TWI386677B - 衛星導航接收器、控制衛星導航接收器之方法及衛星導航裝置 - Google Patents

衛星導航接收器、控制衛星導航接收器之方法及衛星導航裝置 Download PDF

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TWI386677B
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Hongzhang Wang
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Maishi Electronic Shanghai Ltd
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    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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Description

衛星導航接收器、控制衛星導航接收器之方法及衛星導航裝置
本發明係關於一種衛星定位系統,特別是關於一種衛星導航接收器及其控制方法。
衛星導航系統(例如,全球定位系統(GPS)),支援衛星導航接收器(例如,GPS接收器)根據衛星信號決定衛星導航接收器的位置。全球定位系統可包括由超過24個繞地球軌道操作的GPS衛星所組成的衛星群。在地球表面的一特定時間和一特定地點,可有至少四個GPS衛星為可視。每一GPS衛星在一預設頻率下連續地播送GPS信號。GPS信號包含衛星的時間和繞軌道運行的資訊。GPS接收器可同步接收至少四個GPS衛星所發送的GPS信號。根據至少四個GPS衛星的時間和繞軌道運行的資訊,可計算出GPS接收器的地理座標,包括:經度、緯度和海拔高度。
目前,車輛和電子設備(例如:個人數位助理(PDA)和行動電話)可配備有GPS接收器。GPS接收器可包括多個擷取通道和追蹤通道,並可操作在一增強(boost)狀態或一正常狀態。在增強狀態下,所有的擷取通道和追蹤通道被致能,以擷取和追蹤GPS衛星。如果追蹤到超過四個衛星,GPS接收器可切換到正常狀態。在正常狀態下,僅有一或兩個通道可被致能。如果部分被追蹤的GPS衛星的GPS信號遺失,GPS接收器可切換回增強狀態。然而,現 有技術中的GPS接收器的電能損耗相對較高。
本發明提供一種可操作在複數個操作狀態的衛星導航接收器,包括一處理單元,根據複數個衛星信號定位該衛星導航接收器,並根據該衛星導航接收器的一速度分別設定該複數個操作狀態的複數個持續時間;以及耦接於該處理單元的一電源管理介面,可操作為根據該複數個持續時間切換該衛星導航接收器於該複數個操作狀態間。
本發明還提供一種控制一衛星導航接收器的方法,該方法包括以一處理單元根據複數個衛星信號定位該衛星導航接收器;根據複數個操作狀態之複數個持續時間切換該衛星導航接收器於該複數個操作狀態間;以及根據該衛星導航接收器的一速度設定該複數個持續時間。
本發明還提供一種衛星導航裝置,包括一可操作在複數個操作狀態的衛星導航接收器,包括一追蹤模組,根據複數個衛星信號提供複數個衛星的擷取和追蹤資料;以及一耦接於該追蹤模組的機器可讀媒體,並儲存第一複數個指令碼和第二複數個指令碼,該第一複數個指令碼可以一處理器執行以根據該擷取和追蹤資料提供一座標信號,該第二複數個指令碼可以該處理器執行以根據該衛星導航裝置的一速度分別設定該複數個操作狀態的複數個持續時間;以及一耦接於該衛星導航接收器的顯示器,根據該座標信號顯示該衛星導航裝置的一位置。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發明將結合實施例進行闡述,但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反,本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。
本發明實施例係透過以一般文字來描述以電腦可使用的媒體形式(例如,程式模組)存在且透過一或多個電腦或其他設備來執行之電腦可執行指令。一般來說,程式模組執行特定的工作或執行特定抽象資料型態,程式模組包含常規(routine)、程式、物件、元件、資料結構等等。程式模組的功能將因各種不同實施態樣而有所結合或分配。以下部分詳細描述係以程序、邏輯方塊、步驟、以及其他代表電腦記憶體內之資料位元之運算之符號表示之。這些描述與表述係為資料處理技術領域中具有通常知識者用以傳達其工作實質內容的最有效方式。在本發明中,一程序、一邏輯方塊、一步驟或其他等等,被認定為以一串順序一致之步驟或指令以產生一所需之結果。這些步驟係需要將物理量(physical quantities)做物理處理(manipulation)。雖然並非必要,但通常這些物理量採用了電信號或磁信號的形式俾使在電腦系統中儲存、傳送、結合、比較等等。
然而,這些相似的用語皆與適當的物理量有關,且僅僅是在這些物理量上標上方便辨識之標示。除非特別強調,否則顯然從以下述描述可知,在本發明中,這些“定位 (locating)”、“切換(switching)”、“設定(setting)”等等之用語係參考電腦系統或其他類似之電子計算裝置之動作及步驟,這些動作及步驟將代表電腦系統中暫存器及記憶體內之物理量處理並切換為其他類似於代表電腦系統記憶體或暫存器內或其他諸如資訊儲存器、傳送或顯示裝置內之物理量之資料。
舉例來說,電腦可用之媒體可包含電腦儲存媒體及通訊媒體,但不以此為限。電腦儲存媒體包含以任何方式或技術實施以儲存例如電腦可讀之指令、資料結構、程式模組或其他資料之可變(volatile)/不可變、可移除/不可移除的電腦儲存媒體。電腦儲存媒體包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、電子式可抹除可程式唯讀記憶體(EEPROM)、快閃記憶體或其他記憶體技術,光碟(CD-ROM)、數位多功能磁碟(DVD)或其他光學儲存,卡式磁帶(cassettes)、磁帶(tape)、磁碟、或其他磁式儲存或其他可用於儲存資料之媒體,但不以此為限。
通訊媒體可使用電腦可讀指令、資料結構、程式模組或其他調變資料信號上之資料,例如載波或其他傳輸機制,且包括任何資訊傳送媒體。術語「調變資料信號」意指具有一或多組特徵組,或以例如在該信號上加密之資訊加密方法而改變之信號。舉例來說,通訊媒體包括例如有線網路或以直接線路相連之有線媒體,或例如音響的(acoustic)、無線射頻(radio frequency,RF)、紅外線及其他等等無線媒體,但不以此為限。上述媒體之結合亦包含在電腦可讀媒體之範圍中。
此外,在以下對本發明的詳細描述中,為了提供針對本發明的完全的理解,提供了大量的具體細節。然而,於本技術領域中具有通常知識者將理解,沒有這些具體細節,本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中,對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述,以便於凸顯本發明之主旨。
