专利名称：全球定位系统装置,方法及使用全球定位系统的交通工具的制作方法
技术领域：
本发明是关于全球定位系统，特别是关于可用于全球定位系统的装置、 方法及使用全球定位系统的交通工具。
背景技术：
全球定位系统(Global Positioning System,以下简称为GPS)接收器通过接 收并处理来自GPS卫星的GPS信号中的信息来判断GPS接收器自身的位置、 速度以及时间，GPS卫星是由美国政府设置在地球周围轨道的卫星。对于所 有的卫星来说，来自每个卫星的GPS信号所承载的用于卫星空间位置以及载 波频率传送时间的数据都是相同的。来自每个卫星的数据覆盖着伪随机噪声 (pseudo-random noise)码，伪随机噪声码用于识别卫星。GPS接收器利用识别 伪随机噪声码来识别来自至少四个卫星的GPS信号，并且通过利用每个卫星 的信号到达接收器的相对时间、来自卫星的空间位置以及传送时间来解同步 方程，以判断GPS接收器自身的位置、速度以及时间。
举例来说，假设GPS接收器每1秒找到并更新其自身的位置一次。如果 GPS接收器的移动速度过快，就不能实时地对其自身进行定位。如果需要实 时地对该GPS接收器进行定位，则需要增加其位置定位频率，例如，GPS接 收器每0.1秒定位并更新一次。但是更新的频率增加的同时也会增加电力的消 耗。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供了一种全球定位系统装置及其方法以及使用全球定位系统的交通工具。
本发明提供了一种全球定位系统装置，包含天线以及基带单元。天线， 用以接收无线信号群组。基带单元，用以处理该无线信号群组以产生位置信 号。位置信号在每一时间间隔被更新，且时间间隔的持续时间动态地改变。
本发明另提供了一种用于全球定位系统装置的方法，接收无线信号群组。 处理无线信号群组以产生位置信号。在每一时间间隔更新位置信号，且时间 间隔的持续时间动态地改变。
本发明另提供了一种用于提供方向信号至所述的全球定位系统装置的交 通工具。基带单元根据处理结果以及方向信号产生位置信号。
本发明提供的全球定位系统装置及其方法以及使用全球定位系统的交通 工具，通过动态地改变全球定位系统装置的时间间隔的持续时间，可以实时 地对其自身进行定位，并可减少系统电力的消耗。
图1为本发明一实施例的全球定位系统装置的示意图。
图2A为对应于基带单元122在1秒周期内产生的位置信号与全球定位系 统装置100的移动速度的映射函数的示意图。
图2B为对应于基带单元122在1秒周期内产生的位置信号与全球定位系 统装置100的移动速度的另一映射函数的示意图。
图3为对应于基带单元122在1秒周期内产生的位置信号与卫星数目的 映射函数的示意图。
图4A为全球定位系统装置移动路径的示意图。
图4B为对应于基带单元122在1秒周期内产生的位置信号与只有一个路 径的映射函数的示意图。
图4C为对应于基带单元122在1秒周期内产生的位置信号与只有一个路 径的另一映射函数的示意图。图5为对应于基带单元122在1秒周期内产生的位置信号与电池剩余电 量的映射函数的示意图。
具体实施方式
图l为本发明一实施例的全球定位系统(Global Positioning System,以下 简称为GPS)装置的示意图。GPS装置100包含天线121以及基带单元122。 天线121用以接收无线信号群组。在本实施例中，天线121持续接收由卫星 111 114提供的无线信号群组。在某些实施例中，天线121可根据控制信号(图 中未标示)来决定是否接收无线信号群组。控制信号是由基带单元122或其它 模块提供。当控制信号被激活时，天线121接收无线信号群组。当控制信号 为非激活状态时，天线121不接收无线信号群组。基带单元122处理无线信 号群组以产生位置信号Sl。在每个时间间隔，位置信号都会被更新。时间间 隔的持续期间动态地改变以控制在1秒的周期内基带单元122产生的位置信 号Sl的次数，或GPS装置100的位置定位频率。在本实施例中，时间间隔的 持续时间是根据GPS装置100的移动速度或移动方向、GPS装置100的剩余 电量、或卫星的数目来改变。例如，根据由基带单元122产生的两组位置信号可得到GPS装置100的 移动速度。当GPS装置100的移动速度超过默认值时，时间间隔的持续时间 将减小以更快地得到GPS装置100的位置信息。