RU2377592C2 - Method of tracking radio-frequency signals - Google Patents
Method of tracking radio-frequency signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377592C2 RU2377592C2 RU2006135396/09A RU2006135396A RU2377592C2 RU 2377592 C2 RU2377592 C2 RU 2377592C2 RU 2006135396/09 A RU2006135396/09 A RU 2006135396/09A RU 2006135396 A RU2006135396 A RU 2006135396A RU 2377592 C2 RU2377592 C2 RU 2377592C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acceleration
- electronic device
- frequency band
- receiving means
- signals
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее изобретение относится к способу слежения за радиочастотным сигналом с помощью электронного устройства, содержащего приемное средство, на которое упомянутый радиочастотный сигнал передается от передающего средства в полосе частот на одной или более частотах, при этом слежение за упомянутыми радиочастотными сигналами инициализируется путем настройки упомянутого приемного средства на упомянутую полосу частот. Изобретение также относится к электронному устройству, содержащему приемное средство, предназначенное для приема радиочастотных сигналов, путем настройки упомянутого приемного средства на полосу частот, устройство измерения ускорения и процессор. Кроме того, изобретение относится к компьютерному программному продукту, содержащему средство компьютерного программного кода, для обеспечения выполнения процессором способа согласно изобретению.The present invention relates to a method for tracking an RF signal using an electronic device comprising receiving means to which said RF signal is transmitted from a transmitting means in a frequency band at one or more frequencies, wherein the tracking of said RF signals is initialized by tuning said receiving means to said frequency band. The invention also relates to an electronic device comprising receiving means for receiving radio frequency signals by tuning said receiving means to a frequency band, an acceleration measuring device and a processor. The invention further relates to a computer program product comprising computer program code means for enabling a processor to execute a method according to the invention.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИDESCRIPTION OF THE PRIOR ART
Общеизвестно, что на частоту и длину волны электромагнитного поля влияет относительное перемещение. Это явление известно как доплеровский эффект. Если передатчик и приемник электромагнитных сигналов перемещаются относительно друг друга, доплеровский эффект может вызывать изменения частот и длин волн принимаемых сигналов. Поэтому приемник, настроенный на частоту передатчика, может терять настройку из-за смещения частоты, вызванного доплеровским эффектом. Это обычно вызывает проблему только тогда, когда относительное перемещение передатчика и приемника достаточно быстрое. Передатчик может быть неподвижным, например установленным на земле, или движущимся, например установленным на движущемся по орбите спутнике. Однако скорость спутника обычно изменяется относительно медленно, так что смещение частоты сигнала, переданного со спутника из-за доплеровского эффекта, в сущности, является постоянным. В отличие от этого, например, на самолетах, автомобилях или высокоскоростных поездах приемник, следящий за сигналами передатчика, работающего на частоте или в полосе частот, то есть настроенный на них, из-за больших скоростей или высоких ускорений приемника может из-за доплеровского эффекта терять слежение за частотой передатчика. Это недостаток для пользователя приемника, поскольку восстановление слежения за передатчиком или перенастройка приемника на частоту передатчика могут потребовать относительно большого времени и/или потребления мощности.It is well known that the relative displacement affects the frequency and wavelength of an electromagnetic field. This phenomenon is known as the Doppler effect. If the transmitter and receiver of electromagnetic signals move relative to each other, the Doppler effect can cause changes in the frequencies and wavelengths of the received signals. Therefore, a receiver tuned to the transmitter frequency may lose tuning due to a frequency offset caused by the Doppler effect. This usually causes a problem only when the relative movement of the transmitter and receiver is fast enough. The transmitter may be stationary, for example mounted on the ground, or moving, for example mounted on a satellite moving in orbit. However, the satellite’s speed usually changes relatively slowly, so that the frequency offset of the signal transmitted from the satellite due to the Doppler effect is essentially constant. In contrast, for example, on airplanes, cars or high-speed trains, a receiver that monitors the signals of a transmitter operating in a frequency or in a frequency band, i.e. tuned to them, due to high speeds or high accelerations of the receiver, may, due to the Doppler effect lose track of the frequency of the transmitter. This is a drawback for the user of the receiver, since restoring the tracking of the transmitter or reconfiguring the receiver to the frequency of the transmitter may require a relatively long time and / or power consumption.
