专利名称：全球卫星定位系统数据记录装置及其相关方法
技术领域：
本发明涉及GPS数据记录装置及其相关方法，特别是涉及可储存GPS 数据并重复播放的GPS数据记录装置及其相关方法。
背景技术：
全3求卫星定位系统(Global Positioning System, GPS)由美国政府所 开发，整个系统可大致上分成下列三个部分太空卫星部分、地面管制部分 以及使用者接收机。太空卫星部分由24颗卫星所组成，分成六个轨道，运 行于约20200公里的高空，绕行地球一周约12小时。每个卫星均持续着发 射载有卫星轨道数据及时间的无线电波，提供地球上的各种接收机来应用。 地面管制部分为了追踪及控制上述卫星运转所设置的地面管制站，主要工作 为负责修正与维护每个卫星能保持正常运转的各项参数数据，以确保每个卫 星都能提供正确的信息给使用者接收机来接收。使用者接收机用以追踪所有 的GPS卫星，并实时地计算出接收机所在位置的坐标、移动速度及时间。一 般民间所能拥有及应用的系统就是使用者接收机的部分。其计算原理为 每个太空卫星在运行时，任一时刻都有一个坐标值来代表其位置所在(已知 值)，接收机所在的位置坐标为未知值，而太空卫星的信息在传送过程中所 需耗费的时间可经由比对卫星时钟与接收机内的时钟来计算，将此时间差值 乘以电波传送速度(一般定为光速)，就可计算出太空卫星与使用者接收机间 的距离，如此就可依三角向量关系得到一个相关的方程式。 一般的接收机就 是依上述原理来计算出所在位置的坐标数据，每接收到一颗卫星就可列出一 个相关的方程式，因此在至少收到三颗卫星后，即可计算出平面坐标(经炜 度)值，收到四颗则加上高程值，五颗以上还可提高准确度，这就是GPS的 基本定位原理。更详细的GPS技术内容可参阅各卫星导航制造商所提供的 GPS手册。除了车用导航系统之外，GPS也逐渐使用在其它的电子产品上，因此GPS 数据的测量及根据GPS数据的实验成为各家厂商的重要课题。 一般而言，已知做法多是以GPS仿真系统编写出GPS信号数据。然而，真实世界的GPS信 号受到各式各样的影响及干扰， 一般GPS仿真系统所能仿真的范围有限，故 由仿真系统所产生的GPS信号与真实世界的GPS信号间存有不小的差异。发明内容因此本发明的目的之一为提供一种GPS数据记录装置，其可储存GPS 数据，并在需要时读取储存的GPS数据。本发明的实施例披露了一种GPS数据记录装置，包括 一储存装置；以 及一处理电路，耦接至该储存装置，该处理电路包括 一取样器，用以对一 GPS数据进行取样；以及， 一打包处理器，用以对该取样后的GPS数据进行 打包处理，以产生一数据包，该打包处理器也可对该数据包进行解包处理； 其中，该数据包储存于该储存装置。本发明还披露了一种GPS数据记录方法，包含取得至少一GPS数据； 对该GPS数据进行取样；将取样后的该GPS数据进行打包处理以产生一数据 包；以及储存该数据包。
图1示出了根据本发明的一实施例的GPS数据记录装置的电路图。 图2示出了图1中所示的处理电路的一实施例。附图符号说明100 GPS数据记录装置103处理电^各105储存装置107射频模拟前端模块109基频电^各113车速检测模块115同步秒脉冲模块117惯性导航系统200 FPGA电路201取样模块203打包处理器 205总线207静态随机存取存储器 209 DDR控制器 211动态随机存取存储器 213 FPGA控制器具体实施方式
在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术 人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明 书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能 上的差异来作为区分的准则。在整篇说明书及权利要求中所提及的"包含" 为一开放式的用语，故应解释成"包含但不限定于"。以外，"耦接" 一词在 此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接 于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其 它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。