Определение времени спутника для sps приемника

Определение времени спутника для sps приемника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США № 61/032852, поданной 28 февраля 2008 г. и озаглавленной «УСТАНОВЛЕНИЕ ПРЕДПОЛАГАЕМОГО ВРЕМЕНИ ДЛЯ GPS ПРИЕМНИКА», которая, таким образом, включена в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.

Уровень техники

Многие системы беспроводной связи используют расширенный прямой последовательностью спектр, чтобы передавать информацию. Коды, используемые для расширения сигнала, в основном являются псевдослучайными кодами. Приемник обычно восстанавливает лежащую в основе информацию путем корреляции расширяющего кода с локально сгенерированным кодом.

Иногда приемник может использовать смещение времени, связанное с кодами, чтобы установить временную привязку, которая может использоваться, чтобы выполнить определение местоположения. Определение местоположения, основанное на синхронизации, установленной исходя из псевдослучайных расширенных сигналов, выполняется в различных системах определения местоположения.

Навигационная система системы глобального позиционирования (GPS) является примером спутниковой системы позиционирования (SPS), которая использует спутники, которые находятся на орбите вокруг Земли. Любой пользователь GPS, где угодно на Земле, может получать точную навигационную информацию, включающую в себя 3-мерное местоположение, 3-мерную скорость и время. Система GPS включает в себя до 32 спутников, которые развертываются на круговых орбитах с радиусами 26-600 километров в шести плоскостях, расположенных под углом 55° относительно экватора и расположенных с интервалами в 120° относительно друг друга. Обычно от четырех до шести спутников равномерно расположены в пределах каждой из шести плоскостей орбиты. Определения местоположения, с использованием GPS, основаны на измерениях времен задержки распространения сигналов GPS, широковещательно переданных с орбитальных спутников на GPS приемник. Как правило, прием сигналов от 4 спутников требуется для точного определения местоположения в 4 измерениях (широта, долгота, высота, и время). Как только приемник измерил соответствующие задержки распространения сигнала, дальность до каждого спутника вычисляется путем умножения каждой задержки на скорость света. Затем, местонахождение и время находятся посредством решения системы из четырех уравнений с четырьмя неизвестными, охватывающими измеренные дальности и известные местоположения спутников. Определенные способности GPS системы поддерживаются посредством бортовых атомных часов для каждого спутника и наземными станциями слежения, которые непрерывно выполняют мониторинг и корректируют спутниковые часы и параметры орбиты.

Каждый GPS спутник передает, по меньшей мере, два кодированных прямой последовательностью сигнала с расширенным спектром в диапазоне L: сигнал L1 на несущей частоте 1,57542 ГГц и сигнал L2 на 1,2276 ГГц. Сигнал L1 состоит из двух фазоманипулированных (PSK) сигналов с расширенным спектром, модулированных со сдвигом фаз на девяносто градусов: сигнал P-кода (P-точный) и сигнал C/A-кода (C/A-грубого обнаружения). Сигнал L2 содержит только сигнал P-кода. Коды P и C/A являются повторными псевдослучайными последовательностями битов (также называемые «элементарными посылками»), которыми модулируются несущие. Подобный таковому сигналу характер этих кодов используется приемником при выполнении измерений задержки времени. Эти коды для каждого спутника являются уникальными, позволяя приемнику различать, какой спутник передал данный код, несмотря на то, что они все на одной и той же несущей частоте. Также модулированным на каждой несущей является поток данных в 50 бит/секунду, который содержит информацию о системном статусе и параметрах орбиты спутника, которые необходимы для навигационных вычислений. Сигналы P-кода зашифрованы и, в общем случае, не являются доступными для коммерческих и частных пользователей. C/A сигнал является доступным для всех пользователей.

