[发明专利]一种快速获得伪距的方法

说明书

技术领域

本发明涉及GPS定位的技术领域，尤其涉及快速定位的技术领域。

技术背景

GPS终端定位最少需要如下要素：星历、GPS时间、伪距。为了缩短首次定位的时间，一般的做法是缩短获取星历的时间和缩短获取GPS时间的时间。在辅助定位技术中，辅助服务器向终端提供的信息可以包括星历、GPS时间、卫星的仰角方位角、参考位置，卫星的多普勒频率等。目前技术中快速获取星历的办法大概有两种：其一，使用保存的历史星历；其二，使用辅助系统快速传输星历。而快速获取GPS时间的方法大概也有两种：其一，使用RTC计时，GPS启动时直接读取RTC时间；其二，通过辅助系统获取GPS时间。通过使用这些方法，使GPS首次定位时间从几十秒缩短至几秒，而这几秒中内，GPS主要在获取各卫星的伪距。其中，伪距的真实含义为各卫星到达接收机的时间差，忽略伪距数值的大小，只关心各个值之间的差。比如四颗卫星的伪距分别为：1ms、2ms、5ms、3ms，各个数字加减一个常数后不影响定位结果。故上面的伪距也可写作：0ms、1ms、4ms、2ms，我们称这两种写法对应的伪距相同。

目前，获取伪距的主要步骤包括：

1.终端捕获卫星的频率和相位；

2.终端跟踪卫星的频率和相位，并输出导航比特；

3.终端对导航比特使用校验或者寻找子帧帧头的办法进行同步；

4.同步后即可计算卫星的相对伪距；

这种传统的方法让用户必须等待几秒时间才能获得首次定位结果。如果想更快速的获得定位结果，这种方法就无能为力了。

发明内容

为了便于发明内容的叙述，先做如下说明：

1.按照光速为30万公里计算，同一时刻，距离150公里的两个终端对于同一颗卫星的伪距相差不会大于0.5ms。

2.由于卫星靠近或远离终端的分速度不会超过1KM/S，在根据说明1的介绍，同一个终端对于同一卫星的伪距在150秒内变化量不会超过0.5ms。

3.基于上面两项说明，多数情况下，我们很容易达到条件：由1和2所共同引起的伪距变化不会大于0.5ms。下面叙述中默认满足该条件。

本发明针对背景所述的一些不足，同时根据上述的说明，提出了一种快速获得卫星伪距的方法，以缩短首次定位时间。其方案如下：

1.终端获得误差小于0.5ms的粗略伪距。

2.终端分析卫星信号，获得相位值，使用相位值计算精确伪距中的小数部分。

3.终端使用精确伪距的小数部分调整如上的粗略伪距，以获得精确的实际伪距。

其中，步骤1获得粗略伪距的方法可以是：辅助定位系统中的服务器端实时跟踪卫星并实时更新、记录卫星的伪距，当终端请求辅助定位时，服务器端向用户定位终端发送伪距信息作为终端自身的粗略伪距。由于服务器端的接收机距离用户终端的距离一般不会超过100KM，且发送时间延迟不会超过10S，所以该粗略伪距的精度可以比0.5ms精度更精确。

其中，步骤1获得粗略伪距的方法也可以是：根据卫星的星历和GPS时间计算出卫星的位置，并根据用户终端的参考位置计算用户终端和卫星之间的距离，转换为以毫秒表示的伪距。这里的用户终端的参考位置可以是终端自身保存的一些历史位置，也可以是辅助服务器向用户终端发送的参考位置。这里的GPS时间可以是用户终端计时的RTC时间，也可以是辅助服务器向用户终端发送的当前GPS时间。由于辅助服务器提供的参考位置一般为位置服务器的位置，其距离用户的距离一般不会超过100KM，且发送时间延迟不会超过10S，而用户终端自身保存的历史位置多数情况下也可以认为在100KM之内，且GPS时间的传输延迟和RTC时间的精度也不会超过10S，所以该粗略伪距的精度可以比0.5ms精度更精确。

其中，步骤2分析卫星的信号的具体方法为捕获卫星信号，得到对应的卫星的相位值，并进行跟踪，当跟踪模块有大于等于四颗卫星在跟踪，各个卫星同一时刻的相位值可以作为计算精确伪距所用的相位值；如果支持多颗卫星并行捕获，且所有需要捕获的卫星几乎在同一时刻完成捕获，则捕获到的相位值可作为计算精确伪距所用的相位值。

其中，步骤3的调整粗略伪距的方法可以如下：

A.从各个粗略伪距中选出一个作为参考伪距，记录各个粗略伪距和参考伪距的小数部分之差；

B.用各个卫星捕获的相位计算精确伪距对应的小数部分，并代替粗略伪距的小数部分，选择和步骤A相同的参考伪距，同样记录各个伪距和参考伪距的小数部分之差；