ES2320859T3 - Metodo y aparato para la determinacion del tiempo para los receptores de gps. - Google Patents

Metodo y aparato para la determinacion del tiempo para los receptores de gps. Download PDF

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Abstract

Método para la determinación de la posición de un receptor móvil (302) de un sistema de posicionamiento global (GPS), estando dispuesto el receptor móvil GPS dentro de una célula (306) proporcionada por un emplazamiento celular (304) y estando acoplado a un dispositivo de comunicación celular de base celular que transmite y recibe señales de comunicación celular hacia y desde el emplazamiento celular (304), comprendiendo el método: supervisar, mediante un aparato (117) remoto de dicho receptor móvil GPS (302), transmisiones de señales de comunicación celular correspondientes a las señales de comunicación celular recibidas por dicho dispositivo de comunicación celular de base celular de dicho emplazamiento celular (304); determinar mediante dicho aparato (117) un tiempo del día de por lo menos un parte de dichas transmisiones; recibir mediante dicho aparato (117), de dicho receptor móvil GPS (302), un tiempo relativo de medición de seudointervalos con respecto a un indicador de tiempo en las señales de comunicación celular recibidas por dicho dispositivo de comunicación celular de base celular de dicho emplazamiento celular; determinar mediante dicho aparato (117) el tiempo de la medición de seudointervalos en el receptor móvil GPS (302) de dicho tiempo del día y dicho tiempo relativo; determinar la posición de dicho receptor móvil GPS utilizando dicho tiempo determinado de la medición de seudointervalos.

Description

Método y aparato para la determinación del tiempo para los receptores GPS.
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Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
La presente solicitud está relacionada con y es una continuación parcial de las siguientes solicitudes de patente US en trámite:
Solicitud de patente US titulada, "An Improved GPS Receiver Utilizing a Communication Link" nº de serie 08/842.559 presentada el 15 de abril de 1997 por Norman F. Krasner; solicitud de patente U.S titulada "An Improved GPS Receiver Utilizing a Communication Link", nº de serie 08/612.582, presentada el 8 de marzo de 1996; y solicitud de patente US titulada "An Improved GPS Receiver Utilizing a Communication Link", nº de serie 08/759.523, presentada el 4 de diciembre de 1996, las cuales han sido cedidas al cesionario de la presente invención.
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general al campo de los sistemas de posicionamiento por satélites (SPS), y más particularmente al suministro de información de temporización a receptores de sistemas de posicionamiento por satélites.
Antecedentes de la invención
Normalmente los receptores de los sistemas de posicionamiento por satélites determinan su posición calculando tiempos relativos de llegada de señales transmitidas simultáneamente desde una multiplicidad de satélites tales como los satélites GPS (o NAVSTAR). Por ejemplo, la Constelación Orbital del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) US consta de 24 satélites que orbitan alrededor de la Tierra en órbitas de 12 horas. Los satélites están dispuestos en seis planos orbitales conteniendo cada uno de ellos cuatro satélites. Los planos orbitales están separados entre sí por 60 grados y están inclinados aproximadamente cincuenta y cinco grados con respecto al plano ecuatorial. Esta constelación proporciona a un usuario aproximadamente entre cinco y ocho satélites visibles desde cualquier punto de la Tierra. Estos satélites transmiten, como parte de su mensaje, tanto datos de posicionamiento por satélites, los denominados datos de "efemérides", así como datos de temporización de reloj. Adicionalmente, los satélites transmiten información de tiempo de la semana (TOW) asociada a la señal del satélite, la cual permite al receptor determinar de forma inequívoca el tiempo local. El proceso de búsqueda y adquisición de señales GPS, de lectura de las efemérides y otros datos correspondientes a una multiplicidad de satélites y a continuación de cálculo de la ubicación del receptor (y del tiempo preciso del día) a partir de estos datos consume mucho tiempo, requiriendo frecuentemente varios minutos de tiempo. En muchas aplicaciones, este tiempo largo de procesado introduce retardos inaceptables, y además, limita considerablemente la vida de la batería en aplicaciones portátiles que utilizan circuitería miniaturizada.
Adicionalmente, en muchas situaciones se puede producir un bloqueo de las señales de los satélites. En estos casos, el nivel de la señal recibida desde los satélites GPS puede ser demasiado bajo para demodular y obtener las señales de datos de los satélites sin errores. Dichas situaciones pueden surgir en el seguimiento personal y otras aplicaciones con una movilidad elevada. En estas situaciones, normalmente es posible que un receptor continúe adquiriendo y realizando un seguimiento de las señales GPS. No obstante, la ejecución de una medición de la ubicación y el tiempo inequívoco sin dichos datos requiere métodos alternativos.
Por esta razón, resulta deseable proporcionar un sistema para proporcionar información de tiempo a un receptor GPS sin requerir que el receptor obtenga información de temporización a partir de señales GPS recibidas desde satélites GPS o desde un reloj generado internamente. Además es deseable proporcionar un sistema que obtenga información de temporización para aplicaciones GPS a partir de señales de temporización contenidas en transmisiones de comunicaciones recibidas por el receptor.
Sumario de la invención
La presente invención da a conocer un método y un aparato para obtener señales de temporización con vistas a su utilización en un receptor de un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) tal como se establece en las reivindicaciones.
A partir de los dibujos adjuntos y de la siguiente descripción detallada se pondrán de manifiesto otras características de la presente invención.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se ilustra a título de ejemplo y no de forma limitativa en las figuras de los dibujos adjuntos, en los cuales las referencias indican elementos similares y en los cuales:
La Figura 1 es una representación de un diagrama de bloques de un sistema portátil de comunicaciones que tiene un receptor GPS combinado con un sistema de comunicaciones que puede establecer un enlace de comunicaciones con una estación base según una forma de realización de la presente invención.
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La Figura 2 es una representación de un diagrama de bloques de un sistema portátil de comunicaciones que tiene un receptor GPS combinado con un sistema de comunicaciones según una forma de realización alternativa de la presente invención.
La Figura 3 ilustra un receptor combinado de comunicación y GPS utilizado en una red telefónica celular.
La Figura 4A ilustra la estructura de datos del sistema telefónico celular CDMA IS-95.
La Figura 4B ilustra la estructura de datos del sistema telefónico celular GSM.
La Figura 5A es un diagrama de flujo de un método de obtención de información de tiempo en un receptor GPS a partir de señales de comunicación que contienen indicadores de temporización, según una forma de realización de la presente invención.
La Figura 5B es un diagrama de flujo de un método de obtención de información de tiempo en un receptor GPS a partir de señales de comunicación que contienen indicadores de temporización, según una forma de realización alternativa de la presente invención.
La Figura 6 es un diagrama de flujo de un método de determinación de la posición de un receptor GPS en un servidor GPS que recibe datos de satélites y de tiempo obtenidos a partir del receptor GPS.
La Figura 7 es una representación ilustrativa de una fuente de información basada en una configuración celular que proporciona una asociación entre conjuntos de información Doppler en instantes de tiempo determinados con respecto a áreas de servicio celulares.
Descripción detallada
Se describe un método y un aparato para utilizar señales de transmisión disponibles comercialmente de cara a determinar información de tiempo en receptores de sistemas de posicionamiento global. En la siguiente descripción, con fines ilustrativos, se exponen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de la presente invención. No obstante, para los expertos en la técnica resultará evidente que la presente invención se puede poner en práctica sin estos detalles específicos. En otros ejemplos, se muestran estructuras y dispositivos bien conocidos en forma de diagrama de bloques para facilitar la explicación.
Los receptores del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) reciben señales GPS transmitidas desde satélites GPS en órbita y determinan los tiempos de llegada (TOA) de códigos de ruido seudoaleatorio (PN) exclusivos comparando las derivas de tiempo entre las secuencias de las señales de código PN recibido y secuencias de señales PN generadas internamente.
Cada señal GPS transmitida es una señal de espectro ensanchado de secuencia directa. La señal disponible para uso comercial es la correspondiente asociada al Servicio de Posicionamiento Estándar y utiliza una señal de ensanchamiento de fase bivalente de secuencia directa con un índice de ensanchamiento de 1,023 MHz situado sobre una portadora de 1575,42 MHz (frecuencia L1). Cada satélite transmite un código de ruido seudoaleatorio exclusivo (al que se hace referencia también como código "Gold") el cual identifica el satélite específico, y permite que señales transmitidas simultáneamente desde varios satélites sean recibidas simultáneamente por un receptor, con una pequeña interferencia entre ellas. La longitud de la secuencia de código de ruido seudoaleatorio (PN) es 1023 segmentos, en correspondencia con un periodo de tiempo de 1 milisegundo. Un ciclo de 1023 segmentos se denomina trama PN. De este modo, cada señal GPS recibida en el modo C/A (adquisición aproximada) se construye a partir del patrón PN repetitivo de 1023 segmentos de alta velocidad de 1,023 MHz. A niveles muy bajos de señales recibidas, todavía se puede realizar un seguimiento del patrón seudoaleatorio, o alternativamente el mismo se puede usar, para proporcionar temporización ambigua del sistema procesando muchas tramas PN (por ejemplo, 1000 repeticiones durante 1 segundo). En este proceso, el receptor GPS esencialmente mide los tiempos de inicio de tramas PN para una multiplicidad de señales GPS recibidas. Estos tiempos se denominan "seudointervalos", o de forma más precisa, "seudointervalos ambiguos", si los tiempos son límites conocidos de trama PN de 1 milisegundo módulo 1. Si los tiempos absolutos asociados a estas señales son conocidos de alguna manera y se añaden a los seudointervalos ambiguos, en ese caso se crean seudointervalos no ambiguos verdaderos, a los que se hace referencia simplemente como "seudointervalos".
