DE69318607T2

DE69318607T2 - Erfassungsverfahren für GPS-Empfänger von Satellitenfunkwellen

Info

Publication number: DE69318607T2
Application number: DE69318607T
Authority: DE
Inventors: Isao C/O Pioneer Electronic Corp. Ohaza Yamada Kawagoe-Shi Saitama Endo
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1993-03-08
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: US5323164A; EP0561540A1; DE69318607D1; EP0561540B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Satellitenradiowellen unter Verwendung eines Oszillators mit einer geringen Genauigkeit in einem GPS-Empfänger.
Ein GPS (Globales Positionierungssystem) ist ein Positionsmeßsystem unter Verwendung künstlicher Satelliten. Gemäß dem GPS sind sechs Orbits, welche die Erde umkreisen, am Himmel in einer Höhe von etwa 20200 km vorgesehen, ist eine Vielzahl von künstlichen Satelliten auf die Orbits gesetzt und werden GPS-Signale mit Navigationsdaten zum Messen der Position an die Erde von dem Satelliten durch ein Streuspektrumsystem übertragen. Die Radiowellen von drei oder vier Satelliten, welche zum Messen der Position notwendig sind, werden von einem GPS-Empfänger auf der Erde (oder im Meer oder in der Luft) empfangen, um so Positionsinformationen, wie z.B. Breite, Länge, Höhe usw., an der Signalempfangsposition bereitzustellen, welche notwendigerweise in Realzeit unter Verwendung der Navigationsdaten, welche im GPS-Signal von jedem Satelliten enthalten sind, berechnet werden.
Das GPS-Signal, welches an den Privatbürger gesendet wird, ist ein Signal mit dem Namen C/A-Code und wird mit einer Frequenz von 1575,42 MHz übertragen. Zum Erfassen der Satellitenradiowelle reicht es deshalb aus, daß der Empfänger in einem Standby-Modus bei der Frequenz von 1575,42 MHz prinzipiell verweilt. Da der GPS-Satellit jedoch kein geostationärer Satellit ist, fluktuiert die empfangene Frequenz aufgrund des Doppler- Effekts und fluktuiert weiterhin eine Oszillationsfrequenz des Oszillators des GPS-Empfängers aufgrund eines Versatzes.
Zum tatsächlichen Empfangen der Satellitenradiowelle wird deshalb eine Suchmittenfrequenz der Satell itenradiowelle eingestellt, indem die Frequenz um eine Frequenz entsprechend nur dem Abweichungsbetrag der empfangenen Frequenz aufgrund des Doppler-Effekts abweicht (im weiteren wird solch ein Abweichungsbetrag als "Doppler-Frequenzabweichung" bezeichnet) und einen Versatzbetrag des Oszillators abweicht. Die Suchmittenfrequenz wird auf einen Startpunkt eingestellt, und der Satellit wird gesucht, wobei die Suchbandbreite schrittweise erweitert wird. An einem Zeitpunkt, wenn der Oszillator mit der Satellitenradiowelle verriegelt ist, ist das Empfangen der relevanten Satellitenradiowelle vervollständigt. Durch Wiederholen solch eines Erfassungsbetriebs werden die jeweiligen Radiowellen von den Satelliten der Anzahl erfaßt, welche für die Positionsmessung notwendig sind.
Beim Erfassungsbetrieb des Satelliten nimmt, da die Suchmittenfrequenz in steigendem Maß sich der tatsächlichen Empfangsfrequenz der Satellitenradiowelle annähert, die Zeit, welche zum Erfassen der Satellitenradiowelle erforderlich ist, immer mehr ab. Hauptfaktoren zum Einstellen der Suchmittenfrequenz sind die Doppler- Frequenzabweichung und der Versatzwert des Oszillators. Die Doppler- Frequenzabweichung ist ein pHänomen, welches unvermeidbarerweise aufgrund der Kreisbewegung des Satelliten auftritt, und sein Wert (bis maximal etwa ±6 kHz) kann im voraus von den Orbitdaten des Satelliten und den schematischen augenblicklichen Ortsdaten erhalten werden. Zum Einstellen der Suchmittenfrequenz auf einen Wert, welcher so nah wie möglich der tatsächlichen Empfangsfrequenz ist, ist es dementsprechend wünschenswert, einen Fehler des Versatzwertes des Oszillators des GPS-Empfängers so klein wie möglich zu gestalten.
Zu diesem Zweck verwendet der übliche GPS-Empfänger einen Kristalloszillator (im weiteren als ein "TCX0") mit einer genauen Kompensation einer extrem hohen Genauigkeit als einen Oszillator. Gemäß dem TCX0 wird durch Kompensation der Temperaturcharakteristik eines Quarzresonators durch eine elektrische Schaltung eine extrem hohe Genauigkeit eines Bereichs von etwa ±2 bis ±5 [ppm) (etwa ±3 bis ±8 [kHz] als Frequenz) in einem breiten Temperaturbereich von -40 bis +85ºC vermittelt. Eine Genauigkeit des Oszillators, welche bei einer üblichen Kommunikationsvorrichtung verwendet wird, liegt im allgemeinen in einem Bereich von etwa ±50 bis ±100 [ppm] und vorzugsweise bei etwa ±20 [ppm].
Da bei dem üblichen GPS-Empfänger der TCX0 mit hoher Genauigkeit verwendet wird, wird der Wert der Versatzfrequenz, welcher zur Zeit der vorhergehenden Positionsmessung erhalten wurde, gespeichert (als Backup vorgesehen) in einem Speicher im Empfänger als ein Versatzwert des Oszillators des GPS-Empfängers, und der gespeicherte Versatzwert wird zur Zeit des Starts des nächsten Erfassungsbetriebs der Satellitenradiowelle ausgelesen und verwendet. Wenn der Benutzer versucht, den Oszilllator mit einer geringen Genauigkeit zu verwenden, kann, da eine Änderung des Versatzwerts groß ist, der bei der vorhergehenden Positionsmessung erhaltene Backup-Wert nicht so, wie er ist, verwendet werden. Zum Erfassen der Satellitenradiowelle ist es notwendig, einen erwünschten Satelliten über einen ziemlich breiten Frequenzbereich zu suchen, so daß es insofern ein Problem gibt, als daß es eine lange Zeit zur Erfassung der Satellitenradiowelle braucht.
Da der übliche GPS-Empfänger den TCX0 mit hoher Genauigkeit verwendet, wird die Änderung des Versatzwerts mit der Zeit vernachlässigt, und sogar nachdem die erste Satellitenradiowelle erfaßt wurde, wird der Suchbetrieb eines weiteren Satelliten fortgeführt, ohne den Versatzwert aufzufrischen. In dem Fall, in dem der anfängliche eingestellte Versatzwert sich aufgrund irgendwelcher Ursachen stark verändert hat, kann deshalb, sogar wenn der TCX0 mit hoher Genauigkeit verwendet wird, die Satellitenradiowelle nicht erfaßt werden, ohne daß die Satellitenradiofrequenz über eine breiten Frequenzbereich gesucht wird. Es dauert eine ziemlich lange Zeit, die Radiowellen von einer Vielzahl von Satelliten, welche zur Positionsmessung notwendig sind, zu erfassen.
