一种卫星导航装置及其低功耗处理方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种卫星导航装置及其低功耗处理方法。
【背景技术】
[0002]卫星导航技术是各航天大国竞相发展的热门领域，为了保持导航系统的先进性和有效性，世界各国在卫星导航系统相关技术方面积极地推进和发展。目前，世界上可以提供精确卫星定位及导航的通信系统主要有四种，分别为美国的全球定位系统(GPS，GlobalPosit1ning System)、俄罗斯的格洛纳斯(GL0NASS)定位系统、欧洲的伽利略(GALILEO)定位系统和中国的北斗定位系统(BDS，BeiDou Navigat1n Satellite System) ο
[0003]卫星导航应用产业在国民经济中发挥着越来越重要的作用，而且卫星导航能够多系统兼容并存以及与移动通信的融合，使得系统可用性得以提高，由此应用领域非常广阔，例如涉及航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等诸多方面。
[0004]卫星导航通常由三部分组成:空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分组成。卫星导航接收机是用户部分的核心，是卫星导航系统与用户的接口，也是市场规模最大和产业化最重要的环节，可以说卫星导航应用的价值最终必需要通过用户使用卫星导航接收机才能得以实现。
[0005]虽然卫星导航装置，例如卫星导航接收机日益融入我们的生活，但是目前的卫星导航装置由于在追求高性能的前提下忽略了功耗的影响，功耗问题已经成为阻碍卫星导航装置广泛应用的首要问题，极大的限制了卫星导航装置的应用空间。
【发明内容】
[0006]本发明实施例提供了一种卫星导航装置及其功耗处理方法，能够在保证卫星导航装置高性能的前提下，降低卫星导航装置的工作功耗。
[0007]本发明实施例提供了一种低功耗卫星导航装置，包括:射频硬件，用于将接收的导航卫星的跟踪信号变频到中频，通过模拟信号的数字采样，向基带处理硬件输出中频数字信号;基带处理硬件，包括基带信号处理单元和CPU单元，其中，所述基带信号处理单元用于中频数字信号的捕获、跟踪和电文译码;所述CPU单元用于负责基带信号处理单元的软件调度，卫星导航装置的位置、时间和速度的定位解算以及通过外设接口输出定位结果;所述CPU单元还包括功耗控制单元，所述功耗控制单元用于卫星导航装置的低功耗模式的使能控制，当进入低功耗模式时，关闭射频硬件和基带信号处理单元，并将CPU单元处于间歇工作状态；当退出低功耗模式时，打开射频硬件和基带信号处理单元，并将CPU单元处于正常工作状态。
[0008]进一步地，所述功耗控制单元包括监控模块、射频控制模块、基带处理控制模块、CPU控制模块和基带卫星信息预测模块，其中，监控模块，用于监控卫星导航装置各部分的工作状态，并根据监控情况启动功耗控制单元进入或退出低功耗模式;射频控制模块，用于当进入低功耗模式时，关闭射频硬件，当退出低功耗模式时，打开射频硬件;基带处理控制模块，用于当进入低功耗模式时，关闭基带信号处理单元，当退出低功耗模式时，打开基带信号处理单元;CPU控制模块，用于当进入低功耗模式时，控制CPU单元处于间歇工作状态，当退出低功耗模式时，控制CPU单元处于正常工作模式;基带卫星信息预测模块，用于预测低功耗工作时间和正常工作时间
[0009]进一步地，所述功耗控制单元进入低功耗模式后，根据导航卫星跟踪信号的信号信息和信号强度预测卫星导航装置的低功耗工作时间；在所述低功耗工作时间内，关闭射频硬件和基带信号处理单元，控制CHJ单元处于间歇工作状态，基带卫星信息预测模块预测卫星信号的跟踪信息并进行卫星导航装置的位置、时间和速度定位解算，将定位结果的预测值存储在卫星导航装置的内存中。
[0010]进一步地，当所述功耗控制单元退出低功耗模式后，根据内存中定位结果的预测值、导航卫星跟踪信号的信号信息和信号强度预测卫星导航装置的正常工作时间；在所述正常工作时间内，打开射频硬件和基带信号处理单元，控制CPU单元处于正常工作状态，根据接收到的导航卫星的跟踪信号输出定位结果。
