DE60036542T2

DE60036542T2 - Verfahren zur Steurung eines Navigationsgeräts und Navigationsgerät dafür

Info

Publication number: DE60036542T2
Application number: DE60036542T
Authority: DE
Inventors: Pierre-Andre Farine; Fanel Piccini; Thien Kim Nguyen
Original assignee: Asulab AG
Current assignee: Asulab AG
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: DE60036542D1; ATE374375T1; EP1170598A1; EP1170598B8; EP1170598B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zur Steuerung einer Navigationsvorrichtung, die durch eine Batterie oder einen wiederaufladbaren Akkumulator gespeist wird, wie eine Satellitennavigationsvorrichtung, etwa einen GPS-, GLONASS- oder GALILEO-(zukünftiges europäisches Navigationssystem) Empfänger, sowie eine Navigationsvorrichtung, die dieses Verfahren ausführt. Die Navigationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere dazu bestimmt, in ein Zeitmessgerät integriert zu werden. Dazu betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Zeitmessgerät mit einer Navigationsvorrichtung des vorstehend erwähnten Typs.
Die Verwendung von Navigationsvorrichtungen und insbesondere von GPS-Empfängern war bis vor kurzem im Wesentlichen für eine eingeschränkte Anzahl von Anwendungen reserviert. In letzter Zeit ist diese Verwendung alltäglich geworden und verallgemeinert worden, wobei immer mehr kommerzielle Anwendungen auf derartige Vorrichtungen zurückgreifen. Im Rahmen dieser Verallgemeinerung sind nun Navigationsvorrichtungen zu sehen, die in tragbare Objekte mit geringem Volumen integriert sind, die durch eine Batterie oder einen wiederaufladbaren Akkumulator gespeist werden. Somit werden tragbare Objekte, die eine Navigationsfunktion integrieren, wie Zeitmessgeräte, die in Form von Armbanduhren vorliegen, seit Kurzem kommerzialisiert.
Ein Grundproblem derartiger tragbarer Objekte, die durch eine Batterie gespeist werden, liegt in ihrer sehr reduzierten Betriebsautonomie. Eine Navigationsvorrichtung bildet nämlich typischerweise ein Modul mit großem Verbrauch, das, wenn es stets aktiviert ist, schnell die Kapazitäten der Batterie oder des Akkumulators, die/der das tragbare Objekt speist, aufbraucht.
Verschiedene Lösungen wurden im Hinblick auf die Einsparung der Energie derartiger Vorrichtungen in Erwägung gezogen. Eine dieser Lösungen besteht insbesondere darin, die Navigationsvorrichtung nur periodisch zu aktivieren, und zwar für eine verringerte Dauer, um die erforderlichen Positions- und Zeitmessoperationen durchzuführen. Eine besonders interessante Lösung, die dieses Verfahren übernimmt, ist in der japanischen Patentanmeldung JP 10-206520 im Namen von Canon Inc., eingereicht am 16. Januar 1997, beschrieben. Diese Lösung besteht aus dem periodischen Deaktivieren einer Navigationsvorrichtung und zwar für eine variable Dauer in Abhängigkeit von der Verlagerungsgeschwindigkeit der Vorrichtung. Dazu umfasst diese Navigationsvorrichtung Rechenmittel, die dazu beschaffen sind, die Verlagerungsgeschwindigkeit des Empfängers auf der Basis von Positions- und Zeitmessungen zu bestimmen, und Steuermittel zum Verändern der Deaktivierungszeit des Empfängers zwischen zwei aufeinander folgenden Positionsmessoperationen.
Ein Nachteil der im vorstehend erwähnten japanischen Dokument beschriebenen Vorrichtung liegt jedoch in der Tatsache, dass der Verbrauch der Vorrichtung entweder maximal ist, wenn die Vorrichtung aktiviert ist, oder minimal ist, wenn die Vorrichtung deaktiviert ist. Ein nachteiliger Effekt dieses Verfahrens liegt in der Tatsache, dass die Batterie oder der Akkumulator, die/der zum Speisen des tragbaren Objekts verwendet wird, in das die Navigationsvorrichtung integriert ist, starken periodischen Verbrauchsänderungen ausgesetzt ist. Durch den Anmelder durchgeführte Tests konnten klarstellen, dass diese periodische Belastung die Lebensdauer des verwendeten Akkumulators oder der verwendeten Batterie schnell und beträchtlich verschlechterte, was folglich die Betriebsautonomie des tragbaren Objekts verringert.