Der bei dem üblichen GPS-Empfänger verwendete TCX0 ist weiterhin sehr teuer im Vergleich mit einem Kristalloszillator mit einer geringen Genauigkeit, welcher in einer üblichen Kommunikationsvorrichtung verwendet wird. Die Verwendung solch eines teuren TCX0 übt einen großen Einfluß auf die Herstellungskosten des GPS-Empfängers aus.
Die europäische Patentanmeldung 0436854 A2 beschreibt einen GPS- Empfänger nach dem Stand der Technik und ist nützlich zur Beschreibung einiger Merkmale des GPS und entsprechender Empfänger.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der obigen Umstände geschaffen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Satellitenradiowellen-Erfassungsverfahren für einen GPS-Empfänger zu schaffen, bei dem sogar im Fall der Verwendung eines Oszillators mit geringer Genauigkeit eine Gesamterfassungszeit einer Vielzahl von Satellitenradiowellen, welche zur Positionsmessung notwendig sind, reduzierbar ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Satell itenradiowellen-Erfassungsverfahrens eines GPS-Empfängers, wobei sogar im Fall der Verwendung eines Oszillators einer geringen Genauigkeit der bei der vorhergehenden Positionsmessung und in einem Speicher gespeicherte Versatzwert effektiv verwendbar ist und eine Satellitenradiowelle prompt erfaßbar ist.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Satellitenradiowellen-Erfassungsverfahrens eines GPS-Empfängers, wobei sogar in dem Fall, in dem der Versatzwert eines Oszillators, welcher in einem Speicher gespeichert wurde, nicht als ein anfänglicher Versatzwert beim Start der nächsten Positionsmessung verwendet werden kann, wie in dem Fall, in dem ein Oszillator einer geringen Genauigkeit oder dergleichen verwendet wird, eine Suchmittenfrequenz auf einen Wert einstellbar ist, welcher näher bei einer tatsächlichen Empfangsfrequenz liegt.
Zur Lösung der obigen Aufgaben ist gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Satellitenradiowellen-Erfassungsverfahren für einen GPS-Empfänger geschaffen, bei dem eine Suchmittenfrequenz für eine zu erfassende Satellitenradiowelle eingestellt wird und eine Frequenz eines Oszillators in dem GPS-Empfänger unter Verwendung der eingestellten Suchmittenfrequenz als Referenz verändert wird, um dadurch eine Radiowelle eines Zielsatelliten zu erfassen, gekennzeichnet durch Berechnen eines Versatzwerts des Oszillators durch Subtrahieren einer Doppler- Frequenzabweichung eines ersten erfaßten Satelliten von einer tatsächlichen Empfangsfrequenz des ersten erfaßten Satelliten; und Rücksetzen der Suchmittenfrequenz unter Verwendung des berechneten Versatzwerts vor dem Suchen der zweiten und weiterer Satellitenradiowellen.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Satellitenradiowellen-Erfassungsverfahren eines GPS-Empfängers geschaffen, bei dem eine Suchmittenfrequenz unter Verwendung einer Doppler- Frequenzabweichung für eine zu erfassende Satellitenradiowelle eingestellt wird und eine Frequenz eines Oszillators in dem GPS-Empfänger unter Verwendung der eingestellten Suchmittenfrequenz als eine Referenz verändert wird, um dadurch eine Radiowelle eines Zielsatelliten zu erfassen, gekennzeichnet durch Messen einer verstrichenen Zeit von einem Stromausschalten des GPS-Empfängers bei der vorhergehenden Positionsmessung durch den GPS-Empfänger bis zu einem Stromeinschalten des GPS-Empfängers zur gegenwärtigen Positionsmessung, Bestimmen auf der Basis der gemessenen verstrichenen Zeit, ob ein Versatzwert des Oszillators bei der vorherigen Positionsmessung, der in einem Speicher im GPS-Empfänger gespeichert ist, als ein Versatzwert imoszillator bei der augenblicklichen Positionsmessung zu verwenden ist oder nicht, und Einstellen der Suchmittenfrequenz unter Verwendung eines Versatzwerts des Oszillators gemäß der Bestimmung.
Der Versatzwert des Oszillators mit einer niedrigen Genauigkeit ändert sich in großem Umfang abhängig von der Umgebungstemperatur. In dem Fall beispielsweise, in dem die Stromquelle des GPS-Empfängers eingeschaltet ist, erzeugen die Schaltungselemente oder dergleichen Wärme, so daß eine Temperatur des gesamten Empfängers einschließlich des Oszillators ebenfalls im allgemeinen hoch ist, und zwar entsprechend solch einer Wärmeerzeugung Wenn die Stromquelle des Empfängers ausgeschaltet ist, fällt die Temperatur mit Verstreichen der Zeit ab. Wenn die Änderung im Versatzwert des Oszillators deshalb als eine Funktion der verstrichenen Zeit von dem Stromausschalten des GPS-Empfängers betrachtet wird, ist es möglich, zu ermitteln, ob der Versatzwert des Oszillators bei der vorhergehenden Positionsmessung, welcher im Speicher gespeichert worden ist, als ein Versatzwert des Oszillators für die augenblickliche Positionsmessung so, wie er ist, verwendet werden kann oder nicht, und zwar auf der Basis der Dauer der verstrichenen Zeit.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung wurde dadurch geschaffen, daß man dem obigen Punkt Aufmerksamkeit zollt, und die Tatsache, ob der Versatzwert des Oszillators, der bei der vorhergehenden Positionsmessung erhalten wurde, als ein Versatzwert bei der augenblicklichen Positionsmessung.verwendet wird oder nicht, wird durch verstrichene Zeit bestimmt, welche von dem Stromausschalten des GPS- Empfängers bei der vorhergehenden Positionsmessung bis zum Stromeinschalten bei der augenblicklichen Positionsmessung erforderlich ist. Sogar in dem Fall der Verwendung des Oszillators einer geringen Genauigkeit kann deshalb der Versatzwert bei der vorhergehenden Positionsmessung, welcher im Speicher gespeichert worden ist, effektiv verwendet werden, und die Suchmittenfrequenz und die anfängliche Suchbandbreite können eingestellt werden und die Erfassungszeit der Satellitenradiowelle kann reduziert werden.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Satellitenradiowellen-Erfassungsverfahren für einen GPS-Empfänger geschaffen, bei dem eine Suchmittenfrequenz unter Verwendung einer Doppler- Frequenzabweichung für eine zu erfassende Satellitenradiowelle eingestellt wird und eine Frequenz eines Oszillators in dem GPS-Empfänger unter Verwendung der eingestellten Suchmittenfrequenz als Referenz verändert wird, um dadurch eine Radiowelle eines Zielsatelliten zu erfassen, gekennzeichnet durch Berechnen eines Mittelwerts einer Vielzahl von Versatzwerten eines Oszillators in dem GPS-Empfänger innerhalb einer vorbestimmten Zeit, unmittelbar nach dem Stromeinschalten des GPS- Empfängers und Speichern des Mittelwerts, Einstellen der Suchmittenfrequenz unter Verwendung des gespeicherten Mittelwerts der Versatzwerte als einen anfänglichen Versatzwert beim Beginn der Positionsmessung zur der Zeit des nächsten Stromeinschaltens des GPS-Empfängers.
