DE60127955T2 - Bestimmung der zeit in einem gps-empfänger - Google Patents

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DE60127955T2 DE60127955T DE60127955T DE60127955T2 DE 60127955 T2 DE60127955 T2 DE 60127955T2 DE 60127955 T DE60127955 T DE 60127955T DE 60127955 T DE60127955 T DE 60127955T DE 60127955 T2 DE60127955 T2 DE 60127955T2
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    • G04R20/02Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being sent by a satellite, e.g. GPS
    • G04R20/06Decoding time data; Circuits therefor

Description

  • QUERVERWEIS ZU ZUGEHÖRIGEN ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil des Anmeldedatums der am 19. Februar 1999 eingereichten anhängigen US-Gebrauchsmusteranmeldung 09/253,318 , der am 19. Februar 1999 eingereichten anhängigen US-Gebrauchsmusteranmeldung 09/253,662 und der am 19. Februar 1999 eingereichten anhängigen US-Gebrauchsmusteranmeldung 09/253,679 .
  • BEREICH DER ERFINDUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen GPS-Empfänger und insbesondere einen GPS-Handgerät.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNGEN
  • Das globale Positionssystem (GPS) ist ein satellitenbasierendes System, das von dem US-Verteidigungsministerium entwickelt wurde, um genaue Positionsinformationen an einen irgendwo in der Welt vorhandenen GPS-Empfänger zu übermitteln. Ein passenderweise ausgestatteter GPS-Empfänger kann daher in jeder Situation verwendet werden, in der ein Standort erwünscht ist, und führt üblicherweise zu Positionskoordinaten in drei Dimensionen. Das GPS-System wird von einer Satelliten-Erdumkreisungskonstellation, die aus 24 oder mehr Satelliten besteht, die in 12-Stunden-Umkreisungen die Erde umkreisen, ermöglicht. Die Satelliten sind in sechs Umkreisungsebenen angeordnet, von denen jede vier Satelliten aufweist. Die Umkreisungsebenen sind um 60 Grad gegeneinander versetzt und sind um ungefähr 55 Grad gegen die Äquatorebene geneigt. Diese Konstellation stellt sicher, dass vier bis zwölf Satelliten jederzeit von jedem Punkt auf der Erde bei freier Sicht auf den Himmel sichtbar sind.
  • Die GPS-Satelliten übertragen Daten, die von GPS-Empfängern verwendet werden sollen, einschließlich Satellitenpositionsdaten (Ephemeridendaten) und Satellitenzeitkorrekturdaten. Das GPS-Signal umfasst ein Trägersignal, das mit einem 1023-Bit langen Gold-Spreizcode bei einer 1,023 Mhz-Chiprate (0,001 Sekunden-Wiederholungsintervall) bi-phasen-moduliert wird. Es wird außerdem mit Datenbits bei einer 50-Bits-pro-Sekunde(BPS)-Rate moduliert (mit einer Geschwindigkeit von 20 Millisekunden pro Datenbit übertragen). Die 50-BPS-Daten umfassen Informationen zur Feststellung einer GPS-basierten Zeit (d.h., eine Uhrzeit des GPS-Satelliten) und Informationen zur Feststellung des geographischen Standorts.
  • Ausführliche Informationen über die in dem GPS-Signal enthaltenen Daten sind in dem Schnittstellensteuerungsdokument (Interface Control Document) ICD-GPS-200, das 1991 überarbeitet wurde, von der Rockwell International Corporation veröffentlicht und hierbei als Bezug verwendet wird, verfügbar.
  • Die in der GPS-Nachricht enthaltene Uhrzeit ist ein absolutes Zeitsignal, das in dem Satelliten exakt synchronisiert wird. Das bedeutet, dass alle Satelliten in der GPS-Konstellation von Boden-Referenzstationen synchronisiert werden, die die Signallaufzeit vom Satelliten zur Bodenstation mit berücksichtigen. Auf diese Weise wird jeder Satellit in der Konstellation an dem Satelliten zeitsynchronisiert, wobei die absolute Zeitabweichung innerhalb von einigen Nanosekunden bis hin zu einigen -zig Nanosekunden exakt gesteuert wird.
  • Das absolute Zeitsignal kann von einem GPS-Empfänger verwendet werden, um Positionen genau zu bestimmen. Sobald eine Position ungefähr bekannt ist, kann die absolute Zeit in dem Empfänger außerdem ermittelt werden, indem die präzise Zeit, die von dem Empfänger in der Satelliten-übertragungsnachricht erfasst wird, mit der berechenbaren Ausbreitungsverzögerung zwischen dem Empfänger und dem Satelliten verschoben bzw. korrigiert wird.
  • Die Kenntniss der absoluten Zeit in dem Empfänger ist ein wichtiger Parameter, da sich die GPS-Satelliten mit ungefähr 4 Metern pro Millisekunde bewegen. Wenn die Entfernungsmesszeit um eine Millisekunde abweicht, dann können die gemessenen Entfernungen um so viel wie vier Meter abweichen. Diese Entfernungsabweichung vervielfacht sich dann um einen Geometriefaktor (GDOP oder Geometric Dilution Of Precision) bei der Umrechnung in eine zusätzliche Positionsabweichung, die ein Vielfaches der vier Meter der zusätzlichen Bereichsabweichung sein kann.
  • Ein in den 50-BPS-Daten enthaltenes TOW-(Time of Week – Zeit der Woche)-Datenfeld ermöglicht einem GPS-Empfänger in Verbindung mit dem absoluten Zeitsignal, eine Lokalzeit genau und schnell zu bestimmen. Die TOW-Daten werden von allen Satelliten in Intervallen von sechs Sekunden übertragen. Die Erfassung der TOW-Daten hängt von der Signalgröße ab. Unterhalb eines bestimmten Signalgrößenpegels ist es möglich, eine Entfernungsmessung zu erhalten, aber es ist nicht möglich, die TOW-Daten zu dekodieren. Für Signalpegel unterhalb von ungefähr 30 dB-Hz ist es beispielsweise unmöglich, einzelne Nachrichtenbits der 50 BPS-Nachricht zu dekodieren. Es ist jedoch möglich, eine Signalkorrelation bei Signalen, die weit unter 30 dB-Hz liegen, bis hinunter zu Pegeln von 20 dB-Hz, zu erhalten. Von den Motorola-Anmeldungen S/N 09/253,318 , S/N 09/253,662 und S/N 09/253,679 verwendete Verfahren können verwendet werden, um die Empfindlichkeit der Korrelationserfassung bis zu diesen Pegeln auszu weiten. Somit besteht ein Bedarf nach einem Verfahren zur Zeitbestimmung bei Signalpegeln unter 30 dB-Hz.
  • Der GPS-Empfänger kann nicht immer zuverlässig eine Lokalzeit aus den GPS-Satellitenübertragungsdaten bestimmen. GPS-Funktionen sind sehr nützlich und wurden daher in eine Vielzahl von Vorrichtungen einschließlich beispielsweise Funktelefonen und anderen elektronischen Vorrichtungen, die in der Hand gehalten werden können, eingearbeitet. Da sie tragbar sind, befinden sich solche Vorrichtungen oftmals in Fahrzeugen, die durch Stadtschluchten fahren, oder werden in Gebäude oder andere Hindernisse hineingetragen. Als natürliche Folge davon kann das GPS-Signal blockiert oder schlecht empfangen werden. Dies kann den Empfang des 50-BPS-absoluten-Zeitsignals unzuverlässig machen. In solchen Fällen ist es wünschenswert, dass ein GPS-Handgerät eine genaue Zeitmessung erhält, so dass Positionsmessungen verfügbar sind. Da sich GPS-Satelliten mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 4 Metern pro Millisekunde bewegen, wird, wenn die Zeit einer Enternungsmessung nicht genau bekannt ist, die Entfernungsmessung und somit die resultierende Positionsmessung eine proportionale Abweichung aufweisen. Wenn die Messzeit beispielsweise eine Abweichung von 20 Millisekunden aufweist, kann die Entfernungsmessung eine so große Abweichung wie 80 Meter aufweisen, abhängig von der Geometrie, und die resultierende Positionsmessung kann um einige hundert Meter abweichen.
  • In manchen Mobiltelefonvorrichtungen wie beispielsweise CDMA-Mobiltelefonen (CDMA – code division multiple access – Codemultiplexverfahren) wird die Infrastruktur synchronisiert und jede Basisstation empfängt eine exakte Zeit von einem Netzwerk-GPS-Empfänger. Die CDMA-Basisstation synchronisiert dann Mobilvorrichtungen durch Übertragung der Zeit an die Mobilvorrichtungen, wodurch ermöglicht wird, dass eine Zeit in dem CDNA-Telefonhandgerat bis hin zu einer Genauigkeit im Bereich einer Mikrosekunde (plus einer Übertragungsverzögerung) bekannt ist.