Der Anmelder hat somit feststellen können, dass die im vorstehend erwähnten japanischen Dokument beschriebene Navigationsvorrichtung sich nicht als in der Praxis in tragbare Objekte mit geringem Volumen, wie Zeitmessgeräte, integrierbar erwies, in denen der Akkumulator oder die Batterie, der/die als elektrische Energieversorgungsquelle verwendet wird, ein kritisches Element bildet, das, wenn es den weiter oben beschriebenen Einschränkungen ausgesetzt ist, keine ausreichende Betriebsautonomie hätte.
Die vorliegende Erfindung hat folglich das Ziel, die Nachteile, die bei den Navigationsvorrichtungen des Standes der Technik angetroffen werden, wenn diese periodisch aktiviert und deaktiviert werden, wie beispielsweise das vorstehend erwähnte japanische Dokument zeigt, zu beseitigen.
Die vorliegende Erfindung hat insbesondere als Ziel, ein Verfahren zum Steuern einer Navigationsvorrichtung sowie eine Navigationsvorrichtung, die die ses Verfahren ausführt, vorzuschlagen, so dass der Verbrauch dieser letzteren gemäß der erforderlichen Aktivitätsrate in optimaler Weise eingestellt wird.
Die vorliegende Erfindung hat auch als Ziel, eine Navigationsvorrichtung vorzuschlagen, die sich als vollkommen integrierbar in ein tragbares Objekt wie ein Zeitmessgerät, das durch eine Batterie oder einen wiederaufladbaren Akkumulator gespeist wird, erweist.
Die vorliegende Erfindung hat folglich als ersten Gegenstand ein Verfahren zur Steuerung einer Navigationsvorrichtung, dessen Merkmale im unabhängigen Anspruch 1 zum Ausdruck gebracht sind.
Die vorliegende Erfindung hat auch als weiteren Gegenstand eine Navigationsvorrichtung, deren Merkmale im unabhängigen Anspruch 5 zum Ausdruck gebracht sind.
Die vorliegende Erfindung hat auch als weiteren Gegenstand ein Zeitmessgerät, das eine Navigationsvorrichtung des vorstehend erwähnten Typs enthält.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Tatsache, dass im Gegensatz zu den Navigationsvorrichtungen des Standes der Technik der Verbrauch der Navigationsvorrichtung in Abhängigkeit von der erforderlichen Aktivitätsrate stufenweise eingestellt wird. Die Navigationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nämlich nicht mehr gemäß dem, was typischerweise in den bekannten Navigationsvorrichtungen ausgeführt wird, periodisch aktiviert oder deaktiviert, sondern ihr Betrieb oder exakter die Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit der Navigationsvorrichtung wird in Abhängigkeit von den Verwendungsbedingungen eingestellt und angepasst. Daraus ergeben sich deutlich weniger große Einschränkungen für die Batterie oder den wiederaufladbaren Akkumulator, die/der zum Speisen der Vorrichtung verwendet wird.
Die Navigationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit vorteilhafterweise in ein tragbares Objekt mit geringem Volumen und geringer Kapazität wie beispielsweise ein Zeitmessgerät integriert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung zeigen sich deutlicher beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen durchgeführt wird, die als nicht begrenzende Beispiele gegeben werden und in denen:
1a ein Diagramm zeigt, das in schematischer Weise den Stromverbrauch einer Navigationsvorrichtung, die eine bekannte Lösung des Standes der Technik einsetzt, in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, wobei diese Lösung darin besteht, alles oder einen Teil der Navigationsvorrichtung periodisch zu aktivieren und zu deaktivieren;
1b ein weiteres Diagramm zeigt, das in schematischer Weise den Stromverbrauch einer Navigationsvorrichtung darstellt, die das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführt;
2 ein Blockdiagramm einer Navigationsvorrichtung zeigt, die es ermöglicht, das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen;
3a ein Beispiel eines Ablaufplans zur Ausführung des Steuerverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
3b die Entwicklung der Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit der Navigationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von der Verlagerungsgeschwindigkeit der Navigationsvorrichtung darstellt.
