TWI406556B - 輔助衛星式定位之支援方法 - Google Patents

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Description

輔助衛星式定位之支援方法
本發明係關於採用輔助數據對具有輔助數據之行動裝置之衛星式定位之支援方法。本發明亦關於支援具有輔助數據之行動裝置之衛星式定位之通訊網路之網路元件，及支援採用輔助數據之行動裝置之衛星式定位之行動裝置。本發明亦關於具有該網路元件及該行動裝置之系統。本發明亦關於對應之軟體碼及對應之軟體程式產品。
目前有兩種衛星式定位系統在運作，即美國系統GPS(全球定位系統)與俄羅斯系統GLONASS(全球軌道導航衛星系統)。將來會有稱為GALILEO之歐洲系統。該系統係統稱為GNSS(全球導航衛星系統)。
諸如GPS具有超過20個衛星，亦被稱為太空飛行器(SV)，環繞地球軌道運行。各個衛星係傳輸兩種載體信號L1及L2。其中一種載體信號L1係用以載送標準定位服務(SPS)之導航訊息及代碼信號。L1載體步驟係由各衛星以不同C/A(原生探測)碼予以調節。於是，不同衛星將傳輸不同頻道。C/A碼係一種虛擬隨機噪音(PRN)碼，通過20.46MHz之標稱頻寬之頻譜予以擴展。每1023個位元將重覆一次，代碼之信號出現時間係1ms。C/A碼之位元亦被稱為晶片。L1信號之載體頻率將由每秒50位元之位元速率之導航資訊予以進一步調節。導航資訊特別包括指示傳輸時間及天文曆表及曆書參數之時間印戳。
GPS天文曆表及曆書參數基本上係真實衛星軌跡之短程多項式軌道模型之衛星軌道參數。該參數係在GPS控制伺服器上進行維護及更新，再於衛星作進一步更新。根據現有之天文曆表及曆書參數，經過運算可預測在任何時間下之衛星位置，而衛星係在相對之說明部份中。多項式軌道模型僅具有單一自由度，亦即時間。天文曆表與曆書參數之時間基礎係GPS時間，稱為GPS週時(TOW)。衛星位置計算基本上係沿着軌道之衛星位置作為從已知初始位置開始之時間函數之推論。初始位置亦由天文曆表與曆書數據中之參數所定義。時間印戳亦指示何時衛星係在已知初始軌道位置。時間印戳亦稱為天文曆表參數之天文曆表時間(TOE)及曆書參數之應用時間(TOA)。該二項TOE及TOA係參照於GPS TOW。
天文曆表參數由於具有短程調整，一般上僅可於2~4個小時期間用以測定衛星位置。另一方面，利用此種短調整比長調整可達成更佳精確度。可達成之精確度係2-5公尺。反之，曆書參數可應用於高達一周之粗級衛星式定位，但由於長程調整及較小參數數目而導致之較差精確度，故不適用於實際精確定位。天文曆表及曆書數據係從GPS衛星以所謂ICD-GPS-200之開放式GPS介面控制文件(ICD)中指定之格式予以廣播。目前所有GPS接收器必須支援此種格式。
欲測定位置之GPS接收器將接收由現存衛星所發射之信號，並根據不同包含C/A碼檢測及追蹤不同衛星所使用 之頻道。為了截取及追蹤衛星信號，由GPS接收器之無線電頻率(RF)部份所接收之信號首先係被轉換成基帶。在基帶部份中，由於都卜勒(Doppler)效應所造成之頻率誤差等將由一混合器予以去除。繼之，該信號係與所有衛星均有之複製碼建立相關性。該相關作業係利用諸如配對濾波器等予以進行。相關值可進一步相干性及/或不相干性結合，藉以增進截取作業之敏感性。相關值超過容許限度值時顯示抗信號擴展所需之C/A碼及碼裝置，於是可再度取得導航資訊。
然後，接收器將測定各衛星所發射之碼之發射時間，通常係根據解碼導航訊息中之數據及考慮C/A碼之信號出現時間與晶片。發射時間及在接收器之信號抵達測量時間可供測定信號從衛星傳送至接收器所需射程時間。此項射程時間乘以光速，可轉換成接收器與相對衛星之間之距離或範圍。此外，接收器可預測衛星在發射時之位置，通常係根據解碼導航訊息中之天文曆表參數。
由於接收器係位於一組衛星之交會範圍，計算距離及預測衛星位置可供計算接收器之現有位置。
同理，GNSS定位之通用概念係在欲定位之接收器接收衛星信號，測量信號從預測衛星位置傳送至接收器所需時間，由此傳送時間計算接收器與相對衛星之間之距離及另外亦利用預測衛星位置以計算接收器之現有位置。歐洲衛星導航系統，伽利略(Galileo)，預期具有其本身之ICD。根據伽利略聯合聲明，2005,“在ICD空間(SIS ICD)中之伽利略 信號之L1頻帶部份”草案，伽利略ICD相當接近GPS ICD，但不完全相同。將有伽利略天文曆表及曆書數據，兩者均與伽利略系統時間相關。
GPS定位可在三種不同定位模式下實施。第一種模式係獨立式GPS定位。亦即GPS接收器接收來自GPS衛星之信號，並在沒有任何其他資源之附加資訊之情況下從該信號計算其位置。第二種模式係網路輔助行動站式GPS定位。此種模式中之GPS接收器可與行動通訊裝置聯合。GPS接收器可與行動通訊裝置結合或成為行動通訊裝置之配件。行動通訊網路可提供輔助數據，係由行動通訊裝置所接收並轉送至GPS接收器以改良其性能。該輔助數據係諸如至少為天文曆表，位置及時間資訊等。同時亦於此場合在GPS接收器中實施定位計算。第三種模式係網路式行動站輔助GPS定位。此種模式中，GPS接收器亦與行動通訊裝置聯合。在此模式中，行動通訊網路係通過行動通訊裝置提供至少截取輔助及時間資訊至GPS接收器以支援測量。然後通過行動通訊裝置將測量結果提供予行動通訊網路以計算位置。第二及第三種方式亦通稱為輔助-GPS(A-GPS)。如果輔助數據具有特定衛星之參考(基準)位置及天文曆表數據，GPS接收器將可測定衛星之大略位置及運動，於是可限制衛星信號之可能性傳送時間及所發生之都卜勒頻率。由傳送時間與都卜勒頻率之已知限度，亦可限制欲予檢查之可能性碼裝置。
所有蜂巢式通訊系統之A-GPS輔助數據已予以指定及 標準化。輔助數據之遞送係建立於蜂巢式通訊系統特定協定之上，即全球行動通訊系統(GSM)之RRLP，碼區分多重存取(CDMA)之IS-801，寬頻CDMA(WCDMA)及OMA SUPL之RRC等。行動站輔助模式目前係被採納於美國CDMA網路中用以進行緊急撥電之定位。
所有蜂巢式協定均有多種共同特徵，例如支援之GPS模式。亦即所有蜂巢式協定支援行動站式GPS，行動站輔助GPS及獨立式GPS。此外，所有協定具有對GPS之高度從屬性。如前所示，由蜂巢式通訊網路提供予A-GPS之輔助數據可包含包括GPS天文曆表與曆書數據之衛星導航數據。所有GPS輔助數據之蜂巢式協定僅以些許差異定義天文曆表與曆書數據資訊元素(IE)。在蜂巢式協定中所定義之天文曆表與曆書IE實際上與在ICD-GPS-200中所定義者相同。因此它亦具有與由衛星廣播之天文曆表及曆書數據相同之限制及預期精碼度。此種回應使GPS接收器容易利用位置計算中之輔助數據，因它大致上不需要轉換或額外軟件。同時係根據所有蜂巢式協定通過蜂巢式鏈結傳送GPS電離層模型。根據所有蜂巢式協定，GPS輔助數據元素係鏈結於GPS時間。再者，根據所有蜂巢式協定，截取輔助係僅為GPS量身定做，無法用於行動站之位置計算。最後，根據所有蜂巢式協定，所有數據元素係根據GPS衛星構象予以索引。
然而在所有GPS相關性蜂巢式協定中雖然有多種共同特徵，亦有不同之處。亦即表示接收輔助數據之終端機軟 體必須具有蜂巢式協定之適用層或僅支援部份蜂巢式協定。此外，蜂巢式協定中之不同處，尤其係訊息內容方面，在時間對第一固定與敏感性方面之A-GPS性能有所影響。
另一項問題在於為了使用天文曆表或曆書參數以準確預測初始信號截取時GPS接收器中之預期衛星碼相位與都卜勒頻率，來自網路之輔助數據亦將包括一準確之GPSTOW輔助。在GSM及WCDMA網路中亦包括伽利略衛星。然後天文曆表數據之格式將會大致上與GPS及伽利略衛星相同。以此解決方案，GPS及伽利略輔助數據仍將受限於現有GPS天文曆表與曆書數據之限制，同時亦需要GPSTOW遞送。
