专利名称：捕获全球定位系统定时信息的方法、移动台和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及位置计算的方法和系统，特别涉及从通信网中获取用于位置计算的辅助信息的方法和系统。
图1描述的是实现上述任何一个无线通信标准的传统陆地无线通信系统20。该无线系统可能包含一个或多个无线移动终端(移动台)22，与基站26服务的多个小区24和移动电话交换站(MTSO)28进行通信。尽管图1中只画出3个小区24，但是一个典型的蜂窝无线电话网可能由几百个小区组成，并且可能包括不止一个MTSO 28，而且可能为几千个无线移动终端22服务。
小区24通常作为通信系统20的节点，无线移动台(终端)22和MTSO 28之间的链接通过这些节点以基站26为小区24服务的方式建立。每个小区24为各个链接分配一个或多个专用控制信道和一个或多个业务信道。控制信道是一个用来传输小区认证和寻呼信息的专用信道。业务信道承载语音和数据信息。通过通信系统20，在两个无线移动台22之间或在一个无线移动台22和一个陆地电话用户32之间经过一个公共交换电话网(PSTN)就可以实现一个双工无线通信链接30。基站26的功能通常是处理小区24和无线移动终端22之间的无线通信。此时，基站26的功能主要是作为数字和语音信号的中继站。
随着无线通信工业的持续发展，为了提供增值服务，其它技术将很可能结合到这些通信系统中。其中一种这样的技术是全球定位系统(GPS)。简单地说，如图2所示，GPS是一种基于空间的三角测量系统，它使用卫星52和计算机58来测量世界上任何地方的位置。GPS最初作为导航系统由美国国防部开发。此导航系统跟其它基于陆地的系统相比，其优越性在于，它在覆盖范围上没有限制，在任何天气状况下都提供连续24小时的覆盖，而且具有高度的精确性。政府把提供最高水平精确性的GPS技术保留做军用，而制作精确性略差的设备做民用。GPS运作时，围绕地球旋转的24个卫星52连续发射出GPS无线信号54。GPS接收机56，例如具有GPS处理器的手持无线接收机接收来自最近卫星的无线信号并且测量无线信号从GPS卫星传输到GPS接收天线所用的时间。将传输时间乘以光速，GPS接收机可以计算出每个可见卫星的距离。卫星无线信号中提供的星历表信息通常提供卫星的轨道和速度，因而使GPS处理器一般可以通过一个三角测量过程计算出GPS接收机56的位置。
GPS接收机的启动通常需要从四个或更多的GPS卫星中的导航数据信号中获取一组导航参数。GPS接收机的初始化过程通常需要几秒的时间。
GPS定位过程所需的时间直接取决于GPS接收机最初所拥有的信息。大多数GPS接收机程序中带有年历数据，粗略地给出了未来一年预计的卫星位置。然而，如果GPS接收机没有一些它自己大概位置的信息，那么GPS接收机不能从可见的卫星中很快找到或捕获到信号，也就无法很快计算出它的位置。此外，需要注意的是，在启动的时候捕获C/A码和导航数据比在对已经捕获的信号进行连续监控的时候需要更高的信号强度。同时还需要注意的是，监视GPS信号会受环境因素的强烈影响。因此，在开放的环境中很容易捕获到的GPS信号，当接收机处在树阴下、在汽车中或者最糟糕的情况——在建筑物中时，捕获会比较困难。
最近根据政府方面的要求，例如FCC第二阶段E-911业务对反应时间的要求，需要精确而迅速地确定移动手机的位置。因此，为了将GPS接收机有效地安装到移动终端上，同时也迎合快速而精确定位的需要，必须能够快速地给移动台提供精确的辅助数据，如本地时间和位置估计，卫星的星历表和时钟信息，以及可见卫星列表(通常随着移动台位置的不同而变化)。这些辅助数据的使用可以使结合或连接到移动台的GPS接收机加速它的启动过程。因此，能够将必要的GPS辅助信息通过一个现有的无线网络发送到与移动台结合或连接的GPS接收机中是很有价值的。
Taylor et al.，美国专利号4,445,118中介绍了辅助或帮助GPS接收机的概念。他所描述的方法是采用一个发射机，如一个同步地球卫星，为广阔的地理区域提供一个辅助消息。此辅助数据包括可见的GPS卫星列表、各个卫星的位置和预计的卫星信号多谱勒偏移。此消息的这种结构使位置计算函数(PCF)可以在用户接收端完成。
Krasner，美国专利号5,663,734，给出了另外一种GPS接收机的方法。此专利主要涉及接收机结构，介绍了辅助信息怎样提高接收机的性能。此专利将“星历表的数据表示”以及预计的多谱勒偏移作为辅助消息可能的内容。
Lau，美国专利号5,418,538，提出了一种辅助远程GPS/GLONASS接收机的系统和方法，它采用的方法是在“参考站”广播一个近似接收机的“差分”信息。在一个优选实施例中，参考站广播一个可见卫星列表以及相应的星历表。对远程接收机而言，优点有三方面降低了对存储器的要求，降低了频率参考成本以及加快了捕获速度。此专利描述了在捕获第一个卫星后能够估计和消除接收机时钟不精确性引起的多谱勒效应的好处。
Eshenbach，美国专利号5,663,735，介绍了一种GPS接收机从无线信号中获取精确的绝对时间参考值的方法。可选地，接收机也从无线信号中获取频率参考，它比接收机中便宜的晶体振荡器更精确。GPS接收机完成位置计算的功能，因此必须有GPS卫星的绝对时间以及星历表和时钟校准。
另一项基于GSM网络的辅助GPS提议是T1标准文件T1P1/98-132r2。这项提议的依据是将参考GPS接收机放置在不同的网络节点上，从这些接收机中捕获星历表信息，然后将此信息跟可见卫星列表一起通过GSM下行链路载体上的消息提供给所有基于手机的GPS接收机。这种方法的优点是令基于手机的GPS接收机成为全功能的，也就是说它既包含PCF并且也可以在连续导航模式下工作。
一项对GPS辅助有益的、非常具有挑战性而又重要的要素是在GPS接收端获取精确的GPS定时信息。通常，GPS接收机从GPS卫星广播的消息中解调所需的定时信息。但是，在一定的信号门限之下不可能对此信号进行无错解调，在此，门限值可能比跟踪已捕获的信号和做距离测量时所需的最小信号电平高得多。因此，在低信号操作(例如，因为环境衰落，天线的折衷处理或其它影响)的情况下需要GPS接收机工作时，不可能依靠解调GPS卫星发射的信息作为GPS定时信息的来源。
