对区域性卫星飞行器的依存于位置的搜索的制作方法

专利名称：对区域性卫星飞行器的依存于位置的搜索的制作方法
对区域性卫星飞行器的依存于位置的搜索背景本公开一般涉及定位，尤其涉及用来自区域性卫星系统的信号进行定位。全球导航卫星系统(GNSS)向世界范围内的用户提供定位数据。通过使用来自不 同GNSS卫星的信息，能够确定全球覆盖区内的位置并与卫星时间同步。最近，已开发了区域性卫星系统来扩增现有GNSS系统。区域性卫星系统服务全世 界的特定部分，并且尤其有助于提升其相应服务区内全球卫星定位的准确度、完整性、和可 用性。可接收和处理来自全球和区域性卫星系统的信号的移动设备日益成为可能。由于 其本身的性质，这些设备改变位置并可因此移入或移出不同区域性卫星系统的覆盖区。结果，移动设备可能搜索从其当前位置不可访问的区域性卫星飞行器。这种徒劳 的搜索浪费时间、功率、和搜索能力，并由此使定位性能降级。替换地，移动设备可被编程为 在确定区域性卫星的可用性之前一直等待直到已获得位置锁定。这也延长了达到完全准确 定位所需的时间并导致降低的性能。实施例的简要概述公开了一种定位系统、方法和装置。无线设备接收第一信号并从该第一信号获得 表示第一位置的标识符。可从蜂窝基站接收第一信号，并且第一标识符可以是移动国家码。 无线设备使用该标识符确定来自区域性卫星系统的信号在第一位置处的可用性。如果来自 区域性卫星系统的信号在第一位置处可用，则无线设备检索与区域性卫星系统中的一个或 多个卫星飞行器相关联的信息。该信息可在无线设备处维护，且可包括伪随机数码或其他 卫星标识符以及与第一位置相对应的多普勒搜索范围。无线设备处理来自一个或多个卫星 飞行器的卫星信号并至少部分地基于从卫星信号获得的信息确定其位置。无线设备可处理 来自区域性卫星系统的信号同时还处理来自一个或多个全球定位卫星系统的信号。在一个实施例中，公开了一种定位方法。该方法包括接收第一信号并从该第一信 号获得表示第一位置的标识符。该方法还包括使用该标识符检索与至少一个卫星飞行器相 关联的信息，其中至少一个卫星飞行器属于区域性卫星系统。该方法包括接收第二信号并 处理该第二信号以获得该至少一个卫星飞行器的第一卫星信号信息。该方法包括至少部分 地基于第一卫星信号信息来确定无线设备的位置。该方法可包括确定该至少一个卫星飞行 器的轨道类型，以及如果轨道类型被确定为对地同步，则检索与第一位置处的多普勒偏移 相对应的多普勒搜索范围。多普勒搜索范围限制对第一卫星信号的搜索。在一些实施例 中，该方法包括在获得第一卫星信号信息的同时处理第二信号以获得来自作为全球导航卫 星系统(GNSS)的部分的至少一个卫星飞行器的第二卫星信号信息。在一个实施例中，公开了一种无线设备。该无线设备包括配置成接收具有表示第 一位置的第一标识符的信息承载信号的第一接收机。该无线设备还包括配置成接收多个卫 星信号以及使用来自这多个卫星信号的信息确定无线设备的位置的第二接收机，其中第二 接收机使用作为区域性卫星系统的部分的卫星飞行器的第二标识符接收这多个卫星信号 的至少一个。该无线设备还具有配置成从信息承载信号获得第一标识符以及基于该第一标识符来从无线设备的存储器检索第二标识符的处理器。处理器还被配置成确定作为区域性 卫星系统的部分的至少一个卫星飞行器的轨道类型，以及如果轨道类型被确定为对地同步 但不一定是对地静止，则从存储器检索多普勒搜索范围。第二接收机基于多普勒搜索范围 限制对多个卫星信号的至少一个的载波频率的搜索。在一些实施例中，第二接收机使用第 三标识符接收来自全球导航卫星系统的信号，并且使用第二标识符并发地接收多个卫星信 号中的至少一个。在一个实施例中，公开了一种用于无线设备的定位方法。该方法包括在移动设备 的存储器中维护与区域性卫星系统的卫星飞行器相关联的信息，以及接收来自蜂窝基站的 地面信号。该地面信号包含表示第一位置的标识符。该方法还包括基于标识符确定第一区 域性卫星系统在第一位置处的可用性以及如果第一区域性卫星系统在第一位置处可用，则 从存储器检索与第一区域性卫星系统的第一卫星飞行器相对应的伪随机数码。该方法包括 接收第二信号，以及使用伪随机数码处理第二信号以获得第一卫星信号信息。该方法还包 括至少部分地基于第一卫星信号信息来确定无线设备的位置。在一个实施例中，公开了一种编码有用于定位无线设备的一条或多条指令的计算 机可读介质。这一条或多条指令包括在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执 行以下步骤的指令接收第一信号；从第一信号获得表示第一位置的标识符；以及使用标 识符检索与至少一个卫星飞行器有关的信息。至少一个卫星飞行器是区域性卫星系统的部 分。由一个或多个处理器执行的步骤还包括接收第二信号；处理第二信号以获得至少一 个卫星飞行器的第一卫星信号信息；以及至少部分地基于第一卫星信号信息来确定无线设 备的位置。附图简述图IA是包括全球导航卫星系统和区域性卫星系统的通信系统的实施例的高层框 图。图IB示出了包括全球导航卫星系统和与特定地理区域有关的两个区域性卫星系 统的通信系统的又一实施例。图2是诸如可与