В US 5703597 предлагается в ответ на изменения ускорения сопровождаемого транспортного средства регулировать ширину полосы пропускания контура фазовой автоподстройки частоты в приемнике сигналов Глобальной системы определения местоположения (GPS). Ускорение транспортного средства вычисляется из принимаемых сигналов GPS. Ширина полосы пропускания контура фазовой автоподстройки частоты увеличивается, когда обнаруживается высокое ускорение, и уменьшается для низких значений ускорения. Хотя такие регулировки должны улучшать способность приемника поддерживать слежение за спутниками во время ускорения, расширенная полоса пропускания также увеличивает шумы, поступающие в приемник. Это также ведет к пониженной чувствительности и/или к увеличению времен интегрирования.US 5703597 proposes, in response to changes in the acceleration of an escorted vehicle, to adjust the bandwidth of the phase locked loop in the Global Positioning System (GPS) signal receiver. Vehicle acceleration is calculated from the received GPS signals. The phase-locked loop bandwidth increases when high acceleration is detected, and decreases for low acceleration values. Although such adjustments should improve the ability of the receiver to maintain tracking of satellites during acceleration, the expanded bandwidth also increases the noise entering the receiver. This also leads to reduced sensitivity and / or to increased integration times.
В US 6397146 предложен другой способ и устройство для компенсации ускорения в приемнике сигналов GPS. Значения одной или более составляющих ускорения могут быть получены от акселерометра, испытывающего то же самое ускорение, что и приемник сигналов GPS. Принятый сигнал спутника переносится в полосу промежуточных частот приемника сигналов GPS с помощью ряда операций преобразования частоты, при которых сигнал спутника смешивается с подмешиваемыми сигналами, имеющими частоты, которые могут аппроксимироваться функциями одной или более составляющих ускорения и одним или более параметрами, независимыми от ускорения.US 6397146 proposes another method and apparatus for compensating for acceleration in a GPS receiver. The values of one or more acceleration components can be obtained from an accelerometer experiencing the same acceleration as the GPS receiver. The received satellite signal is transferred to the intermediate frequency band of the GPS signal receiver using a series of frequency conversion operations, in which the satellite signal is mixed with mixed signals having frequencies that can be approximated by the functions of one or more acceleration components and one or more parameters independent of acceleration.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Следовательно, цель настоящего изобретения состоит в создании улучшенного способа слежения за сигналами, передаваемыми передатчиком, предотвращающего необходимость восстановления слежения или перенастройки приемника из-за относительного движения приемника и передатчика.Therefore, it is an object of the present invention to provide an improved method for tracking signals transmitted by a transmitter, preventing the need to restore tracking or reconfiguration of the receiver due to the relative movement of the receiver and transmitter.
Эта цель достигается тем, что способ вышеописанного типа дополнительно содержит этапы контроля ускорения электронного устройства посредством устройства измерения ускорения в электронном устройстве и изменения полосы частот, на которую настроено приемное средство, на основе упомянутого контролируемого ускорения. Изменение полосы частот, на которую настроено упомянутое приемное средство, в способе, соответствующем изобретению, соответствует умножению на некоторый коэффициент частот, входящих в полосу частот. Таким образом, изменение полосы частот, на которую настроено приемное средство, может выполняться простым путем. Коэффициент может определяться эмпирически или может быть вычисляемым.This goal is achieved in that the method of the type described above further comprises the steps of controlling the acceleration of the electronic device by means of an acceleration measuring device in the electronic device and changing the frequency band to which the receiving means is configured based on said controlled acceleration. A change in the frequency band to which said receiving means is tuned, in the method according to the invention, corresponds to multiplying by a certain coefficient the frequencies included in the frequency band. Thus, changing the frequency band that the receiving means is tuned to can be done in a simple way. The coefficient can be determined empirically or can be calculated.
