专利名称：一种双模或者多模定位卫星信号接收模式选择方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双模或者多模定位卫星信号接收模式选择方法及装置，尤其是一 种包含了北斗导航系统的双模或多模定位卫星信号接收模式选择方法及装置。
背景技术：
随着导航卫星定位系统的发展，很多的国家和地区都在发展自己的导航定位卫 星系统，如美国的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)系统，欧洲的伽利略 (Galileo)系统，俄罗斯的格洛纳斯(GL0NASS)系统，还有中国的北斗卫星导航系统(Bei Dou (或 BD 或 COMPASS) Navi gat ion Satellite System)，等等。为了更好的利用卫星资源， 实现更快、更准、更稳定的定位，同时利用多个导航系统的卫星的技术已经成为一种趋势， 如兼容北斗和GPS的双模导航系统，兼容北斗、GPS以及格洛纳斯的多模导航系统。为了实现更快速、更准确、更稳定的导航模式，一种能够在双模或者多模导航系统 下进行自动切换的方法就变得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种适用于双模或者多模卫星定位装置的定位卫星选 择方法及相应的装置，如同时兼容GPS或者北斗二代卫星的双模导航系统，从而避免单模 GPS或者北斗二代卫星定位装置在卫星信号弱，频段信号干扰大，卫星信号健康度不好，卫 星信号被关闭，卫星星座分布不好等情况下导致不能正常定位而无法进行导航，使得在GPS 卫星导航系统不能正常导航的区域系统自动切换到北斗二代卫星导航模式。在北斗二代卫 星导航系统不能正常导航的区域系统自动切换到GPS系统导航模式，并且在各种场景下都 能非�：玫墓ぷ鳌１痉⒚魇钦庋迪值囊恢钟糜谒；蛘叨嗄６ㄎ晃佬切藕沤邮兆爸玫哪Ｊ窖≡� 方法，该方法包括，启动所述卫星信号接收装置；读取所述装置的上一次工作模式；读取该 模式下的上一次的工作数据；进入该工作模式。更进一步，所述方法还包括，判断所述装置是否是第一次使用，如果是第一次使 用，系统依次进入各个工作模式并获取各个模式的工作数据。更进一步，所述方法还包括，评估各个工作模式的卫星信号质量，选择卫星信号质 量最佳的工作模式作为上一次工作模式并存储。更进一步，所述方法还包括，除当前工作模式的射频前端�？楸３终９ぷ魍猓� 换其它工作模式的射频前端�？槲菝咦刺�。更进一步，所述方法还包括，在装置关闭前，系统将当前工作模式作为上一次工作 模式存储，将当前模式所使用的工作数据作为该模式上一次的工作数据存储。更进一步，所述模式包含了北斗模式。此外，本发明还提供一种双模或者多模定位卫星信号接收装置，所述装置包括，用 于双模或多模接收的射频单元，基带信号处理单元，在基带信号处理单元中还包括了一个
3卫星信号评估模块，主控单元，模式切换单元以及存储单元，所述存储器上存储各个模式的 上一次的工作数据，在系统启动时，利用上一次的工作数据控制模式切换单元进行切换。更进一步，所述装置还包括第一次开机判断单元，如果是第一次开机，系统执行第 一次开机流程。采用本发明的技术方案后，解决了双模或者多模系统之间自动切换的问题，提高 了在不同场景下的双模或多模系统之间切换的效率，并能够提高系统首次定位的稳定性。