图1A-1B的通信系统联用的移动设备的功能框图。图3A-3B示出了用于存储关于区域性卫星系统的信息的示例性数据结构。图4是示出了用于与无线设备联用的定位方法的一个实施例的流程图。结合附图理解以下阐述的具体说明，本公开的实施例的特征、目标和优势将变得 更加显而易见，在附图中，相似的要素具有相似的附图标记。实施例的详细描述图IA是根据本发明的一个实施例的通信系统100A的高层框图。如图所示，移动 设备140可接收来自全球导航卫星系统(GNSS) 110、区域性卫星系统(RNSS) 120和发射机 130的信号。移动设备140使用从发射机130获得的信息来确定来自特定RNSS卫星飞行器 (在下文中也称为“SV”和“卫星”)的卫星信号的可用性以及限制对此类卫星信号的多普 勒搜索。通过使用来自发射机130的信息，移动设备140有利地在其已获得位置锁定之前 搜索在该移动设备当前位置上其信号最可能可用的特定区域性SV。另外，移动设备140可 将对来自区域性SV的搜索限于依存于位置的多普勒搜索范围。全球导航卫星系统110包括向整个世界的用户提供定位数据的一个或多个导航卫星系统。例如，GNSS 110可包括美国运作的导航信号时基和测距全球定位系统 (GPS)。通常，每个GPS卫星飞行器使用伪随机数码(PRN)和导航消息来调制诸如Ll频率 (1575. 42MHz)的载波。PRN标识发射信号的特定SV，并被接收机用来确定卫星飞行器上发 射信号与接收机上接收时间之间的时间，据此可确定卫星与接收机之间的距离并将其用于 定位。导航消息包含轨道信息(与发射方SV的轨道有关的星历数据以及带有GPS卫星星 座中的其他SV的近似位置的历书数据)，连同诸如时间信息等其他信息(例如，星期时间 或TOW)。尽管出于讨论的目的在此使用GPS系统，但是应当认识到，GNSS 110可包括其他 全球导航卫星系统，诸如俄罗斯运作的GL0NASS系统、欧盟正在开发的Galileo系统、以及 诸如中国将来预定部署的COMPASS系统等全球导航卫星项目。不同卫星系统可使用不同方 案来传送将被用于定位的信息。例如，GL0NASS系统的卫星各自对使用相同PRN码，但在不 同频率信道上传送。然而，本文所描述的技术不限于特定消息类型或传输方案。区域性卫星系统120包括扩增GNSS 110的能力的卫星飞行器。RNSS卫星飞行器 通常具有对地静止或对地同步轨道，因此它们仅在世界上的某些局部地区中可见。换言之， RNSS 120服务由其特定卫星的轨道定义的特定地理区域(“覆盖区”)。例如，RNSS 120可 包括覆盖美国的广域扩增系统(WAAS)、覆盖欧洲及周边地区的欧洲对地静止导航覆盖服务 (EGNOS)、服务日本的基于MTSAT卫星扩增系统(MSAQ、以及准天顶卫星系统0! 。应当 理解，RNSS 120还可包括其他区域性卫星系统，诸如GPS辅助Geo (地球同步轨道)扩增导 航(GAGAN)和印度正开发的印度区域性导航卫星系统(IRNSS)系统以及其他类似系统。RNSS 120中的卫星飞行器发射具有定位数据的消息。典型地，RNSS消息是在与 GNSS 110中的SV相同的载波频率上传送的，但是被编码以标识特定RNSS卫星并使用不同 的消息格式。WAAS和EGNOS之类的区域性卫星系统使用地面站来监视在其相应服务区中的 GNSS卫星飞行器。地面站将校正数据上传到区域性SV，后者随后在编码卫星消息中传送该 校正数据。RNSS 120的一个方面是提升诸如GPS和GL0NASS等全球导航系统的准确度、完 整性和可靠性。移动设备140是可接收卫星定位信号和其他通信信号的无线设备。例如，移动站 140可以是具有定位能力的蜂窝电话。如图所示，移动设备140接收来自诸如蜂窝基站等 发射机130的语音和数据信号。然而，移动设备140不限于蜂窝电话，且还可包括个人数字 助理、笔记本计算机、智能电话以及类似通信设备。在一些实施例中，移动设备140接收FM 无线电信号、数字电视信号、和诸如以太网、Wi-Fi、WiMAX (微波接入全球互操性)等有线/ 无线网络通信。发射机130提供具有表示其大体位置或服务区的信息的信号。在示例性实施例 中，发射机130是蜂窝基站，且其服务区由国家代码或类似数据来标识。然而，发射机130 可包括其他地面和/或卫星源，诸如FM无线电站、数字电视广播以及无线或有线数据网络。 在一个实施例中，发射机130是向其客户提供NITZ(网络身份和时区)的无线接入点。例 如，世界(绝对)时区对应于截然不同的地理区域且因此可充当位置标识符。在另一实施 例中，发射机130是可向移动设备140提供网络地址或类似标识符的服务器。例如，因特网 服务提供商可向客户计算机指派与地理位置粗略对应的IP(网际协议)。移动设备140使用来自发射机130的位置信息来确定RNSS 120卫星飞行器的可 用性。如果位置信息标识例如欧洲的国家，则移动设备140可确定其很可能在EGNOS覆盖区内，并可搜索EGNOS卫星飞行器。类似地，如果位置信息标识美国，则移动设备140可确 定其很可能在WAAS覆盖区内，并可相应地限制其搜索。由于RNSS 120卫星飞行器保持对 地静止或对地同步轨道，并提供在其特定覆盖区内使用的校正数据，因此移动设备140避 免搜索不可见和/或不具有可用于确定其位置的数据的SV。