此外，習知係利用修正數據以加強軌道模型之精確度與整合性。諸如歐洲同步導航重迭服務(EGNOS)及廣域擴增系統(WAAS)等係考慮大氣及電離層所導致GPS信號延時以測定GPS修正數據。修正數據係通過同步衛星傳輸，而數據係由適當GPS接收器所接收及用於增進GPS型定位之精確度。此外，將引進差異性GPS(DGPS)修正以緩和選擇有效性之效應。它們適用以免除大氣效應及衛星位置與時鐘漂移。然而，WAAS，EGNOS及DGPS修正通常係限於單一組天文曆表。當採用長程衛星軌道參數以取代一般天文曆表參數時，WAAS，EGNOS及DGPS修正因僅限用於一般天文曆表數據而將無法使用。
本發明提供傳統方式之替代方案，並使用輔助數據於 行動裝置之衛星式定位。
根據本發明之第一目的，第一項方法係利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。該方法之步驟包括在通訊網路中將表示衛星移動之專用軌道模型之有效參數轉換成表示衛星移動之共用軌道模型之參數，其中該專用軌道模型係為特定衛星式定位系統所設定。該方法另外包括提供轉換參數作為衛星式定位之輔助數據之一部份。
根據本發明之第一目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之第二方法，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。此項方法之步驟包括在行動裝置接收來自通訊網路之輔助數據，包括表示衛星移動之共用軌道模型。該方法另外包括根據共用軌道模型之接收參數以預測至少一衛星式定位系統之衛星之位置。
根據本發明之第一目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之通訊網路之網路元素，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。該網路元素包括處理裝置。該處理裝置係用以將表示衛星移動之專用軌道模型之有效參數轉換成表示衛星移動之共用軌道模型之參數，其中該專用軌道模型係為特定衛星式定位系統所設定。該處理裝置另外可用以提供轉換參數作為衛星式定位之輔助 數據之一部份。
根據本發明之第一目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之行動裝置。該行動裝置包括一衛星信號接收器用以截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。該行動裝置另外包括一通訊組件用以接收來自通訊網路之輔助數據連同表示衛星移動之共用軌道模型之參數。行動裝置另外包括處理裝置用以根據共用軌道模型之接收參數以預測至少一衛星式定位系統之一衛星之位置。
根據本發明之第一目的，另外提供一種由本發明第一目的之網路元素及本發明第一目的之行動裝置構成之系統。
根據本發明之第一目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之第一軟體碼，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。在被通訊網路之網路元素之處理單元執行時，軟體碼將實行本發明第一目的之第一方法。
根據本發明之第一目的，另外提供一種第一軟體程式產品，其中係用以儲存本發明第一目的之第一軟體碼。
根據本發明之第一目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之第二軟體碼，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。在被行動裝置之處理單元執行時，軟體碼將實行本發明第一目的之第二方法。
根據本發明之第一目的，另外提供一種第二軟體程式產品，其中係用以儲存本發明第一目的之第二軟體碼。
本發明之第一目的係根據提供作為衛星式定位之輔助數據之軌道模型之參數格式之概念，可與在相對衛星式定位系統範圍內定義之軌道參數之格式脫接。因此係將特定衛星式定位系統之有效軌道參數轉換成共用軌道模型之參數。共用軌道模型可共同設定於至少二個衛星式定位系統。須知“轉換”一詞係包括重新計算共用軌道模型之參數。
本發明之第一目的之優點在於相同軌道模型可用於不同衛星式定位系統之輔助數據。利用共用軌道模型，可達至所有支援衛星式定位系統之準確度之類似性能。同時可容易加入新的衛星式定位系統。因此，例如A-GNSS等輔助定位可在諸如所有蜂巢式標準之不同通訊標準中協調化。在行動裝置中，共用軌道模型有利於雜化作用，例如伽利略-GPS雜化作用可提供行動裝置根據GPS衛星與伽利略衛星之衛星信號進行定位計算。亦可使用共用軌道模型作為特定衛星式定位系統之單一軌道模型，例如取代GPS天文曆表與曆書模型，及同樣作為所有定位模式之單一軌道模型，例如取代行動站輔助GNSS及行動站型GNSS。因此使用共用軌道模型可減少在通訊標準中所支援之數據元素之數目。當使用行動裝置中之共用軌道模型時，行動裝置中之定位軟體之大小及複雜度減為最小，可能係雜化GPS/伽利略接收器等分配以獨立定位者。換言之，當行動 裝置本身沒有用以進行衛星導航數據之解碼之任何軟體，但僅有支援共用軌道模型之軟體時，即使這並不是最可取實施例。除了提供地面定位系統之輔助數據之外，亦可使用相同之共用軌道模型。
本發明之第一目的之另一優點在於專用軌道模型之參數格式之可變化性，如同在ICD-GPS-200中定義之參數，不需要在轉換參數中改變。通訊網路與行動裝置之間之介面因此保持一樣。僅需採用所實施之參數轉換。
本發明之第一目的之另一優點在於轉換參數之格式並不受制於原始參數之格式。轉換作用可提供加強參數及改良輔助定位之性能。
共用軌道模型可包括專用軌道模型之更多參數或具有比專用軌道模型之對應參數更長文字長度之參數。如此可供增加軌道模型之準確度及/或相對參數之有效時間。如果軌道模型更準確，可達成之定位亦將更準確。如果參數維持有效更長時間，需要較少更新，可節省通訊系統中之通訊頻寬。
加利福尼亞州技術學院之噴射推進實驗室(JPL)己揭示藉由增加軌道參數之文字長度可增進衛星軌道模型之準確度及壽命。JPL之國際GPS服務，IGS，在互聯網上共享高準確度軌道模型長達48小時。JPL出版所謂超高速軌道位置數據，可在至少+/-24h之小數位準，即超前24小時保持有效及準確。該數據一般係呈sp3格式，具有在ECEF(地球中心地球固定)訊框中之衛星位置及速度座標，一般以15 分鐘為間距進行時鐘計時與準確度預測之採樣。數據係提供予全GPS衛星星座。該數據不適用於終端機定位，因此必須由多項式組裝予以建立模型以提供終端機之密實參數組作為時間函數之衛星式定位與速度推論。至於多項式組裝，可使用“多項式格式”定義GPS天文曆表數據。衛星時鐘飄浮亦需要建立模型。IGS亦提供諸如亦具有多項式之衛星時鐘建立模型所需之準確資訊。根據GPS ICD，時鐘模型係包括於次訊框1中之標準衛星廣播，同時亦提供於蜂巢式輔助中。一般係假設時鐘模型為天文曆表之一部份，但仍然係其本身之模型。
Global Locate Inc已揭示可利用替代性組裝條件以取代GPS來計算ICD-GPS-200相容性多項式組裝藉以增進衛星軌道模型之準確度及壽命。Global Locate Inc之衛星天文曆表服務使用ICD-GPS-200格式以載取整體GPS星座之長期軌道模型。長期性模型之壽命比廣播天文曆表之壽命更長。然而後者仍然受限於GPS天文曆表格式。
專用軌道模型之現有參數係諸如廣播天文曆表或其他軌道數據，GNSS控制部份所提供之天文曆表或其他數據，及/或由諸如IGS等外界資源所提供之天文曆表或其他軌道數據。
共用軌道模型可根據克卜勒(Keplerian)軌道及GPS天文曆表與曆書模型所使用之參數。但亦可能使用其他不同表示法以建立衛星位置資訊之模型。其例子係Spline多項式，Hermitean多項式，分段連續多項式等。舉例而言，第 四級多項式模型可配入ECEF訊框中提供之實際衛星軌道軌線中。可使用將均方根誤差(RMSE)減為最小之條件以配入多項式模型。然後可使用多項式模型以推論隨着時間前進之衛星位置資訊。