[0011]本发明实施例还提供了一种卫星导航装置的低功耗处理方法，包括:射频硬件将接收到的导航卫星的跟踪信号变频到中频，并通过模拟信号的数字采样，向基带处理硬件输出中频数字信号；基带处理硬件的基带信号处理单元对所述中频数字信号的捕获、跟踪和电文译码，CPU单元对基带信号处理单元进行软件调度，并进行卫星导航装置的位置、时间和速度的定位解算，并通过外设接口输出定位结果;其中CPU单元中的功耗控制单元进行卫星导航装置的低功耗模式的使能控制，当进入低功耗模式时，关闭射频硬件和基带信号处理单元，并将CPU单元处于间歇工作状态；当退出低功耗模式时，打开射频硬件和基带信号处理单元，并将CPU单元处于正常工作状态。
[0012]进一步地，所述功耗控制单元的低功耗监测模块实时监控卫星导航装置各部分的工作状态，并根据监控情况启动功耗控制单元进入或退出低功耗模式。
[0013]进一步地，进入所述低功耗模式时，功耗控制单元的基带卫星信息预测模块根据导航卫星跟踪信号的信号信息和信号强度预测卫星导航装置的低功耗工作时间;在所述低功耗工作时间内，关闭射频硬件和基带信号处理单元，控制CPU单元处于间歇工作状态，基带卫星信息预测模块预测卫星信号的跟踪信息并进行卫星导航装置的位置、时间和速度定位解算，将定位结果的预测值存储在卫星导航装置的内存中。
[0014]进一步地，当所述功耗控制单元退出低功耗模式后，根据内存中定位结果的预测值、导航卫星跟踪信号的信号信息和信号强度预测卫星导航装置的正常工作时间；在所述正常工作时间内，打开射频硬件和基带信号处理单元，控制CPU单元处于正常工作状态，根据接收到的导航卫星的跟踪信号输出定位结果。
[0015]本发明实施例提供的卫星导航装置及其低功耗处理方法，通过智能的控制导航装置的低功率机制，达到降低总体功耗的需求，在保证卫星导航装置高性能的前提下，极大的降低导航装置的工作功耗，为卫星导航装置的广泛应用和推广奠定了基础。
[0016]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0017]附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
[0018]图1为本发明实施例中低功耗卫星导航装置的结构示意图；
[0019]图2为本发明实施例中卫星导航装置的低功耗处理方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0021]在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0022]图1为本发明实施例中低功耗卫星导航装置的结构示意图，如图1所示，该卫星导航装置包括射频硬件11、基带处理硬件12和外设接口 13。
[0023]其中，
[0024]射频硬件11，用于将天线接收的导航卫星的跟踪信号变频到中频，然后通过模拟信号的数字采样，向基带处理硬件12输出中频数字信号；
[0025]基带处理硬件12，包括基带信号处理单元13和CPU单元14;
[0026]基带信号处理单元13用于中频数字信号的捕获、跟踪和电文译码；
[0027]CPU单元14用于负责基带信号处理单元的软件调度，卫星导航装置的位置、时间和速度的定位解算以及控制外设接口的对外通信；
[0028]此外，CPU单元14还包括功耗控制单元15，该功耗控制单元15用于卫星导航装置的低功耗模式的使能控制。
[0029]外设接口16，用于和上层应用装置进行通信，输出定位结果。
[0030]值得关注的是，射频硬件11和基带处理硬件12的处理功耗占导航装置总功耗的90 %以上，因此，相比较于现有技术，本发明在CPU单元122中增加了功耗控制单元15，该功耗控制单元15通过智能控制射频硬件11和基带处理硬件12的开关工作时序，能够有效的降低导航装置的整体处理功耗。
[0031]需要详细说明的是，功耗控制单元包括监控模块、射频控制模块、基带处理控制模块、基带卫星信息预测模块和CPU控制模块。
[0032]其中，
[0033]监控模块，用于监控各部分软硬件的工作状态，从而判定是否进入或退出低功耗模式。
[0034]射频控制模块，用于通过射频接口协议控制射频硬件的开断，当射频关闭后，射频硬件电路处于睡眠状态，功耗只集中在微小的漏电电流上。
[0035]基带处理控制模块，用于有序的开断基带处理硬件，降低了其处理功耗。
[0036]基带卫星信息预测模块，用于预测基带处理硬件由关闭到开启时刻的卫星信号的跟踪信息