TWI338789B - A global positioning device, method and vehicle utilizing the same - Google Patents

Description

1338789 , * 第9612%80號之專利說明書修正本 修正曰期：99.11」 九、發明說明： ' 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於全球mD財關於可用 於全球定位系統之裝置、方法及使用全球定位系 通工具。 、，乂

L无丽技術J 全球定位系統（Global P〇sitioning，以 為GPS)接收器藉由接收並處理接收自Gps衛星之 訊號中的資訊來判斷GPS接收器自身的位置、速度 =間，GPS ·星係由美國政府放置於地球周圍軌：的衛 生。對於所有的衛星來說，來自每個衛星的⑽ 載之用於衛星空間位置以及载波鮮傳送時間的資^ 是相同的。來自每個衛星的資料覆蓋著虛擬隨機雜 (pseudo-random noise)碼’虛擬隨機雜訊碼用於 星。GPS接收器利用識別虛擬隨機雜訊碼以識 : 至少四個衛星的GPS訊號，並且藉由利 二 號到達接收器的相對時間、來自衛星的 == =間來解同步方程，以判斷GPS接收器自身：J傳 連度以及時間。 直 舉^來說’假設G p S接收器每i秒找到並更新 身的位置一次。如罢rpeew。 ’'目 能即時對並白身 接收器的移動速度過快，就不 .… 身行定位。若需即時地對該GPS接收哭 進仃定位’則需要增加其位置定位頻率。例如，二： 〇7)S，A328 丨 0TWF1 (20100903) 1338789 修正日期：99.Π.1 第96129580號之專利說明書修正本 收器每0.1秒定位並更新一次。但是更新的頻率增加的同 時也會增加電力的消耗。 【發明内容】 ^為解決以上技術問題，本發明提供了一種全球定位 系統裝置及其方法以及使用全球定位系統之交通工具。 本發明提供了-種全球定位系統裝置，包含天線以 及基頻單凡。天線’用以接收—無線訊號群組。基頻單 元’用以處理該無線訊號群組以產生位置訊號。位置气 號在每-時間間隔被更新，且時間間隔的持續時間根據 5玄全球定位系統裝置之—電池的—剩餘電量動態地改 及其：: 一種全球定位系統裝置，包含天線 —土 '早70。天線’用以接收-無線訊號群組，其中言 無線訊號群組係藉由至少兩個衛星提供。基頻單：，; 以；=無線訊號群組以產生位置訊號。位置訊號在4 隔被更新’且時間間隔的持續時間係4 偉丁生的數目動態地改變。 - 明提供了一種全球定位系統裝置，包含天心 及基：早：。天線’用以接收—無線訊號群組。基㈣ 理該無線訊號群組以產生位置訊號。位置、 號在母一時間間隔被更新， 據該，統裝置的 4明另楗供了一種用於全球定位系統裝置之力 〇7^8-A3281〇TWFI (20100903) 6 1338789 修正曰期：99.]].] 第96129580號之專利說明書修正本 法，接收一！線訊號群組。處理無線訊號群組以產生位 置訊號。在每一 S寺間間隔更新位置訊號，且時間間隔的 持續時間係根據該全球定位系統裝置之—電池的一剩餘 電量動態地改變。 ’' 本發明另_ 了 一種用於全球定位系統裝置之方 法，接收藉由至少兩個衛星提供之一無線訊號群组。處 理無線訊號群組以產生位置訊號。在每—時間間隔更新 位置訊號’且相間隔的持續時間係根據該些衛星 目動態地改變。 本發明另提供了 一種用於全球定位系統裝置之方 法，接收一無線訊號群組。處理無線訊號群組以產生位 在每—時間間隔更新位置訊號，且時間間隔的 ^病間純據該全球定㈣統裝置的— 地改變。 @心

