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TWI390235B - Global Positioning System (GPS) method for tracking satellite signals - Google Patents

Global Positioning System (GPS) method for tracking satellite signals Download PDF

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TWI390235B
TWI390235B TW097151810A TW97151810A TWI390235B TW I390235 B TWI390235 B TW I390235B TW 097151810 A TW097151810 A TW 097151810A TW 97151810 A TW97151810 A TW 97151810A TW I390235 B TWI390235 B TW I390235B
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TW
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tracking
frequency
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positioning system
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TW097151810A
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Inventor
Hung Sheng Chen
Original Assignee
Altek Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Altek Corp filed Critical Altek Corp
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
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Description

全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法
本發明係關於一種追蹤衛星訊號的方法，特別是一種全球定位系統(Global Positioning System,GPS)追蹤衛星訊號的方法。
全球定位系統(Global Positioning System,GPS)是一個中距離圓型軌道衛星導航系統。它可以為地球表面絕大部分地區(98%)提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。全球定位系統係由美國國防部研製和維護，可滿足位於全球任何地方或近地空間的軍事用戶連續精確的確定三維位置、三維運動和時間的需要。系統包括太空中的24顆GPS衛星；地面上的1個主控站、3個數據注入站和5個監測站及作為用戶端的GPS接收機。最少只需其中4顆衛星，就能迅速確定用戶端在地球上所處的位置及海拔高度；所能收聯接到的衛星數越多，解碼出來的位置就越精確。
由於GPS具有不受天氣影響、全球高覆蓋率(98%)與可移動定位等特性，因此除了軍事用途外，大量用於民生的導航(例如：飛機導航、船舶導航與行車導航等)與定位(例如：車輛防盜、行動通訊裝置的定位等)等。