Un conjunto de cuatro seudointervalos ambiguos junto con el conocimiento de tiempos absolutos de transmisión de las señales GPS y de posiciones de satélites en relación con estos tiempos absolutos es suficiente para buscar una solución a la posición del receptor GPS. Debería observarse que la ubicación de la posición de precisión requiere que la diferencia de tiempo entre transmisiones de satélite recibidas en el receptor GPS sea medida de forma muy precisa, típicamente en un intervalo de unos diez nanosegundos. No obstante, para conseguir dicha precisión no es necesario que se conozcan el tiempo absoluto de transmisión de cada satélite, o el tiempo absoluto de recepción en el receptor GPS. Solamente es necesario conocer estos tiempos absolutos con una precisión de aproximadamente uno a diez milisegundos para mantener una precisión elevada. Los tiempos absolutos de transmisión (o recepción) son necesarios para la determinación de las posiciones de los satélites GPS en los tiempos de transmisión y por lo tanto calcular la posición del receptor GPS. Por ejemplo, en un periodo de un milisegundo, los satélites GPS se mueven sólo aproximadamente 3,9 metros, y lo que es más importante, cambian su distancia desde un punto en la Tierra en no más de aproximadamente 2,7 pies. En situaciones típicas este movimiento solamente da como resultado errores de ubicación de la posición del orden de un metro. La información de tiempo de interés en la presente invención es el tiempo local en el receptor GPS. Por lo tanto, para la mayoría de aplicaciones, el conocimiento de este tiempo con una exactitud de entre uno y diez milisegundos es suficiente.
Superpuestos sobre el código PN de 1,023 MHz están los datos de baja velocidad a una velocidad de 50 Hz. Esta señal de 50 Hz es un flujo de datos modulado por desplazamiento de fase bivalente (BPSK) con límites de los bits alineados con el comienzo de una trama PN. Se dispone exactamente de 20 tramas PN por cada periodo de bit de datos (20 milisegundos). La señal de 50 Hz modula el Mensaje de Navegación que consta de bits de datos los cuales describen las órbitas de los satélites GPS, correcciones de reloj, información del tiempo de la semana, y otros parámetros del sistema. El tiempo absoluto asociado a las transmisiones de los satélites se determina en los receptores GPS convencionales leyendo datos contenidos dentro del Mensaje de Navegación de la señal GPS. En el método estándar de determinación del tiempo, un receptor GPS convencional descodifica y sincroniza el flujo de bits de datos de 50 baudios. La señal de 50 baudios está dispuesta en palabras de 30 bits agrupadas en subtramas de 10 palabras, con una longitud de 300 bits y una duración de seis segundos. Cinco subtramas comprenden una trama de 1500 bits y una duración de 30 segundos, y 25 tramas comprenden una supertrama con una duración de 12,5 minutos. Las subtramas de vídeo y de datos que se producen cada seis segundos contienen bits que proporcionan el Tiempo de la Semana con una resolución de seis segundos. El flujo de datos de 50 baudios está alineado con las transiciones de código C/A de manera que el tiempo de llegada de un flanco de bits de datos (en un intervalo de 20 milisegundos) resuelve el tiempo de transmisión absoluto a los 20 milisegundos más cercanos. La sincronización de precisión a límites de bits puede resolver el tiempo de transmisión absoluto a aproximadamente un milisegundo o menos. En el método estándar de obtención de tiempo, la relación señal-ruido medida durante un periodo de datos (20 milisegundos) debe estar por encima de aproximadamente 12 dB, sino se producirán errores cuando se intente demodular de forma precisa esta señal de datos y leer el tiempo del sistema inequívocamente a partir del mensaje. En relaciones bajas de señal-ruido (menores que 12 dB) se requiere una solución alternativa para la determinación de forma precisa y fiable del tiempo absoluto.
Según una forma de realización de la presente invención, la temporización inequívoca del receptor para un receptor GPS se establece recibiendo a través de un enlace de comunicaciones una señal adecuada que contiene un indicador de temporización. Este planteamiento difiere con respecto al procesado GPS convencional por cuanto el tiempo establecido por medio de este método es el tiempo de recepción de señales de comunicación por parte del receptor GPS, en lugar del tiempo de transmisión de señales GPS desde los satélites. Sin embargo, si se conoce la posición del receptor GPS, aunque sea de forma aproximada (por ejemplo, con una exactitud de 100 millas), el conocimiento del tiempo del receptor junto con la información orbital del satélite establece el tiempo de transmisión del satélite a una exactitud elevada (típicamente, 1 milisegundo o mejor).
De acuerdo con un método según la presente invención, las señales de temporización se obtienen a partir de la estructura de la formación de tramas o los datos de temporización transmitidos por la señal de telecomunicaciones disponible comercialmente, tal como señales de datos o de voz celulares que transportan información además de las señales de temporización.
Receptor GPS
La Figura 1 es una ilustración de un diagrama de bloques de un receptor portátil de comunicaciones que combina un transceptor de comunicación con un receptor GPS para ser usado en una forma de realización de la presente invención. La unidad móvil combinada 100 incluye circuitería para realizar las funciones requeridas para procesar señales GPS así como las funciones requeridas para procesar señales de comunicación recibidas a través de un enlace de comunicaciones. Típicamente, el enlace de comunicaciones, tal como el enlace 130 de comunicaciones, es un enlace de comunicaciones de radiofrecuencia con otro componente, tal como una estación base 106 que tiene una antena 107 de comunicaciones.
El receptor GPS 100 es un receptor y transmisor combinado GPS y de comunicaciones. El receptor 100 contiene una etapa receptora GPS que incluye el circuito 104 de adquisición y la sección transceptora 120 de comunicaciones. El circuito 104 de adquisición está acoplado a la antena GPS 101, y el transceptor 120 de comunicaciones está acoplado a la antena 102 de comunicaciones. Las señales GPS se reciben a través de la antena GPS 101 y se introducen en el circuito 104 de adquisición el cual adquiere los códigos PN correspondientes a los diversos satélites recibidos. Los datos de seudointervalo producidos por el circuito 104 de adquisición son procesados por el procesador 112 para ser transmitidos por medio del transceptor 120. El transceptor 120 de comunicaciones contiene un conmutador 108 de transmisión/recepción que encamina señales de comunicaciones (típicamente RF) hacia y desde la antena 102 de comunicaciones y el receptor 100. En algunos sistemas, en lugar del conmutador T/R se usa un filtro de división de banda, o "duplexor". Las señales de comunicación recibidas se introducen en el receptor 110 de comunicaciones y se pasan hacia el procesador 112 para ser procesadas. Las señales de comunicaciones a transmitir desde el procesador 112 se propagan hacia el modulador 114 y el conversor 116 de frecuencia. El amplificador 118 de potencia aumenta la ganancia de la señal hasta un nivel adecuado para su transmisión hacia la estación base 106. En el sistema combinado GPS/de comunicaciones del receptor 100, los datos del seudointervalo generados por el circuito 104 de adquisición se transmiten a través del enlace 130 de comunicaciones hacia la estación base 106. A continuación la estación base 106 determina la ubicación del receptor 100 basándose en los datos de seudointervalo del receptor remoto, el tiempo en el que se midieron los seudointervalos, y datos de efemérides recibidos desde su propio receptor GPS u otras fuentes de dichos datos. A continuación los datos de ubicación se pueden transmitir de vuelta hacia el receptor GPS 100 o hacia otras ubicaciones remotas. El enlace 130 de comunicaciones entre el receptor 100 y la estación base 106 se puede implementar según una serie de diversas formas de realización que incluyen un enlace directo o un enlace telefónico celular.
La Figura 2 es una ilustración más detallada de un diagrama de bloques de un receptor de comunicaciones móviles que combina un transceptor de comunicaciones con un receptor GPS para ser usado en una forma de realización de la presente invención. La unidad móvil combinada 200 incluye una etapa receptora GPS y una antena GPS 201 así como una etapa transceptora de comunicaciones y una antena 202 de comunicaciones, y en lo sucesivo se le hará referencia como "receptor combinado GPS/de comunicaciones".
Desde la antena GPS 201 se introduce una señal GPS recibida hacia un conversor 204 de radiofrecuencia (RF) a frecuencia intermedia (IF). El conversor 204 de frecuencia traslada la señal a una frecuencia intermedia adecuada, por ejemplo, 70 MHz. A continuación proporciona un traslado adicional hacia una frecuencia intermedia inferior, por ejemplo, 1 MHz. Cada conversor dentro del conversor 204 de RF a IF consta típicamente de un filtro, un amplificador y un mezclador. Normalmente los componentes del primer conversor son de una banda suficientemente amplia como para abarcar una gama de frecuencias amplia (por ejemplo, de 800 a 2000 MHz) y en la mayoría de los casos son de una banda suficientemente grande como para gestionar las gamas de frecuencia abarcadas por las señales GPS y las señales de comunicaciones más importantes.
La salida del conversor 204 de RF a IF está acoplada a la entrada de un conversor 206 analógico a digital (A/D), el cual digitaliza las señales de salida del conversor 204 de RF a IF. En algunas implementaciones, el conversor 204 de RF a IF proporciona un par de salidas que están en cuadratura de fase; en tales casos, se pueden utilizar dos conversores A/D. La salida del conversor A/D 206 está acoplada a una entrada de la memoria digital 208 de ficheros imagen (snapshot) la cual puede almacenar un registro de los datos a procesar. En algunos casos esta memoria digital 208 de ficheros imagen se puede eludir y los datos se envían directamente hacia el componente 210 del procesador (el cual puede ser un chip de procesado de señal digital (DSP) tal como se muestra, o un conjunto de chips de procesado digital) si la salida de velocidad de datos del conversor A/D 206 es suficientemente baja. Típicamente la memoria 208 de ficheros imagen se usa en el procesado de las señales GPS que se almacenan típicamente en un dispositivo de memoria independiente acoplado al DSP 210. Normalmente la memoria 208 de ficheros imagen se utiliza también para señales de comunicaciones que están empaquetadas, es decir, señales que consisten en ráfagas de bits de datos seguidas por periodos largos de inactividad. Esta es la forma principal de señalización de comunicación que se ha previsto utilizar con la presente invención. No obstante, el DSP 210 puede procesar de una forma continua una señalización continua, tal como muchas señales de tipo celular.
