專利名稱：全球定位系統(tǒng)裝置,方法及使用全球定位系統(tǒng)的交通工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于全球定位系統(tǒng)，特別是關(guān)于可用于全球定位系統(tǒng)的裝置、 方法及使用全球定位系統(tǒng)的交通工具。
背景技術(shù)：
全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,以下簡稱為GPS)接收器通過接 收并處理來自GPS衛(wèi)星的GPS信號中的信息來判斷GPS接收器自身的位置、 速度以及時間，GPS衛(wèi)星是由美國政府設(shè)置在地球周圍軌道的衛(wèi)星。對于所 有的衛(wèi)星來說，來自每個衛(wèi)星的GPS信號所承載的用于衛(wèi)星空間位置以及載 波頻率傳送時間的數(shù)據(jù)都是相同的。來自每個衛(wèi)星的數(shù)據(jù)覆蓋著偽隨機噪聲 (pseudo-random noise)碼，偽隨機噪聲碼用于識別衛(wèi)星。GPS接收器利用識別 偽隨機噪聲碼來識別來自至少四個衛(wèi)星的GPS信號，并且通過利用每個衛(wèi)星 的信號到達接收器的相對時間、來自衛(wèi)星的空間位置以及傳送時間來解同步 方程，以判斷GPS接收器自身的位置、速度以及時間。
舉例來說，假設(shè)GPS接收器每1秒找到并更新其自身的位置一次。如果 GPS接收器的移動速度過快，就不能實時地對其自身進行定位。如果需要實 時地對該GPS接收器進行定位，則需要增加其位置定位頻率，例如，GPS接 收器每0.1秒定位并更新一次。但是更新的頻率增加的同時也會增加電力的消 耗。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種全球定位系統(tǒng)裝置及其方法以及使用全球定位系統(tǒng)的交通工具。
本發(fā)明提供了一種全球定位系統(tǒng)裝置，包含天線以及基帶單元。天線， 用以接收無線信號群組?；鶐卧?，用以處理該無線信號群組以產(chǎn)生位置信 號。位置信號在每一時間間隔被更新，且時間間隔的持續(xù)時間動態(tài)地改變。
本發(fā)明另提供了一種用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，接收無線信號群組。 處理無線信號群組以產(chǎn)生位置信號。在每一時間間隔更新位置信號，且時間 間隔的持續(xù)時間動態(tài)地改變。
本發(fā)明另提供了一種用于提供方向信號至所述的全球定位系統(tǒng)裝置的交 通工具?；鶐卧鶕?jù)處理結(jié)果以及方向信號產(chǎn)生位置信號。
本發(fā)明提供的全球定位系統(tǒng)裝置及其方法以及使用全球定位系統(tǒng)的交通 工具，通過動態(tài)地改變?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)裝置的時間間隔的持續(xù)時間，可以實時 地對其自身進行定位，并可減少系統(tǒng)電力的消耗。


圖1為本發(fā)明一實施例的全球定位系統(tǒng)裝置的示意圖。
圖2A為對應(yīng)于基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與全球定位系 統(tǒng)裝置100的移動速度的映射函數(shù)的示意圖。
圖2B為對應(yīng)于基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與全球定位系 統(tǒng)裝置100的移動速度的另一映射函數(shù)的示意圖。
圖3為對應(yīng)于基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與衛(wèi)星數(shù)目的 映射函數(shù)的示意圖。
圖4A為全球定位系統(tǒng)裝置移動路徑的示意圖。
圖4B為對應(yīng)于基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與只有一個路 徑的映射函數(shù)的示意圖。
圖4C為對應(yīng)于基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與只有一個路 徑的另一映射函數(shù)的示意圖。圖5為對應(yīng)于基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與電池剩余電 量的映射函數(shù)的示意圖。
