CN1338614A - 校准预测的导航信息的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用预测的未来导航数据和改进的定时调整增强数据消除的方法。可为一个特定卫星预测未来导航数据,而且预测的未来的导航数据中第一和起始比特被时间调整到要消除的导航数据中的一个相应参考比特。准确地说,卫星参考比特的发送时间被确定,并添加到与该卫星相关的传播时延以得到一个动作时间,用于应用在GPS接收机或WAG客户预测的导航数据到该卫星发送的GPS信号。

Description

校准预测的导航信息的方法
技术领域
本发明一般涉及无线通信领域，尤其涉及利用无线通信系统的地理定位。
背景技术
地理定位涉及确定移动无线设备的位置。现有技术的地理定位系统利用基于卫星的导航设备来提供精确的三维位置信息。全球定位系统(GPS)就是一种众所周知的基于卫星的导航系统。
图13描述了根据现有技术使用的GPS系统10。GPS系统10包括多个卫星12-j，至少一个控制地面站20，以及至少一个GPS接收机30，其中j=1，2，……，J。每个卫星12-j以已知速率Vj围绕地球16运转，而且与其它卫星12-j间隔已知距离。每个卫星12-j发送一个GPS信号14-j，该信号是利用与该特定卫星相关的一个唯一的伪随机噪声(PN-j)码和导航数据(ND-j)双极性相移键控(BPSK)调制的已知频率f的载波信号。PN-j码和导航数据ND-j在调制到该载波信号之前做模2加法。导航数据ND-j包括卫星识别、定时信息、卫星健康指示、轨道数据以及奇偶校验位。
控制地面站20包括天线22，用于接收GPS信号14-j以及发送校正信号24－j，多个相关器26-m，用于检测GPS信号14-j，以及处理器28，其软件利用检测到的GPS信号跟踪GPS卫星12-j，并为每个卫星确定校正信号24-j，其中m＝1，……，M。校正信号24-j包括与实际GPS系统时间的卫星钟偏置，如偏差和漂移分量，目的是为GPS卫星12-j提供更新的位置和定时信息。
图14描绘了GPS接收机30，其包括用于接收GPS信号14-j的天线32、用于检测GPS信号14-j的多个相关器34-k，软件利用检测到的GPS信号14-j确定地理定位位置的处理器36，过滤和放大接收的GPS信号14-j的前置放大器/前置滤波器102，频率合成器106，为频率合成器106提供定时的基准振荡器108，以及为处理器36提供定时的时钟118，其中k＝1，2，…，K。相关器34-k包括伪随机噪声(PN)码生成器110，乘法器104和112，以及一个积分和转储滤波器114。GPS接收机30通过PN-j码检测GPS信号14-j。注意PN码生成器110可以是或可以不是相关器34-k的一部分。
检测GPS信号14-j涉及一个相关过程，其中相关器34-k在载频和码相位方面搜索GPS信号14-j中的PN-j码。该相关过程是利用乘法器112将接收的GPS信号14-j与以已知频率调制到一个复制载波信号上的相移复制的PN-j码实时相乘，以及利用积分和转储滤波器114对乘法器112的输出信号进行积分实现的。
在载频方面，GPS接收机30利用基准振荡器108和频率合成器106复制载波信号，以便在其到达GPS接收机30时与GPS信号14-j的频率相配。由于多普勒效应，GPS信号14-j的发送频率f在GPS信号14-j到达GPS接收机30之前要改变一个未知量△fj。因此，GPS信号14-j在到达GPS接收机30时频率为f+Δfj。GPS接收机30通过在从f+Δfmin到f+Δfmax的频谱fspec范围内复制载波信号计算多普勒效应，直到复制的载波信号的频率与接收的GPS信号14-j的频率相配，其中Δfmin和Δfmax为，当GPS信号14-j从卫星12-j传输到GPS接收机30时，由于多普勒效应，其将经历的最小和最大频率变化，换句话说，Δfmin≤Δfj≤Δfmax。
在码相位方面，GPS接收机30利用PN码生成器110复制与每个卫星12-j相关的唯一PN-j码，其中复制的PN-j码通过乘法器104调制到复制的载波信号上。复制的PN-j码的相位在码相位谱Rj(spec)上移动，直到利用复制的PN-j码调制的复制载波信号与GPS接收机30接收的GPS信号14-j相关，其中每个码相位谱Rj(spec)包括相关PN-j码的每个可能相移。即，调制到复制载波信号上的相移的PN-j码利用乘法器112与接收的GPS信号14-j相乘，以通过积分和转储滤波器114产生一个经历积分和转储过程的输出信号。
相关器34-k用于在频谱fspec上并行搜索多个PN-j码以及其相关的码相位谱Rj(spec)，即，同时在频率和码两方面搜索。每个相关器34-k专用于沿Δfmin≤Δfj≤Δfmax内的每个可能频率搜索一个特定的PN-j码，以及该PN-j码的每个可能相移。当相关器34-k完成其对PN-j码的搜索时，相关器34-k以相同方式搜索另一个PN-j码。继续进行这个过程直到所有PN-j码被多个相关器34-k全部搜索完。例如，假定有12个卫星12-j，因此应有12个唯一的PN-j码。如果GPS接收机30有6个相关器34-k，那么GPS接收机30将利用其相关器34-k每次搜索两组6个不同的PN-j码。准确地说，相关器34-k搜索头6个PN-j码，即，相关器34-1搜索PN-1，相关器34-2搜索PN-2，等等。一旦完成了对头6个PN-j码的搜索，相关器34-k搜索下6个PN-j码，即，相关器34-1搜索PN-7，搜索器34-2搜索PN-8，等等。
对于搜索每个PN-j码的相关器34-k，对该PN-j码的每个频率和相移的组合执行积分和转储过程。例如，假定频谱fspec包括50个可能的载波信号频率，而且PN-j码的码相位谱Rj(spec)包括2,046个可能的半-码片相移。为搜索该PN-j码的每个可能的频率和半-码片相移的组合，相关器34-k将需要执行102,300次积分。相关器34-k的典型积分时间为1毫秒，在信噪比高时，GPS接收机30足以检测到GPS信号14-j，如在天线32视界明晰或直视卫星12-j的情况下。因此，对这个例子来说，相关器34-k将要用102.3秒的时间搜索一个PN-j码的所有可能的频率和半-码片相移的组合。
GPS信号14-j被相关器34-k检测到后，处理器36通过对相关器34-k的输出信号进行快速傅立叶变换(FFT)、离散傅立叶变换(DFT)或等效操作，可为每个检测到的卫星12-j计算伪距。每个伪距对应从检测的卫星12-j到GPS接收机30的距离估计，该伪距基于从检测的卫星12-j传输到GPS接收机30的GPS信号14-j的传输时延，加上卫星12-j和GPS接收机30与实际GPS时间的时钟定时偏置的时延。从GPS接收机30到所检测卫星12-j的伪距离测量值利用处理器36组合，以确定GPS接收机30的近似位置，这种方法在技术上是众所周知的。
目前GPS接收机30正结合到视界不总是能保持良好的移动电话或其它类型的移动通信设备中。在这些情况下，GPS接收机30接收的GPS信号14-j的信噪比典型地比GPS接收机30视界清晰时的信噪比小得多，由此使得GPS接收机30更难于检测GPS信号14-j。为补偿较弱的信噪比以及增强检测GPS信号14-j的能力，相关器34-k可设置较长的积分时间。在这种情况下积分时间大约为1秒就够了。因此，对于上述例子来说，将要求相关器34-k用102,300秒的时间搜索一个PN-j码的每个可能的频率和半-码片相移组合。较长的积分时间导致截获时间太长，即，检测GPS信号14-j所需的时间太长。