如上所述，以前提出过的一种备选方法是使用来自蜂窝网络的辅助信息，它可能通过服务的蜂窝网络以某种方式提供给合并的GPS和蜂窝接收机。目前已提出了三种不同的通过网络辅助而提供这样的GPS定时信息的方法。第一种方法是，一些网络由GPS同步。一个例子是IS-95 CDMA系统，其中在通信网的空间接口定时(即扩频码)和GPS定时之间存在隐含的定时关系。因此，只要装有GPS的移动台(GPS-MS)跟通信网的空口接口同步时，那么它也将有精确的GPS定时，该GPS定时可用来提高设备中的GPS接收机灵敏度和首次定位时间(TTFF)。不过，这种方法只在像IS-95 CDMA这样的存在隐含定时关系的通信网中有用。
针对不是这样GPS同步的网络而提出的一种方式是，通过提供一个装有GPS接收机和蜂窝接收机的观测器单元，在每个通信网的小区发射机(基站)处建立GPS定时和通信网的空中接口定时之间的关系。然后这种定时关系信息被报告给通信网的GPS辅助服务器，从而包含在发送给接受通信网各个基站服务的GPS-MS设备的辅助消息中。因此，只要GPS-MS设备跟它服务的通信网小区的空中接口定时同步并且接收到这一定时辅助信息，它就可以精确判断当前的GPS定时。采用这第二种方式的系统在下列美国专利中有所描述1999年3月8日提出的美国专利申请号09/264.120，题目为“Method and System forAiding GPS Receiver s Via a Cellular or PCS Network”和1998年12月22日提交的美国专利申请号09/219,199，题目为“System andMethod For Cold Start of a GPS Receiver in a TelecommunicationsEnviorment”，这两个专利的全部内容在此作为参考。
第三种方法可以用于在各个基站都没有GPS观测器单元的未同步网络中，它在美国专利号5,812,087，题目为“Method and Apparatusfor Satellite Positioning System Based Time Measurement”中有所描述。在此方法中，定时信息来源于多个GPS卫星的导航信号的抽样值。例如，GPS-MS设备可以对多个GPS卫星信号的测距码做测量，同时也对加在这些码上的导航数据的某些持续时间进行抽样。然后将数据返回到服务器中，在服务器中导航数据的抽样值可以与参考信号的抽样值进行匹配，估计进行其它测量的时间。
使用这些方法通过网络进行定时同步可能会因各种原因而不可行。例如，将GPS接收机添加到每个基站中可能会过于昂贵，而且由于GPS系统由美国政府操作，所以在世界上某些地区，采用这些方法甚至可能存在着政治上的阻力。此外，将现有的通信网更新到具有GPS同步能力可能没有成本效益或者根本不可行。尽管LMU方法可以在一定程度上降低对现有通信网的影响，但是它仍然存在成本问题。美国专利号5,812,087介绍的方法可能负担必须从GPS-MS返回到服务器用来进行各个位置计算的过多数据量。这会造成对通信网提供过度的通信需求，要求它提供重复性的应用定位类型，如导航等。此外，当此方法的定位计算在GPS-MS本地进行，而不是在服务器端进行后再将定位计算的结果提供给GPS-MS时，GPS-MS可能无法确定定位计算所需的时间。
总之，确实需要有更低成本的方法将GPS接收机集成到无线移动终端中，同时还要获取设备组合后的优点。
在本发明的一个优选实施例中，提供一种在包含一个GPS接收机的移动台处获取GPS定时信息的方法。首先从通信网如无线通信网中获取辅助信息。利用接收到的辅助信息捕获一些GPS卫星。确定对应于至少一个，最好是多个捕获GPS卫星的期望信息，如导航消息中的期望域。然后将从捕获卫星中实际接收到的信息与相应确定的期望信息在多个时延处进行相关(比较)，提供各个时延的质量指示。然后根据质量指示，确定GPS的定时信息。本发明的一个优选实施例中的方法进一步包括根据确定的GPS定时信息调整GPS接收机的定时并且根据GPS接收机的定时确定GPS接收机的位置。
辅助信息可以包括用来确定导航信息的期望域的星历表信息。提供给移动台的近似周时信息也可以用来确定导航消息中的期望时间域。根据计算出的校验位信息可以确定附加的期望域。
在本发明的另一个优选实施例中，相关操作包括从至少两个GPS卫星中接收导航信息并在多个时延位置处解调接收到的导航信息，为每个时延提供时延接收域。该时延接收域跟期望域进行相关，提供每个时延的质量指示。根据质量指示选择一个时延作为GPS定时信息。在另一个优选实施例中，辅助信息包含一个辅助的时间参考，并且根据在移动台接收的辅助时间参考所对应的一个最大期望延迟时间，确定多个时延。
本发明的另一个优选实施例中，从相应的期望域中为至少两个GPS卫星分别建立一个存储当前的和后面的期望符号的缓冲器。至少两个GPS卫星的每一个的相关寄存器用各个GPS卫星的n个最近的期望符号初始化。n个最近的期望符号从各个GPS卫星当前的和后面的期望符号的相应缓冲器中获取。接收导航消息的连续抽样值与至少两个GPS卫星各自的n个最近的期望符号值进行相关，为各个时延提供连续的相关结果。然后下一个期望符号移入各个相关寄存器，而在第一个累加周期内，重复进行初始化、对连续的抽样值进行相关和移位的操作，同时为每个时延累加连续的相关结果，为每个时延提供质量指示。在另一个优选实施例中，相关结果被转化成与每个时延关联的功率值。然后累加相干相关结果并且初始化，以及跟相干的抽样值进行相关和移位第一个累加周期等，并在第二个累加周期内重复将连续的相关结果转化为功率值的操作，以及对累加的连续相关结果进行复位的操作在第二累加周期被重复，同时累加跟每个时延关联的功率值，提供各个累加时延的质量指示。
本发明的另一方面内容是，通过首先接收GPS卫星的传输，以及将GPS接收机的定时与根据接收到的传输而捕获到的第一个GPS卫星的导航消息的边界进行同步，捕获到多个GPS卫星，提供最初的定时同步参考值。根据最初的定时同步参考值调整其它GPS卫星的期望定时。然后根据它们各自的期望定时捕获到其它GPS卫星。在一个优选实施例中，辅助信息包括一个辅助定时参考值和星历表信息，根据与第一个卫星同步之前的辅助定时参考值初始化GPS接收机的定时。根据星历表信息和辅助时间参考值确定GPS卫星的捕获参数，而第一个捕获的GPS卫星是根据GPS卫星捕获参数而捕获到的。