Операции, выполняемые в GPS приемнике, по большей части типичны для операций, выполняемых в любом приемнике расширенного прямой последовательностью спектра. Расширяющий эффект модуляции псевдослучайных кодов должен быть удален из каждого сигнала путем умножения его на выровненную по времени, локально сгенерированную копию кода, в процессе, известном как сжатие. Так как соответствующее выравнивание времени, или задержка кода, вряд ли будет известна при запуске приемника, оно должно быть определено путем поиска в течение начальной фазы «вхождение в синхронизм» работы GPS приемника. После того, как определено, надлежащее временное выравнивание кода поддерживается в течение фазы «отслеживание» работы GPS приемника.

После того, как принятый сигнал подвергся сжатию, каждый сигнал состоит из PSK сигнала в 50 бит/секунду на промежуточной несущей частоте. Точная частота этого сигнала является неопределенной из-за эффекта Доплера, вызванного относительным перемещением между спутником и оконечным устройством, и локальной ошибки генератора опорных импульсов GPS приемника. В течение начального установления синхронизации с сигналом должен также осуществляться поиск этой доплеровской частоты, так как она обычно неизвестна до вхождения в синхронизм. Как только доплеровская частота приблизительно определена, демодуляция несущей продолжается.

После демодуляции несущей выбор времени на передачу бита данных выводится контуром битовой синхронизации, и поток данных, наконец, обнаруживается. Навигационное вычисление может быть осуществлено, как только сигналы от четырех спутников обнаружены и с ними выполнена синхронизация, необходимая временная задержка и доплеровские измерения сделаны, и достаточное число битов данных (достаточное, чтобы определить GPS привязку по времени и параметры орбиты) было принято.

Одним недостатком GPS системы для определения местоположения и, в общем, большинства SPS систем, является длительное время, необходимое для начальной фазы установления синхронизации с сигналом. Как упомянуто выше, прежде чем четыре спутниковых сигнала могут быть отслежены, они должны быть найдены в двумерном «пространстве» поиска, измерения которого представляют собой задержку фазы кода и смещение доплеровской частоты. Как правило, если нет никаких предварительных сведений о местоположении сигнала в этом поисковом пространстве, как имело бы место после «холодного запуска» приемника, большое число задержек кода (приблизительно 2000) и доплеровских частот (возможно, 15 или больше) должно быть найдено для каждого спутника, который должен обнаруживаться и отслеживаться. Таким образом, для каждого сигнала должны быть исследованы вплоть до 30000 или более местоположений в пространстве поиска. Обычно эти местоположения исследуются по одному последовательно, что представляет собой процесс, который может занять несколько минут. Время обнаружения дополнительно увеличивается, если идентификаторы (т.е. PN-коды) четырех спутников в пределах обзора приемной антенны неизвестны.

В случае, когда SPS приемник уже получил спутниковые сигналы и затем находится в режиме отслеживания, процесс определения местоположения, в общем, может быть выполнен во временном кадре, который является намного меньшим, чем временной кадр, требуемый для обнаружения. Однако при обычном использовании терминалов беспроводной связи, пользователи включают питание и быстро начинают работу. Это может иметь место, когда подразумевается осуществление связи при чрезвычайных ситуациях. В таких ситуациях задержка времени, связанная с обнаружением сигнала SPS спутника в течение нескольких минут, обусловленного холодным запуском SPS/беспроводного оконечного устройства, прежде чем определение местонахождения может быть получено, ограничивает время отклика системы.

Таким образом, сохраняется потребность в системе и способе для повышения способности определять время, связанное с сигналами SPS спутников, и представлять определение местоположения в SPS/беспроводном оконечном устройстве.