作为例示，假定移动设备140位于欧洲的某一处以及其不具有位置锁定。还假定 移动设备140缺少可从前一位置锁定获得的数据，或者先前定位数据已变得陈旧。在此冷 启动状况中，移动设备140缺少关于RNSS 120卫星飞行器的可用性的信息。然而，如果移动 设备140已接收到来自基站的信号(甚至在当前通电状况之前)，则其可能已获得移动国家 码(MCC)或类似地理标识符。例如，当被激活时，移动设备140可能已自动获得来自服务基 站的指示其处于德国某一处的信号。通过使用此信息，移动设备140确定其处于EGNOS覆 盖区中并标识可从其接收定位数据的特定EGNOS (区域性)卫星飞行器。这可与搜索GNSS 110中的全球卫星飞行器并行地进行，由此加速获得准确位置锁定的过程。替换地，移动设 备可使用从RNSS 120的SV获得的健康信息以进一步改进其对GNSS卫星的搜索。图IB是图解特定地理区中的通信系统100B的诸方面的示图。如图所示，GNSS 110 和RNSS 120的卫星飞行器具有包括日本的覆盖区。移动设备140是接收来自发射机130以 及来自全球导航卫星110-G和区域性卫星120-MT、120-QZ的信号的个人数字助理(PDA)。在当前所描述的实施例中，RNSS 120包括两个区域性系统。第一区域性系统是由 卫星飞行器120-MT表示的基于MTSAT卫星的扩增系统(MSAS)。MSAS卫星120-MT在日本 上空保持对地静止轨道，并提供诸如先前所讨论的扩增数据。卫星飞行器120-QZ1、120-QZ2 是准天顶卫星系统O^SQ的部分。QZSS卫星120-QZ保持具有大致从日本延伸至澳大利亚 的覆盖区(地面航迹)的对地同步轨道。QZSS卫星飞行器120-QZ的轨道是已知的，因此可 在覆盖区内以国家为基础确定其海拔和多普勒特性。移动设备140接收来自发射机130的表示地理区域的标识符。如先前所述，可使 用不同的标识符且它们可具有不同的精确度。例如，世界时区标识符可仅指示位置(日本) 位于地球的特定15°经度片带内。另一方面，国家码或类似标识符可指示位置是日本或可 能是日本列岛中的一个。通过使用该标识符，移动设备140检索关于RNSS 120卫星飞行器的可用性的信 息。在日本的情形中，移动设备140确定除GNSS 110全球导航卫星之外MSAS和QZSS卫星 飞行器两者是可用的。类似地，移动设备140可淘汰WAAS和EGNOS系统中的SV作为可能 搜索的候选。在确定一个或多个区域性卫星系统的可用性之后，移动站140可对搜索SV作优先 级排列。例如，预期QZSS卫星120-QZ发射用于定位的GPS互操作信号以及QZSS覆盖区内 的GNSS卫星110-G的校正数据。类似地，QZSS卫星飞行器的轨道将是东京上空几乎一直 处在高倾斜度上的至少一个轨道。移动设备140可存储此信息和其他关于RNSS 120以及 此特定SV的信息，并且可使用其来对搜索定位信号作优先级排列。在区域性卫星系统的可用性之外，移动设备140可访问用其来限制对来自特定区 域性卫星飞行器的信号的搜索的信息。这可包括基于接收自发射机130的位置标识符来限 制对QZSS卫星飞行器的多普勒搜索。例如，来自QZSS卫星飞行器120-QZ的信号的多普勒 偏移是位置相关的。其在日本通常大约为士250m/s，但是在澳大利亚可达到士500m/s。在最差情形的场合中，QZSS多普勒偏移约为士650m/s。因此，如果标识符指示日本为粗略位 置，则对QZSS卫星飞行器120-QZ的搜索范围可被约束于与大约士 250m/s的多普勒偏移相 对应的频率，以便显著改善搜索时间。应当认识到，本发明不限于特定地理区域或者特定区域性卫星系统。替代地，本发 明的实施例宽泛地包括基于位置标识符确定RNSS系统的可用性并标识可用RNSS系统内的 卫星飞行器。而且，应当理解，诸如伪随机数(PRN)码和频率信道号之类的卫星标识符可被 用来标识区域性卫星系统内的特定SV。例如，频率信道号可与使用频分多址(FDMA)等技术 传送信号的Glonass之类的卫星系统联用。关于可用RNSS系统及其卫星的信息可被访问 以改善搜索性能并提升定位。相应地，可明确地构想本发明的实施例可不受限地与现有或 将来的区域性卫星系统联用。图2是移动设备140的实施例的功能框图。如图所示，移动设备140包括RF收发 机220和卫星接收机沈0，这两者皆被耦合至天线210。RF收发机220也被耦合至基带处理 器230。在接收路径上，RF收发机220接收传入RF信号并将其递送给基带处理器230。基 带处理器230从RF信号恢复信息。例如，基带处理器230除执行其他信号处理功能之外还 可解调并解码收到信号。在发射路径上，基带处理器230执行对接收自处理器MO的数据 的编码和调制并将传出RF信号递送给RF收发机220。在各个实施例中，处理器240从基带处理器230恢复的数据获得位置标识符。如 先前所讨论的，位置标识符可以是蜂窝基站传送的国家码、世界时区信息、网络地址、或者 表示特定地理区域的类似数据。存储器250存储用于确定一个或多个区域性卫星系统的可 用性的信息以及特定区域性卫星飞行器的标识符。另外，存储器250可存储特定位置处对 区域性卫星飞行器的多普勒搜索范围。