TWI321763B - Method for updating ephemeris data of global positioning system - Google Patents

Description

16459twf.doc/g 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種全球定位系統（Global Position System，GPS)星曆資料之更新方法，且特別是有關於一 種可自動從GPS星曆資料伺服器更新GPS星曆資料之 GPS星曆資料之更新方法。 【先前技術】 全球衛星定位系統，簡稱GPS ,是由美國發展的一套 精確衛星導航定位計劃。此全球衛星定位系統共具有26 顆人造衛星分佈在6個軌道上運轉，每個執道間互呈55 ，角，使得全球衛星定位系統的使用者在地球上的任何 h•、地，若無地形或建物設施遮蔽，皆不受天候的影響， 而可接收到4〜8顆衛星的訊號而加以定位。利用此一太空 時代的科技’任何人都可輕易地制正確的位置 時間。 GPS發展計晝是由美國國防部主持，再加上運輸部參 ^旦並將此技術轉移至民間使用，應用在導航定位、精密 =里、姿態及標準時間等相關作業上。Gp s是結合衛星及 B^技術m統，能提财使时精確枝、速度及 的二牛G!s的應用已廣泛存在於目前市場，隨著衛星科技 偏GPS技術及商機亦正迅速地發展，GPS早期 車輛，單位，其目的針對軍事用途，例如戰機、船艦、 3二Γ攻擊標的物的精確度定位等。時至今日，聊 、。間做為疋城用，這項結合太空衛星與通訊技 16459twf.doc/g 16459twf.doc/g 機 術的科技’在民間市場已蓬勃的展開’除了能提供精確的 定位之外’對於速度、時間、方向及距離亦能準確的提供 訊息，運用的範圍相當廣泛，GPS的確充滿著無限的^ 但是在目前的GPS定位中，導航設備必須在空曠地區 (天空及周遭無遮蔽物）才能透過導航設備上之Gps天線 接收GPS衛星所傳來之衛星信號，下載星曆資料，當Gps 星曆下載完成後，才能取得足夠的資料完成第一次定位， 此過程稱為冷啟動（cold start)。而這樣的定位過程，大 約需要45秒〜2分鐘不等的時間，而如果在收訊非常差的 地區’此花費的時間將可能更長。 然而，這些所下載的GPS星曆資料是具有時效性 的，因為天上的GPS衛星不是固定的，同一個GPS衛星 每天約會繞行地球兩週，以SiRF GPS module為例，所有 GPS星曆資料的有效保存時間是4小時，若是中間沒有進 行更新動作，則原始的GPS星曆資料在經過4小時後，就 失去了定位參考的價值’因此必需要再重新的進行一次 cold start過程’但這種必需周期性的更新Gps星曆資料的 過程，卻又相當的花費時間。 因此’近一兩年來已有人開發出以具有整體封包無線 電服務（General Packet Radio Service，GPRS)的泛歐數 位式行動電話系統（Global System for Mobile Communications，GSM)手機來作定位。而利用手機來作 定位的方式，一般稱為輔助全球衛星定位系統（Assisted I6459twf.doc/g GPS星曆資料。 依照本發明的較佳實施例所述，其中上述之導航設備 係以最後所更新之⑽歸㈣重新搜尋全球定位衛星。 /依照本發明的較佳實施例所述，其中上述之預設時間 係指導航設備内之GPS星曆資料的有效時間。 /依照本發明的較佳實施例所述，其中上述之導航設備 係以間隔時間的方式搜尋GPS星曆伺服器。 依照本發明的較佳實施例所述，其中上述之導航設備 更另外包括了微處理器，此微處理器用以進行倒數預設時 間。 依照本發明的較佳實施例所述，其中上述之網路介面 係指無線網路介面。 依照本發明的較佳實施例所述，其中上 係指藍芽網路介面。 依照本發明的較佳實施例所述，其中上述之導航設備 係使用無線網路方式進行下載動作。 隸發明的較佳實施例所述，其中上述之導航設備 係使用^牙網路方式進行下載動作。 沾备t本t明的較佳實施例所述，其中上述之導航設備 馮：關可以疋關閉的狀態，而當此導航設備的系統電 Λ GPS星曆資料之更新方法係在導航設備 糸統之背景進行所有的下載動作。

次111採用自GPS星層資料祠服器下載GPS星磨 貝4可在GPS星曆資料時間失效時，自動由GPS 16459twf.doc/g 星曆伺服器下載並更新GPS星曆資料，而導航設備則可以 經由更新後的GPS星曆資料再重新搜尋全球定位衛星，以 減少導航設備接收資料的時間’進而縮短c〇ldstart所花費 的時間。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂’下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 本發明所提出之GPS星曆資料之更新方法，其最大之 特徵在於此更新方法可以在GPS星曆資料時間失效時，自 動由GPS星曆伺服器下載並更新GPS星曆資料，讓導航 設備可以依據此更新後的GPS星曆資料重新搜尋全球定 位衛星，以縮短在傳統上更新GPS星曆資料上的時間。 請參照圖1 ’其繪示係依照本發明所提出之一種GPS 星曆資料之更新方法的步驟流程圖。其中，如熟悉此技藝 者可以輕易知曉，導航設備可以是智慧型手機（Smart