Da es keine interne Wärmeerzeugung oder dergleichen unmittelbar nach dem Stromeinschalten gibt, nimmt man an, daß ein Temperaturzustand in dem Empfänger sich kaum jedesmal ändert. Der Mittelwert einer Vielzahl von innerhalb einer vorbestimmten Zeit berechneten Versatzwerten (beispielsweise etwa fünf Minuten) unmittelbar nach dem Stromeinschalten des GPS-Empfängers wird dementsprechend berechnet und gespeichert, und beim nächsten Stromeinschalten wird die Suchmittenfrequenz unter Verwendung dieses Mittelwerts eingestellt. Aufgrund dessen kann die Suchmittenfrequenz auf einen Wert eingestellt werden, welcher näher der tatsächlichen Empfangsfrequenz liegt, und zwar im Vergleich mit dem Fall der Einstellung des Versatzwerts auf "0", da der Versatzwert des Oszillators verborgen ist. Verschiedene Verfahren können verwendet werden, um den Mittelwert der Versatzwerte zu berechnen. Als einfachstes Verfahren beispielsweise gibt es ein Verfahren des Erhaltens eines arithmetischen Mittelwerts einer Vielzahl von Versatzwerten, berechnet innerhalb einer vorbestimmten Zeit unmittelbar nach dem Stromeinschalten. Da im Fall des arithmetischen Mittelwert-Ermittlungsverfahrens die Zuverlässigkeit ansteigt, wenn die Anzahl von Daten groß ist, ist ein solches Verfahren effektiv, wenn der Speicher des Empfängers eine hinreichende Kapazität aufweist. Als weiteres Beispiel gibt es ein Glättungsverfahren, wodurch eine bestimmte Gewichtung (beispielsweise 0,2) zu dem neuerlich erhaltenen Versatzwert hinzugefügt wird und der resultierende gewichtete Versatzwert zu dem vergangenen Wert addiert wird, welcher gewichtet worden ist (beispielsweise Gewichtung von 0,8). Im Fall des Glättungsverfahrens kann eine zu speichernde Datenmenge reduziert werden.
Als Verfahren zum Entscheiden, welche Werte als Versatzwerte zum Erhalten des Mittelwerts verwendet werden sollten, ist es beispielsweise ebenfalls möglich, irgendeines von verschiedenen Verfahren zu verwenden, wie z.B. ein Verfahren, durch das der Mittelwert unter Verwendung aller Versatzwerte berechnet wird, welche innerhalb der vorbestimmten Zeit nach dem Stromeinschalten berechnet wurden, ein Verfahren, durch das der Mittelwert unter Verwendung von einigen der Versatzwerte berechnet wird, die innerhalb der vorbestimmten Zeit nach dem Stromeinschalten berechnet wurden, ein Verfahren, bei dem der Versatzwert, der zur ersten Zeit innerhalb der vorbestimmten Zeit nach dem Stromeinschalten berechnet wird, als Mittelwert angesehen wird und verwendet wird, usw..
Es zeigen:
Fig. 1 ein erklärendes Diagramm eines Schaltbetriebs einer Suchfrequenz gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 einen Fließplan zum Zeigen einer Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
Fig. 2 ein erklärendes Diagramm eines Verfahrens zum Berechnen eines Versatzwerts eines Oszillators zum Erzielen des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 einen Fließplan zum Zeigen einer Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein erklärendes Diagramm eines Schaltbetriebs einer Suchfrequenz im Fall einer kurzen AUS-Zeit gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein erklärendes Diagramm eines Schaltbetriebs einer Suchfrequenz in Fall einer langen AUS-Zeit gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ein Fließplan zum Zeigen einer Ausführungsform gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung; und
Fig. 8 ein erklärendes Diagramm eines Verfahrens der Berechnung eines Versatzwerts eines Oszillators zum Erreichen des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden jetzt im weiteren detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein erklärendes Diagramm eines Verfahrens zum Berechnen eines Versatzwertes des Oszillators für ein Satellitenradiowellen- Erfassungsverfahren gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Es wird jetzt angenommen, daß:
f&sub0;: (1575,42 MHz) empfangene Referenzfrequenz eines GPS- Signals;
fr: tatsächliche Empfangsfrequenz der Satellitenradiowelle, welche zur ersten Zeit erfaßt worden ist;
Δfd: Doppler-Frequenzabweichung der ersten erfaßten Satellitenradiowelle;
Δfosc Versatzwert eines Oszillators eines GPS-Empfängers.
Es gibt folgende Beziehungen unter diesen Größen, wie in dem Diagramm gezeigt.
Wie offensichtlich aus Fig. 1 verstanden wird, kann der genaue Versatzwert Δfosc des Oszillators folgendermaßen durch Subtrahieren der Doppler-Frequenzabweichung Δfd der erfaßten Satellitenradiowelle von der tatsächlichen Empfangsfrequenz fr erhalten werden.
Δfosc = fr - Δfd - f&sub0;
Bei der obigen Gleichung kann die Doppler-Frequenzabweichung Δfd durch eine Berechnung von Orbitdaten des Satelliten und augenblicklichen Positionswertdaten des GPS-Empfängers erhalten werden. Almanach- Informationen oder dergleichen, welche bei der vorherigen Positionsmessung erhalten wurden, können als Orbitdaten des Satelliten verwendet werden. Da ein extrem grober Wert als augenblickliche Positionsdaten des GPS- Empfängers verwendet werden kann, kann das Resultat der Positionsmessung, das bei der vorhergehenden Positionsmessung erhalten wurde, ebenfalls verwendet werden.
Wenn der genaue Versatzwert Δfosc des Oszillators durch die obige Gleichung berechnet wird, reicht es deshalb aus, eine Suchmittenfrequenz fs jedes Satelliten danach durch folgende Gleichung neu einzustellen.
fs = f0 + Δfd - Δfosc
wobei f&sub0;: empfangene Referenzfrequenz (1575,42 MHz)
ΔfD: Doppler-Frequenzabweichung der zu erfassenden