在一些实施例中，存储器250包括非易失性存储元 件，诸如闪存或电池供电静态随机存取存储器(SRAM)器件。图3A-;3B示出了诸如可用于提供关于区域性卫星系统中的卫星的信息的示例性 数据结构300。每个数据结构可包括个体数据元素的阵列，并且可被存储在存储器250中以 供处理器240访问。例如，数据结构300可包括对应每个区域性卫星系统中的每个卫星的 数据元素。在一些实施例中，存储器250存储若干不同的数据结构300，这些结构的每一个 可根据一个或多个位置标识符来索引，并且可由处理器240来更新。数据结构300A包括与按C0untry_C0de(国家_码)310编组的区域性卫星系统 中的卫星飞行器有关的示例性信息。如图所示，RNSS_ID 320、3￥_妝1^(5￥_名称)330和 SV_ID 340值可按照国家码310提供给区域性卫星。在一个实施例中，国家码310与诸如 ITU E. 212(来自国际电信联盟的建议212)中颁布的移动国家码(MMC)列表相对应。RNSS_ ID 320与诸如WAAS、EGNOS、MSAS、QZSS等特定区域性卫星系统相对应。SV_Name 330是由 RNSS_ID指示的RNSS内的特定卫星飞行器的名称。SV_ID 340是诸如与被区域性卫星飞行 器用来编码其传输的伪随机数(PRN)相对应的PRN码的标识符。轨道350指示卫星飞行器 (SV_Name)是对地同步、对地静止还是其他地球轨道。对于对地静止轨道中的卫星飞行器， 多普勒范围360可以是零或被忽略。否则，多普勒搜索范围360可指定一值用来限制国家 码310所指示的位置处对SV_Name 330的载波信号的搜索。出于例示的目的，数据结构300A被示为具有对应国家码208(法国)、441(日本)、 和505(澳大利亚)的示例性数据元素。法国是在欧洲之内，因此与国家码208相对应的RNSS_ID是EGN0S。在EGNOS区域性卫星系统内，卫星飞行器A0R_E、ARTEMIS和IND-W被标 识为法国国内位置处的潜在可能的搜索候选。EGNOS卫星飞行器的伪随机数码为分别120、 IM和126。如所指示的，这些卫星飞行器保持对地静止轨道(GE0STAT)，因此其多普勒偏移 通常很小。例如，与美国的WAAS卫星飞行器相关联的多普勒偏移可能是在约士40m/s的量 级上(即，与卫星朝向/远离接收机约士40m/s的相对速度相对应的频率偏移)。因此，在 一些实施例中，多普勒搜索值零可被用于对地静止区域性卫星飞行器。在其他实施例中，数 据结构300可存储每个地理位置处对每个区域性卫星飞行器的多普勒偏移和/或多普勒搜 索范围的更精确的测量值。如先前所讨论的，日本落在MSAS和QZSS区域性卫星系统的覆盖区之内。因此，国 家码441包括与这两个区域性卫星系统中的卫星飞行器有关的信息。对应日本的示例性数 据元素指示QZSS系统中的卫星飞行器QZSl的可用性。示例性数据元素还指示QZSl传送 的数据是用伪随机数码183来编码的，QZSl是处于对地同步(GE0SYNC)轨道中，以及对应 日本内的位置的多普勒搜索范围约为士225m/s。最后，包括对应国家码501(澳大利亚)的示例性数据元素以进行比较。如所指示 的，国家码505也落在QZSS覆盖区内，并且能够接收来自使用伪随机数码183的QZSl的卫 星信号。然而，在澳大利亚，可能需要搜索更宽的频率范围来定位QZSl信号。因此，示例性 数据元素指示对于国家码505，卫星QZSl可能可用，并且对于此位置，多普勒搜索范围的恰 适值约为士 550m/s。图;3B示出了诸如可被用于存储与区域性卫星飞行器的可用性和身份有关的信息 的替换性数据结构300B。数据结构300B可被存储在存储器250中，并且在一些实施例中， 可补充或替代数据结构300A。每个数据元素包括表示相应地理区域的Time_Z0ne (时区) 字段380。对于每个时区，如先前讨论的那样来标识区域性卫星系统(RNSS_ID)、卫星飞行 器(SV_Name)和伪随机数。还提供了可见性指标(Visibility_Ndx 390)。由于世界时区代 表地球的经度片带，因此卫星可见性在特定时区内会变化。为了例示这一点，示出了对应时区UTC+01的示例性数据元素。UTC+01包括意大 利和纳米比亚两者。虽然从欧洲(以及北非的局部地区)可看见EGNOS卫星，但是它们在 非洲大陆上的其他地方并非可见的。因此，Visibility_Ndx 390提供了对在特定时区内的 位置可以看见特定区域性卫星的可能性的指示。在此，Visibility_NdX 390指示在UTC+01 时区内的位置处接收来自卫星AOR-E的定位数据的60 %的可能性。可见性指标可根据特定 时区内与覆盖区的可用性有关的人口、面积以及其他准则来确定。尽管分开进行了讨论，但是应当理解，数据结构300A、300B可被组合在单个数据 结构中，且本发明的实施例可包括具有关于区域性卫星系统的位置专属信息的附加数据结 构。例如，示例性数据结构可包括基于国家码、时区、网络地址以及类似标识符的多个搜索 关键字。而且，出于讨论的目的，仅描绘了每个数据结构的一部分。在一些实施例中，数据 结构300可结合基于相关位置的标识符的每个唯一性值存储与每个RNSS系统及其卫星有 关的信息。