本發W提供了 _制於提财向訊號至所述之全 球疋位系統裝置的交诵 00 ^ 、 具。基頻早兀根據處理結果以 及方向訊號產生位置訊號。 本U提供之全球定㈣絲置及其方法以及使用 位糸統之交通卫具，藉由動態地改變 統㈣時間間隔的持續時間，可以即時地對其自身二 订疋位’並可減少系純電力的消耗。 【實施方式】 為了讓本發明之目的、特徵、及優點能更明顯易懂 〇758-A328|〇TWF1(2〇1〇〇9〇3) 7 1338789 修正日期：99.11.1 第96129)80號之專利說明書修正本 下文何舉較佳實施例，並配合所附圖做詳細之說明。本 發明說明書提供不同的實施例來說明本發明不同實施方 式的技術特徵。其中，實施例中的各元件之配置係為說 明之用，並非用以限制本發明。且實施例中圖式碑號之 =:係為了簡化說明’並非意指不同實施二 弟]圖為本發明-實施例之全球定位系統⑹心】 P〇sn_lng System，以下簡稱為gPS)裝置之示意 裝置⑽包含天線⑵以及基頻單元122。天線】2i用以 接收然線讯號群έ且。力太破# 丨士 , 4，·且在本貝把例中，天線⑵持續接收 炻生1〜丨14提供的無線訊號群組。在某些實施例中， ，線121可根據控制訊號（圖中未標示）來決定是否接收 無線訊號群組。控制訊號係由基頻單元12 狀態時’天線121不接收無線 。u.、且。土頻單a 122處理無線訊號群組以產生位置 =么。在每個時間間隔，位置訊號皆被更新。時間間 一持績期間動態地改變以控制在1秒的週期内基頻單 =22產生的位置訊號&的次數，或Gps裝置⑽的位 據在本實施例中，時間間隔的持續時間係根 、 衣置_的移動速度或料方向、GPS裝置】〇〇 的剩餘電量、或衛星的數目來改變。 展置 η, Γ二根據域頻單元122產生的兩組位置訊號可 于s衣置]00的移動速度。tGPS裝置]00的移動 ^7^8-A328)0TWFI(20100903) 8 1338789 第96129580號之專利說明書修正本 修正曰期：99.11.1 iff超過了預設值，時間間隔的持續時間將減小以更伊 =PSiV。。的位置^。第2A圖= 要頻早凡22在1秒週期内產生之位置訊號^GPS; 置刚之移動速度的映射函數之示意圖 的移動速度超過】。〇千米/小時，在1秒週期内= 10次位置訊號。換言之，基頻單元】每二 / , _人位置訊號。因此’ GPS裝置100的位

頻率為10赫茲（以下表示為H 動速度大致為50千米/小時，衣置]〇〇的移 ⑵產生5次位置訊號。換;二基， 產生：次位置訊號。因此’ GPS裝置1〇〇的位：定：:; J二·。:的來說，Gps裝置]〇。的移動逮度越快，、 土頻早7L 122產生的位置訊號的位置定位頻率越 2B圖顯示了對應於基頻單元122在】秒週期内產^ : f:5虎與⑽裝置100之移動速度的另-映射函數之干 “。7:裝置100的移動速度小於預設值，例如2。 ^小…在…週期^基頻單幻以生卜欠位置 訊號==例:*=二的持續時間對應於無線 時,單衛星提供线訊號群組 "員早兀122不月b產生位置訊號&。因 隔的持續時間增加以減少電力 ：間間 應於基頻單…！秒週期内產生二== 數目的映射函數之示意圖。提供無線訊號群組的衛= 0758-A328!0TWFl(2(MOO9〇3) 9 1338789 第96129580號之專利說明書修正本 杈正日期：99.11.1 目越多，無線訊號群組的強度越大。當藉由四個衛星提 供無線訊號群組時，在丨秒週期内，基頻單元]彦生 10次位置訊號。因此，GPS裝置〗00的位置定位~頻^為 1 0Hz。當藉由兩個衛星提供無線訊號群組時，基頻單元 122停止產生位置訊號。因此，Gps裝置1〇〇的位置定: 頻率為0Hz。在某些實施例中，當藉由兩個衛星提供無 線訊號群組時，基頻單元122在較長時間間隔内產生一 次位置訊號。換言之，GPS裝置1GG的位置定位頻率為 大於0Hz的最小頻率。 如第1圖所示，GPS裝置1〇〇更包含射頻單元]23, 導航單元124，地圖單元125，以及處理單元126。在某 些實施=中，GPS裝置】〇〇根據用戶的需要選擇性地包 含射頻單元123，導航單元124，地圖單元125，以及處 理單元126中的一個或其組合。 射頻單元123耦接於天線以及基頻單元〗22之 間，用以轉換無線訊號群組。基頻單元122接收藉由射 ，單元]23產生之轉換訊號以產生位置訊號。因為基頻 單7L 122藉由時間間隔產生位置訊號s[，所以射頻單元 123藉由此時間間隔產生轉換訊號。在本實施例中，當接 收到由基頻單元]22所提供的控制訊號So時，射頻單元 I23轉換無線訊號群組以產生轉換訊號Ssl-。