Satell itenradiowelle

Zu einem Zeitpunkt, zu dem die erste Satellitenradiowelle wie oben erwähnt erfaßt wird, wird durch Rücksetzen der Suchmittenfrequenz fs jedes Satelliten unter Verwendung des Versatzwerts Δfosc des Oszillators, wie abgeleitet, die Suchmittenfrequenz fs jedes Satelliten auf einen Wert eingestellt, welcher extrem nahe der tatsächlichen Empfangsfrequenz fr jedes Satelliten liegt, da ein genauer Versatzwert verwendet wird. Deshalb kann jede Satellitenradiowelle in einer kurzen Zeit erfaßt werden, und sogar in dem Fall, in dem der Oszillator mit einer hohen Genauigkeit wie bei der üblichen Vorrichtung nicht verwendet wird, können die Radiowellen von den Satelliten mit einer Anzahl, welche für die Positionsmessung notwendig ist, mit einer hohen Geschwindigkeit erfaßt werden.
Da der genaue Versatzwert Δfosc nicht berechnet wird, bis die erste Satellitenradiowelle erfaßt ist, ist es beispielsweise ausreichend, den Versatzwert, der bei der vorhergehenden Positionsmessung erhalten wurde, so wie er ist zu verwenden oder in einem breiten Band zu suchen und gleichzeitig den Versatzwert des Oszillators auf "0" einzustellen, bis die erste Satellitenradiowelle erfaßt ist.
Als Faktoren eines Fehlers des Versatzwerts Δfosc des Oszillators, der wie oben erwähnt berechnet wird, können zwei Fehler erwähnt werden, wie z.B. der Fehler der augenblicklichen Position des GPS-Empfängers und der Fehler der Orbitdaten des Satelliten. Bezüglich des Fehlers der augenblicklichen Position jedoch ist, sogar wenn sich der GPS-Empfänger von Hokkaido nach Kyushu in Japan bewegt, sein Berechnungsfehler höchstens etwa 2 [kHz] und ist hinreichend kleiner als ein Versatzfehler (als eine Frequenz etwa ±80 bis ±160 [kHz)) eines Quarzoszillators mit einer geringen Genauigkeit (etwa ±50 bis ±100 [ppm]), und dementsprechend kann solch ein Berechnungsfehler so lange ignoriert werden, wie das System in Japan verwendet wird.
Bezüglich des Fehlers durch die Orbitdaten des Satelliten wird kaum ein Problem auftreten, indem Orbitdaten, welche in bestimmten Maß zu alt sind, nicht verwendet werden. Sogar in dem Fall, in dem ein großer Fehler aus irgendwelchen Gründen auftritt, nachdem die Berechnung einmal unter Verwendung solcher fehlerhafter Daten ausgeführt wurde, kann durch erneutes Ausführen der Berechnung und Verwendung der neuesten Orbitdaten, die von der erfaßten Satellitenradiowelle abgeleitet werden, solch ein großer Fehler zu einem Zeitpunkt korrigiert werden, wenn die neuen Orbitdaten erhalten sind.
Fig. 2 ist ein erklärendes Diagramm eines Schaltbetriebs einer Suchfrequenz gemäß einer Ausführungsform eines Satellitenradiowellen- Erfassungsverfahrens gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 ist ein Fließplan für den Betrieb. Die Ausführungsform betrifft ein Beispiel des Falls, in dem drei Kanäle CH&sub1; bis CH&sub3; verwendet werden und drei Satelliten gleichzeitig parallel gesucht werden, wie in Fig. 2(B) gezeigt. Fig. 2(A) zeigt einen Suchzustand des Satelliten bezüglich des Kanals CH&sub2; unter den drei Kanälen.
Wenn die Leistungsquelle des GPS-Empfängers eingeschaltet wird, wird die zu erfassende Satellitenradiowelle jedem Kanal zugeordnet, und eine anfängliche Suchbandbreite wird für jeden Satelliten eingestellt (Schritt S1 in Fig. 3). Die anfängliche Suchbandbreite wird auf ein breites Band eingestellt, wie in Fig. 2(A) gezeigt, da die genaue empfangene Frequenz des Satelliten noch verdeckt ist.
Darauffolgend werden bezüglich der Kanäle Suchmittenfrequenzen fs1 bis fs3 der zu erfassenden Satellitenradiowellen unter Verwendung von Doppler-Frequenzabweichungen Δfd1 bis Δfd3 eingestellt, welche bezüglich jeweiliger Satelliten berechnet worden sind, sowie mit Hilfe eines vorbereiteten Korrekturwerts α (Schritt S2). Bei der Ausführungsform nimmt der Korrekturwert α den Wert "0" an, und beispielsweise im Fall des Kanals CH&sub2; ist die anfängliche Suchmittenfrequenz fs2 auf die Position eingestellt, welche von der empfangenen Referenzfrequenz f&sub0; (1575,42 MHz) um eine Frequenz entsprechend nur der Doppler-Frequenzabweichung Δfd2 der erfaßten Satellitenradiowelle des Kanals CH&sub2;, wie in Fig. 2(A) gezeigt, verschoben ist.
Nachdem die Suchbandbreiten und die anfängliche Suchmittenfrequenz wie oben erwähnt eingestellt sind, werden die Suchoperationen der zu erfassenden Satellitenradiowellen gleichzeitig parallel für jeden Kanal gestartet (Schritt S3). D.h. der GPS-Empfänger sucht, wie in Fig. 2(A) gezeigt, nach der Satellitenradiowelle, während die Oszillationsfrequenz Schritt für Schritt zu hohen und niedrigen Frequenzseiten verschoben wird und gleichzeitig ein Erfassungsbereich (beispielsweise 300 [Hz]) des Oszillators auf eine Schrittbreite eingestellt wird.
Es wird jetzt angenommen, daß die erste Satellitenradiowelle zur Zeit t&sub1; in einem der Kanäle erfaßt wurde, beispielsweise in Kanal CH&sub1; (Schritt S4). Eine tatsächlich empfangene Frequenz der ersten erfaßten Satellitenradiowelle nimmt jetzt den Wert fr1 an (siehe Fig. 2(B)).
Wenn die erste Satellitenradiowelle erfaßt ist, prüft der GPS- Satellit in Schritt S5, ob die Orbitdaten des Empfängers neu sind oder nicht. Falls JA, folgt Schritt S6. Wenn die Orbitdaten alt sind, folgt Schritt S9. In Schritt S6 wird eine weitere Prüfung durchgeführt, ob der GPS-Empfänger die schematischen augenblicklichen Positionsdaten hat oder nicht. Falls JA, folgt Schritt S7. Falls NEIN, folgt Schritt S9.
Wenn die Orbitdaten des Satelliten neu sind und der GPS-Empfänger die schematischen augenblicklichen Positionsdaten hat, wird in Schritt S7 der genaue Versatzwert Δfosc des Oszillators zu dem Zeitpunkt, an dem die Satellitenradiowelle zunächst erfaßt wurde, aus der Empfangsfrequenz fr1 der ersten erfaßten Satellitenradiowelle berechnet, und der berechnete Versatzwert Δfosc wird als neuer Korrekturwert α eingestellt.