已开发出无线辅助GPS(WAG)系统，以通过积分时间或长或短的GPS接收机促进GPS信号14-j的截获。WAG系统通过减少相关器搜索GPS信号14-j所执行的积分数促进GPS信号14-j的截获。通过减小要搜索的频率范围和码相位范围可减少积分数。准确地说，WAG系统限制对GPS信号14-j的搜索到特定频率，以及限制到一个小于码相位谱Rj(spec)的码相位范围。
图15描绘了一个现有技术WAG系统200，它包括一个WAG服务器220、多个基站230以及至少一个WAG客户240。WAG服务器220是一种通过WAG客户240便于检测GPS信号14-j的设备，而且还包括一个GPS接收机260，其天线270安装在一个视界明晰的已知位置，其中GPS接收机260典型地装有积分时间短的相关器，因为天线270的视界明晰。WAG服务器220用于通过有线或无线接口与基站230通信。每个基站230都有一个已知位置，而且为位于与基站230相关的地理区域或小区250内的WAG客户240提供通信服务，其中每个小区250的尺寸已知，而且被分成多个扇区。WAG客户240包括GPS接收机280、GPS天线285、以及可能有一个移动电话290，其通常处于运动之中，和/或位于一个视界明晰或不明晰的未知位置。GPS接收机280的相关器典型地设置长积分时间。注意，用于这个专利申请的术语“移动电话”应认为包括，但不限制于任何通信设备。
WAG服务器220根据在其检测到的GPS信号14-j以及当前服务WAG客户240的基站230或小区250的已知位置为可视卫星预测频率和码相位搜索范围，其中可视卫星为WAG服务器220能看到的一组全部卫星12-j，即WAG服务器220可检测到由可视卫星发射的GPS信号14-j。这组卫星12-j可称为一个可视集。为可视卫星预测的频率和码相位搜索范围，包括这些可视卫星的指示，通过基站230从WAG服务器220传送到WAG客户240。WAG客户240利用这些信息集中并行搜索GPS信号14-j。准确地说，GPS接收机280的相关器以预测的频率和码相位搜索范围搜索这些指示的卫星。由于不要搜索整个频谱fspec和码相位谱Rj(spec)，因此总的积分数减少，从而减小了总的截获时间。
尽管WAG系统200减少了WAG客户240检测GPS信号14-j所需的积分数，但在GPS信号14-j信噪比低的环境下，GPS信号14-j的检测没有得到增强。因此在低信噪比的环境下仍需较长的积分时间。持续时间超过20ms的积分时间可能引起GPS接收机的灵敏度(即检测GPS信号14-j的能力)降低。灵敏度降低的原因是，导航数据ND-j的每个比特跨越20ms的持续时间。积分时间超过20ms将导致一个积分周期，它包括从一个比特导航数据ND-j转换到另一比特，从而降低了GPS接收机的灵敏度。
解决这个问题的一种方式是，在积分之前(例如点a和b)或在积分后处理器36处理之前(例如点c)从接收的GPS信号14-j中除去导航数据ND-j。这种技术在此称为数据或调制消除。
在现有技术中，数据消除是利用之前接收的导航数据ND-j来除去在当前接收的GPS信号14-j中的导航数据ND-j。利用之前接收的导航数据ND-j执行数据消除可能导致当前的导航数据ND-j消除不完全，这是因为之前接收的导航数据ND-j-t不必与当前导航数据ND-j相同。数据消除不完全将引入比特误差，从而降低了GPS接收机的灵敏度，这又使得其积分时间必须比数据消除完全时的积分时间长。
数据消除不完全还将导致之前接收的导航数据ND-j(用于进行数据消除)用在不恰当的时候。因此，需要一种增强数据消除的方法。
发明内容
本发明为一种利用预测的未来导航数据以及改进的定时调整来增强数据消除的方法。通过减少或杜绝不完全数据消除的数量，适当地时间调整预测的未来导航数据为要消除的导航数据将增强数据消除性能。在一个实施例中，为一个特定卫星预测未来导航数据，而且在预测的未来导航数据中，第一或起始比特被时间调整为要消除的导航数据中的一个相应的参考比特。准确地说，该卫星参考比特的传输时间被确定，而且添加到与该卫星相关的传播时延中，以得到将GPS接收机或WAG客户预测的导航数据应用到该卫星发送的GPS信号的动作时间。
附图说明
通过下面的描述、所附权利要求书以及附图可更好地理解本发明的特征、形态以及优点，其中：
图1描绘一个完整的导航数据集；
图2描绘了一个被分成子帧和字的导航数据帧；
图3和4描绘了对于每个子帧，测距(TLM)字和切换字(HOW)中的数据比特；
图5描绘了接收子帧程序的流程图；
图6描绘了对子帧中一个字的奇偶校验算法；
图7和图8描绘了子帧刷新算法的流程图；
图9描绘了当前子帧与预测子帧之间的关系；
图10为流程图800，示出了子帧预测算法；
图11描绘了子帧中字二的奇偶校验算法，以及
图12描绘了定时调整算法的流程图；
图13描绘了根据现有技术称为全球定位系统(GPS)的众所周知的星基导航系统；
图14描绘了根据现有技术的GPS接收机；以及
图15描绘了根据现有技术的无线辅助GPS(WAG)系统。
具体实现方式
本发明为一种利用预测的未来导航数据和改进的定时调整来增强数据消除的方法。本发明涉及利用之前接收的导航数据预测未来导航数据，以及时间调整预测的未来导航数据到要消除的数据。因此，本发明在此分成两部分描述。描述如何从预先接收的导航数据预测未来导航数据构成第一部分，而描述时间调整预测的未来导航数据到要消除的数据构成第二部分。
在本发明的第一部分描述中，预测未来导航数据要求了解构成导航数据的组成部分。导航数据包括导航数据比特和奇偶校验位，其中导航数据比特包括卫星识别、定时信息、卫星健康指示以及轨道数据，如星历和天文历信息。图1和2分别描绘了一个完整的导航数据集38的高级和详细示意。导航数据集38包括25个帧40-s，共37,500个比特，其中每个帧包括1500个比特，而且间隔30秒传输(即每个比特间隔20ms传输)。因此，导航数据集38的所有25个帧可在12.5分钟的周期内发送。导航数据集38在一个固定或非固定的周期内(此后称为一个“数据集周期”)，例如2小时，有效(或通常不改变)。即，导航数据集38相同基本25帧在一个数据集周期内连续传输，且有些例外，在此将详细描述。
每个帧40-s包括5个子帧42-q，其中每个子帧42-q包括300比特。子帧142-1包括奇偶校验位和对应GPS星期数、卫星精度和健康、以及卫星时钟校正项的导航数据比特。子帧2 42-2和子帧3 42-3包括奇偶校验位和对应星历参数的导航数据比特。通过子帧1 42-1、子帧242-2和子帧3 42-3传输的大部分信息在一个数据集周期期间不会逐帧发生改变。
子帧4 42-4包括奇偶校验位和对应天文历数据、特殊消息、电离层、定时数据、页面ID、卫星配置和/或保留数据页面的导航数据比特。共有25个这种页面在第四子帧42-4传输，其中每25帧传输一页。包括经子帧4 42-4传输的25个页面的大部分信息在一个数据集周期期间不会改变。
子帧5 42-5包括奇偶校验位和对应天文历数据、卫星健康、卫星ID、天文历基准时间和/或天文历基准星期数的导航数据比特。共有25个这种页面在子帧5 42-5传输，其中每25帧传输一页。包括经子帧542-5传输的25个页面的大部分信息在一个数据集周期期间不会改变。
每个子帧42-q包括10个字50-p，其中如图2所示，每个字50-p包括30个比特。字50-p的24个最高有效位为导航数据比特，而字50-p的6个最低有效位为字50-p的奇偶校验位。
每个子帧42-q的字1 50-1通常称为测距或TLM字。图3描绘了TLM字50-1，TLM字50-1包括6个奇偶校验位和24个导航数据比特，导航数据比特中有8比特的前置码用于识别子帧的开始，14比特的TLM消息以及2个保留比特。在一个数据集周期期间，在每个帧40-s中，每个子帧42-q的TLM字50-1相同。例如，帧40-1的子帧1 42-1中的TLM字50-1、帧40-1的子帧4 42-4中的TLM字50-1，以及帧40-3的子帧3 42-3中的TLM字50-1在同一数据集周期期间相同。因此，在一个数据集周期期间，为任何子帧42-q预测未来TLM字50-1涉及拷贝在同一数据集周期期间传输的前一个TLM字50-1。