衛星係圍繞著地球運轉，因此全球定位系統在接收衛星所發出之衛星訊號時，會隨著衛星所在的位置而使得全球定位系統所接收到的衛星訊號強弱不一，例如：衛星在全球定位系統的正上方時，訊號較強，當衛星在靠近地平面時，訊號會較弱。同時，衛星訊號也會受到其他電磁輻射等干擾而使得全球定位系統的收 訊不佳。同時，根據都普勒定律，衛星所發出的訊號會受GPS與衛星的相對運動或其他干擾因素影響，而使得GPS所能接收到的衛星訊號的頻率與衛星所發出的訊號的頻率會有些許的頻率差異。
因此GPS為了能精準的接受到衛星訊號，係以一既定頻率範圍內的多個追蹤頻率來偵測衛星，以接收衛星所發出的衛星訊號。並且，利用前一筆導航資料所得的相位差來修正追蹤頻率以得到下一筆的追蹤頻率。換言之，係以單筆資料的相位差疊代逼近追蹤頻率。
但是在衛星訊號微弱或是雜訊干擾過的情形下，單筆導航資料的相位差並不能反映真實的頻率變化，因此修正追蹤頻率再多次也無法得到精準的追蹤頻率。
衛星每20ms會廣播1bit的星曆資料，且經由反轉衛星訊號的相位角(180度)來將衛星訊號轉化成由0與1組合成的二位元數位訊號來呈現導航資料。也就是說，衛星訊號中，每個相位反轉點的時間間隔為2Oms的倍數。但由於衛星係圍繞著地球運轉，因此全球定位系統在接收衛星所發出之衛星訊號時，會隨著衛星所在的位置而使得全球定位系統所接收到的衛星訊號強弱不一，例如：衛星在全球定位系統的正上方時，訊號較強，當衛星在靠近地平面時，訊號會較弱。同時，衛星訊號也會受到其他電磁輻射等干擾而使得全球定位系統的收訊不佳。因此在衛星訊號微弱或是雜訊大時，因干擾造成全球定位系統所接收到的衛星訊號可能會有相位反轉點不是20ms的倍數，而使得全球地位系統在解析衛 星訊號時，會做了誤判的動作，需要反覆耗時的重新接收衛星訊號來定位，使得正確定位的時間拉長。
本發明提供一種全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，可以避免因為衛星訊號微弱或雜訊的影響，而無法的到精準的追蹤頻率與正確的相位反轉點，而使得正確的定位時間拉長。
根據本發明所揭露之全球定位系統追蹤衛星訊號的方法包含有：由多個衛星中之其中一者連續接收多筆資料；以新的追蹤頻率接收衛星接續之多筆資料，並判讀出所接收到的多筆資料中的多個相位反轉點；計算多個相位反轉點中每兩相鄰相位反轉點之間的一時間差；確認時間差均為20ms的整數倍；以及當時間差均為20ms的整數倍時，以判讀後的多個相位反轉點中的第一個相位反轉點為起始點從衛星訊號中每20ms擷取1位元的資料。
其中，由多個衛星中之其中一者連續接收多筆資料，包括有：擷取出多筆資料各具之相位差(步驟一)；計算已計算得的多個相位差的一相位差平均值(步驟二)；由計算得的相位差平均值與一頻率固定參數計算一頻率差(步驟三)；以及由計算得的頻率差與已接收到的多筆資料中最後一筆資料的追蹤頻率計算一新的追蹤頻率(步驟四)。
根據本發明所揭露之全球定位系統追蹤衛星訊號的方法更可包含有：以計算得的新的追蹤頻率接收下一筆資料，並計算得出下一筆資料的相位差(步驟五)；以及於接收下一筆資料後，回到步驟二接續執行步驟二到步驟五(步驟六)。
其中，步驟一可包含：計算已接收到的多筆資料中最後一既定數量筆資料的多個相位差。步驟三可包含：計算計算得的相位差平均值與頻率固定參數的乘積以得到頻率差。步驟四可包含：計算計算得的頻率差與已接收到的多筆資料中最後一筆資料的追蹤頻率的和以得到新的追蹤頻率。
當時間差均為20ms的整數倍時，以多個相位反轉點中的第一個相位反轉點為起始點從衛星訊號中每20ms擷取1位元的資料的步驟係於每20ms中加總每1ms的資料。當時間差不均為20ms的整數倍時，則連續接收多個衛星中之另一的衛星訊號。
根據判讀接收到的衛星訊號中的多個相位反轉點的步驟，係判讀接收到的衛星訊號以得出20個以上的相位反轉點或判讀接收到的衛星訊號以得出一時間範圍內的多個相位反轉點。其中，時間範圍可以係為1秒、2秒或是其他時間範圍。