  • In nichtsynchronisierenden GPS-Vorrichtungen, wie beispielsweise GSM-Mobiltelefonen (GSM – Global System for Mobile communications) sind exakte Zeitinformationen erwünscht, aber aus den das Netzwerk verlassenden Signalen im Allgemeinen nicht verfügbar. Es ist jedoch unpraktisch und kostspielig, vorhandene Netzwerke zu modifizieren, um sie durch Hinzufügen von geeigneter Hardware und/oder Software zu synchronisieren.
  • Der zugehörige Stand der Technik hat versucht das Problem auf verschiedene Arten zu lösen. Ein erster Entwurf ist in Krasner, US-Patent 5,812,087 gegeben. Krasner verwendet einen digitalen Schnappschussspeicher in einem Handgerät, um eine zufällige Menge an Daten zu erfassen und sie an eine Basisstation zu übertragen. Die Basisstation verwendet einen herkömmlichen GPS-Empfänger, um die Ankunftszeit eines Abschnitts der in dem digitalen Schnappschussspeicher erfassten 50-BPS-Datenbits zu messen. Die von der Basisstation gemessenen Datenbits haben eine bekannte Ankunftszeit und werden gegen die in dem digitalen Schnappschussspeicher erfassten unbekannten Datenbits korreliert. Wenn eine maximale Korrelation erhalten wird, kann die Datenerfassungszeit in dem mobilen Speicher bestimmt werden.
  • Der Nachteil bei Krasner ist jedoch, dass ein GPS-Empfänger einer entfernten Basisstation notwendig ist. Der GPS-Empfänger einer entfernten Basisstation muss eine gegenwärtige 50-GPS-Datensequenz von einem oder mehreren GPS-Satelliten messen und sie dann an die Mobileinheit übertragen. Alternativ kann die Mobileinheit Korrelationsdaten nach der Erfassung an die Basis übertragen. So oder so ist für das Schema notwendig, dass eine große Anzahl von Bits zwischen der Basisstation und der Mobileinheit übertragen werden (beispielsweise je 12 Satelliten mal 50 Bits) und dass das Handgerät ein Beispiel der empfangenen Daten zur nachfolgenden Korrelation mit dem von der Basisstation beobachteten und weitergeleiteten Muster speichert.
  • In einem zweiten zugehörigen Entwurf des Standes der Technik werden LMUs (Location Measurement Units – Standortmesseinheiten) überall in einem nicht synchronisierten Netzwerk verteilt. Der Zweck der LMU ist das Messen des Zeit-Offsets zwischen einer Zeit, wie sie von einem nicht synchronisierten Kommunikationsnetzwerk gehalten wird, und der GPS-Zeit. Eine einzelne LMU misst die Ankunftszeit von Nachrichtenbits von jeder Basisstation und bestimmt den relativen Zeit-Offset für jede Basisstation. Dies wird von einem GPS-Empfänger innerhalb einer LMU und mit dem Wissen des Standorts jeder Basisstation und des Standorts jeder LMU (zu Zwecken der Bestimmung einer Ausbreitungszeit) ausgeführt.
  • Der zweite zugehörige Entwurf des Standes der Technik ist jedoch kostspielig, da dafür zusätzliche Komponenten in einem Kommunikationsnetzwerk notwendig sind. Es ist außerdem eine komplizierte Lösung. In einem dritten zugehörigen Entwurf des Standes der Technik wird die 50-BPS-Datensequenz bei einer festgelegten Master-Stelle erfasst. Die Zeitdaten werden von der Master-Stelle an eine Mobileinheit übertragen. Die Mobileinheit kann das bekannte Datenmuster und seine bekannte Ankunftszeit (von der Masterstelle erfasst) verwenden, um die Erfassungsbandbreite unter die 50-BPS-Datenrate zu bringen.
  • Auch hier ist es ein großer Nachteil, dass die gemessene 50-BPS-Datensequenz an die Mobileinheit übertragen werden muss, und dass die Mobileinheit in der Lage sein muss, die Daten zu empfangen und zu demodulieren.
  • US 4,872,164 offenbart eine Kompensation für Doppler-Verschiebungen in der Verzögerung von Daten-Bursts, die von einer Bodenstation an einen Satelliten gesendet werden. US 4,872,164 offenbart insbesondere einen Phasenvergleich zwischen einem Taktimpuls, der von einer Burst-Präambel zurückgewonnen wurde, und einem Systemtaktimpuls des Satelliten.
  • US 5,798,732 offenbart ein Verfahren zum Angleichen einer lokalen Zeit mit der GPS-Zeit durch Synchronisation eines nachgebildeten Bitstroms, der eine erwartete GPS-Nachricht mit einem GPS- Bitstrom aufweist. US 5,798,732 offenbart die Schätzung von Zeitabweichungen basierend auf gemessenen Doppler-Verschiebungen und korrigiert eine Lokalzeit unter Verwendung der geschätzten Zeitabweichung.
  • Daher bleibt in der Technik ein Bedarf nach der Bestimmung einer Zeit-der-Messung in einem GPS-Handgerät, der ein Teil eines nichtsynchronisierten Netzwerks, wie beispielsweise des GSM-Systems, ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung von Zeit in einem GPS-Empfänger bereit, wie in Anspruch 1 beansprucht ist.
  • In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung bereit, wie in Anspruch 9 beansprucht ist.
  • Weitere Aspekte sind wie in den abhängigen Ansprüchen beansprucht ist.
  • Die oben erwähnten und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung sowie deren bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den anliegenden Zeichnungen besser verstanden werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 stellt ein GPS-Datenwort dar;
  • 2A2B stellen die Verwendung eines zweiten Erfassungszeitrahmens dar, der zur Erfassung eines Datensegments des GPS-Datenworts verwendet wird;
  • 3 stellt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung dar;
  • 4 stellt ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung dar;
  • 5 stellt ein Ablaufdiagramm einer dritten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung dar;
  • 6 stellt ein Ablaufdiagramm einer vierten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung dar;
  • 7 stellt ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bestimmung von Zeit in einem GPS-Handgerät dar;
  • 8 stellt dar, wie Signale A und B zur Erzeugung eines Ausgabesignals C korreliert werden;
  • 9 stellt dar, wie die maximale integrierte Größe den Beginn des vorausgesagten Datenmusters angibt; und
  • 10 stellt ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung ohne Verwendung eines Signal-IF-Erfassungsspeichers dar.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGEN
  • Ein kostengünstiges Verfahren zur Bestimmung von Zeit in einem nichtsynchronisierten GPS-Handgerät wird ohne dafür nötige Kommunikationsverbindungen und Datenübertragungen mit externen Empfängern oder unabhängigen Timing-Vorrichtungen durchgeführt. Die vorhersagbare Struktur des GPS-Satellitensignals stellt eine Unterstütztung bei der Bestimmung der Zeit an dem Handgerät bereit.
  • Es gibt mindestens drei Segmente der Satelliten-Übertragungsdaten (von denen sich jedes alle 6 Sekunden wiederholt), in denen das 50-BPS-Datenmuster oder die -Datensequenz exakt bekannt ist oder als eine Funktion der Zeit exakt berechnet werden kann (d.h., deterministisch). Diese bekannten und vorherbestimmbaren Datensequenzen oder Datenmuster können über mehrere Datenbits korreliert und zur Bestimmung der genauen Zeit sogar dann verwendet werden, wenn das GPS-Signal zu schwach ist, um die Demodulation der individuellen Bits der 50-BPS-Datennachricht zu ermöglichen.
  • 1 stellt das GPS-Datenwort 100 dar, das alle 6 Sekunden von jedem GPS-Satelliten übertragen wird. Das GPS-Datenwort 100 umfasst eine Präambel 102, ein HOW-Wort 105 und eine Unterrahmenkennung 106. Die Präambel 102 umfasst eine vorbestimmte acht-Bit-Kennung, die für jeden Satelliten gleich ist, wobei sich dasselbe Muster alle 6 Sekunden wiederholt. Zusätzlich sind die vorhergehenden zwei Bits von dem vorherigen Unterrahmen immer dieselben (00), wodurch somit eine Gesamtmenge von zehn Bits für jeden Satelliten immer dieselben sind. In dem restlichen Teil dieses Dokuments soll der Begriff "Präambel" die zehn-Bit-Sequenz mit den letzten zwei Bits (00) des vorhergehenden Unterrahmens und die acht-Bit-Sequenz bei Beginn des gegenwärtigen Unterrahmens aufweisen. Die Präambel 102 benötigt 200 Millisekunden, um von jedem Satelliten basierend auf der 50-BPS-Datenrate übertragen zu werden. Das HOW-Wort 105 ist ein siebzehn-Bit-langes Wort, das die Wochenzeit des ersten Bits des nächsten Unterrahmens definiert. Die Unterrahmenkennung 106 ist ein drei-Bit-Feld, das die Inhalte von jedem der fünf möglichen Unterrahmen definiert. Das HOW-Wort 105 benötigt 340 Millisekunden für die Übertragung und die Unterrahmenkennung 106 benötigt 60 Millisekunden für die Übertragung.