Таким образом, электронное устройство, содержащее приемное средство, может компенсировать доплеровское смещение частоты принимаемого радиочастотного сигнала, вызванное относительным перемещением или изменениями относительного движения между приемным средством и передающим средством. Как правило, когда качество сигнала плохое, приемник может быть выполнен с возможностью решения этой проблемы путем сужения допуска по частоте (ширины полосы пропускания) и/или путем увеличения времени обработки сигнала. Первый путь дает меньше данных для обработки, а второй путь позволяет иметь больше времени для обработки принятых данных. В любом случае, приемник значительно более чувствителен к быстрым изменениям относительного движения между приемным средством и передающим средством. Использование устройства измерения ускорения для контроля ускорения приемного средства и изменение полосы частот, на которую приемное средство настраивается на этой основе, особенно ценно для компенсации этой повышенной чувствительности в условиях плохого качества сигнала. Следует отметить, что термин "ускорение" должен также включать в себя случай нулевого ускорения. Аналогично, изменение полосы частот, на которую настроен упомянутый приемник, может быть нулевым; например, если ускорение, в сущности, является нулевым или ниже определенного порога, изменение полосы частот может быть определено так, что полоса частот, на которую настроено приемное средство, в сущности, не изменится.Thus, the electronic device containing the receiving means can compensate for the Doppler frequency offset of the received radio frequency signal caused by relative movement or changes in relative motion between the receiving means and the transmitting means. Typically, when the signal quality is poor, the receiver can be configured to solve this problem by narrowing the frequency tolerance (bandwidth) and / or by increasing the signal processing time. The first way gives less data to process, and the second way allows you to have more time to process the received data. In any case, the receiver is much more sensitive to rapid changes in relative motion between the receiving means and the transmitting means. The use of an acceleration measuring device to control the acceleration of the receiving means and changing the frequency band to which the receiving means is tuned on this basis is especially valuable for compensating for this increased sensitivity in conditions of poor signal quality. It should be noted that the term “acceleration” should also include the case of zero acceleration. Similarly, the change in the frequency band to which the receiver is tuned may be zero; for example, if the acceleration is essentially zero or below a certain threshold, a change in the frequency band can be determined so that the frequency band to which the receiving means is tuned does not essentially change.
Предпочтительно, чтобы упомянутый коэффициент был коэффициентом доплеровского смещения. Этот коэффициент может вычисляться известным способом, например, как функция относительной скорости между приемным средством и передающим средством или как функция скорости приемного средства. Если скорость электронного устройства нулевая, то коэффициент доплеровского смещения равен единице. Если приемник приближается к передатчику, то частота передаваемого сигнала, воспринимаемая приемником, увеличивается по сравнению со случаем приема переданного сигнала неподвижным приемником и, следовательно, коэффициент доплеровского смещения будет больше 1. Аналогично, если приемник удаляется от передатчика, коэффициент доплеровского смещения будет меньше 1 (но больше 0).Preferably, said coefficient is a Doppler shift coefficient. This coefficient can be calculated in a known manner, for example, as a function of the relative speed between the receiving means and the transmitting means or as a function of the speed of the receiving means. If the speed of the electronic device is zero, then the Doppler shift coefficient is unity. If the receiver approaches the transmitter, then the frequency of the transmitted signal perceived by the receiver increases compared with the case of receiving the transmitted signal by a fixed receiver and, therefore, the Doppler shift coefficient is greater than 1. Similarly, if the receiver moves away from the transmitter, the Doppler shift coefficient will be less than 1 ( but more than 0).