Раскрытие изобретения

Способы и устройства для улучшения SPS выполнения определения местоположения. Способы и устройства, описанные здесь, могут использоваться, чтобы улучшить время установления местоположения, определенного SPS, и обеспечить способность определять установление местоположения в слабых, затененных или других трудных зонах покрытия. SPS приемник способен выполнять определение местоположения в ситуациях, когда от двух до четырех или более спутниковых сигналов могут быть приняты, но только один момент времени спутника может быть успешно демодулирован. Приемник может использовать успешно декодированную привязку по времени, чтобы определить время, связанное с переходами края (фронта) бита для сигналов от этого спутника. Приемник использует переход края бита от спутника с известным временем, чтобы установить время, по меньшей мере, для одного перехода края бита для сигналов от других спутников, для которых время не демодулируется. Приемник устанавливает время до переходов края бита, возникающих в пределах предопределенного окна, включающего в себя переход края бита с известным временем. Местоположение может быть определено на основании времени. Недемодулированные спутниковые времена и размещение окна могут быть изменены после ошибочных гипотез решений местоположения.

Аспекты изобретения включают в себя способ определения местоположения в устройстве беспроводной связи. Способ включает в себя прием сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, от каждого из, по меньшей мере, двух искусственных спутников, определение времени края перехода бита для каждого сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, определение привязки по времени для, по меньшей мере, одного из сигналов, расширенных псевдошумовым кодом, и определение решения по определению местоположения для устройства беспроводной связи на основании привязки по времени и времени края перехода бита для сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, от каждого из по меньшей мере двух искусственных спутников.

Аспекты изобретения включают в себя способ определения местоположения в устройстве беспроводной связи. Способ включает в себя прием сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, от каждого из по меньшей мере двух искусственных спутников спутниковой системы позиционирования (SPS), определение времени края перехода бита для каждого сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, определение привязки по времени для первого сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, определение времени, связанного с первым переходом бита для первого сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, конфигурирование временного окна, которое захватывает первый переход бита для первого сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, и по меньшей мере один переход бита из второго сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, для которого привязка по времени неизвестна, генерирование гипотезы времени для, по меньшей мере, одного битового перехода из второго сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, определение решения по определению местоположения для устройства беспроводной связи на основании времени, связанного с первым переходом бита, и гипотезы времени для по меньшей мере одного битового перехода из второго сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, и подтверждение правильности решения по определению местоположения.

Аспекты изобретения включают в себя способ определения местоположения в устройстве беспроводной связи. Способ включает в себя определение времени переходов края бита для каждого из множества SPS сигналов, определение привязки по времени для, по меньшей мере, одного перехода края бита, генерирование гипотезы времени для множества из переходов края бита на основании гипотезы времени и привязки по времени и определение решения определения местоположения на основании гипотезы времени.

Аспекты изобретения включают в себя устройство определения местоположения в пределах устройства беспроводной связи. Устройство включает в себя приемник, выполненный с возможностью приема множества сигналов, расширенных псевдошумовым кодом, от множества искусственных спутников SPS, контроллер, выполненный с возможностью определения времени переходов края бита из каждого из множества сигналов, расширенных псевдошумовым кодом, декодер сообщения хронирования, выполненный с возможностью определения привязки по времени для, по меньшей мере, одного из сигналов, расширенных псевдошумовым кодом, селектор гипотез, выполненный с возможностью определения времени края бита от каждого из множества сигналов, расширенных псевдошумовым кодом, и модуль решения местоположения, выполненный с возможностью находить решение определения местоположения на основании привязки по времени и гипотезы времени для края бита от каждого из множества сигналов, расширенных псевдошумовым кодом.

Краткое описание чертежей

Признаки, задачи и преимущества вариантов осуществления раскрытия станут более очевидными из подробного описания, изложенного ниже, при совместном рассмотрении с чертежами, на которых подобные элементы имеют одинаковые ссылочные позиции.

Фиг.1 представляет собой упрощенную диаграмму системы варианта осуществления системы определения местоположения.

Фиг.2 представляет собой упрощенную диаграмму функциональных блоков варианта осуществления приемника определения местоположения.

Фиг.3 представляет собой упрощенную диаграмму функциональных блоков варианта осуществления модуля проверки действительности.