  • Als Ergebnis ist die zehn-Bit-Präambel 102 immer dieselbe und bekannt, und das siebzehn-Bit-HOW-Wort 105 und die drei-Bit-Unterrahmenkennung 106 sind als eine Funktion der Zeit vorherbestimmbar. Da ein neues HOW-Wort 105 und die Unterrahmenkennung 106 in Intervallen von sechs Sekunden in einer Nachricht erscheinen, ermöglicht die Kenntnis der Lokalzeit bis hin zu innerhalb von drei Sekunden in dem Handgerät die Kenntnis des genauen Musters des siebzehn-Bit-HOW-Wortes 105 und der drei-Bit-Unterrahmenkennung 106 für jeden Unterrahmen. Die Aufrechterhaltung der Lokalzeit in dem Handgerät bis hin zu innerhalb von drei Sekunden ist leicht innerhalb der Möglichkeiten von Echtzeituhren mit niedrigen Kosten und niedriger Leistung, die schon jetzt Teil jedes digitalen Handgeräts sind.
  • Jedes Bit der 50-BPS-Nachricht ist mit dem 1023-Bit-Gold-Spreizcode kohärent, der bei 1,023 MHz übertragen wird, wobei dieser selbst bezogen auf die exakte Satellitenzeit kohärent ist. Der Gold-Code wiederholt sich zwanzig Mal für jedes Datenbit, wobei eine Zeitdauer von ungefähr zwanzig Millisekunden zum Decodieren des zwanzigmaligen Auftretens jedes Gold-Codebits notwendig ist.
  • Da die gesamte 50-BPS-Nachricht mit der Satellitenzeit synchron ist, wird die Übertragungszeit von dem Satelliten für jedes Bit der 50-BPS-Nachricht genau gesteuert und ist bekannt, und kann zur Angabe genauer Zeit verwendet werden. Wie zuvor erwähnt, hält das GPS-Bodensteuerungssegment die genaue Zeit in jedem Satelliten bis hin zu einer Genauigkeit von ein paar Nanosekunden aufrecht (d.h., es steuert). Als Ergebnis ist die Übertragungszeit von dem Satelliten der Präambel 102, des HOW-Wortes 105 und der Unterrahmenkennung 106 genau bekannt. Die Synchronisation der Empfangszeit dieser bekannten oder vorhersagbaren Datenbitmuster ermöglicht die Übertragung genauer absoluter Lokalzeit von dem GPS-Satelliten an den GPS-Empfänger durch Hinzufügen der Flugzeit des Signals (die Ausbreitungsverzögerung zwischen dem Satelliten und dem Empfänger) und der Satellitenzeitabweichung zum Zeitpunkt des Empfangs der vorhergesagten Bits. Die Ausbreitungsverzögerung und die Satellitenzeitabweichungen sind in dem Empfänger durch Wissen der Satellitenübertragungsephemeride und der Zeitkorrekturdaten berechenbar, die außerdem notwendig sind, um die Position aus den Entfernungsmessungen zu berechnen.
  • Die Ankunftszeit des GPS-Datenworts 100 kann verwendet werden, um eine freilaufende Lokalzeit innerhalb des GPS-Handgeräts zu kalibrieren. Das Kalibrierungsverfahren wird in dem US-Patent 5,893,044 von King, das hiermit als Stand der Technik mit einbezogen wird, gelehrt. Die Ankunftszeit (TOA – Time of Arrival) der Präambel 102 und/oder des HOW-Worts 105 und/oder der Unterrahmenkennung 106 kann verwendet werden, um die Messzeit der Satellitenentfernungen sofort zu messen, oder optional, um die Erfassungszeit in einem Speicher zu messen. Das sofortige Ver fahren der GPS-Signalerfassung und -korrelation kann in den Fällen verwendet werden, wenn das GPS-Signal stark ist, und das Speicherverfahren der GPS-Signalerfassung und -korrelation kann verwendet werden, wenn das Signal schwach oder unzuverlässig ist.
  • Wenn ein Speicher verwendet wird, ist der Speicher vorzugsweise größer als notwendig, um ein beliebiges oder alle Datensegmente zu enthalten. Die Erfassungszeit wird vorzugsweise von einer freilaufenden lokalen Echtzeituhr gesteuert, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung oder durch das in dem US-Patent 5,893,044 von King gelehrte Verfahren oder unter Verwendung einer anderen gewöhnlichen Zeitreferenz, wie beispielsweise einem von dem Netzwerk an den Handgerät gesendeten Impuls oder einer Nachricht periodisch neu kalibriert wird. Wichtig ist, dass die Erfassungsintervallstartzeit genau genug ist, um in der Lage zu sein, den Beginn eines Unterrahmendatenmusters von einem anderen zu unterscheiden, oder eine Abweichung von höchstens drei Sekunden hat. Sobald ein Datensegment im Speicher (entweder ein IF-Speicher zur Vorkorrelation oder ein Speicher für eine nachfolgende Korrelation) erfasst wird, kann die genaue Ankunftszeit des Datensegments direkt gemessen werden, wodurch die Zeit der Datenerfassung und somit die Entfernungsmesszeit festgestellt wird. Dies kann ohne die Notwendigkeit der ausgiebigen Modifizierung der Hardware der vorhandenen GSM-Mobilvorrichtungen, ohne die Notwendigkeit des Hinzufügens zusätzlicher Komponenten in einem vorhandenen Kommunikationsnetzwerk oder ohne dafür notwendige spezielle Netzwerknachrichten durchgeführt werden.
  • Der GPS-Empfänger oder das GPS-Handgerät kann seine eigenes interne Uhr haben. Diese interne Uhr hat jedoch eventuell keine ausreichende Genauigkeit, um die Ankunftszeit der GPS-Signaldaten genau zu verfolgen. Stattdessen kann die interne Uhr periodisch neu kalibriert werden, indem die Ankunftszeit der GPS-Datennachricht 100 ermittelt und die gemessene Ankunftszeit verwendet wird, um die interne Uhr periodisch neu zu kalibrieren.
  • Es wird angenommen, dass im schlimmsten Fall eine lokale Echtzeituhr in dem GPS-Handgerät einen 32 kHz-Oszillator, der eine Abweichung von ungefähr 50 Pulsen pro Million (PPM) hat, verwendet werden kann, wodurch ungefähr zweimal am Tag eine neue Kalibrierung notwendig wird (eine 1-Sekunden-Genauigkeitsabweichung).
  • Da die lokale Echtzeituhr in dem Handgerät variiert, wird die gemessene Ankunftszeit der GPS-Datennachricht 100 natürlich auch variiern, aber aufgrund der relativ kleinen Abweichung in der lokalen Echtzeituhr (für die ihre Zeitveränderungsrate auch vom GPS kalibriert werden kann), kann die gemessene Ankunftszeit verwendet werden, um einen Offset zu bestimmen, der zur erneuten Kalibrierung der lokalen Echtzeituhr nützlich ist. In 1 kann beispielsweise die vertikale Linie, die den vorherigen Unterrahmen und den gegenwärtigen Unterrahmen anzeigt, angeben, wo das GPS-Handgerät den Beginn der GPS-Datennachricht 100 erwartet. Die Messung des Unterschieds zwischen dem tatsächlichen Beginn und dem vom GPS-Handgerät erwarteten Beginn ergibt daher einen Zeit-Offset, der verwendet werden kann, um die Uhrzeit des GPS-Handgeräts und die Zeitveränderungsrate neu zu kalibrieren.
  • Falls die lokale Echtzeituhr nicht kalibriert wurde, wird ein Suchvorgang verwendet, um ein Segment abzutasten, nach dem bekannten Datenmuster oder der Sequenz zu suchen, und dann das Überprüfungsintervall zu einer weiteren Segmentlänge zu verschieben und dasselbe zu wiederholen, bis das gewünschte bekannte Datenmuster oder die Sequenz gefunden wurde.
  • 2A2B zeigen die Verwendung eines einsekündigen Erfassungszeitrahmens 200 zur Erfassung eines Datensegments. Ein ankommendes GPS-Signal wird in dieser Ausführungsform für die Dauer einer Sekunde erfasst. Weitere Erfassungszeitrahmen können wie gewünscht verwendet werden. In 2A kommt die Präambel 102 vor der erwarteten Startzeit des GPS-Handgeräts an (aufgrund von der Zeitabweichung). Aufgrund der Größe des Erfassungszeit rahmens 200 wird jedoch die gesamte Präambel 102 erfasst und gespeichert. Ein einsekündiger Erfassungszeitrahmen wird bevorzugt, so dass GPS-Daten vor und nach der erwarteten Startzeit der Präambel erfasst werden. Somit können die erfassten Daten überprüft werden, um herauszufinden, wann genau die Präambel beginnt.