In Schritt S8 werden die Suchmittenfrequenzen fs2 und fs3 der Satellitenradiowellen der weiteren Kanäle CH&sub2; und CH&sub3;, welche noch nicht erfaßt sind, unter Verwendung des neuen Korrekturwerts α = Δfosc zurückgesetzt. Beispielsweise im Fall des Kanals CH&sub2;, wie in Fig. 2(A) gezeigt, wird die neue Suchmittenfrequenz fs2 auf die Position f&sub0; + Δfd2 + Δfosc neu eingestellt.
Nachdem die Suchmittenfrequenz neu eingestellt ist, wird in Schritt S1O die Suchbandbreite von dem Breitenband auf das schmale Band geändert, und die Suche des Satelliten wird erneut fortgeführt. Beispielsweise im Fall des Kanals CH&sub2;, wie in Fig. 2(A) gezeigt, wird die Suche mit einer vorbestimmten engen Bandbreite um die neu eingestellte Suchmittenfrequenz fs2 als Zentrum fortgeführt. Der Grund dafür, daß die Suchbandbreite von dem breiten Band auf das schmale Band verändert wird, liegt darin, daß man annimmt, daß die Suchmittenfrequenz fs2 welche neu, wie oben erwähnt, eingestellt worden ist, einen Wert aufweist, der extrem nahe an der tatsächlichen Empfangsfrequenz fr2 liegt (siehe Fig. 2(B)), und deshalb gibt es keine Notwendigkeit, über einem breiteren Frequenzbereich zu suchen.
Wenn die Suchmittenfrequenzen der zweiten und folgenden Satellitenradiowellen, welche zu erfassen sind, unter Verwendung des Versatzwerts des Oszillators neu eingestellt werden, welcher aus der ersten erfaßten Satellitenradiowelle, wie oben erwähnt, berechnet worden ist, werden die neu eingestellten Suchmittenfrequenzen der Satelliten an Positionen liegen, welche extrem nahe an den tatsächlichen Empfangsfrequenzen sind, so daß jede Satellitenradiowelle in kurzer Zeit erfaßbar ist.
Wenn die Orbitdaten des Satelliten in Schritt S5 alt sind oder wenn der GPS-Empfänger keine schematischen augenblicklichen Positionsdaten in Schritt S6 hat, kann der genaue Versatzwert Δfosc des Oszillators nicht berechnet werden. Deshalb läuft die Verarbeitungsroutine weiter zu Schritt S9, und die Empfangsfrequenz fr1 der ersten erfaßten Satellitenradiowelle wird als neue Suchmittenfrequenzen fs2 und fs3 der weiteren Satelliten eingestellt. In Schritt S10 wird die Suchbandbreite auf das enge Band geändert, und danach wird die Suche der Satellitenradiowelle erneut fortgeführt.
In Schritt S9 wird, wenn der Versatzwert des Oszillators, welcher verwendet wird, größer ist als die Doppler-Frequenzabweichung des Satelliten, die Doppler-Frequenzabweichung Δfd1 der ersten erfaßten Satellitenradiowelle als ein Versatzwert Δfosc des Oszillators ersetzt, und die Frequenz (fr1 + Δfd1) wird als die neue Suchmittenfrequenzen fs2 und fs3 der Satelliten eingestellt. Obwohl die obige Ausführungsform bezüglich dem Fall des simultanen Suchens einer Vielzahl von Satelliten parallel unter Verwendung einer Vielzahl von Kanälen beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls in ähnlicher Weise auf den Fall angewendet werden, der eine sequentielle Suche genannt wird, wobei eine Vielzahl von Satelliten unter Verwendung eines Kanals sequentiell gesucht wird.
Wie aus der obigen Beschreibung verstanden wird, wird gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Versatzwert des Oszillators des GPS-Empfängers durch Subtrahieren der Doppler-Frequenzabweichung der ersten erfaßten Satellitenradiowelle von der tatsächlichen Empfangsfrequenz der ersten erfaßten Satellitenradiowelle berechnet. Bezüglich der zu erfassenden zweiten und folgenden Satellitenradiowellen werden die Suchmittenfrequenzen unter Verwendung des berechneten Versatzwerts neu eingestellt. Die Suchmittenfrequenzen der zweiten und folgenden Satellitenradiowellen, welche zu erfassen sind, können deshalb auf Frequenzen eingestellt werden, welche extrem nahe der tatsächlichen Empfangsfrequenzen liegen. Sogar in dem Fall der Verwendung eines Oszillators mit geringer Genauigkeit können die Erfassungszeiten einer Vielzahl von Satellitenradiowellen, welche für die Positionsmessung nötig sind, im ganzen reduziert werden. Da der Oszillator mit geringer Genauigkeit verwendbar ist, können die Kosten des GPS-Empfängers reduziert werden.
Eine Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben. Im Fall der Erfindung, wenn die Stromquelle des GPS-Empfängers nach Vervollständigung der Positionsmessung ausgeschaltet wird, speichert der GPS-Empfänger den Versatzwert Δfosc des Oszillators, der bei der letzten Positionsmessung erhalten wurde, in einem Speicher als Backup und startet ebenfalls einen Zählbetrieb der verstrichenen Zeit von dem Stromabschaltzeitpunkt als Startpunkt (im weiteren als "AUS-Zeit") unter Verwendung eines internen Taktgebers.
Wenn die Stromquelle des GPS-Empfängers für die Positionsrnessung in einem Zustand eingeschaltet wird, in dem der GPS-Empfänger die AUS-Zeit zählt, erfaßt der GPS-Empfänger die AUS-Zeit für ein Intervall von dem Strornabschalten bei der vorherigen Positionsrnessung bis zum Stromeinschalten für die augenblickliche Positionsmessung, um dadurch zu beurteilen, ob die AUS-Zeit eine vorbestimmte Zeit überschreitet, beispielsweise 30 Minuten, oder nicht (Schritt S11 in Fig. 4).
Wenn die AUS-Zeit 30 Minuten nicht überschreitet, geht man davon aus, daß der Versatzwert des vorliegenden Oszillators nicht so stark von dem Versatzwert verändert ist, welcher bei der vorhergehenden Positionsmessung erhalten wurde, so daß die Verarbeitungsroutine zum Schritt S12 weiterläuft. Wenn die AUS-Zeit 30 Minuten überschreitet, geht man davon aus, daß der Versatzwert des vorliegenden Oszillators sich in großem Umfang von dem Versatzwert geändert hat, der bei der vorhergehenden Positionsrnessung erhalten wurde, so daß die Verarbeitungsroutine zum Schritt S14 weiterläuft.
Wenn die AUS-Zeit gleich oder kleiner als 30 Minuten ist, wird eine anfängliche Suchbandbreite W&sub0; in einer Bandbreite in Schritt S12 eingestellt. D.h., bei der Ausführungsform von Fig. 4 wird die anfängliche Suchbandbreite W&sub0; variabel in Ubereinstimmung mit der Dauer der AUS-Zeit eingestellt. Die fundamentale Bandbreite wird auf 3000 [Hz] eingestellt, und der Wert, welcher durch Addieren (AUS-Zeit x 400 Hz) zur fundamentalen Bandbreite erhalten wird, wird als anfängliche Suchbandbreite W&sub0; eingestellt. Fig. 5 und 6 zeigen Einstellzustände der anfänglichen Suchbandbreite W&sub0;. Fig. 5 entspricht dem Fall einer kurzen AUS-Zeit und Fig. 6 entspricht dem Fall einer langen AUS-Zeit, wie oben erwähnt.