每个子帧42-q的字2 50-2通常称为切换字(HOW)。图4描绘了HOW 50-2。HOW 50-2包括6个奇偶校验位和24个导航数据比特，导航数据比特包括有星期数时间(time of week count TOW)消息的最高有效位、2个保留比特、用于识别子帧42-q的3个比特(称为子帧ID)以及两个补充奇偶校验位，其中最后两个奇偶校验位总是为0。TOW消息每个子帧增加一个时间单位，例如6秒，或一比特，而且为GPS时间提供时间基准，其中该时间基准指示后续子帧42-q从卫星12-j开始传输的时间，而且可利用一个适当的转换因子，(例如每时间单位6秒)转换为用GPS时间表示的星期数时间。例如，通过将帧40-1的子帧2 42-2中的TOW消息增加一个时间单位，可找到帧40-1的子帧3 42-3中的TOW消息。如果每个时间单位表示6秒，那么该适当的转换因子为每时间单位6秒，而且通过将时间基准乘6可将时间基准转换为一个星期数时间(GPS时间)。由于TOW消息每个子帧增加一个时间单位，在每帧40-s的每个子帧42-q的HOW 50-2中的奇偶校验位也将改变，以对应TOW消息的改变。因此在此将描述，为任何子帧42-q预测未来HOW 50-2涉及，对每个子帧的前一HOW50-2到(且包含)被预测的未来HOW 50-2，将前一HOW 50-2的TOW消息增加一个时间单位，并预测奇偶校验位。注意，即使这种未来子帧42-q将在当前数据集周期后出现，也可为未来子帧42-q预测TOW消息。
子帧142-1的字3 50-3到字10 50-10的每个字均包括6个校验位以及对应GPS星期数、卫星精度和健康、和/或卫星时钟校正项的24个导航数据比特，包括时钟数据版本(Issue of Data for C1ock IODC)参数。子帧2 42-2和子帧3 42-3的字3 50-3到字10 50-10的每个字均包括6个校验位以及对应星历信息，如星历数据版本(Issue of Data forEphemeris IODE)的24个导航数据比特。类似TLM字50-1，子帧1 42-1、子帧2 42-2和子帧3 42-3中字3 50-3到字10 50-10在数据集周期期间不会逐帧改变。但应注意，子帧1 42-1、子帧2 42-2和子帧3 42-3中的字3 50-3到字10 50-10互不相同。例如第一帧40-1的子帧1 42-1中的字3 50-3在一个数据集周期期间与第二帧40-2的子帧1 42-1中的字3 50-3相同，但第一帧40-1的子帧1 42-1中的字3 50-3与第一帧40-1的子帧1 42-1，或任何其它帧的任何其它子帧中的字10 50-10不同。由此，为子帧1 42-1、子帧2 42-2和子帧3 42-3预测一个数据集周期的未来字3 50-3到字10 50-10涉及，分别拷贝在同一数据集周期期间传输的前一子帧1 42-1、子帧2 42-2和子帧3 42-3中的字3 50-3到字10 50-10。
注意，IODC参数由子帧1 42-1中的10个比特表示。准确地说，IODC参数的两个最高有效位在子帧1 42-1的字3 50-3，而IODC参数的8个最低有效位在子帧1 42-1的字8 50-8。IODE参数在子帧2 42-2和子帧3 42-3中都由8个比特表示；即，IODE参数由子帧2 42-2中的8个比特表示，又由子帧3 42-3中的8个相同比特表示。准确地说，IODE参数位于子帧2 42-2的字3 50-3和子帧3 42-3的字10 50-10。在一个数据集周期期间，IODC参数的8个最低有效位等于子帧2 42-2中IODE参数的8个比特，又等于子帧3 42-3中IODE参数的8个比特。
如图1和2所示，子帧4 42-4的字3 50-3到字10 50-10包括6个奇偶校验位，以及对应卫星天文历和健康数据、保留比特、卫星配置标志和/或电离层数据的24个导航数据比特；而子帧5 42-5的字3 50-3到字10 50-10包括6个奇偶校验位，以及对应卫星天文历和健康数据和/或天文历基准时间和星期数的24个导航数据比特。
子帧4 42-4的页面由页面ID参数标识，位于字3 50-3。而子帧542-5的页面由卫星ID参数标识，也位于字3 50-3。在一个数据集周期期间，子帧4 42-4和子帧5 42-5的页面1～25的字3 50-3到字10 50-10不改变(尽管各帧和各子帧的字和页面均要改变)。因此，为子帧4 42-4和子帧5 42-5预测一个数据集周期的未来字3 50-3到字10 50-10涉及，分别拷贝在同一数据集周期期间，早25x帧传输的那个帧的子帧4 42-4和子帧5 42-5的字3 50-3到字10 50-10，其中x为整数。
因此，如果数据集周期不改变，通过预测TOW消息和字2 50-2的奇偶校验位，可利用同一数据集周期期间传输的前一导航数据集来预测同一数据集周期期间由卫星12-j发送的导航数据集。
确定数据集周期是否改变(即导航数据集38不再有效，且一个新导航数据集发出)的一种方式是比较IODC和IODE参数。如果IODC和/或IODE参数从一帧到下一帧(或从一个子帧到下一子帧)发生改变，那么数据集周期就已改变，否则数据集周期不改变。被比较的特定比特为对应子帧142-1中的IODC参数的10个比特中的8个最低有效位、对应子帧2 42-2中的IODE参数的8个比特，和/或对应子帧3 42-3中的IODE参数的8个比特。任何一个前述比特的改变都标志一个新的数据集周期。例如，当前帧40-2的子帧1 42-1中IODC的8个最低有效位与前一帧40-1的子帧1 42-1中IODC的8个最低有效位相比较。如果当前帧40-2中IODC的8个最低有效位不等于前一帧40-1中IODC的8个最低有效位，那么当前帧40-2为新数据集的一部分。类似地，当前帧的子帧2 42-2中的IODE参数可与前一帧的子帧2 42-2中的IODE参数相比较。如果当前帧的子帧2 42-2中的IODE参数不等于前一帧的子帧2 42-2中的IODE参数，那么当前帧为新数据集的一部分。或者，当前帧的子帧3 42-3中的IODE参数可与前一帧的子帧3 42-3中的IODE参数相比较。如果当前帧的子帧3 42-3中的IODE参数不等于前一帧的子帧3 42-3中的IODE参数，那么当前帧为新数据集的一部分。或者，对应子帧1 42-1中IODC参数的10个比特中的8个最低有效位，与对应子帧2 42-2中IODE参数的8个比特，以及对应属于同一帧或不同帧的子帧3 42-3中IODE参数的8个比特相比较。
根据上面对导航数据的描述，一旦得到以前的导航数据，就可为某些未来时间(此后称为动作时间)预测未来导航数据。换句话说，本发明的预测未来导航数据涉及接收导航数据，以及利用接收的导航数据为动作时间预测未来导航数据。在一个实施例中，接收导航数据涉及接收导航数据、利用接收的导航数据更新存储的之前接收的导航数据，以及利用更新存储的之前接收的导航数据预测未来导航数据。图5、7、8和10为示意这个实施例具体实现的流程图，在此将更为详细地描述。
图5为示意接收子帧程序的流程图600，这是接收从多个卫星12-j发送的导航数据ND-j的一种方式。该接收子帧程序执行初始化、子帧接收、奇偶校验以及卫星识别。初始化在步骤601-604期间执行。在步骤601，该接收子帧程序被初始化。在步骤602，对每个卫星12-j，子帧1 42-1、子帧2 42-2和子帧3 42-3的子帧数据标志均设为false。false子帧数据标志指示为相关子帧系统初始化导航数据，而且当前无法预测相关的未来子帧。相反，true子帧数据标志指示相关子帧的系统初始化完成，而且当前可预测相关的未来子帧。