  • In 2B kommt die Präambel 102 nach der erwarteten Startzeit an. Durch Verwendung eines einsekündigen Erfassungszeitrahmens 200 kann die lokale Uhr des Handgeräts um einiges abweichen, und die vollständige Präambel 102 kann trotzdem erfasst werden.
  • 3 stellt ein Ablaufdiagramm 300 der ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von Zeit in einem GFS-Handgerät dar. In Schritt 304 werden GPS-Daten für eine vorher festgelegte Zeitdauer erfasst. In der bevorzugten Ausführungsform werden GPS-Daten wie in 2A und 2B dargestellt, für ungefähr eine Sekunde erfasst, obwohl andere Zeitdauern verwendet werden können. Die Startzeit und Dauer des Erfassungsvorgangs werden von einer lokalen Echtzeituhr gesteuert. Die lokale Echtzeituhr wird zuvor kalibriert (entweder mit dem hier beschriebenen Verfahren oder mit traditionellen GPS-Signalverarbeitungsverfahren) und kann abweichen bzw. driften.
  • Die Genauigkeit der lokalen Echtzeituhr hängt von der Stabilität eines antreibenden Oszillators, beispielsweise des Referenzoszillators eines Handgeräts ab. IN GSM- und CDMA-Handgeräten hat der Referenzoszillator des Handgeräts üblicherweise eine Stabilität von ungefähr 0,05 PPM (d.h., der Oszillator kann um ungefähr plus oder minus 5 Schwingungen für jede 100,000,000 Schwingungen variieren). Die lokale Echtzeituhr kann auch von einem einfachen freilaufenden 32 KHz-Oszillator angetrieben werden.
  • In Schritt 308 wird ein erwartetes Datenmuster mit deterministischen oder vorher festgelegten Eigenschaften (z.B. eine Codenachbildung einer Präambel, eines HOW-Worts, einer Unterrahmen kennung usw.) in den erfassten Daten lokalisiert. In der bevorzugten Ausführungsform ist dies die in 1 dargestellte Präambel 102. Es können jedoch auch weitere erwartete Datenmuster mit deterministischen oder vorher festgelegten Eigenschaften, wie beispielsweise das HOW-Wort 105, verwendet werden.
  • In Schritt 311 wird ein Zeit-Offset von dem Beginn der Erfassung bis zur Ankunftszeit des erwarteten Datenmusters oder der Datensequenz bestimmt.
  • In Schritt 315 wird die Ausbreitungsverzögerung des Signals von dem Satelliten und Empfänger sowie die Satelliten-Offset-Zeitkorrektur angewandt, wodurch eine genaue Messung der Lokalzeit ermittelt wird. Der Zeit-Offset kann verwendet werden, um die Uhr in dem GPS-Handgerät neu zu kalibrieren und wird ebenso die Basis für die Zeitprägung der Satellitenentfernungsmessungen sein.
  • 4 stellt ein Ablaufdiagramm 400 einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von Zeit in einem GSM-Handgerät dar. Das Ablaufdiagramm 400 unterscheidet sich nur dadurch von dem Ablaufdiagramm 300 der ersten Ausführungsform, dass das Verfahren sofortig durchgeführt wird. Somit erfasst das Verfahren in Schritt 404, anstatt wie in Schritt 304 nur GPS-Daten zu erfassen, kohärente GPS-Daten nach der Korrelation. Schritt 408 entspricht Schritt 308; Schritt 411 entspricht Schritt 311.
  • Man kann klar erkennen, dass entweder das Ablaufdiagramm 300 oder das Ablaufdiagramm 400 verwendet werden kann. Das sofortige Echtzeitverfahren wird bevorzugt, aber alternativ kann ein GPS-Signal im Speicher gespeichert und dann verarbeitet werden. Der Speicher wird allgemein in Fällen verwendet, bei denen der Empfänger eine Korrelationsverriegelung verloren hat und das Signal nicht länger in Echtzeit korrelieren kann, wenn dieses empfangen wird. Dies kann durchgeführt werden, um den Signalempfang zu verbessern oder aufrecht zu erhalten, um die Stärke des empfan genen Signals zu verbessern, um den Stromverbrauch zu verringern oder um die Rechenbeanspruchung über die Zeit zu verteilen.
  • 5 stellt ein Ablaufdiagramm 500 einer dritten Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von Zeit in einem GPS-Handgerät dar. In Schritt 501 wird eine empfangene GPS-Nachricht auf eine Zwischenfrequenz herabgewandelt. Dies ist in der Technik allgemein bekannt und wird durchgeführt, um die Datenverarbeitung und -handhabung zu erleichtern.
  • In Schrit 504 wird die Zwischenfrequenz abgetastet, um eine Vielzahl von digitalen Abtastwerten zu erhalten. Das Abtasten wird üblicherweise über eine vorher festgelegte Zeitdauer, wie beispielsweise eine Sekunde, durchgeführt, und als Ergebnis werden in der bevorzugten Ausführungsform zweihundert Abtastwerte erzeugt.
  • In Schritt 507 werden die digitalen Zwischenfrequenz-(IF)-Abtastwerte gespeichert. In der bevorzugten Ausführungsform werden sie in einem allgemeinen Speicher, wie beispielsweise einem RAM (Random Access Memory) gespeichert. Die digitalen IF-Abtastwerte können jedoch in jeder beliebigen Art von digitaler Speichervorrichtung gespeichert werden.
  • In Schritt 510 wird eine Codephase für jeden sichtbaren Satelliten, für den Daten empfangen werden, bestimmt.
  • In Schritt 512 wird eine Doppler-(oder Frequenz-)-Verschiebung für Daten, die für jeden sichtbaren Satelliten empfangen werden, bestimmt. Das GPS-System verwendet 24 Satelliten, die in der Erdumlaufbahn verteilt sind, und von denen im Allgemeinen mindestens vier Satelliten bei freier Sicht auf den Himmel von jedem beliebigen Punkt auf der Erde sichtbar sind.
  • In Schritt 517 wird das stärkste Signal zur Verarbeitung ausgewählt. Da das Verfahren zur Bestimmung genauer Zeit während Zeitdauern, wenn der Empfang von GPS-Signalen relativ schlecht ist, ausgelegt ist, führt die Auswahl des stärksten Signals zur größten Zuverlässigkeit und größten Erfolgswahrscheinlichkeit. Sie verringert auch die Rechenzeit und den entstehenden Stromverbrauch, indem nur die minimale Anzahl von für die Zeitbestimmung notwendigen Signalen verarbeitet wird, wobei es sich um ein Satellitensignal handelt. Natürlich ist das stärkste Signal zur Bestimmung der exakten Zeit nicht unbedingt notwendig. Zusätzlich (aber teiloptimal) könnten mehrere Signale zur Bestimmung von Zeit in dem Empfänger verarbeitet werden.
  • In Schritt 522 wird ein phasenrichtiges Merkmal des kohärenten Signals nach der Korrelation gemessen und gespeichert. In Schritt 527 wird ein 90° phasenverschobenes Merkmal des kohärenten Signals nach der Korrelation gemessen und gespeichert. Schritt 522 und 527 werden vorzugsweise gleichzeitig durchgeführt.
  • In Schritt 531 werden die in den Schritten 522 und 527 bestimmten phasenrichtigen und phasenverschobenen Merkmale kohärent mit einem erwarteten Datenmuster korreliert. In einer bevorzugten Ausführungsform sind dies die Präambel 102, das HOW-Wort 105 und/oder die Unterrahmenkennung 106. Tatsächlich vergleicht Schritt 531 die phasenrichtigen und phasenverschobenen Merkmale des empfangenen Signals mit dem erwarteten Datenmuster, um festzustellen, wann das erwartete Datenmuster in der Sequenz empfangener Daten beginnt.
  • In Schritt 534 wird ein Zeit-Offset aus dem Korrelationsmaximum bestimmt. Die Korrelation von Schritt 531 wird eine Spitze erzeugen (die in 9 gesehen werden kann), und diese Spitze ist der Punkt der maximalen Korrelation, d.h., der Punkt, an dem die ankommenden Daten mit dem erwarteten Datenmuster übereinstimmen. Die Zeit zwischen dem Beginn der Datenerfassung und der Spitze ergibt daher den Zeit-Offset, an dem der Beginn des erwarteten Datenmusters auftritt.