‘航單元]24根據位置訊號SL以及由地圖單元】25 f供的地圖貧訊SD在顯示面板（圖中未顯示）上顯示gPS 裝置1〇〇的位置。顯示面板不僅顯示地圖，也顯示GPS 0758-A328I0TWF1 (20100903) 1338789 第96129580號之專利說明書修正本 修正曰期99.1L] •裝置】00的位置。因此，用戶 “ • 的移動路徑。 P 4後得GPS裝置1 〇〇 田urs衮置1〇〇沿 線路徑或曲線路徑移動，—牷移動時，例如沿著直 到基頻單元】22以改變時門i几:兀】24提供控制訊號Sc

置100的交通工具沿著第：、圖。假設使用GPS裝 因為移動路徑是受到_，所㈣的方向移動。 多個段及，移動的路徑可被分：二以 P2，以及結束段p3。 千又"笮間段 在開始段Ρ]，GPS奘番1 πλ k ,,^ ,,. 、置00的移動方向改變的可能 性逐步減小’以致基頻單元122在 ’' 訊號的次數逐步減小，< 時 / 生位置 ^ m L 禹蚪間間隔的持續時間逐步辦 加。因此，GPS裝置]00的位詈宏仞相玄 J仅置疋位頻率逐步減小。右 中間段P2，GPS裝置1〇〇移動方θ 在 以致基頻單元122在1秒 & h哎硝内產生位置訊號的次數保 持在-個預设值。因此’減小了 GPS裝置1GG的位 位頻率。在某些實施例中’在此種情況下，基頻單元⑵ 停止產生位置訊號。因此，GPS裝置】00的位置定位頻 率為零。在結束段P3，GPS裝置_的移動方向改變的 可能性逐步增加，以致基頻單元〗22在】秒週期内產生 位置訊號的次數逐步增加，或時間間隔的持續時間逐步 減小。因此，GPS裝置1 〇〇的位置定位頻率逐步增加以 獲得GPS裝置100的準確位置訊息。 0758-A32810TWF1 (20100903) 丄JJO/〇y 第96129580號之專利說明書修正本 修正曰期：99.】1.】 第4B圖顯示了對應於基 產峰之仿荖1 %卞 貝早兀122在】秒週期内 之位置汛唬與只有—個路徑的映射函數之 在開始段P]，GPS裝置】〇〇的位置 ％、圖。 A 7U , ^ M置疋位頻率逐步從10Hz :二在令間段P2’GPS裘置〗。。移動方 較低，因此’裝置100的位置 2Hz。在結束段P3，因. 、手干符马 口為GPS裝置】〇〇移動方向改變的 "性較〶’位置訊號的產生頻率增加。因此，GPS裝 置_的位置定位頻率逐步從2Hz增加為贿。、 弟二圖顯示了對應於基頻單元i22在 ==號與只有—個路徑的另-映射函數之示意 GPS Μ㈣4B圖相似’不同點在於’在中間段P2 GG的位置定位頻率並不是料不變的。如第 圖：示，當GPS裝置1〇〇移動至中間段p2的開始段， 裝置刚的位置定位頻率保持為2Hz，並且接下來 s裝置I 00的位置定位頻率減小到。當肥裝置 〗〇〇移動至中間段P2❸結束段，Gps裝置⑽的位置定 位頻率從0Hz增加為2Hz。 ▲由地圖單元125(如第j圖所示）提供的地圖資訊，沿 _路徑移動的汽車的位置可藉由ν*τ來判斷，其中 ^為=車的速度且Τ為時間週期。汽車的速度可藉由汽 載可的速度偵測為來獲得。V可以是關於時間的函數。 也就是說，V可以隨著時間的變化而變化。汽車移動的 、:的的積分。因此，在此種情況下不需進 行位置定位’且位置定位頻率可以為紐z。 0758-A32810TWF] (20100903) 1338789 修正日期：99.11.1 第96129580號之專利說明書修正本 以定、個實施财，如果—個物體(例如-輛汽車) 、k度Vc移動，總的移動路徑為Vc *丁。，宜此 汽車在巡游模式（cruise m〇d ' 一 去气鱼户— ㈣車會以定速度移動。 ====:::。，訊… 位置定位。肥裝置⑽在汽車㈣星進行 獲得定速度vc。定速度Vcl4==速度巡游模式前 定。