根據判讀接收到的衛星訊號中的多個相位反轉點的步驟，係判讀接收到的衛星訊號以得出20個以上的相位反轉點或判讀接收到的衛星訊號以得出一時間範圍內的多個相位反轉點。其中，時間範圍可以係為1秒、2秒或是其他時間範圍。
其中，每一相位反轉點係由邏輯0變邏輯1或由邏輯1變邏輯0。多個相位差中兩相鄰相位差的間隔時間可為1ms。頻率固定參數可係為159.155。
根據本發明所揭露之全球定位系統追蹤衛星訊號的方法，先行利用基於已接收到的資料的相位差平均值逐一更新的追蹤頻率以連續接收多個衛星中之一的多筆資料，以得到多筆資料的相位 差平均值，根據相位差平均值計算出新的追蹤頻率。再行由多筆資料中判讀得到多個相位反轉點，再計算多個相位反轉點中每一相鄰的兩相位反轉點之間的時間差是否均為20ms的整數倍。當每一相鄰的兩相位反轉點之間的時間差均為20ms的整數倍時，即可得到全球定位系統訊號之正確相位反轉點。再以第一個相位反轉點為起始點，從衛星訊號中於每20ms中加總每1ms的單筆資料即可得到衛星訊號中正確的導航資料。本發明所揭露之全球定位系統追蹤衛星訊號的方法，可以在衛星訊號微弱或雜訊大的影響下，仍可以找出精準的追蹤頻率與正確的相位反轉點以加快定位的速度，減少所需的定位時間。
有關本發明的特徵與實作，茲配合圖示作最佳實施例詳細說明如下。
「第1圖」係為根據本發明之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法流程圖。
請參照「第1圖」，根據全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法包含有：由多個衛星中之其中一者連續接收多筆資料(步驟21)；以新的追蹤頻率接收衛星接續之多筆資料，並判讀出接收到的多筆資料中的多個相位反轉點(步驟22)；計算多個相位反轉點中每兩相鄰相位反轉點之間的一時間差(步驟23)；確認時間差均為20ms的整數倍(步驟24)；以及當時間差均為20ms的整數倍時，以判讀後的多個相位反轉點中的第一個相位反轉點為起始點從多筆資料中每20ms擷取1位元的資料(步驟25)。
其中，請參照「第2圖」，實現步驟21所述之連續接收多個衛星中之一的多筆資料的方法，可包含有：計算已接收到的多筆資料的多個相位差(步驟一)；計算已計算得的多個相位差的相位差平均值(步驟二)；由計算得的相位差平均值與頻率固定參數計算頻率差(步驟三)；以及由計算得的頻率差與已接收到的多筆資料中最後一筆資料的追蹤頻率計算新的追蹤頻率(步驟四)。
由於衛星係圍繞著地球運轉，因此全球定位系統在接收衛星所發出之衛星訊號時，會隨著衛星所在的位置而使得全球定位系統所接收到的衛星訊號強弱不一，例如：衛星在全球定位系統的正上方時，所需要穿過的大氣層厚度較薄，因此訊號會較強，當衛星在靠近地平面時，所需要穿過的大氣層厚度較厚，因此訊號會較弱。同時，衛星訊號也會受到其他電磁輻射等干擾而使得全球定位系統的收訊不佳。根據都普勒定律，衛星所發出的訊號會受GPS與衛星的相對運動或其他干擾因素影響，而使得GPS所能接收到的衛星訊號的頻率與衛星所發出的訊號的頻率會有些許的頻率差異。
因此GPS為了能精準的接受到衛星訊號中的資料，係以一既定頻率範圍內的多個追蹤頻率來偵測衛星，以接收衛星所發出的衛星訊號。而在既定頻率範圍內的多個追蹤頻率皆可偵測到衛星，但惟有能接收到的衛星訊號最強的追蹤頻率才是最接近受到都普勒效應等影響後的衛星訊號的頻率。
因此根據本發明之得到全球定位系統訊號之精準追蹤頻率的方法：步驟一係先行以一既定頻率範圍搜尋衛星(例如：搜尋到 三個衛星，可以得知全球定位系統所在位置的經緯度；搜尋到四個衛星，可以得知全球定位系統的經位度與海拔高度等)。當全球定位系統搜尋到衛星後，會以能接收最大強度之衛星訊號的追蹤頻率來連續接收衛星所發出的衛星訊號，以得到多筆導航資料。
接著，擷取出多筆資料各別具有的相位差(步驟一)，舉例來說，多個相位差(例如：n個相位差)可係為dθ1、dθ2、dθ3、.....dθn。再將計算得的相位差疊加後，除以多個相位差的數目以得出一相位差平均值(步驟二)，計算方法如下：dθ＝(dθ1＋dθ2＋dθ3＋......＋dθn)/n