图2A为对应于基带单元122 在1秒周期内产生的位置信号与GPS装置100的移动速度的映射函数的示意 图。当GPS装置100的移动速度超过100千米/小时，在1秒周期内，基带单 元122产生10次位置信号。换句话说，基带单元122每0.1秒会产生一次位 置信号。因此，GPS装置100的位置定位频率为10Hz。当GPS装置100的移 动速度大致为50千米/小时，在1秒周期内，基带单元122产生5次位置信号。 换句话说，基带单元122每0.2秒产生一次位置信号。因此，GPS装置100 的位置定位频率为5Hz。总的来说，GPS装置100的移动速度越快，基带单元122产生的位置信号的位置定位频率越高。图2B为对应于基带单元122在 1秒周期内产生的位置信号与GPS装置100的移动速度的另一映射函数的示 意图。当GPS装置100的移动速度小于默认值，例如20千米/小时，在l秒 周期内，基带单元122产生1次位置信号。在某些实施例中，时间间隔的持续时间对应于无线信号群组的强度。当 通过两个卫星提供无线信号群组时，基带单元122不能产生位置信号S^。因 此，时间间隔的持续时间增加以减少电力的消耗。图3为对应于基带单元122 在1秒周期内产生的位置信号与卫星数目的映射函数的示意图。提供无线信 号群组的卫星数目越多，无线信号群组的强度越大。当通过四个卫星提供无 线信号群组时，在i秒周期内，基带单元122产生IO次位置信号。因此，GPS装置IOO的位置定位频率为10Hz。当通过两个卫星提供无线信号群组时，基 带单元122停止产生位置信号。因此，GPS装置100的位置定位频率为0Hz。 在某些实施例中，当通过两个卫星提供无线信号群组时，基带单元122在较 长时间间隔内产生一次位置信号。换句话说，GPS装置100的位置定位频率 为大于OHz的最小频率。如图1所示，GPS装置100进一步包含射频单元123，导航单元124，地 图单元125，以及处理单元126。在某些实施例中，GPS装置IOO根据用户的 需要选择性地包含射频单元123，导航单元124，地图单元125，以及处理单 元126中的一个或其组合或其部分组合。射频单元123耦接在天线121以及基带单元122之间，用以转换无线信 号群组。基带单元122接收通过射频单元123产生的转换信号以产生位置信 号。因为基带单元122通过时间间隔产生位置信号SL，所以射频单元123通 过此时间间隔产生转换信号。在本实施例中，当接收到由基带单元122所提 供的控制信号SC1时，射频单元123转换无线信号群组以产生转换信号SST。导航单元124根据位置信号SL以及由地图单元125提供的地图信息SD 在显示面板(图中未显示)上显示GPS装置100的位置。显示面板不仅显示地图，也显示GPS装置100的位置。因此，用户可以实时地获得GPS装置100 的移动路径。当GPS装置100沿特定路径移动时，例如沿着直线路径或曲线路径移动， 导航单元124提供控制信号Sc2到基带单元122以改变时间间隔的持续时间。 图4A为全球定位系统装置移动路径的示意图。假设使用GPS装置100的交 通工具沿着图4A中箭头所指的方向移动。因为移动路径是受到限制的，所以移动的路径可以被分为多个段。例如，移动的路径可被分为开始段P1，中间 段P2，以及结束段P3。在开始段P1， GPS装置100的移动方向改变的可能性逐渐减小，所以基 带单元122在1秒周期内产生位置信号的次数逐渐减小，或时间间隔的持续 时间逐渐增加。因此，GPS装置100的位置定位频率逐渐减小。在中间段P2， GPS装置100移动方向改变的可能性较低，所以基带单元122在1秒周期内 产生位置信号的次数保持在一个默认值，从而减小了 GPS装置100的位置定 位频率。在某些实施例中，在这种情况下，基带单元122停止产生位置信号。 因此，GPS装置100的位置定位频率为零。在结束段P3， GPS装置100的移 动方向改变的可能性逐渐增加，所以基带单元122在1秒周期内产生位置信 号的次数逐渐增加，或时间间隔的持续时间逐渐减小。因此，GPS装置100 的位置定位频率逐渐增加以获得GPS装置100的准确位置信息。图4B为对应于基带单元122在1秒周期内产生的位置信号与只有一个路 径的映射函数的示意图。在开始段P1， GPS装置100的位置定位频率逐渐从 10Hz减小为2Hz。在中间段P2， GPS装置IOO移动方向改变的可能性较低， 因此，装置100的位置定位频率保持为2Hz。