后將這些衛(wèi)星跡線參數(shù)發(fā)送給這些衛(wèi)星。具體地，存在兩種跡線信息:包含粗略軌道和狀態(tài)信息的歷書以及包含衛(wèi)星跡線的精確信息的星歷。GPS衛(wèi)星被時間同步到幾納秒內(nèi)。
[0047]GPS衛(wèi)星同步并連續(xù)地通過碼分多址CDMA信號以1.575GHz向地球廣播時間和軌道信息。(CDMA是通信協(xié)議和方法)。傳輸數(shù)據(jù)率處于50bps。每一 GPS衛(wèi)星以1023kbps使用長度為1023碼元的衛(wèi)星專用C/A代碼來對該信號進行編碼(CDMA編碼)。因此，C/A代碼每毫秒重復(fù)一次，從而導(dǎo)致C/A代碼在每一數(shù)據(jù)比特發(fā)送期間的20次重復(fù)。
[0048]來自GPS衛(wèi)星廣播的完整數(shù)據(jù)分組為30秒長，包含5個六秒長度的幀。幀具有同步碼(被稱為遙測字(TLM))以及時戳(被稱為移交字(HOW))。發(fā)射GPS衛(wèi)星的星歷以及所有GPS衛(wèi)星的歷書被包含在每一數(shù)據(jù)分組中。換言之，可每6秒解碼精確時戳一次，并且可每30秒解碼高度準確的衛(wèi)星跡線一次。星歷信息被地面站持續(xù)地更新。理論上說，SV廣播中包括的星歷數(shù)據(jù)僅在30分鐘內(nèi)有效。這些數(shù)據(jù)率解釋了為什么獨立的GPS可花費大約30秒或更多來獲得位置固定，因為所有信息都必須從衛(wèi)星信號中被接收并被解碼。在移動設(shè)備中，粗粒度的衛(wèi)星跡線參數(shù)往往是從服務(wù)器或其他資源(諸如數(shù)據(jù)存儲108)處下載的。因此，到第一固定的低準確度時間(TTFF)可被降低到6秒。
[0049]三個信息片段可被利用來確定移動設(shè)備的位置。這些信息片段可包括:1)時戳，2)在該時刻這些GPS衛(wèi)星的軌道，以及3)在該時刻從每一 GPS衛(wèi)星到移動設(shè)備的大致距離(稱為偽距)。其中，在一些實現(xiàn)中，關(guān)鍵是要獲得偽距，這些偽距可從自每一 GPS衛(wèi)星到GPS硬件的RF信號的飛行時間中計算出。RF信號行進64到89毫秒來從衛(wèi)星到達地球的表面。注意，光以300km/ms行進。因此，為了獲得準確的位置，GPS硬件跟蹤毫秒級的時間。傳播時間的毫秒部分(WS)和子毫秒(subMS)部分被非常不同地檢測到。盡管WS是從分組幀中解碼出的，subMS傳播時間是使用相關(guān)以C/A代碼級檢測出的。
[0050]在GPS硬件232啟動時，采集階段被運行。采集階段的目標是開始通過正確地鎖定到GPS衛(wèi)星頻率來接收由GPS接收機可見的SV傳送的數(shù)據(jù)。采集階段還測量代碼相位值作為副產(chǎn)品。為了解碼來自給定衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，估計三個未知碼。由于多普勒頻率漂移和GPS硬件232和GPS衛(wèi)星之間的未經(jīng)同步的時鐘，采集過程在可能的頻率和代碼相位的空間上搜索。
[0051]—旦GPS衛(wèi)星信號被獲得，GPS硬件232進入相對便宜的跟蹤階段，該階段保持用于調(diào)整階段鎖定并延遲鎖定以及將接收機中的代碼相位維持為與來自GPS衛(wèi)星的那些代碼相位同步的反饋循環(huán)。在該連續(xù)模式中，跟蹤循環(huán)每毫秒運行一次。