於此實施例中，藉由多筆資料來計算用以修正追蹤頻率的相位差平均值，可大幅減少雜訊的干擾，以得到更精準的追蹤頻率，並可觀察出頻率變化的趨勢。
其中，在計算相位差時，可係為計算已接收到的多筆資料中最後一既定數量筆資料的相位差。其中，最後一既定數量筆的資料可為最後2筆資料、最後3筆資料或最後4筆以上的資料。
用以計算相位差平均值的資料筆數可係由全球定位系統出廠時設定，當然亦可由使用者自行設定。所取的既定數量筆資料的總數若是太少，當因為衛星訊號微弱或大雜訊的影響時，則還是有可能會有誤判的可能。而所取的所取的既定數量筆資料的總數若是太多，則會拉長定位時間，並可能造成系統的負荷。因此，可依據全球定位系統所接收的衛星訊號強度來決定所取的所取的既定數量筆資料。換言之，可依據全球定位系統的應用區域來決定所取資料的筆數。
其中，相鄰的兩相位差之間的間隔時間可為1ms。換言之，每筆資料的時間週期係為1ms。
接著，於步驟三可將相位差平均值與一頻率固定參數(Constant)相乘積，來得到頻率差。當連續接收多筆資料的間隔時間為1ms(亦即得到每一相鄰的兩相位差之間的間隔時間為1ms)時，頻率固定參數(Constant)可係為159.155。得到頻率差的計算方式如下：頻率差＝dθ×Constant
然後，計算頻率差與已接收到的多筆資料中最後一筆資料的追蹤頻率的和，以得到新的追蹤頻率(步驟四)，計算方式如下：新的追蹤頻率＝最後一筆資料的追蹤頻率＋頻率差
上述計算得到新的追蹤頻率的方法僅係本實施例為方便說明，當然也可以係用其他方式計算得到新的追蹤頻率，並非以此為限。
最後，再以新的追蹤頻率來接收衛星訊號，以接收下一筆資料，並根據所接收的資料與先前接收到的多筆資料來重複步驟一至步驟五以得到新的追蹤頻率。請參照「第3圖」，並合併參照前述實施例。實現步驟21所述之連續接收多個衛星中之一的多筆資料的方法，更可包含有：以計算得的新的追蹤頻率接收下一筆資料，並計算得出下一資料的相位差(步驟五)；以及於接收下一筆資料後，回到步驟二接續執行步驟二到步驟五(步驟六)。
於此實施例中，可不斷重複計算最後一既定數量的資料的相位差平均值，並且以計算得的相位差平均值、頻率固定參數和最 後一筆資料的追蹤頻率來重新得到新的追蹤頻率，再以新的追蹤頻率來接收下一筆資料，藉以於每一筆資料接收到時，重新計算下一筆資料的追蹤頻率。換言之，於此係透過以多筆資料的相位差所求得的頻率差多次疊代法逼近精準的追蹤頻率，因此可避免因為衛星訊號微弱或雜訊的影響，並得到精準的追蹤頻率。
為方便說明，於此以計算最後5筆資料為例。
步驟21係於全球定位系統開機時，會先以一既定頻率範圍中的多個追蹤頻率偵測一衛星，以得到多個衛星訊號。然後，以於此既定頻率範圍下所得到之多個衛星訊號中能量反應最大的衛星訊號的追蹤頻率作為初始追蹤頻率。接著，再以初始追蹤頻率接收衛星的衛星訊號，以得到第一筆資料。然後，計算第一筆資料的相位差。緊接著再計算第一筆資料的相位差與頻率固定參數的乘積以得到第一頻率差。然後，計算第一頻率差與初始追蹤頻率的和以得到第二追蹤頻率。最後，再以第二追蹤頻率接收衛星的衛星訊號，來得到第二筆資料。
於得到第二筆資料後，則透過計算最後一筆資料與已接收到的資料的相位差平均值和頻率固定參數的乘積的和來得到下一筆資料的追蹤頻率。如此反覆計算新的追蹤頻率，直到得到第五筆資料。
換句話說，於得到第二筆資料後，計算第二筆資料的追蹤頻率與第一筆資料和第二筆資料的相位差平均值與頻率固定參數的乘積的和，來得到第三追蹤頻率。並且，以第三追蹤頻率接收衛星的衛星訊號，來得到第三筆資料。
於接收到第三筆資料後，透過計算第三追蹤頻率與第一筆資料、第二筆資料和第三筆資料的相位差平均值與頻率固定參數的乘積的和，來得到第四追蹤頻率。並且，以得到的第四追蹤頻率接收衛星的衛星訊號，來得到第四筆資料。