由於IGS數據之sp3格式，包括有ECEF位置，ECEF速度及時鐘偏差/飄浮準確度(標準)，因此容易使用於諸如多項式組裝中。利用諸如Spline或Hermitean多項式組裝可建立模型使多項式組裝於前24-48小時期間之衛星位置及速率數據中。使用共用軌道模型將比僅只使用為GPS天文曆表數據所定義之“多項式格式”具有更大自由空間以選擇參數。可根據組裝之預期準確度及預期壽命以選擇多項式順序，參數數目及文字長度。
最終提供作為輔助數據一部份之共用軌道模型參數可包括特定衛星式定位系統之整個衛星星座，多個衛星式定位系統之整個衛星星座，或一或多個衛星星座之一部份，取決於行動裝置之性能。
可任意選擇所支援之衛星式定位系統。包括諸如GPS，GLONASS及伽利略等，同樣包括EGNOS及WAAS等。
除了轉換參數之外，所提供輔助數據特別包括例如時鐘模型參數形式之參考時間，及參考位置。須知除了衛星位置及速度數據以外，共用軌道模型本身亦可包含衛星時鐘偏差及飄浮之模型，啟始作用之時間參考，衛星位置之預測，速度及時鐘準確度以及作為精確點位置(PPP)計算所用之裝置終結修正之衛星高度模型等。用於位置及速度模 型之座標訊框最好係ECEF訊框，因地球旋轉修正可在ECEF訊框中輕易達成。利用簡單的矩陣乘積即可達成轉換為局部訊框(東-北-上側)。IGS數據可包含於ECEF訊框中。
此外，所提供之輔助數據可包含潛水員之其他資訊。其實例包括DGPS修正，實時動能(RTK)修正及衛星信號之載體裝置測量。對於高準確度RTK定位，可參考文獻WO 2004/000732 A1。諸如載體裝置測量及RTK參考數據等適用於支援高準確度定位。須知GPS所習知之RTK修正可視需要應用於支援伽利略定位等。附加輔助數據之其他實例係EGNOS及WAAS修正。從同步EGNOS及WAAS衛星所廣播之數據難以在高緯度地區接收到。因此該數據應提供作為網路輔助數據，尤其當共用軌道模型係短程軌道模型之場合，因現有EGNOS/WAAS修正並不適用於長程軌道模型。附加輔助數據之另一實例係電離層模型參數及/或對流層模型參數。附加輔助數據之再一實例係短程完整性警訊，可在瞬間衛星失效時提供藉以將該衛星除外於位置計算。附加輔助數據之再一實例係至少一衛星式定位系統之數據位元，可在行動裝置要求下擦除數據。數據擦除係一種改良衛星信號接收器之敏感度之方法。舉例而言，如果GPS數據內容未知，僅可在20ms時間內(1GPS位元)協同整合GPS信號。當數據位元已知時，可持續在數據GPS位元上進行協同信號整合，每次倍增整合時間時可取得大約1.5dB之敏感度收益。例如40ms(2位元)可產生1.5dB之收益，而80ms(4位元)可提供3dB之收益。
在本發明之一實施例中，通訊網路之相同或另一網路元素另外將衛星式定位系統為基準之轉換參數中之一參考值取代為通訊系統時間為基準之參考值。換言之，共用軌道模型係僅只參照通訊系統時間，因此衛星式定位資訊可作為通訊系統時間之函數以取代諸如GPS或伽利略時間等予以計算。
如果GNSS系統與通訊系統時間之關係準確地知悉時可採用通訊系統時間基數以提供高敏感度之準確信號裝置及都卜勒預測作用。對於通訊系統時間，可取決於通訊系統而提供選擇性欄位於輔助數據中。系統指定資訊係訊框，GSM之槽口及位元，系統訊框數目，WCDMA之槽口及晶片，及CDMA之UTC時間。分別在GSM及WCDMA中之槽口及位元或晶片可確保足夠解晰度。該欄位亦包括時間未確定預測(標準)以預測信號裝置及都卜勒預測之未確定性。
在本發明之另一實施例中，共用軌道模型係參照於二個時間基數，例如UTC時間及/或通訊系統時間。UTC時間提供所有GNSS系統之全球性時間參考，並可評估尤其是蜂巢式系統之可能性訊框/超訊框傾翻之數目。UTC時間參考亦適用於去除可能性GNSS系統時間差異之問題。GPS，伽利略及Glonass具有不同之系統時間。因此如果系統係用於雜化定位時，必須知悉系統時間之間之偏差，例如使用一GPS信號以預測伽利略信號之相位。利用將模型配對於共同時間基數，即UTC時間即可免除此項問題。GNSS系統 時間之間之差異可在時鐘模型中予以補償。共用時鐘模型可使用諸如具有三個參數，即偏差，飄浮及顫動之第二級連續多項式組裝。此舉大略與現有GPS ICD中之時鐘模型相同。然而亦可採用其他模型。時鐘模型亦可包括時鐘誤差之準確度或不確定性預測。UTC時間亦為軌道模型之時間印戳/ID。
特別係在行動裝置之請求下，輔助數據可傳輸至特定行動裝置。然而在另一方面，亦可在諸如蜂巢式通訊系統之相對細胞中進行廣播。
接收輔助數據之行動裝置可利用轉換參數以預測至少一衛星式定位系統之衛星位置。
根據本發明之第二目的，第一項方法係利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。該方法之步驟包括將根據通訊網路中表示衛星移動之專用軌道模型之有效參數中之衛星式定位系統時間為基準之參考值替代成以通訊系統時間為基準之參考值。該方法另外包括提供替代參數作為衛星式定位之輔助數據之一部份。
根據本發明之第二目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之第二方法，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。此項方法之步驟包括在行動裝置接收來自通訊網路之輔助數據，包括以通訊系統時間為基 準之時間印戳。該方法另外包括行動裝置利用根據測定通訊系統時間之輔助數據中之參數以預測至少一衛星式定位系統之衛星之位置。
根據本發明之第二目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之通訊網路之網路元素，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。該網路元素包括處理裝置。該處理裝置係用以將根據通訊網路中表示衛星移動之專用軌道模型之有效參數中之衛星式定位系統時間為基準之參考值替代成以通訊系統時間為基準之參考值。該處理裝置另外可用以提供轉換參數作為衛星式定位之輔助數據之一部份。
根據本發明之第二目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之行動裝置。該行動裝置包括一衛星信號接收器用以截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。該行動裝置另外包括一通訊組件用以接收具有以通訊系統時間為基準之時間印戳之來自通訊網路之輔助數據。行動裝置另外包括處理裝置用以測定通訊系統時間。行動裝置另外包括處理裝置用以根據以測定通訊系統時間為基準之接收輔助數據中之參數以預測至少一衛星式定位系統之一衛星之位置。
根據本發明之第二目的，另外提供一種由本發明第二目的之網路元素及本發明第二目的之行動裝置構成之系統。
根據本發明之第二目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之第一軟體碼，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。在被通訊網路之網路元素之處理單元執行時，軟體碼將實行本發明第二目的之第一方法。
根據本發明之第二目的，另外提供一種第一軟體程式產品，其中係用以儲存本發明第二目的之第一軟體碼。
根據本發明之第二目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之第二軟體碼，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。在被行動裝置之處理單元執行時，軟體碼將實行本發明第二目的之第二方法。