[0052]利用正確的跟蹤，GPS硬件232可對SV所發(fā)送的分組進行解碼。一般來說，在沒有幫助信息的情況下，GPS硬件232往往每30分鐘(其有效時間跨度)對SV星歷解碼一次，并且每6秒鐘對時戳解碼一次。解碼是耗能的，因為它運行持續(xù)跟蹤達分組持續(xù)時間，以便接收所有的比特。利用A-GPS，移動設(shè)備的GPS硬件232不需要對星歷進行解碼，但至少在一些實現(xiàn)中，它仍必須對HOW進行解碼。
[0053]在給定從代碼相位和HOW中獲得的星歷和傳播延遲的情況下，GPS硬件232使用約束優(yōu)化技術(shù)(諸如最小二乘法)來執(zhí)行位置計算。這通常在處理器224上完成。利用接收到的瑋度、經(jīng)度、高度和精確時間，GPS硬件232用至少一些位置標識技術(shù)來使用看見的四個SV的最小值。
[0054]至少在一些實現(xiàn)中，GPS硬件232鎖定GPS衛(wèi)星并估計代碼相位(即，sub匪S)的關(guān)鍵是執(zhí)行接收信號和C/A代碼模板之間的相關(guān)分析。當相關(guān)器給出強輸出時，GPS硬件還可行進至對這些分組進行解碼。
[0055]首先，遮擋物檢測模塊220可確定給定的GPS衛(wèi)星是否對GPS硬件232可見。給定GPS衛(wèi)星的存在可通過檢測其C/A代碼在接收到的GPS信號中的存在來確定。第二，雖然GPS衛(wèi)星的傳輸以1.575GHz的載波頻率為中心，但在GPS硬件處接收到的來自不同GPS衛(wèi)星的信號可由于個體GPS衛(wèi)星210和移動設(shè)備202之間的相對運動所導(dǎo)致的多普勒頻率漂移而偏離該1.575GHz的載波頻率。這些多普勒漂移可用于對來自給定GPS衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進行解碼。第三，由于衛(wèi)星信號是用1023比特C/A代碼來編碼的，因此接收到的信號可通過在正確的時刻將其與相應(yīng)GPS衛(wèi)星的C/A代碼相乘來進行解碼(CDMA解碼)。雖然C/A代碼是公知的，但這些信號應(yīng)何時被相乘的準確時間是未知的，并且這取決于用戶(例如，移動設(shè)備)的位置。由于C/A代碼每Ims重復(fù)一次，該未知的分數(shù)毫秒時間表示相應(yīng)衛(wèi)星的代碼相位。
[0056]如果遮擋物檢測模塊220沒有空中的當前SV排列和精確時間的知識，則遮擋物檢測模塊可搜索所有可能的C/A代碼、多普勒頻率漂移和/或代碼相位。
[0057]為了精確起見，假設(shè)s是由GPS硬件232前端以8MHz采樣的Ims的原始GPS信號。艮P，S是長度為8x1，023 = 8，184的向量。為了測試衛(wèi)星v是否可見，遮擋物檢測模塊220可使用C/A代碼在頻率和代碼相位空間中搜索，Cv對應(yīng)于衛(wèi)星V。為了實現(xiàn)這個，遮擋物檢測模塊220可首先用可能的多普勒頻率來調(diào)整Cv，并隨后對該向量進行環(huán)形移位(指將從Cv的末端移位出的值插回到前部)以獲得新的Cv(fi，k)。隨后，遮擋物檢測模塊220可計算
[0058]Ji, k = sTX Cv (f i, k)
[0059]其是對原始信號與頻率和經(jīng)移位的模板如何相關(guān)的測量。
[0060]圖4示出了其中用戶104已在A街道上向東行進了一段時間，直到移動設(shè)備再次嘗試根據(jù)默認的周期性設(shè)置從可用的(例如，開銷)GPS衛(wèi)星210(1)-210(6)處接收信號的后續(xù)點。在該實例中，移動設(shè)備獲得來自GPS衛(wèi)星210 (I)-210 (5)的信號，但這六顆衛(wèi)星的信號被遮擋物(例如，建筑物106)阻擋到使得信號質(zhì)量落到低于質(zhì)量閾值(例如，以上引入的動態(tài)定義的閾值或預(yù)定義的閾值)的程度，并且不被利用。然而，移動設(shè)備可用五顆未經(jīng)遮擋的衛(wèi)星來準確地確定其位置。