在结束段P3，因为GPS装置100 移动方向改变的可能性较高，位置信号的产生频率增加。因此，GPS装置IOO 的位置定位频率逐渐从2Hz增加为10Hz。图4C为对应于基带单元122在1秒周期内产生的位置信号与只有一个路 径的另一映射函数的示意图。图4C与图4B相似，不同点在于，在中间段P2，GPS装置100的位置定位频率并不是保持不变的。如图4C所示，当GPS装 置100移动到中间段P2的开始段，GPS装置100的位置定位频率保持为2Hz， 并且接下来GPS装置100的位置定位频率减小到0Hz。当GPS装置100移动 到中间段P2的结束段，GPS装置100的位置定位频率从OHz增加为2Hz。通过地图单元125(如图1所示)提供的地图信息，沿着特定路径移动的汽 车的位置可通过VxT来判断，其中V为汽车的速度且T为时间周期。汽车的 速度可通过汽车上配置的速度检测器来获得。V可以是关于时间的函数。艮卩， V可以随着时间的变化而变化。汽车移动的总的路径为AVxAt的积分。因此， 在这种情况下不需要进行位置定位，且位置定位频率可以为OHz。在另一个实施例中，如果一个物体(例如一辆汽车)以恒速度Vc移动，总 的移动路径为Vc xT。例如，某些汽车在巡游模式(cruisemode)下具有恒速度。 也就是说，在这种模式下，除非用户刹车，汽车会以恒速度移动。当汽车在 恒速度的巡游模式下移动时，恒速度信号可以被发送给GPS装置100，且GPS 装置100停止从卫星进行位置定位。GPS装置100在汽车进入恒速度巡游模 式前获得恒速度Vc。恒速度Vc通过先前的位置定位信息来决定。GPS装置 100根据恒速度Vc、消耗时间T、以及地图信息来判断汽车的位置。如果用 户解除恒速度巡游模式，则GPS装置100重新开始从卫星进行位置定位。在某些实施例中，GPS装置100的位置定位频率根据GPS装置100的电 池的剩余电量(图中未显示)来决定。如图1所示，处理单元126检测电池的剩 余电量。时间间隔的持续时间根据检测结果而改变。当电池的剩余电量超过 默认值时，时间间隔的持续时间减小。相似的，如果电池的剩余电量低于默 认值，时间间隔的持续时间延长。如果用户不想降低位置定位频率，则用户 可以选择关闭此功能，而使位置定位频率在电池的剩余电量较低的情况下仍 然保持先前的频率。图5为对应于基带单元122在1秒周期内产生的位置信号与电池剩余电 量的映射函数的示意图。当电池的剩余电量为75%时，基带单元122在1秒周期内产生10次位置信号，或基带单元122每0.1秒产生一次位置信号。因 此，GPS装置100的位置定位频率为10Hz。当电池的剩余电量为25%时，基 带单元122在1秒周期内产生2次位置信号，或基带单元122每0.5秒产生一 次位置信号。因此，GPS装置100的位置定位频率为2Hz。总的来说，在1秒周期内产生位置信号的次数并不是固定的。GPS装置 100的时间间隔的持续时间可以通过GPS装置100的移动速度、移动方向、 电池的剩余电量、以及无线信号群组的强度的至少其中一个来决定。例如， 如果GPS装置100的移动速度、电池的剩余电量、以及无线信号群组的强度 均低于其各自的默认值，则通过基带单元所产生位置信号的次数将减少，或 时间间隔的持续时间将增加。因此，由于位置定位频率降低，所以电能消耗 也降低。本发明中所称的"默认值" 一词并不是某一特定的固定值，"默认值"可 根据不同的实施例以及不同的实际需求预先设定。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何 所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的范围内，可以做一些改动， 因此本发明的保护范围应与权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种全球定位系统装置，其特征在于，该全球定位系统装置包含天线，用以接收无线信号群组；以及基带单元，用以处理所述的无线信号群组以产生位置信号，其中该位置信号在每一时间间隔被更新，以及该时间间隔的持续时间动态地改变。
2. 如权利要求1所述的全球定位系统装置，其特征在于，所述的时间间隔的持续时间根据所述的全球定位系统装置的移动速度动态地改变。
3. 如权利要求2所述的全球定位系统装置，其特征在于，当所述的全球定 位系统装置的所述的移动速度超过默认值时，所述的时间间隔的持续时间减 小。
