CN1489837A - Gps使能的移动终端及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星定位系统使能的移动终端(12)及其定位方法，其具有一个卫星定位系统信号接收接口(例如一个GPS接收器(14))一个与该卫星定位系统信号接收接口相连接的信息处理器(22)，该信息处理器控制卫星定位系统信号接收接口，用以接收卫星定位系统信号，基于卫星定位系统信号、基于卫星定位系统的位置方位产生速率指令，可以确定移动终端的定位。

Description

GPS使能的移动终端及其定位方法

技术领域

本发明一般涉及对移动终端定位，特别涉及对卫星定位系统使能移动终端的定位。

发明背景

基于例如导航系统定时和测距(NAVSTAR)全球定位系统(GPS)的卫星定位系统对蜂窝式通信网络中的蜂窝式电话手持机定位，是一种很可能用来实现支持增强型紧急911(E-911)服务的方法，该服务很快将在美国强制执行。

市场驱动压力也正在促使通信设备制造商和服务提供商更快速和准确地对蜂窝式电话手持机和其他移动终端进行定位，例如提供奖励以及基于增值服务的费用。基于定位的卫星定位系统将很可能进入追逐众多这些市场机遇的竞争者的行列。

卫星定位系统使能移动终端一般需要一个卫星信号接收器接口，它将以某种比例的速率消耗功率，并将以此速率接收信号和产生位置方位(location fixes)。基于卫星定位系统的定位方案将因此在电池供电的移动终端例如蜂窝式电话手持机中减少待机和通话时间。

此外，可能还有至少与基于某个卫星定位系统的定位方案相关联的服务费用，例如那些陆上网络援助(network-assistance)的使用。

降低蜂窝式手持机产生并更新基于卫星定位系统的位置方位的频率或者速率，(例如)以保存电池功率并降低与此相关的消耗，一般会使得获取位置方位的时间增加。然而，在一些应用中，位置方位产生过程中的相当多的延迟是不被期望或不能接受的，例如在E-911应用中，通话者处于迫在眉睫的危险之中，或者移动终端正在以很高的速率移动并将在获取位置方位时间之前显著改变位置的场合。

对于本技术领域的普通技术人员来说，结合下述附图，对后面的发明具体实施方式仔细考虑，本发明的不同方面、特点、优点就将得到更加充分地体现。

附图简要说明

图1是根据本发明的一个实施例，处于蜂窝式通信网络之中的GPS使能蜂窝式手持机。

图2是根据本发明的一个实施例，具有多个小区的蜂窝式通信网络，各小区具有不同的蜂窝式手持机位置方位产生速率。

图3是根据本发明的一个实施例的处理流程图。

具体实施方式

在本发明的一些实施例中，在卫星定位系统使能蜂窝式手持机中，和更一般地，在任意其他定位系统使能接收器中，基于卫星定位系统的位置方位产生的速率，被有选择地控制以平衡准备就绪的要求和/或具有竞争要求的更加准确的位置方位的产生，例如，尤其是减少功率消耗的要求或者减少与位置方位的产生相关联费用的要求。

本发明的一个实施例中，对于移动终端，基于卫星定位系统的位置方位的产生将基于一个或更多可变条件而被有选择地控制，例如基于移动终端的位置和/或速度，或者基于日时间(Time of day)等等。

本发明的一个实施例中，可变条件的改变将导致速率的相应改变，在此速率将产生移动终端基于卫星定位系统的位置方位。一个或更多可变条件与位置方位产生速率之间的这种特定的关系一般取决于特定的应用。

在本发明的一些实施例中，位置方位产生速率与可变条件之间的关系是预先确定的，例如在移动终端上实现的软件程序中定义。在其他的实施例中，位置方位产生速率是由网络例如一个蜂窝式通信网络控制的或者是对由网络发出的命令的回复。

图1中，卫星定位系统包括地球轨道卫星群，只示出了其中的卫星2，4和6。

已知的示范卫星定位系统中，适合本发明一起使用的尤其包括美国的定时和测距导航系统(NAVSTAR)全球定位系统(GPS)，俄罗斯的全球轨道导航系统(GLONASS)，以及推荐的欧洲卫星定位系统。

基于卫星定位系统的卫星定位系统使能移动终端的位置方位可能是自主地获得或者通过来自陆地基站的帮助获得的，例如通过来自蜂窝式通信网络或者其他地面网络的帮助，或者如本领域普通技术人员所熟知的那样，作为差分全球定位系统(DGPS)的一部分。