根據本發明之第二目的，另外提供一種第二軟體程式產品，其中係用以儲存本發明第二目的之第二軟體碼。
本發明之第二目的係根據可利用通訊系統時間取代衛星式定位系統時間之軌道模型之參數預測衛星位置之概念。為了進行上述預測，以衛星式定位系統時間為基準之現有參數之參考值係替代以通訊系統時間為基準之參考值。舉例而言，在GPS天文曆表參數之場合，TOE係替代以通訊系統時間，而在GPS曆書參數之場合，TOA係替代以通訊系統時間。衛星式定位系統時間與通訊系統時間之間之關係必須為通訊網路所知悉藉以替代參考值。但由於時間關係之準確度並不嚴格，該關係可以數種方式提供予網路。
本發明之第二目的之優點在於輔助數據係與衛星式定位系統時間無關連，而衛星式定位系統時間不需提供予行動裝置。
本發明之第二目的可採用任何輔助衛星式定位系統，例如A-GPS或輔助伽利略等。
如果通訊網路係GSM網路時，通訊系統時間可由訊框數目，時間槽及位元數目之相對組合予以設定。如果通訊網路係WCDMA網路，通訊系統時間可由相對系統訊框數目，槽口及晶片予以設定。所有現有之蜂巢式終端機已經進行訊框數目之解碼。因此，已經提供予衛星位置計算之適當時間資訊，即利用蜂巢式通訊系統時間以推論衛星位置。
在GPS之場合，可輕易取得現有GSM與具有蜂巢式時間印戳之WCDMA蜂巢式標準之延伸。已經存有IE及參數作為準確時間轉移。相同參數可予以添加至所使用之天文曆表及曆書IE以取代TOE及TOA，但具有相同之暫時性資訊及用作TOW。此項方法係逆向相容性。
行動裝置可從通訊網路接收具有替代參考值之輔助數據。然後可利用以通訊系統時間為基準之輔助數據中之參數測定至少一衛星式定位系統之通訊系統時間及衛星位置。即使未提供衛星式定位系統時間予行動裝置，習知利用衛星位置資訊即可取得準確之碼相位預測及接收衛星信號之都卜勒頻率。
已經接收來自通訊網路之輔助數據之行動裝置將預設 性提供預定組回饋項目至通訊網路。在現有方法中，回饋項目組係取決於定位模式之逆相，亦即取決於定位係根據行動站或所輔助之行動站。回饋數據可包括位置資訊，諸如行動裝置之測定位置，行動裝置之測定速度，至少一衛星式定位系統之測定時間及測定測量及/或位置不確定性。回饋數據可另外包括接收衛星信號之測量及/或衛星式定位系統時間與通訊系統時間之間之關係。回饋數據亦可包括從多個通訊網路之基地台所接收之信號上進行之觀察時間差異(OTD)測量。行動裝置將OTD測量以秒為單位，即微秒或毫秒，取代訊框或次訊框差異回歸予通訊網路以使資訊獨立化。
行動裝置亦需要維持至少一衛星式定位系統時間與通訊系統時間之間之關係。如果行動裝置已取得GNSS組裝，可將訊框，次訊框，槽口，位元及晶片等方式之現有通訊系統時間連接至測定衛星式定位系統時間。另一方面，行動裝置將接收初始時間關係作為輔助數據。可藉以下方式維持時間關係，諸如評估來自網路之時間差異資訊，評估在行動裝置中進行之OTD測量及當關係不確定性太大時再度確定UTC-蜂巢式時間關係，或評估來自網路之GNSS時間輔助。舉例而言，在CDMA網路中，GPS及UTC時間係預設存在。如果行動裝置具有有效之時間關係，此項關係將被作用改良時間對第一固定及敏感性之性能。利用具有百分之微秒之準確度之時間關係即可達成性能改良。所維持之時間關係亦包括於行動裝置至通訊網路之輔助數據請 求中。
通訊網路可收集由行動裝置所回饋之位置數據，時間關係數據及OTD測量，藉以產生基地台之間之時間差異之資料庫。此項資料庫可用以遞送時間準確輔助數據至行動裝置以改良敏感性而不需遞送衛星式定位系時間。當行動裝置無法計算位置答案時，亦可採用回饋中之衛星信號測量以預測行動裝置在通訊網路中之位置。
本發明之第三目的係提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之方法，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號，及其中該通訊網路係用以支援至少兩種不同定位模式。該方法之步驟包括在行動裝置之定位範圍內在行動裝置與通訊網路之間以至少一個方向傳輸一組數據，該數據係與所採用定位模式無關。
根據本發明之第三目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之通訊網路之網路元素，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。該網路元素包括處理裝置，用以在行動裝置之定位範圍內將與所採用定位模式無關之至少一組數據傳輸至行動裝置及/或從行動裝置接收與所採用定位模式無關之至少一組數據。
根據本發明之第三目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之行動裝置。該行動裝置包括一衛星信號接收器用以截取至少一衛星式定位系統之衛 星所發射之信號。該行動裝置另外包括一通訊組件用以在行動裝置之定位範圍內將與所採用定位模式無關之至少一組數據傳輸至通訊網路及/或從通訊網路接收與所採用定位模式無關之至少一組數據。
根據本發明之第三目的，另外提供一種由本發明第三目的之網路元素及本發明第三目的之行動裝置構成之系統。
根據本發明之第三目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之第一軟體碼，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。在被通訊網路之網路元素之處理單元執行時，軟體碼將實行在行動裝置之定位範圍內將與所採用定位模式無關之至少一組數據傳輸至行動裝置及/或從行動裝置接收與所採用定位模式無關之至少一組數據。
根據本發明之第三目的，另外提供一種第一軟體程式產品，其中係用以儲存本發明第三目的之第一軟體碼。
根據本發明之第三目的，另外提供一種利用輔助數據以支援行動裝置之衛星式定位之第二軟體碼，其中該行動裝置係用以與通訊網路進行通訊及截取至少一衛星式定位系統之衛星所發射之信號。在被行動裝置之處理單元執行時，軟體碼將實行在行動裝置之定位範圍內將與所採用定位模式無關之至少一組數據傳輸至通訊網路及/或從通訊網路接收與所採用定位模式無關之至少一組數據。
根據本發明之第三目的，另外提供一種第二軟體程式產品，其中係用以儲存本發明第三目的之第二軟體碼。
本發明之第三目的係延續自現有輔助標準全都為不同定位模式提供不同規範之考量。為了統一及簡化規範及處理，倡議不管採用何種定位模式，在定位範圍內之行動裝置與通訊網路之間所交換之至少一組數據大致相同。
該至少一組數據可屬於從通訊網路傳輸至行動裝置之輔助數據。如此亦表示行動裝置所進行之衛星式定位作業係大致相同，與所採用定位模式無關。
該至少一組數據亦可屬於從行動裝置傳輸至通訊網路之資訊。於此場合，至少一組數據應包括諸如行動裝置所截取之衛星信號之測量資訊。如果行動裝置本身根據截取衛星信號測定其位置，所測定位置可被添加於共同數據組中。
須知行動裝置之位置可在行動裝置及通訊網路中計算。
本發明之另一目的係延續自以下考量，除了根據一般天文曆表參數計算任何類型之修正數據之外，此修正數據亦可根據具有至少一天有效期之長程軌道模型之參數中計算而出。於是修正數據可應用於長程軌道參數而不僅只應用於短程天文曆表參數。該參數可能在修正數據之前提供，或與修正數據同期提供。修正數據係諸如WAAS，EGNOS或DGPS修正數據等，亦包括另一種或新類型之修正數據。
同時，長程軌道模型之參數之準確度將隨着時間而降低。但在所倡議之修正數據之下，可延長至長程軌道參數之壽命。
因此該修正數據可增進長程軌道模型之準確性及整合性。由於軌道模型更新之頻率必須低於準確修正數據者，於是在通訊網路與行動裝置之間傳輸之數據量將會減低，而頻寬之負荷將會減少。此外，修正模型比現存模型更為準確及具時效性。由於選擇性有效之本性，諸如DGPS修正初始時係開發為非常短程及不很準確。現在選擇性有效之考量已不存在，新型DGPS修正已作成非常準確。此外，單一格式之修正數據可應用於所有衛星星座，例如GPS，伽利略，Glonass等。