本發明的實施例提供了一種衛星導航接收器,可根據衛星信號計算該衛星導航接收器的地理位置和速度。衛星導航接收器,例如,全球定位系統(global positioning system,GPS)接收器,包括一處理單元和一電源管理介面。優點在於,衛星導航接收器可操作於複數個操作狀態。例如,衛星導航接收器可在工作狀態和休眠狀態之間切換。當衛星導航接收器被切換至休眠狀態時,衛星導航接收器的電能損耗可降低。此外,處理單元包括一導航模組,根據衛星導航接收器的速度調節工作狀態和休眠狀態的持續時間。因此,當衛星導航接收器的移動較快時,處理單元可提高地理位置的更新頻率。因此,衛星導航接收器定位的精確度可得到提高。為便於說明,本發明將在GPS接收器的背景下進行闡述。然而,本發明並不侷限於此,且可用於其他種類的衛星導航接收器。
圖1A所示為根據本發明一實施例的GPS裝置100的方塊圖。在圖1A的實例中,GPS裝置100包括天線107、GPS接收器116和功能模組132。天線107用於接收由複數個GPS衛星所發送的GPS信號103,並提供GPS信號103給GPS接收器116。
在一實施例中,GPS接收器116包括處理單元118和時間產生器120。處理單元118用於處理GPS信號103,並據此定位GPS裝置100。處理單元118分析從GPS信號103中得到的擷取和追蹤資料,以判定GPS裝置100的位置資訊,例如地理座標和速度。耦接於處理單元118的時間產生器120可為即時時間單元,但不以此為限。時間產生器120用於提供參考時間156給處理單元118。處理單元118可使用參考時間156來計量GPS信號103從對應衛星到GPS接收器116的傳播時間。
圖1B所示為根據本發明一實施例的處理單元118的方塊圖。圖1B中與圖1A中標號相同的元件具有類同的功能。圖1B將結合圖1A進行描述。
在圖1B的實例中,處理單元118包括低雜訊放大器(low noise amplifier,LNA)160、射頻(radio frequency,RF)前端162、複數個通道164和處理器166。低雜訊放大器160用於過濾和放大GPS信號103。RF前端162用於將類比之GPS信號103轉換為數位GPS衛星資料170。
通道164可接收GPS衛星資料170,並可藉由分析GPS衛星資料170擷取和追蹤GPS衛星。在一實施例中,通道164包括擷取(acquisition,ACQ)通道和追蹤(tracking,TRK)通道。通道164可被劃分為複數個通道組。每個通道組包括一個擷取通道和一個追蹤通道,並可被指定處理來自對應GPS衛星的資料。更具體而言,擷取通道可根據GPS衛星資料170擷取對應的衛星。例如,擷取通道可分析GPS衛星資料170,並判定對應的衛星是否在GPS接收 器116的視野內(對GPS接收器116為可視)。如果擷取通道擷取到對應的衛星,對應的追蹤通道可用於追蹤該衛星。如果該衛星被追蹤到,追蹤通道提供擷取和追蹤資料給處理器166。因此,不同的GPS衛星可分別由不同的通道組擷取和追蹤。
處理器166可為中央處理器(central processing unit,CPU)、微處理器、數位信號處理器或其他可讀取和執行程式指令的裝置。在一實施例中,處理器166可執行儲存在機器可讀媒體中的機器可執行指令,並可根據對擷取和追蹤資料的分析配置擷取通道和追蹤通道。
在一實施例中,處理器166可使用參考時間156從擷取和追蹤資料中提取測距碼(例如:粗擷取(Coarse/Acquisition,C/A)碼)和導航資料。測距碼包含偽隨機雜訊碼(pseudorandom noise code,PN或PRN碼),用於識別對應的衛星。每一個衛星包含唯一的偽隨機雜訊碼。被追蹤的GPS衛星和GPS裝置100之間的偽距離可從測距碼中獲得。導航資料可包括GPS的日期和時間、表示對應衛星的位置的星歷資料(ephemeris data)和表示所有衛星的資訊和狀態的萬年曆資料(almanac data)。被追蹤的GPS衛星的地理座標可從導航資料中獲得。因此,根據擷取的偽距離和與至少四個GPS衛星相關的地理座標,處理器166可計算出GPS裝置100的地理座標。
在一實施例中,處理器166還可根據該計算結果產生表示GPS裝置100的地理座標的座標信號105。處理單元118可包括其他元件,且不侷限於圖1B的實例。
如圖1A所示,功能模組132可應用座標信號105完成複數個與GPS有關的功能。在一實施例中,GPS裝置100還包括顯示器134,例如液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)螢幕。顯示器134耦接於功能模組132,用於根據座標信號105顯示GPS裝置100的位置。例如,功能模組132可執行顯示功能,其根據座標信號105在顯示器134上顯示GPS裝置100的地理座標。此外,功能模組132還可執行地圖功能,其根據座標信號105在顯示器134所顯示的地圖上凸顯GPS裝置100的位置。
處理單元118由系統電源108供電。在一實施例中,GPS裝置100包括電源供應單元106,操作為接收來自外部電源102的電能,且據此提供系統電源108給GPS接收器116。更具體而言,在一實施例中,外部電源102可為交流/直流適配器,用於提供直流電能。電源供應單元106可為低壓差線性穩壓器(low drop-out linear voltage regulator,LDO),用於將該直流電能轉換為適合對處理單元118供電的電壓的系統電源108。
時間產生器120由電池電源110供電。在一實施例中,GPS裝置100還包括電池109,用於提供電池電源110。由於時間產生器120和處理單元118分別由不同的電源供電,二者可獨立工作。在一實施例中,時間產生器120由電池電源110供電,以計算GPS接收器116的操作狀態(例如:GPS接收器116在系統電源108與處理單元118被切斷時的休眠狀態)的持續時間。
在一實施例中,GPS接收器116還包括耦接於處理單 元118和時間產生器120的電源管理介面122。電源管理介面122可操作為產生複數個開關信號以控制GPS接收器116的電源和通道。更具體而言,電源管理介面122可產生電源開關信號152,以控制系統電源108。電源供應單元106可接收電源開關信號152,並據此控制系統電源108。另外,電源管理介面122可產生電池開關信號154,以控制電池電源110。在一實施例中,電池109經由開關SW耦接於時間產生器120。因此,開關SW可根據電池開關信號154導通或關斷電池電源110。此外,電源管理介面122可產生通道開關信號150,以控制通道164。在一實施例中,處理單元118提供一個或複數個系統時間給通道164。處理單元118可根據通道開關信號150藉由切換導通/關斷對應系統時間而致能或除能通道。
在一實施例中,GPS裝置100還包括耦接於GPS接收器116的控制器130,可操作為根據系統需求或使用者要求提供複數個控制信號,例如軟體控制命令124和硬體控制信號(例如:FORCE_ON信號126和PME信號128)。在一實施例中,控制器130可包含於GPS接收器116中,且不侷限於圖1A的實例。