在图1的应用例中，GPS使能蜂窝式手持机12在具有多个基站的蜂窝式通信网络中，由基于GPS的位置方位进行定位，在这些基站中，只示出了基站28。

图2说明了一个示例的蜂窝式通信网络，通常包含有多个小区，而包括小区A，B，C，D，E，F，G和H，其中的每个小区都包括有一个相应的基站。

图1中，蜂窝式手持机12(这里可以更一般的看作是“移动终端，，)，它一般包含一个卫星信号接收接口(例如一个GPS接收器测量系统(MS)14)，如上所述，该接口可用来自主地或者通过帮助或者作为DGPS的一部分接收卫星信号16，从该信号16中可以确定基于卫星的蜂窝式手持机位置方位。

蜂窝式手持机12一般还包含一个无线通信网络接口(例如，接收器/发射器(TXVR)24)，当蜂窝式手持机漫游于蜂窝式通信网络之中时，用来与通信网络进行通信，例如发送至和/或接收自基站的通信26，此基站可能是个服务或者相邻的基站。

蜂窝式手持机一般还包含一个信息处理器22，其具有与之相连的存储器23。处理器22与MS 14和TXVR 24相连用来处理与之关联的信息。

本发明对于定位任意卫星定位系统使能移动终端较为有效，并且不局限于在蜂窝式通信网络中定位蜂窝式手持机。其他的应用包括，例如GPS导航和其他卫星定位系统使能手持设备的定位，更一般地，这些设备在这里是指移动终端。因而在一些实施例中，移动终端并不必包括无线通信接口。

在一个实施例中，以软件实现的、基于卫星定位系统的位置方位产生速率指令，被存储在移动终端或者在蜂窝式通信网络里的存储器中。

根据这个实施例，处理器控制卫星定位系统信号接收接口，用以基于可变条件、在卫星定位系统位置方位产生速率指令控制下来接收卫星信号。在移动终端接收卫星信号用以产生基于卫星的位置方位的速率应至少象在由位置方位产生速率指令规定的速率下产生位置方位的需求的频繁那样。

在位置方位产生速率指令软件的网络实现应用中，定位产生速率信息通过网络接口被传送给移动终端以使用由处理器来控制卫星接口操作以接收卫星信号的速率。在一些实施例中，位置方位产生速率指令是由网络和移动终端共同发出的，并且被根据某个预设的优先程度实现。

在本发明的一个应用中，为相应的地理区域部分例如蜂窝式通信网络相应的部分，规定不同的位置方位产生速率。网络的部分可能是与基站相关的小区，或者可能是小区或与相邻小区重叠的区域中的更小区域。这些指令存储在蜂窝式手持机中或者蜂窝式通信网络中。

移动终端运动的同时，基于移动终端的位置以一种速率产生移动终端位置方位。移动终端的定位可由几个定位方案中的任意一个来确定的。

在蜂窝式通信网络中，蜂窝式手持机的位置可以由基于网络的定位方案确定，或者在手持机上或者在蜂窝式通信网络中实现。已知的基于蜂窝式通信网络的定位方案，尤其包括，基于蜂窝式手持机上的网络信号强度测量的，或者基于手持机上的信号时间测量的，例如通过到达时间(TOA)或者到达时间差(TDOA)，或者通过某个其他定位方案。

如上所述，在这些应用以及其他应用中，位置方位产生的速率还可以独自或者与举例的定位变量相结合地基于日时间(TOD)或某个其他变量，或者作为它们的函数。

在另一个实施例中，移动终端用户可以对蜂窝式手持机自定义或编程来为不同地区和/或为不同时间规定不同的位置方位产生速率。

在一个应用中，位置方位产生速率是基于由用户输入的置信度的。例如，网络中的某些地理区域基于用户的个人体验，可能被指定为“安全”，“较为安全”，“不安全”等等。这些举例的名称可能被用于识别周围安全，或者也可能用于识别用户正在重设并且想提高紧急事件定位就绪级别的区域。

在一个实施例中，当移动终端处于训练模式时，用户可以对蜂窝式手持机或移动终端进行编程。当手持机处于特定位置时，用户可以通过在手持机上设立菜单入口来为一个或更多的位置规定置信度指定，此时还可以产生相应的位置方位以使置信度指定和特定位置相关联。

在某些实施例中，用户还可以例如通过规定进行安全指定的位置处的半径来规定与安全指定相关联的区域。当蜂窝式手持机处于训练模式时，也可以进行这种选择例如对显示的菜单提示响应。在其它的实施例中，安全指定应用于从中进行置信度指定的位置的缺省的区域或半径，例如一英里左右。