图1是本发明的系统结构图；图2是本发明的卫星模式切换流程图；图3为本系统第一次开机数据更新的工作流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。本发明的系统结构如图1所示。其基本原理为系统由RF射频�？槎杂商煜呓邮� 到的卫星信号进行处理，然后将处理出来的带有卫星信息的数据送给基带芯片进行算法处 理。整个系统的工作模式由一个处理器来控制。系统由两路RF射频前端，即GPS射频前端�？�2和北斗二代射频前端�？�4，一个 基带芯片6和一个主控微处理器7构成。其中基带芯片内部还包括了一个卫星信号评估模 块9。卫星信号评估�？槠拦篮团卸ㄓ幸韵路椒ㄊ紫仁墙美炊ㄎ坏奈佬切藕诺脑卦氡� C/N0取平均值，如果平均值小于可以捕获卫星的门限平均值23，便判定当前工作模式下的 卫星信号质量不佳，系统需要切换工作模式。比如当前情况如表1所示
卫星编号C/N02508431238153422352420表 1
在表1中，用来定位的卫星分别为2号、8号、12号、15号、22号，它们C/N0平均值 为40，大于门限值23，因此卫星信号评估�？�9判定当前卫星信号质量良好，系统不需要切 换。但当出现如下情况时，如表2所示 表2在表2中用来定位的卫星分别为2号、8号、12号、15号、22号、24号，它们的C/N0 平均值为24. 8，小于门限值23，因此卫星信号评估�？�9判定当前卫星信号质量不佳，系统 需要切换工作状态。本发明使用的GPS导航卫星的信号频率为1575. 42MHz，北斗二代导航卫星的信号 频率为1561. 098MHz，本系统通过外接的可接收GPS和北斗二代卫星信号的兼容型天线1来 接收天上的GPS和北斗二代卫星信号，并提供给两路射频前端�？�。晶振3的输出频率为 16. 367667MHz，提供采样时钟给GPS射频前端2，晶振5的输出频率为16. 301MHz，提供采样 时钟给北斗二代射频前端�？�4。系统默认的信号接收方式为GPS导航卫星信号，由晶振3提供采样时钟。当系统 工作在GPS模式下的时候，系统会自动将北斗二代射频前段�？�4设置为低功耗模式，使两 路信号不产生相互干扰。以GPS信号为例，卫星信号经过射频�？榇砗螅ü萁涌谒透酒�。在 这些数据中，包括了卫星信号强度，噪声强度等信息，通过基带芯片内部的卫星信号评估模 块9对接收到的GPS卫星信号进行评估和判断，基带芯片对北斗二代卫星信号的评估和判 断方法与GPS卫星信号的评估和判断方法相同。当卫星信号评估�？榕卸ń邮盏降奈佬� 信号不适合用来定位时，基带芯片内的CPU将发出一个控制信号，主控微处理器7接收到 这个信号以后，同时分别向正在运行的GPS射频�？橐约按τ诘凸哪Ｊ降谋倍范淦� �？槭鼓芏朔⑺托藕牛肎PS射频�？榻氲凸哪Ｊ剑帽倍范淦的？榻胝９� 作模式，由16.311MHzTCX0晶振5提供采样时钟。同时，基带芯片接收到由微处理器发送过 来的控制信号，进入北斗二代卫星系统导航工作模式。这样就完成了两个卫星系统的自动 切换。同理，如果在北斗二代卫星系统导航工作模式下，当基带芯片中的卫星信号评估�？�9判定接收到的卫星信号不适合用来定位时，基带芯片内的CPU将发出一个控制信号，让系 统工作在GPS模式下，让北斗二代射频�？榻氲凸哪Ｊ�。图2是本发明的卫星模式切换流程图，其原理是根据卫星信号质量来进行导航卫 星系统切换。以系统处于GPS卫星导航工作模式为例，系统的工作过程如下步骤11，由天线接收卫星信号；步骤12，将接收到的信号送给GPS射频�？榻蠫PS信号处理；步骤14，基带芯片再进行正常状态的算法处理；步骤15，评估卫星信号质量；步骤16，判断接收到的卫星信号是否可以用来正常定位。如果系统处在GPS信 号较弱处，卫星信号评估�？�9判断当前卫星信号不适合用来定位，基带部分就很难准确 的对卫星进行捕获和跟踪；如果当前卫星信号质量不好，则需要进行切换；当卫星信号评 估�？