Die vorliegende Erfindung wurde insbesondere im Hinblick auf die Integration einer Navigationsvorrichtung wie eines GPS-Empfängers in ein Zeitmessgerät wie eine Armbanduhr entwickelt. Es ist durchaus offensichtlich zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese einzige Anwendung begrenzt ist und vollkommen auf jede andere Anwendung angewendet werden kann, in der es erwünscht ist, Navigationsfunktionen in eine tragbare Vorrichtung zu integrieren, die durch eine Batterie oder einen wiederaufladbaren Akkumulator gespeist wird.
1a zeigt ein Diagramm, das in schematischer Weise den Stromverbrauch einer Navigationsvorrichtung, die eine bekannte Lösung des Standes der Technik einsetzt, in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, wobei diese Lösung darin besteht, alles oder einen Teil der Navigationsvorrichtung periodisch zu aktivieren und zu deaktivieren. Diese Lösung wird beispielsweise im Rahmen des in der Einleitung erwähnten japanischen Dokuments verwendet.
Diese bekannte Lösung besteht, wie bereits erwähnt wurde, darin, die Navigationsvorrichtung periodisch zu aktivieren und zu deaktivieren. Somit wird in bestimmten Momenten 0, t₁, t₂, ... die Navigationsvorrichtung für eine im Allgemeinen bestimmte Dauer Ton aktiviert, um die gewünschten Positions-, Verlagerungsgeschwindigkeits- und Zeitmessoperationen oder "PVT-Messungen" zu ermöglichen. Die Navigationsvorrichtung wird anschließend für eine bestimmte Dauer T_sleep deaktiviert, die entweder konstant oder variabel sein kann, wie das in der Einleitung beschriebene japanische Dokument zeigt. In diesem Zustand ist es wichtig zu erwähnen, dass die Taktimpulse typischerweise oberhalb der Verarbeitungseinheit, mit der die Navigationsvorrichtung typischerweise versehen ist, blockiert werden, so dass die Betriebsfrequenz dieser Verarbeitungseinheit null ist. Nur die für die Reaktivierung der Navigationsvorrichtung erforderlichen Elemente (Takt, Zähler usw.) sind noch in Betrieb.
Gemäß dieser bekannten Lösung ist der Stromverbrauch, der auf der Abszisse im Diagramm von 1a dargestellt ist, entweder maximal mit einem Stromwert I_max, wenn die Navigationsvorrichtung aktiviert ist, d. h., wenn die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung normal mit ihrer Betriebsfrequenz durch den Takt des Systems getaktet wird, oder minimal mit einem Stromwert I_min, wenn die Navigationsvorrichtung deaktiviert ist. Dieser minimale Stromwert I_min ergibt sich insbesondere durch den restlichen Verbrauch, der durch die für die Reaktivierung der Navigationsvorrichtung erforderlichen Elemente und/oder andere Elemente, die in bestimmten Lösungen immer verriegelt werden, verursacht wird.
Die beim Übergang von einem Aktivierungszustand in einen Deaktivierungszustand der Vorrichtung und umgekehrt erzeugten Verbrauchsspitzen verursachen, wie bereits erwähnt wurde, eine beträchtliche Verschlechterung der Lebensdauer der Batterie oder des wiederaufladbaren Akkumulators, die/der für das Speisen der Navigationsvorrichtung verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung und im Unterschied zum bekannten Steuerverfahren, das in 1a dargestellt ist, wird der Verbrauch der Naviga tionsvorrichtung in Abhängigkeit von der erforderlichen Aktivitätsrate stufenweise eingestellt.
1b zeigt ein Diagramm ähnlich zum Diagramm von 1a, das schematisch den Stromverbrauch einer Navigationsvorrichtung darstellt, die das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Navigationsvorrichtung somit nicht mehr periodisch aktiviert oder deaktiviert, sondern die Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit wird auf mehrere so genannte reduzierte Betriebsfrequenzen f_ck2, f_ck3, f_ck4, f_ck5, die geringer sind als die so genannte normale Betriebsfrequenz f_ck1 (oder f_max) der Verarbeitungseinheit, in Abhängigkeit vom Wert einer Verlagerungsgeschwindigkeitsmessung der Navigationsvorrichtung eingestellt.