在一實施例中,控制信號,例如軟體控制命令124,是由安裝在控制器130的機器可讀媒體中的導航軟體程式產生。導航軟體程式可包括使用者介面(user interface,UI),用於與使用者互動,及機器可執行指令碼,用於根據系統需要或使用者需求產生軟體控制命令124。在一實施例中,電源管理介面122經由通用匯流排,例如通用非 同步接收/發送(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)匯流排,耦接於控制器130。通用匯流排可將導航軟體程式產生的軟體控制命令124傳送給GPS接收器116。
在一實施例中,控制信號,例如軟體控制命令124或硬體控制信號,亦可因回應硬體動作而產生。在一實施例中,控制器130可監測一個或複數個按鈕(例如:GPS裝置100上的按鈕)的狀態,並可根據該狀態產生控制信號。例如,如果GPS裝置100上的FORCE_ON按鈕被使用者按下,控制器130可產生有效/失效的FORCE_ON信號126以切換系統電源108之導通/關斷。此外,如果GPS裝置100上的關閉(shut-down)按鈕被按下,控制器130的導航軟體程式可產生關閉控制命令。
此外,在一實施例中,控制器130可監視顯示器134的狀態,並據此產生硬體控制信號。例如,如果顯示器134被關斷(例如,被使用者關斷),控制器130可產生失效電源管理事件(power management event,PME)信號128。電源管理介面122可根據失效PME信號128除能處理單元118之通道164。如果顯示器134被開啟,控制器130可產生有效PME信號128。電源管理介面122可根據有效PME信號128致能處理單元118之通道164。
在一實施例中,電源管理介面122可藉由產生複數個開關信號,例如:電源開關信號152、電池開關信號154和通道開關信號150,切換GPS接收器116於複數個操作狀態之間。操作狀態包括但不侷限於,一個或複數個工作狀態、休眠狀態和關閉狀態。
更具體而言,在一實施例中,當處理單元118和時間產生器120都被供電時,GPS接收器116進入工作狀態。因此,GPS接收器116持續工作在工作狀態下。當處理單元118被斷電而時間產生器120被供電時,GPS接收器116進入休眠狀態。因此,處理單元118停止工作。時間產生器120繼續產生可用於計算休眠狀態的持續時間的參考時間156。當處理單元118和時間產生器120都被斷電時,GPS接收器116進入關閉狀態。因此,處理單元118和時間產生器120都停止工作,且在關閉狀態下不消耗電能。
在一實施例中,GPS接收器116的工作狀態包括增強狀態、正常狀態和閒置狀態,但不以此為限。在工作狀態下,根據電源開關信號152和電池開關信號154,處理單元118和時間產生器120都被供電。此外,根據通道開關信號150控制通道164。例如,處理單元118可根據通道開關信號150致能或除能通道164的一個或複數個系統時間。
在增強狀態下,包括擷取通道和追蹤通道在內的所有的通道164都被致能。在正常狀態下,預設數目的通道164被除能,其他通道仍然致能。在閒置狀態下,所有的通道164都被除能。處理單元118中的其他元件繼續操作。例如,在閒置狀態下,處理單元118除能所有通道164的系統時間。儘管處理單元118被供電,在閒置狀態下,通道164中的所有通道都停止工作。在閒置狀態下,處理單元118停止追蹤GPS衛星,但可產生座標信號105。由於所有的通道164在閒置狀態下都被除能,GPS裝置100的電 能損耗可得以降低。
為切換GPS接收器116在不同的操作狀態間,電源管理介面122可接收來自控制器130的控制信號,例如:軟體控制命令124和硬體控制信號,並可據此產生開關信號,例如:電源開關信號152、電池開關信號154和通道開關信號150。此外,電源管理介面122可根據系統需要自動切換GPS接收器116在不同的操作狀態之間。例如,電源管理介面122可監測通道164的狀態,並根據該狀態自動切換GPS接收器116在增強狀態、正常狀態和閒置狀態之間(將在圖4中詳細描述)。電源管理介面122還可使用參考時間156來計算操作狀態(例如休眠狀態)的持續時間。如果該操作狀態超過預設時間,電源管理介面122可自動將GPS接收器116切換到其他狀態,例如增強狀態。在此情況下,電源管理介面122可在沒有控制器130控制的情形下操作。
在一實施例中,GPS裝置100可操作在多種操作模式,例如:連續定位模式、間歇定位模式和需求定位模式。控制器130可選擇不同的操作模式以控制GPS接收器116操作在不同的操作狀態,例如:增強狀態、正常狀態、閒置狀態和休眠狀態(將在圖2~圖6中詳細描述)。
優點在於,GPS接收器116可根據使用者需求或系統需要操作在不同的操作狀態。因此,GPS裝置100的效率可得到提高。此外,當GPS接收器116操作在閒置狀態、休眠狀態或關閉狀態時,GPS裝置100的電能損耗可被降低。
圖2所示為根據本發明一實施例的GPS裝置100的操作模式的實例。圖2將結合圖1A進行描述。GPS裝置100的操作模式可包括連續定位模式204、間歇定位模式210和需求定位模式216。在一實施例中,圖2中的流程可由儲存在機器可讀媒體中的機器可執行指令來完成。
在連續定位模式204下,GPS接收器116被致能操作在工作狀態(例如:增強狀態、正常狀態或閒置狀態)而不進入休眠狀態。因此,在連續定位模式204中,處理單元118持續操作,例如,計算GPS裝置100的地理座標。
在間歇定位模式210下,GPS接收器116被致能交替操作在具有第一預設時間T1的工作狀態和具有第二預設時間T2的休眠狀態。例如,控制器130的導航軟體程式可提示使用者設定操作時間和休眠時間。GPS接收器116可根據操作時間操作在工作狀態一段時間T1,然後根據休眠時間操作在休眠狀態一段時間T2。
在需求定位模式216下,GPS接收器116操作在工作狀態一段時間T3,然後操作在休眠狀態直到電源管理介面122接收到來自控制器130的用於啟動GPS接收器116的信號為止。例如,控制器130的導航軟體程式可提示使用者設定操作時間。GPS接收器116可根據操作時間操作在工作狀態一段時間T3。當時間T3結束,GPS接收器116進入休眠狀態。在休眠狀態下,電源管理介面122可產生失效電源開關信號152以切斷系統電源108。如果GPS接收器116需要操作,例如,如果FORCE_ON按鈕被按下,則控制器130產生控制信號,例如,FORCE_ON信號,以 啟動GPS接收器116。一旦接收到FORCE_ON信號,電源管理介面122可產生有效電源開關信號152,以據此恢復系統電源108。
在一實施例中,控制器130預定(by default)為選擇連續定位模式204。例如,如果GPS裝置100被供電或冷啟動(cold booted),GPS裝置100可進入預定的連續定位模式204。在另一實例中,如果對時間產生器120供電的電池109被更換為新的電池,GPS裝置100可自動切換到連續定位模式204。
在一實施例中,控制器130可選擇GPS裝置100的操作模式,例如,根據使用者指令進行選擇。舉例說明,如果GPS裝置100的移動速度較快及/或處於一個不熟悉的環境,及/或如果GPS信號103相對較弱或不穩定,控制器130可將GPS裝置100切換到連續定位模式204。如果GPS裝置100不需要持續追蹤GPS信號,例如GPS裝置100處於相對簡單的環境,GPS裝置100可被致能為工作在間歇定位模式210或需求定位模式216。