本发明进一步的内容是提供一个移动台，它包括从无线通信网中接收含有辅助信息的通信信号的第一个接收机以及从GPS卫星中接收信号的一个GPS接收机，该GPS接收机包括一个本地参考定时器。一个相关电路根据从GPS卫星接收到的信号为各个时延产生质量指示。一个定时调整电路根据相关电路调整本地参考定时器。在一个优选实施例中，相关电路包括大量的相关电路组。每个相关电路组包括一个接收期望符号值的相关移位寄存器和一些累加器电路，每个累加器电路对应于一个时延，并且输出一个时延质量指示。来自相关移位寄存器的期望符号值和GPS卫星的接收信号输入到每个累加器电路中。移动台进一步包括一个跟每个相关电路组结合的合并器电路，它根据各个相关电路组的累加器电路的时延质量指示为各个时延输出质量指示。
在本发明另一个优选实施例中，移动台包括一些期望符号缓冲阵列，每个期望符号缓冲阵列与一个相关电路组关联，以为对应的相关移位寄存器提供期望符号值。可以提供一个期望符号缓冲器初始化电路，根据辅助信息产生期望符号值，并存在期望符号缓冲阵列中。在一个优选实施例中，GPS接收机包括一个位置计算电路，它根据接收信号和本地参考定时器确定移动台的位置。
在本发明的一个优选实施例中，每个累加器电路都包括一个相干累加电路，它有I累加电路和Q累加电路。相干累加电路有一个复位输入端。一个功率计算电路相应相干累加电路计算功率值。第二个累加电路根据功率计算电路对应的对计算出的功率求和。该第二累加电路也有一个复位输入端。此同相(I路)累加电路和正交(Q路)累加电路可以包括一个加法器和一个乘法器或异或器(XOR)。可以提供一个复位电路，在第一个累加周期之后对相干的累加电路进行复位，并且在第二个累加周期之后对第二个累加电路进行复位，第一个累加周期和第二个累加周期是根据符号计数来测定的。合并器电路可以包括一些加法器，每个加法器与多个时延之一相关联。
尽管上面的内容主要是关于方法的，不过本发明所属领域的技术人员更重视的是，本发明也可以具体为系统实施。
图7的流程图阐述的是本发明的一个优选实施例的操作过程。
图8的流程图进一步阐述了依据本发明的一个优选实施例进行的相关操作；图9的流程图进一步阐述了依据本发明的一个优选实施例进行的卫星捕获操作；图10的示意图阐述的是依据本发明一个优选实施例的一个相关电路；且图11的示意图阐述的是依据本发明一个优选实施例的一个累加电路。
详细描述附图中阐述的是本发明的一些优选实施例，本发明现将结合附图做更充分的阐述。但是，本发明可以以很多不同的形式实施，并不仅限于此处阐述的优选实施例；给出的这些优选实施例是为了将本发明阐述的更全面和彻底，并把本发明的适用范围充分传递给本领域的一般技术人员。本领域的一般技术人员将理解，本发明也可作为方法或设备实施。因此，本发明可以采取硬件优选实施例的形式、软件优选实施例的形式或者软硬件结合的优选实施例形式。
根据图3，这里将介绍依据本发明的移动台(或GPS-MS)100的优选实施例。移动台100接收来自一个或多个GPS卫星52或无线通信网的基站26的信号。一个耦合到GPS接收机70的GPS辅助服务器750安装在远离基站26，而通过网络80可以访问的位置。
服务器75是GPS辅助的来源，它可以从包括本地GPS接收机70在内的各种源捕获GPS。GPS接收机70也可以把GPS定时信息提供给服务器75，例如可以通过将一个脉冲以及指示该脉冲时间的消息发送给服务器75完成这一功能。然后服务器75在它所服务的区域内响应GPS-MS 100的请求提供GPS辅助。此响应可能沿着图3中云状物80所代表的蜂窝网络的基础设施，然后经过空中接口传输到GPS-MS100。
尽管服务器75从GPS接收机70中接收GPS定时，但是这种信息在到达GPS-MS 100时通常是不准确的。原因可能有图4中描述的种种因素。图4描述的是服务器75从它的本地GPS接收机70中接收周期性的定时信息的位置，例如，在t0+NT处，其中N是一个整数，T是连续更新之间的间隔。当一个GPS-MS 100要求辅助信息时，服务器75在t1时刻接收到请求，并在t1+Δ时刻发送辅助信息。此响应包括服务器认为的当前GPS时间。因为实时处理并不是服务器类型的计算机的常规功能，所以图4描述的服务器在它接收到另外一个脉冲以前使用以前脉冲的GPS时间。因此，服务器75包括发送到GPS-MS 100的辅助信息的时刻t0，而GPS-MS 100在t2时刻接收到辅助信息。此t2-t0的模糊度是因为服务器75的处理时延和通过蜂窝网传输的原因引起的。本发明致力于解决此模糊度。
现结合图6中的本发明一个优选实施例的框图，进一步对本发明做出阐述。图5中阐述的是一个依据本发明的无线移动台100。移动台100包括一个无线接收电路110和一个全球定位系统(GPS)接收机105。无线接收电路110可以在各类型的无线通信网中做专门的配置，作为一个无线收发机。例如，无线接收机电路110可以配置用于陆地或空中无线网络中，包括蜂窝(数字的或模拟的)，卫星通信系统或个人通信系统(PCS)。它包括配置用作本地网或广域网操作的数字系统。因此，本领域的一般技术人员读本发明时就应该知道，无线接收机电路110只是适用于本发明的众多类型中的一个示例而已。
无线接收机电路110可以包括一个处理器，可以完成一些处理功能，如信道编码和交织，加密，调制/解调和数/模转换。无线接收机电路110可进一步包括一个频率合成机制，可以为传输载波的产生、接收机本地振荡器和其它无线接收机电路110操作所必须的频率完成频率合成功能。在无线接收机电路110中也可以包括一个无线频率发射机和一个无线频率接收机，分别完成从基带频率到无线载波频率以及从无线载波频率到基带频率之间的信号转换。双工器用来将无线接收机电路110的无线天线上的发射信号和接收信号分开。无线接收机电路110的这些部件只是在无线通信网中的无线移动终端中部件的一些示例，本发明的适用范围并不仅限于此。
本领域的一般技术人员都知道，应将GPS接收机105配置为能够跟全球导航系统一起操作。类似地，GPS接收机105也包括各种众所周知的跟位置计算有关的部件，除了跟本发明有关的元素，其它部件将不在这里作介绍。为简化起见，为了将GPS接收机的功能跟移动无线终端相集成并且可以实现无线移动终端和GPS接收机之间的部件如键盘和显示器的共享，一般情况下GPS接收机105与无线接收机电路110互相连接。
如图5所示，GPS接收机105包含一个位置计算电路130和一个本地参考定时器125。位置计算电路130根据GPS卫星52的接收信号利用广泛采用的三角测量技术确定移动台100的位置。这些计算利用年历和星历表信息，这些信息可从移动台100中获取或者作为辅助信息被移动台100通过无线接收机电路100所接收。这些计算也利用本地参考定时器125的GPS参考时间。