Phone)、個人數位助理（personai Digital Assistant，PDA) 或行動電話（mobile phone)，但均不以此為限。 首先，在步驟S101中，此導航設備已經啟用，並且 在導航設備内亦已經完成下載目前最新之GPS星曆資 料，例如在本發明之較佳實施例中，此導航設備可以是已 經完成例如是冷開機（cold start)動作等一連串的初始化 動作。 此時，假設導航設備失去了 GPS衛星的訊號，則在步 16459twf.doc/g ，S103中’此導航設備會開始倒數一預設時間。其中’ 剛述之預設時間可以是此GPS星曆資料的有效時間。例 如’在先前技術中所提及的，SiRF Gps m〇dule的GPS星 曆資料有效保存時間是4小時’因此’在本實施例中，此 預設時間即可以設定為4小時。 當上述之預設時間已經倒數完畢還未接收到GPS衛 星的訊號時’則導航設備内之GPS星曆資料已經失效。此 時，本發明會進行步驟S104 ,就是告知系統，也就是告知 導航設備之中央處理器此一訊息。 在步驟S105中’導航設備會開始以内建的網路介面， 開始搜尋附近是否有GPS星曆資料伺服器，以準備進行 GPS星曆資料的更新動作。 在步驟S107中’當導航設備搜尋到GPS星曆資料伺 服器時’會從GPS星曆資料伺服器進行一下載動作。也就 是從GPS星曆資料伺服器上下載最新的星曆資料，以便如 步驟S109所述’更新GPS導航設備内的GPS星曆資料。 圖2繪示係依照本發明所提出另一種GPS星曆資料之 更新方法的步驟流程圖。請參照圖2 ’本發明又提供了另 ~種的實施例。 同樣的，在步驟S201中，導航設備會如同圖1之步 驟S101所述的已經被啟用，並且在導航設備内亦已經完 成下載目前最新之GPS星曆資料。 接著’在少驟S203中’假設使用者將導航設備關閉。 此時，在少驟S205中，本發明會開始倒數一預設時間。 16459twf.doc/g 在較佳的實施例中，上述的導航設備除了中央處理哭 之外，還可以包括另一個微處理器，用來獨立執行步& S205的導航動作。藉此，導航設備就不用中央處理器來進 行計數的工作。 當計數完預設時間後’在步驟S207中，微處理哭會 喚醒系統，並且在步驟S209中，系統會開始搜尋Gp°s°i 曆伺服器。由於此時導航設備還是處於關機狀態，因此上 述所有的動作可以是在系統的背景進行工作。^就是說， 在導航設備會以最少而必要的硬體來執行上述的動而 不會啟動其他不必要的功能。 當導航設備搜尋到GPS伺服器時，會在步驟S2U中， 從搜尋到的GPS伺服器騎—讀動作，如關κ S107所述的内容。 接著’在步驟S213中 導航設備會藉由從GPS星曆 词服器情T制最新GPS絲㈣來更新本身 的GPS星曆資料。 f本實施财’上述所提及的Gps星層f湘服器， ^由全球定位系統接收機自動負責接收最新之Gps星 =料，並儲存在自身所内建的儲存裝置中， =隨而前述之GPS星曆資料至少包含 拎 钌、置群集等貧訊，而此GPS星曆資料可 d進GPS接收機搜尋衛星的速度。 技蔽i: 說明的gps星曆#料舰器，如熟悉此 食° V 〇曉，此GPS星曆資料伺服器可以例如是 1321763 16459twf.doc/g 由導航設備之使用者自行所架構，或服務商所從事之商業 行為’但均不以此為限。 ” 此外，g導航ax備在進行搜尋GPS星曆資料飼服 時，並不會持續的進行搜尋，而是會以間隔時間的方式^ ，行此搜尋的動作。也就是說，當導航設備進行完一次搜 尋GPS星曆資料伺服器的動作而沒有搜尋到時，會隔一段 時間後才會再搜尋一次。其次，此導航設備之内建網路^ 面，可以是無線網路介面，亦可以是藍芽網路介面。而當 此導航設備已經透過内建網路搜尋到附近的Gps星曆資 ，词f器時’導航設備即可以準備自此GPS星曆資料飼服 器進行下载動作以更新原絲有的Gps星曆資料。 而如前所述，此導航設備在下載更新GPS星曆資料的 時，’此導航設備可透過自身所内建的網路連接至GPS星 ，資料伺服益，然後自Gps星曆資料伺服器中下載最新的 PS星曆資料至導航設備。 一然而，此GPS星曆資料伺服器為服務商所從事之商業 jit ’服務商可以例如是在多個區域架設這樣的GpS星 服器’而使用者在透過網路連接時，其為設計讓 ί線至最靠近使用者之GPS星層資料飼服器，以 確保使用者可以得到正確的GPS星曆資料。 ㈣Ϊ本發明之較佳實施例中’導航設備進行GpS星曆資 式可以方法-,’其更新的下載方 …、線網路方式，或者是以藍芽網路方式進 丁戟更新的動作，但均不以此為限。 16459twf.doc/g 另外，除了上述所說明的更新方法之外，此 由::主機所連結的網路系統搜尋GPS星:資 湘服’场仃⑽星㈣料的更新。其中 利用導航錢與電腦主機間之—通訊模式， 星曆資料。而上述所說明的通訊模式可以例如是| Ϊ 有線傳輸模式’且此無線傳輸模式可以例： 疋紅外線傳輸、無線電傳輸或藍芽傳輸。 而且’此電腦主機所進行的更新步驟亦可分為同步動 作與非同步動作二者之—。其中，如果是同步動作時，即 表示當導航設備在已經與冑耻機連雜，再使電腦主機 連線至GPS星曆資料舰器，而在電駐機接收到最新的 GPS星曆資料的同時’導驗備亦馬上自電腦主機下載 GPS星曆資料。反之，非同步動作則為電腦主機先從挪 星曆貧料舰器下載與儲存GPS星㈣料後，導航設備再 連線至電腦主機’且再自電腦主機下載Gps星曆資料。 ，後’在步驟S107之中，當導航設備已經完成了 Gps 星曆資料的更新後，導航設備係可以利用此更新的Gps星 磨資料進行搜尋並完成定位所需要之四顆全球定位衛星的 動作。而在導航設備搜尋到四顆全球定位衛星後，其即可 自全球定位衛星接收衛星定位信號。接著，導航設備則可 以星定位彳§號作解碼，以得到導航設備所在位置之定 位貝料’進而根據此定位資料（例如是經度、緯度、相對 位移速度、相對位移方向角度等等）透過導航設備中之⑽ (地理資訊系統）地圖上顯示所在位置。 1321763 16459twf.doc/g 綜上所述，本發明之GPS星曆資料之更新方法，其玎 以在GPS星曆為料失效時，自動由GpS星曆伺服器下載 更新GPS星曆資料，而導航設備則可以經由更新後的GpS 星曆貧料再重新搜尋全球定位衛星。其中，在由Gps星 曆祠服③下載更新GPS星曆資料的過程當巾，係以透過一 般的網路連線方式下載G P S星曆f料，而在網路如此發達 的今日，對於網路連線的取得是相當容易的，亦即，在可 以連接上網路的地方，即可輯行下載Gps星曆資料，而 且其下載的速度亦會比傳統的方式m外，由於導航 設備是從GPS星曆資料伺服器中所儲存的⑽星層資料 ^丁更新’因此當使用者處於GPS訊號收訊狀態不佳的地 [時’同樣可以改善接收GPS星㈣料所花#的時間。 限定Γΐί發Γ6以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 毛月任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 鲁 當可作些許之更動與潤飾，因此本 =圍§視後附之申請專利範騎界定者鱗。 Ί 【圖式簡單說明】 更新本圖發明所版-細星曆資料之 更新發明所提出另星物之 【主要元件符號說明】 吻導航設備，同時此導航設備已下載最新之 14 1321763 16459twf.doc/g 5103 :倒數一預設時間 5104 :通知系統 S105 ..GPS星曆伺服器進行一下载動作 .更新GPS導航設備内之Gps星曆資 層^01 :啟用導航設備’同時此導般設備已包含咖星

