專利名稱：具有無(wú)線接口的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種向GPS接收器提供擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)或有用于位置確定的其它數(shù)據(jù)的方法。特定來(lái)說(shuō)(但不排他地)，本發(fā)明提出一種例如借助于Bluetooth 接口將 此類擴(kuò)充的星歷數(shù)據(jù)有效傳送到以無(wú)線方式與主機(jī)系統(tǒng)連接的GPS接收器的架構(gòu)。
背景技術(shù)：
用于GPS接收器的星歷擴(kuò)充技術(shù)允許接收器獲得有效的星歷數(shù)據(jù)而且其不必從 正被追蹤的衛(wèi)星直接下載此數(shù)據(jù)。這允許GPS接收器在所感知信號(hào)電平將完全過(guò)低而無(wú)法 解碼導(dǎo)航消息的困難情形中獲得定位。擴(kuò)充的星歷提供關(guān)于衛(wèi)星的位置的可靠信息，其有 效的時(shí)間比GPS的導(dǎo)航消息中包含的星歷表長(zhǎng)得多。接收器可利用擴(kuò)充的星歷表以便在無(wú) 需首先從衛(wèi)星下載星歷表的情況下獲得GPS位置定位，即使衛(wèi)星已被關(guān)閉四個(gè)小時(shí)以上。大多數(shù)利用擴(kuò)充星歷技術(shù)的GPS接收器嵌入在移動(dòng)電話平臺(tái)內(nèi)以例如通過(guò)建立 GPRS因特網(wǎng)連接而從外部服務(wù)器下載擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)，或使用標(biāo)準(zhǔn)電話同步軟件來(lái)將擴(kuò)充星 歷數(shù)據(jù)放置于具有GPS功能的平臺(tái)上。Bluetooth GPS接收器(BT-GPS)是通常由獨(dú)立GPS接收器組成的常見(jiàn)產(chǎn)品，所述 獨(dú)立GPS接收器將耦合到用于發(fā)射GPS位置數(shù)據(jù)的Bluetooth 模塊的通常呈NMEA格式的 NMEA輸出提供到任何具有藍(lán)牙功能的主機(jī)平臺(tái)，例如蜂窩式電話、個(gè)大數(shù)字助理或個(gè)人計(jì) 算機(jī)。BT-GPS接收器通常以單向方式起作用，即，一旦接收器與其主機(jī)配對(duì)，其便簡(jiǎn)單地發(fā) 射連續(xù)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)流，且從不從主機(jī)接收數(shù)據(jù)。在主機(jī)上運(yùn)行的利用GPS數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序 通常限于打開和關(guān)閉到達(dá)GPS接收器的通信信道(在此情況下為Bluetooth 鏈路)。BT-GPS接收器因此對(duì)于主機(jī)來(lái)說(shuō)是完全自給自足的，且能夠在沒(méi)有來(lái)自主機(jī)的輔 助或具有來(lái)自主機(jī)的最少輔助的情況下計(jì)算和發(fā)射位置定位。在主機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行的軟件 (例如，導(dǎo)航軟件或訓(xùn)練輔助)的作用是處理此類位置數(shù)據(jù)且適當(dāng)?shù)卦谥鳈C(jī)系統(tǒng)的輸出裝 置上呈現(xiàn)所述數(shù)據(jù)。此方法具有的益處是簡(jiǎn)化了接收器與主機(jī)之間的通信，且提供不同的 BT-GPS接收器之間的最大程度的互操作性。當(dāng)前BT-GPS接收器不包含與具有GPS功能的移動(dòng)電話相同水平的軟件集成。也 就是說(shuō)，這些裝置不支持使用OBEX協(xié)議的文件傳送，且所有不重要的Bluetooth 功能通常 被停用以便有效地保障且保護(hù)接收器免于故意的或意外的篡改。這嚴(yán)重限制了接收器可從 主機(jī)系統(tǒng)接收的輔助。此外，由于這些裝置的制造成本對(duì)于其在市場(chǎng)上的接受度來(lái)說(shuō)是關(guān) 鍵的，因此其通常沒(méi)有與用以容易地支持這些文件的存儲(chǔ)、傳送和維持的足夠的硬件資源 一起裝運(yùn)，所述功能通常在標(biāo)準(zhǔn)GPS接收器固件中不存在。因此本發(fā)明的目的是提出一種克服已知相關(guān)系統(tǒng)的限制的GPS接收器，且特定來(lái) 說(shuō)提出一種適合于通過(guò)Bluetooth 或類似連接與主機(jī)系統(tǒng)通信的GPS接收器，其以簡(jiǎn)單且 有效的方式實(shí)施擴(kuò)充星歷技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，這些目的是借助于所附權(quán)利要求書的對(duì)象而實(shí)現(xiàn)。