图5中的移动台100的优选实施例的示例进一步包括一个相关电路115和一个定时调整电路120。相关电路115根据GPS接收机105所获取的GPS卫星52的接收信号为每个时延产生一个质量指示。定时调整电路响应于相关电路115产生的质量指示信息调整本地参考定时器。
图5中的移动台100中，还有一个期望符号缓冲存储器135和一个缓冲器初始化电路140。期望符号缓冲存储器135包括多个期望符号缓冲阵列，每个期望符号缓冲阵列都对应一个相关电路115内包含的相关电路组，相关电路115在图10中做进一步阐述。期望符号缓冲阵列把期望符号值提供给相关电路115中的相关电路组的相关移位寄存器，用来为各个时延产生质量指示。缓冲器初始化电路140产生期望符号(如果存在GPS导航消息，那么期望符号是依50赫兹的速率或每20毫秒发送一次的二进制比特)值，根据无线接收机电路110从支持移动台100的无线通信网络中接收到的辅助信息，将期望符号值存储在期望符号缓冲存储器135的期望符号缓冲阵列中。
图6中一个典型的期望符号的缓冲器，图中显示的是5个子帧的GPS导航消息和每个子帧内域的状态。具体的，图6给出的是GPS-MS只接收辅助消息中的时钟校准和星历表的情况。此时，GPS-MS 100通常可以计算出子帧1，2，3的期望符号(此种情况下是比特)序列，而其它子帧一般只知道遥测(TLM)字节的前同步和切换字节(HW)中的周时域。因此，在这些情况下，GPS-MS平均可以利用60％的接收信号作为已知的信号。但是，如果GPS-MS 100接收到所有的导航域(包括年历，卫星健康状态和完全的TLM)作为辅助，那么通常就可以知道所有的比特序列。
本发明的操作过程将在图7到图9的流程图中阐述。流程图说明中的每一部分和图3，5和10中的框图说明都可以用计算机程序指令来实现。这些程序指令可以提供给一个处理器组成一套装置，使处理器上执行的指令能够完成流程图和框图中所指定的功能。计算机程序指令可以由一个处理器执行，产生一系列由处理器执行的操作步骤，从而生成计算机实现的处理过程，使处理器上执行的指令提供完成流程图和框图中指定的功能的步骤。
因此，流程图中的过程块和框图支持对完成指定功能的方法进行合并，支持对完成指定功能的步骤和执行指定功能的程序指令方式进行合并。同时，流程图说明和框图中的每一块以及流程图说明和框图中的合并块，都可以用专用的基于硬件的完成指定功能或步骤的系统实现，或者用专用硬件和计算机指令的结合来实现。例如，相关电路115，缓冲器初始化电路140和定时控制电路120均可以作为处理器上的执行代码或作为常规的码片，或者作为两者的结合来实现。
如图7所示，操作在框图200处开始，此时移动台100接收到来自通信网如图3中的无线通信网的辅助信息。优选地，服务器75发送GPS-MS 100的辅助信息，其中包括可见卫星列表，它们各自的星历表和时钟校准信息，大体的位置(例如BTS坐标)和大约的时间t0。不过，在实行本发明时辅助信息中不必提供大约的时间，这是因为初始时间也可以由GPS-MS 100提供或供给。GPS-MS 100在时刻t2处接收到辅助信息，并错误地将其本地时钟初始化为辅助信息中包含的t0。初始化之后，本地时钟保持它自己对GPS时刻的估计。然后移动台100利用接收到的辅助信息(框图205)捕获大量的GPS卫星。
与一个或多个最好是所有捕获到的GPS卫星相关的期望信息在初始化时刻t3处被确定(210框图)。在t3时刻，由于处理和传输辅助信息而造成的延时，GPS-MS 100的本地时钟会落后于(少于)实际的GPS时间20ms的整数倍。在t3时刻，GPS-MS 100可能利用下面的一些或所有数据确定捕获到的卫星的导航信息中当前和后面的期望域(210框图)辅助信息中接收到的导航数据，如星历表，时钟校准和电离层校准；在导航信息中的规则间隔处出现的已知域，如TOW和切换字(HOW)；且计算导航数据的校验位的已知算法，其中校验位插入发射比特序列中的已知位置。
利用这种方式，GPS-MS 100在当前的t3时刻建立每个捕获卫星当前和后面的期望符号(一般为比特)的缓冲器。
假定GPS-MS 100有一个来自网络的期望服务质量(QoS)，使延时t2-t0比某最大值小，而等于n倍的20ms(毫秒)导航比特。例如，延时QoS可以在网络标准中制定或者作为网络辅助信息的一部分提供。给定n，将各个捕获卫星的导航数据比特的当前样值跟该卫星的当前和前n个比特的期望样值进行相关，并将这些相关结果累加到一个跟n+1个时延的每一个所对应的度量中，这将在下面的内容中介绍。
实际的导航消息是从大量捕获到的GPS卫星中接收到的(框图215)。多个时延，最好是根据来自通信网中辅助信息中的参考时间对应的最大期望时延，被确定。时延的选择范围可以是从其它来源提供的时间参考中选定或者是GPS-MS 100所提供的，这样才可以涵盖期望时间的不精确。更好的方式是，时延间隔设为20ms，检测大量的时延从而覆盖本地时钟的最大期望错误值作为最初的辅助信息的设置。
从大量卫星52中接收到的GPS信号，最好是导航消息，在每个时延处被解调，为各个时延提供时延接收域(即与定时错误引起的某特定时延假设相对应的接收符号或比特)(框图225)。然后将时延接收域跟期望域相关，为各个时延提供质量指示(框图230)。这里使用的术语“相关”一般是指依现有技术中的任何方式对期望域和接收域进行比较，但是并不局限于这里提出的相关技术。然后通过根据相关结果的质量指示选择一个时延作为GPS定时信息来确定GPS定时信息(框图235)。GPS接收机的定时可以根据确定的GPS定时信息做调整(框图240)。GPS接收机的定时可以根据GPS接收机的定时被确定。
更详细地，GPS-MS 100对它的内部时钟125作调整来校准选定的时延。然后GPS-MS 100在本地时刻t4(假定此时它已跟GPS时间校准)测量捕获到的GPS信号的码相位，并在t4时刻利用辅助信息提供的星历表计算测量卫星的位置。根据这些卫星的位置、辅助信息中给出的GPS-MS自己位置的估计以及码相位的测量，GPS-MS 100计算出自己位置的估计值。需要注意的是，时间的确定在这一过程中非常重要，因为时间以20ms的倍数的偏差可能引起对卫星位置的不正确计算，从而给位置计算增加严重的错误。