指定的每个置信度都有一个相应的位置方位产生速率。在示例应用中，越不安全的指定具有越高的位置方位产生速率。这样，当用户处于较不安全的区域时，相应地可以产生快速位置方位，这是以增加功耗为代价的，而当用户处于较安全区域时，将不那么快速地产生位置方位。

安全指定还可以与时间属性相关联，其可以在训练模式中响应菜单提示由用户进入。置信度指定仅会在一段特定时间在某些区域提供，例如在夜晚或者早晨较早的几个小时里。

另外，位置方位产生速率和任意TOD属性都是在计算机上通过程序以图形方式绘制的，该程序通过相应的位置方位产生速率属性把绘图信息转换成位置坐标数据。然后通过因特网，智能卡，蓝牙，Irda等，或者以与位置方位产生速率指令一起使用的各种其它装置(means)，将转换的测绘图加载到移动终端或者蜂窝式手持机的存储器中。

在图2的蜂窝式通信网络中，小区A，B，C，D和G都已经被指定为“安全”，而小区E，F和H指定为“不安全”。此外，小区E，F和H的安全指定是日时间(TOD)的一个函数。当时间处于指定的TOD之外时，位置方位产生速率可能从与安全指定相对应的速率复原到某个其它的速率，例如缺省速率。

在图2中，例如，基于一个服务于蜂窝式手持机的基站的标识，安全指定应用到全部的小区，但更一般的，它们是不需要被如此约束的。例如，当用户在通信网络中漫游时，可以在一个或更多的小区中根据不同的位置定制不同的安全指定。另外，这些标识可以由例如蜂窝式服务提供商预先编程。在那些没有进行安全指定的区域，位置方位产生速率可以复原到缺省速率。

当蜂窝式手持机在蜂窝式通信网络中漫游时，它的位置是由例如基于卫星或网络的定位方法来确定的。

蜂窝式手持机的位置方位是以位置方位产生速率产生的，该速率是为蜂窝式手持机所位于的蜂窝式通信网络的部分或区域而规定的。更一般的，移动终端的位置方位是以位置方位产生速率产生的，该速率是为移动终端所位于的地理区域的部分而规定的，而此地理区域并非一定是蜂窝式通信网络的一部分。

在其它的实施例中，应用到蜂窝式手持机的位置方位产生速率将基于为蜂窝式手持机最近的位置规定的定位产生速率。例如，在示例置信度应用中，如果蜂窝式手持机距离“安全”位置比距离“不安全”位置更近的话，那么蜂窝式手持机的位置方位产生速率将是为“安全”位置指定或规定的速率。

更一般的，除了安全之外，其它的标准也可以被用于规定位置方位产生速率。可以基于一个或更多的连续或离散变化着的可变条件来规定位置方位产生速率。

在另一个实施例中，位置方位产生速率是基于移动终端或蜂窝式手持机的速度的。根据这个实施例，周期性地确定移动终端的速度，并且以基于最近的速度确定的速率来产生移动终端的位置方位。

可以基于卫星定位系统测量或者以其它的已知方法来确定移动终端的速度。在蜂窝式通信网络的应用中，如本领域普通技术人员所知，蜂窝式手持机的速度是通过测量手持机从蜂窝式通信网络中接收的基站信号的衰减程度(fading pitch)来确定的。在这个实施例中，可变条件就是移动终端或者蜂窝式手持机的速度。

图3是一个流程图例100，该流程图用来基于包括置信度标识和日时间在内的若干可变条件，为蜂窝式手持机产生基于卫星定位系统的位置方位。

图3中，手持机在方框102处产生位置方位。在方框104处，将确定在方框102处产生的位置方位是更接近“安全”还是“不安全”标识区域。如果移动终端距离“安全”定位比距离“不安全”定位更近，那么蜂窝式手持机将被认为是“安全”的，并且在方框106处位置方位速率定时器将被设置为第一时间，例如5分钟。

如果移动终端距离“不安全”定位比距离“安全”定位更近，那么它将被认为是“不安全”的，并且在方框108处就当前时间是否处于指定的TOD之中作确定，例如是否在下午9:00和上午6:00之间。

在方框108处，如果时间并不处于规定的TOD之中，那么位置速率定时器将设定为方框106处规定的时间间隔，否则位置速率定时器将被设置为在框112处规定的另一个时间间隔，例如1分钟。当设置的定时器在框114处计时超时之后，在方框102处会产生另一个位置方位。方框108处的TOD变量也可以被用于如上述讨论的方框104的另一个算法。