開始搜尋一 GPS星廣伺服器 S107 S109 S203 :關閉導航設備 S205 :喚醒系統 S209 :開始搜尋一 GPS星曆伺服器 S211 :自GPS星曆伺服器進行一下载動 S2i3:更新GPS導航設備内之⑽星層資料

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Claims (1)

1321763 16459twf.doc/g 7. 如申請專利範圍第1項所述之GPS星曆資料之更新 方法，其中該網路介面係一無線網路介面。 8. 如申請專利範圍第1項所述之GPS星曆資料之更新 方法，其中該網路介面係一藍芽網路介面。 9. 如申請專利範圍第1項所述之GPS星曆資料之更新 方法，其中該導航設備係以一無線網路方式進行該下載動 作。 10. 如申請專利範圍第1項所述之GPS星曆資料之更 新方法，其中該導航設備係以一藍芽網路方式進行該下載 動作。 11. 如申請專利範圍第1項所述之GPS星曆資料之更 新方法，其中該導航設備之系統電源係關閉狀態。 12. 如申請專利範圍第11項所述之GPS星曆資料之更 新方法，其中該GPS星曆資料之更新方法係在該導航設備 系統之背景進行工作。 13. 如申請專利範圍第1項所述之GPS星曆資料之更 新方法，其中該導航設備具有一中央處理器和一微處理 器，而該導航設備係使用該微處理器倒數該預設時間。 17