  • In Schritt 538 wird die Erfassungszeit von dem in Schritt 534 festgestellten Zeit-Offset, der Codephase und dem Standort des ausgewählten Satelliten, der dem Satelliten entsprechenden Zeitkorrektur (Standard in jedem GPS-Empfänger), der bekannten Ankunftszeit des bestimmten GPS-Datensegments (Präambel 102, HOW-Wort 105 und/oder Unterrahmenkennung 106) und dem geographischen Standort des Handgeräts festgestellt. Der Standort des Handgeräts kann durch Iteration von einer anfänglichen Schätzung berechnet werden, wobei die anfängliche Schatzung beispielsweise der Standort der nächsten zellularen Basisstation ist (jede Basisstation hat eine bekannte Breite und Länge). Diese Daten sind ausreichend, um den Zeit-Offset zu bestimmen. Der Zeit-Offset kann zur erneuten Kalibrierung der Echtzeituhr des Handgeräts verwendet werden, um die Zeitsynchronität mit dem GPS-Satellitensystem aufrecht zu erhalten.
  • 6 stellt ein Ablaufdiagramm 600 einer vierten Ausführungsform des Verfahrens zur Bestimmung von Zeit in einem GPS-Handgerät dar. Das Ablaufdiagramm 600 unterscheidet sich dadurch von dem Ablaufdiagramm 500 der dritten Ausführungsform, dass für Schritt 607 das Ablaufdiagramm 600 GPS-Abtastwerte gegenüber dem PRN-Code (PRN – Pseudo Random Noise = Pseudozufallsrauschen) jedes sichtbaren Satellitens (d.h., eine eindeutige Kennung für jeden Satelliten, auch bekannt als Gold-Code) und jedem sichtbaren Satelliten-Doppler-Merkmal nicht-kohärent korreliert. Die weiteren in 6 dargestellten Schritte entsprechen den entsprechenden Schritten in 5. Ähnlich wie das Verfahren von 4 ist das Verfahren von 6 eine sofortige Zeit-Offset-Bestimmung, die keinen digitalen IF-Speicher benötigt.
  • Man kann klar erkennen, dass entweder das Ablaufdiagramm 500 oder das Ablaufdiagramm 600 verwendet werden kann. Das sofortige Echtzeitverfahren wird bevorzugt, aber alternativ kann ein GPS-Signal im Speicher gespeichert und dann verarbeitet werden. Der Speicher wird allgemein in Fällen verwendet, bei denen der Empfänger eine Korrelationsverriegelung verloren hat und das Signal nicht länger in Echtzeit korrelieren kann, wenn dieses empfangen wird. Dies kann durchgeführt werden, um den Signalempfang zu verbessern oder aufrecht zu erhalten, um die Stärke des empfangenen Signals zu verbessern, um den Stromverbrauch zu verringern oder die Bearbeitung über die Zeit auszudehnen.
  • 7 stellt ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 700 zur Bestimmung von Zeit in einem GPS-Handgerät dar. Die Vorrichtung 700 umfasst eine Antenne 704, einen GPS-Abwärtswandler 709, einen Analog/Digitalwandler (ADC) 711, einen digitalen Vor-Korrelations-IF-Schalter 713, eine lokale Echtzeituhr 715, einen digitalen FF-Speicher 721, erfassungsunterstützende Daten 724, einen nichtkohärenten GPS-Korrelator 726, einen kohärenten GPS-Korrelator 729, einen kohärenten Nach-Korrelations-Speicherschalter 732, ein Abtastwertespeicher 735, einen Bereinigungsmischer (clean-up mixer) 738, einen Korrelator 742, ein vorgespeichertes vorherbestimmbares erwartetes Datenmuster 744, einen Zeitdehner 748, eine Zeitverzögerung 750, einen kohärenten Integrator 754, einen Großenbestimmer 757, einen Größe-gegen-Verzögerung-Speicher 762 und einen maximalen Integrationsgrößenbestimmer 766.
  • Die Antenne 704 empfangt ein GPS-Signal und leitet es an den GPS-Abwärtswandler 709 weiter. Der GPS-Abwärtswandler 709 wandelt das GPS-Signal in eine Zwischenfrequenz (IF) um und leitet es an den Analog-Digital-Wandler 711 weiter. Der Analog-Digital-Wandler 711 wandelt die FF-Daten in digitale IF-Daten um und sendet die digitalen IF-Daten an den digitalen IF-Schalter 713. Der digitale IF-Schalter 713, der von der lokalen Echtzeituhr 715 gesteuert wird, nimmt periodische Abtastwerte der digitalen IF-Daten, wobei die periodischen Abtastwerte (vor der Korrelation) in dem digitalen IF-Speicher 721 gespeichert werden.
  • Um zu garantieren, dass die Ziel-Bits in dem N-Millisekunden langen Speicher erfasst werden, muss die Genauigkeit der Echtzeituhr 715 innerhalb von (N-M)/2 Millisekunden gehalten werden. Angenommen, dass in der bevorzugten Ausführungsform N eine Sekunde und M 200 Millisekunden ist, kann die Uhr um ungefähr plus oder minus 400 Millisekunden abweichen und immer noch zur Erfassung der Zieldatensequenz nützlich sein.
  • Die lokale Echtzeituhr 715 muss jedoch periodisch neu kalibriert werden. Die Neukalibrierung kann anhand von zahlreichen Verfahren durchgeführt werden, die Folgendes umfassen: 1) Anwenden des hier beschriebenen Verfahrens mit jeder GPS-Positionsstandortanforderung, 2) automatische Neukalibrierung, wenn vorhergesehen wird, dass die Echtzeituhr 715 um ein vorher festgelegtes nicht akzeptables Maß abweicht, 3) wenn das Handgerät eine freie Sicht auf den Himmel hat und ein herkömmliches GPS die Zeit aus den direkten GPS-Signalen extrahieren kann, 4) Erhalt von Zeit von einem herkömmlichen GPS-Signaldetektor zu Zeiten, wenn das Handgerät netzbetrieben wird, beispielsweise beim Laden, und die Zeit direkt von dem GPS-Signal erhält, wenn dieses verfügbar ist, 5) Übertragung von Zeit von einem Fahrzeugeinbausatz zu dem Handgerät von einem eingebetteten GPS-Sensor, der in den Fahrzeugeinbausatz eingebaut ist, oder von dem Fahrzeug selbst über eine drahtlose Schnittstelle, wie beispielsweise Bluetooth, 6) Übertragung von Ablaufzeit über das nicht synchronisierte Netzwerk.
  • Der nicht-kohärente GPS-Korrelator 726 bestimmt ein Codephasenmerkmal, ein Doppler-Merkmal und eine Signalstärke eines empfangenen GPS-Satellitensignals, das in dem digitalen IF-Speicher 721 gespeichert ist. Es sollte verstanden Weden, dass die Hardware bis zu diesem Punkt in der Lage ist, mehrere GPS-Satellitensignale zu empfangen, wobei die digitalen IF-Daten in dem digitalen IF-Speicher 721 gespeichert sind, der Daten für zahlreiche Satellitensignale aufweist. Wie zuvor angegeben wurde, wird ein Minimum von vier GPS-Satelliten, und möglicherweise mehr zu jeder Zeit im Blickfeld des GPS-Handgeräts sein. Somit können mindestens vier GPS-Datensignale vorhanden sein.
  • Der nicht-kohärente GPS-Korrelator 726 empfängt außerdem Informationen von den erfassungsunterstützenden Daten 724 einschließlich Satellitenephemeriden, wie beispielsweise bekannte und erwartete Satellitenstandorte. Diese erfassungsunterstützenden Daten 724 ermöglichen, dass der nichtkohärente GPS-Korrelator 726 zwischen Satellitensignalen unterscheidet und die Codephase (0 bis 1 Millisekunde Zeit-Offset) und Dopplerfrequenz (+/– 4 KHz) jedes erfassbaren Satellitensignals bestimmt.
  • Der nichtkohärente GPS-Korrelator 726 kann ein Zeitbereichskorrelator sein, wobei der Korrelator aufeinanderfolgende Ausgaben kohärent auf 1 Millisekunde summiert. Ein Beispiel eines solchen Korrelators ist in dem US-Patent 5,148,452 von Kennedy et al. dargestellt, das hiermit als Stand der Technik aufgeführt ist. Alternativ kann der nichtkohärente GPS-Korrelator 726 ein Frequenzbereichskorrelator sein, wie er in dem US-Patent 5,663,734 von Krasner oder in dem US-Patent 4,998,111 von Ma et al. offenbar ist, welche beide hiemit als Stand der Technik aufgeführt sind. Es ist wichtig zu erwähnen, dass ein nichtkohärenter Korrelator keine Kenntniss über das 50-BPS-Datenmuster benötigt und die Codephase und Doppler-Verschiebung der Signale in Umgebungen, in denen herkömmliche GPS-Signalverarbeitungsverfahren fehlschlagen, extrahieren kann. Zusätzlich kann der nicht kohärente GPS-Korrelator 726 durch zweckbestimmte Hardware oder durch Software, die in einem programmierbaren digitalen Signalprozessor codiert wird, implementiert werden.
