线与处理器的输入端电性连接，所述处理器的输出端通过导线与时间记录模块的输入端电性连接。
优选的，所述步骤S4中，处理器的输出端通过导线与卫星计算单元的输入端电性连接，且卫星计算单元的输出端通过导线与接收机计算单元的输入端电性连接。
优选的，所述步骤S5中，备份单元通过无线与第一存储单元实现双向连接，所述备份单元的输出端通过导线与估算单元的输入端电性连接，且估算单元通过无线与处理器实现双向连接。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于GPS软件接收机的初始定位方法。具备以下有益效果：该用于GPS软件接收机的初始定位方法，通过S1、通过接收模块接收来自多个卫星的导航电文，通过解析调取单元内部的分析模块对导航电文进行分析，并通过获取模块获取相应的星历和历书信息，并存储到第一存储单元内进行存储；S2、处理器通过检索提取模块将第一存储单元内部的星历以及历书信息进行提取，并发送至参数计算单元内部，在参数计算单元内部计算出相应卫星的历史修正参数，通过处理器将参数发送至第二存储单元内部进行存储；S3、由时间记录模块实时记录当前时间，并通过转换模块转换成相应的GPS时间，并发送至处理器内部；S4、在开启GPS接收机时，处理器将读取第一存储单元内部的星历以及历书信息，同时根据得到的GPS时间以及第二存储单元内部的历史修正参数，在卫星计算单元内部计算出卫星的当前位置信息，然后根据得到的卫星位置信息在接收机计算单元内部得到GPS接收机的定位信息；S5、通过备份单元对第一存储单元内部的导航电文以及S4中得到的接收机定位信息进行备份，同时通过估算单元根据当前的GPS时间以及备份单元内部的相关信息对多普勒频移的范围进行估算，最终实现GPS的快速定位，可实现从GPS卫星的多个参数出发，推导出历史修正参数，同时通过备份单元对导航电文以及接收机位置等相关信息进行备份，使得第一存储单元在电源不足的情况下内部的备份信息依然有效，并且根据第一存储单元备份的信息以及GPS时间对多普勒频移的范围进行估算，缩短了GPS接收机定位所需时间，加强了该GPS接收机的使用效率，符合实际的使用需求。
附图说明
图1为本发明系统的结构原理框图；
图2为本发明解析调取单元结构的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明实施例提供一种技术方案：一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，可实现从GPS卫星的多个参数出发，推导出历史修正参数，同时通过备份单元对导航电文以及接收机位置等相关信息进行备份，使得第一存储单元在电源不足的情况下内部的备份信息依然有效，并且根据第一存储单元备份的信息以及GPS时间对多普勒频移的范围进行估算，缩短了GPS接收机定位所需时间，加强了该GPS接收机的使用效率，符合实际的使用需求，具体包括以下步骤：
S1、通过接收模块接收来自多个卫星的导航电文，通过解析调取单元内部的分析模块对导航电文进行分析，并通过获取模块获取相应的星历和历书信息，并存储到第一存储单元内进行存储，星历是指在GPS测量中，天体运行随时间而变的精确位置或轨迹表，它是时间的函数，具体应用中有“广播星历”与后处理“精密星历”之分；
S2、处理器通过检索提取模块将第一存储单元内部的星历以及历书信息进行提取，并发送至参数计算单元内部，在参数计算单元内部计算出相应卫星的历史修正参数，通过处理器将参数发送至第二存储单元内部进行存储；
S3、由时间记录模块实时记录当前时间，并通过转换模块转换成相应的GPS时间，并发送至处理器内部；
S4、在开启GPS接收机时，处理器将读取第一存储单元内部的星历以及历书信息，同时根据得到的GPS时间以及第二存储单元内部的历史修正参数，在卫星计算单元内部计算出卫星的当前位置信息，然后根据得到的卫星位置信息在接收机计算单元内部得到GPS接收机的定位信息；
S5、通过备份单元对第一存储单元内部的导航电文以及S4中得到的接收机定位信息进行备份，同时通过估算单元根据当前的GPS时间以及备份单元内部的相关信息对多普勒频移的范围进行估算，最终实现GPS的快速定位，卫星导航电文是由导航卫星播发给用户的描述导航卫星运行状态参数的电文，包括系统时间、星历、历书、卫星时钟的修正参数、导航卫星健康状况和电离层延时模型参数等内容，导航电文的参数给用户提供了时间信息，利用导航电文参数可以计算用户的位置坐标和速度。
本发明中，步骤S1中，接收模块的输出端通过导线与解析调取单元的输入端端电性连接，解析调取单元包括分析模块和获取模块。
本发明中，步骤S2中，处理器的输出端通过导线与检索提取模块的输入端电性连接，检索提取模块的输出端通过导线与参数计算单元的输入端电性连接，且参数计算单元通过无线与处理器实现双向连接。