Фиг.4 представляет собой упрощенную блок-схему последовательности операций варианта осуществления способа определения местоположения при помощи установления гипотетического времени.

Фиг.5 представляет собой упрощенную блок-схему последовательности операций варианта осуществления способа проверки действительности решения местоположения.

Фиг.6 представляет собой упрощенную временную диаграмму примера решения местоположения при помощи установления гипотетического времени.

Фиг.7 представляет собой упрощенную временную диаграмму примера решения о местоположении при помощи установления гипотетического времени.

Осуществление изобретения

В данной заявке описываются способ и устройства для определения решения местоположения спутниковой системы позиционирования (SPS) на основании получения только одной привязки по времени для сигнала, расширенного псевдошумовым кодом, для искусственного спутника. SPS приемник может принимать два или более сигналов, расширенных псевдошумовым кодом, от искусственных спутников и может коррелировать сигналы с локально сгенерированными последовательностями псевдошумового кода, чтобы определить идентификаторы искусственных спутников и определить относительное хронирование перехода края бита для каждого из сигналов. Приемник может демодулировать только один из спутниковых сигналов для определения привязки по времени, из которой может быть определено ассоциированное хронирование переходов края бита.

Хотя GPS система используется здесь с целью пояснения, будет понятно, что SPS может включать в себя другие спутниковые системы позиционирования, такие как система GLONASS, применяемая Россией, система Galileo, разрабатываемая Европейским союзом, и проекты глобальной спутниковой навигации, такие как система COMPASS, запланированная для будущего развертывания Китаем.

Дополнительно, SPS может включать в себя зональную навигационную спутниковую систему, которая обслуживает конкретную географическую зону («зона покрытия»), определяемую орбитами ее конкретных спутников. Например, RNSS может включать в себя широкозонную усиливающую систему (WAAS), покрывающую Соединенные Штаты, Европейскую геостационарную дополнительную навигационную систему (EGNOS), покрывающую Европу и окружающие зоны, MTSAT спутниковую усиливающую систему (MSAS), обслуживающую Японию, и квазизенитную спутниковую систему (QZSS). Понятно, что RNSS может также включать в себя другие зональные спутниковые системы, такие как системы GPS при содействии геоусиленой навигации (GAGAN) и индийской зональной навигационной спутниковой системы (IRNSS), разрабатываемые Индией, и другие подобные системы. Когда способы и устройства, описанные здесь, основываются или иначе используют сигналы SPS искусственных спутников, сигналы SPS искусственных спутников могут исходить от единственной SPS или комбинации SV из множества SPS.

Приемник, имея сведения о хронировании переходов края бита для одного спутника и относительного хронирования переходов края бита для других спутников, может сконфигурировать временное окно, имеющее предопределенную продолжительность, и расположить временное окно, чтобы вмещать, по меньшей мере, один переход края бита, имеющего известное хронирование. Приемник может исследовать гипотезу, в которой время переходов края бита во временном окне устанавливаются на основе перехода края бита, имеющего известное хронирование.

Приемник может выполнить попытку установления местоположения с помощью установления времени гипотезы и подтверждения правильности решения для местоположения. Решение может быть подтверждено путем проверки решения местоположения и параметров, связанных с решением для местоположения, по отношению к одному или более предопределенных ограничений. Решение по местоположению, которое удовлетворяет всем ограничениям, считают действительным решением по местоположению.

Решение о местоположении, которое не в состоянии удовлетворить некоторое предопределенное количество ограничений, можно считать недействительным решением о местоположении. Приемник может повторно расположить временное окно и может обновить гипотезу хронирования в ответ на недействительное решение о местоположении. Решение о местоположении снова предпринимается и проверяется на действительность. Приемник может повторять процесс повторного расположения временного окна, обновления гипотезы хронирования и выполнения попытки решения о местоположении до тех пор, пока действительное решение о местоположении не будет получено, или все отдельные конфигурации временного окна и гипотезы хронирования не будут проверены.