具體實施方式
圖l為本發(fā)明一實施例的全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,以下 簡稱為GPS)裝置的示意圖。GPS裝置100包含天線121以及基帶單元122。 天線121用以接收無線信號群組。在本實施例中，天線121持續(xù)接收由衛(wèi)星 111 114提供的無線信號群組。在某些實施例中，天線121可根據(jù)控制信號(圖 中未標示)來決定是否接收無線信號群組。控制信號是由基帶單元122或其它 模塊提供。當控制信號被激活時，天線121接收無線信號群組。當控制信號 為非激活狀態(tài)時，天線121不接收無線信號群組?；鶐卧?22處理無線信 號群組以產(chǎn)生位置信號Sl。在每個時間間隔，位置信號都會被更新。時間間 隔的持續(xù)期間動態(tài)地改變以控制在1秒的周期內(nèi)基帶單元122產(chǎn)生的位置信 號Sl的次數(shù)，或GPS裝置100的位置定位頻率。在本實施例中，時間間隔的 持續(xù)時間是根據(jù)GPS裝置100的移動速度或移動方向、GPS裝置100的剩余 電量、或衛(wèi)星的數(shù)目來改變。例如，根據(jù)由基帶單元122產(chǎn)生的兩組位置信號可得到GPS裝置100的 移動速度。當GPS裝置100的移動速度超過默認值時，時間間隔的持續(xù)時間 將減小以更快地得到GPS裝置100的位置信息。圖2A為對應(yīng)于基帶單元122 在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與GPS裝置100的移動速度的映射函數(shù)的示意 圖。當GPS裝置100的移動速度超過100千米/小時，在1秒周期內(nèi)，基帶單 元122產(chǎn)生10次位置信號。換句話說，基帶單元122每0.1秒會產(chǎn)生一次位 置信號。因此，GPS裝置100的位置定位頻率為10Hz。當GPS裝置100的移 動速度大致為50千米/小時，在1秒周期內(nèi)，基帶單元122產(chǎn)生5次位置信號。 換句話說，基帶單元122每0.2秒產(chǎn)生一次位置信號。因此，GPS裝置100 的位置定位頻率為5Hz?？偟膩碚f，GPS裝置100的移動速度越快，基帶單元122產(chǎn)生的位置信號的位置定位頻率越高。圖2B為對應(yīng)于基帶單元122在 1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與GPS裝置100的移動速度的另一映射函數(shù)的示 意圖。當GPS裝置100的移動速度小于默認值，例如20千米/小時，在l秒 周期內(nèi)，基帶單元122產(chǎn)生1次位置信號。在某些實施例中，時間間隔的持續(xù)時間對應(yīng)于無線信號群組的強度。當 通過兩個衛(wèi)星提供無線信號群組時，基帶單元122不能產(chǎn)生位置信號S^。因 此，時間間隔的持續(xù)時間增加以減少電力的消耗。圖3為對應(yīng)于基帶單元122 在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與衛(wèi)星數(shù)目的映射函數(shù)的示意圖。提供無線信 號群組的衛(wèi)星數(shù)目越多，無線信號群組的強度越大。當通過四個衛(wèi)星提供無 線信號群組時，在i秒周期內(nèi)，基帶單元122產(chǎn)生IO次位置信號。因此，GPS裝置IOO的位置定位頻率為10Hz。當通過兩個衛(wèi)星提供無線信號群組時，基 帶單元122停止產(chǎn)生位置信號。因此，GPS裝置100的位置定位頻率為0Hz。 在某些實施例中，當通過兩個衛(wèi)星提供無線信號群組時，基帶單元122在較 長時間間隔內(nèi)產(chǎn)生一次位置信號。換句話說，GPS裝置100的位置定位頻率 為大于OHz的最小頻率。如圖1所示，GPS裝置100進一步包含射頻單元123，導(dǎo)航單元124，地 圖單元125，以及處理單元126。在某些實施例中，GPS裝置IOO根據(jù)用戶的 需要選擇性地包含射頻單元123，導(dǎo)航單元124，地圖單元125，以及處理單 元126中的一個或其組合或其部分組合。射頻單元123耦接在天線121以及基帶單元122之間，用以轉(zhuǎn)換無線信 號群組?；鶐卧?22接收通過射頻單元123產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換信號以產(chǎn)生位置信 號。