再次参看图2，处理器240使用位置标识符来访问存储器250中的数据结构(例 如，300A、300B)。如果确定一个或多个区域性卫星系统可用，则处理器MO向定位处理器 270提供关于其SV的信息。除其他信息之外，处理器240可向定位处理器270提供每个区域性SV的伪随机数码(或其他卫星标识符)以及多普勒搜索值，以帮助对编码卫星信号的 搜索。处理器240还可使得与RNSS及其SV有关的信息被显示在移动设备140的显示屏上。 在各个实施例中，处理器240显示与位置标识符相对应的地图，其上叠加了对地静止SV的 相对位置和/或对地同步SV的地面航迹的表示。在一些实施例中，处理器240被配置成响应于区域性卫星系统中的改变更新数据 结构300。例如，当区域性卫星飞行器被添加到特定RNSS或从其中移除时，处理器240可 添加或移除与这些区域性SV相对应的数据元素。而且，如果区域性卫星系统的覆盖区改变 或者如果新的区域性卫星系统在特定位置处变得可用，则处理器240可相应地更新数据结 构300内的数据元素。对数据结构300的更新可定期进行或者按需进行，从而使得移动设 备140能够保持当前信息。定位处理器270控制卫星接收机沈0的操作并确定移动设备140的位置。定位处 理器270从处理器240接收诸如PRN码和多普勒搜索值等参数，并搜索在卫星接收机260 上接收到的相应信号。在一些实施例中，定位处理器270将卫星信号与使用特定SV的PRN 在本地生成的信号进行互相关。由于PRN值对应于服务地理位置的区域性SV，因此找到信 号的可能性增大，且移动设备140由此避免了搜索不对其目前位置提供定位数据的区域性 SV。另外，定位处理器270使得为了使用多普勒搜索数据定位合意卫星信号而需要搜 索的多普勒的范围最小化。例如，在使用GPS卫星的情况下，定位处理器270可能需要搜索 与达士900m/s的多普勒偏移相对应的载波频率。即，定位处理器270可能需要将收到卫 星信号与内部生成的不同码偏移量上的PRN码的版本、以及横跨可能的多普勒偏移的范围 的不同多普勒偏移值进行相关(两维搜索)。相关结果中的最大值与随后可被用于确定接 收机的位置的收到卫星信号的特定码相相对应。初始搜索(“捕获”)可能是非常耗时的， 这取决于可为定位处理器270所用的信息量。然而，如果知晓特定SV是处在对地静止轨道 上，则此附加频率搜索可被简化或省去(因为卫星朝向或远离接收机的相对速度很小)。类 似地，在对地同步SV的情况下，定位处理器270可将其搜索限制为基于多普勒范围360确 定的依存于位置的多普勒范围，后者显著小于全球定位系统的搜索范围。这样，定位处理器 270可使用对于位置恰适的PRN码和/或其他卫星标识符以及最佳的多普勒搜索参数来搜 索区域性SV。应当理解，本发明的实施例可基于诸如可从地面源获得的近似地理位置来对卫星 飞行器执行依存于位置的搜索。执行此搜索无需附加信息。具体地，无需首先获得星历、历 书或卫星时间信息。通过搜索来自其被检测到的概率较高的区域性卫星飞行器的信号并避 免搜索已知为不可用的区域性卫星，效率得到了提升。而且，捕获卫星信号所花的时间可通 过使用与位置相关的多普勒搜索范围来缩减。具体地，由于所公开的技术减小(或排除) 了多普勒偏移搜索空间而无需当前历书、星历或其他时间相关卫星轨道信息，因此其可在 于冷启动状况下的捕获时间方面提供相当的益处。例如，在特定实施例中，卫星接收机可在 访问当前卫星轨道信息(例如，当前星历、历书和/或诸如长期轨道信息等其他轨道信息) 之前使用有限的多普勒搜索范围(即，比GNSS卫星的最小多普勒搜索范围小)来获得与区 域性卫星飞行器相关联的位置信息。图4是示出了用于无线设备的示例性定位方法400的流程图。定位方法400可由诸如处理器240和/或定位处理器270的处理器执行。在框410，在无线设备上接收第一信 号。在一些实施例中，第一信号是具有表示地理位置的标识符的地面信号。标识符可例如 充当无线设备所处的区域的粗略指示符。在框420，标识符是从第一信号获得的。此后，在框430，标识符被用来确定区域 性卫星系统在第一位置处的可用性。这可涉及例如确定第一位置是否在诸如WAAS、EGN0S、 MSAS和QZSS等一个或多个区域性卫星系统的覆盖区内。如果第一位置在一个或多个区域 性卫星系统的覆盖区内，则检索关于特定卫星飞行器的信息。在框440，可从存储器或其他 可为无线设备访问的存储检索被确定为在第一位置可用的区域性卫星飞行器的卫星标识 符和多普勒搜索范围。在一些实施例中，关于区域性卫星的信息被维护在无线设备的非易 失性存储器中。在框450，在卫星接收机上接收包括来自一个或多个卫星飞行器的信号的第二信 号，并且使用从存储器检索的信息来对区域性卫星飞行器执行搜索。此搜索可包括在无线 设备处使用特定区域性卫星飞行器的PRN码生成基准信号并将基准信号与从卫星接收机 获得的信号进行互相关以获得位置信息。多普勒搜索范围可限制用基准信号进行搜索的频 率。这样，执行对服务第一位置的那些区域性卫星飞行器的有目的搜索，并且该搜索空间是 根据第一位置来确定的。另外，对区域性卫星的基于位置的搜索可与对全球定位卫星的搜 索并行地执行，以进一步提升搜索性能。