Возможность демодулировать больше чем одну привязку по времени из ассоциированных спутниковых сигналов сокращает количество отдельных конфигураций временного окна и таким образом понижает общее количество гипотез хронирования, которые необходимо протестировать перед определением действительного решения или исчерпыванием всех возможностей.

В общем случае приемник запрашивает сигналы, по меньшей мере, от четырех отдельных SPS искусственных спутников, когда приемник сконфигурирован с возможностью определения трехмерного установления местоположения исключительно на основании сигналов от SPS искусственных спутников. Приемник может быть в состоянии определить установление местоположения при помощи сигналов меньше чем от четырех отдельных SPS искусственных спутников при условиях, которые более ограничены, чем общий случай.

Приемник может определить установление местоположения при помощи сигналов только от трех отдельных SPS искусственных спутников с дополнительными сведениями, относящимися к местоположению или системному хронированию. Например, если приемник имеет сведения о высоте, предполагает высоту или иным образом должен только определить двумерное установление местоположения, приемнику могут потребоваться лишь сигналы от трех отдельных SPS искусственных спутников. Дополнительно, приемник может определять местоположение, с использованием сигналов только от трех отдельных SPS искусственных спутников, когда приемник не имеет сведений о начальном местоположении, но имеет сведения о времени SPS системы. Приемник может иметь сведения о времени SPS системы, например, через предшествующую разрешающую способность по времени, определенную в предшествующих установлениях местоположения, используя локальный тактовый сигнал, который синхронизирован с системным временем, путем приема информации о системном времени от внешнего источника и т.п., или некоторой комбинацией этого.

Приемник может быть в состоянии определить установление местоположения при помощи сигналов только от двух отдельных искусственных спутников, когда приемник имеет сведения или иначе предполагает высоту в комбинации со сведениями о псевдодальностях и доплеровском сдвиге для этих двух искусственных спутников для вычисления местоположения.

В большинстве случаев приемнику требуется получать достаточную информацию, чтобы найти неизвестные (x, y, и z в декартовой системе координат) трехмерного местоположения, и системное время. Приемник может сократить количество сигналов отдельных SPS искусственных спутников, требуемых для определения решения о местоположении, когда одно или более из трехмерного местоположения или системного времени являются известными или иным образом могут быть независимо определены.

Приемник должен только определить или иначе вывести хронирование переходов края бита для одного искусственного спутника в каждой из вышеупомянутых ситуаций, чтобы определить действительное установление трехмерного местоположения. Хронирование переходов края бита для сигналов от одного или более дополнительных спутников может быть определено на основании тестирования гипотезы совместно с любой дополнительной релевантной информацией о местоположении или параметром, таким как высота, псевдодальность и доплеровский сдвиг, или некоторый другой параметр.

Функциональность SPS приемника улучшается из-за возможности определить действительное установление местоположения, в случае наличия только одного сигнала искусственного спутника с достаточным качеством сигнала для демодулирования привязки по времени. Остающиеся спутниковые сигналы, необходимые для определения местоположения, могут быть относительно слабыми сигналами, когда необходима лишь возможность определения переходов края бита. Возможность определить успешное решение о местоположении остается действительной независимо от какой-либо неопределенности начального местоположения. Таким образом, способы и устройство могут быть реализованы в устройствах глобального роуминга, когда неопределенность начального местоположения может быть большой или иначе неизвестной, но когда эфемеридные данные спутника могут быть легко приняты или определены. Время до начального установления, производительность и точность SPS приемника улучшается из-за возможности использовать сигналы от слабых искусственных спутников. Возможность определять удачное решение о местоположении может быть особенно полезной в ситуациях, когда вспомогательные данные или начальные предположения являются неточными, такие как информация, принятая в ориентированной на страну таблице поддержки.