因此,GPS裝置100的操作模式可根據來自控制器130的控制信號進行切換。例如,在轉換過程206中,根據控制器130中的導航軟體程式產生的軟體控制命令124可將GPS裝置100從連續定位模式204切換到間歇定位模式210。類似地,在轉換過程208中,可根據來自控制器130的軟體控制命令124或有效FORCE_ON信號126將GPS裝置100切換回到連續定位模式204。其他轉換過程,例如轉換過程218、220、212和214可用類似的方式致能。
圖3所示為根據本發明一實施例的GPS接收器116在圖2中連續定位模式204下的示例性操作狀態。圖3將結合圖1A、圖1B和圖2進行描述。在一實施例中,圖3中的流程可由儲存在機器可讀媒體中的機器可執行指令來執行。
在連續定位模式204中,GPS接收器116被致能操作在一個或複數個工作狀態而不進入休眠狀態。該工作狀態包括增強狀態302、正常狀態314和閒置狀態308。在圖3的實例中,電源管理介面122可根據控制器130的控制信號切換GPS接收器116的操作狀態於增強狀態302、正常狀態314和閒置狀態308之間。
如果控制器130致能連續定位模式204,GPS接收器116可進入預定的增強狀態302。此外,如果顯示器134被開啟或控制器130接收到用於將GPS接收器116切換到增強狀態302的指令(例如:來自使用者的指令),控制器130可產生控制信號以觸發轉換過程306或316。例如,控制器130可產生有效PME信號128。據此,電源管理介面122可產生通道開關信號150以致能所有的通道164。例如,GPS裝置100可提供12個擷取通道和14個追蹤通道。在增強狀態302,12個擷取通道和14個追蹤通道都被致能。因此,GPS接收器116進入增強狀態302。
如果控制器130接收到將操作狀態切換到正常狀態314的指令(例如:來自使用者的指令),控制器130可產生用以觸發轉換過程310或318的控制信號。舉例說明,如果在增強狀態302下有至少預設數目的GPS衛星(例 如:四個或更多的GPS衛星)被追蹤到,控制器130可產生用以觸發轉換318的控制信號。電源管理介面122可產生通道開關信號150以致能通道164中的部分通道。例如,四個追蹤通道被致能以追蹤GPS衛星,其他的追蹤通道和所有的擷取通道被除能。因此,GPS接收器116進入正常狀態314。
如果GPS裝置100的顯示器134被關斷或控制器130接收到用於將GPS接收器116切換到閒置狀態308的指令(例如:來自使用者的指令),控制器130可產生控制信號,例如:失效PME信號128,以觸發轉換過程304或312。據此,電源管理介面122可產生通道開關信號150以除能所有的通道164。因此,GPS接收器116進入閒置狀態308。
圖4所示為根據本發明一實施例的GPS接收器116操作在連續定位模式204下的操作流程圖400。圖4將結合圖1A、圖1B和圖2進行描述。在一實施例中,圖4中的流程400可由儲存在機器可讀媒體中的機器可執行指令來完成。
電源管理介面122可根據系統需求自動切換GPS接收器116於不同的操作狀態間。在圖4的實例中,電源管理介面122監測通道164,並根據通道164的狀態切換GPS接收器116在閒置狀態308、正常狀態314和增強狀態302之間。
在步驟402中,控制器130選擇連續定位模式204。在步驟404中,GPS接收器116預定進入增強狀態302。
在步驟406中,電源管理介面122監測通道164。如果至少預設數目的GPS衛星(例如:四個或更多的GPS衛星)被追蹤到,電源管理介面122在步驟414中可自動將GPS接收器116切換到正常狀態314。在正常狀態314,追蹤衛星的追蹤通道繼續操作,其他通道例如擷取通道和其他無效追蹤通道被除能。據此,在一實施例中,GPS接收器116不擷取GPS信號但持續追蹤可視GPS衛星。
在步驟416中,如果GPS接收器116遺失對GPS衛星的追蹤,電源管理介面122在步驟404中可自動將GPS接收器116切換回到增強狀態302。否則,GPS接收器116停留在正常狀態314。
在步驟406中,如果少於預設數目的GPS衛星被追蹤到,GPS接收器116在步驟408中可在預設持續時間T4內持續擷取來自GPS衛星的GPS信號。如果在步驟408中在預設持續時間T4內追蹤到至少預設數目的GPS衛星,流程圖400返回步驟406。步驟406以後的步驟已經詳細描述,於此不再贅述。如果當預設持續時間T4逾時但仍然未能追蹤到至少預設數目的GPS衛星,電源管理介面122在步驟410中自動將GPS接收器116切換到正常狀態314。在正常狀態314下,預設數目的通道被致能,其他通道被除能。例如,一個擷取通道被致能以擷取衛星而其他擷取通道被除能。此外,在步驟410中,追蹤衛星的追蹤通道持續操作,其他失效的追蹤通道被除能。
在步驟412中,電源管理介面122監測通道164。如果追蹤到一個新的衛星,GPS接收器116在步驟404中 被切換到增強狀態302。否則,GPS接收器116持續停留在正常狀態314直到追蹤到新的衛星。在連續定位模式204下的GPS接收器116可具有其他狀態和/或狀態轉換,且不限於圖3和圖4的實例。
圖5所示為根據本發明一實施例的GPS接收器116操作在圖2中間歇定位模式210下的操作狀態的實例。圖5中與圖3標號相同的元素具有類同的功能。圖5將結合圖1A和圖3進行描述。在一實施例中,圖5中的流程可由儲存在機器可讀媒體中的機器可執行指令來完成。
在圖5的實例中,操作在間歇定位模式210下的GPS接收器116可操作在一個或複數個工作狀態520和休眠狀態526。控制器130可根據例如一使用者指令選擇間歇定位模式210。控制器130的導航軟體程式可提示使用者設定工作時間和休眠時間。電源管理介面122交替致能GPS接收器116根據工作時間操作在工作狀態第一預設時間T1,並根據休眠時間操作在休眠狀態第二預設時間T2。
舉例說明,當控制器130選擇間歇定位模式210,GPS接收器116可預定進入工作狀態520。GPS接收器116以如圖3或圖4中的描述之類似方式操作。時間產生器120可用於計算工作狀態520的工作週期時間。如果操作時間逾時,例如在GPS接收器116操作於工作狀態520第一預設時間T1後,電源管理介面122可經由轉換過程522自動將GPS接收器116切換到休眠狀態526。或者,控制器130可產生控制信號將GPS接收器116從工作狀態520切換到休眠狀態526。例如,如果按下GPS裝置100上的一 個按鈕,控制器130可產生失效FORCE_ON信號。因此,電源管理介面122可產生失效電源開關信號152以切斷系統電源108。因此,經由轉換過程522可將GPS接收器116切換到休眠狀態526。
在休眠狀態526下,電池開關信號154為有效。因此,時間產生器120還可用於計算休眠狀態526的休眠時間。如果休眠時間逾時,例如在GPS接收器116操作於休眠狀態526第二預設時間T2後,電源管理介面122可經由轉換過程524自動將GPS接收器116切換到工作狀態520。
圖6所示為根據本發明一實施例的GPS接收器116操作在圖2中需求定位模式216下的操作狀態的實例。圖6中與圖3和圖5中標號相同的元素具有類同的功能。圖6將結合圖1A和圖5進行描述。在一實施例中,圖6中的流程可由儲存在機器可讀媒體中的機器可執行指令來完成。