在步骤604，对每个卫星12-j，将子帧4 42-4和子帧5 42-5的页面1～25的局部和全局(local and global)拷贝的局部和全局数据标志设为false。之后将描述局部和全局拷贝。页面的局部或全局拷贝的局部或全局数据标志为false指示，为相关页面系统初始化导航数据，而且当前无法预测相关的未来页面。相反，页面的局部或全局拷贝的局部或全局数据标志为true指示，相关页面的系统初始化完成，而且当前能预测相关的未来页面。
步骤610执行子帧接收。子帧接收可发生在步骤604后、步骤616后或步骤608后(此时接收子帧程序从子帧更新程序返回)。在步骤610，从发送GPS信号14-j的卫星12-j接收当前子帧42-q。或者，步骤610可不接收一个完整的子帧，而是每次接收一个字，或甚至接收导航数据ND-j的一个比特流。
奇偶校验在步骤612-616执行，步骤612应用奇偶校验算法检查当前子帧42-q的奇偶性，即子帧42-q中每个字的奇偶性。图6描绘了根据本发明的一个实施例使用的一个奇偶校验算法的流程图700，用于对字50-p进行奇偶校验。该奇偶校验算法示出了字50-p中的6个奇偶校验位是如何从字50-p的导航数据比特与前一字50-u的最后两个奇偶校验位的模2加法中推导出来的，其中当p＞1时u＝p-1，而当p＝1时u＝10。为方便讨论，此后将利用下面的术语Dbit，word表示特定比特，其中“bit”和“word”对应一个特定的比特和字。例如bit D1，p，表示字50-p中第一个比特。
在步骤701，在接收的导航数据D1，p和接收的奇偶校验位D30，u之间，即字50-p中接收的第一导航数据比特和字50-u中接收的最后一个奇偶校验位(或第30位)之间做模2和运算。D1，p和D30，u的模2和由d1p表示，同样，在步骤702…724，在接收的下一导航数据比特(即D2，p，D3，p…D24，p)和奇偶校验位D30，u之间做模2和运算以得到模2和(即d2，p，d3，p，…d24，p)。
一旦确定了  d1，p，…d24，p，就可为字50-p计算奇偶校验位D25，p，…D30，p。在步骤725，在d1，p，d2，p，d3，p，d5，p，d6，p，d10,9，d11，p，d12，p，d13，p，d14p，d17，p，d18，p，d20，p，d23，p和奇偶校验位D29，u之间做模2和运算以得到奇偶校验位D25，p。在步骤726，在d2，p，d3，p，d4，p，d6，p，d7，p，d11，p，d12，p，d13，p，d14，p，d15，p，d18，p，d19，p，d21，p，d24，p和奇偶校验位D30，u，之间做模2和运算以得到奇偶校验位D26，p。在步骤727，在d1，p，d3，p，d4，p，d5，p，d7，p，d8，p，d12，p，d13，p，d14，p，d15，p，d16，p，d19，p，d20，p，d22，p和奇偶校验位D29，u之间做模2和运算以得到D27，p。在步骤728，在d2，p，d4，p，d5，p，d6，p，d8，p，d9，p，d13，p，d14，p，d15，p，d16，p，d17，p，d20，p，d21，p，d23，p和奇偶校验位D30，u之间做模2和运算以得到奇偶校验位D28，p。在步骤729，在d1，p，d3，p，d5，p，d6，p，d7，p，d9，p，d10，p，d14，p，d15，p，d16，p，d17，p，d18，p，d21，p，d22，p，d24，p和奇偶校验位D30，u之间做模2运算和以得到奇偶校验位D29，p。在步骤730，在d3，p，d5，p，d6，p，d8，p，d9，p，d10，p，d11，p，d13，p，d15，p，d19，p，d22，p，d23，p，d24，p和奇偶校验位D29，u之间做模2和以得到奇偶校验位D30，p。计算的奇偶校验位D25，p，…D30，p(从步骤725到730)与当前接收的子帧中字50-p的接收的奇偶校验位D25，p，…D30，p(即与接收的导航数据比特D1，p，…D24，p一起接收的奇偶校验位)相比较。计算的奇偶校验位与接收的奇偶校验位之间的任何差异表示相关的接收字50-p(由此子帧42-q)未通过奇偶校验。注意，也可使用其他奇偶校验算法，只要如果给定用于计算奇偶校验位的相同比特，例如当前字的导航数据比特以及前一字的最后两个奇偶校验位，这些奇偶校验算法能计算出相同的奇偶校验位。
回到图5，在步骤614，对于任何字50-p，如果计算出的奇偶校验位不等于接收的奇偶校验位，那么字50-p未通过奇偶校验。当前子帧42-q的任何一个字50-p未通过奇偶校验将导致，在返回步骤610之前当前子帧42-q在步骤616被丢弃，以便接收下一帧42-q。如果当前子帧42-q通过了奇偶校验(即当前子帧42-q中的所有字50-p都通过了奇偶校验)，那么例如根据PN-j码或卫星ID参数可在步骤615识别出当前子帧42-q所属的卫星12-j。步骤617继续为识别的卫星12-j刷新之前接收的导航数据(此后称为“子帧刷新”)。
子帧刷新是一个使导航数据ND-j(存储于计算机内存)尽可能保持最新，以便能根据可得到的最佳或最新信息预测的过程。图7和8描绘了卫星12-j的子帧刷新程序的流程图620。在步骤621，利用接收到的当前子帧42-q(来自图5流程图600中的步骤617)为卫星12-j初始化子帧刷新。在步骤622确定，当前TLM字50-1(即当前子帧42-q中的TLM字50-1)是否等于前一TLM字50-1(即，前一子帧42-q中的TLM字50-1)。如果当前TLM字50-1不等于前一TLM字50-1(如同初始化后的情况)，那么在步骤624，前一TLM字50-1被当前TLM字50-1替换。
替换前一TLM字50-1后，或当前TLM字50-1等于前一TLM字1 50-1时，在步骤626，通过检查字2 50-2中的3比特子帧ID，可为当前子帧确定子帧号，以便开始刷新适当子帧的过程。如果子帧ID识别当前子帧为子帧1 42-1、子帧2 42-2、子帧3 42-3、子帧4 42-4或子帧5 42-5，那么下一步骤分别为632、652、672、692或693。
步骤632开始刷新子帧1的过程。在步骤632，子帧1 42-1的子帧数据标志设为true，这指示有足够信息预测子帧1 42-1的未来形式。在步骤634，当前IODC参数(即当前子帧1 42-1中的IODC参数)与前一IODC参数(即前一子帧142-1中的IODC参数)相比较。如果当前IODC参数等于前一IODC参数，那么在步骤646，前一子帧142-1被当前子帧1 42-1替换，目的是刷新字2 50-2中的TOW消息。注意，只要当前子帧1 42-1和前一子帧1 42-1之间的帧数或子帧数已知，就不一定需要步骤646，从而使得TOW消息能被刷新或计算。在步骤646之后，步骤648返回下一子帧42-q的子帧接收(在流程图600的步骤610)。
如果当前IODC参数不等于前一IODC参数(如同初始化情况或数据集周期改变时)，那么在步骤636，前一子帧1 42-1仍被当前子帧1 42-1替换，以便刷新子帧1 42-1为新数据集。在步骤638，检查子帧2 42-2的子帧数据标志。如果子帧2 42-2的子帧数据标志为true，(指示有足够信息预测子帧2 42-2的未来形式)下一步骤为640，在此，子帧2 42-2的前一IODE参数被来自当前子帧142-1的IODC参数的8个最低有效位替换，以便在接收到下一子帧2 42-2(即新数据集的子帧2 42-2)之前，尽可能使子帧2 42-2的IODE参数保持最新。一旦子帧2 42-2中的IODE参数被刷新，子帧2 42-2中的所有字50-p利用奇偶校验算法，如图6中的奇偶校验算法700，使其奇偶校验位重新计算。