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап определения изменения принимаемых частот в упомянутой полосе частот, обусловленного ускорением электронного устройства, контролируемого упомянутым устройством измерения ускорения, причем этап изменения полосы частот, на которую настроено упомянутое приемное средство, выполняется только в случае, если упомянутое изменение превышает заранее установленный порог. Тем самым, приемное средство перестраивается только в случае, когда скорость или ускорение электронного устройства требуют перестройки, чтобы избежать потери слежения за передающим средством. Порог может быть выражен как процент от частоты или как абсолютное значение частоты.Preferably, the method further comprises the step of determining a change in received frequencies in said frequency band due to the acceleration of an electronic device controlled by said acceleration measuring device, wherein the step of changing a frequency band to which said receiving means is tuned is performed only if said change exceeds a predetermined one threshold. Thus, the receiving means is tuned only when the speed or acceleration of the electronic device requires tuning in order to avoid losing tracking of the transmitting means. The threshold can be expressed as a percentage of the frequency or as an absolute value of the frequency.
Предпочтительно, способ, соответствующий изобретению, характеризуется тем, что приемное средство электронного устройства выполнено с возможностью приема сигналов в диапазоне ультравысоких частот (UHF). Диапазон UHF является частью радиочастотного диапазона, представляющей особый интерес для определенных целей, например для спутниковых систем определения местоположения.Preferably, the method according to the invention is characterized in that the receiving means of the electronic device is adapted to receive signals in the ultra-high frequency range (UHF). The UHF band is part of the radio frequency band of particular interest for certain purposes, for example, satellite positioning systems.
Способ, соответствующий изобретению, особенно выгоден, когда приемное средство электронного устройства предназначено для приема от спутников сигналов для определения местоположения, например от спутников в спутниковой системе определения местоположения, такой как система GPS (Глобальная система определения местоположения), GLONASS (Глобальная навигационная орбитальная спутниковая система), GNSS (Глобальная навигационная спутниковая система)/"Галилей" или любые другие существующие или будущие спутниковые навигационные системы. Как правило, такие сигналы для определения местоположения от спутниковых навигационных систем посылаются со спутников, находящихся на орбите вокруг Земли. Кроме того, хотя пример осуществления изобретения описан со ссылкой на спутники системы GPS, следует принять во внимание, что сказанное применимо к системам для определения местоположения, которые используют псевдолиты или комбинацию спутников и псевдолитов. Псевдолиты являются наземными передатчиками, которые транслируют сигнал, подобный традиционному сигналу GPS, передаваемому спутниками, полученный модуляцией сигнала несущей L-диапазона, обычно синхронизованный во времени с системой GPS. Псевдолиты могут быть полезны в ситуациях, когда сигналы GPS от орбитальных спутников GPS могут быть недоступны, например в туннелях, шахтах, зданиях или закрытых зонах, или для внесения поправок в сигналы для определения местоположения, как это делается в системе DGPS (дифференциальная система GPS). Термин "спутник", как он используется здесь, предполагает включение псевдолитов или эквивалентов псевдолитов, а термин "GPS", как он используется здесь, предполагает включение сигналов, подобных GPS-сигналам от псевдолитов или эквивалентов псевдолитов. Понятно, что сигналы для определения местоположения, принимаемые со спутников, должны обрабатываться в электронном устройстве предпочтительно посредством процессора или подобного устройства.The method according to the invention is particularly advantageous when the receiving means of the electronic device is intended to receive positioning signals from satellites, for example from satellites in a satellite positioning system, such as GPS (Global Positioning System), GLONASS (Global Navigation Orbiting Satellite System) ), GNSS (Global Navigation Satellite System) / Galileo or any other existing or future satellite navigation system. Typically, such positioning signals from satellite navigation systems are sent from satellites in orbit around the Earth. In addition, although an embodiment of the invention has been described with reference to GPS satellites, it should be appreciated that the foregoing is applicable to positioning systems that use pseudolites or a combination of satellites and pseudolites. Pseudolites are terrestrial transmitters that transmit a signal similar to a traditional GPS signal transmitted by satellites, obtained by modulating the L-band carrier signal, usually synchronized in time with the GPS system. Pseudo-latches can be useful in situations where GPS signals from GPS orbiting satellites may be unavailable, for example in tunnels, mines, buildings or confined areas, or to make corrections to location signals, as is done in the DGPS (differential GPS system) . The term "satellite" as used here, includes the inclusion of pseudoliths or equivalents of pseudoliths, and the term "GPS", as used here, implies the inclusion of signals similar to GPS signals from pseudoliths or equivalents of pseudolites. It is understood that positioning signals received from satellites should be processed in an electronic device, preferably by a processor or the like.