图1示出了根据本发明的一实施例的GPS数据记录装置100的电路图。 如图1所示，GPS数据记录装置100包含一处理电路103以及一储存装置105。 处理电路103耦接至储存装置105,用以将收到的GPS数据储存至储存装置 105，也可自储存装置105读取GPS数据并传输。在一实施例中，处理电路 103将GPS数据转换成数据包的形态储存在储存装置105,并可自储存装置 105读取数据包并还原成原始GPS数据。而在另一实施例中，处理电路103 对GPS数据进行取样后，再储存至储存装置105。处理电路103可耦接至一射频模拟前端模块(RF AFE) 107以及一基频电 路(Baseband) 109。射频模拟前端模块107接收GPS射频信号RF并将GPS 射频信号RF转换成一 GPS数据，其中此GPS数据可载于一中频(IF)信号上， 而处理电路103接收GPS数据并将其储存至储存装置105。基频电路109耦 接于处理电路103，用来处理来自处理电路103的GPS数据。由于射频模拟 前端模块107以及基频电路109的操作及结构属于已知技术的范畴，故在此 不再赘述。除了 GPS数据之外，储存装置1Q5也可储存其它外部定位辅助信息。举例而言，GPS数据记录装置IOO可还包含一接收单元111，其耦接至储存装 置105，用以接收外部定位辅助信息并将外部定位辅助信息储存至储存装置 105。在此实施例中，接收单元111可耦接至一车速检测模块113、 一同步秒 脉冲模块(PPS) 115或是一惯性导航系统117。车速检测模块113可为检测轮 胎转速的模块如Wheel Tic等。同步秒脉冲才莫块115可用以提供精准的脉沖 信号，而惯性导航系统117可为陀螺仪或加速仪等， 一般在被定位目标失去 信号时协助定位。这些装置所提供的外部定位辅助信息可储存至储存装置 105,并与GPS数据一起被读出并处理。接收单元111也可整合至处理电路 103中。通过上述系统，可记录真实的GPS数据(利用处理电路103将GPS数据 储存至储存装置105),并在需要时将其播放出来(利用处理电路103将GPS 数据从储存装置读取出来，并传输至基频处理电路109作处理)。理所当然 的，记录的GPS数据可不断重复播放。如此一来，可记录不同时间地点的GPS 数据，并重复播放以做不同的测试，藉此可大幅增加测试GPS相关组件时的 方便性和可重复性。图2示出了图1中所示的处理电路103的一实施例。如图2所示，处理 电路103包含一FPGA (Field Programmable Gate Array,现场可程序逻辑 门阵列)电路200、 一动态随机存取存储器(DRAM) 211以及一 FPGA控制器 213。 FPGA电路200包含一取样模块201、 一打包处理器203、 一总线205、 一静态随机存取存储器(SRAM) 207，以及一DDR控制器209。 FPGA控制器213 具有一句柄以控制FPGA电路200的操作。取样模块201用以对射频模拟前 端模块107输出的GPS数据进行取样，经取样后的GPS数据再由打包处理器 203处理以产生数据包，最后数据包会被储存至储存装置105，当要使用GPS 数据时，打包处理器203可将数据包进行解包操作，以还原GPS数据。静 态随机存取存储器207作为FPGA电路200将数据包储存至储存装置105时 以及自储存装置105解包时的緩冲器。动态随机存取存储器211作为数据包 被还原成GPS数据后，欲输出时的緩冲器。DDR控制器209则用以控制动态 随机存取存储器211。在此实施例中，打包处理器203使用总线205跟静态 随机存取存储器207以及DDR控制器209作沟通与传输，但并非用以限定本 发明，而静态随机存取存储器207以及动态随机存取存储器211也可依成本 或设计考虑而被省略。须注意的是，图2仅简示一些主要组件， 一些本领域技术人员可轻易得知的详细组件并未示出。举例来说，取样器201和射频模 拟前端模块107之间可具有一连接器连接两组件，而静态随机存取存储器 207和储存装置105之间可具有一 USB接口和一 USB控制器以作为传输数据 之用。图2所示的电路仅用以举例，并非用以限定本发明，本领域技术人员可 利用其它电路结构而实现相同的功效，其也在本发明的范围之内。