La etapa de comunicación del receptor combinado 200 GPS/de comunicaciones incluye una etapa receptora y una etapa transmisora acopladas a la antena 202 de comunicaciones a través del conmutador 220 de transmisión/recepción (T/R). Cuando se recibe una señal de comunicaciones, tal como una señal telefónica celular, desde una estación base de comunicaciones tal como la estación base 117 de la Figura 1, el conmutador T/R 220 encamina la señal de entrada hacia el conversor 218 de frecuencia. El conversor 218 de frecuencia traslada la señal de comunicaciones hacia una frecuencia intermedia adecuada de cara a un procesado adicional. La salida del conversor 218 de RF a IF está acoplada a la entrada de un conversor analógico a digital (A/D) 216, el cual digitaliza las señales de salida del conversor 218 de RF a IF. Desde el conversor A/D 216, la señal se pasa a través del demodulador digital 214 el cual demodula la señal de comunicaciones para la determinación de las órdenes de la señal de comunicaciones u otros datos de dicha señal de comunicaciones (por ejemplo, datos Doppler o datos representativos de efemérides de satélites que estén a la vista).
En una forma de realización de la presente invención, la salida del demodulador 214 se pasa al DSP 210 y al microprocesador 212. El microprocesador 212 realiza el procesado requerido para las funciones de recepción y transmisión de comunicación, mientras que el DSP 210 realiza el procesado requerido para las funciones GPS. En una forma de realización alternativa de la presente invención, el DSP 210 y el microprocesador 212 se pueden incorporar en un único dispositivo procesador o circuito lógico programable tal como un Circuito Integrado de Aplicación Específica (ASIC). Los datos de voz recibidos a través de la etapa de comunicaciones del receptor combinado 100 salen a través de un dispositivo de salida, tal como un altavoz 232 acoplado al microprocesador 212. Los datos de órdenes o GPS recibidos a través de la etapa de comunicación del receptor combinado se pasan hacia el DSP 210 bien directamente desde el demodulador digital 214 o bien a través del microprocesador 212.
Cuando se requiere una transmisión a través del enlace de comunicaciones, el DSP 210 genera los datos a transmitir y muestras digitales de banda base de la señal. A continuación usa estos datos para modular una señal portadora usando el modulador digital 222. Frecuentemente dicha modulación es de tipo digital, tal como una modulación por desplazamiento de frecuencia o una modulación por desplazamiento de fase. También se puede usar una modulación analógica, tal como una modulación de frecuencia. La señal modulada se convierte de digital a analógica en el conversor D/A 224. La frecuencia portadora en la que se realiza la modulación en el modulador digital 222 puede estar o no en la frecuencia RF final de la señal de comunicaciones; si está en una frecuencia intermedia (IF), en ese caso se utiliza un conversor adicional 226 de IF a RF para trasladar la señal a una frecuencia RF final correspondiente a la señal de comunicaciones. Un amplificador 228 de potencia eleva el nivel de la señal, y esta señal elevada se transmite a continuación hacia la antena 202 de comunicaciones a través del conmutador T/R 220, cuyo objetivo es aislar la etapa receptora sensible con respecto a los niveles altos de señal obtenidos a la salida del amplificador 228 de potencia. De esta manera, se transmite una señal de comunicaciones que contiene datos representativos de información de posición (por ejemplo, seudointervalos para varios satélites, o una latitud y longitud del receptor combinado 200 GPS/de comunicaciones) hacia una estación base, tal como la estación base 117, a través del enlace 130 de comunicaciones. La estación base 117 puede servir como emplazamiento de procesado para calcular la información de posición de la unidad GPS portátil, o puede servir como emplazamiento de retransmisión y puede retransmitir la información recibida desde la unidad GPS portátil. Los datos de voz a transmitir a través de la etapa transmisora del receptor combinado 200 GPS/de comunicaciones se reciben a través del micrófono 234 acoplado al microprocesador 212.
Debería observarse que el conmutador T/R 220 es adecuado para formatos de señalización en los que no se requieren una transmisión y una recepción simultáneas, tal como por ejemplo, en los sistemas telefónicos celulares de Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA). Cuando se requiere una transmisión y una recepción simultáneas, tal como en el Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA) o en el Multiplexado por División de Código (CDMA) de espectro ensanchado, el conmutador T/R 220 se sustituye por dos filtros de división de banda, tal como en un circuito denominado "duplexor".
Según una forma de realización alternativa de la presente invención, se puede implementar un circuito de gestión de potencia usando algoritmos de gestión de potencia almacenados en una memoria acoplada al procesador 212. Estos algoritmos controlan la transmisión de potencia y proporcionan una señal de potencia controlada para dispositivos, tales como el amplificador 228 de potencia, el conversor 226 y el modulador 22 de tal manera que después de la transmisión de una señal de comunicaciones, estos dispositivos entran en un estado de potencia reducida. Típicamente estos componentes permanecen en este estado de potencia reducida hasta que se requiera una transmisión adicional a través del enlace de comunicaciones. Un ejemplo típico de esta forma de realización es un sistema buscador bidireccional en el que el receptor combinado GPS/de comunicaciones realiza las funciones de un receptor y transmisor bidireccional, y el transmisor se desactiva (o alternativamente consume una potencia reducida) cuando la etapa transmisora no está transmitiendo.
En otra forma de realización de la presente invención, se proporciona una única antena tanto para las señales GPS como para las señales de comunicación en lugar de antenas independientes 201 y 202. Se puede usar una única antena si las señales GPS y de comunicaciones están muy poco separadas en frecuencia. En esta forma de realización, la señal de la antena única se introduce en un filtro de preselección y un conmutador que selecciona la señal adecuada para su transmisión a través del circuito receptor. El conmutador introduce señales GPS en la circuitería del receptor GPS cuando se reciben dichas señales GPS, e introduce y da salida a señales de comunicaciones hacia la circuitería transceptora de comunicaciones cuando se están recibiendo o transmitiendo señales de comunicaciones.
La Figura 3 ilustra la utilización del receptor combinado GPS/de comunicaciones en el contexto de una red telefónica celular para formar un sistema combinado 300 GPS y celular. El área 306 representa una célula de telefonía celular a la cual presta servicios el emplazamiento celular 304. El emplazamiento celular 304 transmite y recibe señales telefónicas celulares hacia y desde teléfonos y receptores celulares, tales como la unidad móvil 302, dentro de la célula 306. La unidad móvil 302 contiene un receptor combinado GPS/de comunicaciones, tal como la unidad combinada 100 de la Figura 1. La unidad móvil 302 comunica señales celulares hacia el emplazamiento celular 304 a través de la antena 102 de comunicaciones, y recibe señales GPS desde satélites GPS a través de la antena GPS 101. El emplazamiento celular 304 transmite transmisiones celulares desde unidades móviles dentro de la célula 306 hacia una red telefónica terrestre 310 a través del centro 308 de conmutación celular. El centro 308 de conmutación celular transmite señales de comunicación recibidas desde la unidad móvil 302 hacia el destino adecuado. El centro 308 de conmutación celular puede prestar servicio a otras diversas células además de a la célula 306. Si el destino de la señal transmitida por la unidad móvil 302 es otra unidad móvil, se realiza una conexión con el emplazamiento celular que cubra el área en el que está ubicada la unidad móvil a la que se llama. Si el destino es terrestre, el centro 308 de conmutación celular se conecta con la red telefónica terrestre 310.
Debería observarse que un sistema de comunicaciones basado en una configuración celular es un sistema de comunicaciones que tiene más de un transmisor, cada uno de los cuales presta servicio a un área geográfica diferente, la cual está predefinida en cualquier instante de tiempo. Típicamente, cada transmisor es un transmisor inalámbrico que presta servicio a una célula que tiene un radio geográfico menor que 20 millas, aunque el área cubierta depende del sistema celular específico. Existen numerosos tipos de sistemas celulares de comunicaciones, tales como teléfonos celulares, PCS (sistema de comunicación personal), SMR (radiocomunicaciones móviles especializadas), sistemas buscadores unidireccionales y bidireccionales, RAM, ARDIS, y sistemas inalámbricos de datos por paquetes. Típicamente, a las diferentes áreas geográficas predefinidas se les hace referencia como células y un número de células están agrupadas juntas en un área de servicio celular, y este número de células están acopladas a uno o más centros de conmutación celular que proporcionan conexiones a sistemas y/o redes telefónicas terrestres. Frecuentemente las áreas de servicio se usan con fines relacionados con la facturación. Por lo tanto, puede darse el caso de que células situadas en más de un área de servicio estén conectadas a un centro de conmutación. Alternativamente, a veces se da el caso de que células dentro de un área de servicio están conectadas a centros de conmutación diferentes, especialmente en áreas de población densa. En general, un área de servicio se define como una agrupación de células dentro de una proximidad geográfica cercana entre ellas. Otra clase de sistemas celulares que encaja en la descripción anterior es el que se basa en los satélites, en los que las estaciones base celulares son satélites que típicamente orbitan alrededor de la Tierra. En estos sistemas, los sectores celulares y las áreas de servicio se mueven como una función del tiempo. Ejemplos de dichos sistemas incluyen los sistemas Iridium, Globalstar, Orbcomm y Odyssey.