將在借助于實(shí)例給出且通過(guò)圖式說(shuō)明的對(duì)實(shí)施例的描述的幫助下更好地理解本發(fā)明，其中圖1以簡(jiǎn)化示意性方式展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面將擴(kuò)充星歷應(yīng)用于BT-GPS接 收器。圖2示意性地說(shuō)明圖1的BT-GPS接收器的結(jié)構(gòu)。圖3的流程圖示范了將擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)從主機(jī)系統(tǒng)傳送到BT-GPS接收器的過(guò)程。
具體實(shí)施例方式在圖1中示意性地展示擴(kuò)充星歷的原理。航天器32發(fā)射測(cè)距無(wú)線電信號(hào)，其允許 無(wú)線電定位接收器50計(jì)算位置定位。GPS、伽利略(Galileo)和格洛納斯(GL0NASS)所屬的 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的原理是眾所周知的且此處將不重復(fù)。即使以下描述為了簡(jiǎn)單 起見(jiàn)而將著重于GPS系統(tǒng)，但必須了解，本發(fā)明不限于此特定情況，而是可擴(kuò)充到任何GNSS 系統(tǒng)。服務(wù)器38提供擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)。星歷數(shù)據(jù)是從經(jīng)精煉的軌道模型獲得，且在來(lái)自航 天器32的在導(dǎo)航信號(hào)接收器中編碼的星歷的較長(zhǎng)時(shí)間跨度中有效。擴(kuò)充星歷表允許接收 器50獲得有效的衛(wèi)星位置而無(wú)需依賴于從正被追蹤的衛(wèi)星下載的導(dǎo)航消息。這允許在所 感知信號(hào)電平將完全過(guò)低而無(wú)法解碼導(dǎo)航消息的困難情形中獲得定位。除了擴(kuò)充星歷表以 外或作為擴(kuò)充星歷表的替代，服務(wù)器38也可提供可有用于GPS接收器50的其它數(shù)據(jù)，且希 望本發(fā)明還應(yīng)包含此變體。BT-GPS 50配備有負(fù)責(zé)接收和處理航天器32的無(wú)線電信號(hào)以及計(jì)算定位數(shù)據(jù)的 接收器部分51，以及允許與包含兼容Bluetooth 接口 46的主機(jī)系統(tǒng)40通信的Bluetooth 模塊55。Bluetooth 模塊55和接口 46 (圖1中標(biāo)記為BT模塊和BT接口)可由Wibree、 UWB、WiHD或無(wú)線USB接口或任何其它合適的無(wú)線接口取代。主機(jī)系統(tǒng)40表示任何能夠與BT-GPS 50通信且處理來(lái)自GT-GPS 50的定位數(shù)據(jù) 的系統(tǒng)。通常，主機(jī)系統(tǒng)40可為固定或便攜式計(jì)算機(jī)、PDA或手機(jī)，且包含應(yīng)用程序模塊42， 其解析定位數(shù)據(jù)且利用所述數(shù)據(jù)中所編碼的定位信息。舉例來(lái)說(shuō)，應(yīng)用程序模塊42可為車 輛導(dǎo)航軟件、訓(xùn)練輔助或任何其它依賴于定位數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序。主機(jī)系統(tǒng)40還包含更新器模塊44，其負(fù)責(zé)更新擴(kuò)充星歷，如下文中將解釋。在典 型情況下，更新器模塊44將為導(dǎo)航應(yīng)用程序42中包含的一件軟件。然而，本發(fā)明還包含其 中更新器處于主機(jī)系統(tǒng)的固件中或在與主機(jī)系統(tǒng)40分開的一件硬件中運(yùn)行的變體。主機(jī)系統(tǒng)具有對(duì)提供最新擴(kuò)充星歷模型的擴(kuò)充星歷服務(wù)器38的接入權(quán)。由于擴(kuò) 充星歷表無(wú)需非常頻繁地更新，且不表示大量數(shù)據(jù)，因此與服務(wù)器38的連接31并不關(guān)鍵且 可根據(jù)主機(jī)系統(tǒng)的特征而變化。尤其可使用例如GPRS、EDGE或UMTS等移動(dòng)電話數(shù)據(jù)協(xié)議。圖2展示BT-GPS 50的各種元件。使用RF前端510和基帶處理器520從航天器 32接收無(wú)線電定位信號(hào)，且產(chǎn)生相關(guān)數(shù)據(jù)，如此項(xiàng)技術(shù)中已知。一旦信號(hào)獲取充分推進(jìn)，導(dǎo)航引擎525便可通過(guò)GPS本身中包含的星歷或通過(guò)使用嵌入式更新客戶端模塊530提供的擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算位置定位。例如格式化為NMEA串的位置數(shù)據(jù)由UART單元560處置到 Bluetooth 模塊55，從該處所述數(shù)據(jù)被發(fā)射到主機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)情況，將接收器51實(shí)現(xiàn)為單 芯片單元。然而，在一些情況下，可能有利的是將RF前端510或其它組件實(shí)現(xiàn)為單獨(dú)單元。UART 560優(yōu)選為還允許經(jīng)由Bluetooth 接口接收擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)的雙向接口，如稍 后將解釋。