在圖6的實例中,操作在需求定位模式216下的GPS接收器116可操作在工作狀態520和休眠狀態526。控制器130的導航軟體程式可提示使用者設定操作時間。電源管理介面122根據操作時間致能GPS接收器116操作在工作狀態一預設時間T3,然後操作在休眠狀態526直到接收到來自控制器130之用於啟動GPS接收器116的控制信號為止。
與圖5類似,GPS接收器116可預定進入工作狀態520,當轉換過程522被觸發時,GPS接收器116可被切換到休眠狀態526。然而,在需求定位模式216下,GPS 接收器116不會自動地被切換到工作狀態520。只有當電源管理介面122接收到控制信號(例如當使用者按下對應按鈕時產生的有效FORCE_ON信號)以啟動GPS接收器116時,轉換過程624才會被觸發。
圖7所示為根據本發明另一實施例的GPS接收器116的操作狀態。圖7將結合圖1A和圖2至圖6進行描述。在一實施例中,圖7中的流程可由儲存在機器可讀媒體中的機器可執行指令來完成。
在一實施例中,無論GPS接收器116處於何種模式或狀態,GPS接收器116可被切換到關閉狀態706。例如,在方塊708中,GPS接收器116操作在工作狀態520或休眠狀態526。在轉換過程702中,例如當GPS裝置100上的一個關閉(shut down)按鈕被按下時,控制器130的導航軟體程式可產生關閉控制指令。因此,在關閉狀態中,電源管理介面122產生失效電源開關信號152以切斷系統電源108,並產生失效電池開關信號154以切斷電池電源110。在轉換過程704中,控制器130根據系統電源108和電池電源110的恢復將GPS接收器116切換回到工作狀態520或休眠狀態526。正如圖2至圖6的描述,在方塊708中,電源管理介面122可切換GPS接收器116在不同的操作狀態(例如:增強狀態302、正常狀態314、閒置狀態308和休眠狀態526)間。
圖8所示為根據本發明一實施例的衛星導航裝置(例如:GPS裝置100)的操作流程圖800。圖8將結合圖1A至圖7進行描述。雖然圖8揭露特定步驟,但其僅為例示 性。換言之,本發明適用於執行其他步驟或圖8步驟之變化。
在步驟802中,處理單元(例如:處理單元118)根據複數個衛星信號(例如:GPS信號103)定位衛星導航接收器(例如:GPS接收器116)。
在步驟804中,時間產生器(例如:時間產生器120)提供參考時間(例如:參考時間156)給處理單元。
在步驟806中,包含處理單元和時間產生器的衛星導航接收器在複數個操作狀態間切換。操作狀態包括當處理單元被斷電而時間產生器被供電時的休眠狀態。在一實施例中,處理單元包括複數個通道(例如:通道164),可操作為擷取和追蹤產生衛星信號的複數個衛星。衛星導航接收器可被切換到處理單元被供電且所有通道都被除能之閒置狀態。在一實施例中,操作狀態進一步包括當處理單元和時間產生器都被供電時之工作狀態。衛星導航接收器被致能為交替操作在工作狀態第一預設時間T1和操作在休眠狀態第二預設時間T2。此外,衛星導航接收器還可被致能為操作在工作狀態一預設時間T3,然後操作在休眠狀態直到接收到用於啟動處理單元的信號為止。
圖9所示為根據本發明一實施例的GPS裝置900的另一方塊圖。圖9中與圖1A標號相同的元件具有類同的功能。圖9將結合圖1A至圖6進行描述。
GPS裝置900包括天線107、GPS接收器916、功能模組132、顯示器134、電源供應單元106、電池109和控制器130。在圖9的實例中,GPS接收器916包括處理單 元118、時間產生器120、電源管理介面122、通信介面936和匯流排940。GPS接收器916採用匯流排940傳輸資料和資訊。匯流排940可為資料匯流排、位址匯流排和/或控制匯流排,但不以此為限。在一實施例中,處理單元118、時間產生器120、電源管理介面122和通信介面936藉由匯流排940相互耦接。匯流排940可用於傳送GPS接收器916中的資訊,例如:資料、指令、位址資訊或控制命令等。
與圖1所述相似,處理單元118可處理GPS信號103,並可據此定位GPS裝置900。處理單元118分析從GPS信號103中得到的擷取和追蹤資料,以判定GPS裝置900的位置資訊,例如:GPS裝置900的地理座標和速度。時間產生器120可為即時(real-time)時鐘單元或監控(watchdog)計時器,但不以此為限。時間產生器120可提供參考時間156。匯流排940可將參考時間156傳輸給處理單元118。處理單元118可使用參考時間156計算GPS信號103從對應衛星到GPS接收器916的傳播時間。
圖10所示為根據本發明一實施例的圖9中的處理單元118的另一實例。圖10中與圖1A、圖1B和圖9中標號相同的元件具有類同的功能。圖10將結合圖1A、圖1B和圖9進行描述。
在一實施例中,處理單元118包括處理器1004和機器可讀媒體1006。機器可讀媒體1006可為隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、電子式可抹除可程式唯讀記憶體(EEPROM)或快閃記憶體,但不以此為限。機器 可讀媒體1006可儲存資料和機器可執行程式指令。處理器1004可為中央處理器(central processing unit,CPU)、微處理器、數位信號處理器或其他可讀取和執行程式指令的裝置。處理器1004可執行指令以產生控制指令來控制GPS接收器916,且可執行指令以執行算術和邏輯運算。
在一實施例中,處理單元118可包括追蹤模組1002和導航模組1080。在圖10的實例中,導航模組1080可為儲存在機器可讀媒體1006中的機器可執行程式模組。處理器1004可執行導航模組1080。此外,導航模組1080在申請專利範圍的精神和範圍內可為其他類型的模組,例如:硬體模組,如積體電路或嵌入式系統。
處理單元118中的元件,例如:追蹤模組1002、處理器1004和機器可讀媒體1006,經由匯流排940相互耦接。因此,處理單元118中的元件可藉由匯流排940相互通信及與GPS接收器916中的其他元件通信。
追蹤模組1002可根據GPS信號103擷取和追蹤GPS衛星。在一實施例中,追蹤模組1002包括低雜訊放大器160、射頻前端162和複數個通道164。低雜訊放大器160和射頻前端162可執行與圖1B中所述類似的功能。
通道164可接收GPS衛星資料170,並可藉由分析GPS衛星資料170來擷取和追蹤GPS衛星。在一實施例中,通道164包括擷取(acquisition,ACQ)通道和追蹤(tracking,TRK)通道。通道164可被劃分為複數個通道組。每個通道組包括一個擷取通道和一個追蹤通道,並可被指定處理來自對應GPS衛星的資料。更具體而言,擷取 通道可根據GPS衛星資料170擷取對應的衛星。例如,擷取通道可用以分析GPS衛星資料170,並判斷對應的衛星是否在GPS接收器116的視野內(對GPS接收器116為可視)。如果擷取通道擷取了對應的衛星,對應的追蹤通道可用於追蹤該衛星。