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En el sistema ilustrado en la Figura 3, la información de posición GPS transmitida por la unidad móvil 302 se transmite hacia la estación base servidora GPS 117 a través de la red telefónica terrestre 310. La estación base GPS 117 sirve como emplazamiento de procesado para calcular la posición del receptor GPS en la unidad remota 302. La estación base GPS 117 también puede recibir información GPS de señales de satélite recibidas en el receptor GPS 312. La estación base GPS 117 también puede recibir señales de comunicación celular correspondientes a las señales de comunicación celular recibidas por el receptor combinado GPS/de comunicaciones en la unidad móvil 302. Esto permite que la estación base GPS 117 compare los indicadores de temporización de comunicación con los indicadores de temporización recibidos desde el receptor combinado GPS/de comunicaciones a través de la célula y el enlace de la red telefónica terrestre 310. La estación base GPS 117 puede estar conectada directamente al emplazamiento celular 304 a través de una línea terrestre o un enlace de radiocomunicaciones para recibir las correspondientes señales de comunicación celular. Alternativamente, la estación base GPS 117 puede recibir las correspondientes señales de comunicación celular desde un teléfono celular 314 que reciba estas señales y las proporcione a la estación base GPS 117. Los indicadores de temporización de la señal de comunicaciones se reciben en la estación base GPS 117 y se les suministras indicaciones de tiempo. Cuando se transmite un indicador de tiempo desde la unidad móvil 302, la estación base puede comparar el indicador de tiempo transmitido (por ejemplo, un número de trama en la señal de comunicación celular tal como se explica posteriormente) con un indicador de tiempo al que se le haya suministrado una indicación de tiempo almacenado en la estación base GPS 117. Al realizar dicha operación, la estación base GPS 117 puede determinar el tiempo de recepción de señales GPS en la unidad móvil 302.
Debería observarse que el sistema 300 de red celular de la Figura 3 representa una forma de realización de la utilización de la presente invención, y que para transmitir señales GPS desde una unidad móvil hacia una estación base GPS se pueden utilizar otros sistemas de comunicaciones que no sean una red telefónica celular.
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Determinación del tiempo
Muchos sistemas de telecomunicaciones actuales contienen señales de temporización de precisión que permiten que una multiplicidad de usuarios se comuniquen dentro de la misma banda de señales sin interferir significativamente entre ellos. Dichas señales de temporización se usan también para especificar periodos en los que se transmite una señal de control independiente. En un sistema típico, la unidad básica de tiempo se denomina "trama" y cada trama contiene uno o más intervalos de tiempo que contienen datos de usuario o datos de control. Por ejemplo, el estándar celular digital paneuropeo, GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles), utiliza tramas de duración aproximada de 4,6 milisegundos constituidas por 8 intervalos de información. En los Estados Unidos, el estándar de telefonía celular de espectro ensanchado es el estándar CDMA (Acceso Múltiple por División de Código) norteamericano (IS-95). Este sistema usa tramas de 20 milisegundos para enviar tráfico de voz y un canal independiente de sincronización de 26,67 milisegundos. Otro estándar de telefonía celular norteamericano es el estándar TDMA IS-136, el cual usa tramas de 40 milisegundos.
En los sistemas de telefonía celular basados en tramas, frecuentemente una agrupación de tramas se agrupan conjuntamente para formar una multitrama, multitramas sucesivas se pueden agrupar para formar una supertrama, y agrupaciones de supertramas se pueden agrupar conjuntamente para formar una hipertrama. La organización de estas tramas se denomina jerarquía. En el sistema europeo GSM, el periodo de la supertrama es aproximadamente 6,12 segundos. Normalmente cada dispositivo de comunicación que usa dicho sistema tiene conocimiento de la temporización del sistema sincronizándose con patrones o palabras exclusivas especiales que se transmiten por medio de un elemento de control de la red, típicamente una estación base del emplazamiento celular. En otros sistemas celulares, tales como el sistema CDMA norteamericano, el tiempo real del sistema se transmite de forma precisa como un mensaje. En el sistema CDMA norteamericano el tiempo del sistema se transmite en un canal especial denominado "canal de sincronización".
En otros sistemas de telefonía celular, tales como los sistemas analógicos de telefonía celular, las tramas no se pueden usar como el acontecimiento de sincronización en la señal de comunicación. En estos sistemas, unos impulsos de tiempo se pueden superponer o transmitir con el flujo de datos para proporcionar el indicador del tiempo de sincronización.
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Configuraciones alternativas del receptor GPS
Se ha descrito una forma de realización de la presente solicitud en relación con una configuración específica del receptor GPS. No obstante, tal como apreciarán los expertos en la materia, existen varias configuraciones diferentes de receptor GPS que pueden aprovecharse de los métodos de determinación de tiempo de la presente invención.
Una de dichas formas de realización alternativas es un receptor GPS convencional. Un receptor GPS convencional puede aprovecharse del conocimiento del tiempo local durante su búsqueda inicial de satélites que estén a la vista. Como ejemplo, los receptores convencionales recogen durante un periodo de tiempo, datos de posición aproximada del satélite con respecto al tiempo, o los denominados datos de almanaque. Esto permite que el receptor determine los satélites que están a la vista y sus Doppler respectivos, si el receptor tiene un conocimiento aproximado de su ubicación y su tiempo local. Sin el tiempo local, no se puede calcular el Doppler adecuado y la adquisición inicial del primer satélite GPS resulta típicamente muy larga.
Otra forma de realización alternativa de la presente invención implica un receptor GPS en el que se utiliza un enlace de comunicaciones para la transmisión de datos de posición del satélite con respecto al tiempo (los denominados datos de efemérides), tal como el correspondiente dado a conocer en la patente US nº 4.445.118 de Taylor et al. Dicho receptor puede determinar rápidamente su posición, o alternativamente puede determinar su posición con unas relaciones bajas de señal de entrada-ruido, sin leer directamente los mensajes de datos de satélites de las señales GPS recibidas. El conocimiento del tiempo local en dichas situaciones es necesario para calcular la posición de los satélites GPS en el momento de la transmisión o recepción de las señales GPS. Sin dicho conocimiento del tiempo, el error de posicionamiento, debido a una ubicación incorrecta del satélite, puede ser grande, especialmente si existen latencias largas en el enlace de comunicaciones.
Todavía otra forma de realización alternativa implica un receptor GPS en el que en el receptor GPS se miden únicamente tiempos relativos de llegada de los satélites GPS, o los denominados seudointervalos, y en el que dichos seudointervalos se transmiten a través de un enlace de comunicaciones hacia una estación de procesado remota (un "servidor") para completar el cálculo, tal como en la patente US nº 4.445.118. Nuevamente, el tiempo en el que se miden los seudointervalos se debe determinar y transmitir hacia la estación remota de procesado de manera que pueda calcular las posiciones de los satélites GPS en el momento de medición de dichos seudointervalos, o, de forma equivalente, las posiciones de los satélites GPS en los momentos de transmisión de las señales usadas para dichas mediciones de los seudointervalos.
Otra forma de realización alternativa implica un receptor GPS en el que datos no tratados de señales GPS se convierten en sentido descendente a una banda base adecuada, se digitalizan y se almacenan localmente en una memoria intermedia. A continuación estos datos, junto con la información del tiempo de recogida, se pueden enviar a través de un enlace de comunicaciones hacia una estación remota de procesado. A continuación la estación remota calcula seudointervalos a partir de estos datos, y utilizando la información de posición de los satélites en el momento de la recogida de los datos digitalizados (por ejemplo, a partir de su propio receptor GPS), calcula la posición del receptor remoto. Se dan a conocer ejemplos de este planteamiento en la Patente US nº 5.420.592 de Russell K. Johnson, y en la patente US nº 5.379.224 de Brown et al. Nuevamente, sin un conocimiento exacto del momento en el que se recogieron y almacenaron en la memoria intermedia los datos, el cálculo de la posición será erróneo, debido a errores en la ubicación de los satélites GPS correspondientes a los datos recogidos.
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Determinación del tiempo GPS de transmisión o recepción
Según una forma de realización de la presente invención, en los sistemas del Sistema de Posicionamiento Global que utilizan receptores combinados GPS/de comunicaciones, tales como el sistema ilustrado en las Figuras 1 y 2, el receptor GPS no obtiene un tiempo absoluto a partir de la señal de comunicaciones, sino que en su lugar, coordina su tiempo con una estación base GPS que le ayuda en la realización de los cálculos de la posición.
Si el sistema de comunicaciones ilustrado en la Figura 3 utiliza el estándar celular europeo GSM, el receptor GPS de la unidad móvil 302 puede medir, por ejemplo, el tiempo en el que mide seudointervalos con respecto a un marcador de tiempo de supertrama GSM. A continuación la estación base GPS 117 envía el tiempo absoluto correspondiente a este mismo marcador a través de la red celular hacia el receptor GPS, estableciendo esencialmente de este modo el tiempo absoluto en el receptor. Como alternativa, el receptor GPS puede enviar los datos de seudointervalo hacia la estación base GPS 117 a través del enlace celular junto con el tiempo de medición relativo al marcador de tiempo de supertrama. A continuación la estación base GPS 117 utiliza estos datos junto con los datos de posicionamiento por satélite (conocidos como efemérides), los cuales puede recoger de su propio receptor GPS 312 u otra fuente, para calcular la posición del receptor GPS remoto en la unidad móvil 302. Se observará que típicamente las tramas en estos sistemas pueden servir con el fin de una señalización de control para la señal de comunicación celular que usa o proporciona estas tramas. En cierto sentido, estas tramas dividen los datos que están siendo transmitidos en el sistema celular de comunicaciones.
El uso de mediciones de tiempo relativas con respecto a un indicador de tiempo y el cálculo de seudointervalos se usa también en otros sistemas telefónicos celulares, tales como los sistemas celulares analógicos. Uno de dichos sistemas analógicos es el estándar celular analógico norteamericano (AMPS). Durante una llamada telefónica, las señales se envían de un lado a otro entre la estación base y la estación móvil mediante modulación de frecuencia analógica (FM). Las señales de control se envían dejando en blanco la señal de FM (durante aproximadamente 50 milisegundos) y transmitiendo en su lugar una ráfaga de datos. La temporización de esta ráfaga se puede disponer de manera que esté en un límite específico (por ejemplo, un límite de un segundo); alternativamente los datos de ráfaga pueden proporcionar información de tiempo del día relativa al comienzo de la ráfaga. Ambos planteamientos proporcionarían una diseminación temporal a la manera descrita anteriormente para los sistemas de telefonía celular digital. Estos planteamientos requerirían cierta alteración del sistema AMPS ya que actualmente no se requiere una diseminación temporal exacta tal como la descrita anteriormente. Obsérvese que durante el establecimiento de una llamada, el sistema AMPS usa una transmisión continua de datos desde la estación base en canales de establecimiento, y por lo tanto los métodos descritos anteriormente para los sistemas celulares digitales se pueden aplicar a esta situación.