無(wú)線Bluetooth 接口與BT-GPS接收器的其它組件之間的數(shù)據(jù)傳送是雙向的， 因此允許更新擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)或?qū)?duì)位置確定有用的其它輔助數(shù)據(jù)從主機(jī)系統(tǒng)40提供到 BT-GSP 50。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，Bluetooth 接口使用BT-GPS接收器上的相同的SPP(串行 端口簡(jiǎn)檔)通信信道用于輸入和輸出，因此實(shí)現(xiàn)雙向串行無(wú)線鏈路60。此解決方案允許可 配置的數(shù)據(jù)傳送速率，因此準(zhǔn)許GPS接收器在作為低優(yōu)先權(quán)后臺(tái)任務(wù)而更新擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù) 的同時(shí)繼續(xù)其正常操作。此方法使現(xiàn)存系統(tǒng)中的現(xiàn)存硬件和軟件組件的再使用最大化。專門的更新器軟件模塊44在主機(jī)系統(tǒng)40中運(yùn)行。此應(yīng)用程序?qū)⒚畎l(fā)送到 BT-GPS裝置50以便起始擴(kuò)充星歷下載過(guò)程、將數(shù)據(jù)發(fā)送到BT-GPS接收器、終止擴(kuò)充星歷下 載過(guò)程，以及檢查已上載到接收器的數(shù)據(jù)的有效性。圖3示意性地說(shuō)明引起B(yǎng)T-GPS接收器50(左側(cè))中和更新器44(右側(cè))中的星 歷更新的步驟。優(yōu)選BT-GPS接收器在起始階段期間將控制參數(shù)發(fā)送到主機(jī)(步驟310)，以 便向更新器軟件指示可進(jìn)行數(shù)據(jù)下載的最大速度以及針對(duì)此下載應(yīng)使用的最佳包大小。在 圖3的對(duì)應(yīng)步驟410中，更新器將通信參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中供未來(lái)使用。優(yōu)選BT-GPS裝置 將平臺(tái)特定的通信參數(shù)傳送到更新器以便允許同一更新器軟件在大量不同的平臺(tái)上工作。一旦起始階段已完成，更新器便在需要時(shí)從服務(wù)器38搜集擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)(步驟 420)且決定客戶端的更新是否是必要的(步驟430)。在肯定情況下，更新器將根據(jù)起始參 數(shù)配置的數(shù)據(jù)包發(fā)送(步驟450)到嵌入式更新客戶端530，更新客戶端530認(rèn)識(shí)到更新正 在進(jìn)行中(步驟330)且將其保存在其非易失性存儲(chǔ)器中(步驟340)?？稍诖瞬襟E期間修 改擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表示，以便進(jìn)行壓縮、編碼或以其它方式移動(dòng)到另一表示以用于傳 送目的(步驟440)。嵌入式更新客戶端隨后負(fù)責(zé)反轉(zhuǎn)所述變換，因此恢復(fù)整個(gè)數(shù)據(jù)集。將檢查和添加到每一數(shù)據(jù)包以便較早地檢測(cè)包破壞，且快速起始系統(tǒng)由于數(shù)據(jù)破 壞而丟棄的數(shù)據(jù)包的重新發(fā)送。一旦所有的數(shù)據(jù)包已發(fā)送，那么通過(guò)使用檢查和方案或等 效機(jī)制來(lái)檢驗(yàn)所保存數(shù)據(jù)的完整性。一旦數(shù)據(jù)已經(jīng)檢驗(yàn)，那么可將其傳遞到GPS軟件的其 余部分以用于加速未來(lái)的GPS位置定位。更新器隨后進(jìn)入空閑狀態(tài)460，直到需要對(duì)擴(kuò)充星 歷數(shù)據(jù)的新更新為止，同時(shí)BT接收器繼續(xù)其正常操作且在步驟340中存儲(chǔ)的擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù) 的輔助下產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)流(步驟320)。在先前實(shí)例中，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)而將擴(kuò)充星歷表的更新和位置數(shù)據(jù)的產(chǎn)生說(shuō)明為專 門的操作。然而重要的是應(yīng)謹(jǐn)記，在真實(shí)的實(shí)施方案中，兩個(gè)操作可同時(shí)發(fā)生在更新擴(kuò)充 星歷數(shù)據(jù)的同時(shí)，BT-GPS在無(wú)中斷的情況下產(chǎn)生位置定位。本發(fā)明再使用用于NMEA數(shù)據(jù)傳送的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議以便將擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)發(fā)出到接收 器。