  • Der kohärente GPS-Korrelator 729 ist gleichermaßen mit dem digitalen IF-Speicher 721 verbunden und auch mit dem nicht kohärenten GPS-Korrelator 726 verbunden. Daten von dem digitalen IF-Speicher 721 werden in den (Einzelkanal-) kohärenten GPS-Korrelator 729 eingegeben, und der kohärente GPS-Korrelator 729 führt eine Millisekunde lange phasenrichtige und phasenverschobene Messungen des Signals an der vorher festgelegten Codephase und Doppler durch. Der kohärente GPS-Korrelator 729 ist ein Einzelkanal-Korrelator und erzeugt phasenrichtige und phasenverschobene Messungen des stärksten, von dem nichtkohärenten GPS-Korrelator 726 empfangenen GPS-Datensignals. An diesem Punkt wird das stärkste GPS-Signal ausgewählt und von diesem Punkt an verwendet, um die Zuverlässigkeit und Wahrscheinlichkeit, eine Zeitbestimmung zu erhalten, zu vergrößern. Es ist wichtig anzumerken, dass es sich bei dem nichtkohärenten Korrelator 726 und dem kohärenten Korrelator 729 um denselben Korrelator handeln kann, der in zwei unterschiedlichen Modi verwendet wird.
  • Genauso wie der nichtkohärente GPS-Korrelator 726 kann der kohärente GPS-Korrelator 729 durch zweckbestimmte Hardware implementiert oder durch Software, die in einem programmierbaren digitalen Signalprozessor codiert wird, erzeugt werden.
  • Der Nach-Korrelations-Speicherschalter 732, der eine Verbindung mit dem Abtastwertespeicher 735 herstellt und phasenrichtige und phasenverschobene Messabtastworte erzeugt, die in dem Abtastwertespeicher 735 gespeichert sind, ist mit dem kohärenten GPS-Korrelator 729 verbunden. In der bevorzugten Ausführungsform nimmt der Speicherschalter 732 eine Millisekunde Abtastwerte auf und erzeugt N Worte komplexer Daten der phasenrichtigen und phasenverschobenen Messungen, die den N Millisekunden der in dem digitalen IF-Speicher 721 gespeicherten Daten entsprechen. Die 1 Millisekunde Abtastwerte wurden entspreizt (das GPS-Signal ist ein Spreizspektrumssignal), sind ungefähr bei Null Doppler, und somit ist das einzige übrigbleibende Signal auf den Abtastworten das 50-BPS-Datenmuster (und Rauschen).
  • Der Bereinigungsmischer 738, der jede beliebige übrigbleibende Doppler-Eigenschaft aus den gespeicherten phasenrichtigen und phasenverschobenen Messungen entfernt, ist mit dem Abtastwertespeicher 735 verbunden (der Abtastwertespeicher 735 enthält phasenrichtige und phasenverschobene Messungen, bei denen alle oder fast alle Doppler aus den Abtastwerten entfernt wurden). Dies kann unter Verwendung mehrerer Verfahren auf sich wiederholende Weise erreicht werden, da die Abtastwerte nach der Korrelation schon in dem Speicher gespeichert sind und erneut abgespielt werden können. Ein Verfahren umfasst beispielsweise das iterative Abschreiten der übrigbleibenden Doppler Auslöschungs-Frequenz über mehreren Korrelationen des in dem Abtastwertespeicher 735 gespeicherten vollständigen Satzes von Abtastwerten, um die Doppler Auslöschungs-Frequenz zu finden, die das Spitzensignal in dem Größe-gegen-Verzögerung-Speicher 762 maximiert. Um dies am besten zu tun, sollte die geschätzte Doppler-Frequenz, die in dem kohärenten Korrelator 729 verwendet wird, um den größten Teil des Doppler-Signals auszulöschen, konstant gehalten werden, während der Abtastwertespeicher gefüllt wird. Auf diese Weise kann eine konstante Rest-Doppler-Auslöschungs-Frequenz verwendet werden, oder in dem Fall, dass ein Empfänger eine Dynamik erfährt, kann außerdem eine gezirpte (nicht konstante, bei einer konstanten Frequenzveränderungsrate geänderte) Rest-Doppler-Auslöschungs-Frequenz als Teil der sich wiederholenden Versuche probiert werden.
  • Der Korrelator 742 ist mit dem Bereinigungsmischer 738 und dem erwarteten Datenmuster 744 verbunden. Der Korrelator 742 korreliert die phasenrichtigen und phasenverschobenen Messungen mit dem erwarteten Datenmuster 744.
  • In der bevorzugten Ausführungsform ist das erwartete Datenmuster 744 die Präambel 102, das HOW-Wort 105 und/oder die Unterrahmenkennung 106 der GPS-Datennachricht 100. Das erwartete Datenmuster 744 ist mit einem Zeitdehner 748 verbunden, der die Dauer jedes Bits von 1 Millisekunde auf 20 Millisekunden dehnt, und der Zeitdehner 748 ist des Weiteren mit einem Verzögerer 750 verbunden. Der Verzögerer 750 ist mit dem Korrelator 742 verbunden. Daher wird das vorhergesagte 50-BPS-Datenmuster in ein Datenmuster mit einer Lange von 200 Millisekunden (im Fall der Präambel 102) umgewandelt, um die Lange der in dem Abtastspeicher 735 gespeicherten Abtastworte anzupassen. Der Korrelator 742 korreliert die empfangenen und gespeicherten Daten kohärent mit diesem erwarteten Datenmuster und erzeugt höhere Werte, wenn die Datenmuster korrelieren. Dies ist in 8 dargestellt, bei dem die Signale A und B korreliert werden, um ein Ausgangssignal C zu erzeugen. Das Signal C enthält daher eine digitale Eins, wenn die Signale A und B denselben Wert aufweisen, und enthält eine digitale Null, wenn sich die Signale A und B unterscheiden. Dies kann von Exklusiv-ODER-Gattern in Hardware oder von einem in seinem Speicher gespeicherten Mikroprozessoralgorithmus erreicht werden.
  • Der kohärente Integrator 754 ist mit dem Korrelator 742 verbunden und integriert die Korrelationsausgabe zur Erzeugung einer Integrationsausgabe. Es sollte erwähnt werden, dass ein Großteil der Arbeit zum Erreichen der N-M verzögerten kohärenten Integrationen mit einem rekursiven Algorithmus, der in einem Mikroprozessor oder in zweckbestimmter Hardware gespeichert ist, durchgeführt werden kann, wodurch die Anzahl der notwendigen Vorgänge stark verringert wird. Zusätzlich sind die Multiplikationsvorgänge alle um +1 oder –1, wodurch die Arithmetik stark vereinfacht wird.
  • Der Größenbestimmer 757 ist mit dem kohärenten Integrator 754 verbunden und ermittelt eine Größe des Integrationsergebnisses. Eine Vielzahl von Integrationsgrößen von dem Größenbestimmer 757 werden in dem Größe-gegen-Verzögerung-Speicher 762 gespeichert. In der bevorzugten Ausführungsform wird eine Gesamtmenge von N-M Größenwerten erzeugt und in dem Größe-gegen-Verzögerung-Speicher 762 gespeichert. Der Parameter N ist die Größe in Worten des Abtastwertespeichers 735, wobei N die Anzahl der Millisekunden von in dem digitalen IF-Speicher 721 erfassten Daten widerspiegelt. In dem Fall, dass der digitale IF-Speicher 1 Sekunde von Daten (d.h., 1000 tastwerte) aufweist, ist der Parameter N 1000. Der Parameter M ist die Länge des bekannten Datenmusters. Wenn die Präambel 102 erfasst werden soll, ist der Parameter M 200 Millisekunden lang. Gleichermaßen ist der Parameter M für das HOW-Wort 105 340 Millisekunden lang. Die Anzahl der Integrationsgrößenwerte entspricht der Anzahl von Abtastwerten in den ursprünglichen IF-Daten, die nach dem Analog-Digital-Wandler 711 erfasst werden.
  • Der maximale Integrationsgrößenbestimmer 766 verwendet dann die in dem Größe-gegen-Verzögerung-Speicher 762 gespeicherten Daten, um den Punkt zu bestimmen, an dem ein maximales Integrationsergebnis erzielt wird. Dies ist in 9 dargestellt, wobei der maximale integrierte Größenwert den Beginn des vorhergesagten Datenmusters angibt. Der Zeit-Offset zwischen dem Zeitpunkt des Beginns der Signalerfassung (der Zeitnullpunkt) und dem Zeitpunkt der gemessenen maximalen Integrationsgröße (der Spitze) ist der gesuchte Zeit-Offset. Der Zeit-Offset kann dann verwendet werden (zusammen mit der Codephase und dem Standort des ausgewählten Satelliten und seiner entsprechenden Satellitenzeitkorrektur), um die tatsächliche (lokale) Zeit zu bestimmen und die Echtzeituhr des Handgeräts neu zu kalibrieren, wie zuvor in Zusammenhang mit Schritt 538 von 5 und Schritt 638 von 6 erläutert wurde.