In Schritt S13 wird die Suchmittenfrequenz fs zum Erfassen der Satellitenradiowelle eingestellt. D.h., die Suchmittenfrequenz fs wird zu fs = Δfd + Δfosc unter Verwendung der Doppler-Frequenzabweichung Δfd des Satelliten, erhalten durch die Berechnung aus den Orbitdaten des Zielsatelliten und den schematischen augenblicklichen Positionsdaten und dem Versatzwert Δfosc bei der vorhergehenden Positionsmessung, welche im Speicher gespeichert worden ist, eingestellt. Als Orbitdaten des Satelliten und schematische augenblickliche Positionsdaten reicht es aus, die Almanach-Inforrnationen zu verwenden, welche bei der vorhergehenden Positionsmessung abgeleitet wurden, sowie die augenblicklichen Positionsinformationen, die bei der vorhergehenden Positionsmessung erhalten wurden. Fig. 5 und 6 zeigen die Einstellzustände der Suchmittenfrequenz fs.
Nachdem die anfängliche Suchbandbreite W&sub0; und die Suchmittenfrequenz fs wie oben erwähnt eingestellt sind, wird die Suche des Zielsatelliten gestartet (Schritt S17). Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, wird der Erfassungsbereich auf eine Schrittbreite eingestellt, und die obige Suche wird ausgeführt, während die Oszillationsfrequenz des Oszillators Schritt um Schritt innerhalb der ursprünglichen Suchbandbreite W&sub0; auf die hohe und niedrige Frequenzseite verschoben wird.
Der obige Suchbetrieb wird innerhalb der anfänglichen Suchbandbreite W&sub0; eine vorbestimmte Anzahl von Malen wiederholt (dreimal in Fig. 5 oder zweimal in Fig. 6) oder während einer vorbestimmten Zeit wiederholt. Das kommt daher, weil es, wenn man einen GPS-Empfänger, der in einem Fahrzeug beispielsweise eingebracht ist, betrachtet, einen Fall gibt, bei dem das Fahrzeug den Schatten eines Gebäudes zur Zeit der ersten Suche betritt und die Satellitenradiowelle nicht erfaßt werden kann oder dergleichen, und es nötig ist, mit solch einem Fall fertigzuwerden.
Wenn die Radiowelle des Zielsatelliten nicht innerhalb der ursprünglichen Suchbandbreite W&sub0; erfaßbar ist, wird angenommen, daß die Radiowelle außerhalb der anfänglichen Suchbandbreite W&sub0; existiert. Deshalb wird bei der nächsten Suchwiederholung und darauffolgenden Suchwiederholungsoperationen, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, die Satellitenradiowelle gesucht, wobei die Suchbandbreite wie W&sub1;, W&sub2; und W&sub3; schrittweise aufgeweitet wird.
Wie oben erwähnt, wird zunächst die Suchmittenfrequenz fs, bei der eine Existenzwahrscheinlichkeit der Satell itenradiowelle am höchsten ist, auf einen Mittelwert eingestellt, und die Satellitenradiowelle wird in dem Engbandrnodus durch die anfängliche Suchbandbreite W&sub0; gesucht. Nur in dem Fall, in dem die Satellitenradiowelle nicht innerhalb der anfänglichen Suchbandbreite W&sub0; erfaßbar ist, wird die Suchbandbreite aufgeweitet, und die Satellitenradiowelle wird gesucht. Aufgrund dessen kann sogar in dem Fall der Verwendung des Oszillators mit geringer Genauigkeit die Radiowelle des Zielsatelliten in kurzer Zeit erfaßt werden.
Wenn die AUS-Zeit 30 Minuten in Schritt S11 übersteigt, läuft die Verarbeitungsroutine weiter zum Schritt S14. In diesem Fall ist eine ziemlich lange Zeit seit der vorhergehenden Positionsrnessung verstrichen, und man geht davon aus, daß der Versatzwert des Oszillators stark von dem Versatzwert bei der vorhergehenden Positionsrnessung verändert ist, so daß die Verwendung des Versatzwerts bei der vorhergehenden Positionsmessung, welcher in dem Speicher gespeichert worden ist, gestoppt wird.
Ein Gesamtbereich der Fluktuation des Versatzwerts des Oszillators in diesem Fall wird als eine anfängliche Suchbandbreite W&sub0; (Schritt S15) eingestellt. Die Suchmittenfrequenz fs wird unter Verwendung der Doppler- Frequenzabweichung Δfd eingestellt, die durch die Berechnung erhalten wird, und unter Verwendung des vorbereiteten festen Versatzwerts α (beispielsweise dem mittleren Wert der maximalen Versatzänderung oder dergleichen) (Schritt S16). Danach wird die Radiowellensuche des Zielsatelliten gestartet (Schritt S17), und zwar auf eine Art und Weise, die ähnlich der oben erwähnten ist.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform die Zeit von 30 Minuten verwendet wurde als Zeit zur Beurteilung der Dauer der AUS-Zeit, kann solch ein Zeitwert willkürlich verwendet werden in Ubereinstimmung mit der Spezifikation der Vorrichtung und ist nur beispielshalber gezeigt. Obwohl bei der obigen Ausführungsform die anfängliche Suchbandbreite W&sub0; am Start der Suche in variabler Weise proportional zur Dauer der AUS-Zeit eingestellt worden ist, kann solch eine Zeit ebenfalls auf eine vorbestimmte enge Bandbreite eingestellt werden.
Wie offensichtlich aus der obigen Beschreibung verstanden werden wird, wird gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wenn das Verfahren der Einstellung des anfänglichen Versatzwerts des Oszillators verwendet wird, die verstrichene Zeit, welche von dem Stromausschalten des GPS-Empfängers bei der vorhergehenden Positionsmessung bis zum Stromeinschalten des GPS-Empfängers bei der augenblicklichen Positionsmessung erforderlich ist, gemessen. Auf der Basis der Dauer der verstrichenen Zeit wird eine Bestimmung bezüglich dessen gemacht, ob der Versatzwert des Oszillators bei der vorhergehenden Positionsmessung, welcher im Speicher im GPS-Empfänger gespeichert worden ist, als ein Versatzwert des Oszillators bei der augenblicklichen Positionsmessung verwendet wird oder nicht. Sogar im Fall der Benutzung eines Oszillators mit einer geringen Genauigkeit kann deshalb der Versatzwert bei der vorhergehenden Positionsmessung, welcher in dem Speicher gespeichert worden ist, effektiv verwendet werden, und die Satellitenradiowelle kann prompt erfaßt werden.
