TWI491905B - 衛星信號接收機及其定位方法 - Google Patents

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Description

衛星信號接收機及其定位方法
本發明係關於一種衛星導航技術領域，特別是一種衛星信號接收機及其定位方法。
現有的針對全球定位系統(Global Positioning System，GPS)或北斗衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System，BD)等的衛星導航系統的應用中，在衛星信號接收機開機後，通常會啟動全部的通道(例如，12個通道)對衛星進行捕獲、跟蹤和解調，以儘快實現高精確度的定位。
然而，有些應用對定位精確度的要求不高，無需開啟全部的通道。例如，在將衛星信號接收機應用於攝影機中時，拍攝的照片或視頻中所顯示的地點可不必精確到公尺級，而只要顯示大致位置就可滿足使用者的需求。在這種情況下，如果開啟全部的通道進行定位，則會導致過大的不必要的功耗。
本發明提供了一種衛星信號接收機，包括：一通道開啟模組，根據設定的一衛星優先級，開啟一預設數量的多個通道；一信號處理模組，經由開啟的該多個通道，進行對一衛星的捕獲、跟蹤及解調，並下載相應的一衛星資料；以及一定位模組，根據下載的相應的該衛星資料，確定該衛星信號接收機的一當前位置。
本發明還提供了一種衛星信號接收機的定位方法，包括：根據設定的一衛星優先級，開啟一預設數量的多個通道；經由開啟的該多個通道，進行對一衛星的捕獲、跟蹤及解調，並下載相應的一衛 星資料；以及根據下載的相應的該衛星資料，確定一衛星信號接收機的一當前位置。
根據本發明實施例提供的衛星信號接收機及其定位方法，透過基於設定的衛星優先級，開啟與接收機的定位精確度要求相對應的預設數量的通道對衛星進行的捕獲、跟蹤及解調，能夠在滿足定位精確度要求的同時有效降低功耗。
1‧‧‧接收機
11‧‧‧通道開啟模組
12‧‧‧信號處理模組
13‧‧‧定位模組
14‧‧‧通道數量設置模組
15‧‧‧衛星優先級設置模組
16‧‧‧星曆有效性判斷模組
17‧‧‧跟蹤中通道數量判斷模組
121‧‧‧捕獲單元
122‧‧‧跟蹤單元
123‧‧‧解調單元
600‧‧‧方法流程圖
S10-S30‧‧‧步驟
700‧‧‧方法流程圖
S11-S14‧‧‧步驟
800‧‧‧方法流程圖
S21-S25‧‧‧步驟
以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中：
圖1所示為根據本發明一實施例提供的衛星信號接收機的方塊圖。
圖2所示為根據本發明另一實施例提供的衛星信號接收機的方塊圖。
圖3所示為根據本發明又一實施例提供的衛星信號接收機的方塊圖。
圖4所示為根據本發明又一實施例提供的衛星信號接收機的方塊圖。
圖5所示為根據本發明又一實施例提供的衛星信號接收機的方塊圖。
圖6所示為根據本發明一實施例提供的衛星信號接收機的定位方法的流程圖。
圖7所示為根據本發明另一實施例提供的衛星信號接收機的定位方法的流程圖。
圖8所示為根據本發明又一實施例提供的衛星信號接收機的定位方法的流程圖。
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。相反地，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。
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、程式、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。