在發送GPS信號103之前,衛星將導航資訊調變在載波(例如:具有標稱(nominal)頻率和標準相位的正弦波)中。當GPS信號103從衛星傳輸到GPS裝置900時,載波的頻率和相位可能會改變。例如,根據多普勒頻移,如果GPS裝置900與對應衛星之間的相對速度發生變化,載波的頻率會發生變化。為了追蹤衛星,追蹤通道提供時間信號(例如,週期性方波信號)以從對應載波中提取導航資訊。例如,當該時間信號和載波具有相同的頻率和相位時,衛星可被追蹤到。如果該衛星被追蹤到,追蹤通道根據從GPS衛星資料170中得到的導航資訊提供擷取和追蹤資料。因此,不同的GPS衛星可分別由不同組的擷取通道和追蹤通道來擷取和追蹤。
在一實施例中,導航模組1080可根據擷取和追蹤資料計算GPS裝置900的地理座標和速度,並將在圖11中詳細說明。在一實施例中,導航模組1080還可根據該計算結果產生表示GPS裝置900的座標的座標信號105。座標信號105可被傳送到耦接於功能模組132的通信介面936。
如圖9所示,通信介面936耦接於匯流排940和功能模組132之間。通信介面936可為串列(serial)介面、平 行(parallel)介面和/或其他類型的介面,並可用於發送和接收載有數位資料串的電子信號、電磁信號或光信號。例如,處理單元118產生的座標信號105可經由匯流排940和通信介面936傳送到功能模組132。功能模組132可採用座標信號105執行多種如圖1A所述與GPS相關的功能。
如圖1A至圖6的描述,GPS裝置900可操作於複數個操作模式,例如連續定位模式204、間歇定位模式210和需求定位模式216。GPS接收器916可根據由電源管理介面122產生的複數個開關控制信號操作於複數個操作狀態,例如工作狀態和休眠狀態。開關控制信號包括電源開關信號152、電池開關信號154和通道開關信號150。匯流排940可傳送開關控制信號以分別控制系統電源108、電池電源110和通道164。
在一實施例中,電源管理介面122可根據操作狀態的預設持續時間,例如:工作狀態的操作時間和休眠狀態的休眠時間,自動切換GPS接收器916於不同操作狀態間。例如,在間歇定位模式210中,電源管理介面122可致能GPS接收器916根據操作時間和休眠時間交替操作在工作狀態第一預設時間T1和在休眠狀態第二預設時間T2。
在一實施例中,控制器130的導航軟體程式可提供表示操作狀態的設定持續時間的時間資料集(例如:根據使用者指令提供)。例如,在間歇定位模式210中,導航軟體程式提示使用者設定操作時間和休眠時間,並將操作時間和休眠時間的設定配置到時間產生器120中。因此,時間產生器120可根據操作時間和休眠時間對工作狀態和休 眠狀態進行計時。當一個特定操作狀態的持續時間,例如工作狀態的操作時間或休眠狀態的休眠時間逾時,時間產生器120可產生控制指令。電源管理介面122接收控制指令,並據此將GPS接收器916切換到另一操作狀態。
或者,處理單元118的導航模組1080可根據GPS裝置900的速度自動設定操作狀態的持續時間。如果GPS裝置900的速度增加,GPS裝置900位置的變化會加快。如果在GPS裝置900的速度增加時增加處理單元118更新座標信號105的頻率,可增強GPS接收器916定位的準確性。優點在於,導航模組1080可根據GPS裝置900的速度自動調節工作狀態的操作時間和休眠狀態的休眠時間,其將在圖11中詳細描述。以此方式,GPS接收器916定位的準確性可得到加強。
圖11所示為根據本發明一實施例的圖10中的導航模組1080的實例。圖11與圖10中標號相同的元件具有類同的功能。圖11將結合圖9和圖10進行描述。
導航模組1080可計算GPS裝置900的地理座標。在一實施例中,導航模組1080包括定位元件1101,其可操作為根據擷取和追蹤資料定位GPS裝置900。在一實施例中,定位元件1101包括由處理器1004執行之指令碼,以計算GPS裝置900的地理座標。
更具體而言,在一實施例中,定位元件1101可使用參考時間156從擷取和追蹤資料中提取測距碼(例如:粗擷取(Coarse/Acquisition,C/A)碼)和導航資料。測距碼包含偽隨機雜訊碼(pseudorandom noise code,PN或PRN code),用於識別對應的衛星。每一個衛星包含唯一的偽隨機雜訊碼。定位元件1101可從測距碼中擷取被追蹤的GPS衛星和GPS裝置900之間的偽距離。導航資料可包括GPS日期和時間,表示對應衛星的位置的星歷資料(ephemeris data)和表示所有衛星的資訊和狀態的萬年曆資料(almanac data)。定位元件1101可從導航資料中獲取被追蹤的GPS衛星的地理座標。因此,根據獲取的偽距離和與至少四個GPS衛星相關的地理座標,定位元件1101可計算出GPS裝置900的地理座標。
導航模組1080可計算GPS裝置900的速度V_DEVICE。在一實施例中,導航模組1080還包括耦接於定位元件1101的速度元件1104,用於計算GPS裝置900的速度V_DEVICE。在一實施例中,速度元件1104包括供處理器1004執行的指令碼。
在一實施例中,速度元件1104可根據對GPS裝置900的定位(例如:定位元件1101計算出的地理座標)計算速度V_DEVICE。更具體而言,在一實施例中,定位元件1101可在一個預設時間週期T_P內定位GPS裝置900,例如,每秒定位一次。速度元件1104可根據兩個位置(例如,起始位置和終點位置)的地理座標獲取在時間週期T_P內之GPS裝置900移動的距離L。因此,速度元件1104可藉由將距離L除以時間週期T_P計算出GPS裝置900的速度V_DEVICE。
舉例說明,速度元件1104可根據衛星信號的多普勒頻移計算速度V_DEVICE。如圖10中的描述,在發送GPS 信號103之前,衛星將導航資訊調變在具有標稱頻率F_NOMINAL和標準相位的載波中。由於多普勒頻移的影響,如果GPS裝置900與對應衛星之間的相對速度V_R發生變化,GPS信號103的載波的頻率會發生變化。例如,該頻移與相對速度V_R大致成比例。在一實施例中,如果追蹤到對應的衛星,追蹤通道可提供載波的新頻率F_NEW。載波的標稱頻率F_NOMINAL和對應衛星的速度V_SATELLITE可從擷取和追蹤資料中獲得。因此,根據載波的新頻率F_NEW和標稱頻率F_NOMINAL,速度元件1104可計算出相對速度V_R。此外,根據相對速度V_R和衛星的速度V_SATELLITE,速度元件1104可計算出GPS裝置900的速度V_DEVICE。速度元件1104可根據其他演算法計算速度V_DEVICE。
此外,為改善速度V_DEVICE的精確度,速度元件1104可對計算出的速度V_DEVICE進行數位信號處理,例如,採用數學和/或統計演算法。例如,速度元件1104可執行平均和卡爾曼過濾演算法以降低誤差(例如由GPS裝置900的雜訊所產生的誤差)。
導航模組1080可根據GPS裝置900的速度V_DEVICE設定複數個操作狀態的持續時間。在一實施例中,導航模組1080還包括耦接於速度元件1104的時間設定元件1106,可操作為根據速度V_DEVICE設定不同操作狀態的持續時間。在一實施例中,時間設定元件1106包括供處理器1004執行的指令碼。