Eine Ausführungsform gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird jetzt beschrieben. Wenn die Stromquelle des GPS-Empfängers jetzt eingeschaltet wird, um die Positionsmessung durchzuführen, beurteilt der GPS-Empfänger, ob der Versatzwert Δfosc des Oszillators, welcher zuletzt bei der vorhergehenden Positionsmessung erhalten worden ist und welcher in dem Speicher gespeichert worden ist, als ein anfänglicher Versatzwert für die augenblickliche Positionsmessung verwendet wird oder nicht (Schritt S21 in Fig. 7). Im Fall der Verwendung des Backup-Werts als anfänglicher Versatzwert der vorliegenden Positionsmessung läuft die Verarbeitungsroutine weiter zum Schritt S22. Falls NEIN in Schritt S21 entschieden wird, folgt der Schritt S24.
Wenn der Versatzwert Δfosc der gespeichert worden ist, als anfänglicher Versatzwert für die augenblickliche Positionsmessung verwendet wird, wird die anfängliche Suchbandbreite W&sub0; beim Start der Suche in Schritt S22 eingestellt. Danach wird die Suchmittenfrequenz fs in Schritt S23 eingestellt. Die Suchmittenfrequenz fs wird in diesem Fall als fs = Δfd + Δfosc eingestellt, und zwar unter Verwendung der Doppler- Frequenzabweichung Δfd des Zielsatelliten, welche durch die Berechnung erhalten wird, und des Versatzwertes Δfosc des Oszillators, welcher zuletzt bei der vorhergehenden Positionsmessung erhalten wurde und in dem Speicher gespeichert worden ist.
Andererseits wird in dem Fall, in dem der Versatzwert Δfosc, welcher in dem Speicher gespeichert worden ist, nicht als ein anfänglicher Versatzwert für die augenblickliche Positionsmessung verwendet wird, die anfängliche Suchbandbreite W&sub0; in Schritt S24 eingestellt. Danach wird die Suchrnittenfrequenz W&sub0; in Schritt S25 eingestellt. Die Suchmittenfrequenz fs in diesem Fall wird als fs = Δfd + Δfmean unter Verwendung der Doppler- Frequenzabweichung Δfd des Zielsatelliten, welche durch die Berechnung erhalten wird, und eines Mittelwerts Δfmean einer Vielzahl von Versatzwerten, berechnet durch einen arithmetischen Betriebsprozeß ähnlich Schritt S31, welcher später beschrieben werden wird, beim vorhergehenden Stromeinschalten eingestellt, da der Versatzwert Δfosc der zuletzt bei der vorhergehenden Positionsmessung erhalten wurde, nicht verwendet werden kann.
Nachdem die anfängliche Suchbandbreite W&sub0; und die Suchmittenfrequenz fs wie oben erwähnt eingestellt sind, wie in Fig. 8 gezeigt, wird die Suchrnittenfrequenz fs auf einen Startpunkt eingestellt und die Radiowellensuche des Zielsatelliten wird gestartet, während die Oszillationsfrequenz zu den hohen und niedrigen Frequenzseiten innerhalb der anfänglichen Suchbandbreite W&sub0; (Schritt S26) verschoben wird. Wenn die Radiowelle des Zielsatelliten nicht erfaßt werden kann, und zwar sogar durch Durchsuchen der anfänglichen Suchbandbreite W&sub0; während einer erwünschten Anzahl von Malen (zweimal im Beispiel von Fig. 8), wird der Suchbetrieb darauffolgend wiederholt und gleichzeitig die Suchbandbreite wie W&sub1;, W&sub2; und W&sub3; schrittweise erweitert.
Wenn Radiowellen aus einer Vielzahl von Satelliten, welche für die Positionsmessung notwendig sind, vollständig im Schritt S27 erfaßt worden sind, wird die genaue augenblickliche Position des GPS-Empfängers unter Verwendung der Navigationsdaten jede Satelliten im Schritt S28 berechnet. Nachdem der tatsächliche Versatzwert des Oszillators zu diesem Zeitpunkt im Schritt S29 berechnet ist, wird in Schritt S30 eine Prüfung gemacht, ob eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise fünf Minuten) seit dem Stromeinschalten des Empfängers verstrichen ist oder nicht.
Wenn in Schritt S30 bestimmt wird, daß die vorbestimmte Zeit noch nicht verstrichen ist, läuft die Verarbeitungsroutine weiter zu Schritt S31. In Schritt S31 wird der neue Mittelwert Δfmean wiederum berechnet unter Verwendung des Versatzwert des Oszillators, der in Schritt S29 erhalten wird, und wird im Speicher gespeichert. Der obige Betrieb wird wiederholt, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Das vorhergehende arithmetische Mittelwertsberechnungsverfahren, ein Glättungsverfahren oder dergleichen, kann als Verfahren zum Berechnen des Mittelwerts Δfmean verwendet werden.
Wenn im Schritt S30 entschieden wird, daß die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, läuft die Verarbeitungsroutine weiter zu Schritt S32, und die Positionsmessung der vorliegenden Position in Schritt S28 und die Berechnung des Versatzwertes des Oszillators in Schritt S29, wie oben erwähnt, werden wiederholt, bis die Stromquelle des Empfängers ausgeschaltet wird.
Wenn die Stromquelle des Empfängers ausgeschaltet wird und die Positionsmessung beendet ist (Schritt S32), wird der letzte Versatzwert, der in Schritt S29 berechnet wird, unmittelbar bevor die Stromversorgung ausgeschaltet wird, als Backup-Wert im Speicher im Empfänger gehalten. Weiterhin wird der Mittelwert Δfmean einer Vielzahl von Versatzwerten, der zuletzt im Schritt S31 berechnet wird, als anfänglicher Versatzwert für die nächste Positionsmessung gehalten.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform die Versatzwerte vor und nach dem Stromausschalten in Übereinstimmung mit den Bedingungen verwendet werden, ist es ebenfalls möglich, stets nur einen Mittelwert zu verwenden.
Wie offenbar aus der obigen Beschreibung verstanden wird, wird gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Mittelwert einer Vielzahl von Versatzwerten, welche innerhalb einer vorbestimmten Zeit unmittelbar nach dem Stromeinschalten des Empfängers erhalten werden, berechnet und im Speicher gespeichert, und beim nächsten Stromeinschalten wird der Mittelwert der Versatzwerte, der im Speicher gespeichert wird, als ein anfänglicher Versatzwert beim Start der nächsten Positionsmessung verwendet. Sogar in dem Fall der Verwendung eines Oszillators mit niedriger Genauigkeit kann deshalb die Suchmittenfrequenz auf einen Wert eingestellt werden, welcher näher der tatsächlichen Empfangsfrequenz liegt, und die Erfassungszeit der Satellitenradiowelle kann um eine Zeit entsprechend solch einer nahen Suchmittenfrequenz reduziert werden.