在網路方面，伺服器可根據本發明第三目的以計算長程軌道模型之修正數據。長程軌道模型之參數可維持數天有效，並在作為行動裝置之輔助數據之一部份予以傳輸時需要一些網路頻寬。修正數據可維持數小時有效，但所需頻寬將比長程軌道模型之參數之傳輸者少。修正數據之相對組可以多種方式計算。實際修正數據可藉諸如根據來自參考站之實際測量或根據現有EGNOS/WAAS模型予以計算。實際修正數據之形式並非取決於如何計算修正。
至於行動裝置方面，修正數據係接收及用作在進行衛星位置之相對預測之前修正長程軌道模型之參數。行動裝置中之實施可依傳統DGPS修正之類似方式使用所提供修正數據。然而，每個衛星之虛擬域修正量之計算係取決於 修正模型。
用以計算修正數據之模型係諸如一些高級多項式，如第二或第三級多項式，分段連續多項式，或更複雜之模型。
須知所倡議之修正數據計算方法可應用於本發明第一目的，第二目的及第三目的。
本發明之第一目的，第二目的及第三目的之任一種網路元素係諸如通訊網路之網路伺服器或基地台。在本發明之第一目的，第二目的及第三目的中之通訊網路係諸如蜂巢式通訊網路，如GSM網路，WCDMA網路或CDMA網路等，同樣亦包括非蜂巢式網路，如WLAN，藍芽TM 網路或WiMax網路等。在本發明之第一目的，第二目的及第三目的中之行動裝置包括諸如行動電話等之行動通訊裝置，其中係結合衛星信號接收器。另一方面，衛星信號接收器可作為行動通訊裝置之配件裝置。
須知本發明之第一目的中所述之所有詳情均可與本發明第二目的之實施例組合，反之亦然。
本發明之其他目的及特徵可藉以下參照附圖之詳細說明而愈趨明晰。
第1圖係本發明之一實施例之支援A-GNSS之系統之示意區塊圖。該系統可免除提供GNSS時間作為輔助數據之需要及統一化輔助數據之提供。
此系統具有GSM網路或任何其他蜂巢式通訊網路之基地台10及網路伺服器20。此系統另外包括第一行動站 (MS1)30，第二行動站(MS2)40，GPS衛星(GPS SV)50及伽利略衛星(GPS SV)60。
基地台10提供設置在毗鄰之行動站20，30之無線電介面。它具有可執行多種實施軟體碼組件之處理單元11，包括一參數搜尋組件12，一參考時間替代組件13，一訊息組裝組件14，及一回饋轉送組件15。
網路伺服器20可由蜂巢式通訊網路之多個基地台10所存取。此外，它係連接於GPS控制伺服器及伽利略控制伺服器(未予圖示)。它具有儲存資料庫之記憶體21及可執行各種實施軟體碼組件之處理單元22，包括參數計算組件23，資料庫更新組件24及位置預測組件25。
第一行動站30係具有GPS接收器31之行動裝置。GPS接收器具有一截取及追蹤組件32，可實行於硬體及/或軟體中。舉例而言，為了截取及追蹤接收自GPS衛星50之信號，可在GPS接收器31之處理單元所執行之軟體碼之控制下，可由硬體進行信號測量作業，包括相關聯作業等。
行動站30另外包括一蜂巢式機器35作為蜂巢式通訊組件。蜂巢式機器係由行動電話30與蜂巢式通訊網路之間之傳統行動通訊所需之所有組件所構成之模組，並可另外增進附加功能。蜂巢式機器33係由可執行各種實施性軟體碼組件之一種數據處理單元所構成。在本實施例中，該軟體碼組件包括應用組件36，訊息評定組件37及位置預測組件38。由應用組件36實行之應用係需要位置相關資訊之任何應用，例如導航應用或可確保提供特定服務予在特定位 置之行動站30之用戶之應用等。須知另一方面，應用組件36及位置預測組件38可由其他處理單元予以執行，例如由GPS接收器31之處理單元予以執行。
第二行動站40具有類似第一行動站30之設計，但由伽利略接收器以取代GPS接收器用以截取及追蹤接收自伽利略衛星60之信號。另一方面，第二行動站40可由諸如雜化GPS與伽利略接收器等構成。
以下將參照第2圖表示系統中有關行動站30，40之位置資訊之測定。第2圖係一流程圖，左側顯示其中一個行動站30，40之作業，中間顯示基地台10之作業，而右側顯示網路伺服器20之作業。
網路伺服器20將在固定間隔接收來自所有有效GPS衛星50之GPS控制伺服器之GPS天文曆表及曆書參數，及所有有效伽利略衛星60之伽利略控制伺服器之對應伽利略參數。GPS參數符合GPS ICD，因此分別屬於GPS特定天文曆表或曆書軌道模型。伽利略參數符合伽利略ICD，因此屬於伽利略特定軌道模型。網路伺服器20亦接收來自GPS控制伺服器，來自伽利略控制伺服器或來自另一裝置之附加資訊。該另一裝置可提供諸如由地面EGNOS及WAAS衛星所廣播之EGNOS及WAAS修正。
參數計算組件23將所接收GPS參數轉換成共用軌道模型之參數(步驟201)。此外，它將所接收伽利略參數轉換成相同共用軌道模型之參數。可利用諸如不僅具有PRN，同時亦具有星座ID之指數以識別具有相對有效參數之衛星。 共用軌道模型係一種表示軌道參數及運算以計算衛星位置資訊之規範，如GPS及伽利略衛星之位置，速度及加速度等，同時亦包括其他GNSS之衛星，如GLONASS，EGNOS及/或WAAS等。此外，共用軌道模型可提供衛星信號由於時鐘飄浮所導致之修正計算。須知包括WAAS-，EGNOS-及/或DGPS-型修正數據等任何修正數據可藉由所採用共用軌道模型予以計算或重新計算。
經由參數轉換可使不同GNSS之參數統一化，即GPS與伽利略之參數數目與參數文字長度將完全相同。共用軌道模型之參數將比GPS天文曆表參數維持更長之有效期限。此外，將比諸如GPS曆書軌道模型所設定之衛星位置更準確。此舉可藉使用更多參數或使用衛星傳輸參數所設定之更長文字長度予以達成。因此，共用軌道模型亦可為諸如GPS之唯一軌道模型。須知參數轉換亦包括參數之重新計算。
相對衛星之共用軌道模型所產生之參數包括一參考值，構成衛星所屬之GNSS之系統時間為基準之資訊之參考時間，諸如GPS天文曆表數據之TOE或GPS曆書數據之TOA。舉例而言，對於GPS衛星，參考時間係以GPS之TOW計數為基準，諸如TOE或TOA。
於是，行動站30，40之應用組件36可能需要一些位置相關資訊。為了取得所需資訊，將從蜂巢式通訊網路請求GPS及/或伽利略之輔助數據(步驟301)。輔助請求指示行動站30，40所支援之GNSS類型。
當基地台10接收輔助請求時，參數搜尋組件12將指示網路伺服器20為支援GNSS或目前在基地台10之位置有效之GNSSs之衛星50，60提供共用軌道模型之參數(步驟101)。該指示包括基地台10之識別及GNSS或GNSSs之識別。
於是，網路伺服器20之參數計算組件23將測定目前在基地台10之位置可看見及屬於指定GNSS或GNSSs之衛星50，60(步驟202)。利用所產生之軌道模型參數可測定衛星之現有位置。於是，如果所有基地台之相對識別與其位置之關聯資料係被儲存於網路伺服器20，例如在記憶體21之資料庫中，將可輕易測出目前在識別基地台10可看見之衛星。參數計算組件23將為目前可看見之衛星選擇軌道模型參數，並連同附加資訊提供予基地台10。該附加資訊包括諸如DGPS及RTK修正，EGNOS及/或WAAS修正，短程差異修正，短程整合警訊及載體相位測量等。經過基地台10轉送至行動站30，40之特別請求之後，附加資訊亦包括數據擦除之數據位元。
基地台10之參數搜尋組件12將接收所提供之資訊，並提供予參考時間替代組件13。
基地台10之參考時間替代組件13將把各個可見衛星50，60之軌道模型參數之GNSS參考時間替代為蜂巢式系統參考時間(步驟102)。如果蜂巢式通訊網路係GSM網路之場合，蜂巢式系統參考時間可包括諸如訊框數目，時間槽及位元數目{FN，TS，BN}之星座，係代表GNSS參考時 間之時間。如果蜂巢式通訊網路係WCDMA網路之場合，蜂巢式系統參考時間可包括諸如系統訊框數目(SFN)，槽口及晶片，係代表GNSS參考時間之時間。