Im Unterschied zur vorstehend erwähnten Patentanmeldung JP 10-206520 wird die Navigationsvorrichtung oder genauer die Verarbeitungseinheit der Navigationsvorrichtung insbesondere nicht mehr für eine variable Dauer in Abhängigkeit von der gemessenen Verlagerungsgeschwindigkeit deaktiviert, sondern der Betrieb der Vorrichtung wird über eine Einstellung der Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit in Abhängigkeit von der gemessenen Verlagerungsgeschwindigkeit stufenweise eingestellt.
Wie 1b schematisch zeigt, entspricht jeder Betriebsfrequenzpegel f_ck1 bis f_ck5 der Verarbeitungseinheit einem Stromverbrauchspegel, der mit I_ck1 bis I_ck5 bezeichnet ist, wobei diese Stromverbrauchspegel ganz offensichtlich durch Verringern gemäß dem, wie die Betriebsfrequenz verringert wird, und in einem Verhältnis, das im Wesentlichen ähnlich zum Verhältnis der Betriebsfrequenzen f_ck1 bis f_ck5 ist, verlaufen.
Im Gegensatz zum Steuerverfahren, das typischerweise ausgeführt wird, sind die Verbrauchsspitzen, die bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt werden, wesentlich geringer und folglich wesentlich weniger schädlich für die verwendete Batterie oder den verwendeten wiederaufladbaren Akkumulator.
Die Navigationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nämlich nicht mehr gemäß dem, was typischerweise in den bekannten Navigationsvor richtung ausgeführt wird, periodisch aktiviert oder deaktiviert, sondern ihr Betrieb oder genauer die Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit der Navigationsvorrichtung wird in Abhängigkeit von den Verwendungsbedingungen eingestellt und angepasst. Daraus ergeben sich deutlich weniger starke Einschränkungen für die Batterie oder den wiederaufladbaren Akkumulator, die/der zum Speisen der Vorrichtung verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, jede Betriebsfrequenz f_ck1, f_ck2, f_ck3, f_ck4, f_ck5 einem bestimmten Bereich von Verlagerungsgeschwindigkeitswerten zuzuordnen, wobei die Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit der Navigationsvorrichtung auf die geeignete Frequenz eingestellt wird, indem festgestellt wird, in welchem der Bereiche von Geschwindigkeitswerten der Verlagerungsgeschwindigkeitsmesswert der Navigationsvorrichtung liegt. Wie später genauer zu sehen sein wird, kann die Einstellung der Betriebsfrequenz durch Einwirken auf einen Teilungsfaktor der normalen Betriebsfrequenz f_ck1 (oder f_max), um die reduzierten Betriebsfrequenzen f_ck2 bis f_ck5 abzuleiten, durchgeführt werden.
2 zeigt in allgemeiner Weise ein Blockdiagramm einer Navigationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die global mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist und die es ermöglicht, das Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen. Diese Navigationsvorrichtung 10 wie beispielsweise ein GPS-, GLONASS- GALILEO-Empfänger oder dergleichen wird durch eine Batterie oder einen wiederaufladbaren Akkumulator (nicht dargestellt) gespeist und umfasst typischerweise Mittel zum Empfangen von Navigationssignalen mit einer Antenne 12, die GPS-Navigationssignale (oder dergleichen) erfassen kann und einem Empfangs- und Aufbereitungsblock 14 für die von der Antenne 12 erfassten Navigationssignale. Der Empfangs- und Aufbereitungsblock 14 der Navigationssignale vorverstärkt und bringt hier in klassischer Weise die Hochfrequenz HF der GPS-Navigationssignale (in der Größenordnung von 1,57542 GHz für die zivilen Anwendungen) auf eine Zwischenfrequenz ZF, die ihre Verarbeitung ermöglicht. Diese Signale werden außerdem typischerweise durch einen A/D-Umsetzer am Ausgang des Empfangs- und Aufbereitungsblocks 14 abgetastet, um digitale Daten zu erzeugen, die von der folgenden Stufe verarbeitet werden können.