在框460，无线设备的位置是使用从卫星信号获得信息确定的。例如，可根据公知 技术来确定位置，其中相关被用于确定多个卫星飞行器的收到信号的码相，而这些码相被 用于确定卫星与接收机之间的距离，后者进而可被用于确定位置。在诸如QZSS系统情形等 一些实例中，区域性卫星飞行器可单独提供足以为无线设备获得位置锁定的定位数据。在 其他情形中，区域性卫星飞行器可仅提供用来对从全球卫星飞行器获得的定位信息进行补 充的校正数据。在一些实施例中，一个或多个卫星信号可与附加信息联用以获得无线设备 的位置；例如，地面源的飞行时间或往返延迟信息可与卫星信号联用以进行位置确定。结合本文所公开的实施例描述的各个说明性逻辑框、模块、以及电路可用通用处 理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、 现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组 件、或其设计成执行本文中描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处 理器，但在替换方案中，处理器可以是任何处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还 可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协 作的一个或更多个微处理器、或任何其他此类配置。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、非易失性存储器、ROM存储器、EPROM存储器、 EPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介 质。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。 在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。结合本文所公开的实施例描述的方法、过程或算法的步骤可直接在硬件中、在由 处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。方法或过程中的各个步骤或动作可 以所示次序执行，或者可以另一次序执行。此外，一个或以上过程或方法步骤可被省略，或 者一个或以上过程或方法步骤可被添加到这些方法和过程中。加入的步骤、框、或动作可被添加在这些方法和过程的开始、结束、或居于现有要素之间。 提供了以上对所公开的实施例的描述是为了使得本领域任何技术人员皆能够制 作或使用本公开。对这些实施例的各种修改容易为本领域普通技术人员所显见，并且在此 所定义的普适原理可被应用于其它实施例而不会脱离本公开的精神或范围。因而，本公开 并非意在被限定于本文中所示出的实施例，而是应当被授予与本文中所公开的原理和新颖 性特征相一致的最广义的范围。
权利要求
1.一种用于无线设备的定位方法，包括接收第一信号；从所述第一信号获得表示第一位置的标识符；使用所述标识符检索与至少一个卫星飞行器相关联的信息，所述至少一个卫星飞行器 属于区域性卫星系统；接收第二信号；处理所述第二信号以获得所述至少一个卫星飞行器的第一卫星信号信息；以及至少部分地基于所述第一卫星信号信息来确定所述无线设备的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标识符包括与所述第一位置相对应的 国家码。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述第一信号进一步包括从蜂窝基站 接收信号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理所述第二信号以获得所述第一卫星信 号信息包括在访问当前卫星轨道信息之前使用有限的多普勒搜索范围处理所述第二信号。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标识符包括所述第一位置的世界时区。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一标识符包括所述无线设备的网络 地址的至少一部分。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括更新与所述至少一个卫星飞行器相 关联的信息。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检索与所述至少一个卫星飞行器相关联的 所述信息还包括访问所述无线设备的非易失性存储中的数据。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述至少一个卫星飞行器相关联的所述 信息包括用于编码所述第一卫星信号的伪随机数码(PRN)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，处理所述第二信号包括使用所述伪随机数码生成基准信号；以及将所述第二信号与所述基准信号进行互相关。