[发明专利]缩短测位时间的方法、测位系统以及便携式电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及缩短存在于噪声环境中的GPS接收机的测位时间的技术。

背景技术

在笔记本型个人计算机(笔记本PC)、平板终端、移动电话或者智能手机等便携式电子设备中搭载用于利用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)的GPS接收机。GPS接收机对GPS卫星发送的L1波(1575.42MHz)和L2波(1227.60MHz)的电波运送的导航数据进行解析，并计算自身的纬度、经度。

导航数据由分别包括表示各个卫星的正确的轨道信息的星历数据、表示运行的全部GPS卫星的概略轨道信息的年历数据、卫星时钟的修正数据、以及电离层修正数据等的25个帧构成。由于年历数据的信息量较多，所以分割成25个帧来接收。由于各帧的位数为1500位、导航消息的数据速率为50bps，所以GPS接收机接收一个帧需要30秒，接收全部的导航数据需要12.5分钟。

若GPS接收机接通电源，则经过捕捉(acquisition)和追踪(tracking)这样的进程来进行测位。在捕捉进程中，搜索能够利用于测位的四个以上的GPS卫星，并获取各自的星历数据。捕捉到的GPS卫星越多，测位的精度越提高。在追踪进程中，根据从捕捉到的各GPS卫星收到的导航数据计算至GPS卫星的距离，并利用基于各GPS卫星的位置的三角测量进行测位。

星历数据的寿命是2小时左右，年历数据的寿命是24小时左右。GPS卫星持有的星历数据和年历数据由地上的控制站定期地进行更新。GPS接收机将接收到的导航数据保存在内部，利用于下次的捕捉进程，使得能够以短时间进行测位，但若使动作停止的时间变长，则超过它们的寿命期间，从而不能够利用于在此之后的测位。

将GPS接收机在持有有效的星历数据和年历数据的状态下开始测位称为热启动。将GPS接收机在只持有有效的年历数据的状态下开始测位称为暖启动。将GPS接收机在不管有效的星历数据还是年历数据都未持有的状态下开始测位称为冷启动。

在冷启动下，在捕捉进程中即使为了接收年历数据而导入各种算法也需要数分钟。在捕捉进程中若产生位错误而使导航数据断片化，则需要再接收。在暖启动下，在捕捉进程中为了并行地从四个以上的GPS卫星接收各帧的星历数据而需要30秒～40秒，但若中途产生错误则需要完全再接收该GPS卫星发送的其它帧。此外，也存在无线基站、网络服务器将从GPS卫星获取的星历数据、年历数据定期地提供给GPS接收机的辅助型GPS这样的技术。

专利文献1公开了一种通过只正确地测量周围环境的噪声电平来决定阈值电平，从而提高GPS接收信号的捕捉精度的技术。从车载设备的起动开始延迟规定的时间再起动GPS接收机。GPS接收机对通过测定只来自在车载设备起动时没有过渡地放射的噪声的周围环境的噪声而设定的阈值与相关器的输出信号进行比较，所以防止阈值电平异常高或低而变得不稳定，从而不能够进行准确的位置运算的情况。非专利文献1公开GPS接收器的测试方法。该文献中记载了要求捕捉灵敏度电平比追踪灵敏度电平高。

专利文献1：国际公开WO01/094972号公报

非专利文献1：GPS接收器测试，[online]，Agilent Technology，2010年1月21日，[平成25年9月16日检索]，因特网〈URL：http://www.home.agilent.com/agilent/facet.jspx？k＝GPS％E3％83％AC％E3％82％B7％E3％83％BC％E3％83％90％E3％83％86％E3％82％B9％E3％83％88&neighborhood＝ETM&kt＝1&cc＝JP&lc＝jpn&homesear ch＝Search&searchbtn＝％E6％A4％9C％E7％B4％A2〉

GPS电波是微弱信号，其信号电平比GPS接收机存在的环境的噪声电平低。在一个例子中，在GPS天线的位置的信号电平为－120dBm～－165dBm左右，但GPS接收机内的噪声电平达到－100dBm。在冷启动以及暖启动下的捕捉进程中，若在接收帧的中途产生位错误，则产生接收的再运行，所以为了在最短时间完成捕捉进程，需要将周围环境相对于GPS接收机的噪声电平抑制得较低。与此相对，在追踪进程中，即使断片地获取时刻信息也能够进行测位，所以无需完全接收全部帧，与捕捉进程相比，噪声耐性较高。