�9对接收到的卫星信号进行评估和判断后，认为当前状态下的卫星信号适合用来定 位，基带芯片保持正常工作状态，基带芯片内部的CPU进行正常的数据处理及算法的动作， 则继续当前的GPS工作模式。步骤17，如果当前卫星信号质量不好，基带芯片6产生并发送给主控微处理器7的 控制信号，并同时停止输出NMEA码；步骤18，根据基带芯片6发出的控制信号，主控微处理器7给正在工作的GPS射频 前端2以及晶振3发送一个可以控制GPS射频模组工作模式的使能信号，让GPS射频模组 进入低功耗模式，同时又给处于低功耗模式的北斗二代射频前端4及晶振5使能端发出一 个让该模组进入正常工作模式的信号，并且还控制基带芯片6工作模式，让基带芯片6切换 工作模式进入北斗二代卫星系统导航工作模式。步骤19，基带芯片6根据主控微处理器7发送的信号，切换工作模式到北斗二代工 作模式。步骤20，系统正常工作后，记录当前工作模式，用于定位的卫星编号、载噪比C/N0 等数据被记录并保存在FLASH存储器20当中。系统进入北斗二代卫星系统导航工作模式后，工作原理跟GPS卫星系统导航工作 模式基本相同。如果基带部分的卫星信号评估�？�9判定当前状态下卫星信号质量不好 时，就很难捕获和跟踪卫星，基带芯片给主控微处理器发送控制信号，并停止NMEA数据输 出。主控微处理器根据接收到的控制信号，同时给北斗二代和GPS射频�？槭鼓芏朔直鸱� 送信号，使北斗二代射频�？榻氲凸哪Ｊ剑笹PS�？榻胝９ぷ髂Ｊ�。同时，控制 基带芯片工作模式，让基带芯片进入GPS卫星系统导航工作模式。这样就实现了系统由北 斗二代卫星导航系统和GPS卫星系统导航工作模式的自动切换。FLASH存储器8是由主控微处理器7来控制的，当系统需要切换导航模式的时候， 会调用FLASH存储器中保存的数据。对于图1所示的双系统，为了让系统更好的工作，系统 会记录以下数据数据A 上一次卫星导航模式、即当前使用的是北斗还是GPS导航模式；数据B 上一次每个模式的卫星信号评估�？�9评估的结果以及各自用于定位的 卫星编号，历书数据，等等。
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系统记录上述数据到FLASH存储器8上，供下次开机使用，便于系统快速完成首次 定位。如果上一次是GPS模式，下一次开机时就启动GPS模式，并调用相关数据完成首次定 位，并按照图2所示的流程执行信号处理。如果GPS信号弱以致无法完成定位，系统就会切 换到北斗二代模式，并调用存储的上一次北斗二代卫星定位的数据来完成首次定位。为了保存上述数据，在系统关闭前，系统会自动将当前的数据写入，这样下次开机 的时候，写入的当前数据就是上一次数据。这样，每一次开机都会进入上一次的工作模式并 且利用上一次的数据来完成本次首次定位。但是，如果是第一次开机，系统该切换到何种模式？为了使系统工作更加可靠，图 3为本系统第一次开机数据更新的工作流程。首先步骤31，系统启动。然后步骤32，当系统第一次开机以后，由于系统内没有GPS和北斗二代卫星的数 据，即系统中存储上述数据的区域都为OxFF，系统判断其是第一次开机使用。步骤33，系统切换到GPS模式，并完成首次定位，获取用于定位的卫星数据，卫星 信号评估�？�9完成对GPS卫星信号的质量评估，如果在一段时间内信号不能满足定位要 求，也同样数据B。步骤34，系统切换到北斗二代工作模式，并完成首次定位，获取用于定位的卫星数 据，卫星信号评估�？�9完成对GPS卫星信号的质量评估，如果在一段时间内信号不能满足 定位要求，也同样数据B。步骤35，保存步骤33和步骤34获得的数据。其中数据A上一次卫星导航模式数 据为GPS和北斗二代信号中经过卫星信号评估�？�9评估后信号质量最好的。