時間設定元件1106可包括分別與不同速度狀態有關 的複數個時間資料集。在一實施例中,每個時間資料集包括與速度V_DEVICE的一個狀態有關的操作時間的值和休眠時間的值。例如,針對第一速度狀態(例如V_DEVICE小於預設速度臨限值V_TH),第一時間資料集包括對應的操作時間的值TW_1和對應的休眠時間的值TS_1。針對第二速度狀態(例如V_DEVICE大於V_TH),第二時間資料集包括對應的操作時間的值TW_2和對應的休眠時間的值TS_2。在此情形下,TW_1可小於TW_2,且TS_1大於TS_2。在其他不同的速度狀態下,可有其他包含操作時間和休眠時間的時間資料集。
在一實施例中,時間資料集可由控制器130中的導航軟體程式根據使用者指令預設或編程。例如,導航軟體程式可提示使用者設定在不同速度狀態下不同的操作時間和休眠時間的值,並儲存時間資料集於導航模組1080中。在另一實施例中,時間資料集具有預定值,例如,由GPS裝置900的生產商設定的值。
時間設定元件1106可操作為根據速度V_DEVICE分別設定不同操作狀態的持續時間。更具體而言,時間設定元件1106判定速度V_DEVICE的狀態,並據此選擇對應的時間資料集以設定操作狀態的持續時間。在一實施例中,時間設定元件1106定義一個或複數個速度臨限值,並比較速度V_DEVICE和該複數個速度臨限值的大小以判定速度V_DEVICE的狀態。
例如,複數個速度臨限值可包括速度臨限值V_TH。在第一種狀態下,例如速度V_DEVICE小於速度臨限值 V_TH時,具有TW_1和TS_1的第一時間資料集被選擇以設定操作時間和休眠時間。在第二種狀態下,例如速度V_DEVICE大於速度臨限值V_TH時,具有TW_2和TS_2的第二時間資料集被選擇以設定操作時間和休眠時間。在此情況下,TW_2大於TW_1,且TS_2小於TS_1。換句話說,如果GPS裝置900移動速度加快,處理單元118可工作更長的時間且休眠更短的時間以提高更新座標信號105的頻率,藉此可進一步提升GPS接收器916之位置精確度。
在另一實施例中,時間設定元件1106可計算一個預設時間週期中GPS裝置900的平均速度V_AVERAGE,並根據平均速度V_AVERAGE的狀態選擇對應的時間資料集。例如,時間設定元件1106可在一段預設時間週期內對計算而得的速度V_DEVICE進行預設次數之採樣,例如,每5秒採樣三次。因此,平均速度V_AVERAGE可為該預設次數採樣速度值的平均值。在另一實例中,時間設定元件1106對計算而得的速度V_DEVICE進行採樣,並計算目前採樣出的速度和前一次採樣速度的平均值。藉由使用平均速度V_AVERAGE而非瞬間速度V_DEVICE,可避免或減輕設定操作狀態的持續時間的誤差,例如速度V_DEVICE的暫態改變產生的誤差。例如,如果速度V_DEVICE發生變化且又在相對短的時間內復原,時間設定元件1106不會重新設定操作狀態的持續時間。
被選擇的時間資料集可被程式化入時間產生器120中,用以計時操作狀態的持續時間,例如工作狀態的T1 和休眠狀態的T2。在一實施例中,在操作中,GPS接收器916可首先進入工作狀態。如果工作時間逾時,例如在GPS接收器916操作於工作狀態第一預設時間T1後,電源管理介面122可自動將GPS接收器916切換到休眠狀態。如果休眠時間逾時,例如在GPS接收器916操作於休眠狀態第二預設時間T2後,電源管理介面122可自動將GPS接收器916切換到工作狀態。
優點在於,當GPS接收器916操作於休眠狀態時,GPS接收器916的電能損耗可降低。此外,導航模組1080可根據GPS裝置900的速度調整不同操作狀態(例如工作狀態和休眠狀態)的持續時間。例如,如果GPS裝置900移動速度加快,處理單元118提高更新座標信號105的頻率。由此,GPS裝置900的定位的準確性可得到進一步提高。
圖12所示為根據本發明另一實施例的衛星導航裝置(例如GPS裝置900)的操作流程圖1200。圖12將結合圖1A至圖11進行描述。雖然圖12揭露特定步驟,但這些步驟僅為例示性。換言之,本發明適用於執行其他步驟或對圖12步驟之變化。在一實施例中,流程1200可由儲存在機器可讀媒體中的機器可執行指令來完成。
在步驟1202中,處理單元(例如:處理單元118)根據複數個衛星信號(例如:GPS信號103)定位衛星導航接收器(例如:GPS接收器916)。
在步驟1204中,分別根據複數個操作狀態的複數個預設持續時間切換處理單元於複數個操作狀態之間。在一 實施例中,處理單元118被交替切換在處理單元118被供電時的工作狀態和處理單元118斷電時的休眠狀態之間。
在步驟1206中,計算衛星導航接收器的速度,例如速度V_DEVICE。在一實施例中,速度V_DEVICE是根據衛星導航接收器的定位計算而得。或者,速度V_DEVICE是根據衛星信號的多普勒頻移計算而得。在一實施例中,對計算出的多普勒頻移進行數位信號處理。
在步驟1208中,根據衛星導航接收器的速度設定操作狀態的持續時間。在一實施例中,時間設定元件1106包括與複數個速度狀態有關的複數個時間資料集。時間設定元件1106可根據衛星導航接收器的速度的狀態從複數個時間資料集中選擇對應的時間資料集,並根據所選的時間資料集設定操作狀態的持續時間。在一實施例中,時間設定元件1106定義一個或複數個速度臨限值,例如臨限值V_TH,並藉由比較速度和速度臨限值的大小來判定該速度的狀態。
上文具體實施模式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然,在不悖離後附申請專利範圍所界定的本發明精神和保護範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本技術領域中具有通常知識者應該理解,本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、架構、佈局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此,在此披露之實施例僅用於說明而非限制,本發明之範圍由後附申請專利範圍及其合法均等界定,而不限於先前之描述。
100‧‧‧GPS裝置
102‧‧‧外部電源
103‧‧‧GPS信號
105‧‧‧座標信號
106‧‧‧電源供應單元
107‧‧‧天線
108‧‧‧系統電源
109‧‧‧電池
110‧‧‧電池電源
116‧‧‧GPS接收器
118‧‧‧處理單元
120‧‧‧時間產生器
122‧‧‧電源管理介面
124‧‧‧軟體控制命令
126‧‧‧FORCE_ON信號
128‧‧‧PME信號
130‧‧‧控制器
132‧‧‧功能模組
134‧‧‧顯示器
150‧‧‧通道開關信號
152‧‧‧電源開關信號
154‧‧‧電池開關信號
156‧‧‧參考時間
160‧‧‧低雜訊放大器(low noise amplifier,LNA)
162‧‧‧射頻(radio frequency,RF)前端
164‧‧‧通道
166‧‧‧處理器
170‧‧‧GPS衛星資料
204‧‧‧連續定位模式
206‧‧‧轉換過程
208‧‧‧轉換過程
210‧‧‧間歇定位模式
212‧‧‧轉換過程
214‧‧‧轉換過程
216‧‧‧需求定位模式
218、220‧‧‧轉換過程
302‧‧‧增強狀態
304‧‧‧轉換過程
306‧‧‧轉換過程
308‧‧‧閒置狀態
310‧‧‧轉換過程
312‧‧‧轉換過程
314‧‧‧正常狀態
316、318‧‧‧轉換過程
400‧‧‧流程圖
402、404、406、408、410、412、414、416‧‧‧步驟