在这种方式中，本发明可以通过合并多个卫星信号的能量来从接收到的复合GPS信号中确定时刻。这在通信网不提供精确时间时比较有利，尤其是在GPS信号恶劣的环境中非常有用。这在第一个优选实施例的体现是，GPS-MS创建缓冲器，储存从辅助消息中接收到的数据(即星历表和时钟校准)中的期望比特、辅助消息中没有发送的已知比特模式以及产生卫星导航消息的校验位的已知算法。GPS-MS 100对多个卫星的接收导航信号的样值和它们各自的缓冲器中的内容进行相关，并将相关结果合并到一个单独的度量中，此度量在可能时延的范围内被最大化。
230框图中的相关操作将参考图8中的本发明优选实施例做进一步的阐述。延时接收域的相关操作是从框图300的为各个GPS卫星建立当前和后来的期望比特的缓冲器开始的，该缓冲器是从相应的期望域以及接收到的导航消息中建立的。各个捕获GPS卫星的相关寄存器被初始化为各个捕获GPS卫星的期望比特和最近的比特(框图302)。在框图302中用来初始化相关寄存器的期望比特和最近的比特是从各个GPS卫星当前和将来的期望比特的相应缓冲器中获取的。
然后接收到的导航消息的相干样值跟各个GPS卫星的期望比特和最近的比特进行相关，为每个时延提供连续的相关结果(框图305)。然后将下一个期望比特移入每个相关寄存器(框图305)中。框图302，303和310的操作在第一个累加周期内重复进行，同时累加各个备选时延的连续相关结果，提供各个时延的质量指示(框图315)。然后将相干的相关结果转化成对应于各个时延的功率值(框图320)。再将累加的连续相关值复位(框图325)。最后，框图302到325的操作在第二个累加周期内重复进行，同时累加各个时延对应的功率值，提供各个备选时延的质量指示(框图330)。
在图7中的框图205中跟捕获GPS卫星有关的操作现在将结合图9中的优选实施例做进一步的描述。操作从框图400对移动台可以看到的GPS卫星的复合传输信号的接收开始。根据通信网(框图405)提供的辅助定时参考信息初始化GPS接收机的定时。GPS卫星捕获参数也是根据从通信网的辅助信息中获取的星历表信息而确定的，如相位和多谱勒频率以及辅助定时参考(框图410)。GPS-MS使用这些捕获参数从它在GPS频段中接收到的复合信号中寻找所指示的信号。第一个可见GPS卫星可以根据GPS卫星捕获参数首先被捕获到(框图415)。
只要GPS-MS 100捕获到第一个卫星的扩频码，GPS接收机的定时就应该根据从该卫星中接收到的传输跟第一个捕获到的GPS卫星的导航消息中的20ms(50Hz)位边界同步，提供第一个定时同步参考(框图420)。而下一个GPS卫星的期望定时也根据第一个定时同步参考和各个GPS卫星之间的已知关系而作相应调整(框图425)。同样，GPS-MS 100根据位同步时确定的定时偏移(在±10ms范围内)，把它的本地时钟125做相应调整。其他也进行框图425中的定时调整的GPS卫星随后根据各自的期望定时(框图430)被捕获到。对移动台所利用的其余GPS卫星的操作在框图425和430处重复进行(框图435)。GPS-MS 100最好继续搜索其它卫星，直到它捕获到它所认为足够用来进行位置计算的数量(至少三个，可能更多)后为止。
对于上述参考图9的本发明的优先实施例，位-边界同步是在卫星被捕获到之后进行，而现在将介绍的另一个优选实施例中，在确定定时偏移(框图42)之前，应捕获到多个卫星(框图415)。也就是说，框图425到435相应的操作在没有第一次的边界同步定时的情况下进行，然后执行框图420的操作。在这个优选实施例中，只要GPS-MS 100捕获到第一个卫星的扩频码，此信息就将影响后面的卫星捕获。下一个GPS卫星的期望定时根据第一个卫星的期望码相位跟捕获到的码相位的差别做调整，或者等价地，GPS-MS 100根据第一个卫星信号的码相位偏移(±0.5ms范围内)调整它的本地时钟125。然后其他的GPS卫星(进行框图425的定时调整的卫星)根据各自的定时也被捕获到(框图430)。对移动台所利用的剩余GPS卫星的操作在框图425和430处重复进行(框图435)。GPS-MS 100最好继续搜索其它卫星，直到它捕获到它所认为足够用来进行位置计算的数量(至少三个，可能更多)后为止。在捕获到卫星之后，GPS-MS 100可以通过在捕获到的码相位处产生复制码字并将它们与接收到的复合信号进行相关来去除捕获信号的扩频码。通过这种方式，GPS-MS 100可以抽样出大量捕获卫星发送的导航消息。
在捕获到大量GPS卫星之后，移动台可能只知道各个卫星之间的相对码相位。也就是移动台对各个卫星的范围有模糊了解，这是因为它只捕获到各个码的1ms周期范围内的码相位。这种遗留的模糊度通常归之于卫星和移动台之间的传播时间(可能在70ms的量级上)以及本地时钟的偏移(t2-t0)(参见图4)。如上所述，根据本发明，移动台对几秒之内的时间以及对至少精确到最近的小区或BTS位置的了解，都可以得到有效的利用。根据这些信息，移动台可以从各个卫星中相对精确地确定估计的传播时间，从而剩下的模糊性就跟本地时钟偏移t2-t0有关。
由于处理和传输时延的不确定性，偏移t2-t0一般是不定的，它可能由20ms的导航-位-周期的整数和小数组成。偏移量的这两部分可以顺序的或同时的被确定。在这个卫星在确定时间偏移之前使用的优选实施例中，可以通过估计后面的20ms导航消息比特之间的边沿或转换点而首先确定其小数部分。
图11中是可以用来完成这些操作的电路示例。图示的电路包括一些累加和差别信道600，每个信道包括当前(CB)605的20ms导航比特和前面的(PB)610 20ms导航比特的缓冲器。每个信道分配给一个捕获到的卫星。在图11所示的优选实施例中，在每个累加和差别框图的前面有一个可变长度的时延缓冲器(DB)615。各个信道的输出可以跟一个循环累加缓冲器(CAB)620中一个元素的内容加在一起，其结果返回到同一个CAB元素中。各个缓冲器的长度可以根据20ms的导航消息比特的抽样速率所确定。例如，如果在每个1ms的码周期进行抽样，那么在这个优选实施例中的各个CB、PB和CAB的长度将为n＝20，而DB的最大长度也将为n＝20。