Die Navigationsvorrichtung 10 umfasst außerdem mit dem Ausgang des Empfangs- und Aufbereitungsblocks 14 verbundene Mittel zur Verarbeitung der Navigationssignale, die es ermöglichen, eine Positions-, Verlagerungsgeschwindigkeits- und Zeitmessung oder PVT-Messungen der Navigationsvorrichtung zu extrahieren und zu erzeugen. Diese Verarbeitungsmittel umfassen typischerweise einen ersten Korrelations- und Demodulationsblock 16, der hier die Operationen der Korrelation der GPS-Navigationssignale mit jenen, die vom Empfänger erzeugt werden, ausführt, sowie eine Verarbeitungseinheit 18, die es ermöglicht, die aus dem Korrelations- und Demodulationsblock 16 ausgegebenen Daten zu ernten und zu verarbeiten, um insbesondere die PVT-Messungen zu extrahieren.
Genauer stellt der Korrelations- und Demodulationsblock 16 einerseits die "Erfassung eines Satelliten", d. h. die Synchronisation mit dem Träger des Signals des Satelliten und die Korrelation des Pseudozufallscodes, der von diesem Satelliten ausgesandt wird, und des lokal erzeugten Pseudozufallscodes sowie andererseits "die Verfolgung des Satelliten", während der das vom Satelliten ausgesandte Navigationssignal demoduliert wird, um daraus die für die Bestimmung der Position, der Verlagerungsgeschwindigkeit und der Zeit erforderlichen Daten zu extrahieren, sicher.
Die Verarbeitungsmittel umfassen außerdem der Verarbeitungseinheit 18 zugeordnet Speichermittel 20 (RAM, EEPROM, ...), die es insbesondere ermöglichen, die Positions-, Verlagerungsgeschwindigkeits- und Zeitmessungen sowie Almanachdaten und die Pseudozufallscodes der Satelliten zu speichern. Die Verarbeitungseinheit 18 wird außerdem typischerweise durch einen Takt oder Taktmittel 22 mit einer Betriebsfrequenz f_ck getaktet. Zur normalen Zeit ist diese Betriebsfrequenz f_ck zur normalen Betriebsfrequenz f_ck1 äquivalent.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Taktmittel 22 beschaffen, um die Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit 18 auf mehrere so genannte reduzierte Betriebsfrequenzen, in diesem Beispiel in einer Anzahl von vier, f_ck2, f_ck3, f_ck4, f_ck5, die geringer sind als die normale Betriebsfrequenz f_ck1, der Verarbeitungsein heit einzustellen, und zwar in Abhängigkeit vom Wert der Messung der Verlagerungsgeschwindigkeit v, die von den Verarbeitungsmitteln bestimmt wird. In dem Beispiel werden die Taktmittel 22 somit durch die Verarbeitungseinheit 18 durch eine mit g(v) symbolisierte Einstellfunktion gesteuert. Wie später zu sehen sein wird, kann diese Funktion g(v) beispielsweise aus dem Einstellen des Teilungsfaktors der Taktmittel 22 bestehen.
Als Beispiel können die Taktmittel 22 in nicht begrenzender Weise eine Teilungskette umfassen, deren Teilungsrate steuerbar ist. Durch die Verwendung von vier binären Teilungsstufen und geeigneten Adressierungsmitteln ist es beispielsweise leicht möglich, die Frequenz des Signals, das von den Taktmitteln 22 ausgeht, durch Faktoren 2, 4, 8 oder 16 zu teilen.
Es ist zu beachten, dass die Verarbeitungseinheit 18, die Speichermittel 20 sowie die Taktmittel 22 in Form eines einzigen Mikrocontrollers integriert sein können. Dazu kann im Rahmen eines speziellen Ausführungsbeispiels der Erfindung auf einen derartigen Mikrocontroller zurückgegriffen werden, der unter der Referenz "CooIRISC^TM 816 8-bit Mikrocontroller Core" kommerzialisiert wird. Dieser Mikrocontroller, der von CSEM, IC Design mit der Mitarbeit von EM Microelectronic-Marin SA, entwickelt wurde, erfüllt die vorstehend klargelegten Funktionen. Insbesondere verfügt dieser Mikrocontroller über einen internen Takt, der mit 8,8 MHz getaktet wird, und über einen allgemeinen Befehl zur Frequenzteilung durch 1, 2, 4, 8 oder 16, der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann, um die Einstellung der Betriebsfrequenz des Mikrocontrollers in Abhängigkeit von der gemessenen Verlagerungsgeschwindigkeit durchzuführen. Ergänzende und detaillierte Informationen hinsichtlich des Mikrocontrollers "CooIRISC^TM" können leicht in der technischen Literatur gefunden werden, die für den Fachmann zugänglich ist.