為了將GNSS參考時間替代以蜂巢式系統參考時間，基地台10必須知悉GNSS時間與蜂巢式通訊系統時間之間之有關係。由於對關係準確度之需求不很嚴格，有數種替代方式可提供基地台10此種關係。關係值之準確度介於10-100μs即已足夠，甚至1ms之準確度。衛星之移動速度約為3.8km/s，因此每1ms之衛星位置之誤差值最多是4公尺，故可忽略。
第一種替代方式中，LMU係與基地台10聯繫。於此場合，LMU可測定GNSS時間及提供予基地台10。然後基地台10將測定其本身之關係。須知，為網路之所有基地台提供本身之LMU係相當昂貴。
第二種替代方式中，僅有一LMU存在於蜂巢式通訊網路，而所有基地台10之時間差異係由此LMU之位址之蜂巢式通訊網路所測量。舉例而言，網路中之單一基地台可裝配有LMU以產生GNSS時間與蜂巢式通訊系統時間之間之關係。裝配LMU之基地台與網路中所有其他基地台10之間之時間差異係予以測量，藉以為蜂巢式通訊網路中之任何基地台10產生GNSS時間對蜂巢式通訊系統時間關係。藉由行動站30，40向蜂巢式通訊網路所報備之收集及評定OTD-測量即可測出時間差異。
第三種替代方式中，同樣亦僅有一LMU存在於蜂巢式 通訊網路中，而時間差異係以矩陣方案予以測量。於此替代方式中，行動站30，40係被利用根據OTD-測量以測量基地台時間差異。諸如劍橋定位系統公司(CPS)係根據此種方式提出定位與維持時間方法。此項方法包括在行動站進行測量基地台時間差異，維持在行動站之對應資料庫及使用此資料庫以進行定位及GPS時間維持。此法習稱為加強-GPS(E-GPS)。如果在行動站30，40所測出之時間差異係被報備予蜂巢式通訊網路，利用E-GPS法可供蜂巢式通訊系統取得LMU基地台與其他基地台之間之蜂巢式系統中之時間差異。
第四種替代方式中，蜂巢式通訊網路中不需要設置LMU。取而代之的是行動站30，40提供GNSS時間與蜂巢式通訊系統時間之間之關係。如果行動站30，40已經具有來自前項定位作業或來自E-GPS方案之有效關係，此項資訊將連同輔助請求被傳送至蜂巢式通訊網路。行動站30，40中取得及維持有效時間關係之一些選擇將參照步驟306進一步說明於後。然後基地台10將使用行動站30，40所提供之時間關係以計算軌道模型參數之蜂巢式系統參考時間。
GNSS時間與蜂巢式通訊系統時間之關聯己見述於美國專利案6,678,510 B2及6,748,202 B2。
一旦支援GNSS之各個可見衛星50，60之軌道模型參數中之GNSS參考時間已經被相對之蜂巢式系統參考時間所取代，訊息組裝組件14將為各該衛星50，60組裝一訊 息(步驟103)。任何類型之定位模式均有相同訊息。該訊息包括具有軌道模型參數之資訊元素(IE)，包括被取代之參考時間。此外，它可包括一參考位置，即基地台10之已知位置。再者，可包括網路伺服器20所提供之任何資訊，其他裝置所提供之資訊，或基地台10本身所產生之資訊。
然後該訊息係被傳送至請求行動站30，40。
另一方面，基地台10可在固定時段為所有相對之可見衛星50，60組裝該訊息及將訊息廣播至位於基地台10所伺服之細胞中之所有行動站30，40。
行動站30，40之訊息評定組件37接收訊息後進行訊框數目，時間槽及位元數目之解碼，藉以測定蜂巢式通訊系統時間。此外，它將提取在接收訊息中之資訊(步驟302)。可能與局部時間相關之蜂巢式通訊系統時間之指示，及包括軌道模型參數之提取資訊，將被提供予位置預測組件38。
位置預測組件38知悉共用軌道模型之運算。根據該運算，位置預測組件38將利用所提供之軌道模型參數，或考慮短程差異修正等因素，藉以推論相對之衛星軌跡作為現有蜂巢式通訊系統時間之函數(步驟303)。根據所取得之衛星軌跡，位置預測組件38將限制衛星信號之可能性傳播時間及在傳統方式下發生之都卜勒頻率。根據已知之傳播時間與都卜勒頻率之限制，亦可限制將予檢查之可能性碼裝置。該碼裝置限制係為已提供軌道模型參數之所有衛星所進行，除了已經提供短程整合性警訊者為例外。短程整合性警訊係在每次發生瞬間衛星失效時由網路伺服器20通過 基地台10所提供。
位置預測組件38將所測定之碼裝置限制及在接收訊息中之其他資訊轉送至截取與追蹤組件32。該截取與追蹤組件32將截取可見衛星(步驟304)。以傳統方式使用該資訊以限制搜尋選項而加速截取衛星信號。截取與追蹤組件32亦可對所截取衛星信號進行解碼。截取與追蹤組件32將提供測量結果，包括任何解碼導航數據，至位置預測組件38。
於是位置預測組件38可依據傳統方式測定行動站30，40之位置(步驟305)。換言之，它將測定已截取信號之衛星50，60之虛擬範圍。此外，它將根據信號傳輸時之解碼導航數據以測定確實之衛星位置，該信號係指示於解碼導航數據中並由測量結果所改進。位置預測組件38將利用該虛擬範圍連同所測定之衛星位置以預測行動站之位置。位置預測組件38同樣亦可以傳統方式測定任何其他預期位置相關性資訊，諸如速度，GNSS時間，測量與位置未確定性等。所測定之位置相關性資訊將被提供予應用組件36以供其使用。
根據預先設定，行動站10之位置預測組件38將所測定之位置相關性資訊，所接收之測量結果及蜂巢式通訊系統時間與GNSS時間之間之關係作為回饋數據提供予蜂巢式通訊網路。不管所採用定位模式為何，回饋數據通常係一樣，只是行動站10之位置僅在行動站10測定時才提供。基地台10之回饋轉送組件15將把回饋數據轉送至網路伺服器20(步驟104)。
網路伺服器20之資料庫更新組件24將收集位置資訊，蜂巢式通訊系統時間與GNSS時間之間之關係，及OTD測量以產生及更新各個基地台之間之時間差異之資料庫21(步驟203)。此項資料庫21可用以遞送時間準確性輔助數據至行動站30，40，不需遞送GNSS時間即可改良敏感度。
當行動站30，40無法本身計算其位置之場合，網路伺服器20之位置計算組件25將利用回饋數據中之測量結果以預測行動站30，40之位置。
行動站30，40亦將維持預設之蜂巢式通訊系統時間與GNSS時間之間之關係(步驟306)。當行動站30，40已取得有效之GNSS方位及已經可將現有蜂巢式通訊系統時間之訊框，次訊框，槽口，位元與晶片連繫至GNSS時間或已接收初始關係作為輔助數據時即可達成上述目的。於此場合，行動站30，40將在任何時候重建或修復GNSS時間，僅需利用蜂巢式通訊系統時間從最後GNSS方位預測消耗時間及假設行動站30，40沒有從一細胞移動至另一細胞。如果行動站30，40從一細胞移動至另一細胞，GNSS時間與蜂巢式通訊系統時間之間之關係必須根據新的GNSS方位予以產生。另一方面，可根據伺服前一細胞之基地台及伺服現有細胞之基地台之間之時間差異以更新現有關係。時間差異可由OTD網路輔助取得，假設存有時間差異資料庫。時間差異亦可由終端機本身進行之OTD測量中取得。時間差異亦可由前項與現有細胞中之計時進程及/或來回程時間測量中取得。
另一方面，可藉諸如從蜂巢式通訊網路之GPS時間輔助以維持時間關係。在CDMA網路中，GPS時間係預設性存在。
如果行動站30，40已具有有效之GNSS對蜂巢式通訊系統時間關係，可利用此關係以改良時間對第一方位及敏感度之性能。具有百分之一微秒之準確度之GNSS對蜂巢式通訊系統時間關係已足以提供該性能改良。
行動站30，40可根據各項輔助數據之請求將所進行之OTD測量送回蜂巢式通訊網路。送回之OTD測量係以秒為單位，特別係微秒或毫秒，以取代訊框或次訊框差異，藉以使資訊與蜂巢式通訊系統時間無關聯。
須知上述實施例僅作為本發明之多種實施例之其中一種。舉例而言，除了GPS及/或伽利略之外，其他或附加GNSS亦可獲得支援。如前所述，除了GSM網路之外，亦可採用其他任何類型之蜂巢式通訊網路。同時部份處理程序可在不同元素之間轉換。作為實施例說明，參考時間替代同樣亦可在網路伺服器中之所有基地台中央進行。此外，所提供之資訊會有所不同。再者，除了新的軌道模型之外，亦可使用習知GPS天文曆表及/或GPS曆書軌道模型於GPS衛星及其他GNSS衛星。亦可使用另一特定GNSS之一或多種軌道模型標準。此外，當GNSS時間已存在於行動站之場合，將不需要參考時間替代。