根据上述的电路，可记录真实的GPS数据，并在需要时重复播放GPS数 据，可用来在实验室测试GPS接收器等组件，不须到实验室外实测，大幅增 加了测试GPS相关组件的便利性。而且，不需要使用昂贵的GPS仿真系统编 写与实际环境信号有差异的GPS数据，不仅可节省成本,.也可减少编写的仿 真GPS数据和真实的GPS数据的误差。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变 化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种GPS数据记录装置，包含一储存装置；以及一处理电路，耦接至该储存装置，用以对至少一GPS数据进行取样后，再将其储存至该储存装置。
2. 如权利要求1所述的GPS数据记录装置，其中该处理电路可自该储 存装置读取该GPS数据。
3. 如权利要求2所述的GPS数据记录装置，其中， 一基频电路，耦接 于该处理电路，用来处理该处理电路所输出的该GPS数据。
4. 如权利要求1所述的GPS数据记录装置，还包含一射频模拟前端模 块，耦接至该处理电路，用以接收一GPS射频信号以转换成该GPS数据。
5. 如权利要求1所述的GPS数据记录装置，其中该处理电路包括 一取样器，用以对该GPS数据进行取样。
6. 如权利要求5所述的GPS数据记录装置，其中该处理电路还包括 一打包处理器，用以对取样后的该GPS数据进行打包处理，以及对打包处理后的该GPS数据进行解包处理。
7. 如权利要求1所述的GPS数据记录装置，还包含一接收单元，耦接 至该储存装置，用以接收外部定位辅助信息并将该外部定位辅助信息储存至 该储存装置。
8. 如权利要求7所述的GPS数据记录装置，其中该外部定位辅助信息 来自 一车速检测模块、 一同步秒脉冲模块或一惯性导航系统。
9. 一种GPS数据记录装置，包含 一储存装置；以及一处理电路，耦接至该储存装置，该处理电路包括 一取样器，用以对一GPS数据进行取样；以及一打包处理器，用以对该取样后的GPS数据进行打包处理，以产生一数 据包，该打包处理器也可对该数据包进行解包处理； 其中，该数据包储存于该储存装置。
10. 如权利要求9所述的GPS数据记录装置，还包含一射频模拟前端模 块，耦接至该处理电路，用以接收一GPS射频信号并将该GPS射频信号转换成该GPS数据。
11. 如权利要求9所述的GPS数据记录装置，其还包含 一基频电路，耦接于该处理电路，用来处理该处理电路解包后的该GPS数据。
12. 如权利要求9所述的GPS数据记录装置，还包含一接收单元，耦接 至该储存装置，用以接收外部定位辅助信息并将该外部定位辅助信息储存至 该储存装置。
13. 如权利要求12所述的GPS数据记录装置，其中该外部定位辅助信 息来自一车速检测模块、 一同步秒脉冲(pps)模块或一惯性导航系统。
14. 一种GPS数据记录方法，包含 取得至少一GPS数据；对该GPS数据进行取样；将取样后的该GPS数据进行打包处理以产生一数据包；以及 储存该数据包。
15. 如权利要求14所述的GPS数据记录方法，还包含 读取储存的该数据包；以及对该数据包进行解包后输出。
16. 如权利要求14所述的GPS数据记录方法，还包含 将一 GPS射频信号转换成该GPS数据。
17. 如权利要求14所述的GPS数据记录方法，还包含 接收外部定位辅助信息并储存该外部定位辅助信息。
18. 如权利要求17所述的GPS数据记录方法，其中该外部定位辅助信 息来自 一车速检测模块、 一同步秒脉沖模块或一惯性导航系统。
全文摘要
一种GPS数据记录装置，包括一储存装置；以及一处理电路，耦接至该储存装置，该处理电路包括一取样器，用以对一GPS数据进行取样；以及，一打包处理器，用以对该取样后的GPS数据进行打包处理，以产生一数据包，该打包处理器也可对该数据包进行解包处理；其中，该数据包储存于该储存装置。
文档编号G01S19/13GK101334466SQ20071012706
公开日2008年12月31日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者安德烈·波契可夫斯基, 尼克莱·米凯洛夫, 歇尔给·波斯皮洛夫, 甘秉鑫, 贾比杰, 黄俊明 申请人:晨星半导体股份有限公司