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述至少一个卫星飞行器相关联的所述 信息包括与所述第一位置相对应的多普勒搜索范围，并且其中处理所述第二信号包括基于 所述多普勒搜索范围搜索所述至少一个卫星飞行器的载波。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区域性卫星系统是从包括以下各项的 组中选择的广域扩增系统(WAAS)、欧洲对地静止导航覆盖服务(EGNOS)、基于MTSAT卫星 扩增系统(MSAS)、准天顶卫星系统^MS)、GPS辅助Geo扩增导航(GAGAN)、和印度区域性 导航卫星系统(IRNSS)系统。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在获得所述第一卫星信号信息的同时，处理所述第二信号以获得第二卫星飞行器的第 二卫星信号信息，其中所述第二卫星飞行器是全球导航卫星系统(GNSS)的部分。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述全球导航卫星系统是从包括GPS、 GLONASS, GALILEO和COMPASS系统的组中选择的。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括确定所述至少一个卫星飞行器的轨道类型；以及如果所述轨道类型被确定为对地同步，则检索与所述至少一个卫星飞行器相对应的多 普勒搜索范围；以及其中处理所述第二信号包括基于所述多普勒搜索范围限制对所述第一卫星信号的搜索。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一位置是准天顶卫星系统O^SS)的 覆盖区内的国家，所述方法还包括检索对于所述标识符所标识的所述国家与所述至少一个卫星飞行器相对应的多普勒 搜索范围；以及基于所述多普勒搜索范围限制对所述第一卫星信号的搜索。
17.一种无线设备，包括第一接收机，配置成接收具有表示第一位置的第一标识符的信息承载信号；第二接收机，配置成接收多个卫星信号以及使用来自所述多个卫星信号的信息确定所 述无线设备的位置，其中所述第二接收机使用作为区域性卫星系统的部分的卫星飞行器的 第二标识符接收所述多个卫星信号的至少一个；处理器，配置成从所述信息承载信号获得所述第一标识符，以及使用所述第一标识符 来从所述无线设备的存储器检索所述第二标识符。
18.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述第二标识符与作为在其覆盖区 内具有所述第一位置的至少一个区域性卫星系统的部分的卫星飞行器相关联。
19.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述第一接收机从蜂窝基站接收所 述信息承载信号。
20.如权利要求19所述的无线设备，其特征在于，所述第一标识符包括与所述蜂窝基 站相关联的国家码。
21.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述第一标识符包括所述第一位置 的世界时区。
22.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述第一标识符包括所述无线设备 的网络地址的一部分，并且所述处理器被配置成基于所述网络地址的所述部分从所述存储 器检索所述第二标识符。
23.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述第一标识符包括国家码，并且所 述处理器被配置成基于所述国家码从所述存储器检索所述第二标识符。
24.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述存储器包括非易失性存储器，并 且所述第二标识符被存储在所述非易失性存储器中。
25.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述处理器被配置成更新所述存储 器中的所述第一和第二标识符。
26.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述第二标识符包括作为所述区域 性卫星系统的部分的所述卫星飞行器的至少一个伪随机数(PRN)码。
27.如权利要求沈所述的无线设备，其特征在于，所述第二接收机被配置成使用所述 至少一个伪随机数之一生成基准信号，并将所述多个卫星信号的所述至少一个与所述基准 信号进行互相关。
28.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述处理器使用所述第一标识符来 检索与所述第一位置相对应的多普勒搜索范围，并且所述第二接收机基于所述多普勒搜索 范围搜索所述多个卫星信号的所述至少一个的载波。