Более того, простота получения решения о местоположении позволяет раскрытым способам и устройству использоваться как верификация определения местоположения, выполненного другими техниками определения местонахождения. Способы и устройство могут быть реализованы в автономном SPS приемнике, таком как персональное навигационное устройство, и не требуют получения данных поддержки.

Фиг.1 представляет собой упрощенную системную схему варианта воплощения системы 100 определения местоположения. Система 100 определения местоположения включает в себя множество спутников 130. Система 100 определения местоположения может также включать в себя один или более наземных радиомаяков 120, псевдоспутники или другие передатчики сигналов. В варианте воплощения по фиг.1 наземный радиомаяк 120 изображен в качестве базовой станции, такой как базовая станция системы беспроводной связи. Базовая станция может обеспечить, например, сигналы хронирования, которые могут использоваться в гибридной системе определения местоположения, такой как гибридная GPS. Альтернативно или дополнительно, базовая станция может быть источником определения начального местоположения для снижения неопределенности местоположения и может быть сконфигурирована с возможностью обеспечения данных поддержки, таких как GPS данные поддержки. Данные поддержки могут включать в себя, но не ограничены этим, идентификаторы спутников выше горизонта, предлагаемые начальные точки поиска и/или диапазоны фазы кода, GPS данные каталога, эфемеридные данные спутника и т.п. или некоторую комбинацию этого.

Устройство 110 беспроводной связи может определять свое местоположение, если оно получает два отдельных сигнала хронирования. Хотя обсуждение сосредотачивается на определении нахождения местоположения исключительно на основании сигналов искусственного спутника, некоторые системы определения местоположения или разновидности систем определения местоположения, такие как гибридная GPS, могут использовать сигналы от наземного радиомаяка 120 как часть определения местоположения.

Устройство 110 беспроводной связи может принять сигналы, расширенные псевдослучайным кодом, от каждого, по меньшей мере, из двух искусственных спутников, например, 130-1 и 130-n, которые являются частью совокупности спутников, такой как совокупность GPS спутников. Число отдельных спутниковых сигналов, затребованных устройством 110 беспроводной связи для установления действительного местоположения, основывается на количестве дополнительной релевантной информации о местоположении, доступной устройству 110 беспроводной связи. Как отмечено выше, когда устройство 110 беспроводной связи определяет установление трехмерного местоположения, основываясь исключительно на сигналах от искусственных спутников, устройство 110 беспроводной связи запрашивает сигналы, по меньшей мере, от четырех отдельных искусственных спутников, 130-1, 130-2, 130-3, и 130-n. Устройство 110 беспроводной связи может запросить сигналы только от двух отличных искусственных спутников, например 130-1 и 130-n, когда устройство 110 беспроводной связи имеет сведения или иначе может определить дополнительную релевантную информацию о местоположении.

Устройство 110 беспроводной связи может коррелировать принятые сигналы по отношению к локально сгенерированным версиям последовательностей псевдошумового кода, которые могут быть сдвинуты по частоте, чтобы учесть доплеровские сдвиги. Устройство 110 беспроводной связи может идентифицировать спутники на основании результатов корреляции.

Устройство 110 беспроводной связи может также определять относительные переходы края бита для каждого из спутниковых сигналов. Переходы края бита происходят при переходах базового информационного сигнала, модулирующего спутниковые сигналы. Базовая информация может включать в себя, например, навигационное сообщение, данные каталога, эфемеридные данные спутника и информацию о временной отметке или привязке по времени. В общем случае устройство беспроводной связи может точно определять переходы края бита и может повышать чувствительность определения перехода края бита путем увеличения времени интегрирования принятого сигнала. В сигнале GPS спутника так же, как сигнале спутника GLONASS, базовые данные следуют с частотой в 50 Гц, таким образом переходы края бита могут происходить каждые 20 миллисекунд. В предложенной спутниковой системе Galileo битовые продолжительности возникают с интервалами в 4 миллисекунды.