522、524‧‧‧轉換過程
526‧‧‧休眠狀態
624‧‧‧轉換過程
702、704‧‧‧轉換過程
706‧‧‧關閉狀態
708‧‧‧方塊
800‧‧‧流程圖
802、804、806‧‧‧步驟
900‧‧‧GPS裝置
916‧‧‧GPS接收器
936‧‧‧通信介面
940‧‧‧匯流排
1002‧‧‧追蹤模組
1004‧‧‧處理器
1006‧‧‧機器可讀媒體
1080‧‧‧導航模組
1101‧‧‧定位元件
1104‧‧‧速度元件
1108‧‧‧時間設定元件
1200‧‧‧流程圖
1202、1204、1206、1208‧‧‧步驟
圖1A所示為根據本發明一實施例的GPS裝置的方塊圖。
圖1B所示為根據本發明一實施例的圖1A中處理單元的方塊圖。
圖2所示為根據本發明一實施例的GPS裝置的操作模式實例。
圖3所示為根據本發明一實施例的GPS接收器在連續定位模式下的操作狀態實例。
圖4所示為根據本發明一實施例的GPS接收器在連續定位模式下的操作流程圖。
圖5所示為根據本發明一實施例的GPS接收器在間歇定位模式下的操作狀態實例。
圖6所示為根據本發明一實施例的GPS接收器在需求定位模式下的操作狀態實例。
圖7所示為根據本發明另一實施例的GPS接收器的操作狀態實例。
圖8所示為根據本發明一實施例的衛星導航裝置的操作流程圖。
圖9所示為根據本發明另一實施例的GPS裝置的方塊圖。
圖10所示為根據本發明一實施例的圖9中處理單元實例。
圖11所示為根據本發明一實施例的圖10中導航模組 的實例。
圖12所示為根據本發明另一實施例的衛星導航裝置的操作流程圖。
100‧‧‧GPS裝置
102‧‧‧外部電源
103‧‧‧GPS信號
105‧‧‧座標信號
106‧‧‧電源供應單元
107‧‧‧天線
108‧‧‧系統電源
109‧‧‧電池
110‧‧‧電池電源
116‧‧‧GPS接收器
118‧‧‧處理單元
120‧‧‧時間產生器
122‧‧‧電源管理介面
124‧‧‧軟體控制命令
126‧‧‧FORCE_ON信號
128‧‧‧電源管理事件(power management event,PME)信號
130‧‧‧控制器
132‧‧‧功能模組
134‧‧‧顯示器
150‧‧‧通道開關信號
152‧‧‧電源開關信號
154‧‧‧電池開關信號
156‧‧‧參考時間

Claims (21)

  1. 一種可操作在多個操作狀態的衛星導航接收器,包括:一處理單元,根據多個衛星信號定位該衛星導航接收器、在一預設時間週期內對該衛星導航接收器之一速度進行預設次數之採樣以提供多個速度採樣值、根據該多個速度採樣值計算該衛星導航接收器之一速度平均值、並根據該速度平均值分別設定該多個操作狀態的多個持續時間;以及一電源管理介面,耦接至該處理單元,根據該多個持續時間切換該衛星導航接收器於該多個操作狀態間。
  2. 如申請專利範圍第1項之衛星導航接收器,其中,該多個操作狀態包括該處理單元被供電時的一工作狀態,以及該處理單元被斷電時的一休眠狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項之衛星導航接收器,其中,該處理單元包括一速度元件,根據該衛星導航接收器的一定位計算該速度。
  4. 如申請專利範圍第1項之衛星導航接收器,其中,該處理單元包括一速度元件,根據該多個衛星信號的多普勒頻移計算該速度。
  5. 如申請專利範圍第1項之衛星導航接收器,其中,該處理單元包括一速度元件,計算該速度,並對計 算所得之該速度進行數位信號處理。
  6. 如申請專利範圍第1項之衛星導航接收器,其中,該處理單元儲存分別與多個速度狀態相關的多個時間資料集,且其中,該處理單元根據該速度的一狀態選擇一對應時間資料集,並根據該所選擇之時間資料集設定該多個持續時間。
  7. 如申請專利範圍第6項之衛星導航接收器,其中,該處理單元定義一速度臨限值,並比較該速度和該速度臨限值以判定該速度的該狀態。
  8. 如申請專利範圍第6項之衛星導航接收器,其中,該時間資料集是由該衛星導航接收器預設并儲存。
  9. 一種控制衛星導航接收器的方法,包括:根據多個衛星信號定位一衛星導航接收器;在一預設時間週期內對該衛星導航接收器之一速度進行預設次數之採樣以提供多個速度採樣值;根據該多個速度採樣值計算該衛星導航接收器之一速度平均值;根據多個操作狀態之多個預設持續時間切換該衛星導航接收器於該多個操作狀態間;以及根據該速度平均值設定該多個預設持續時間。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法,其中,該切換步驟包括:交替切換該衛星導航接收器於一處理單元被供電時 的一工作狀態和該處理單元被斷電時的一休眠狀態之間。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法,還包括:根據該衛星導航接收器的一定位計算該速度。
  12. 如申請專利範圍第9項之方法,還包括:根據該多個衛星信號的多普勒頻移計算該速度。
  13. 如申請專利範圍第9項之方法,還包括:計算該速度;以及對計算所得之該速度進行數位信號處理。
  14. 如申請專利範圍第9項之方法,其中,該設定步驟包括:存取分別與多個速度狀態相關的多個時間資料集;根據該速度的一狀態從該多個時間資料集中選擇一對應時間資料集;以及根據所選擇之該對應時間資料集設定該多個預設持續時間。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法,還包括:定義一速度臨限值;以及比較該速度和該速度臨限值以判定該速度的該狀態。
  16. 一種衛星導航裝置,包括:可操作在多個操作狀態的一衛星導航接收器,包括: 一追蹤模組,根據多個衛星信號提供多個衛星的一擷取和追蹤資料;以及一非暫時機器可讀媒體,耦接至該追蹤模組,儲存多個指令碼;一處理器,執行該多個指令碼以根據該擷取和追蹤資料提供一座標信號、在一預設時間週期內對該衛星導航接收器之一速度進行預設次數之採樣以提供多個速度採樣值、根據該多個速度採樣值計算該衛星導航接收器之一速度平均值、並根據該速度平均值分別設定該多個操作狀態的多個持續時間;以及一顯示器,耦接至該衛星導航接收器,根據該座標信號顯示該衛星導航裝置的一位置。
  17. 如申請專利範圍第16項之衛星導航裝置,其中,該處理器執行該多個指令碼以根據該座標信號計算該速度。
  18. 如申請專利範圍第16項之衛星導航裝置,其中,該處理器執行該多個指令碼以根據該多個衛星信號的多普勒頻移計算該速度。
  19. 如申請專利範圍第16項之衛星導航裝置,其中,該非暫時機器可讀媒體還儲存分別與多個速度狀態相關的多個預設時間資料集,且其中,該處理器執行該多個指令碼以根據該速度的一狀態選擇一對應時間資料集,並根據所選擇之該對應時間資料集設 定該多個持續時間。
  20. 如申請專利範圍第19項之衛星導航裝置,其中,該非暫時機器可讀媒體還儲存一速度臨限值,且其中,該處理器執行該多個指令碼以比較該速度和該速度臨限值進而判定該速度的該狀態。
  21. 如申請專利範圍第19項之衛星導航裝置,其中,該多個時間資料集是由該衛星導航裝置預設並儲存。
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