10‧‧‧基地台
11‧‧‧處理單元
12‧‧‧參數搜尋組件
13‧‧‧參考時間替代組件
14‧‧‧訊息組裝組件
15‧‧‧回饋轉送組件
20‧‧‧網路伺服器
21‧‧‧記憶體
22‧‧‧處理單元
23‧‧‧參數計算組件
24‧‧‧資料庫更新組件
25‧‧‧位置預測組件
30‧‧‧第一行動站
31‧‧‧GPS接收器
32‧‧‧截取與追蹤組件
33‧‧‧蜂巢式機器
36‧‧‧應用組件
37‧‧‧訊息評定組件
38‧‧‧位置預測組件
40‧‧‧第二行動站
50‧‧‧GPS衛星
60‧‧‧伽利略衛星
第1圖係支援A-GNSS之系統之示意區塊圖；及 第2圖係第1圖之系統之操作流程圖。
10‧‧‧基地台
11‧‧‧處理單元
12‧‧‧參數搜尋組件
13‧‧‧參考時間替代組件
14‧‧‧訊息組裝組件
15‧‧‧回饋轉送組件
20‧‧‧網路伺服器
21‧‧‧記憶體
22‧‧‧處理單元
23‧‧‧參數計算組件
24‧‧‧資料庫更新組件
25‧‧‧位置預測組件
30‧‧‧第一行動站
31‧‧‧GPS接收器
32‧‧‧截取與追蹤組件
36‧‧‧應用組件
37‧‧‧訊息評定組件
38‧‧‧位置預測組件
40‧‧‧第二行動站
50‧‧‧GPS衛星
60‧‧‧伽利略衛星

Claims (41)

  1. 一種利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，包括：把專用軌道模型之可用參數藉由伺服器轉換成共用軌道模型之參數，其中該專用軌道模型係針對一特定衛星式定位系統界定，其中該共用軌道模型係針對至少二個不同衛星式定位系統界定，後者包括伽利略系統、全球定位系統(GPS)、與全球軌道導航衛星系統(GLONASS)中的至少二個，其中具有接收參數之該專用軌道模型描述該特定衛星式定位系統之一特定衛星的移動，以及其中具有該等轉換的參數之該共用軌道模型描述該特定衛星式定位系統之該特定衛星的移動；提供該等轉換的參數作為衛星式定位之輔助數據之一部份供傳輸給一行動裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該共用軌道模型是共同針對至少三個相異的衛星式定位系統界定，該等至少三個相異的衛星式定位系統又包括下列至少一項：歐洲同步導航疊覆服務(EGNOS)；及廣域擴增系統(WAAS)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該共用軌道模型係比該 專用軌道模型準確。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該共用軌道模型比該至少一衛星式定位系統之專用軌道模型含有更多參數。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該共用軌道模型具有比該至少一衛星式定位系統之專用軌道模型之對應參數具有更長文字長度之至少一個參數。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該共用軌道模型之該參數比該至少一衛星式定位系統之專用軌道模型之參數具有較長之有效時間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該輔助數據除了該轉換參數之外尚含有基準時間與基準位置。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該輔助數據尚含有下列之至少一種：差異性全球定位系統修正值； 即時動能(RTK)修正值；衛星信號之載體相測值；歐洲同步導航疊覆服務修正值；廣域擴增系統修正值；該轉換參數之短程差分修正值；電離層模型參數；對流層模型參數；短程整合性警訊；及在行動裝置請求下實行數據擦除之至少一衛星式定位系統之數據位元。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該共用軌道模型之參數具有至少一天之有效期限。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，進一步包括：進行該共用軌道模型之特定之修正數據之計算及提供該修正數據作為該衛星式定位之輔助數據之一部份。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，進一步包括：於該通訊網路之一網路元件，藉由以通訊系統時間為基準且表示一參考時間之參考值，來取代以衛星式定位系統時間為基準且表 示一參考時間之該等轉換的參數中之一參考值。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該輔助數據係在該行動台之請求下傳輸至一特定之行動台或廣播於該通訊系統之細胞中。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該行動台接收該輔助數據及利用該轉換參數預測該至少一衛星式定位系統之衛星位置。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該輔助數據相較於任何該等至少兩個相異的衛星式定位系統中定義之參數，包括額外的參數，該等額外的參數增加共用軌道模型參數之有效時間。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該共用軌道模型表示一克卜勒軌道。
  16. 一種利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，包括：在行動裝置接收來自伺服器之含有共用軌道模型之參 數的輔助數據，其中該共用軌道模型係針對至少二個不同衛星式定位系統共同界定，該等系統包括伽利略系統、全球定位系統(GPS)、與全球軌道導航衛星系統(GLONASS)中之至少二個，其中具有接收的參數之該共用軌道模型描述一特定衛星式定位系統之一特定衛星的移動；及根據該共用軌道模型之該等接收的參數評估該特定衛星式定位系統之該特定衛星的位置。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該輔助數據相較於任何該等至少兩個相異的衛星式定位系統中定義之參數，包括額外的參數，該等額外的參數增加該等共用軌道模型參數之有效時間。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的方法，其中該共用軌道模型表示一克卜勒軌道。
  19. 一種儲存有指令之電腦可讀媒體，該等指令在由一處理器執行時，將實行下列步驟：把專用軌道模型之可用參數轉換成共用軌道模型之參數，其中該專用軌道模型係針對一特定衛星式定位系統界定，其中該共用軌道模型係針對至少二個不同衛星式定位系統界定，後者包括伽利略系統、全球定位系統(GPS)、與 全球軌道導航衛星系統(GLONASS)中的至少二個，其中具有接收的參數之該專用軌道模型描述該特定衛星式定位系統之一特定衛星的移動，以及其中具有該等轉換的參數之該共用軌道模型描述該特定衛星式定位系統之該特定衛星的移動；及提供該等轉換的參數作為衛星式定位之輔助數據之一部份供傳輸給一行動裝置。
  20. 一種利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，包括：一處理單元，用以將專用軌道模型之可用參數轉換成共用軌道模型之參數，其中該專用軌道模型係針對一特定衛星式定位系統界定，其中該共用軌道模型係針對至少二個不同衛星式定位系統共同界定，該等定位系統包括伽利略系統、全球定位系統(GPS)、與全球軌道導航衛星系統(GLONASS)中的至少二個，其中具有接收的參數之該專用軌道模型描述該特定衛星式定位系統之一特定衛星的移動，以及其中具有該等轉換的參數之該共用軌道模型描述該特定衛星式定位系統之該特定衛星的移動；且該處理單元係用以提供該等轉換的參數作為衛星式定位之輔助數據之一部份供傳送至行動裝置。