En el estándar celular CDMA IS-95, y estándares similares, el tiempo del sistema se transmite con respecto a marcadores específicos de temporización, tales como límites de tramas de sincronización. En estos sistemas, el receptor GPS remoto 202 puede que sea capaz de establecer el tiempo absoluto de un seudointervalo o la medición de la posición del satélite GPS realizada por la unidad remota. En este caso, no se confía en el tiempo relativo, y consecuentemente, no existe la necesidad de que tanto el receptor GPS 202 remoto como la estación base GPS 117 coordinen el tiempo.
La Figura 4A muestra la estructura de datos de un mensaje de canal de sincronización correspondiente al estándar celular norteamericano CDMA IS-95. Los datos de estos mensajes están contenidos en una serie de tramas de 96 bits, tales como la trama 402. Tres tramas constituyen una supertrama 404. En la Figura 4A se muestra un ejemplo de un mensaje de datos tal como en la zona 406. Estos datos incluyen un mensaje de tiempo del sistema (equivalente al tiempo GPS) más un tiempo 408 de compensación asociado al tiempo de transmisión de la señal de sincronización por parte de una estación base específica, tal como la estación base 117 de la Figura 1. El extremo de la supertrama que contiene el mensaje de canal de sincronización más un tiempo igual a cuatro supertramas adicionales es igual al tiempo del sistema más el tiempo de compensación (excepto para retardos de propagación pequeños desde la estación base hacia la unidad móvil). Por lo tanto, en la Figura 4, el tiempo 414 del sistema es igual al tiempo final 410 correspondiente a las tres supertramas que contienen el mensaje 406 del canal de sincronización más las cuatro supertramas 412 que vienen a continuación de este tiempo final 410, menos una cantidad de tiempo igual al tiempo 408 de compensación. El marcador 414 indica la medición del tiempo del sistema en relación con el mensaje 406 del canal de sincronización.
De este modo, sincronizándose con la señal de sincronización recibida y leyendo el mensaje de datos, el teléfono celular puede determinar de forma precisa el tiempo, típicamente en un intervalo de unos pocos microsegundos. Según una forma de realización de la presente invención, el receptor combinado 200 GPS/de comunicaciones incorpora un receptor GPS en un teléfono celular compatible con el sistema CDMA IS-95. El receptor de telefonía celular recibe la señal de sincronización de la estación base celular, y el procesador 212 dentro del receptor combinado 200 GPS/de comunicaciones realiza la determinación del tiempo. Esta información del tiempo puede ser usada por el receptor combinado 200 GPS/de comunicaciones para la determinación de la ubicación del receptor. Como alternativa, para situaciones en las que la operación de posicionamiento final se realiza en una estación base independiente, esta información de temporización se puede añadir a datos de posición GPS transmitidos desde el receptor combinado GPS/de comunicaciones hacia la estación base, tal como se ha descrito anteriormente con respecto a las Figuras 1 y 3.
La Figura 4B muestra la estructura de dados de un canal de tráfico correspondiente al estándar celular europeo GSM. El estándar GSM utiliza una técnica de Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA) para utilizar un canal de comunicación. En el sistema GSM, el tráfico de datos se inserta en forma de ráfagas en el canal en periodos específicos. Una ráfaga GSM dura 0,577 milisegundos. En la Figura 4B, se ilustra una ráfaga de datos en forma de un intervalo 430 de tiempo que contienen duraciones de 156,25 bits. Los datos de una ráfaga GSM están contenidos en dos subintervalos, consistiendo cada uno de ellos en 57 bits. Además cada ráfaga contiene bits de señalización para indicar el tipo de tráfico, y bits de aprendizaje que permiten que los receptores se sincronicen con la ráfaga.
Dentro de la jerarquía de mensajes GSM, ocho ráfagas de datos, o intervalos de tiempo, comprenden una trama GSM 428 de 4,615 milisegundos de duración; 26 tramas comprenden una multitrama GSM 426 de 120 milisegundos de duración; 51 multitramas comprenden una supertrama GSM 424 de 6,12 segundos de duración; y 2048 supertramas comprenden una hipertrama GSM 422 de 3,4816 horas de duración.
Las estructuras del canal de control de difusión GSM (para sincronización) y el canal de control común (para búsqueda y acceso) son similares a la estructura ilustrada en la Figura 4B, excepto que una multitrama contiene 51 tramas TDMA y una supertrama contiene 26 multitramas. De este modo la estructura de los canales de control es la opuesta a los canales de tráfico con respecto a la composición de las multitramas y supertramas.
Como el sistema GSM contiene marcadores de temporización bien preestablecidos en diversos instantes de tiempo, un teléfono celular o receptor se puede sincronizar con varios acontecimientos de sincronización y establecer una indicación de tiempo local. Por ejemplo, las multitramas de tráfico que se producen cada 120 milisegundos, o las supertramas que se producen cada 6,12 segundos, permiten que teléfonos celulares en el área de cobertura de la célula establezcan el tiempo a partir de radiodifusiones de la red transmitidas por la estación base celular.
En una forma de realización de la presente invención, el receptor combinado 200 GPS/de comunicaciones incorpora un receptor GPS en un teléfono celular compatible con el sistema GSM. El receptor de telefonía celular recibe una emisión de difusión generalizada de la red desde la estación base GSM que contiene un indicador de tiempo. El procesador 212 dentro del receptor combinado 200 GPS/de comunicaciones calcula el tiempo local en el teléfono celular manteniendo un contador e incrementando la indicación del tiempo en la señal de radiodifusión según el periodo de un acontecimiento sincronizado específico, tal como una supertrama o multitrama GSM. El contador se usa para mantener un recuento del número de tramas en relación con la indicación de tiempo. A continuación el tiempo calculado se puede añadir a datos procesados GPS (por ejemplo, seudointervalos) para permitir el cálculo de la posición del receptor, lo cual se puede realizar dentro del receptor combinado 200 GPS/de comunicaciones, o remotamente en una estación base GPS 106. La determinación de la posición del receptor se puede realizar localmente en el receptor si el receptor procesa información de posición de satélites GPS. Si la posición del receptor se determina remotamente, los datos procesados que incluyen la etiqueta de tiempo se transmiten hacia la unidad remota de procesado para completar el cálculo de la posición. Este planteamiento considera que las diversas transmisiones del emplazamiento celular están sincronizadas mutuamente en el tiempo de manera que la estación base y el receptor GPS pueden coordinar sus tiempos con respecto a la red cuando reciben transmisiones de emplazamiento celular de diferentes emplazamientos celulares. Esta sincronización no está siempre presente en el sistema GSM, ya que es opcional. Posteriormente se describe un método para superar esta limitación.
Los expertos ordinarios en la materia apreciarán que la técnica de determinación del tiempo local a partir de un acontecimiento sincronizado tal como una trama o multitrama de mensaje es aplicable a sistemas de comunicación que utilizan impulsos de tiempo, o similares, en lugar de una estructura de formación de tramas tal como en el GSM. En estos caos, la periodicidad del impulso se usa con un indicador de tiempo para obtener el tiempo local en el receptor combinado GPS/de comunicaciones.
Determinación de la posición de la unidad remota
La Figura 5A es una ilustración de un diagrama de flujo de un método según una forma de realización de la presente invención para la determinación del tiempo en un receptor combinado remoto GPS/de comunicaciones. El método de la Figura 5A se describirá en relación con un sistema combinado de comunicaciones GPS y celular tal como se ilustra en la Figura 3. La unidad móvil 302 contiene un receptor combinado GPS/de comunicaciones tal como se ilustra en la Figura 1, y se le hará referencia como unidad remota. En primer lugar la unidad remota 302 establece una comunicación con la estación base GPS 117 a través del enlace inalámbrico de comunicaciones, etapa 500. Según una forma de realización de la presente invención, este enlace inalámbrico de comunicaciones es un enlace telefónico celular. El sistema o estándar celular específico depende de la región en la que se despliegue el sistema ya que los estándares celulares varían entre los diferentes países y regiones. Después de que la unidad remota 302 haya establecido un enlace de comunicaciones, encuentra los límites de las tramas dentro de la señal de comunicaciones transmitida por el emplazamiento celular 304, etapa 502. Los límites de las tramas sirven como indicador de tiempo el cual es la base para obtener el tiempo relativo o absoluto relacionado con la adquisición de las señales GPS. En los sistemas celulares digitales habituales, los límites a encontrar se refieren típicamente a una supertrama u otro tipo similar de límite de datos. En los sistemas celulares analógicos habituales, los límites de las tramas típicamente no están disponibles, durante las conversaciones de voz. En su lugar, típicamente en vez de datos de voz se insertan ráfagas de datos, como señales de control. Estas pueden servir como límites de acontecimientos que proporcionan sincronización con el tiempo en el que se producen, bien sincronizando el momento en el que se producen con algún intervalo repetitivo (por ejemplo, en uno o cinco segundos límites) o bien transmitiendo datos que indican el tiempo en el que se producen.
En la etapa 504 la unidad remota 302 determina si los datos de tiempo están codificados en la señal de comunicaciones. Si el sistema celular utiliza el CDMA IS-95 o un estándar similar, el tiempo del sistema se transmite con respecto a marcadores de temporización específicos. No obstante, otros sistemas tales como el estándar GSM europeo no transmiten tiempo del sistema, y por lo tanto la periodicidad de las tramas proporciona la única indicación de temporización de datos. Si el sistema celular de comunicaciones proporciona temporización del sistema, un procesador dentro de la unidad remota 302 puede determinar el tiempo absoluto a partir de los datos de tiempo del sistema y los marcadores de temporización, etapa 508. Si el sistema celular de comunicaciones no proporciona temporización del sistema, se puede poner en marcha un contador interno de compensación y el mismo se puede mantener dentro de la unidad remota 302, etapa 506. Este contador interno de compensación se debería usar para proporcionar información de compensación de temporización a la estación base de manera que se facilite la determinación del tiempo con respecto a un marcador específico de temporización, el cual puede ser observado y etiquetado de forma similar por la estación base GPS 117.