Устройство 110 беспроводной связи может предпринять попытку демодулировать базовое сообщение и декодировать временное сообщение от каждого из спутников 130. Временное сообщение в GPS сигналах, расширенных псевдослучайным кодом, повторяются каждые шесть секунд. Таким образом, возможность декодировать временное сообщение возникает только однажды в каждом шестисекундном интервале. Однако устройство 110 беспроводной связи может быть не в состоянии успешно декодировать информацию о временном сообщении от всех спутников 130, например, ввиду слабых спутниковых сигналов. Устройство 110 беспроводной связи может выполнить точное определение местоположения, если оно в состоянии декодировать, по меньшей мере, одно временное сообщение в дополнение к идентификации относительного хронирования перехода края бита, по меньшей мере, для одного другого искусственного спутника.

Предположим, что устройство 110 беспроводной связи в состоянии успешно декодировать временное сообщение из сигналов от первого искусственного спутника 130-1. Устройство 110 беспроводной связи может использовать временное сообщение в качестве привязки по времени, с которой может быть связано время переходов края бита для этого искусственного спутника. Таким образом, устройство 110 беспроводной связи имеет сведения о хронировании перехода края бита на основании возможности декодировать сообщение хронирования.

Поскольку устройство 110 беспроводной связи также знает относительное хронирование перехода края бита для каждого из искусственных спутников, для которых временное сообщение еще должно быть декодировано, устройство 110 беспроводной связи может определить время каждого перехода края бита по отношению к известным переходам края бита для первого искусственного спутника 130-1.

Хронирование сигналов от каждого из искусственных спутников от 130-1 до 130-n синхронизируется с той же самой временной осью GPS. Однако сигналы, достигающие устройства 110 беспроводной связи, могут изменяться с течением времени из-за различных задержек распространения, испытываемых различными спутниковыми сигналами. Поэтому, хотя устройство 110 беспроводной связи знает время о переходах края бита для первого спутника 130-1 исходя из декодирования сообщения хронирования, устройство беспроводной связи не знает, опережают или запаздывают ли сигналы от каждого из других искусственных спутников сигнала от первого искусственного спутника 130-1. Таким образом, устройство беспроводной связи неспособно немедленно вывести время каждого перехода края бита для второго до n-го спутников 130-2 до 130-n. Устройство 110 беспроводной связи лишь в состоянии немедленно определить время каждого перехода бита с ошибкой, кратной 20 миллисекундам.

Устройство 110 беспроводной связи может разрешить неоднозначность в переходах края бита путем оконной обработки переходов края бита и тестирования гипотезы. Устройство 110 беспроводной связи может наложить окно на переходы края бита продолжительностью меньшей, чем ожидаемое изменение времени.

Эмпирические исследования и моделирование показали, что задержка распространения от искусственного спутника GPS до фактически любой точки на земле, где этот спутник видим, изменяется от абсолютного минимума приблизительно 65 миллисекунд к абсолютному максимуму приблизительно 88 миллисекунд, при условии, что спутники выше горизонта нулевого градуса. Маловероятно, что одно и то же местоположение одновременно будет испытывать как минимальные, так и максимальные спутниковые задержки распространения. Однако окно может быть установлено на основании разностей в максимальной задержке распространения и минимальной задержке распространения. Таким образом, размер окна может быть меньше, чем приблизительно 22 миллисекунды, меньше чем приблизительно 23 миллисекунды, или некоторым другим значением. Использование недостаточной продолжительности окна может привести к неспособности определять гипотезу времени, которая приводит к определению действительного местоположения. Тем не менее расширение времени окна чрезмерно создает многочисленные гипотезы времени для проверки, что не приведет к разумному определению действительного местоположения. Размер окна приблизительно в 20, 21 или 22 миллисекунды удобен не только потому, что оно охватывает по существу весь диапазон задержек распространения, но потому что продолжительность имеет величину порядка единственного битового периода в 20 миллисекунд. Таким образом, повторная установка размера окна приблизительно в 20, 21 или 22 миллисекунды по всем возможным вариантам приводит не менее чем к трем различным переходам края бита от единственного искусственного спутника, которые необходимо учитывать при тестировании гипотез времени.