利用图11中的电路，移动台确定捕获到的卫星的期望传播时间，并设置各个DB的长度(模20)来补偿差距。例如，考虑导航消息在1ms的间隔处抽样，而4个捕获卫星的传播时间分别为72ms、66ms、75ms和80ms。因为第4个卫星的传播时间最长，它的DB的长度设为零，其它3个卫星的DB长度分别设为8、14和5。然后，卫星导航比特的抽样值从相关处理器输出到各个DB中，而DB的输出进入各个信道的CB中。随着更多的抽样值被捕获，前面的样值在图11的框图中从左边移到右边，先填满CB，然后是PB。在对应最长时延缓冲器的信道的PB首先被填满时，开始计算。在每个抽样值处(如此例中的1ms)，每个信道的两个和可以从CB和PB寄存器的内容中得到，而这些和的差值也可以计算出。所有信道的差值d0...dk可以跟CAB的一个元素加在一起，如图11中显示的sj，然后存回CAB 620中的相同位置(sj)。在下一个抽样处，所有卫星的新的抽样值移到各个信道中，差值d0...dk跟下一个CAB元素sJ+1相加。这样，对每一个新的抽样值，CAB元素的指针都递增，直到从sn-1增加到sn为止。此过程可以重复进行，直到移动台决定终止此计算为止，最好经过CAB的20ms循环的整数倍之后终止。可以根据卫星捕获过程中确定的信号质量来做终止判决，信号质量好一些会使操作时间短一些。采用这种方式，必须计算所有的n个度量s0...sn-1，跟n可能的小数比特周期时延的值一一对应。如果n＝20(即抽样间隔为1ms)，那么对应于最大度量的时延最好选为小数时延估计。当使用较低分辨率的抽样方案(如2ms)时，必须通过在最大度量和一个或多个相邻时延之间插入的方式选择时延。
如上所述，本领域的一般技术人员都知道可以用单个卫星或多个卫星解决小数模糊度的分辨率问题。然而，使用多个卫星完成比特-边界的同步可能会更好，它可以利用辅助信息中提供的精确信息来完成。跟一个卫星的情况相比，在这个过程中使用多个卫星可以减少给定信号电平所需的时间或者在同样的持续时间内解决被减少的信号的模糊度问题。
只要移动台已经解决了小数模糊度(即在比特边界处发现的)，那么它就开始准备解决在偏移量t2-t0处的整数-比特-周期模糊度。然后与一个或多个，最好是全部捕获到的GPS卫星相关的期望的导航信息在初始时刻t3处被确定(框图210)(图7)。在t3时刻，由于存在处理和传输时延，移动台100的本地时钟预计会比实际的GPS时间落后(即少)20ms的整数倍。在t3时刻，移动台100可能利用下列的一些或全部数据，确定捕获卫星的导航消息中预计的当前和未来的域(框图210)辅助信息中接收到的导航数据，如星历表，卫星时钟校准，电离层时延校准，UTC和GPS时间之间的校准，年历，卫星健康情况和遥测消息(TLM)；已知的导航数据域，如TOW和在导航消息中固定间隔处出现的预置码；以及已知的计算导航数据的校验位算法和已知的导航数据元素和已知导航数据元素和校验位的序列。
参考图10中的示意框图，对依据本发明的一个相关电路115的优选实施例做进一步描述。如图10中的优选实施例所示，相关电路115包括一些相关电路组500、500’和500”。最好地，每个移动台100捕获到的GPS卫星各有一个相关电路组(或信道)。相关电路115进一步包括一个与各个相关电路组500、500’，500”相连接的合并器电路505，它根据来自相关电路组500、500’，500”的时延质量指示输出各个时延所对应的质量指示。
相关电路组500、500’、500”包括一个相关移位寄存器510，它为它所关联的GPS卫星，接收期望(或估计)符号(在存在GPS信号时，它们是二进制比特)。相关电路组500、500’、500”进一步包括一些累加器515、515A、515B、515C、515D。每个累加器电路515、515A、515B、515C、515D和多个延时之一关联并输出延时关联指示。每个累加器电路515、515A、515B、515C、515D接收来自相关移位寄存器510的期望(估计)比特值和来自与各个特定的相关电路组500、500’、500”GPS相关的接收信号。
每个累加器电路515、515A、515B、515C、515D包括第一个相干累加电路518。该相干累加电路518包括下列部件定义I累加电路的一个乘法器520和一个加法器525以及定义Q累加电路的一个乘法器530和一个加法器535。相干累加电路518进一步包括一个复位输入端mc，将加法器525和535复位。累加电路515、515A、515B、515C、515D进一步包括一个功率计算电路540，它响应于连续累加电路518，用来计算功率。第二个累加电路545响应于功率计算电路并将计算的功率累加求和，参考图8，在前面已有介绍，这里将在下面做进一步描述。第二个累加电路545有一个复位输入mn，将累加器复位。由一个复位电路产生复位输入mc和mn。最后，合并器电路505包括一些加法器550、550’，每个加法器对应于多个时延之一。
参考图10，在接收到辅助信息后的初始时刻t3，GPS-MS 100用期望的当前和过去的n个比特为卫星0，{bi，0...bi-n，0)初始化寄存器510。同样地，GPS-MS 100用期望的各个导航消息中的当前和过去的n个比特为其它的捕获卫星(图10中的信道1，2，...)初始化寄存器。另外，GPS-MS 100为每个卫星信道初始化n+1累加器电路。注意这些累加器电路515可以用专用的硬件寄存器或其它硬件设备实现，或者作为一个在微处理器的存储器(如随机存储器(RAM))中储存的执行累加操作的软件算法来实现，或者也可通过上述方法的结合来实现。
在t3时刻初始化寄存器之后，GPS-MS 100对各个GPS卫星的导航消息进行连续抽样，并将抽样值的同相(I)和正交(Q)分量跟各个卫星寄存器中的所有比特进行相关。尽管图10中的优选实施例中有乘法器520和530，但是可以用一个异或(XOR)操作来替代，它之所以可以被应用，是因为期望符号是二进制(1/0或+/-1)。这些信道的连续相关结果的初始矢量被临时存储起来，跟下面的相关结果累加。
随后，各个导航消息的下一个期望比特被移入各个比特寄存器510，而其它比特移到图10中的右边，最早的比特(bi-n，*)被抛弃。这些新的比特矢量跟各个GPS卫星的导航比特新的抽样值进行相关，而连续相关结果的矢量跟过去的结果累加起来。这一过程最好在后面的20ms GPS比特周期内重复进行，直到累加到一个预先设定值为止。
GPS-MS 100可随意选择去设定连续和不连续的累加周期。例如，可以为各个信道(卫星)累加mc个连续矢量，其最终结果由功率计算电路540转化为功率矢量，相应的连续和值在累加下面mc个值之前被复位。如图10所示，在加法器545内也累加mn个这样的功率矢量。因此，在度量计算中，共使用了mnmc比特的周期，其中mc和mn由GPS-MS 100决定。