本发明中，步骤S2中，处理器的输出端通过导线与第一存储单元的输入端电性连接，且第一存储单元通过无线与检索提取模块实现双向连接。
本发明中，步骤S2中，处理器通过无线与第二存储单元实现双向连接，处理器作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元，CPU自产生以来，在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展，处理器的型号为ARM9。
本发明中，步骤S3中，时间记录模块的输出端通过导线与转换模块的输入端电性连接，且转换模块的输出端通过导线与处理器的输入端电性连接，处理器的输出端通过导线与时间记录模块的输入端电性连接。
本发明中，步骤S4中，处理器的输出端通过导线与卫星计算单元的输入端电性连接，且卫星计算单元的输出端通过导线与接收机计算单元的输入端电性连接。
本发明中，步骤S5中，备份单元通过无线与第一存储单元实现双向连接，所述备份单元的输出端通过导线与估算单元的输入端电性连接，且估算单元通过无线与处理器实现双向连接。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、通过接收模块接收来自多个卫星的导航电文，通过解析调取单元内部的分析模块对导航电文进行分析，并通过获取模块获取相应的星历和历书信息，并存储到第一存储单元内进行存储；
S2、处理器通过检索提取模块将第一存储单元内部的星历以及历书信息进行提取，并发送至参数计算单元内部，在参数计算单元内部计算出相应卫星的历史修正参数，通过处理器将参数发送至第二存储单元内部进行存储；
S3、由时间记录模块实时记录当前时间，并通过转换模块转换成相应的GPS时间，并发送至处理器内部；
S4、在开启GPS接收机时，处理器将读取第一存储单元内部的星历以及历书信息，同时根据得到的GPS时间以及第二存储单元内部的历史修正参数，在卫星计算单元内部计算出卫星的当前位置信息，然后根据得到的卫星位置信息在接收机计算单元内部得到GPS接收机的定位信息；
S5、通过备份单元对第一存储单元内部的导航电文以及S4中得到的接收机定位信息进行备份，同时通过估算单元根据当前的GPS时间以及备份单元内部的相关信息对多普勒频移的范围进行估算，最终实现GPS的快速定位。
2.根据权利要求1所述的一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，其特征在于：所述步骤S1中，接收模块的输出端通过导线与解析调取单元的输入端端电性连接，所述解析调取单元包括分析模块和获取模块。
3.根据权利要求1所述的一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，其特征在于：所述步骤S2中，处理器的输出端通过导线与检索提取模块的输入端电性连接，所述检索提取模块的输出端通过导线与参数计算单元的输入端电性连接，且参数计算单元通过无线与处理器实现双向连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，其特征在于：所述步骤S2中，处理器的输出端通过导线与第一存储单元的输入端电性连接，且第一存储单元通过无线与检索提取模块实现双向连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，其特征在于：所述步骤S2中，处理器通过无线与第二存储单元实现双向连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，其特征在于：所述步骤S3中，时间记录模块的输出端通过导线与转换模块的输入端电性连接，且转换模块的输出端通过导线与处理器的输入端电性连接，所述处理器的输出端通过导线与时间记录模块的输入端电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，其特征在于：所述步骤S4中，处理器的输出端通过导线与卫星计算单元的输入端电性连接，且卫星计算单元的输出端通过导线与接收机计算单元的输入端电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于GPS软件接收机的初始定位方法，其特征在于：所述步骤S5中，备份单元通过无线与第一存储单元实现双向连接，所述备份单元的输出端通过导线与估算单元的输入端电性连接，且估算单元通过无线与处理器实现双向连接。
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