ΓιΡς壯$ “ VG错由先雜置定位資訊來決 圖資訊來據定速h、消耗時間丁、以及地 式’^裝…新開始 據⑽某=列:：:置100的位置定位頻率根 定。如第!圖所示：=:f(圖中未顯示)來決 =間隔的持續時間根據偵測結果：二 π:預設值時，時間間隔的持續時間減=: 時間延長。如果…it 值’時間間隔的持續 以選擇解除此功能，而；位則用戶可 量較低的情況下仍然保持先率在電池的剩餘電 弟5圖顯示了對應於基頻單元】2 2在"少 置汛唬與電池剩餘電量土同 電池的剩餘電量為75%時 、射;;不思圖。當 產生]〇次位置訊號，心，頻…22们秒週期内 一飞基頻早兀122每〇.]秒產生—次 0758-A32810TWF] (20100903) 1338789 修正曰期：99,11. 第96129580號之專利說明書修正本 位置訊號。因此，GPS裝置100的位置定位頻率為〗OH。 當電池的剩餘電量為25%時，基頻單元】22在]秒週期 内產生2次位置訊號，或基頻單元122每〇 5秒產生一夕 位置訊號。因此，GPS裝置】⑻的位置定位頻率為2H^ 總的來說’在1秒週期内產生位置訊號的次數 是固定的。GPS裝置⑽的時間間隔的持續時間可 $⑽裝置_的移動速度、移動方向、電池的剩餘^ 里、以及热線訊號群組的強度之至少1中—者矛夬… 果GPS裝置】。。的移動速度、電池的剩： ^Μ群組的強度均低於其各自的預設值，則藉 土頻早兀所產生位置訊號的次數將減少，或時間間^日 的持續％間將增加。因此，由於位 以電能消耗也降低。 疋位頻率降低’所 本案所屬技術領域中具有通f知識者當可理解到， 某些硬體製造商可能會以不同的 因此在理解本案說明書全文（包括申請 時不應以名稱的差異來作為區分元件的方^ 元件在功能上的差異來作為區分的標準，^ 所稱之「預設值」一詞並非為某—特定的固 ，值」可根據不同的實施例以及不同的實際 定。 、不 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上， 以限定本發明，任何熟習此技蓺者，在、 精神和範圍内，當可作各種之i動與^脫 ^ , .UU V, ^ .. 々 〇 J l % 呼同一個元 專利範圍） ，而應該以 外，本案中 定值，「預 需求預先設 然其並非用 離本發明之 因此本發明 0758-A328! 0TWF1 (20100903) 1338789 第％丨29580號之專利說明書修正本 修正日期：99.1].] 之保護範圍當視後附之申請專利範 圍所界定者為準 【圖式簡單說明】 弟1圖為本發明—實 意圖。 施例之全球定位系統裝 置之示

弟2A圖顯示了對應於基頻 a ^ ^ ^ 、 凡一在]秒週期内 之位置说唬只全球定位系統裝置1〇 映射函數之示意圖。 夕動逮度的 第2Β圖顯示了對應於基 產生之位且況號與全球定位系 另一映射函數之示意圖。 頻單元122在】秒週期内 統裝置】00之移動速度的

弟^圖顯示了對應於基頻單生之t置崎與衛絲目的^產 弟4A圖為全球定位么 口第-圖顯示了 =示意圖。 產生之位置訊號與只有—二:=，内 產生之位置摩應f基頻單元122在1秒週期内 圖。 —有-個路徑的另一映射函數之示意 頻單元122在】秒週期内產 生之位置訊物㈣餘電量的編數之示= 【主要元件符號說明】 100〜GPS裝置； 122〜基頻單元； 0758-A32S1〇TWF1(2010〇V〇3) 】2】〜天線； i23〜射頻單元； 1338789 第96] 29580號之專利說明書修正本 修正日期：99.11.1 124〜導航單元； 125〜地圖單元； 12 6〜處理單元； 111、112、113、114〜衛星。 0758-A32810TWF1 (20100903) 16