4. 如权利要求1所述的全球定位系统装置，其特征在于，该全球定位系统 装置进一步包含电池，其中所述的时间间隔的持续时间根据所述的全球定位 系统装置的电池的剩余电量动态地改变。
5. 如权利要求4所述的全球定位系统装置，其特征在于，当所述的电池的 剩余电量超过默认值时，所述的时间间隔的持续时间减小。
6. 如权利要求1所述的全球定位系统装置，其特征在于，所述的无线信号 群组是由至少两个卫星提供。
7. 如权利要求6所述的全球定位系统装置，其特征在于，当所述的多个卫 星的数目超过默认值时，所述的时间间隔的持续时间减少。
8. 如权利要求1所述的全球定位系统装置，其特征在于，该全球定位系统 装置进一步包含导航单元，根据所述的位置信号以及地图信息提供控制信号 到所述的基带单元。
9. 如权利要求8所述的全球定位系统装置，其特征在于，所述的时间间隔 的持续时间根据所述的控制信号动态地改变。
10. —种用于提供方向信号到如权利要求1所述的全球定位系统装置的交2通工具，其特征在于，所述的基带单元根据所述的处理结果以及所述的方向 信号产生所述的位置信号。
11. 一种用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，该用于全球定位系 统装置的方法包含接收无线信号群组；处理所述的无线信号群组以产生位置信号；以及在每一时间间隔更新所述的位置信号，其中所述的时间间隔的持续时间 动态地改变。
12. 如权利要求11所述的用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，根 据所述的全球定位系统装置的移动速度动态地改变所述的时间间隔的持续时 间。
13. 如权利要求12所述的用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，当 所述的全球定位系统装置的所述的移动速度超过默认值时，减少所述的时间 间隔的持续时间。
14. 如权利要求11所述的用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，根 据所述的全球定位系统装置的电池的剩余电量动态地改变所述的时间间隔的 持续时间。
15. 如权利要求14所述的用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，当 所述的电池的剩余电量超过默认值时，减小所述的时间间隔的持续时间。
16. 如权利要求11所述的用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，所 述的无线信号群组是由至少两个卫星提供。
17. 如权利要求16所述的用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，根 据所述的多个卫星的数目动态地改变所述的时间间隔的持续时间。
18. 如权利要求17所述的用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，当 所述的多个卫星的所述的数目超过默认值时，减少所述的时间间隔的持续时 间。
19. 如权利要求11所述的用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，根 据所述的全球定位系统装置的移动路径动态地改变所述的时间间隔的持续时 间。
20. 如权利要求19所述的用于全球定位系统装置的方法，其特征在于，当所述的全球定位系统装置沿着单一方向移动时，减小所述的时间间隔的持续 时间。
全文摘要
本发明提供了一种全球定位系统装置，包含天线以及基带单元。天线用以接收无线信号群组。基带单元，用以处理无线信号群组以产生位置信号。位置信号在每一时间间隔被更新，且时间间隔的持续时间动态地改变。本发明提供的全球定位系统装置及其方法以及使用全球定位系统的交通工具，通过动态地改变全球定位系统装置的时间间隔的持续时间，可以实时对其自身进行定位，并可减少系统电力的消耗。
文档编号G01S19/48GK101299064SQ20071014668
公开日2008年11月5日 申请日期2007年8月24日 优先权日2007年4月30日
发明者徐肇捷, 陈泓辉, 黄鹏全 申请人:联发科技股份有限公司