一旦完成步骤640，或如果子帧2 42-2的子帧数据标志为false，(指示没有足够信息预测子帧2 42-2的未来形式)，在步骤642，检查子帧3 42-3的子帧数据标志。如果子帧3 42-3的子帧数据标志为true，指示有足够信息预测子帧3 42-3的未来形式，那么在步骤644，子帧3 42-3的IODE参数被来自当前子帧1 42-1的IODC参数中的8个最低有效位替换，以便在接收到下一子帧3 42-3(即新数据集的子帧3 42-3)之前尽可能使子帧3 42-3中的IODE参数保持最新。一旦子帧3 42-3中的IODE参数被刷新，子帧3 42-3中的所有字50-p利用奇偶校验算法使其奇偶校验位重新计算。一旦完成步骤644，或当子帧3 42-3的子帧数据标志为false，即指示没有足够信息预测子帧342-3的未来形式，下一步骤648返回到流程图600中步骤610的子帧接收。
注意，在根据子帧2 42-2和子帧3 42-3存储的导航数据以及新IODC参数替换IODE参数和重新计算奇偶校验位使数据集周期改变之后，步骤638～644为刷新子帧2 42-2和子帧3 42-3的可选步骤。即，执行完步骤640和644后，存储在计算机内存的子帧2 42-2和子帧3 42-3的刷新的导航数据比特和奇偶校验位，包括来自之前接收的子帧2 42-2和子帧3 42-3的导航数据比特，其中IODE参数已经被当前接收的子帧1 42-1(即刷新的导航数据比特)中IODC参数的当前8个最低有效位，以及根据刷新的导航数据比特重新计算的奇偶校验位替换。
步骤652开始刷新子帧2 42-2的过程。在步骤652，子帧2 42-2的数据标志设为true，指示有足够信息预测子帧2 42-2的未来形式。在步骤654，当前IODE参数(即当前子帧2 42-2中的IODE参数)与前一IODE参数(即前一子帧2 42-2中的IODE参数)相比较。如果当前IODE参数等于前一IODE参数，那么前一子帧2 42-2在步骤666被当前子帧2 42-2替换，目的是刷新字2 50-2中的TOW消息。注意，只要当前子帧2 42-2和前一子帧2 42-2之间的帧数或子帧数已知，就不一定需要步骤666，从而使得TOW消息能被刷新或计算。步骤666之后，步骤668返回到下一子帧42-q的子帧接收(在流程图600的步骤610)。
如果当前IODE参数不等于前一IODE参数(如同初始化情况或数据集周期改变时)，那么在步骤656，前一子帧2 42-2仍被当前子帧2 42-2替换，目的是刷新子帧2 42-2为新数据集。在步骤658检查子帧3 42-3的子帧数据标志，如果子帧3 42-3的子帧数据标志为true(指示有足够信息预测子帧3 42-3的未来形式)，在下一步骤660，子帧3 42-3的前一IODE参数被来自当前子帧2 42-2的IODE参数替换，以便在接收下一子帧3 42-3之前尽可能使子帧3 42-3的IODE最新。一旦子帧3 42-3中的IODE参数被刷新，那么子帧3 42-3中的所有字50-p利用该奇偶校验算法使其奇偶校验位重新计算。
一旦完成步骤660，或如果子帧3 42-3的子帧数据标志为false(指示没有足够信息预测子帧3 42-3的未来形式)，那么在步骤662检查子帧1 42-1的子帧数据标志。如果子帧1 42-1的子帧数据标志为true，指示有足够信息预测子帧142-1的未来形式，那么在步骤664，子帧142-1中IODC的8个最低有效位被来自当前子帧2 42-2的IODE参数替换，以便在接收到下一子帧1 42-1之前尽可能使子帧1 42-1的IODC参数最新。一旦子帧1 42-1中IODC的8个最低有效位被刷新，那么子帧142-1中的所有字50-p利用奇偶校验算法使其奇偶校验位重新计算。一旦完成步骤664，或当子帧1 42-1的子帧数据标志为false，指示没有足够信息预测子帧1 42-1的未来形式，下一步骤668返回到流程图600中步骤610的子帧接收。
注意，在根据子帧1 42-1和子帧3 42-3存储的导航数据以及新IODE参数替换子帧1 42-1中的IODC参数和子帧3 42-3中的IODE参数，以及重新计算奇偶校验位使数据集周期改变之后，步骤658～664为刷新子帧1 42-1和子帧3 42-3的可选步骤。即，执行完步骤660和664后，存储在计算机内存的子帧1 42-1和子帧3 42-3的刷新的导航数据比特和奇偶校验位，包括来自之前接收的子帧142-1和子帧3 42-3的导航数据比特，其中IODC和IODE参数已经被当前接收的子帧2 42-2(即刷新的导航数据比特)中IODE参数的当前8个最低有效位，以及根据刷新的导航数据比特重新计算的奇偶校验位替换。
步骤672开始刷新子帧3的过程。在步骤672，子帧3 42-3的子帧数据标志设为true，指示有足够信息预测子帧3 42-3的未来形式。步骤674比较当前IODE参数(即当前子帧3 42-3的IODE参数)与前一IODE参数(即前一子帧3 42-3的IODE参数)。如果当前IODE参数等于前一IODE参数，那么在步骤686，前一子帧3 42-3被当前子帧3 42-3替换，目的是刷新字2 50-2中的TOW消息。注意，只要当前子帧3 42-3和前一子帧3 42-3之间的帧数或子帧数已知，就不一定需要步骤686，从而能使TOW消息被刷新或计算。在步骤686之后，步骤688返回下一子帧的子帧接收(在流程图600的步骤610)。
如果当前子帧3 42-3中的当前IODE参数不等于前一子帧3 42-3中的前一IODC参数(如同初始化情况或数据集周期改变时)，那么前一子帧3 42-3在步骤676仍将被当前子帧3 42-3替换，以便刷新子帧3 42-3为新数据集。在步骤678，检查子帧2 42-2的子帧数据标志。如果子帧2 42-2的子帧数据标志为true(指示有足够信息预测子帧242-2的未来形式)，在下一步骤680，子帧2 42-2的前一IODE参数被来自当前子帧3 42-3的IODE参数替换，以便在接收到下一子帧242-2之前尽可能使子帧2 42-2的IODE参数最新。一旦子帧2 42-2中的IODE参数被刷新，子帧2 42-2中的所有字50-p利用奇偶校验算法使其奇偶校验位重新计算。
一旦完成步骤680，或如果子帧2 42-2的子帧数据标志为false(指示没有足够信息预测子帧2 42-2的未来形式)，在步骤682，检查子帧1 42-1的数据标志。如果子帧142-1的子帧数据标志为true，指示有足够信息预测子帧1 42-1的未来形式，那么在可选步骤684，子帧142-1中IODC的8个最低有效位被来自当前子帧3 42-3的IODE参数替换，以便在接收到下一子帧1 42-1之前尽可能使子帧1 42-1中的IODC参数最新。一旦子帧1 42-1中IODC的8个最低有效位被刷新，子帧1 42-1中的所有字利用奇偶校验算法使其奇偶校验位重新计算。一旦完成步骤684，或当子帧1 42-1的子帧数据标志为false，指示没有足够信息预测子帧1 42-1的未来形式，在一步骤688，返回流程图600中步骤610的子帧接收。
注意，在根据子帧142-1和子帧2 42-2存储的导航数据以及新IODE参数替换子帧1 42-1中的IODC参数和子帧2 42-2中的IODE参数，以及重新计算奇偶校验位使数据集周期改变之后，步骤678～684为刷新子帧1 42-1和子帧2 42-2的可选步骤。即，执行完步骤680和684后，存储在计算机内存的子帧1 42-1和子帧2 42-2的刷新的导航数据比特和奇偶校验位，包括来自之前接收的子帧1 42-1和子帧2 42-2的导航数据比特，其中IODC和IODE参数已经被当前接收的子帧3 42-3(即刷新的导航数据比特)中IODE参数的当前8个最低有效位，以及根据刷新的导航数据比特重新计算的奇偶校验位替换。