如所注释的，软件实现图4的算法是可以容易地在蜂窝式手持机上或者其它网络中实现的。

在本发明的一些实施例中，用蜂窝式通信网络把位置方位产生速率提供给移动终端。例如，在一个应用中，通信网络可以为一个特定区域规定位置方位产生速率，或确保符合E-911的定位要求。

在另一个应用中，E-911系统管理员可以通过蜂窝式通信网络为特定地理区域规定位置方位产生速率，例如为遭受自然灾害或者城市动荡的地区，可以预料从这些地区将发出大量的E-911呼叫并为此而需要快速而准确的定位确定。在这个应用例中，E-911管理员将增加位置方位产生速率以提供预计的E-911呼叫者的提示位置标识。

在一些实施例中，由网络规定的位置方位产生速率覆盖(override)在手持机上规定的位置方位产生速率。在一些实施例中，移动终端的卫星定位系统定位特征和主要位置方位速率的来源是可以由用户选择的，例如通过在移动终端配置菜单中输入。

在一个实现中，由蜂窝式通信网络规定的位置方位产生速率覆盖缺省位置方位速率或者用户规定的速率。在另一个实现中，例如当基于速度的速率大于缺省速率或者用户规定的速率时，基于移动终端速度的位置方位产生速率覆盖缺省速率或者用户规定的速率。

在另一个实现中，当蜂窝式电话是由除电池以外的其它装置提供能量时，例如插在墙上插座或者交通工具适配器的辅助能量供应，可以对蜂窝式手持机进行编程以采用更高的位置方位产生速率。因而本实施例中的可变条件就是是否使用电池能量。

上文的本发明的具体实施方式的叙述将使本领域普通技术人员能够实施并使用目前被认为是最好的方式，同时普通技术人员也将理解并意识到，可以做出不背离本发明范围和精神的等价，修改以及变种，本发明的精神和范围并不局限于这里所公开的实施例，但受到所附的权利要求的限制。

Claims (28)

1.一种用于在地理区域中定位卫星定位系统使能的移动终端的方法，其包括：

为所述地理区域的相应部分规定不同的基于卫星定位系统的位置方位产生速率；

确定所述移动终端位于所述地理区域的哪个部分内；

在所述移动终端上接收卫星信号，用于以为所述移动终端所处的地理区域部分规定的速率来产生基于卫星定位系统的移动终端的位置方位。

2.根据权利要求1的方法，所述移动是一个GPS使能蜂窝式手持机，所述地理区域包括一个蜂窝式通信网络，

为所述蜂窝式通信网络规定一个基于GPS的位置方位产生速率，其不同于为该蜂窝式通信网络的另一部分规定的一个基于GPS的位置方位产生速率；

确定所述蜂窝式手持机处于所述蜂窝式通信网络的哪个部分内；

以一速率在所述蜂窝式手持机上接收卫星信号，用于以为所述移动终端所处的蜂窝式通信网络部分规定的速率来产生基于卫星定位系统的蜂窝式手持机的位置方位。

3.根据权利要求2的方法，确定所述蜂窝式通信网络的部分，通过产生基于GPS的蜂窝式手持机的位置方位来确定所述蜂窝式手持机处于所述蜂窝通信网络的部分。

4.根据权利要求2的方法，从所述蜂窝式通信网络中规定所述的基于GPS的位置方位产生速率。

5.根据权利要求2的方法，从所述蜂窝式手持机中规定所述的基于GPS的位置方位产生速率。

6.根据权利要求2的方法，基于服务于蜂窝式手持机的基站的标识来规定所述的基于GPS的位置方位产生速率。

7.根据权利要求2的方法，基于日时间来规定所述的基于GPS的位置方位产生速率。

8.根据权利要求2的方法，确定所述蜂窝式手持机的速度，基于所述蜂窝式手持机的速度来规定所述的基于GPS的位置方位产生速率，基于所述蜂窝式手持机的速度和为该蜂窝式手持机所处的蜂窝式通信网络的部分而规定的速率来以更高的速率产生基于GPS的位置方位。