Claims (1)

1. 修正日期：99.】1.1 第96129580號之專利說明書修正本 十、申請專利範圍： 種全球定位系統裝置，包含： 天線，用以接收一無線訊號群組；以及 土頻單元，用以處理該無線訊號群組以產生一 =二中該位置訊號在每一時間間隔被更新，以及該時 間間隔的持續時間係根據該全球定位系統裝置之一電 一剩餘電量動態地改變。 範圍第1項所述之全球定位系統裝置， 持«，該時間間隔的 3.一種全球定位系統裝置，包含： 天線，用以接收一無線訊號群組， 群㈣藉由至少兩個衛星提供’·以及 “'線。域 ❹，ίΓ早兀’用以處理該無線訊號群組以產生-位置 二姓Ϊ位置訊號在每—時間間隔被更新，以及該時 間間&的持續時間係根據該些衛星的數目動態地改變。 其，= = ==項球定位_置， 續時間減少。赵過—料值時，該時間間隔的持 5，一種全球定位系統裝置，包含： 天線，用以接收一無線訊號群組；以及 m?卢，單7°用以處理該無線訊號群組以產生一位置 m:;二亥位置訊號在每—時間間隔被更新，以及該時 間間^的持績時間係根據該全球定位系統裝置的一移動路 0758-A328]〇TWF1(2〇j〇〇9〇3) 17 修正日期：99.] 1.1 第⑹29580號之專利說明書修正本 徑動態地改變。 如中請專利範圍第5項所述之 其中當該全球定位系統裝 一糸“置 該時間間隔的持續時間。D ^ 4動時，增大 更包二利乾圍第5項所述之全球定位系統裝置， 二SC單:據該位置訊號以及地圖資訊提供- 里二St利範圍第7項所述之全球定位系統裝置， 變％間間隔的持續時間係根據該控制訊號動態地改 H用於提供—方向訊號至如 所述之全球定位系、統裝置的交H 5項 據該處理結果以及該方向訊號產生該位置崎Γ頻早讀 丨0.-種用於全球定位系統裝置之方法，包含： 接收一無線訊號群組； 處理該無線訊號群組以產生-位置訊號；以及 士在每^時間間隔更新該位置訊號，其中該時間間 ，繽：間係根據該全球定位系統裝置之_電池的一剩餘 量動態地改變。 ’'電 11·如申請專職㈣1Q項賴之•全球定位 衣置，U ’其中當錢池的_電量超過—預設值時， 減小該時間間隔的持續時間。 ' 12·—種用於全球定位系統裝置之方法，包含： 接收藉由至少兩個衛星提供之一無線訊號群組； 18 0758-A32810TWF1 (20100903) 第96129580號之專利說明書修正本 紅日期：州U 處理，，線訊號群組以產生一位置訊號；以及 士在每日才間間隔更新該位置訊號，其中該時間間隔的 、'貝日寸間係根據該些衛星的數目動態地改變。 13.如中請專利範圍第】2項所述之用於全較位系統 T去#中當该些衛星的該數目超過-預設值時， 減少該時間間隔的持續時間。 η.-種用於全球m絲置之方法，包含： 接收—無線訊號群組； 處理該無線訊號群組以產生一位置訊號；以及 在每—時間間隔更新該位置訊號，其令 持續時間係根㈣全収㈣統裝 純 改變。 私勤路杈動態地 ]5.如申請專利範圍第14項所述之用於入 裝置之方法，其中當該全球定位系統裝置沿統 移動時，增大該時間間隔的持續時間。 早一方向 0758-A3281OTWFI (20100903) 19 1338789 第96129580號之圖式修正頁 修正日期：99.11.1 涵

   〇 to 1338789 第96129580號之專利說明書修正本 修正日期：99.11.1 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第1圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 100〜GPS裝 置； 121 - ‘天 線 ， 122〜基頻單 元； 123- -射 頻 — 早兀 124- -導航單 元； 125〜地 圖 XJO — 早兀 126〜處理單 元； 111 1 12、1 13、 114〜衛星。 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 0758-A32810TWFK20100903)