Устройство 110 беспроводной связи позиционирует окно по переходам края бита для каждого из принятых спутниковых сигналов и позиционирует окно, чтобы вмещать, по меньшей мере, один известный переход края бита от первого спутника 130-1. Устройство 110 беспроводной связи может затем определить набор из гипотезы времени на основании местонахождения окна, время известного перехода края бита и местоположения переходов края бита для других спутников относительно известного перехода края бита.

В одном варианте осуществления устройство 110 беспроводной связи строит гипотезу о хронировании каждого неизвестного хронирования перехода края бита, происходящего наиболее близко к известному времени края бита, с временем известного времени края бита. Устройство 110 беспроводной связи определяет решение о местоположении для гипотезы времени. Устройство 110 беспроводной связи может осуществить, например, фактически любой тип решения о местоположении на основании измерения псевдодальности. Устройство 110 беспроводной связи может иметь сведения о местоположениях спутников на основании, например, достоверных эфемеридных данных для спутников или на основании алгоритма предсказания орбиты спутника.

Устройство 110 беспроводной связи может осуществить, например, технику повторяющегося решения о местоположении, такую как метод взвешенных наименьших квадратов, метод минимальных наименьших квадратов, взвешенная регрессия, калмановскую фильтрацию и т.п. или некоторую комбинацию указанного. Устройство 110 беспроводной связи может подтвердить правильность решения о местоположении. Если решение о местоположении успешно подтверждается, то оно представляет собой решение о местоположении для устройства 110 беспроводной связи. Однако, если решение о местоположении не действительно, устройство 110 беспроводной связи выполняет сдвиг или иначе обновляет позицию окна и обновляет гипотезу времени. Устройство 110 беспроводной связи повторяет решение о местоположении и процесс подтверждения действительности, сопровождаемые процессом повторного размещения окна, пока все отдельные размещения окна и гипотезы времени не будут протестированы или пока не определено действительное решение о местоположении.

Фиг.2 представляет собой упрощенную диаграмму функциональных блоков варианта осуществления приемника 200 определения местоположения. Приемник 200 определения местоположения может быть осуществлен, например, в устройстве беспроводной связи по фиг.1, чтобы выполнять определение местоположения.

Приемник 200 включает в себя антенну 202, соединенную с приемным входным каскадом 210. Вывод приемного входного каскада соединяется с дискретизатором 212. Вывод дискретизатора 212 присоединяется к буферу 214.

Приемный входной каскад 210 сконфигурирован с возможностью подстройки к номинальной частоте приема сигналов GPS спутников, чтобы принять составной сигнал, который может включать в себя множество сигналов, расширенных псевдослучайным кодом, соответствующих множеству искусственных спутников. Приемный входной каскад 210 выполняет фильтрацию, усиливает и преобразует по частоте составной принятый сигнал. Дискретизатор 212 может быть сконфигурирован с возможностью дискретизировать выход приемного входного каскада и преобразовывать аналоговый сигнал, выведенный из приемного входного каскада в цифровое представление. Дискретизатор 212 может быть сконфигурирован с возможностью дискретизировать принятые сигналы с частотой, которая выше, чем частота элементарной посылки, связанная с псевдошумовым кодом. Например, дискретизатор 212 может быть сконфигурирован с возможностью выполнения дискретизации с частотой элементарной посылки, удвоенной частотой элементарной посылки, четырхкратной частотой элементарной посылки, или некоторым другим кратным или некратным частоты элементарной посылки. Дискретизатор 212 может быть сконфигурирован с возможностью запоминания отсчетов в бу