因為基帶單元122通過時間間隔產(chǎn)生位置信號SL，所以射頻單元123通 過此時間間隔產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號。在本實施例中，當接收到由基帶單元122所提 供的控制信號SC1時，射頻單元123轉(zhuǎn)換無線信號群組以產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號SST。導(dǎo)航單元124根據(jù)位置信號SL以及由地圖單元125提供的地圖信息SD 在顯示面板(圖中未顯示)上顯示GPS裝置100的位置。顯示面板不僅顯示地圖，也顯示GPS裝置100的位置。因此，用戶可以實時地獲得GPS裝置100 的移動路徑。當GPS裝置100沿特定路徑移動時，例如沿著直線路徑或曲線路徑移動， 導(dǎo)航單元124提供控制信號Sc2到基帶單元122以改變時間間隔的持續(xù)時間。 圖4A為全球定位系統(tǒng)裝置移動路徑的示意圖。假設(shè)使用GPS裝置100的交 通工具沿著圖4A中箭頭所指的方向移動。因為移動路徑是受到限制的，所以移動的路徑可以被分為多個段。例如，移動的路徑可被分為開始段P1，中間 段P2，以及結(jié)束段P3。在開始段P1， GPS裝置100的移動方向改變的可能性逐漸減小，所以基 帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生位置信號的次數(shù)逐漸減小，或時間間隔的持續(xù) 時間逐漸增加。因此，GPS裝置100的位置定位頻率逐漸減小。在中間段P2， GPS裝置100移動方向改變的可能性較低，所以基帶單元122在1秒周期內(nèi) 產(chǎn)生位置信號的次數(shù)保持在一個默認值，從而減小了 GPS裝置100的位置定 位頻率。在某些實施例中，在這種情況下，基帶單元122停止產(chǎn)生位置信號。 因此，GPS裝置100的位置定位頻率為零。在結(jié)束段P3， GPS裝置100的移 動方向改變的可能性逐漸增加，所以基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生位置信 號的次數(shù)逐漸增加，或時間間隔的持續(xù)時間逐漸減小。因此，GPS裝置100 的位置定位頻率逐漸增加以獲得GPS裝置100的準確位置信息。圖4B為對應(yīng)于基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與只有一個路 徑的映射函數(shù)的示意圖。在開始段P1， GPS裝置100的位置定位頻率逐漸從 10Hz減小為2Hz。在中間段P2， GPS裝置IOO移動方向改變的可能性較低， 因此，裝置100的位置定位頻率保持為2Hz。在結(jié)束段P3，因為GPS裝置100 移動方向改變的可能性較高，位置信號的產(chǎn)生頻率增加。因此，GPS裝置IOO 的位置定位頻率逐漸從2Hz增加為10Hz。圖4C為對應(yīng)于基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與只有一個路 徑的另一映射函數(shù)的示意圖。圖4C與圖4B相似，不同點在于，在中間段P2，GPS裝置100的位置定位頻率并不是保持不變的。如圖4C所示，當GPS裝 置100移動到中間段P2的開始段，GPS裝置100的位置定位頻率保持為2Hz， 并且接下來GPS裝置100的位置定位頻率減小到0Hz。當GPS裝置100移動 到中間段P2的結(jié)束段，GPS裝置100的位置定位頻率從OHz增加為2Hz。通過地圖單元125(如圖1所示)提供的地圖信息，沿著特定路徑移動的汽 車的位置可通過VxT來判斷，其中V為汽車的速度且T為時間周期。汽車的 速度可通過汽車上配置的速度檢測器來獲得。V可以是關(guān)于時間的函數(shù)。艮卩， V可以隨著時間的變化而變化。汽車移動的總的路徑為AVxAt的積分。因此， 在這種情況下不需要進行位置定位，且位置定位頻率可以為OHz。在另一個實施例中，如果一個物體(例如一輛汽車)以恒速度Vc移動，總 的移動路徑為Vc xT。例如，某些汽車在巡游模式(cruisemode)下具有恒速度。 也就是說，在這種模式下，除非用戶剎車，汽車會以恒速度移動。當汽車在 恒速度的巡游模式下移動時，恒速度信號可以被發(fā)送給GPS裝置100，且GPS 裝置100停止從衛(wèi)星進行位置定位。GPS裝置100在汽車進入恒速度巡游模 式前獲得恒速度Vc。恒速度Vc通過先前的位置定位信息來決定。GPS裝置 100根據(jù)恒速度Vc、消耗時間T、以及地圖信息來判斷汽車的位置。