这一过程的结果是对应于各个卫星的的一个矢量S0，k...Sn，k，该矢量是各个时延的不连续和值，其中k是分配给某卫星的信道数。这些结果最好在合并器电路505中累加在一起，为各个时延计算出一个整体度量值，Si=Σk=0M-1Si,k,0≤i≤n,]]>其中M是分配给捕获卫星的信道电路数。GPS-MS 100应选择有最大相应度量Si时延Ti。
在本发明的另一个优选实施例中，移动台的定时偏移t2-t0的小数部分和整数部分同时被确定，例如，可以利用图10中的电路。在这一优选实施例中，用比20ms的比特周期长的采样间隔对输入到相关电路组的导航消息比特的I/Q进行抽样。可能的时延数和各个信道的累加电路可以由最大可能的时延和导航消息抽样间隔决定。例如，五秒的最大时延和1ms的抽样间隔产生5000种可能的时延，每一个时延都可能对应于一个信道的累加器电路和时延度量。因为估计的导航数据比特最好在20ms的抽样间隔处计算，所以缓冲器510的每个元素最好输入到其数量取决于导航消息的I/Q抽样间隔(例如，对1ms抽样为20个)的多个累加器电路中。为了补偿从捕获到的多个卫星到移动台的传播时延的差别，导航消息中的I/Q抽样最好通过可变长度的时延缓冲器，例如，图11中所示的上述缓冲器。本发明所属领域的技术人员应认识到，尽管合并的小数/整数偏移决定可能使处理偏移的时间量有所降低，但是可能会比顺序进行偏移确定对存储器的要求要大很多。
本发明典型的优选实施例以图和说明的形式给出，尽管使用了一些术语，但是也只限于是普通的描述性语言，并不违背下面的本发明权利要求书的限定范围。
权利要求
1.一种在包括一个GPS接收机的移动台捕获GPS定时信息的方法，包括如下步骤从通信网中接收辅助信息；利用接收到的辅助信息捕获一些GPS卫星；确定跟至少一个捕获到的GPS卫星相关的期望信息；将从至少一个捕获到的GPS卫星中接收的实际信息跟确定的相应期望信息在大量时延位置处进行相关，为各个时延提供一个质量指示；并根据质量指示确定GPS定时信息。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤根据确定的GPS定时信息调整GPS接收机的定时；并根据GPS接收机的定时信息确定GPS接收机的位置。
3.如权利要求1所述的方法，其中确定期望信息的步骤进一步包括，为至少两个GPS卫星确定期望信息的步骤，而其中从通信网中接收辅助信息的步骤进一步包括从无线通信网中接收辅助信息的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中确定期望信息的步骤进一步包括以下步骤确定跟至少两个GPS卫星的每一个相关联的导航消息的期望域。
5.如权利要求3所述的方法，其中辅助信息包括星历表信息，而确定导航消息中的期望域的步骤进一步包括以下步骤根据接收到的星历表信息确定跟至少两个GPS卫星的每一个相对应的导航消息的期望域。
6.如权利要求5所述的方法，其中确定导航消息中的期望域的方法进一步包括以下步骤根据移动台已知的周时信息确定跟至少两个GPS卫星的每一个相对应的导航消息的期望域。
7.如权利要求6所述的方法，其中确定导航消息中的期望域的步骤进一步包括以下步骤根据计算的校验位信息确定跟至少两个GPS卫星的每一个相对应的导航消息的期望域。
8.如权利要求5所述的方法，其中对实际的信息进行相关的步骤进一步包括以下步骤从至少两个GPS卫星中接收导航消息；在多个时延处解调接收到的导航消息，提供各个时延的时延接收域；将时延接收域跟期望域进行相关，提供各个时延的质量指示；并确定GPS定时信息的步骤包括根据质量指示选择其中一个时延作为GPS定时信息。
9.如权利要求8所述的方法，其中辅助信息包括一个辅助时间参考，而解调步骤之前应先进行的步骤是根据在移动台接收辅助时间参考的期望最大时延时间确定各个时延。
10.如权利要求8所述的方法，其中对时延接收域进行相关的步骤包括以下步骤从相应的期望域中为至少两个GPS卫星各建立一个当前以及将到来的期望符号的缓冲器；用各个GPS卫星的n个最近的期望符号，为至少两个GPS卫星分别初始化其相关寄存器，其中n个最近的期望符号是从为各个GPS卫星存储当前以及下面的期望符号的相应缓冲器中获取的；分别对至少两个GPS卫星的接收导航消息连续抽样值和n个最近期望值进行相关，提供各个时延的相干相关结果；将下一个期望符号移入每个相关寄存器；并在第一个累加周期重复初始化，对相干抽样值进行相关和移位步骤，同时为各个时延累加相干的相关结果，提供各个时延的质量指示。
11.如权利要求10所述的方法，其中在重复的步骤之后进行下列步骤将相干相关结果转换为与各个时延相关联的功率值；对累加的相干相关结果进行复位；并在第一个累加周期重复进行初始化、对相干抽样值进行相关和移位的重复步骤，在第二个累加周期，将相干相关结果转化为功率值并对累加的相干相关结果进行复位操作，同时累加与各个时延关联的功率值，提供各个时延的质量指示。
12.如权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤根据GPS定时信息调整GPS接收机的定时参考；并根据GPS接收机的定时参考确定移动台的位置。
13.如权利要求8所述的方法，其中捕获多个GPS卫星的步骤进一步包括以下步骤接收来自GPS卫星的传输；将GPS接收机的定时与根据接收到的传输而捕获到的第一个GPS卫星的导航消息的边界进行同步，提供第一个定时同步参考；根据第一个定时同步参考调整其它GPS卫星的期望定时；并根据它们各自的期望定时捕获其它的GPS卫星。
14.如权利要求13所述的方法，其中辅助信息包括辅助定时参考和星历表信息，而其中对GPS接收机的定时步骤之前进行的步骤有根据辅助定时参考初始化GPS接收机的定时；根据星历表信息和辅助定时参考确定GPS卫星的捕获参数；且根据GPS卫星捕获参数捕获第一个捕获到的GPS卫星。
15.一个移动台包括接收含有来自无线通信网的辅助信息的通信信号的第一个接收机；接收来自GPS卫星信号的GPS接收机，该GPS接收机包括一个本地参考定时器；根据来自GPS卫星的接收信号为各个时延生成一个质量指示的相关电路；根据相关电路调整本地参考定时器的定时调整电路。