因此，可在不必例示任何其它類型的到接收器的連接的情況下發(fā)送擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)，且甚 至可在系統(tǒng)正在運(yùn)行的同時(shí)通過(guò)NMEA解析應(yīng)用程序來(lái)完成?？尚薷默F(xiàn)存的BT-GPS產(chǎn)品以便通過(guò)GPS接收器軟件的再編程，且在一些情況下，通過(guò)進(jìn)行有限的硬件修改而啟用傳入Bluetooth :數(shù)據(jù)信道，而添加擴(kuò)充星歷支持。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于，其減少了想要利用擴(kuò)充星歷技術(shù)以便減少保持關(guān)閉四個(gè) 小時(shí)以上的GPS接收器的首次定位的時(shí)間的BT-GPS接收器的成本和復(fù)雜性。此外，此解決方案的易用性允許擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)的提供變得對(duì)用戶透明得多，因?yàn)?在主機(jī)平臺(tái)上運(yùn)行的測(cè)繪應(yīng)用程序和其它軟件可在正常接收器操作期間在后臺(tái)中使用此 技術(shù)在任何接收器上沉默地更新擴(kuò) 充星歷數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
一種GNSS接收器(50)，其包含RF前端(510)、信號(hào)處理器(520)以及導(dǎo)航引擎(525)，所述導(dǎo)航引擎(525)經(jīng)布置以基于從無(wú)線電定位衛(wèi)星接收的無(wú)線電信號(hào)來(lái)計(jì)算表示所述接收器的定位的位置數(shù)據(jù)，所述GNSS接收器進(jìn)一步包含用于將所述位置數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)系統(tǒng)(40)的無(wú)線接口(55)，其特征在于所述無(wú)線接口(55)與所述接收器(50)的其它組件之間的通信是雙向的。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的GNSS接收器，其進(jìn)一步包括客戶端模塊(530)，所述客戶 端模塊(530)在操作上經(jīng)布置以從所述無(wú)線接口(55)接收輔助數(shù)據(jù)，所述輔助數(shù)據(jù)用以輔 助位置數(shù)據(jù)的所述計(jì)算。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的GNSS接收器，其中所述輔助數(shù)據(jù)包含擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的GNSS接收器，其中所述無(wú)線接口(55)是 Bluetooth 接 口 或 Wibree 接 口。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的GNSS接收器，其進(jìn)一步包括用于所述無(wú) 線接口(55)與所述接收器(50)的其它組件之間的所述通信的雙向UART(560)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的GNSS接收器，其中所述無(wú)線接口經(jīng)布置 以在所述GNSS接收器與所述主機(jī)(40)之間使用雙向SPP通信信道。
7.根據(jù)權(quán)利要求2到6中任一權(quán)利要求所述的GNSS接收器，其與主機(jī)裝置(40)組合， 所述主機(jī)裝置(40)包括主機(jī)無(wú)線接口(46)，其可與所述GNSS接收器(55)的所述無(wú)線接 口互操作以在接收器與主機(jī)之間創(chuàng)建雙向無(wú)線串行鏈路(60)；以及所述主機(jī)裝置(40)的 更新器模塊(44)，其經(jīng)配置以將所述輔助數(shù)據(jù)發(fā)射到所述GNSS接收器(50)的所述客戶端 模塊(530)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無(wú)線GNSS接收器，例如接收器，其包含到達(dá)主機(jī)的雙向鏈路以及用于通過(guò)鏈路從所述主機(jī)下載擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)的更新客戶端。本發(fā)明再使用用于NMEA數(shù)據(jù)傳送的協(xié)議，以便將所述擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)發(fā)出到所述接收器。因此，可在不必例示任何其它類型的到所述接收器的連接的情況下發(fā)送所述擴(kuò)充星歷數(shù)據(jù)。本發(fā)明減少了想要利用擴(kuò)充星歷技術(shù)以便減少保持關(guān)閉四個(gè)小時(shí)以上的GPS接收器的首次定位的時(shí)間的BT-GPS接收器的成本和復(fù)雜性。
文檔編號(hào)G01S1/00GK101821644SQ200880102370
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者菲利佩·里瓦德 申請(qǐng)人:高通股份有限公司