Также полезно, если способ, соответствующий изобретению, содержит определение ускорения электронного устройства с помощью принимаемых сигналов для определения местоположения и калибровку измерений упомянутого устройства измерения ускорения с помощью определенного ускорения. Тем самым, простым путем реализуется калибровка устройства измерения ускорения.It is also useful if the method according to the invention comprises determining the acceleration of the electronic device using the received signals for determining the location and calibrating the measurements of said acceleration measuring device using a specific acceleration. Thus, in a simple way, the calibration of the acceleration measuring device is realized.
В предпочтительном варианте осуществлении способа, соответствующего изобретению, способ дополнительно содержит этап определения ускорения электронного устройства посредством сигналов для определения местоположения, принимаемых приемным средством; причем упомянутое изменение упомянутой полосы частот, на которую настроено приемное средство, выполняется на основе упомянутого ускорения, определяемого посредством принятых сигналов для определения местоположения, и упомянутого ускорения, контролируемого посредством упомянутого устройства измерения ускорения. В случаях, когда контролируемое ускорение отличается от определенного ускорения, упомянутое ускорение может выполняться на основе либо определенного, либо контролируемого ускорения. Одним из примеров такого случая может быть случай, когда приемное средство принимает обновленные данные времени, например, от сети мобильной связи, которые могут указывать изменение в местоположении электронного устройства, тем самым, представляя изменение определенного ускорения. Таким образом, электронное оборудование может идентифицировать, действительно ли имело место ускорение электронного устройства, и электронное устройство может установить изменение полосы частот, на которую соответственно настраивается приемное средство.In a preferred embodiment of the method of the invention, the method further comprises the step of determining the acceleration of the electronic device by means of positioning signals received by the receiving means; moreover, said change in said frequency band to which the receiving means is configured is based on said acceleration determined by received signals for determining a location and said acceleration controlled by said acceleration measuring device. In cases where the controlled acceleration is different from a specific acceleration, said acceleration can be performed based on either a specific or controlled acceleration. One example of such a case may be the case where the receiving means receives updated time data, for example, from a mobile communication network, which may indicate a change in the location of the electronic device, thereby representing a change in a certain acceleration. In this way, the electronic equipment can identify whether or not acceleration of the electronic device has occurred, and the electronic device can detect a change in the frequency band to which the receiving means is tuned.
Помимо этого, изобретение относится к электронному устройству, содержащему приемное средство, предназначенное для приема радиочастотных сигналов путем настройки упомянутого приемного средства на полосу частот, устройство измерения ускорения и процессор, при этом устройство измерения ускорения выполнено с возможностью контроля ускорение электронного устройства, а процессор выполнен с возможностью изменения полосы частот, на которую настроено упомянутое приемное средство, на основе упомянутого контролируемого ускорения. Изменение полосы частот, на которую настроено упомянутое приемное средство, соответствует умножению на некоторый коэффициент частот, входящих в полосу частот. Тем самым, изменение полосы частот, на которую настроено приемное средство, может выполняться простым путем. Коэффициент может определяться эмпирически или может вычисляться. Тем самым, электронное устройство, содержащее приемное средство, может компенсировать доплеровское смещение частоты принятого радиочастотного сигнала, вызванное относительным перемещением или изменениями относительного движения между приемным средством и передающим средством.In addition, the invention relates to an electronic device comprising a receiving means for receiving radio frequency signals by tuning said receiving means to a frequency band, an acceleration measuring device and a processor, while the acceleration measuring device is configured to control the acceleration of the electronic device, and the processor is configured to the ability to change the frequency band on which said receiving means is configured based on said controlled acceleration. A change in the frequency band to which said receiving means is tuned corresponds to multiplying by a certain coefficient the frequencies included in the frequency band. Thus, changing the frequency band that the receiving means is tuned to can be done in a simple way. The coefficient may be determined empirically or may be calculated. Thus, the electronic device containing the receiving means can compensate for the Doppler frequency offset of the received RF signal caused by relative movement or changes in relative motion between the receiving means and the transmitting means.