圖1所示為根據本發明一個實施例的接收機1的方塊圖。如圖1所示，接收機1包括通道開啟模組11、信號處理模組12以及定位模組13。
通道開啟模組11根據設定的衛星優先級開啟預設數量的通道。信號處理模組12經由開啟的通道對衛星進行捕獲、跟蹤及解調，並下載相應的衛星資料。定位模組13根據下載的衛星資料確定接收機1的當前位置。
如先前技術中所述，在接收機啟動後，一般會開啟全部的通道對衛星進行捕獲、跟蹤及解調，以儘快實現定位，並且透過多通道的跟蹤達到定位的精確度。然而這樣的定位功耗較大。因此，在接收機啟動後，使用儘可能少的通道捕獲、跟蹤及解調衛星，將有效降低功耗。
在正常情況下，接收機定位至少需要四顆衛星，即只需開啟大於等於四個通道即可完成定位。如果需要提高定位精確度，可適當增加開啟的通道的數量，例如，開啟六個通道等。即本發明所提供的接收機可根據接收機的定位精確度要求，透過通道開啟模組11開啟相應數量的通道，因此本發明所提供的接收機能夠有效降低定位所需功耗。
圖2所示為根據本發明另一實施例的接收機1的方塊圖。圖2中與圖1標號相同的元件具有相同或相似的功能。圖2所示的接收機1還包括通道數量設置模組14和衛星優先級設置模組15。
通道數量設置模組14根據接收機1的定位精確度要求設置要開啟的通道數量，定位精確度要求越高則在接收機啟動時開啟通 道的數量越多。此外，衛星優先級設置模組15根據接收機1中的星曆和衛星的類型設置衛星的優先級，越容易被捕獲的衛星具有越高的優先級，從而使得通道開啟模組11能夠優先開啟與容易被捕獲的衛星相對應的通道。
具體而言，衛星優先級設置模組15可根據接收機1中的星曆獲知當前哪些衛星是已知的，並將已知的衛星按捕獲的難易程度組成搜星隊列。優選地，衛星優先級設置模組15還可根據衛星的類型調整上述搜星隊列，也即調整搜星隊列中衛星的優先級。例如，對北斗衛星導航系統接收機而言，優先選取地球靜止軌道衛星，即將地球靜止軌道衛星設置為較高的優先級，其次選取中地球軌道衛星。在接收機1中的星曆有效的情況下，如果溫度補償晶體震盪器沒有發生大的偏移，由於地球靜止軌道衛星是同步衛星，其頻率偏差溫度補償晶體震盪器不遠，最容易被捕獲成功。
圖3所示為根據本發明又一實施例提供的接收機1的方塊圖。圖3中與圖2標號相同的元件具有相同或相似的功能。圖3所示的接收機1還包括星曆有效性判斷模組16。
星曆有效性判斷模組16判斷接收機1中的星曆是否有效。如果星曆有效性判斷模組16判斷為星曆有效，則衛星優先級設置模組15可根據有效的星曆計算出當前的可見衛星，並且通道開啟模組11可根據衛星優先級設置模組15設定的衛星優先級，開啟與衛星優先級相對應的預設數量的通道。
另一方面，如果星曆有效性判斷模組16判斷為星曆無效，則衛星優先級設置模組15使所有的衛星無優先級之分，並重新進行滿星座的搜索，即從1號衛星開始搜索並依次往下，並且通道開啟模組11開啟大於或等於預設數量的通道以進行衛星的捕獲、跟蹤及解調。其中，在通道開啟模組11開啟預設數量的通道的情況下，定位所需的功耗將被控制為與星曆有效時大致相當的水平，但定位所需的時間可能因某些衛星較難捕獲而變長。因此，為了減少定位所需時間，可適當增加通道開啟模組11開啟的通道數量，以實現定位速度、定位精確 度與功耗等之間的最佳平衡。
圖4所示為根據本發明又一實施例的接收機1的方塊圖。圖4中與圖3標號相同的元件具有相同或相似的功能。接收機1中的信號處理模組12具體包括捕獲單元121、跟蹤單元122以及解調單元123。
捕獲單元121經由通道開啟模組11開啟的通道捕獲衛星。跟蹤單元122對捕獲單元121捕獲到的衛星進行跟蹤。解調單元123對跟蹤單元122跟蹤到的衛星進行解調，並下載相應的衛星資料，以使得定位模組13能夠基於下載的衛星資料計算出接收機1的當前位置。