如果用 戶解除恒速度巡游模式，則GPS裝置100重新開始從衛(wèi)星進行位置定位。在某些實施例中，GPS裝置100的位置定位頻率根據(jù)GPS裝置100的電 池的剩余電量(圖中未顯示)來決定。如圖1所示，處理單元126檢測電池的剩 余電量。時間間隔的持續(xù)時間根據(jù)檢測結(jié)果而改變。當電池的剩余電量超過 默認值時，時間間隔的持續(xù)時間減小。相似的，如果電池的剩余電量低于默 認值，時間間隔的持續(xù)時間延長。如果用戶不想降低位置定位頻率，則用戶 可以選擇關(guān)閉此功能，而使位置定位頻率在電池的剩余電量較低的情況下仍 然保持先前的頻率。圖5為對應(yīng)于基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生的位置信號與電池剩余電 量的映射函數(shù)的示意圖。當電池的剩余電量為75%時，基帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生10次位置信號，或基帶單元122每0.1秒產(chǎn)生一次位置信號。因 此，GPS裝置100的位置定位頻率為10Hz。當電池的剩余電量為25%時，基 帶單元122在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生2次位置信號，或基帶單元122每0.5秒產(chǎn)生一 次位置信號。因此，GPS裝置100的位置定位頻率為2Hz。總的來說，在1秒周期內(nèi)產(chǎn)生位置信號的次數(shù)并不是固定的。GPS裝置 100的時間間隔的持續(xù)時間可以通過GPS裝置100的移動速度、移動方向、 電池的剩余電量、以及無線信號群組的強度的至少其中一個來決定。例如， 如果GPS裝置100的移動速度、電池的剩余電量、以及無線信號群組的強度 均低于其各自的默認值，則通過基帶單元所產(chǎn)生位置信號的次數(shù)將減少，或 時間間隔的持續(xù)時間將增加。因此，由于位置定位頻率降低，所以電能消耗 也降低。本發(fā)明中所稱的"默認值" 一詞并不是某一特定的固定值，"默認值"可 根據(jù)不同的實施例以及不同的實際需求預(yù)先設(shè)定。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以做一些改動， 因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)與權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種全球定位系統(tǒng)裝置，其特征在于，該全球定位系統(tǒng)裝置包含天線，用以接收無線信號群組；以及基帶單元，用以處理所述的無線信號群組以產(chǎn)生位置信號，其中該位置信號在每一時間間隔被更新，以及該時間間隔的持續(xù)時間動態(tài)地改變。
2. 如權(quán)利要求1所述的全球定位系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的時間間隔的持續(xù)時間根據(jù)所述的全球定位系統(tǒng)裝置的移動速度動態(tài)地改變。
3. 如權(quán)利要求2所述的全球定位系統(tǒng)裝置，其特征在于，當所述的全球定 位系統(tǒng)裝置的所述的移動速度超過默認值時，所述的時間間隔的持續(xù)時間減 小。
4. 如權(quán)利要求1所述的全球定位系統(tǒng)裝置，其特征在于，該全球定位系統(tǒng) 裝置進一步包含電池，其中所述的時間間隔的持續(xù)時間根據(jù)所述的全球定位 系統(tǒng)裝置的電池的剩余電量動態(tài)地改變。
5. 如權(quán)利要求4所述的全球定位系統(tǒng)裝置，其特征在于，當所述的電池的 剩余電量超過默認值時，所述的時間間隔的持續(xù)時間減小。
6. 如權(quán)利要求1所述的全球定位系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的無線信號 群組是由至少兩個衛(wèi)星提供。
7. 如權(quán)利要求6所述的全球定位系統(tǒng)裝置，其特征在于，當所述的多個衛(wèi) 星的數(shù)目超過默認值時，所述的時間間隔的持續(xù)時間減少。
8. 如權(quán)利要求1所述的全球定位系統(tǒng)裝置，其特征在于，該全球定位系統(tǒng) 裝置進一步包含導(dǎo)航單元，根據(jù)所述的位置信號以及地圖信息提供控制信號 到所述的基帶單元。