步骤692开始刷新子帧4 42-4的过程。刷新子帧4 42-4以及刷新子帧5 42-5涉及刷新页面1～25的局部和全局拷贝，目的是便于预测页面1～25。对于可视集中的每个卫星12-j，可维持子帧4 42-4和子帧5 42-5的页面1～25的拷贝。这种拷贝称为“局部拷贝”。全局拷贝源于局部拷贝。准确地说，子帧4 42-4和子帧5 42-5的页面1～25的全局拷贝为可视集中所有卫星的子帧4 42-4和子帧5 42-5的页面1～25的最新局部拷贝的拷贝。例如，如果在可视集中卫星12-3的子帧4 42-4的页3的局部拷贝为，可视集中任何卫星12-j的子帧4 42-4页3的当前最新局部拷贝，那么子帧4 42-4页3的局部拷贝包括在全局拷贝中，作为可视集中所有卫星12-j的子帧4 42-4的页3。
当一个卫星12-j加入或成为可视集一部分时，可为该特定卫星12-j创建局部拷贝。全局拷贝创建于第一局部拷贝创建时。每当接收到属于可视集中一个卫星12-j的一个页面，或在此后的某个其他时间，可刷新全局拷贝。
返回步骤692，利用子帧4 42-4的字3中的页面ID参数可识别当前子帧4 42-4的页面。在步骤694，识别的子帧4 42-4页面的局部和全局数据标志设为等于true，指示有足够信息预测子帧4 42-4的该页未来形式。在步骤696，前一子帧4 42-4所识别页面的局部和全局拷贝被当前子帧4 42-4的页面替换。注意，子帧4 42-4没有要检查的IODC或IODE参数，而且不管数据集周期是否改变，都要替换子帧4 42-4。注意，或者，如果数据集周期不改变(利用子帧1 42-1、子帧2 42-2或子帧3 42-3的IODC或IODE参数确定数据集周期是否改变)，而且如果所识别页面的局部和全局数据标志在步骤694之前为false，则可省去步骤696。步骤698返回流程图600中步骤610的子帧接收。
步骤693开始刷新子帧5 42-5的过程。在步骤693，利用子帧5 42-5中字3 50-3的卫星ID参数可识别当前子帧5 42-5的页面。例如，如果卫星ID参数等于10，那么子帧5 42-5的页为10。在步骤695，子帧5 42-5识别页面的局部和全局拷贝设为等于true，指示有足够信息预测子帧5 42-5该页面的未来形式。在步骤697，前一子帧5 42-5识别页面的局部和全局拷贝被当前子帧5 42-5的页面替换。注意，子帧5 42-5没有要检查的IODC或IODE参数，而且不管数据集周期是否改变都替换子帧5 42-5。注意，或者，如果数据集周期不改变(利用子帧1 42-1、子帧2 42-2或子帧3 42-3的IODC或IODE参数确定数据集周期是否改变)，而且如果所识别页面的局部和全局拷贝的局部和全局数据标志在步骤695之前为false，则可省去步骤697。步骤699返回流程图600中步骤610的子帧接收。
通过接收子帧程序和子帧刷新程序采集的数据用于预测未来导航数据。如果已接收到适当的导航数据，本发明能预测未来导航数据任何尺寸的段。例如，本发明可预测未来导航数据的子帧、字或比特流。为示意方便，在此就预测未来导航数据的子帧(在此称为“子帧预测”)来描述本发明。但这不应认为是以任何方式限制本发明。
子帧预测涉及首先确定应为哪个卫星12-j预测哪个子帧。如果有足够数据进行预测(即对卫星12-j的该子帧数据标志设为true)，则可为该子帧42-q预测字1 50-1到字10 50-10。
在一个实施例中，本发明利用一个当前子帧(例如当前接收的子帧)，当前子帧的前一版本(在此称为“前一版本子帧”)，以及要预测的子帧的前一版本(此后称为“样板(template)子帧”)来预测一个未来子帧(此后称为“预测子帧”)。图9描绘了示意前面提到的子帧之间关系的例子。在图9中，子帧90为当前子帧C；子帧92为前一版本子帧B；子帧96为样板子帧Y；而子帧94为预测子帧Z。例如，如果预测子帧Z为子帧4 42-4，那么样板子帧Y为之前接收的子帧4 42-4；如果当前子帧C为子帧3 42-3，那么前一版本子帧B为之前接收的子帧3 42-3。应理解的是，预测子帧不必为当前子帧C的后一子帧。
图10为示意根据本发明一个实施例用于预测子帧的子帧预测程序的流程图800。注意，该子帧预测程序可修正为预测导航数据ND-j的一个字、多个子帧、比特流等等。
在步骤801，初始化子帧预测程序。在步骤802，确定预测子帧Z。预测哪个子帧为预测子帧Z可以各种方式实现。例如，预测子帧Z可为当前子帧C后的子帧、请求的子帧，等等。
如果预测子帧Z为子帧4 42-4或子帧5 42-5，下一步骤为804。在步骤804，如前所述，通过分别检查页面ID或卫星ID参数，可识别子帧4 42-4或子帧5 42-5的页面。在步骤806，检查对应预测子帧Z或样板子帧Y的子帧页面的局部数据标志。例如，如果子帧4 42-4的页6为预测子帧Z，那么检查子帧4 42-4页6的局部数据标志。如果局部数据标志为true，指示利用子帧4 42-4或子帧5 42-5页面的局部拷贝能预测，那么下一步为步骤807。在步骤807，子帧4 42-4或子帧5 42-5的页面局部拷贝(根据要预测的特定子帧)设为样板子帧Y，由此可确定预测子帧Z。例如，如果预测子帧Z对应子帧4 42-4，那么子帧4 42-4的局部拷贝设为样板子帧Y。如果局部数据标志为false，指示利用子帧4 42-4或子帧5 42-5页面的局部拷贝无法进行预测，那么下一步为步骤808。在步骤808，检查对应预测子帧Z或样板子帧Y的子帧页面的局部数据标志。如果局部数据标志为true，指示利用子帧4 42-4或子帧5 42-5的页面全局拷贝能预测，下一步骤为809。在步骤809，子帧4 42-4或子帧5 42-5页面的全局拷贝设为样板子帧Y，由此可确定预测子帧Z。如果全局数据标志为false，指示利用子帧4 42-4或子帧5 42-5页面的全局拷贝无法进行预测，那么子帧预测程序经步骤810返回步骤801。
如果预测子帧Z为子帧1 41-1、子帧2 42-1或子帧3 42-3，那么步骤802的下一步骤为步骤803。在步骤803，检查对应预测子帧Z或样板子帧Y的子帧数据标志。例如，如果子帧2 42-2为预测子帧Z，那么检查子帧2 42-2的子帧数据标志。如果该子帧数据标志为true，指示能预测预测子帧Z，那么下一步骤为805。在步骤805，子帧1 41-1、子帧2 42-2或子帧3 42-3(根据预测子帧Z)设为样板子帧Y，由此可确定预测子帧Z。如果子帧数据标志为false，指示无法进行预测，则下一步骤为810。在步骤810，不预测预测子帧Z，而且子帧预测程序返回步骤801。
步骤812开始预测预测子帧Z的字1 50-1的过程。当前子帧C与前一版本的子帧B相比较以确定导航数据ND-j是否被补足(complemented)。为方便讨论，此后利用下面的术语Dbit，word，subframe表示特定比特。例如，比特D30，10，C指示当前子帧C的字10 50-10的第30比特，而比特D28，2，Y指示样本子帧Y的字2 50-2的第28比特。准确地说，在步骤812，奇偶校验位D30，10，C与D30，10，B比较。如果奇偶校验位D30，10，C等于D30，10，B，指示当前子帧C为前一版本子帧B的未补足版本，那么预测子帧Z的字1 50-1在步骤814设为等于样本子帧Y的字1 50-1。如果奇偶校验位D30，10，C不等于D30，10，B，指示当前子帧C为前一版本子帧B的补足版本，那么预测子帧Z的字1 50-1在步骤816设为等于样本子帧Y的字1 50-1的补数。