於接收到第四筆資料後，透過計算第四追蹤頻率與第一筆資料、第二筆資料、第三筆資料和第四筆資料的相位差平均值與頻率固定參數的乘積的和，來得到第五追蹤頻率。並且，以得到的第五追蹤頻率接收衛星的衛星訊號，來得到第五筆資料。
於接收到第五筆資料後，透過計算第五追蹤頻率與第一筆資料、第二筆資料、第三筆資料、第四筆資料和第五筆資料的相位差平均值與頻率固定參數的乘積的和，來得到第六追蹤頻率。並且，以得到的第六追蹤頻率接收衛星的衛星訊號，來得到第六筆資料。
然後，於接收到第六筆資料之後，則透過計算最後一筆資料與已接收到之最後五筆資料的相位差平均值和頻率固定參數的乘積的和來得到下一筆資料的追蹤頻率。如此反覆計算新的追蹤頻率，以更新後續資料的追蹤頻率。
換句話說，於接收到第六筆資料後，透過計算第六追蹤頻率與第二筆資料、第三筆資料、第四筆資料、第五筆資料和第六筆資料的相位差平均值與頻率固定參數的乘積的和，來得到第七追蹤頻率。並且，以得到的第七追蹤頻率接收衛星的衛星訊號，來得到第七筆資料。
於接收到第七筆資料後，透過計算第七追蹤頻率與第三筆資 料、第四筆資料、第五筆資料、第六筆資料和第七筆資料的相位差平均值與頻率固定參數的乘積的和，來得到第八追蹤頻率。並且，以得到的第八追蹤頻率接收衛星的衛星訊號，來得到第八筆資料。以此類推。
於此，利用已接到的多筆資料得到一相位差平均值，然後由相位差平均值與一頻率固定參數計算出一頻率差，再由頻率差與最後一筆資料的追蹤頻率計算新的追蹤頻率，藉以利用新的追蹤頻率接收下一筆資料。如此一來，可以大幅減少雜訊所造成的干擾，以得到最精準的追蹤頻率，並且可觀察出頻率變化的趨勢。
先由步驟21係藉由每1ms不斷的更新追蹤頻率，已達到利用精準的追蹤頻率來得到多個衛星中之一的多筆資料後，接著判讀接收到的多筆資料中的多個相位反轉點。
接著步驟22係由多個衛星中之其中一者連續接收多筆資料的步驟(步驟21)之後，以新的追蹤頻率接收衛星接續之多筆資料，並判讀出接收到的多筆資料的多個相位反轉點A(如「第4圖」所示)。請參照「第4圖」，將多筆資料中的相位變化轉化成0與1組合成的二位元數位訊號，由圖中可看出多筆資料中具有多個代表數位訊號1與數位訊號0之間的切換點，亦即每一相位反轉點A可係由邏輯0變邏輯1，也可以係由邏輯1變邏輯0。其中，可以係判讀接收到的多筆資料於一時間範圍內的多個相位反轉點。此時間範圍可以係為1秒、2秒或是其他時間範圍。此外，亦可是判讀接收到的多筆資料中特定數量的相位反轉點A。此特定數量可為5－20個，亦可為20個以上。
因此步驟23係計算多個相位反轉點中每兩相鄰相位反轉點之間的一時間差。由於衛星每20ms會廣播1bit的星曆資料，亦即衛星每秒廣播50bit的資料。也就是說，衛星訊號中，每兩相鄰相位反轉點的時間間隔應為20ms的倍數。但由於衛星係圍繞著地球運轉，因此全球定位系統在接收衛星所發出之衛星訊號時，會隨著衛星所在的位置而使得全球定位系統所接收到的衛星訊號強弱不一。
因此在衛星訊號微弱或是雜訊大時，造成全球定位系統所接收到的衛星訊號中的資料可能會有兩相鄰相位反轉點之間的時間差不是20ms的倍數。如「第4圖」所示，因為衛星訊號微弱或是外界干擾的雜訊較大，會造成全球定位系統所接收到的衛星訊號中的多筆資料在2Oms的間隔時間有數個相位反轉的變化。使得全球定位系統在解析多筆資料時，會做了誤判的動作，而接收了錯誤的導航資訊，需要反覆耗時的重新接收衛星訊號來定位，使得正確定位的時間拉長。因此，於一實施例中，利用直接判斷兩相鄰相位反轉點之間的時間差來確定取得的衛星訊號是否可採用，並且於確定取得的衛星訊號可採用時，直接判讀衛星訊號中的每個相位反轉點來得到每一位元的資料。如此一來，即可避免掉因為衛星訊號微弱或是外界干擾的雜訊較大所造成的衛星訊號錯誤的問題。