Nun wird mittels der 3a und 3b eine Ausführungsform des Steuerverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, das leicht durch den Fachmann mittels des vorstehend erwähnten Mikrocontrollers programmiert und implementiert werden kann.
3a stellt somit einen Ablaufplan eines nicht begrenzenden Beispiels zur Ausführung des Steuerverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In einem ersten Schritt S100 wird die Navigationsvorrichtung oder der GPS-Empfänger aktiviert. Dieser Schritt kann beispielsweise der Inbetriebnahme der Navigationsfunktion in einem Zeitmessgerät, das einen GPS-Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, entsprechen, wobei diese Inbetriebnahme beispielsweise durch den Druck eines Benutzers auf ein Steuerorgan des Zeitmessgeräts aktiviert wird.
Nach der Aktivierung des GPS-Empfängers wird die Betriebsfrequenz f_ck der Verarbeitungseinheit (unter der "Verarbeitungseinheit" wird auch "Mikrocontroller" verstanden) in Schritt S102 auf die normale Betriebsfrequenz f_ck1 eingestellt (wobei diese Frequenz f_ck1 auch als maximale normale Betriebsfrequenz f_max definiert sein kann).
Der anschließende Schritt besteht aus dem Suchen nach den Satelliten oder SVs (Satellitenvehikel). Diese Operation wird in Schritt S104 durchgeführt. Geometrisch sind drei Satelliten erforderlich, um eine geeignete Positionsinformation zu erhalten. In der Praxis sind jedoch, um die Unvollkommenheit der Synchronisation zwischen dem lokalen Takt des Empfängers und den Takten der Satelliten zu beseitigen, mindestens vier Satelliten erforderlich, um ausreichend genaue Positions- und Zeitdaten zu erhalten. Diese Suche nach mindestens vier Satelliten ist durch den Test, der in Schritt S106 durchgeführt wird, symbolisiert.
Wenn die Anzahl von Satelliten ausreicht, dann wird in Schritt S108 die Bestimmung der Position des Empfängers, seiner Verlagerungsgeschwindigkeit und der Zeit (PVT-Messungen) durchgeführt. Diese PVT-Messungen werden typischerweise gespeichert und gegebenenfalls angezeigt, wie es durch Schritt S110 angegeben ist.
In Schritt S112 kann es erwünscht sein, den GPS-Empfänger beispielsweise nach einer Einwirkung des Benutzers auf ein Steuerorgan des Zeitmessgeräts zu deaktivieren. Bei Bejahung wird der GPS-Empfänger in Schritt S118 deaktiviert.
Bei Verneinung wird jedoch in Schritt S114 gemäß diesem Beispiel ein Vergleich zwischen dem gemessenen Verlagerungsgeschwindigkeitswert v und einem bestimmten Grenzwert v_c vorgenommen. Dieser Wert v_c kann beispielsweise willkürlich und in nicht begrenzender Weise auf eine Geschwindigkeit von 10 km/h festgelegt sein. Wenn die gemessene Verlagerungsgeschwindigkeit größer ist als diese Grenze, wird die Betriebsfrequenz f_ck der Verarbeitungseinheit in Schritt S102 auf der normalen Betriebsfrequenz f_ck1 gehalten.
Wenn dagegen die gemessene Verlagerungsgeschwindigkeit geringer ist als der feste Grenzwert v_c ist es gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht, in Schritt S116 die Betriebsfrequenz f_ck der Verarbeitungseinheit einzustellen, um sie an die Verwendungsbedingungen anzupassen. Wie weiter oben erwähnt, wird die Betriebsfrequenz gemäß einer Funktion g(v) der gemessenen Verlagerungsgeschwindigkeit bestimmt.