  • Auf ähnliche Weise wird eine in 10 dargestellte zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bestimmung von Zeit in einem GPS-Handgerät verwendet, für den der in 7 dargestellte digitale IF-Abtastwertespeicher 721 und IF-Speicher 713 entfernt wurden. In 10, auf die nun Bezug genommen wird, steuert die lokale Echtzeituhr 1015 direkt den Erfassungszeitschalter 1032 der in dem Abtastwertespeicher 1035 gespeicherten phasenrichtigen und phasenverschobenen Abtastwerte nach der Korrelation. Die restliche Vorrichtung ist dieselbe, wie die mit Bezug zu 7 beschriebene. Die Vorrichtung 1000 ist daher zur sofortigen Verarbeitung von GPS-Signalen zur Bestimmung des Zeit-Offsets ausgelegt.
  • Man kann klar erkennen, dass die Elemente 732 bis 766 und die Elemente 1032 bis 1066 vorzugsweise alle in einem Softwarealgorithmus ausgeführt werden können, der auf einem steuernden Mikroprozessor läuft und somit keine zusätzliche Hardware benötigen.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Zeit in einem GPS-Empfänger (GPS = Global Positioning System; Globales Positionssystem), welches die Erfassung (304) von GPS-Daten von einer GPS-Nachricht für einen vorher festgelegten Zeitraum umfasst, gekennzeichnet durch: Ermitteln (308) eines erwarteten Datenmusters in den erfassten GPS-Daten durch Korrelation der erfassten Daten mit dem erwarteten Datenmuster; und Feststellen (311) eines Zeitversatzes zwischen einer Startzeit des vorher festgelegten Zeitraums und einer Ankunftszeit des erwarteten Datenmusters, wobei die GPS-Nachricht von einem GPS-Satelliten kommt und der Schritt des Feststellens die Korrektur des Zeitversatzes aufweist, um die Zeit, die das Signal zur Ausbreitung zwischen dem GPS-Satelliten und dem GPS-Empfänger benötigt, auszugleichen und wobei der Schritt der Korrektur die Modifizierung des korrigierten Zeitversatzes umfasst, um einen Satellitenuhr-Zeitversatz auszugleichen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitversatz zur Kalibrierung (315) einer Uhr des GPS-Empfängers verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erwartete Datenmuster eine GPS-Nachrichtenpräambel (102) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erwartete Datenmuster ein übergabewort bzw. hand-over Word (105) ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erwartete Datenmuster eine Teilrahmenkennung bzw. subframe ID (106) ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erwartete Datenmuster aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einer GPS-Nachrichtenpräambel (102), einem Übergabewort (105) und einer Teilrahmenkennung (106) sowie Kombinationen davon besteht.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorher festgelegte Zeitraum ungefähr eine Sekunde ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Erfassens die folgenden Schritte aufweist: Frequenzumsetzung (591, 601) eines GPS-Signals auf eine vorher festgelegte Zwischenfrequenz; Abtasten (504, 604) des frequenzumgesetzten GPS-Signals zur Erzeugung einer Vielzahl von Abtastwerten; und Speichern (507, 607) der Vielzahl von Abtastwerten in einem Speicher.
  9. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Families Citing this family (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090043506A1 (en) * 1997-10-22 2009-02-12 Intelligent Technologies International, Inc. Method and System for Controlling Timing of Vehicle Transmissions
US6301545B1 (en) * 1999-04-30 2001-10-09 Sirf Technology, Inc. Global positioning system tag system
US6701127B1 (en) * 1999-12-16 2004-03-02 General Dynamics Decision Systems, Inc. Burst communications method and apparatus
US6775802B2 (en) * 2000-08-08 2004-08-10 Qualcomm Incorporated Method, apparatus, and system for signal prediction
US6611756B1 (en) * 2000-08-10 2003-08-26 Lucent Technologies Inc. Method for predicting navigation information in a global positioning system
EP1184674A1 (de) * 2000-08-10 2002-03-06 Lucent Technologies Inc. Verfahren zum Ausrichten von vorausgesagter Navigationsinformation
US6678510B2 (en) * 2001-02-05 2004-01-13 Nokia Mobile Phones Ltd. Method, apparatus and system for GPS time synchronization using cellular signal bursts
US6891499B2 (en) 2001-02-06 2005-05-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Receiver, apparatus, and method of despreading GPS signals
US7401272B1 (en) * 2001-03-09 2008-07-15 Pmc-Sierra, Inc. Apparatus and method for high speed sampling or testing of data signals using automated testing equipment
KR100898530B1 (ko) * 2001-03-15 2009-05-20 퀄컴 인코포레이티드 무선 위치 결정 시스템에서의 시간 획득
US6882309B2 (en) * 2001-07-18 2005-04-19 Fast Location. Net, Llc Method and system for processing positioning signals based on predetermined message data segment
US9052374B2 (en) 2001-07-18 2015-06-09 Fast Location.Net, Llc Method and system for processing positioning signals based on predetermined message data segment
US7386326B2 (en) * 2001-09-04 2008-06-10 Texas Instruments Incorporated Programmable task-based co-processor
WO2003036445A1 (en) 2001-10-22 2003-05-01 Rambus Inc. Timing calibration apparatus and method for a memory device signaling system
CN101222254A (zh) * 2001-11-20 2008-07-16 高通股份有限公司 受反向链路功率控制的中继器
US6748202B2 (en) * 2001-12-12 2004-06-08 Nokia Corporation Method, apparatus and system for synchronizing a cellular communication system to GPS time
US7574218B2 (en) * 2002-01-16 2009-08-11 Kyocera Wireless Corp. Systems and methods for transmitting global positioning system information
US6944540B2 (en) 2002-03-28 2005-09-13 Motorola, Inc. Time determination in satellite positioning system receivers and methods therefor
KR20040101367A (ko) * 2002-03-28 2004-12-02 노키아 코포레이션 수신 비콘 신호와 재생 신호 사이의 코릴레이션을결정하는 방법
AU2002242922A1 (en) * 2002-03-28 2003-10-13 Nokia Corporation Determination of the transmission time of a signal part in a positioning system
US6788663B2 (en) * 2002-05-03 2004-09-07 Qualcomm Inc System, method, and apparatus for generating a timing signal
US7831263B2 (en) * 2002-11-08 2010-11-09 Qualcomm Incorporated Apparatus and method for determining the location of a repeater
FR2857102B1 (fr) * 2003-07-04 2007-06-15 Nortel Networks Ltd Procede de mesure de l'instant d'arrivee d'un signal radio recu, dispositif de mesure et dispositif de localisation d'une station mobile pour la mise en oeuvre du procede
US6788249B1 (en) 2003-07-23 2004-09-07 Snaptrack Incorporated System for setting coarse GPS time in a mobile station within an asynchronous wireless network
US20050138071A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-23 International Business Machines Corporation Accurate time information for the operation of an automated data storage library
US8825194B2 (en) * 2003-12-18 2014-09-02 International Business Machines Corporation Global positioning system location information for an automated data storage library
US7447253B2 (en) * 2004-02-06 2008-11-04 Glocal Locate, Inc. Method and apparatus for processing satellite positioning system signals to obtain time information
WO2005094493A2 (en) * 2004-03-23 2005-10-13 The Regents Of The University Of California Apparatus and method for improving reliability of collected sensor data over a network
US8514764B2 (en) * 2004-04-05 2013-08-20 Qualcomm Incorporated Repeater that reports detected neighbors
MXPA06011461A (es) * 2004-04-05 2006-12-20 Qualcomm Inc Repetidora con capacidades de posicionamiento.