而在計算多個相位反轉點中每兩相鄰相位反轉點之間的時間差時，可以取至少5個、10個或20個以上的相位反轉點來計算每兩相鄰相位反轉點之間的時間差。因此，可依據全球定位系統的 使用區域來決定計算得數量。即，可依據全球定位系統的使用區域來決定搜尋相位反轉點的數量或時間範圍。
所以步驟24係要確認多個相位反轉點中每兩相鄰相位反轉點之間的時間差均為20ms的整數倍。當時間差不均為20ms的整數倍時，表示所接收之衛星訊號微弱或係有較大雜訊影響，因此重回到步驟21，改成連續接收多個衛星中之另一個衛星的衛星訊號中的多筆資料，以避免持續接收訊號較弱之衛星的衛星訊號，而延長了正確定位的時間。
當確認多個相位反轉點中每兩相鄰相位反轉點之間的時間差均為20ms的整數倍後，亦即所取的多筆資料具有正確的相位反轉點後(如「第5圖」所示，相鄰相位反轉點之間的時間差均為20 ms的整數倍)，則進行步驟25，以從多筆資料擷取出導航資料。
步驟25係以多個相位反轉點中的第一個相位反轉點為起始點開始從多筆資料中每20ms中加總每1ms的資料，亦即每20ms擷取1位元的資料。如「第5圖」所示，當相鄰相位反轉點20之間的時間差均為20ms的整數倍時，可取得多筆資料中的正確的導航資料10010......。
於此，根據本發明的全球定位系統追蹤衛星訊號的方法可應用於具有全球定位系統的電子裝置，例如：手機、筆記型電腦等攜帶式電子裝置或單機裝置(例如：GPS接收器)。其中，具有全球定位系統的電子裝置可具有天線、儲存單元與處理器。根據本發明的全球定位系統追蹤衛星訊號的方法可透過軟體或韌體程式內建儲存單元中。天線用以接收多個衛星的衛星訊號。再由處 理器執行內建的軟體或韌體程式，以在接收衛星訊號中的資料後判讀多個資料中的相位差平均值以計算出頻率差，最後將頻率差疊代回最後一筆衛星訊號的追蹤頻率，而得到新的追蹤頻率。處理器並在接收衛星的多筆資料後，判讀多個相位反轉點並計算每一相鄰兩相位反轉點之間的時間差等。
根據本發明所揭露之全球定位系統追蹤衛星訊號的方法，應用於全球定位系統，先行利用基於已接收到的資料的相位差平均值逐一更新的追蹤頻率以連續接收一衛星訊號以得到多筆資料，並利用已接到的多筆資料得到一相位差平均值，然後由相位差平均值與一頻率固定參數計算出一頻率差，再由頻率差與最後一筆資料的追蹤頻率計算新的追蹤頻率，藉以不斷利用新的追蹤頻率來接收下一筆資料。於接收到衛星訊號之後，判讀已接收的多筆資料中的多個相位反轉點，並計算多個相位反轉點中每兩相鄰相位反轉點之間的時間差是否均為20ms的整數倍。當每兩相鄰相位反轉點之間的時間差均為20ms的整數倍時，即可得到全球定位系統訊號之正確相位反轉點。再以第一個相位反轉點為起始點，從衛星訊號中每2Oms取得1位元的資料，即可得到衛星訊號中正確的導航資料。本發明所揭露之全球定位系統追蹤衛星訊號的方法，可以在衛星訊號微弱或雜訊大的影響下，仍可以找出精準的追蹤頻率與正確的相位反轉點以加快定位的速度，減少所需的定位時間。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍 內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
A‧‧‧相位反轉點
第1圖係為根據本發明之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法流程圖；第2圖係為根據本發明之實現連續接收多個衛星中之一的多筆資料的方法的第一實施例流程圖；第3圖係為根據本發明之實現連續接收多個衛星中之一的多筆資料的方法的第二實施例流程圖；第4圖係為根據本發明之相位反轉點之間的時間差不為20ms的衛星訊號示意圖；以及第5圖係為根據本發明之相位反轉點相位反轉點之間的時間差均為20ms的衛星訊號示意圖。

Claims (14)