En la etapa 510, la unidad remota 302 determina los datos de posición de los satélites para los satélites correspondientes que están a la vista. Los datos de posición de los satélites pueden comprender datos de coordenadas espaciales (x, y, z) para cada uno de los satélites. Como alternativa, los datos de posición de los satélites pueden comprender seudointervalos para cada uno de los satélites. Después de la determinación de los datos de posición de los satélites, la unidad remota almacena estos datos junto con la información adecuada del tiempo, etapa 512. Esta información del tiempo consta de la compensación de temporización generada en la etapa 506 para sistemas celulares que no transmiten información del tiempo del sistema. Como alternativa, la información de temporización puede ser el tiempo absoluto determinado en la etapa 508 para sistemas celulares que transmiten información de temporización dentro de la señal de transmisión. La información de la posición de los satélites y la información de tiempo almacenadas se transmiten a continuación hacia la estación base GPS 117 a través del enlace de comunicaciones, etapa 514. En la etapa 516, la unidad remota 302 determina si se requiere un punto de posición adicional. Si no se requiere un punto de posición adicional, el proceso de transmisión de la unidad remota finaliza. Si se requiere un punto de posición adicional, a continuación la unidad remota 302 determina si los datos de tiempo obtenidos a partir de la medición de tiempo anterior son antiguos, etapa 518. Típicamente, se puede usar un contador de compensación para la determinación de los datos de tiempo actuales a partir de datos anteriores si los datos anteriores son todavía fiables. Si los datos de tiempo son todavía válidos, el punto de posición subsiguiente se determina procediendo con una nueva determinación de la posición de los satélites, etapa 510. A continuación los nuevos datos de posición de los satélites y los datos originales de tiempo modificados por el valor actual del contador de compensación se almacenan en la unidad remota 302 y se transmiten hacia la estación base 117 a través del enlace de comunicaciones. En la etapa 518, si se determina que los datos de tiempo ya no son válidos, el proceso vuelve a comenzar en la etapa 502 en la que se extraen datos de tiempo nuevos de la señal de comunicaciones. Después de la determinación de los datos de tiempo y los datos de posición de los satélites nuevos correspondientes al punto de posición adicional, estos datos se transmiten hacia la estación base 117.
La Figura 5B es una ilustración de un diagrama de flujo de un método según una forma de realización alternativa de la presente invención para la determinación del tiempo en un receptor combinado remoto GPS/de comunicaciones. Tal como con la Figura 5A, el método de la Figura 5B se describirá en relación con un sistema combinado de comunicaciones GPS y celular tal como se ilustra en la Figura 3. En primer lugar la unidad remota 302 establece una comunicación con la estación base GPS 117 a través del enlace inalámbrico de comunicaciones, etapa 520. Con fines ilustrativos, se considerará nuevamente que este enlace inalámbrico de comunicaciones es un enlace telefónico celular. Según esta forma de realización alternativa de la presente invención, se considerará además que el tiempo absoluto no está contenido en la señal de comunicaciones, y que los límites de las tramas dentro de la señal se usan como indicadores de temporización para obtener el tiempo.
Una vez la unidad remota 302 ha establecido un enlace de comunicaciones, lee y almacena señales GPS recibidas de satélites GPS que están a la vista, etapa 522. En la etapa 522, la unidad remota encuentra también los límites de tramas dentro de la señal de comunicaciones transmitida por el emplazamiento celular 304. Se considera que las señales GPS se reciben simultáneamente con los límites de tramas de la señal de comunicaciones de manera que efectivamente no existe ningún retardo entre el indicador de temporización y la recepción real de la señal GPS. No obstante, en realidad puede existir algún tiempo de compensación entre el tiempo de recepción de una señal GPS y los límites de las tramas. Por ejemplo, si la señal GPS se recibe en medio de una trama, existirá una compensación de media trama antes del siguiente límite de trama que sirve como indicador de temporización. En algunos sistemas celulares, esta compensación puede ser suficientemente apreciable como para provocar un error significativo en el cálculo de la posición. En estos casos, la unidad remota 302 puede mantener un contador de retardo que se inicia al recibir una señal GPS y que mantiene un recuento del intervalo entre la recepción de la señal GPS y el límite de las tramas. Este contador de retardo debería contar en incrementos (por ejemplo, 10 milisegundos) suficientes como para resolver cualquier inexactitud introducida por el retardo.
En la etapa 524, la unidad remota 302 determina los datos de posición de los satélites para los satélites correspondientes que estén a la vista. Tal como se ha mencionado anteriormente, los datos de posición de satélite pueden comprender datos de coordenadas espaciales (x, y, z) para cada uno de los satélites, o pueden comprender seudointervalos para cada uno de los satélites. Después de la determinación de los datos de posición de los satélites, la unidad remota almacena estos datos junto con la información adecuada del tiempo, etapa 526. La información del tiempo en esta forma de realización alternativa consta del número de la trama cuyo último límite sirve como indicador de temporización. A continuación la información de posición de los satélites y el número de trama almacenados se transmiten hacia la estación base GPS 117 a través del enlace de comunicaciones, etapa 528. La estación base GPS 117 usa el número de trama para comparar tramas y sincronizar un recuento de manera que determina el tiempo absoluto.
En la etapa 530, la unidad remota 302 determina si se requiere un punto de posición adicional. Si no se requiere un punto de posición adicional, el proceso de transmisión de la unidad remota finaliza. Si se requiere un punto de posición adicional, a continuación la unidad remota 302 determina si los datos de tiempo, por ejemplo, la ubicación de los límites de las tramas, obtenidos a partir de la medición anterior del tiempo son antiguos, etapa 532. Si los datos del tiempo son todavía válidos, se determina el punto de posición subsiguiente procediendo con una determinación nueva de la posición de los satélites, etapa 524. En todos los casos consideramos que el contador de retardo está funcionando continuamente. A continuación los datos de posición de los satélites nuevos y los datos de tiempo originales (número de trama) se almacenan en la unidad remota 302 y se transmiten hacia la estación base 117 a través del enlace de comunicaciones. En la etapa 532, si se determina que los datos de tiempo ya no son válidos, el proceso vuelve a comenzar en la etapa 522 en la que se extraen datos nuevos de límites de tramas a partir de la señal de comunicaciones. Después de la determinación de los datos nuevos de límites de tramas y de posición de satélites para el punto de posición adicional, estos datos se transmiten hacia la estación base 117, etapa 528.
La Figura 6 es una ilustración de un diagrama de flujo de un método según una forma de realización de la presente invención para calcular la posición de un receptor combinado remoto GPS/de comunicaciones en una estación base GPS. Como con las Figuras 5A y 5B, el método de la Figura 6 se describirá en relación con un sistema combinado de comunicaciones GPS y celular tal como se ilustra en la Figura 3. La estación base GPS 117 recibe datos de satélites GPS y datos de tiempo GPS de un receptor GPS local 312, etapa 600. Si un receptor GPS local tal como el receptor GPS 312 no está disponible, la estación base GPS 117 puede recibir esta información de otras fuentes, tales como receptores GPS remotos que no sean la unidad remota 302. La estación base GPS 117 mantiene datos actuales relacionados con las señales GPS adquiridas y mantenidas por la fuente de señales GPS (por ejemplo, el receptor GPS 312). A continuación la estación base GPS 117 establece una comunicación con la unidad remota 302 a través del enlace de comunicaciones, etapa 602. Esta etapa establece el enlace de comunicaciones bidireccional entre la estación base 117 y la unidad remota 302 iniciado por la unidad remota 302 en la etapa 500 de la Figura 5A ó la etapa 520 de la Figura 5B.
En la etapa 604, la estación base GPS 117 etiqueta con tiempo los límites de las tramas de la señal de comunicaciones. Para garantizar una sincronización exacta, los límites de las tramas etiquetados con el tiempo por la estación base GPS 117 deberían tener una relación conocida con los límites de las tramas encontrados por la unidad remota 302 en la etapa 502 de la Figura 5A. Esto se puede realizar tal como se muestra en la Figura 3 en la que la estación base GPS 117 recibe muestras de las señales de comunicaciones bien desde un emplazamiento celular o bien desde un receptor celular (por ejemplo, un teléfono celular 314). En la etapa 606, la estación base GPS 117 determina si los datos de tiempo absoluto están codificados en la señal de comunicaciones. Si los datos de tiempo absoluto están codificados en la señal de comunicaciones, la estación base GPS 117 recibe los datos de posición de los satélites y el tiempo absoluto desde la unidad remota 302, etapa 610. Los datos recibidos en esta etapa se corresponden con los datos transmitidos por la unidad remota 302 en la etapa 514 de la Figura 5A, en la que el tiempo absoluto fue el calculado por la unidad remota 302 en la etapa 508. Si los datos de tiempo no están codificados en la señal de comunicaciones, la estación base GPS 117 recibe de la unidad remota (en la etapa 608) los datos de posición de los satélites, un identificador de un indicador de tiempo y el tiempo de compensación (si es que existiera) del indicador. Los datos recibidos en esta etapa se corresponden con los datos transmitidos por la unidad remota 302 en la etapa 514 de la Figura 5A, en la que el tiempo de compensación se obtiene a partir del contador interno de compensación iniciado por la unidad remota 302 en la etapa 506. Si la estación base GPS 117 recibe un tiempo de compensación como datos de tiempo, en la etapa 612, calcula el tiempo absoluto correspondiente a la unidad remota 302 basándose en el tiempo de compensación y el tiempo local, tal como se encontró anteriormente en la etapa 604. Se considera que la estación base 117 tiene un conocimiento preciso de su propio tiempo local a través del uso de su propia fuente de temporización (tal como un receptor GPS) o de datos de temporización suministrados a ella por otro enlace de comunicaciones (tal como un teléfono celular 314). Una vez que la estación base GPS 117 ha establecido el tiempo absoluto para la unidad remota, bien mediante cálculo interno de la etapa 612 o bien directamente a partir de la unidad remota 302 en la etapa 610, la estación base calcula la posición de la unidad remota 302 usando este tiempo absoluto y los datos de posición de los satélites recibidos de la unidad remota 302, etapa 614.