Предпочтительно, упомянутый коэффициент является коэффициентом доплеровского смещения. Этот коэффициент может вычисляться известным способом, например, как функция относительной скорости приемного средства и передающего средства или как функция скорости приемного средства. Если скорость электронного устройства равна нулю, коэффициент доплеровского смещения равен единице. Если приемник приближается к передатчику, то частота переданного сигнала, воспринимаемая приемником, увеличивается по сравнению с приемом переданного сигнала неподвижным приемником и, следовательно, коэффициент доплеровского смещения будет больше 1. Аналогично, если приемник движется, удаляясь от передатчика, коэффициент доплеровского смещения будет меньше 1 (но больше 0).Preferably, said coefficient is a Doppler shift coefficient. This coefficient can be calculated in a known manner, for example, as a function of the relative speed of the receiving means and transmitting means or as a function of the speed of the receiving means. If the speed of the electronic device is zero, the Doppler shift coefficient is unity. If the receiver approaches the transmitter, then the frequency of the transmitted signal perceived by the receiver increases compared to the reception of the transmitted signal by the fixed receiver and, therefore, the Doppler shift coefficient is greater than 1. Similarly, if the receiver moves away from the transmitter, the Doppler shift coefficient will be less than 1 (but greater than 0).
Предпочтительно, процессор электронного устройства выполнен с возможностью определения изменения принятых частот в упомянутой полосе частот, вызванного ускорением электронного устройства, контролируемым упомянутым устройством измерения ускорения, и выполнения изменения полосы частот, на которую настроено упомянутое приемное средство, только если упомянутое изменение превышает заранее установленный порог. Тем самым, приемное средство электронного устройства перенастраивается только тогда, когда скорость или ускорение электронного устройства требует перестройки, чтобы избежать потери слежения за передающим средством. Порог может быть выражен как процент от значения частоты или как абсолютное значение.Preferably, the processor of the electronic device is configured to determine a change in the received frequencies in said frequency band caused by the acceleration of the electronic device controlled by said acceleration measuring device, and to perform a change in the frequency band that said receiving means is tuned only if said change exceeds a predetermined threshold. Thus, the receiving means of the electronic device is retuned only when the speed or acceleration of the electronic device requires tuning to avoid losing tracking of the transmitting means. The threshold can be expressed as a percentage of the frequency value or as an absolute value.
Предпочтительным образом приемное средство в электронном устройстве выполнено с возможностью приема сигналов в диапазоне UHF, являющемся частью радиочастотного диапазона, представляющей особый интерес для определенных целей, например, в спутниковых системах для определения местоположения.Preferably, the receiving means in the electronic device is adapted to receive signals in the UHF band, which is part of the radio frequency band of particular interest for specific purposes, for example, in satellite positioning systems.