Sobald die Betriebsfrequenz eingestellt ist, kann der Prozess der Suche nach Satelliten und der Bestimmung der Positions-, Verlagerungsgeschwindigkeits- und Zeitmessungen wiederholt werden.
Mit Bezug auf 3b wird ein nicht begrenzendes Beispiel der Einstellfunktion g(v) schematisch dargestellt. Diese Funktion kann als Zuordnung einer Betriebsfrequenz f_ck1 bis f_ck5 und eines bestimmten Bereichs von Verlagerungsgeschwindigkeitswerten A, B, C, D, E symbolisiert werden. Diese Funktion kann beispielsweise in Form einer Entsprechungstabelle mit einerseits den bestimmten Bereichen von Verlagerungsgeschwindigkeitswerten A bis E oder zumindest Informationen, die es ermöglichen, diese Bereiche zu bestimmen (Grenzwerte v₁, v₂, v₃, v_c), sowie der entsprechenden Betriebsfrequenz implementiert werden. Als Beispiel wird der Teilungsfaktor gespeichert, der erforderlich ist, damit die Taktmittel 22 die geeignete Frequenz erzeugen, d. h. beispielsweise 1, 2, 4, 8 oder 16, wobei dies leicht mittels des generischen Befehls des vorstehend erwähnten Mikrocontrollers "CooIRISC^TM" verwirklicht werden kann.
Im Prinzip kann die Einstellung der Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit entweder durch direktes Einstellen der Betriebsfrequenz auf den gewünschten Wert oder durch schrittweises und aufeinander folgendes Einstellen der Betriebsfrequenz auf den gewünschten Wert, d. h. durch Einstellen der Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit auf eine andere Betriebsfrequenz, indem alle Zwischenbetriebsfrequenzen durchlaufen werden, vorgenommen werden. Eine schrittweise und aufeinander folgende Einstellung der Betriebsfrequenz ist beispielsweise in 1b dargestellt.
Es ist zu verstehen, dass die eine oder andere der Einstellarten (direkt oder aufeinander folgend) gemäß den Verwendungsbedingungen in Erwägung gezogen werden kann. Es ist zu verstehen, dass eine aufeinander folgende Einstellung der Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit den Vorteil bietet, die Abfälle oder Sprünge des Verbrauchs, die für die Batterie oder den wiederaufladbaren Akkumulator schädlich sind, zu verringern. Eine direkte Einstellung der Frequenz könnte denkbar sein, um die Betriebsvorrichtung schnell in einen Zustand maximaler Funktion zurückzubringen.
Als vorteilhafte Variante der Navigationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in Erwägung gezogen werden, diese letztere mit Mitteln auszustatten, die es ermöglichen, die Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit automatisch auf die normale Betriebsfrequenz f_ck1 zurückzustellen, wie beispielsweise einem Bewegungs- oder Beschleunigungssensor, der eine Information hinsichtlich einer plötzlichen Änderung der Lage des Benutzers zur Verarbeitungseinheit liefert.
Es ist zu verstehen, dass verschiedene Modifikationen am Verfahren und an der Vorrichtung, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben sind, vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Insbesondere ist die Anzahl sowie die Verteilung der verschiedenen Betriebsfrequenzen keineswegs auf die Anzahl (5) sowie die Verteilung (Teilung durch 1, 2, 4, 8 oder 16), die in der vorliegenden Erfindung in Bezug auf den verwendeten Mikrocontroller vorgeschlagen sind, begrenzt. Es wird außerdem daran erinnert, dass der als Beispiel verwendete Mikrocontroller zum Erfüllen der gewünschten Funktionen durch jegliches andere äquivalente Mittel ersetzt werden kann, das ähnliche Funktionen erfüllt.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Navigationsvorrichtung (10) wie etwa eines GPS-, GLONASS- oder GALILEO-Empfängers oder dergleichen, der durch eine Batterie oder einen wiederaufladbaren Akkumulator gespeist wird, das umfasst: – Mittel (12, 14) zum Empfangen von Navigationssignalen; – Mittel (16, 18) zum Verarbeiten der Navigationssignale, die so beschaffen sind, dass sie eine Messung der Position, der Verlagerungsgeschwindigkeit (v) und der Zeit oder PVT-Messungen erzeugen, wobei die Verarbeitungsmittel eine Verarbeitungseinheit (18) umfassen, die so beschaffen ist, dass sie mit einer ersten so genannten normalen Betriebsfrequenz (f_ck1) arbeitet; und – Taktmittel (22) zum Erzeugen der normalen Betriebsfrequenz (f_ck1); wobei das Steuerverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst: – Messen der Verlagerungsgeschwindigkeit (v) der Navigationsvorrichtung (10); und – Einstellen der Betriebsfrequenz (f_ck) der Verarbeitungseinheit (18) durch die Taktmittel auf mehrere so genannte reduzierte Betriebsfrequenzen (f_ck2, f_ck3, f_ck4, f_ck5), die niedriger als die normale Betriebsfrequenz (f_ck1) sind, in Abhängigkeit vom Wert der Messung der Verlagerungsgeschwindigkeit (v).
Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Betriebsfrequenz (f_ck) der Verarbeitungseinheit durch Einstellen eines Teilungsfaktors der Taktmittel (22) vorgenommen wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsfrequenz (f_ck) der Verarbeitungseinheit (18) auf die normale Betriebsfrequenz (f_ck1) eingestellt wird, solange der Wert der Messung der Verlagerungsgeschwindigkeit (v) höher als ein gegebener Grenzwert (v_c) ist.
Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Betriebsfrequenz (f_ck1, f_ck2, f_ck3, f_ck4, f_ck5) ein gegebener Wertebereich (A, B, C, D, E) für die Verlagerungsgeschwindigkeit zugeordnet ist.
Steuerverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsfrequenz (f_ck) der Verarbeitungseinheit (18) direkt oder stufenweise und sequentiell auf eine der Betriebsfrequenzen (f_ck1, f_ck2, f_ck3, f_ck4, f_ck5) entsprechend dem Wert der Messung der Verlagerungsgeschwindigkeit (v), der in dem einen oder dem anderen der gegebenen Wertebereiche (A, B, C, D, E) für die Verlagerungsgeschwindigkeit liegt, eingestellt wird.
Navigationsvorrichtung wie etwa ein GPS-, GLONASS- oder GALILEO-Empfänger oder dergleichen, der durch eine Batterie oder einen wiederaufladbaren Akkumulator gespeist wird, mit: – Empfangsmitteln (12, 14) für Navigationssignale; – Verarbeitungsmitteln (16, 18) für die Navigationssignale, die so beschaffen sind, dass sie eine Messung der Position, der Verlagerungsgeschwindigkeit (v) und der Zeit oder PVT-Messungen erzeugen, wobei die Verarbeitungsmittel eine Verarbeitungseinheit (18) enthalten, die so beschaffen ist, dass sie bei einer ersten so genannten normalen Betriebsfrequenz (f_ck1) arbeitet; und – Taktmitteln (22) zum Erzeugen der normalen Betriebsfrequenz (f_ck1); dadurch gekennzeichnet, dass die Taktmittel (22) so beschaffen sind, dass sie die Betriebsfrequenz der Verarbeitungseinheit (18) auf mehrere so genannte reduzierte Betriebsfrequenzen (f_ck2, f_ck3, f_ck4, f_ck5), die niedriger als die normale Betriebsfrequenz (f_ck1) sind, in Abhängigkeit vom Wert der Messung der Verlagerungsgeschwindigkeit (v) einstellen.
Navigationsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilungsfaktor der Taktmittel (22) in Abhängigkeit vom Wert der Messung der Verlagerungsgeschwindigkeit (v) eingestellt wird.
Navigationsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Mittel umfasst, die die automatische Rückstellung der Betriebsfrequenz (f_ck) der Verarbeitungseinheit (18) auf die normale Betriebsfrequenz (f_ck1) ermöglichen.
Navigationsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, die die automatische Rückstellung der Betriebsfrequenz (f_ck) der Verarbeitungseinheit (18) ermöglichen, einen Bewegungs- oder Beschleunigungssensor umfassen.
Zeitmessgerät, das eine Navigationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9 umfasst.