在步骤820，开始预测预测子帧Z的字2 50-2的过程，检查奇偶校验位D30，10，Y以确定样本子帧Y的导航数据ND-j是否已被补足。如果奇偶校验位D30，10，Y为逻辑0，指示样本子帧Y未补足，那么在步骤822，导航数据比特D18，2，Z...D22，2，Z设为等于导航数据比特D18，2，Y…D22，2，Y。如果奇偶校验位D30，10，Y为逻辑1，指示样本子帧Y被补足，那么在步骤824，导航数据比特D18，2，Z…D22，2，Z设为等于导航数据比特D18，2，Y…D22，2，Y的补数。在步骤826，对应TOW消息的导航数据比特D1，2，Z…D17，2，Z设为等于导航数据比特D1，2，C…D17，2，C，而且接着对从当前子帧C到(且包括)预测子帧Z的每个子帧增加一个时间单位。例如，如果预测子帧Z为当前子帧C的后一子帧，如图9的例子所示，当前子帧C中的TOW消息增加一个时间单位。在步骤828，根据奇偶校验算法预测补充的奇偶校验位D23，2，Z和D24，2，Z以及奇偶校验位D25，2，Z…D28，2，Z。
图11描绘了根据本发明一个实施例使用的奇偶校验算法的流程图740，用于计算补充的奇偶校验位D23，2，Z和D24，2，Z以及奇偶校验位D25，2，Z…D28，2，Z。流程图740描绘了利用导航数据比特D1，2，Z…D22，2，Z、奇偶校验位D29，2，Z和D30，2，Z以及奇偶校验位D29，1，Z和D30，1，Z确定补充的奇偶校验位D23，2，Z和D24，2，Z以及奇偶校验位D25，2，Z…D28，2，Z的一种方式。记住，奇偶校验位D29，2，Z和D30，2，Z总是设置为0。在步骤741，在导航数据比特D1，2，Z和奇偶校验位D30，1，Z之间做模2和运算。导航数据比特D1，2，Z和奇偶校验位D30，1，Z之间的模2和由d1，2，Z表示。同样，在步骤742…762，在下一导航数据比特(即D22，2，Z，D3，2，Z…D24，2，Z)和奇偶校验位D30，1，Z之间做模2和运算以得到模2和(即d2，2，Z，d3，2，Z…d24，2，Z)。
在步骤763，在D30，1，Z，d1，2，Z，d3，2，Z，d5，2，Z，d6，2，Z，d7，2，Z，d9，2，Z，d10，2，Z，d14，2，Z，d15，2，Z，d16，2，Z，d17，2，Z，d18，2，Z，d21，2，Z，和d22，2，Z之间做模2和运算以得到d24，2，Z。在步骤764，在D29，1，Z，d3，2，Z，d5，2，Z，d6，2，Z，d8，2，Z，d9，2，Z，d10，2，Z，d11，2，Z，d13，2，Z，d15，2，Z，d19，2，Z，d22，2，Z和d24，2，Z之间做模2和运算以得到d23，2，Z。在步骤765，在d23，2，Z和D30，1，Z之间做模2和运算以得到D23，2，Z。在步骤766，在d24，2，Z和D30，1，Z之间做模2和运算以得到D24，2，Z。在步骤775，在D29，1，Z，d1，2，Z，d2，2，Z，d3，2，Z，d5，2，Z，d6，2，Z，d10，2，Z，d11，2，Z，d12，2，Z，d13，2，Z，d14，2，Z，d17，2，Z，d18，2，Z，d20，2，Z，和d23，2，Z之间做模2和运算以得到D25，2，Z。在步骤776，在D30，1，Z，d2，2，Z，d3，2，Z，d4，2，Z，d6，2，Z，d7，2，Z，d11，2，Z，d12，2，Z，d13，2，Z，d14，2，Z，d15，2，Z，d18，2，Z，d19，2，Z，d21，2，Z和d24，2，Z之间做模2和运算以得到D26，2，Z。在步骤777，在D29，1，Z，d1，2，Z，d3，2，Z，d4，2，Z，d5，2，Z，d7，2，Z，d8，2，Z，d12，2，Z，d13，2，Z，d14，2，Z，d15，2，Z，d16，2，Z，d19，2，Z，d20，2，Z和d22，2，Z之间做模2和运算以得到D27，2，Z。在步骤778，在D30，1，Z，d2，2，Z，d4，2，Z，d5，2，Z，d6，2，Z，d8，2，Z，d9，2，Z，d13，2，Z，d14，2，Z，d15，2，Z，d16，2，Z，d17，2，Z，d20，2，Z，d21，2，Z和d22，2，Z之间做模2和运算以得到D28，2，Z。如前所述，D29，2，Z和D30，2，Z均为0。
返回图10，导航数据比特D1，2，Z…D17，2，Z、导航数据比特D18，2，Z…D22，2，Z，补充的奇偶校验位D23，2，Z和D24，2，Z以及D25，2，Z…D30，2，Z在步骤829连结以为预测子帧Z组成字2 50-2。接着，步骤830开始预测预测子帧Z的字3 50-3到字10 50-10的过程。当前子帧C与前一版本子帧B比较以确定当前子帧C的导航数据ND-j是否已被补足。准确地说，奇偶校验位D30，10，C与D30，10，B相比较。如果奇偶校验位D30，10，C等于D30，10，B，指示当前子帧C为前一版本子帧B的未补足版本，那么在步骤834，预测子帧Z的字3 50-3到字10 50-10设置为等于样本子帧Y的字3 50-3到字10 50-10。如果奇偶校验位D30，10，C不等于D30，10，B，指示当前子帧C为前一版本子帧B的补足版本，那么在步骤836，预测子帧Z的字3 50-3到字10 50-10设置为等于样本子帧Y的字3 50-3到字10 50-10的补数。字1 50-1到字10 50-10在步骤840连结以组成预测子帧Z。在步骤842，子帧预测程序返回步骤801以预测下一预测子帧Z+1。
一个或多个预测子帧Z可存储，并用于创建预测的未来导航数据以与动作时间一道传输到WAG客户240，目的是执行数据消除，其中预测的未来导航数据可包括一个或多个预测子帧Z或其部分。例如，预测的未来导航数据包括预测子帧Z的第二到第八个字、两个连续预测子帧Z、一个预测子帧Z的一部分以及整个后续预测子帧Z等。
在本发明的第二部分，描述利用动作时间实现时间调整预测的未来导航数据到要清除的数据。动作时间将指示预测的未来导航数据应何时应用于接收的从一个特定卫星12-j发送的GPS信号14-j，目的是消除接收的GPS信号14-j中的导航数据。在一个实施例中，动作时间指示通过来自一个特定卫星12-j的GPS信号14-j发送的导航数据中一个参考比特到达WAG客户240的近似时间，其中该参考比特对应预测的未来导航数据的起始或第一比特。因此，在该动作时间，通过应用预测的未来导航数据(从起始比特开始)到接收的从卫星12-j发送的GPS信号14-j，可在WAG客户240开始数据消除，这样预测的未来导航数据的起始比特能消除经GPS信号14-j接收的导航数据的参考比特，预测的未来导航数据的第二比特能消除经GPS信号14-j接收的导航数据参考比特的后续比特，等等。
在一个实施例中，利用估计的动作时间确定实际动作时间和参考比特(以及起始比特)，其中估计的动作时间为将来的某个时间，参考比特将在该时间从卫星12-j发送。估计的动作时间基于来自移动台或某一系统参数的请求。应注意，估计的动作时间和实际动作时间之间的差异。估计的动作时间指示参考比特将在卫星12-j发送的一个时间段，而不必为参考比特在卫星12-j开始发送的时间。相反，根据本发明的一个实施例，动作时间为参考比特(通过卫星12-j发送)应开始到达WAG客户240的近似时间。
图12描绘了根据本发明的这个实施例，确定WAG服务器220动作时间的方式的流程图1000。在步骤1010，WAG服务器220利用当前子帧C确定星期数时间，如前所述，该时间指示后续子帧在卫星12-j的开始发送时间(由此发送当前子帧C)。准确地说，提取当前子帧C中的TOW消息以确定星期数时间。