16.如权利要求15所述的移动台，其中相关电路进一步包括多个相关电路组，每个相关电路组包括接收期望符号值的一个相关移位寄存器；多个累加器电路，每个累加器电路与多个时延之一相关联，并输出一个时延质量指示，其中来自相关移位寄存器的期望符号值和来自GPS卫星的接收信号作为每个累加器电路的输入被接收；跟每个相关电路组耦合的一个合并器电路，根据各个相关电路组的累加器电路的时延质量指示输出各个时延的时延指示。
17.如权利要求16所述的移动台，进一步包括一些期望符号的缓冲器阵列，每个期望符号的缓冲器阵列与多个相关电路组之一关联，为相应的相关移位寄存器提供期望符号值。
18.如权利要求17所述的移动台，进一步包括一个期望符号缓冲器初始化电路，根据辅助信息产生期望符号值存在期望符号缓冲器阵列中。
19.如权利要求18所述的移动台，其中GPS接收机进一步包括一个位置计算电路，它根据接收到的信号和本地参考定时器确定移动台的位置。
20.如权利要求16所述的移动台，其中每个累加器电路进一步包括一个相干累加电路包括一个I累加电路和一个Q累加电路，该相干累加电路有一个复位输入端；一个对应于相干累加电路的功率计算电路，进行功率计算；跟功率计算电路对应的第二个累加电路，将计算的功率加在一起，第二个累加电路有一个复位输入端。
21.权利要求20中的移动台，其中至少一个I累加电路和Q累加电路进一步包括一个加法器和至少一个乘法器和一个异或器(XOR)。
22.权利要求20中的移动台，进一步包括一个复位电路，在第一个累加周期之后对相干累加电路进行复位，并在第二个累加周期之后对第二个累加电路进行复位，第一个累加周期和第二个累加周期根据符号计数进行测量。
23.权利要求22中的移动台，其中合并器电路进一步包括多个加法器，每个加法器与多个时延值之一相关联。
24.在包括一个GPS接收机的移动台处捕获GPS定时信息的系统包括从通信网中接收辅助信息的装置；利用接收到的辅助信息捕获GPS卫星的装置；确定跟至少一个捕获的GPS卫星相关的期望信息的装置；将从至少一个捕获到的GPS卫星中接收到的实际信息与多个时延确定的相关期望信息进行相关，提供各个时延的质量指示的装置；根据多个质量指示确定GPS定时信息的装置。
25.如权利要求24所述的系统进一步包括根据确定的GPS定时信息调整GPS接收机定时的装置；和根据GPS接收机定时确定GPS接收机位置的装置。
26.如权利要求24所述的系统，其中确定期望信息的装置进一步包括为至少两个GPS卫星确定期望信息，而其中从通信网中接收辅助信息的方法包括从无线通信网中接收辅助信息的装置。
27.如权利要求26所述的系统，其中确定期望信息的装置进一步包括确定跟至少两个GPS卫星相关的导航消息中的期望域的装置。
28.如权利要求26所述的系统，其中辅助信息包括星历表信息，而其中确定导航消息期望域的方法进一步包括根据接收到的星历表信息确定跟至少两个GPS卫星分别相关的导航消息的期望域的装置。
29.如权利要求28所述的系统，其中确定导航消息期望域的装置进一步包括根据移动台已知的周时信息确定跟至少两个GPS卫星分别相关的导航消息的期望域的装置。
30.如权利要求29所述的系统，其中确定导航消息期望域的装置进一步包括根据计算的校验位信息确定跟至少两个GPS卫星分别相关的导航消息的期望域的装置。
31.如权利要求28所述的系统，其中对实际信息进行相关的装置进一步包括从至少两个GPS卫星中接收导航消息的装置；在多个时延处解调接收到的导航消息，提供各个时延的时延接收域的装置；对时延接收域和期望域进行相关，提供各个时延的质量指示的装置；而其中确定GPS定时信息的装置包括根据质量指示选择多个时延之一作为GPS定时信息的装置。
32.如权利要求31所述的系统，其中辅助信息包括一个辅助时间参考，并进一步包括根据在移动台接收辅助时间参考的期望最大时延时间来确定时延的装置。
33.如权利要求31所述的系统，其中对时延接收域进行相关进一步包括从相应的期望域中为至少两个GPS卫星各建立一个存储当前和下面的期望符号的缓冲器的装置；用各个GPS卫星的n个最近的期望符号为至少两个GPS卫星分别初始化相关寄存器的装置，其中n个最近的期望符号是从各个GPS卫星相应的当前和后面的期望符号的缓冲器中得到的；为至少两个GPS卫星分别对其接收导航消息的相干抽样值与n个最近的期望符号进行相关，提供各个时延的相干相关结果的装置；将下一个期望符号移入各个相关寄存器的装置；以及在第一个累加周期内为各个时延累加相干相关结果，提供各个时延的质量指示的装置。
34.如权利要求33所述的系统进一步包括将相干相关结果转化为与各个时延相关的功率值的装置；将累加的相干相关结果复位的装置；以及在第二个累加周期内累加各个时延对应的功率值，提供各个时延质量指示的装置。
35.如权利要求31所述的系统，进一步包括根据GPS定时信息调整GPS接收机定时参考的装置；以及根据GPS接收机定时参考确定移动台位置的装置。
36.如权利要求31所述的系统，其中捕获GPS卫星的装置进一步包括从多个GPS卫星中接收传输的装置；根据接收到的传输值将GPS接收机的定时与第一个捕获到的GPS卫星的导航消息的边界进行同步，提供第一个定时同步参考的装置；根据第一个定时同步参考为其它GPS卫星调整期望定时的装置；根据各自的期望定时捕获其它的GPS卫星的装置。
37.如权利要求36所述的系统，其中辅助信息包括一个辅助时间参考和星历表信息，并且进一步包括根据辅助时间参考初始化GPS接收机定时的装置；根据星历表信息和辅助时间参考确定GPS卫星捕获参数的装置；以及根据GPS卫星捕获参数捕获第一个捕获到的GPS卫星的装置。
全文摘要
提供一种确定GPS定时的方法、系统和移动台，它通过收集一个或多个(多个更适合)捕获卫星的发射信号能量来确定单个定时值，可以增加灵敏度。另外，接收机设备可以使用来自每个卫星的全部导航消息来获取定时信息，这样可以进一步增加灵敏度，同时也可能消除掉必须等待GPS卫星传输中接收到周时(TOW)域的等待时间。为了实现这一目的，采取的方式是把一个时延度量最大化，该时延度量是根据期望的(从某些资源中提前知道的)导航符号和捕获到的卫星实际的(接收到的)导航符号而建立的。因此，在GPS卫星的信号质量很差的不利条件下也可能获取位置方位。此外，依照本发明获取的定时信息不需要GPS和通信网时间之间存在定时关系。
文档编号G01S1/00GK1419654SQ01807009
公开日2003年5月21日 申请日期2001年1月19日 优先权日2000年1月21日
发明者L·S·布勒鲍姆 申请人:艾利森公司