En una forma de realización alternativa de la presente invención correspondiente a la transmisión de datos de tiempo y GPS según la Figura 5B, la estación base GPS 117 recibe el número de trama correspondiente a los límites de trama de la señal de comunicaciones, etapa 608. Este número de trama, que fue transmitido por la unidad remota en la etapa 528 de la Figura 5B, sirve como indicador de temporización para el cálculo de la ubicación de la unidad remota. La estación base GPS 117 también puede recibir un recuento correspondiente a un contador de retardo si la señal GPS se recibió en la unidad remota 302 con una compensación entre el tiempo de recepción y los límites de las tramas, tal como se ha descrito anteriormente. La estación base GPS 117 compara el número de trama con la trama correspondiente que ha recibido de una fuente independiente de la señal de comunicaciones (por ejemplo, el teléfono celular 314). También tiene en cuenta cualquier compensación de retardo, y a continuación determina el tiempo absoluto correspondiente a la unidad remota 302 basándose en el número de trama y en cualquier retardo de compensación. Una vez que la estación base GPS 117 ha establecido el tiempo absoluto para la unidad remota, la estación base calcula la posición de la unidad remota 302 usando este tiempo absoluto y los datos de posición de los satélites recibidos desde la unidad remota 302, tal como se muestra en la etapa 614 de la Figura 6.
En algunos sistemas celulares el tiempo absoluto no está coordinado entre un emplazamiento celular y el siguiente, incluso aunque se puede mantener con una posición relativa considerable (es decir, una estabilidad elevada) dentro de una célula determinada. Por esta razón, puede que resulte difícil para un receptor GPS remoto coordinar su tiempo con una estación base GPS a no ser que la estación base GPS tenga acceso a la información de temporización del emplazamiento celular en el que está situada la unidad remota. En una forma de realización de la presente invención, este problema se resuelve parcialmente disponiendo de una serie de teléfonos celulares ubicados en cada célula de un área de cobertura a la que presta servicio un centro de conmutación celular. Cada uno de estos teléfonos determina la temporización de célula correspondiente a su célula específica. Si la célula asociada al receptor GPS remoto es conocida, en ese caso el tiempo absoluto para dicha célula se puede coordinar entre una estación base GPS y una unidad remota, con independencia de la ubicación de la unidad remota dentro de la célula.
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Transmisión de datos Doppler
Según una forma de realización alternativa de la presente invención, el método de la presente invención se puede usar conjuntamente con un método para reducir el tiempo de procesado debido al error Doppler en un receptor de un sistema de posicionamiento por satélites (SPS) que tenga un receptor de comunicaciones basado en una configuración celular, tal como se describe en la solicitud de patente US en trámite titulada "An Improved GPS Receiver Utilizing a Communication Link" de Norman F. Krasner presentada el 15 de abril de 1997 con el nº de serie 08/842.559. También se describen métodos para usar información Doppler transmitida hacia un receptor SPS que tiene un receptor celular en las solicitudes de patente US en trámite nº de Serie 08/612.582, presentada el 8 de marzo de 1996, y nº de serie 08/759.523 presentada el 4 de diciembre de 1996, llevando ambas solicitudes por título "An Improved GPS Receiver Utilizing a Communication Link"; ambas patentes se incorporan a la presente memoria como de referencia. Uno de los métodos incluye la determinación de una ubicación aproximada de un receptor GPS a partir de una fuente de información basada en una configuración celular. Esta ubicación aproximada se determina usando por lo menos una de entre una ubicación de un área de servicio celular que incluye un emplazamiento celular que es capaz de comunicarse con el receptor de comunicaciones basado en una configuración celular o una ubicación del propio emplazamiento celular. El método incluye además la determinación de un Doppler aproximado para al menos un satélite GPS con respecto al receptor GPS, en el que el Doppler aproximado se basa en la ubicación aproximada. Este Doppler aproximado se usa en el receptor GPS para reducir el tiempo de procesado bien en la determinación de por lo menos un seudointervalo para el por lo menos un satélite GPS, o bien en la adquisición de señales de por lo menos un satélite GPS.
Una forma de realización ejemplificativa de este método es un teléfono celular que incluye un receptor GPS. El teléfono celular funciona comunicándose con emplazamientos celulares, cada uno de los cuales están conectados a un centro de conmutación celular. Se puede realizar un mantenimiento de una base de datos, que representa una fuente de información basada en una configuración celular, en el centro de conmutación celular o en el emplazamiento celular o en una estación remota de procesado, la cual se puede denominar "servidor", y la misma se puede usar para la determinación de una ubicación aproximada del teléfono celular basándose en el emplazamiento celular (o área de servicio celular) con el que está en comunicación el teléfono celular. A continuación esta ubicación aproximada se puede usar para obtener un Doppler aproximado con respecto a los diversos satélites GPS que están transmitiendo señales GPS hacia el receptor GPS en el teléfono celular. A continuación este Doppler aproximado se transmite en una forma de realización desde el emplazamiento celular hacia el teléfono celular, y seguidamente se usa en el receptor GPS para reducir el tiempo de procesado debido a efectos inducidos por el Doppler en el receptor GPS.
Otra forma de realización de este aspecto de la presente invención es una estación de procesado de datos que incluye un procesador y un dispositivo de almacenamiento acoplado al procesador, y un transceptor acoplado al procesador. El transceptor está destinado a acoplar la estación de procesado de datos a un emplazamiento celular inalámbrico. El dispositivo de almacenamiento contiene información que especifica por lo menos un Doppler aproximado en un tiempo determinado para una ubicación aproximada que viene determinada por al menos una de entre una ubicación de un área de servicio celular que incluye el emplazamiento celular inalámbrico o una ubicación del propio emplazamiento celular inalámbrico. El transceptor recibe una información de emplazamiento que determina la ubicación aproximada, y el procesador determina un Doppler aproximado para por lo menos un satélite GPS que está a la vista de dicha ubicación aproximada. El Doppler aproximado se basa en la ubicación aproximada. El transceptor envía este Doppler aproximado hacia el emplazamiento celular inalámbrico que a continuación transmite el Doppler aproximado hacia un receptor de comunicaciones basado en una configuración celular que está acoplado a un receptor GPS.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un método para proporcionar una señal de oscilador local en un receptor de un sistema de posicionamiento por satélites móvil. El método incluye la recepción de una señal que tiene una frecuencia portadora y una señal de datos modulada sobre la frecuencia portadora, la extracción de una señal de referencia a partir de la señal de datos modulada sobre la frecuencia portadora, y el uso de la señal de referencia para proporcionar una señal de oscilador local de manera que se adquieran señales GPS de satélites GPS.
Otra forma de realización según este aspecto de la presente invención, es un sistema combinado de receptor GPS y de comunicaciones. El sistema de comunicaciones incluye una circuitería de adquisición y seguimiento que está acoplada a una antena para recibir las señales de comunicaciones. Esta circuitería de adquisición y seguimiento adquiere y realiza un seguimiento de la señal de datos que está modulada sobre una frecuencia portadora y proporciona una señal de referencia a partir de la señal de datos modulada sobre la frecuencia portadora. A continuación la señal de referencia se proporciona a un bucle de enganche de fase o a un sintetizador de frecuencias para generar una señal de oscilador local que se usa para adquirir señales GPS en el receptor GPS.
En otro aspecto de la presente invención, se describe un método para la determinación de una posición de un receptor GPS que tiene un transmisor basado en una configuración celular inalámbrica. Este método incluye la determinación de una ubicación aproximada del receptor GPS a partir de una fuente de información basada en una configuración celular. La ubicación aproximada viene determinada por al menos una de entre una ubicación de un área de servicio celular que incluye un emplazamiento celular inalámbrico el cual es capaz de comunicarse con el transmisor basado en una configuración celular o una ubicación del emplazamiento celular inalámbrico. El receptor GPS recibe una fuente de señales GPS y determina una pluralidad de datos de seudointervalo y transmite esta pluralidad de datos de seudointervalo hacia el emplazamiento celular inalámbrico. A continuación se calcula una posición del receptor SPS usando las señales GPS, la pluralidad de seudointervalos y la ubicación aproximada. En este método, la ubicación aproximada se usa para facilitar la convergencia del cálculo de la posición.
En otro aspecto de la presente invención se describe un método para proporcionar información Doppler a un receptor GPS. En este método, se determina una pluralidad de datos Doppler aproximados a partir de una ubicación aproximada. Esta ubicación aproximada se basa en por lo menos una de entre una ubicación de un emplazamiento celular inalámbrico o una ubicación de un área de servicio celular que incluye el emplazamiento celular inalámbrico. La pluralidad de datos Doppler aproximados está destinada a una pluralidad correspondiente de satélites. El método incluye además la difusión generalizada de la pluralidad de datos Doppler aproximados desde un transmisor celular inalámbrico del emplazamiento celular inalámbrico hacia una pluralidad de receptores GPS en una célula a la que presta servicio el emplazamiento celular inalámbrico. Típicamente, por lo menos en una forma de realización, a continuación el emplazamiento celular recibiría una pluralidad de seudointervalos y reenviaría estos seudointervalos hacia una estación remota de procesado en la que se calcula la posición del receptor GPS usando las señales GPS y los seudointervalos.
Todavía en otro aspecto de la presente invención, se describe un método para proporcionar información de satélites a un receptor GPS. Este método incluye la determinación de una ubicación aproximada a partir de una fuente de información basada en una configuración celular y la determinación de una pluralidad de datos de efemérides de satélites para una pluralidad correspondiente de satélites que están a la vista de la ubicación aproximada. El método incluye además la transmisión de la pluralidad de datos de efemérides de satélites desde un transmisor celular inalámbrico del emplazamiento celular inalámbrico hacia un receptor GPS en una célula a la que presta servicio el emplazamiento celular inalámbrico.
