专利名称：多频率追踪卫星的方法
技术领域：
本发明关于一种追踪卫星的方法，特别是一种多频率追踪卫星的方法。
背景技术：
全球卫星定位系统(Global Position System, GPS)装置是利用卫星基本三角定 位原理。由每颗卫星的所在位置，测量每颗卫星至GPS装置间距离，即可算出GPS装置所在 位置的三维空间坐标值。当GPS装置收到一个卫星信号时，可以经由内部微处理机换算成 所在的位置与卫星之间的距离。当收到两个卫星信号时，GPS装置可计算出一个平面坐标信 息。当收到第三个卫星信号时，可算出所在的位置坐标信息。 一般的GPS装置都是利用接 收到4个以上卫星信号，来定出GPS装置所在的位置及高度。而当GPS装置连续收到5到 6颗卫星信号以上时，就可以得到更精确的定位数据。 目前有32颗卫星的发射运转，平均分布于六个轨道面上，轨道的倾角约为55° ，
卫星高度约为20， 183公里，卫星周期为11时58分；即每颗卫星每天依相同路境绕行地球
2周，这种设计能确保使用者在地面上任何时间、地点至少可看见4颗以上卫星。 当GPS装置要取得目前的位置时，GPS装置会比较从每个卫星所传送来的时间。而
这些时间的差距可告诉GPS装置，其与每个卫星距离多远，即可以求得当前位置。 在GPS装置接收到的卫星信号中，包含有假乱数码及星历资料。假乱数码用来识
别那个卫星正传送的数据。而星历数据则告诉GPS装置每个卫星在一整天中应有的位置，
因此每个卫星所传送的星历数据呈现了卫星的轨道数据。在星历数据中包含有星历表用以
记录每个卫星持续传送下来的信息，例如卫星的状态、目前的资料及时间等。 由于GPS装置在与卫星进行通讯时，会以预定追踪频率执行卫星追踪程序，并在
取得追踪结果后，根据前次的追踪结果预估出下一次欲使用的追踪频率，然而追踪结果会
受到噪声干扰，导致下一个时间点的追踪频率可能出现较大的误差，进而使接收的星历数
据发生错误，故单频的追踪方式具有上述的问题。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明提供一种多频率追踪卫星的方法，于预期的追踪频率附 近，也做相同的追踪动作，并选出信号接收度最强的追踪频率继续追踪，借以增加GPS装置 追踪卫星的能力，进而减少星历数据发生错误的问题。 因此，本发明所揭露的多频率追踪卫星的方法，通过全球卫星定位系统装置，以多 个追踪频率与卫星进行通讯，并根据其通讯结果，决定全球卫星定位系统装置与卫星进行 通讯的较佳追踪频率，其方法包含有下列步骤首先，设定第一追踪频率，以第一追踪频率 执行卫星追踪程序，并取得第一时间点的追踪结果；根据第一时间点的追踪结果，预估出第 二时间点使用的第二追踪频率；在一个预定频率范围内调整第二追踪频率的频率值，以得 到多个待选频率值；以待选频率值逐一执行卫星追踪程序，并分别取得对应多个时间点的 各个追踪结果；及比较各个追踪结果，以从各个追踪结果中选出对应待选频率值信号接收度最强者者并将其设定为一决定追踪频率，重复上述步骤以持续得到决定追踪频率，令全 球定位系统装置与卫星间保持以最佳的追踪频率进行通讯。 借助这种多频率追踪卫星的方法，于预期的追踪频率附近，也做相同的追踪动作， 并选出信号接收度最强的追踪频率继续追踪，借以增加GPS装置追踪卫星的能力，进而减 少星历数据发生错误的问题。 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为本发明的方法步骤流程图。
具体实施例方式
根据本发明的多频率追踪卫星的方法，应用于具有卫星定位系统的电子装置。
本方法可通过软件或固件程序内建于电子装置的储存装置中，再由电子装置的处 理器执行内建的软件或固件程序搭配卫星定位功能来实现根据本发明的多频率追踪卫星 的方法。在此，电子装置可为卫星定位功能的计算机(Computer)、具卫星定位功能的行动电 话(Mobile Phone)、或卫星定位功能的个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA) 等，但不仅局限于上述的电子装置。 请参照图l，为本发明的方法步骤流程图。如图1所示，本发明的多频率追踪卫星 的方法通过一个全球卫星定位系统装置，以多个追踪频率与一个卫星进行通讯，并根据其 通讯结果，决定全球卫星定位系统装置与卫星进行通讯的较佳追踪频率，其方法包含有下 列步骤 首先，设定第一追踪频率，以第一追踪频率执行卫星追踪程序，并取得第一时间点 的追踪结果(步骤100)。其中可利用参考频率震荡器与频率合成器设定第一追踪频率，第 一追踪频率的频率值可以例如为35百万赫兹(MHz)。参考频率震荡器为提供全球卫星定位 系统装置所需的时间与频率基准，并提供予频率合成器进而形成本地震荡和电码载波追踪 的频率。频率合成器主要用以产生信号接收与处理所需频率的信号(例如，本地震荡频率、 取样频率与时间基准)。 卫星追踪程序可包含有撷取卫星信号、追踪卫星载波与相位。追踪结果可包含有
取得虚拟距离、载波相位与都卜勒频移与取得信号质量(例如，信号噪声比)。 根据第一时间点的追踪结果，预估出第二时间点使用的第二追踪频率(步骤
110)。根据追踪结果中取得的参数，预估出第二间点使用的第二追踪频率，第二追踪频率的
频率值可以例如为33百万赫兹(MHz)。上述预估第二追踪频率的方式包括连续接收卫星
的多笔数据；计算已接收到的多笔数据的多个相位差；计算已计算得的多个相位差的一相