在步骤1020，确定子帧C的开始与估计的动作时间之间的整数个比特(此后称为比特差)。如果每个子帧的时间单位为6s，而且估计的动作时间根据GPS时间的星期时间表示，那么可利用下述公式确定比特差：
Figure A0112551000281
在步骤1030，利用比特差确定当前子帧C的开始与估计的动作时间之间的整数个子帧(此后称为子帧差)。准确地说，利用下述公式可确定子帧差：
Figure A0112551000282
在步骤1040，利用下述公式根据参考比特所属子帧中的一个特定比特确定参考比特，其中参考比特所属的子帧为当前子帧C后的Y子帧，而且Y等于子帧差：
参考比特＝比特差模300                       公式3
例如，参考比特为该子帧中的(300个比特的)第41比特。
在步骤1050，利用子帧差和参考比特确定参考比特在卫星12-j的发送时间Txreference bit。注意，参考比特的发送时间在一个实施例中指示，参考比特开始发送的时间。还应注意，参考比特在所有卫星12-j的发送时间应相同(假定每个卫星12-j被正确校准到GPS时间)。即例如，当前子帧C后的第4子帧的字1中的第4比特在所有卫星12-j都是同一时间发送。如果每个子帧的时间单位为6s，那么利用下述公式可确定参考比特发送时间Txreference bit
Txreference bit＝[(TOW-1)+(子帧差)]×(6s/时间单位)+(参考比特)×(20ms/比特)                            公式4
在步骤1060，利用参考比特发送时间Txreference bit以及与卫星12-j相关的伪距(或传播时延)可为一个或多个可视卫星12-j确定参考比特ATj的动作时间，其中伪距的确定方式在技术上是公知的。准确地说，参考比特动作时间ATj是利用下述公式确定的：
ATj＝Txreference bit+卫星12-j的伪距    公式5
注意，可视卫星12-j的伪距可根据WAG服务器220的位置、为WAG客户240提供通信业务的基站或等效实体的位置、WAG客户240所处扇区的位置、WAG客户240所处扇区的参考位置、WAG客户240的估算位置等确定。
一旦确定了一个或多个参考比特动作时间ATj，WAG服务器220发送一个数据消除消息到WAG客户240，其中该数据消除消息包括参考比特动作时间ATj、以及对每个可视卫星12-j的相关的预测未来导航数据。起始或第一比特对应参考比特而且最好基于相关可视卫星12-j的预测子帧Z的预测的未来导航数据，  即如果参考比特为发送的子帧中的第84个比特，那么预测的未来导航数据的起始或第一比特将为同一相应子帧的第84个比特。数据消除消息还包括卫星指示，如PN-j码，用于识别预测的未来导航数据和参考比特动作时间ATj相关的可视卫星12-j，以便预测的未来导航数据仅用于执行所识别的卫星12-j发送的GPS信号14-j中导航数据ND-j的数据消除。一接收到数据消除消息，WAG客户240就利用相关的预测未来导航数据在参考比特动作时间ATj执行数据消除。
本发明在此是参考特定实施例描述的。也可使用其它实施例，例如TLM消息的拷贝可与其它预先接收的导航数据分开存储，以便通过为所有卫星导航数据ND-j保持TLM消息的一个拷贝，简化刷新TLM消息和减少存储空间。另外，不必为每个字50-p存储奇偶校验位，因为可根据图6描述的算法重新计算奇偶校验位。应注意的是，也可使用其它方法确定动作时间和参考比特。因此，本发明不应受在此公开的实施例的限制。

Claims (22)

1.一种增强数据消除的方法，括步骤：
确定一个动作时间，以指示何时应用预测的未来导航数据到一个接收机接收的信号；
发送动作时间和预测的未来导航数据到接收机。
2.根据权利要求1的方法，其中动作时间指示接收信号中的参考比特何时将开始到达接收机，该参考比特对应预测的未来导航数据中的一个特定比特。
3.根据权利要求2的方法，其中预测的未来导航数据中的特定比特为预测的未来导航数据中的第一比特。
4.根据权利要求2的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤：
确定参考比特的发送时间。
5.根据权利要求4的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤：
确定与从卫星发送的接收信号相关的传播时延，该接收信号从该卫星发送到接收机。
6.根据权利要求5的方法，其中确定传播时延的步骤包括步骤：
确定发送该接收信号的卫星的伪距。
7.根据权利要求5的方法，其中利用快速傅立叶变换确定传播时延。
8.根据权利要求6的方法，其中利用离散傅立叶变换确定传播时延。
9.根据权利要求1的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤：
利用经信号接收的子帧中的星期时间消息来确定星期数时间，  其中该信号为卫星信号。
10.根据权利要求9的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤：
确定子帧开始与估计的动作时间之间的比特差，其中估计的动作时间指示预测的未来导航数据中参考比特将发送的时间，参考比特对应预测的未来导航数据中的一个特定比特。
11.根据权利要求10的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤；
利用比特差确定子帧开始与估计的动作时间之间的子帧差。
12.根据权利要求11的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤：
利用比特差确定参考比特。
13.根据权利要求12的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤：
利用子帧差和比特差，确定对应于发送该接收信号的卫星开始发送参考比特时间的发送时间。
14.根据权利要求13的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤：
利用与从卫星传送到接收机的信号相关的发送时间和传播时延，来确定参考比特的动作时间。
15.根据权利要求1的方法，包括附加步骤：
发送一个卫星指示，指示与该动作时间相关的卫星。
16.根据权利要求1的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤：
利用估计的接收机位置，确定与从卫星传送的接收信号相关的传播时延，该接收信号从该卫星发送到接收机。
17.根据权利要求16的方法，其中利用接收机所处扇区的位置，来确定接收机的估计位置。
18.根据权利要求1的方法，其中确定动作时间的步骤包括步骤：
利用导航数据，确定与从发送接收信号的卫星传送到接收机的接收信号相关的传播时延。
19.一种执行数据消除的方法，包括步骤：
接收具有动作时间和预测的未来导航数据的数据消除消息，其中动作时间指示预测的未来导航数据何时应用于接收机接收的信号；以及
在由接收信号的动作时间指示的时刻利用预测的未来导航数据执行数据消除。
20.根据权利要求19的方法，其中数据消除消息中有卫星指示，用于指示与该动作时间相关的卫星。
21.根据权利要求19的方法，其中动作时间指示接收信号中的一个参考比特何时将开始到达接收机，参考比特对应预测的未来导航数据中的一个特定比特。
22.根据权利要求21的方法，其中预测的未来导航数据中的该特定比特为预测的导航数据中的第一比特。
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