9. 如權(quán)利要求8所述的全球定位系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述的時間間隔 的持續(xù)時間根據(jù)所述的控制信號動態(tài)地改變。
10. —種用于提供方向信號到如權(quán)利要求1所述的全球定位系統(tǒng)裝置的交2通工具，其特征在于，所述的基帶單元根據(jù)所述的處理結(jié)果以及所述的方向 信號產(chǎn)生所述的位置信號。
11. 一種用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，該用于全球定位系 統(tǒng)裝置的方法包含接收無線信號群組；處理所述的無線信號群組以產(chǎn)生位置信號；以及在每一時間間隔更新所述的位置信號，其中所述的時間間隔的持續(xù)時間 動態(tài)地改變。
12. 如權(quán)利要求11所述的用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，根 據(jù)所述的全球定位系統(tǒng)裝置的移動速度動態(tài)地改變所述的時間間隔的持續(xù)時 間。
13. 如權(quán)利要求12所述的用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，當 所述的全球定位系統(tǒng)裝置的所述的移動速度超過默認值時，減少所述的時間 間隔的持續(xù)時間。
14. 如權(quán)利要求11所述的用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，根 據(jù)所述的全球定位系統(tǒng)裝置的電池的剩余電量動態(tài)地改變所述的時間間隔的 持續(xù)時間。
15. 如權(quán)利要求14所述的用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，當 所述的電池的剩余電量超過默認值時，減小所述的時間間隔的持續(xù)時間。
16. 如權(quán)利要求11所述的用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，所 述的無線信號群組是由至少兩個衛(wèi)星提供。
17. 如權(quán)利要求16所述的用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，根 據(jù)所述的多個衛(wèi)星的數(shù)目動態(tài)地改變所述的時間間隔的持續(xù)時間。
18. 如權(quán)利要求17所述的用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，當 所述的多個衛(wèi)星的所述的數(shù)目超過默認值時，減少所述的時間間隔的持續(xù)時 間。
19. 如權(quán)利要求11所述的用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，根 據(jù)所述的全球定位系統(tǒng)裝置的移動路徑動態(tài)地改變所述的時間間隔的持續(xù)時 間。
20. 如權(quán)利要求19所述的用于全球定位系統(tǒng)裝置的方法，其特征在于，當所述的全球定位系統(tǒng)裝置沿著單一方向移動時，減小所述的時間間隔的持續(xù) 時間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種全球定位系統(tǒng)裝置，包含天線以及基帶單元。天線用以接收無線信號群組?；鶐卧?，用以處理無線信號群組以產(chǎn)生位置信號。位置信號在每一時間間隔被更新，且時間間隔的持續(xù)時間動態(tài)地改變。本發(fā)明提供的全球定位系統(tǒng)裝置及其方法以及使用全球定位系統(tǒng)的交通工具，通過動態(tài)地改變?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)裝置的時間間隔的持續(xù)時間，可以實時對其自身進行定位，并可減少系統(tǒng)電力的消耗。
文檔編號G01S19/48GK101299064SQ20071014668
公開日2008年11月5日 申請日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者徐肇捷, 陳泓輝, 黃鵬全 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司