位差平均值；由计算得的相位差平均值与一频率固定参数计算一频率差；由计算得的频率
差与已接收到的多笔数据中最后一笔数据的追踪频率计算出第二追踪频率。 接下来，在一预定频率范围内调整第二追踪频率的频率值，以得到多个待选频率
值(步骤120)。其中预定频率范围可为+5赫兹至-5赫兹间的任一频率调整值，换句话说，
待选频率值包括33. 000005Mhz至32. 999995Mhz间的任一频率调整值。 以待选频率值逐一执行对卫星的卫星追踪程序，并取得分别对应多个时间点的多个追踪结果(步骤130)，同样的，卫星追踪程序可包含有撷取卫星信号、追踪卫星载波与相位。追踪结果可包含有取得虚拟距离、载波相位与都卜勒频移与取得信号质量(例如，信号噪声比)。其中步骤130中的卫星追踪程序的执行次数可选择采用10个不同的频率值作测试，例如，33. 000005Mhz、33. 0000010Mhz、33. 0000015Mhz、33. 0000020Mhz、33. 0000025Mhz、
32. 999995Mhz、32. 999990Mhz、32. 9999985Mhz、32. 9999980Mhz、32. 9999975Mhz。 比较各个追踪结果，以从各个追踪结果中选出对应待选频率值信号接收度最强者并将其设定为一决定追踪频率，重复上述步骤100至步骤140以持续得到决定追踪频率，令全球定位系统装置与卫星间保持以最佳的追踪频率进行通讯(步骤140)。由于不同的待选频率值可对应不同的追踪结果，而各追踪结果对应的信号接收度也有强与弱的差别，因此，通过比较各个追踪结果(例如，以载波及电码的数量多少来判断)，将各个追踪结果中对应信号接收度最强者设定为决定追踪频率，进而使全球定位系统装置与卫星间保持以最佳的追踪频率进行通讯。其中信号接收度的范围依强至弱的排列可以例如是-120dBm(强)、-124dBm、 -128dBm、 -132dBm与-136dBm(弱)。 另外，本发明也可根据多次追踪结果所呈现信号接收度趋势，来设定第二追踪频率的频率值，举例来说，若以33. 000005Mhz以及32. 999995Mhz两个频率分别执行完追踪程序后，发现33. 000005Mhz对应的信号接收度较佳时，则下一次调整频率范围即可朝
33. 000005Mhz以上的频率值进行测试，例如，33. OOOOlOMhz或33. 000015Mhz，如此可更快速找出较佳的追踪频率。 综合以上所述，本发明的多频率追踪卫星的方法，于预期的追踪频率附近，也做相同的追踪动作，并选出信号接收度最强的追踪频率继续追踪，借以增加GPS装置追踪卫星的能力，进而减少星历数据发生错误的问题。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种多频率追踪卫星的方法，应用于一全球卫星定位系统装置及与该全球卫星定位系统装置进行通讯的卫星间，其特征在于，该方法包含有下列步骤设定一第一追踪频率，以该第一追踪频率执行对该卫星的一卫星追踪程序，并取得一第一时间点的追踪结果；根据该第一时间点的该追踪结果，预估出一第二时间点使用的一第二追踪频率；在一预定频率范围内调整该第二追踪频率的频率值，以得到多个待选频率值；以该等待选频率值逐一执行对该卫星的该卫星追踪程序，并取得分别对应多个时间点的多追踪结果；及比较该等追踪结果，以从该等追踪结果中选出对应的该待选频率值信号接收度最强者并将其设定为一决定追踪频率，重复上述步骤以持续得到该决定追踪频率，令该全球定位系统装置与该卫星间保持以最佳的追踪频率进行通讯。
2. 根据权利要求1所述的多频率追踪卫星的方法，其特征在于，该卫星追踪程序包含有撷取卫星信号、追踪卫星载波与相位。
3. 根据权利要求1所述的多频率追踪卫星的方法，其特征在于，该追踪结果包含有取得虚拟距离、载波相位与都卜勒频移与取得信号质量。
4. 根据权利要求1所述的多频率追踪卫星的方法，其特征在于，该预定频率范围包括+5赫兹至-5赫兹间的任一频率调整值。
5. 根据权利要求1所述的多频率追踪卫星的方法，其特征在于，该等待选频率值包括该第二追踪频率的频率值。
6. 根据权利要求1所述的多频率追踪卫星的方法，其特征在于，根据该第一时间点的该追踪结果，预估出一第二时间点使用的一第二追踪频率的步骤包括连续接收该卫星的多笔数据；计算已接收到的多笔数据的多个相位差；计算已计算得的多个相位差的一相位差平均值；由计算得的相位差平均值与一频率固定参数计算一频率差；及由计算得的频率差与已接收到的多笔数据中最后一笔数据的追踪频率计算出该第二追踪频率。
全文摘要
一种多频率追踪卫星的方法，其方法包含有下列步骤设定第一追踪频率，以第一追踪频率执行对卫星的卫星追踪程序，并取得第一时间点的追踪结果；根据第一时间点的追踪结果，预估出第二时间点使用的第二追踪频率；在预定频率范围内调整第二追踪频率的频率值，以得到多个待选频率值；以待选频率值逐一执行卫星追踪程序，并取得分别对应多个时间点的各追踪结果；以及比较各追踪结果，以选出对应待选频率值信号接收度最强者设定为决定追踪频率，重复上述步骤以持续得到决定追踪频率，令全球定位系统装置与卫星间保持以最佳的追踪频率。
文档编号G01S5/02GK101776742SQ20091000301
公开日2010年7月14日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者陈宏升 申请人:华晶科技股份有限公司