数据B上一 次每个模式的卫星信号经过卫星信号评估模块9评估后信号质量最好的以及各自用于定 位的卫星编号，历书数据为各自完成首次定位时的获得的相关信息。这样就更新了系统中 的数据A和数据B。步骤36，继续执行其他初始化任务。这样，如果接下来系统要执行定位服务，系统选择GPS和北斗二代信号中较强的 系统作为当前工作模式。因为系统首次定位时间在36秒左右。所以整个数据更新的过程在3分钟内基本 可以完成。此外，判断系统是否第一次开机的方法还可以是在FLASH存储器上开辟一个计数 单元，刚开始时为0，每使用一次增加一次，如果检测到计数为0并且没有溢出，则认为是第 一次开机，并执行上述第一次开机流程。需要说明的是，本系统仅以GPS和北斗二代导航卫星系统作为例子，如果系统集 成了 GL0NASS或者伽利略等其它导航卫星系统，其基本原理也和本发明一样，也在本发明 的保护范围之内。此外，本发明的信号载噪比门限值设在23，实际应用中也有低于23可以 定位的，需要视具体系统来确定。还有，本发明的技术不仅适用于卫星定位导航，而且适用 于卫星授时。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种双模或者多模定位卫星信号接收模式选择方法，其特征在于，该方法包括，启动所述卫星信号接收装置；读取所述装置的上一次工作模式；读取该模式下的上一次的工作数据；进入该工作模式。
2.如权利要求1所述的模式选择方法，其特征在于，所述方法还包括，判断所述装置是 否是第一次使用，如果是第一次使用，系统进入各个工作模式并获取各个模式的工作数据。
3.如权利要求2所述的模式选择方法，其特征在于，所述方法还包括，评估各个工作模 式的卫星信号质量，选择卫星信号质量最好的工作模式作为上一次工作模式并存储。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的模式选择方法，其特征在于，所述方法还包括， 除当前工作模式的射频前端�？楸３终９ぷ魍猓谢黄渌ぷ髂Ｊ降纳淦登岸四？槲� 眠状态。
5.如权利要求4所述的模式选择方法，其特征在于，所述方法还包括，在装置关闭前， 系统将当前工作模式作为上一次工作模式存储，将当前模式所使用的工作数据作为该模式 上一次的工作数据存储。
6.如权利要求5所述的模式选择方法，其特征在于，所述模式包含了北斗模式。
7.一种双模或者多模定位卫星信号接收装置，所述装置包括，用于双模或多模接收的 射频单元，基带信号处理单元，在基带信号处理单元中还包括了一个卫星信号评估�？椋� 控单元，模式切换单元以及存储单元，其特征在于，所述存储器上存储各个模式的上一次的 工作数据，在系统启动时，利用上一次的工作数据控制模式切换单元进行切换。
8.如权利要求7所述的卫星信号接收装置，其特征在于，所述装置还包括第一次开机 判断单元，如果是第一次开机，系统执行第一次开机流程。
全文摘要
本发明涉及一种双模或者多模定位卫星信号接收模式选择方法及装置，尤其是一种包含了北斗导航系统的双模或多模定位卫星信号接收模式选择方法及装置。该方法包括，启动所述卫星信号接收装置；读取所述装置的上一次工作模式；读取该模式下的上一次的工作数据；进入该工作模式。采用本发明的技术方案后，解决了双模或者多模系统之间自动切换的问题，提高了在不同场景下的双模或多模系统之间切换的效率。
文档编号G01S19/33GK101907716SQ20101024714
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者赵成能 申请人:东莞市泰斗微电子科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