Todavía en otro aspecto de la presente invención, la ubicación aproximada, que se obtiene a partir de una fuente de información basada en una configuración celular, se usa para seleccionar un conjunto específico de datos de corrección GPS diferencial.
La Figura 7 muestra un ejemplo de una fuente de información basada en una configuración celular que en una forma de realización se puede mantener en un servidor GPS tal como la estación base 117 de servidor GPS mostrada en la Figura 3. Como alternativa, esta fuente de información se puede mantener en un centro de conmutación celular tal como el centro 308 de conmutación celular de la Figura 3 o en cada emplazamiento celular, tal como el emplazamiento celular 304 mostrado en la Figura 3. No obstante, típicamente, esta fuente de información se mantiene y se actualiza rutinariamente en el servidor GPS que está acoplado al centro de conmutación celular. La fuente 700 de información puede mantener los datos en varios formatos y se apreciará que el formato mostrado en la Figura 7 ilustra únicamente un ejemplo de este formato. Típicamente, cada conjunto de información Doppler en un tiempo específico 710, tal como el conjunto Doppler A1 en el tiempo T1 incluirá una ubicación o identificación correspondiente para un emplazamiento celular o un área de servicio. Por ejemplo, en el caso de los conjuntos Doppler A1 y A2 se dispone de una identificación correspondiente del área de servicio celular A así como de la latitud y la longitud correspondientes a éste área de servicio. Se apreciará que típicamente esta latitud y longitud serán una ubicación "promedio" que en general está situada de forma centrada dentro de la zona geográfica del área de servicio celular. No obstante, se pueden utilizar otras aproximaciones posibles particularmente cuando el área de servicio celular incluye terreno que no se usa. Tal como se muestra en la Figura 7, la fuente de información basada en una configuración celular incluye una columna que especifica el área de servicio celular, la columna 702, y una columna 704 que especifica una identificación o número de emplazamiento celular. Obsérvese que para el área de servicio celular A no existe ninguna especificación de la identificación o ubicación del emplazamiento celular y por lo tanto la ubicación aproximada se basa en una ubicación correspondiente al área de servicio celular y por ello los Doppler aproximados A1 y A2 se basan en esta ubicación dependiendo del tiempo específico del día designado por los tiempos T1 y T2. La columna 706 incluye una especificación de la latitud y la longitud correspondientes a la ubicación específica del área de servicio, y la columna 708 incluye una especificación de la latitud y la longitud correspondientes a la ubicación del emplazamiento celular específico dentro del área de servicio celular.
Aunque los métodos y aparatos de la presente invención se han descrito haciendo referencia a satélites GPS, se apreciará que los aspectos dados a conocer son aplicables igualmente a sistemas de posicionamiento que utilizan seudosatélites o una combinación de satélites y seudosatélites. Los seudosatélites son transmisores de base terrestre que retransmiten un código PN (similar a una señal GPS) modulado sobre una señal portadora de banda L, sincronizada generalmente con el tiempo GPS. A cada transmisor se le puede asignar un código PN exclusivo para permitir su identificación por parte de un receptor remoto. Los seudosatélites son útiles en situaciones en las que las señales GPS de un satélite en órbita pudieran no estar disponibles, tales como túneles, minas, edificios u otras áreas cerradas. El término "satélite", tal como se utiliza en la presente memoria, está destinado a incluir seudosatélites o equivalentes de seudosatélites, y la expresión señales GPS, tal como se utiliza en la presente memoria, está destinada a incluir señales de tipo GPS de satélites o equivalentes de seudosatélites.
En la descripción anterior, la invención se ha descrito haciendo referencia a una aplicación en el sistema de satélites de posicionamiento global (GPS) de los Estados Unidos. No obstante, debería resultar evidente que estos métodos se pueden aplicar igualmente a sistemas similares de posicionamiento por satélites, tales como el sistema ruso Glonass. El término "GPS" tal como se utiliza en la presente memoria incluye dichos sistemas alternativos de posicionamiento por satélite, incluyendo el sistema ruso Glonass. La expresión "señales GPS" incluye señales de sistemas alternativos de posicionamiento por satélites.

Claims (18)

1. Método para la determinación de la posición de un receptor móvil (302) de un sistema de posicionamiento global (GPS), estando dispuesto el receptor móvil GPS dentro de una célula (306) proporcionada por un emplazamiento celular (304) y estando acoplado a un dispositivo de comunicación celular de base celular que transmite y recibe señales de comunicación celular hacia y desde el emplazamiento celular (304), comprendiendo el método:
supervisar, mediante un aparato (117) remoto de dicho receptor móvil GPS (302), transmisiones de señales de comunicación celular correspondientes a las señales de comunicación celular recibidas por dicho dispositivo de comunicación celular de base celular de dicho emplazamiento celular (304);
determinar mediante dicho aparato (117) un tiempo del día de por lo menos un parte de dichas transmisiones;
recibir mediante dicho aparato (117), de dicho receptor móvil GPS (302), un tiempo relativo de medición de seudointervalos con respecto a un indicador de tiempo en las señales de comunicación celular recibidas por dicho dispositivo de comunicación celular de base celular de dicho emplazamiento celular;
determinar mediante dicho aparato (117) el tiempo de la medición de seudointervalos en el receptor móvil GPS (302) de dicho tiempo del día y dicho tiempo relativo;
determinar la posición de dicho receptor móvil GPS utilizando dicho tiempo determinado de la medición de seudointervalos.
2. Método según la reivindicación 1, en el que dichas transmisiones son señales telefónicas celulares y en el que dicho tiempo del día está determinado utilizando un tiempo GPS.
3. Método según la reivindicación 1, en el que dicho aparato (117) supervisa la información de trama transmitida por dicho emplazamiento celular (304) y en el que dicho tiempo del día está asociado con dicha información de trama.
4. Método según la reivindicación 3, en el que dichas señales de comunicación celular utilizan uno de entre el estándar del tipo comunicación celular GSM, un estándar del tipo TDMA o un estándar del tipo CDMA.
5. Método según la reivindicación 1, en el que el dicho aparato (117) contiene un teléfono celular.
6. Método según la reivindicación 2, que comprende asimismo la transmisión de dicho tiempo del día a dicho receptor móvil GPS (302).
7. Método según la reivindicación 1, que comprende asimismo la recepción mediante dicho aparato (117), de dicho receptor móvil GPS (302), las mediciones de seudointervalos.
8. Método según la reivindicación 1, que comprende asimismo la recepción mediante dicho aparato (117) de datos de efemérides de posicionamiento por satélite.
9. Método según la reivindicación 1, en el que dicha posición está determinada a partir de dicho tiempo determinado de medición de seudointervalos, mediciones de seudointervalos y datos de posicionamiento por satélite de efemérides.
10. Método para determinar la posición de un receptor (302) (GPS) de sistema de posicionamiento global móvil, estando situado el receptor móvil GPS en una célula (306) proporcionada por un emplazamiento celular (304) y estando acoplado a un dispositivo de comunicaciones celular de base celular que transmite y recibe señales de comunicación celular hacia y desde el emplazamiento celular (304), comprendiendo el método:
supervisar, mediante un aparato (117) remoto de dicho receptor móvil GPS (302), unas transmisiones de señales de comunicación celular correspondientes a señales de comunicación celular recibidas por dicho dispositivo de comunicación celular de base celular desde dicho emplazamiento celular (304);
determinar mediante dicho aparato (117) un tiempo del día de por lo menos un parte de dichas transmisiones;
transmitir mediante dicho aparato (117) dicho tiempo del día a dicho receptor móvil GPS (302).
11. Método según la reivindicación 10, en el que dichas transmisiones son señales telefónicas celulares y en el que dicho tiempo del día está determinado utilizando un tiempo de GPS.
12. Método según la reivindicación 10, en el que dicho aparato (117) supervisa la información de trama transmitida por dicho emplazamiento celular (304) y en el que dicho tiempo del día está asociado con dicho información de trama.
13. Método según la reivindicación 12, en el que dichas señales de comunicación celular utilizan uno de entre el estándar tipo comunicación celular GSM, un estándar tipo TDMA o un estándar tipo CDMA.
14. Método según la reivindicación 10, en el que dicho aparato (117) contiene un teléfono celular.
15. Método según la reivindicación 10, que comprende asimismo la determinación del tiempo de la medición de seudointervalos en el receptor móvil GPS (302) de dicho tiempo del día y de un tiempo relativo de una medición de seudointervalos con respecto a un indicador de tiempo en las señales de comunicación celular recibidas por dicho receptor móvil GPS de dicho emplazamiento celular (304).
16. Sistema para la determinación de la posición de un receptor (302) de un sistema de posicionamiento global móvil (GPS), estando situado el receptor móvil GPS dentro de una célula (306) proporcionada por un emplazamiento celular (304) y estando acoplado a un dispositivo de comunicación celular de base celular que transmite y recibe señales de comunicación celular hacia y desde el emplazamiento celular (304), comprendiendo dicho sistema:
un receptor acoplado a una antena, supervisando dicho receptor las transmisiones de las señales de comunicación celular correspondientes a las señales de comunicación celular recibidas por dicho dispositivo de comunicación celular de base celular desde dicho emplazamiento celular (304), por un aparato (117) remoto de dicho receptor móvil GPS (302);
un procesador acoplado a dicho procesador, determinando dicho procesador mediante dicho aparato (117) un tiempo del día por lo menos de una parte de dichas transmisiones:
un transmisor acoplado a dicho procesador, transmitiendo dicho transmisor dicho tiempo del día a un segundo aparato para determinar la posición de dicho receptor móvil GPS (302).
17. Sistema según la reivindicación 16, en el que dichas transmisiones son señales telefónicas celulares y en el que dicho tiempo del día está determinado utilizando una hora GPS.
18. Sistema según la reivindicación 16, en el que dicho segundo aparato es dicho receptor móvil GPS (302).
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