圖5所示為根據本發明又一實施例提供的接收機1的方塊圖。圖5中與圖4標號相同的元件具有相同或相似的功能。接收機1還包括跟蹤中通道數量判斷模組17。
跟蹤中通道數量判斷模組17判斷跟蹤單元122正在進行衛星跟蹤中的通道數量是否達到預設數量。如果判斷為進行跟蹤中的通道數量達到預設數量，即跟蹤通道已佔滿，則捕獲單元121停止衛星捕獲，直到進行跟蹤中的通道數量小於預設數量，即跟蹤通道有空餘為止。並且，一旦跟蹤通道有空餘，則捕獲單元121重新開始進行衛星捕獲。
圖6所示為根據本發明一實施例的接收機的定位方法流程圖600。
在步驟S10中，在接收機啟動後，根據設定的衛星優先級開啟預設數量的通道。
在步驟S20中，經由開啟的通道進行對衛星的捕獲、跟蹤及解調，並下載相應的衛星資料。
在步驟S30中，根據下載之相應的衛星資料確定接收機的當前位置。
對於上述接收機的定位方法，優選地，可在步驟S10之前，根據接收機的定位精確度要求設置通道的預設數量，接收機的定 位精確度要求越高則將開啟越多的通道。
圖7所示為根據本發明另一實施例所的接收機的定位方法流程圖700。圖7中與圖6標號相同的步驟具有相同或相似的功能。在本發明實施例中，優選地，先判斷接收機中的星曆是否有效，並根據接收機中的星曆和衛星的類型設置衛星優先級，以優先開啟與容易被捕獲的衛星相對應的通道。
在步驟S11中，判斷接收機中的星曆是否有效。如果判斷為星曆有效，則進入步驟S12，如果判斷為星曆無效，則進入步驟S13。
在步驟S12中，可根據接收機中的星曆和衛星的類型設置衛星優先級，越容易被捕獲的衛星具有越高的優先級。
在步驟S13中，使所有的衛星無優先級之分並進行滿星座的搜索。
在步驟S14中，開啟大於或等於預設數量的通道進行衛星的捕獲、跟蹤及解調。
圖8所示為根據本發明又一實施例所的接收機的定位方法流程圖800。圖8中與圖6標號相同的步驟具有相同或相似的功能。
在步驟S21中，經由在步驟S10中開啟的通道捕獲衛星。
在步驟S22中，對捕獲到的衛星進行跟蹤。
在步驟S23中，對跟蹤到的衛星進行解調，並下載相應的衛星資料。
在步驟S24中，判斷進行衛星跟蹤中的通道數量是否達到預設數量，即判斷跟蹤通道是否已佔滿。如果判斷為跟蹤通道已佔滿，則進入步驟S25，否則進入步驟S21以繼續進行衛星的捕獲、跟蹤及解調。
在步驟S25中，停止捕獲衛星直到進行跟蹤中的通道數量小於預設數量，即跟蹤通道有空餘為止。
本發明實施例不僅適用於雙模接收機也適用於單模接收機。而且不僅適用於全球定位系統接收機、北斗衛星導航系統接收機，還適用於格羅納斯(Glonass)接收機以及伽利略(Galileo)接收機。
本技術領域中具有通常知識者可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可透過電腦以指示相關的硬體完成，所述的程式可儲存於一電腦可讀取儲存介質中，程式在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述電腦可讀取儲存介質可為磁碟、光盤、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)等。
上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離申請專利範圍所界定的本發明精神和發明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、結構、佈局、比例、材料、元素、元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等同物界定，而不限於此前之描述。
600‧‧‧本發明一實施例提供的衛星信號接收機的定位方法流程圖