[0061]移動設(shè)備還可將(圖4所示的)這個位置與圖3的先前位置進行比較以確定用戶正沿著給定路徑在A街道上向東行進。此外，移動設(shè)備可利用受遮擋的衛(wèi)星來推斷遮擋物的存在以及遮擋物的相對方向和/或位置?；叵胄菤v數(shù)據(jù)指示六顆衛(wèi)星存在以及其位置。在這種情況下，被遮擋的衛(wèi)星是離北部最遠的衛(wèi)星。移動設(shè)備可推斷出遮擋物可能在用戶的北部。此外，移動設(shè)備可使用關(guān)于遮擋物的相對位置的信息來進一步細化用戶位置的準確性。例如，用戶距給定幾何形狀的遮擋物越近，則該遮擋物往往越可能阻擋衛(wèi)星信號。
[0062]在目前的場景中，衛(wèi)星210(6)受建筑物106的遮擋使得用戶更可能在該街道的與遮擋物相同的一側(cè)上。通過該信息，移動設(shè)備可確定用戶更可能在A街道的北側(cè)而非南側(cè)。更進一步，移動設(shè)備可利用圖3中接收到的GPS信號和圖4中接收到的GPS信號之間的比較來作出各種預(yù)測。例如，移動設(shè)備可將圖3中接收到的信號和圖4中接收到的信號的比較用作用戶正逼近遮擋物的指示，因為先前可用的衛(wèi)星(例如，衛(wèi)星210(6))現(xiàn)在不可用了并因此可能被遮擋。
[0063]由于用戶正逼近遮擋物，因此移動設(shè)備可預(yù)測來自附加GPS衛(wèi)星210的信號可能被丟失了。由此，移動設(shè)備可基于該信息來被控制。例如，移動設(shè)備可識別出僅五顆GPS衛(wèi)星未被遮擋，并且隨著用戶繼續(xù)朝向遮擋物，GPS衛(wèi)星的數(shù)目可落到低于用于準確位置確定所必要的四個。由此，移動設(shè)備可開始與默認的周期性設(shè)置相比更頻繁地接收衛(wèi)星信號，使得只要可能(潛在地，用戶行進中的點盡可能的遠)就獲得準確的位置數(shù)據(jù)。此外，移動電話可開始激活相對位置機制。這些相對位置機制可確定相對于最后準確的基于GPS的位置的移動。例如，相對位置機制可確定用戶是否正繼續(xù)以直線進行，因為最后準確的基于GPS的位置已停止、已轉(zhuǎn)向等。
[0064]為了確定半影區(qū)域的邊界，這些實現(xiàn)中的一些可利用GPS信號采集的第一階段來估計移動設(shè)備是否將丟失GPS信號。具體地，這些技術(shù)中的一些可依賴于從各顆GPS衛(wèi)星計算的相關(guān)結(jié)果的質(zhì)量。
[0065]回想移動設(shè)備可連續(xù)地和/或周期性地接收GPS衛(wèi)星信號，并可在沿著該路徑的各個點處執(zhí)行信號采集和相位確定。在個體測量點處，可檢查各種量:
[0066]對設(shè)備可見的衛(wèi)星的數(shù)目Ns
[0067]接收信號的信號長度Rs
[0068]每一衛(wèi)星接收到的信號的相關(guān)峰值的質(zhì)量Qs。
[0069]如該圖所示，通常在完全由GPS系統(tǒng)照亮的區(qū)域中，Ns〉= Nmin顆衛(wèi)星將是可見的。在這些場所，只GPS能力就將能夠提供位置固定。
[0070]最終，隨著移動設(shè)備的跡線沿著該路徑移動到死區(qū)(例如，半影區(qū)域和陰影區(qū)域)中，在一