  1. 一種全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，包含有：由複數個衛星中之其中一者連續接收複數筆資料，包括：步驟一：擷取出該複數筆資料各具之相位差；步驟二：計算已計算得的該複數個相位差的一相位差平均值；步驟三：由計算得的該相位差平均值與一頻率固定參數計算一頻率差；以及步驟四：由計算得的該頻率差與已接收到的該複數筆資料中最後一筆資料的追蹤頻率計算一新的追蹤頻率；以該新的追蹤頻率接收該衛星接續之複數筆資料，並判讀出接收到的該複數筆資料中的複數個相位反轉點；計算該複數個相位反轉點中每兩相鄰相位反轉點之間的一時間差；確認該時間差均為20ms的整數倍；以及當該時間差均為20ms的整數倍時，以該判讀後的該複數個相位反轉點中的第一個相位反轉點為起始點從該複數筆資料中每20ms擷取1位元的資料。
  2. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，由複數個衛星中之其中一者連續接收複數筆資料之步驟更包括：步驟五：以計算得的該新的追蹤頻率接收下一筆資料，並 計算得出該下一資料的相位差；以及步驟六：於接收該下一筆資料後，回到該步驟二接續執行該步驟二到該步驟五，重複該些步驟以更新該新的追蹤頻率。
  3. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該複數個相位差中兩相鄰相位差的間隔時間為1ms。
  4. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該頻率固定參數係為159.155。
  5. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該步驟一包括：計算已接收到的該複數筆資料中最後一既定數量筆資料的該複數個相位差。
  6. 如請求項2所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該步驟一包括：計算已接收到的該複數筆資料中最後一既定數量筆資料的該複數個相位差。
  7. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該步驟三包括：計算計算得的該相位差平均值與該頻率固定參數的乘積以得到該頻率差。
  8. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該步驟四包括：計算計算得的該頻率差與已接收到的該複數筆資料中最後一筆資料的該追蹤頻率的和以得到該新的追蹤頻率。
  9. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中每一該相位反轉點係由邏輯0變邏輯1與由邏輯1變邏輯0中之一。
  10. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該時間差不均為20ms的整數倍時，則連續接收該複數個衛星中之另一的複數筆資料。
  11. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該判讀出接收到的該複數筆資料中的該複數個相位反轉點的步驟，係判讀接收到的該複數筆資料以得出20個以上的相位反轉點。
  12. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該判讀出接收到的該複數筆資料中的該複數個相位反轉點的步驟，係判讀接收到的該複數筆資料以得出一時間範圍內的複數個相位反轉點。
  13. 如請求項12所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該時間範圍係為1秒。
  14. 如請求項1所述之全球定位系統(GPS)追蹤衛星訊號的方法，其中該複數筆資料中每20ms擷取1位元的資料的步驟，係於每20ms中加總每1ms的該筆資料。
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