S10-S30‧‧‧步驟

Claims (13)

  1. 一種衛星信號接收機，包括：一通道開啟模組，根據設定的一衛星優先級，開啟一預設數量的多個通道；一信號處理模組，經由開啟的該多個通道，進行對一衛星的捕獲、跟蹤及解調，並下載相應的一衛星資料；一定位模組，根據下載的相應的該衛星資料，確定該衛星信號接收機的一當前位置；以及一衛星優先級設置模組，根據該衛星信號接收機中的一星曆和該衛星的一類型，設置該衛星優先級，其中，越容易被捕獲的該衛星具有越高的該衛星優先級。
  2. 如申請專利範圍第1項的衛星信號接收機，還包括：一通道數量設置模組，根據該衛星信號接收機的一定位精確度要求，設置該預設數量，其中，該定位精確度要求越高，則該預設數量越大。
  3. 如申請專利範圍第1項的衛星信號接收機，還包括：一星曆有效性判斷模組，判斷該星曆是否有效，如果判斷為該星曆有效，則該衛星優先級設置模組基於該星曆設定該衛星優先級，該通道開啟模組根據設定的該衛星優先級開啟該預設數量的該多個通道；如果判斷為該星曆無效，則該衛星優先級設置模組使所有的衛星無該衛星優先級之分，該通道開啟模組開啟大於或等於該預設數量的該多個通道。
  4. 如申請專利範圍第1項的衛星信號接收機，其中，該信號處理模組包括：一捕獲單元，經由開啟的該多個通道捕獲該衛星；一跟蹤單元，對捕獲到的該衛星進行跟蹤；以及 一解調單元，對跟蹤到的該衛星進行解調，並下載相應的該衛星資料。
  5. 如申請專利範圍第4項的衛星信號接收機，還包括：一跟蹤中通道數量判斷模組，判斷由該跟蹤單元進行跟蹤的該多個通道的一數量是否達到該預設數量，如果判斷為該數量達到該預設數量，則該捕獲單元停止捕獲該衛星。
  6. 如申請專利範圍第5項的衛星信號接收機，其中，在該捕獲單元停止捕獲該衛星後，如果該跟蹤中通道數量判斷模組判斷該數量低於該預設數量，則該捕獲單元重新開始捕獲該衛星。
  7. 一種衛星信號接收機的定位方法，包括：根據設定的一衛星優先級，開啟一預設數量的多個通道；經由開啟的該多個通道，對一衛星進行捕獲、跟蹤及解調，並下載相應的一衛星資料；根據下載的相應的該衛星資料，確定一衛星信號接收機的一當前位置；以及根據該衛星信號接收機中的一星曆和該衛星的一類型設置該衛星優先級，其中，越容易被捕獲的該衛星具有越高的該衛星優先級。
  8. 如申請專利範圍第7項的衛星信號接收機的定位方法，還包括：根據該衛星信號接收機的一定位精確度要求，設置該預設數量，其中，該定位精確度要求越高，則該預設數量越大。
  9. 如申請專利範圍第7項的衛星信號接收機的定位方法，還包括：判斷該星曆是否有效，如果判斷為該星曆有效，則基於該星 曆設定該衛星優先級，並根據設定的該衛星優先級開啟該預設數量的該多個通道。
  10. 如申請專利範圍第9項的衛星信號接收機的定位方法，還包括：判斷該星曆是否有效，如果判斷為該星曆無效，則使所有的衛星無該衛星優先級之分，並開啟大於或等於該預設數量的該多個通道。
  11. 如申請專利範圍第7項的衛星信號接收機的定位方法，其中，對該衛星進行捕獲、跟蹤及解調，並下載相應的該衛星資料的步驟包括：經由開啟的該多個通道捕獲該衛星；對捕獲到的該衛星進行跟蹤；以及對跟蹤到的該衛星進行解調，並下載相應的該衛星資料。
  12. 如申請專利範圍第11項的衛星信號接收機的定位方法，還包括：判斷進行跟蹤中的該多個通道的一數量是否達到該預設數量，當判斷為該數量達到該預設數量時，停止捕獲該衛星。
  13. 如申請專利範圍第12項的衛星信號接收機的定位方法，還包括：停止捕獲該衛星後，如果判斷為該數量低於該預設數量，則再次捕獲該衛星。
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