29.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述区域性卫星系统是从包括以 下各项的组中选择的广域扩增系统(WAAS)、欧洲对地静止导航覆盖服务(EGNOS)、基于 MTSAT卫星扩增系统(MSAS)、准天顶卫星系统^MS)、GPS辅助Geo扩增导航(GAGAN)系 统、和印度区域性导航卫星系统(IRNSS)系统。
30.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述第二接收机使用第三标识符接 收来自全球导航卫星系统(GNSS)的信号，并且使用所述第二标识符并发地接收所述多个 卫星信号中的所述至少之一。
31.如权利要求30所述的无线设备，其特征在于，所述全球卫星定位系统是从包括 GPS、GLONASS, GALILEO和COMPASS系统的组中选择的。
32.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述处理器确定作为所述区域性卫 星系统的部分的所述卫星飞行器的轨道类型，并且如果所述轨道类型是对地同步，则从所 述存储器检索多普勒搜索范围，并且其中所述第二接收机基于所述多普勒搜索范围限制对 所述多个卫星信号中的所述至少一个的载波频率的搜索。
33.如权利要求17所述的无线设备，其特征在于，所述第一标识符表示国家，而所述区 域性卫星系统是准天顶卫星系统(QZSS)，所述处理器被配置成检索与所述QZSS卫星飞行 器以及所述标识符所指示的所述国家相对应的多普勒搜索范围，并且其中所述第二接收机 基于所述多普勒搜索范围限制对所述多个卫星信号中的所述至少一个的载波频率的搜索。
34.一种用于移动设备的定位方法，包括在所述移动设备的存储器中维护与区域性卫星系统的卫星飞行器相关联的信息； 接收来自蜂窝基站的地面信号； 从所述地面信号获得表示第一位置的标识符；使用所述标识符确定第一区域性卫星系统在所述第一位置处的可用性； 如果所述第一区域性卫星系统在所述第一位置处可用，则从所述存储器检索与所述第 一区域性卫星系统的第一卫星飞行器相对应的伪随机数码； 接收第二信号；使用所述伪随机数码处理所述第二信号以获得第一卫星信号信息；以及 至少部分地基于所述第一卫星信号信息来确定所述移动设备的位置。
35.如权利要求34所述的定位方法，其特征在于，处理所述第二信号以获得所述第一 卫星信号信息包括在访问当前卫星轨道信息之前使用有限的多普勒搜索范围处理所述第二信号。
36.如权利要求34所述的定位方法，其特征在于，还包括从所述存储器检索在所述第一位置处与所述第一卫星飞行器相对应的多普勒搜索范 围，以及其中处理所述第二信号包括基于所述多普勒搜索范围搜索所述第一卫星飞行器的载波。
37.如权利要求34所述的定位方法，其特征在于，还包括如果所述第一区域性卫星系统在所述第一位置处可用，则显示与所述第一区域性卫星 系统相关联的信息。
38.如权利要求34所述的定位方法，其特征在于，还包括在获得所述第一卫星信号信息的同时，处理所述第二信号以获得第二卫星飞行器的第 二卫星信号信息，其中所述第二卫星飞行器是全球导航卫星系统(GNSS)的部分。
39.如权利要求34所述的定位方法，其特征在于，所述第一位置在准天顶卫星系统 (QZSS)系统的覆盖区内，所述方法还包括确定与所述第一卫星飞行器和所述第一位置相关联的多普勒搜索范围。
40.一种编码有用于定位无线设备的一条或多条指令的计算机可读介质，所述一条或 多条指令包括在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行以下步骤的指 令接收第一信号；从所述第一信号获得表示第一位置的标识符；使用所述标识符检索与至少一个卫星飞行器相关联的信息，所述至少一个卫星飞行器 属于区域性卫星系统；接收第二信号；处理所述第二信号以获得所述至少一个卫星飞行器的第一卫星信号信息；以及至少部分地基于所述第一卫星信号信息来确定所述无线设备的位置。
41.一种无线设备，包括用于检索具有表示第一位置的第一标识符的信息承载信号的装置；用于接收多个卫星信号以及使用来自所述卫星信号的信息确定所述无线设备的位置 的装置，其中所述多个卫星信号的至少一个是使用作为区域性卫星系统的部分的卫星飞行 器的第二标识符来接收的；用于从所述信息承载信号获得所述第一标识符以及使用所述第一标识符来从所述无 线设备的存储装置检索所述第二标识符的装置。
全文摘要
公开了一种定位系统、方法和装置。无线设备接收第一信号并从该第一信号获得表示第一位置的标识符。可从蜂窝基站接收第一信号，并且第一标识符可以是移动国家码。无线设备使用该标识符确定来自区域性卫星系统的信号在第一位置处的可用性。如果来自区域性卫星系统的信号在第一位置处可用，则无线设备检索与区域性卫星系统中的一个或多个卫星飞行器相关联的信息。该信息可包括伪随机数码和与第一位置相对应的多普勒搜索范围。无线设备接收第二信号并处理该第二信号以获得第一卫星信号信息。无线设备至少部分地基于第一卫星信号信息来确定其位置。
文档编号G01S1/00GK102057292SQ200980121361
公开日2011年5月11日 申请日期2009年6月23日 优先权日2008年6月24日
发明者B·里斯提克, J·吴, M·艾斯齐, R·W·波恩 申请人:高通股份有限公司