Claims

1. Satellitenradiowellen-Erfassungsverfahren für einen GPS-Empfänger, wobei eine Suchmittenfrequenz für jede zu erfassende Satellitenradiowelle eingestellt wird (S2) und eine Frequenz eines Oszillators in dem GPS- Empfänger unter Verwendung der eingestellten Suchmittenfrequenz als Referenz verändert wird, um dadurch eine Radiowelle von jedem Zielsatelliten zu erfassen (S4), gekennzeichnet durch:

Berechnen eines Versatzwerts des Oszillators (S7) durch Subtrahieren einer Doppler-Frequenzabweichung einer ersten erfaßten Satellitenradiowelle von einer aktuellen empfangenen Frequenz der ersten erfaßten Satellitenradiowelle; und

Neueinstellen der Suchmittenfrequenz (S8) unter Verwendung des berechneten Versatzwerts vor dem Suchen (S10) nach einer zweiten und folgenden Satellitenradiowellen.

2. Satellitenradiowellen-Erfassungsverfahren eines GPS-Empfängers bei dem eine Suchmittenfrequenz unter Verwendung einer Doppler- Frequenzabweichung (S13, S16) für eine zu erfassende Satellitenradiowelle eingestellt wird und eine Frequenz eines Oszillators in dem GPS-Empfänger unter Verwendung der eingestellten Suchmittenfrequenz als Referenz verändert wird, um dadurch eine Radiowelle eines Zielsatelliten zu erfassen, gekennzeichnet durch:

Messen einer verstrichenen Zeit von einem Stromausschalten des GPS- Empfängers bei der vorhergehenden Positionsmessung durch den GPS-Empfänger bis zu einem Stromeinschalten des GPS-Empfängers für die gegenwärtige Positionsmessung,

Bestimmen auf der Basis der gemessenen verstrichenen Zeit (S11), ob ein Versatzwert des Oszillators bei der vorhergehenden Positionsmessung, der in einem Speicher in dem GPS-Empfänger gespeichert wird, als ein Versatzwert an dem Oszillator bei der gegenwärtigen Positionsrnessung (S11, Y) zu verwenden ist oder nicht (S11, N), und

Einstellen der Suchmittenfrequenz unter Verwendung eines Versatzwertes des Oszillators (S13) gemäß der Bestimmung.

3. Satellitenradiowellen-Erfassungsverfahren nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch Einstellen einer anfänglichen Suchbandbreite (S12) ansprechend auf die verstrichene Zeit von dem Stromausschalten bis zum Stromeinschalten des GPS-Empfängers, wobei die Oszillationsfrequenz des Oszillators innerhalb der Suchbandbreite verändert wird.

4. Satellitenradiowellen-Erfassungsverfahren für einen GPS-Empfänger, bei dem eine Suchmittenfrequenz (S23, S25) unter Verwendung einer Doppler- Frequenzabweichung für eine zu erfassende Satellitenradiowelle eingestellt wird und eine Frequenz von einem Oszillator in dem GPS-Empfänger unter Verwendung der eingestellten Suchrnittenfrequenz als Referenz verändert wird, um dadurch eine Radiowelle eines Zielsatelliten (S27) zu erfassen, gekennzeichnet durch:

Berechnen eines Mittelwerts (S31) einer Vielzahl von Versatzwerten eines Oszillators in dem GPS-Empfänger innerhalb einer vorbestimmten Zeit (S30) unmittelbar nach dem Stromeinschalten des GPS-Empfängers und Speichern des Mittelwerts,

Einstellen der Suchrnittenfrequenz unter Verwendung des gespeicherten Mittelwerts (S25) der Versatzwerte als einen anfänglichen Versatzwert am Beginn der Positionsmessung zu der Zeit des nächsten Stromeinschaltens des GPS-Empfängers.