WO2006003673A1 (en) * 2004-07-05 2006-01-12 Accord Software & Systems Pvt. Ltd. Low gate count sequential multitap correlator
US7778596B2 (en) 2004-07-29 2010-08-17 Qualcomm Incorporated Airlink sensing watermarking repeater
US8364185B2 (en) * 2005-04-18 2013-01-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for synchronizing a clock for an adjacent network to a clock for an overlay network
KR100594123B1 (ko) * 2005-05-03 2006-06-28 삼성전자주식회사 이동통신 단말에서 전세계 위치확인 신호의 수신 장치 및방법
US8542714B2 (en) * 2005-07-29 2013-09-24 U-Blox Ag Method and system for reconstructing time of transmit from assisted or weak signal GPS observations
US7365681B2 (en) * 2005-09-19 2008-04-29 Trimble Navigation Limited GPS receiver having a prescribed time-of-entry into an operation mode
US7348921B2 (en) * 2005-09-19 2008-03-25 Trimble Navigation Limited GPS receiver using stored navigation data bits for a fast determination of GPS clock time
US7260026B1 (en) * 2006-11-06 2007-08-21 The Boeing Company Time-of-day tracking with INS input
KR100841356B1 (ko) * 2006-11-29 2008-06-25 국방과학연구소 시간 측정 장치 및 방법
JP5428167B2 (ja) * 2007-07-09 2014-02-26 セイコーエプソン株式会社 時刻修正装置、時刻修正装置付き計時装置及び時刻修正方法
US20090016167A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Seiko Epson Corporation Time Adjustment Device, Timekeeping Device with a Time Adjustment Device, and a Time Adjustment Method
US7701390B2 (en) * 2007-07-09 2010-04-20 Seiko Epson Corporation Time adjustment device, timekeeping device with a time adjustment device, and a time adjustment method
JP5034749B2 (ja) 2007-07-31 2012-09-26 セイコーエプソン株式会社 時刻修正装置、時刻修正装置付き計時装置及び時刻修正方法
JP4650467B2 (ja) 2007-09-26 2011-03-16 セイコーエプソン株式会社 時刻修正装置および時刻修正装置付き計時装置
JP4488066B2 (ja) * 2007-11-22 2010-06-23 セイコーエプソン株式会社 衛星信号受信装置および計時装置
CN100449329C (zh) * 2007-11-22 2009-01-07 民航数据通信有限责任公司 一种符合广播式自动相关监视报文处理要求的数据格式转换方法
WO2009079380A2 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Magellan Systems Japan, Inc. Process for sub-microsecond time transfer using weak gps/gnss signals
US8116170B2 (en) * 2007-12-19 2012-02-14 Seiko Epson Corporation Timekeeping device and satellite signal reception method for a timekeeping device
US7936642B1 (en) * 2008-01-02 2011-05-03 Atheros Communications, Inc. High sensitivity GPS-assisted time source
WO2009108915A2 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Magellan Systems Japan, Inc. Method and apparatus for acquisition, tracking, and sub-microsecond time transfer using weak gps/gnss signals
GB2459333A (en) * 2008-04-24 2009-10-28 Nordnav Technologies Ab Method of synchronizing a receiver with a signal transmitted by a remote transmitter on-board a satellite
US7932859B2 (en) * 2008-05-20 2011-04-26 Motorola Mobility, Inc. Method and apparatus for satellite positioning system time resolution
US7821450B1 (en) * 2008-05-21 2010-10-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for transmitting GPS signals over a network
US8036599B2 (en) * 2008-06-05 2011-10-11 Broadcom Corporation Method and system for a wireless headset with a clock
JP2009300274A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Casio Comput Co Ltd Gps受信装置、及びその情報取得方法
JP4544351B2 (ja) * 2008-07-17 2010-09-15 カシオ計算機株式会社 時刻情報取得装置、および、電波時計
US7924224B2 (en) * 2008-08-15 2011-04-12 Trueposition, Inc. Variable coherence integration for the location of weak signals
CN102216801B (zh) * 2008-09-17 2013-07-17 意法爱立信有限公司 时间基准系统
JP4752916B2 (ja) * 2009-01-15 2011-08-17 カシオ計算機株式会社 時刻情報取得装置、および、電波時計
JP5272964B2 (ja) 2009-08-18 2013-08-28 セイコーエプソン株式会社 電子時計
CN102033486B (zh) 2009-09-25 2012-05-30 卡西欧计算机株式会社 时刻信息取得装置和电波钟表
US8410979B2 (en) * 2010-01-25 2013-04-02 Qualcomm Incorporated Digital front end in system simultaneously receiving GPS and GLONASS signals
US8587477B2 (en) * 2010-01-25 2013-11-19 Qualcomm Incorporated Analog front end for system simultaneously receiving GPS and GLONASS signals
US8884818B1 (en) 2010-01-25 2014-11-11 Qualcomm Incorporated Calibration and blanking in system simultaneously receiving GPS and GLONASS signals
US8441398B2 (en) * 2010-02-03 2013-05-14 Texas Instruments Incorporated Receivers, circuits, and methods to improve GNSS time-to-fix and other performances
US8259012B2 (en) 2010-04-14 2012-09-04 The Boeing Company Software GNSS receiver for high-altitude spacecraft applications
JP5901177B2 (ja) * 2011-08-22 2016-04-06 株式会社メガチップス 測位装置、観測装置および測位方法
US8922430B2 (en) 2011-12-22 2014-12-30 Trueposition, Inc. Optimization of variable coherence integration for the location of weak signals
CN103197534B (zh) * 2012-01-06 2017-07-11 中兴通讯股份有限公司 时间校准方法及装置
JP5447598B2 (ja) * 2012-07-03 2014-03-19 セイコーエプソン株式会社 時刻修正装置、時刻修正装置付き計時装置及び時刻修正方法
US20140192793A1 (en) * 2013-01-04 2014-07-10 Qualcomm Incorporated Systems and methods for hierarchical time source usage in near-me area network discovery and synchronization
US9439040B2 (en) * 2014-08-15 2016-09-06 Wensheng Hua System and method of time of flight detection
EP3301481B1 (de) * 2016-09-29 2023-02-15 Siemens Aktiengesellschaft Codearchiv für replika-pseudozufallsrauschcodes
JP6702246B2 (ja) * 2017-03-22 2020-05-27 カシオ計算機株式会社 衛星電波受信装置、電子時計、日時取得方法及びプログラム
US10707984B2 (en) * 2017-07-14 2020-07-07 Qualcomm Incorporated Techniques for synchronizing slave devices
US10659941B2 (en) 2018-03-13 2020-05-19 Cypress Semiconductor Corporation Communicating packets in a mesh network
WO2020144679A1 (en) * 2019-01-07 2020-07-16 Regulus Cyber Ltd. Detection and mitigation of satellite navigation spoofing
CN109991839B (zh) * 2019-04-08 2020-09-18 北京控制工程研究所 一种基于星钟漂移迭代估计的卫星校时方法
CN111726793B (zh) * 2020-06-17 2021-07-30 翱捷科技股份有限公司 定时偏差补偿方法、装置及电子设备

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4014166A (en) * 1976-02-13 1977-03-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Satellite controlled digital clock system
DE3729586A1 (de) * 1987-09-04 1989-03-16 Ant Nachrichtentech Verfahren zum ausgleichen von durch den doppler-effekt hervorgerufenen laufzeit-verschiebungen der bursts in einem tdma-rahmen sowie anordnung
US5225842A (en) 1991-05-09 1993-07-06 Navsys Corporation Vehicle tracking system employing global positioning system (gps) satellites
US5319374A (en) 1993-02-02 1994-06-07 Trimble Navigation Limited Precise universal time for vehicles
US5917444A (en) * 1995-05-22 1999-06-29 Trimble Navigation Ltd. Reduction of time to first fix in an SATPS receiver
GB2301725B (en) * 1995-05-31 2000-02-02 Gen Electric A reduced-power GPS-based system for tracking multiple objects from a central location
US5736960A (en) 1995-09-19 1998-04-07 Northrop Grumman Corporation Atomic clock augmented global positioning system receivers and global positioning system incorporating same
EP2112525A1 (de) * 1995-10-09 2009-10-28 Snaptrack, Inc. Verfahren zur Bestimmung einer Position eines mobilen SPS-Empfängers mithilfe von EPOCH
US5945944A (en) 1996-03-08 1999-08-31 Snaptrack, Inc. Method and apparatus for determining time for GPS receivers
US5663735A (en) 1996-05-20 1997-09-02 Trimble Navigation Limited GPS receiver using a radio signal for improving time to first fix
US6151353A (en) * 1996-07-12 2000-11-21 General Electric Company Pre-acquisition frequency offset removal in a GPS receiver
US5798732A (en) * 1996-09-19 1998-08-25 Trimble Navigation Limited GPS receiver having a fast time to first fix
US5893044A (en) * 1997-01-21 1999-04-06 Motorola Inc. Real time clock apparatus for fast acquisition or GPS signals
US5812087A (en) 1997-02-03 1998-09-22 Snaptrack, Inc. Method and apparatus for satellite positioning system based time measurement
JP3717133B2 (ja) * 1997-02-20 2005-11-16 松下電器産業株式会社 Gps受信機
JP3223351B2 (ja) * 1997-10-22 2001-10-29 日本無線株式会社 Gps受信機
YU23300A (sh) * 1997-10-22 2001-09-28 Cambridge Positioning Systems Limited Sistem za pozicioniranje za digitalne telefonske mreže
JP3629152B2 (ja) * 1998-09-07 2005-03-16 日本無線株式会社 Gps受信機における測位方法

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Publication number Publication date
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