9.一种用于定位卫星定位系统使能的移动终端的方法，该方法包括：

确定所述移动终端的速度；

在该移动终端上以基于所述移动终端的速度的一速率来接收卫星信号；

基于所卫星信号、以基于所述移动终端的速度的速率来产生基于卫星定位系统的该移动终端的位置方位。

10.根据权利要求9的方法，所述的卫星定位使能的移动终端是蜂窝式通信网络中的蜂窝式手持机，通过在该移动终端上测量蜂窝式通信网络信号的衰减程度来确定该蜂窝式手持机的速度。

11.根据权利要求9的方法，以与增加所述移动终端的速度成正比的增加方式来增加所述的位置方位产生速率，以与减小所述移动终端的速度成正比的减小方式来减小所述的位置方位产生速率。

12.一种用于定位卫星定系统使能的移动终端的方法，该方法包括：

基于可变条件来规定基于可变卫星定位系统的位置方位的产生速率；

监控所述的可变条件；

根据监控的可变条件，在所述移动终端上以一速率接收卫星信号，用于以由基于可变卫星定位系统的位置方位产生速率所规定的速率来产生该移动终端的位置方位。

13.根据权利要求12的方法，所述移动终端是蜂窝式手持机，基于该蜂窝式手持机所处的蜂窝式通信网络的部分来规定所述位置方位产生速率，确定该蜂窝式手持机位于所述蜂窝式通信网络的哪个部分内，在该蜂窝式手持机上以一速率接收卫星信号，用于以位置方位产生速率产生该蜂窝式手持机的位置方位，该位置方法产生速率是为该蜂窝式手持机所处的蜂窝式通信系统的部分而规定的。

14.根据权利要求13的方法，使基于所述可变卫星定位系统的位置方位产生速率依赖于所述蜂窝式手持机的速度，确定该蜂窝式手持机的速度，基于该蜂窝式手持机的速度在所述手持机上以一速率接收卫星信号，用于以一个速率产生该蜂窝式手持机的位置方位。

15.根据权利要求14的方法，通过测量蜂窝式通信网络信号的衰减程度来确定所述蜂窝式手持机的速度。

16.根据权利要求13的方法，在所述蜂窝式手持机上规定基于所述的可变卫星定位系统的位置方位产生速率，在该蜂窝式手持机上监控所述可变条件。

17.根据权利要求13的方法，从所述蜂窝式通信网络中控制所述的基于可变卫星定位系统的位置方位产生速率。

18.根据权利要求13的方法，基于连续的可变条件，规定基于所述的可变卫星定位系统的位置方位产生速率。

19.根据权利要求13的方法，基于离散的可变条件，规定基于所述的可变卫星定位系统的位置方位产生速率。

20.根据权利要求13的方法，从所述蜂窝式通信网络中规定所述的基于可变卫星定位系统的位置方位产生速率。

21.一种用于在地理区域中定位卫星定位系统使能的移动终端的方法，其包括：

为相应的时间段规定不同的基于卫星定位系统的位置方位产生速率；

确定当前的时间段；

在所述移动终端上接收卫星信号，用于以为当前的时间段规定的速率来产生基于卫星定位系统的该移动终端的位置方位。

22.一种卫星定位系统使能的终端，其包括：

卫星定位系统信号接收接口；

连接所述卫星定位系统信号接收接口和存储器的信息处理器，

所述信息处理器控制所述卫星定位系统信号接收接口以接收卫星定位系统信号，根据该卫星定位系统信号、基于可变卫星定位系统的位置方位产生速率指令的一可变速率来确定移动终端的定位。

23.权利要求22中所述的移动终端是一个卫星定位系统使能的蜂窝式手持机，其包括与所述信息处理器连接的无线通信网络接口。

24.根据权利要求23中所述的移动终端，所述蜂窝式手持机中的存储器用于存储基于卫星定位系统的位置方位产生速率指令，该指令随可变条件进行变化。

25.根据权利要求23中所述的移动终端，所述的基于卫星定位系统的位置方位产生速率指令规定基于可变卫星定位系统的位置方位产生速率为蜂窝通信网络中的所述蜂窝式手持机的定位的函数。

26.根据权利要求23中所述的移动终端，所述的基于卫星定位系统的位置方位产生速率指令规定所述的基于卫星定位系统的位置方位产生速率为所述移动终端的速度的函数。

27.根据权利要求23中所述的移动终端，所述的基于卫星定位系统的位置方位产生速率指令规定所述的基于卫星定位系统的位置方位产生速率为时间的函数。

28.根据权利要求23中所述的移动终端，所述的基于卫星定位系统的位置方位产生速率信息规定所述的基于卫星定位系统的位置方位产生速率为所述蜂窝式手持机接收卫星信号的估计能力的函数。

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