  21. 如申請專利範圍第20項之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該共用軌道模型比該至少 一衛星式定位系統之專用軌道模型含有更多參數。
  22. 如申請專利範圍第20項之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該共用軌道模型之該參數比該至少一衛星式定位系統之專用軌道模型之參數具有較長之有效時間。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該共用軌道模型是共同針對至少三個相異的衛星式定位系統界定，該等至少三個相異的衛星式定位系統又含有下列至少一項：歐洲同步導航疊覆服務(EGNOS)；及廣域擴增系統(WAAS)。
  24. 如申請專利範圍第20項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該共用軌道模型包含具有比用於該至少一衛星式定位系統之專用軌道模型之對應參數更長的字元長度之至少一個參數。
  25. 如申請專利範圍第20項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該處理單元用以於輔助數據中另包含下列之至少一種：差異性全球定位系統修正值；即時動能(RTK)修正值； 衛星信號之載波相位量測值；歐洲同步導航疊覆服務修正值；廣域擴增系統修正值；該等轉換的參數之短程差分修正值；電離層模型參數；對流層模型參數；短程整合性警訊；及在行動裝置請求下實行數據擦除之至少一衛星式定位系統之數據位元。
  26. 如申請專利範圍第20項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該共用軌道模型之參數具有至少一天之有效期限。
  27. 如申請專利範圍第20項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該處理單元用以來計算特別用於該共用軌道模型之修正數據，及來另包含該修正數據於該輔助數據中。
  28. 如申請專利範圍第20項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該處理單元用以來藉由以通訊系統時間為基準且表示參考時間之參考值，取代以衛星式定位系統時間為基準且表示一參考時間之該等轉換的參數中之一參考值。
  29. 如申請專利範圍第20項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該處理單元係用以在該行動裝置之請求下傳輸該輔助數據至一特定行動裝置或廣播於一通訊系統之一細胞中。
  30. 如申請專利範圍第20項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該輔助數據相較於任何該等至少兩個相異的衛星式定位系統中定義之參數，包括額外的參數，該等額外的參數增加共用軌道模型參數之有效時間。
  31. 如申請專利範圍第20項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該共用軌道模型表示一克卜勒軌道。
  32. 如申請專利範圍第20項之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中本裝置係為伺服器、基地台、用於伺服器中的裝置及用於基地台中的裝置當中之一種。
  33. 一種利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，包括：轉換裝置，用以將專用軌道模型之可用參數轉換成共 用軌道模型之參數，其中該專用軌道模型係針對一特定衛星式定位系統界定，其中該共用軌道模型係針對至少二個不同衛星式定位系統界定，後者包括伽利略系統、全球定位系統(GPS)、與全球軌道導航衛星系統(GLONASS)中的至少二個，其中具有接收的參數之該專用軌道模型描述該特定衛星式定位系統之一特定衛星的移動，以及其中具有該等轉換的參數之該共用軌道模型描述該特定衛星式定位系統之該特定衛星的移動；及提供裝置，用以提供該等轉換的參數作為衛星式定位之輔助數據之一部份供傳輸給一行動裝置。
  34. 如申請專利範圍第33項之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中本裝置係伺服器、基地台、用於伺服器中的裝置及用於基地台中的裝置當中之一種。
  35. 一種利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，包括：一處理構件，用以根據接收到之共用軌道模型的參數評估一個特定衛星式定位系統之一特定衛星的位置，其中該共用軌道模型係針對至少二個不同衛星式定位系統共同界定，後者包括伽利略系統、全球定位系統(GPS)、與全球軌道導航衛星系統(GLONASS)中的至少二個，其中具有該等接收的參數之該共用軌道模型描述該特定衛星式定位系統之該特定衛星的移動。
  36. 如申請專利範圍第35項之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該共用軌道模型比該至少一衛星式定位系統之專用軌道模型含有更多參數。
  37. 如申請專利範圍第35項之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該共用軌道模型之該參數比該至少一衛星式定位系統之專用軌道模型之參數具有較長之有效時間。
  38. 如申請專利範圍第35項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該輔助數據相較於任何該等至少兩個不同衛星式定位系統中定義之參數，包括額外的參數，該等額外的參數增加共用軌道模型參數之有效時間。
  39. 如申請專利範圍第35項所述之利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的裝置，其中該共用軌道模型表示一克卜勒軌道。
  40. 一種利用輔助數據支援行動裝置之衛星式定位的行動裝置，包括：一衛星信號接收機，用以取得由至少一衛星式定位系統之衛星發送之信號； 一通訊構件，用以接收來自伺服器之有共用軌道模型之參數之輔助數據，其中該共用軌道模型係針對至少二個不同衛星式定位系統共同界定，後者包括伽利略系統、全球定位系統(GPS)、與全球軌道導航衛星系統(GLONASS)中的至少二個，其中具有接收的參數之該共用軌道模型描述一特定衛星式定位系統之一特定衛星的移動；及一處理單元，用以根據該共用軌道模型之接收的參數評估該特定衛星式定位系統之該特定衛星的位置。
  41. 一種儲存有指令之電腦可讀媒體，該等指令在由一處理器執行時實行下列之動作：接收來自伺服器之含有共用軌道模型之參數的輔助數據，其中該共用軌道模型係針對至少二個不同衛星式定位系統共同界定，後者包括伽利略系統、全球定位系統(GPS)、與全球軌道導航衛星系統(GLONASS)中的至少二個，其中具有接收的參數之該共用軌道模型描述一特定衛星式定位系統之一特定衛星的移動；及根據該共用軌道模型之該等接收的參數評估該特定衛星式定位系統之該特定衛星的位置。
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