В соответствии с вариантом осуществления электронного устройства, соответствующего изобретению, приемное средство электронного устройства выполнено с возможностью приема сигналов для определения местоположения от спутников. Предпочтительно, приемное средство электронного устройства выбирается из следующей группы: приемник GPS, приемник GLONASS, приемник GNSS/"Галилей" (здесь и далее термин "приемник GPS" считается включающим в себя любые приемники из приведенного выше перечня). В переносных приемниках GPS, как хорошо известно, для контроля любого ускорения приемника GPS используется встроенное средство измерения ускорения. Оно используется для определения местоположения приемника GPS в случаях, когда не может быть получено достаточно сигналов со спутников GPS, например в городах с высокими зданиями, в горных районах и т.д. Однако проблема этих приемников GPS со встроенным средством измерения ускорения состоит в том, что слежение за сигналами спутника GPS может быть потеряно из-за вызванного ускорением доплеровского смещения частоты сигналов, принимаемых от спутников GPS. Таким образом, вышеупомянутый вариант осуществления изобретения решает эту проблему потери сигналов спутника GPS в приемнике GPS, вызванной ускорением. Как правило, приемник GPS выполнен с возможностью одновременного приема сигналов от множества спутников для определения местоположения по различным так называемым каналам, возможно, на разных частотах. Таким образом, электронное устройство, соответствующее изобретению, может быть выполнено с возможностью изменения частоты каждого такого канала, в сущности, одновременно.According to an embodiment of the electronic device of the invention, the receiving means of the electronic device is adapted to receive signals for determining position from satellites. Preferably, the receiving means of the electronic device is selected from the following group: GPS receiver, GLONASS receiver, GNSS / Galileo receiver (hereinafter, the term “GPS receiver” is considered to include any receivers from the above list). Portable GPS receivers, as is well known, use the built-in acceleration measurement tool to control any acceleration of the GPS receiver. It is used to determine the location of the GPS receiver in cases where sufficient signals from GPS satellites cannot be received, for example, in cities with tall buildings, in mountainous areas, etc. However, the problem with these GPS receivers with built-in acceleration measurement is that the tracking of the GPS satellite signals may be lost due to the accelerated Doppler frequency offset of the signals received from the GPS satellites. Thus, the aforementioned embodiment of the invention solves this problem of GPS satellite signal loss in the GPS receiver caused by acceleration. Typically, a GPS receiver is configured to simultaneously receive signals from multiple satellites to determine a location on various so-called channels, possibly at different frequencies. Thus, the electronic device corresponding to the invention can be configured to change the frequency of each such channel, in essence, simultaneously.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения электронное устройство выполнено с возможностью определения его ускорения посредством принятых сигналов для определения местоположения и выполнено с возможностью калибровки упомянутого устройства измерения ускорения на основе упомянутого ускорения, определенного посредством упомянутых принятых сигналов для определения местоположения. Тем самым, простым путем реализуется калибровка устройства измерения ускорения.In a preferred embodiment of the invention, the electronic device is configured to determine its acceleration by means of received positioning signals and is configured to calibrate said acceleration measuring device based on said acceleration determined by said received positioning signals. Thus, in a simple way, the calibration of the acceleration measuring device is realized.
В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления изобретения электронное устройство дополнительно содержит средство для определения ускорения электронного устройства посредством сигналов для определения местоположения, принятых приемным средством, и средство для выполнения упомянутого изменения упомянутой полосы частот на основе упомянутого ускорения, определенного с помощью принятых сигналов для определения местоположения, и упомянутого ускорения, контролируемого посредством упомянутого устройства измерения ускорения. В случаях, когда упомянутое контролируемое ускорение отличается от упомянутого определенного ускорения, упомянутое изменение может выполняться на основе либо упомянутого определенного ускорения, либо упомянутого контролируемого ускорения. Одним из вариантов этого может быть случай, когда приемное средство принимает обновленные данные времени, например, от сети мобильной связи, которые могут указывать изменение местоположения электронного устройства, таким образом, представляя изменение определенного ускорения. Таким образом, электронное устройство может идентифицировать, действительно ли имело место ускорение электронного устройства, и электронное устройство может установить изменение полосы частот, на которую соответственно настраивается приемное средство.In a further preferred embodiment of the invention, the electronic device further comprises means for determining the acceleration of the electronic device by means of positioning signals received by the receiving means, and means for performing said change of said frequency band based on said acceleration determined by the received positioning signals, and said acceleration controlled by said acceleration measuring device. In cases where said controlled acceleration is different from said specific acceleration, said change may be based on either said specific acceleration or said controlled acceleration. One option for this may be the case where the receiving means receives updated time data, for example, from a mobile communication network, which may indicate a change in the location of the electronic device, thereby representing a change in a certain acceleration. In this way, the electronic device can identify whether or not acceleration of the electronic device has occurred, and the electronic device can detect a change in the frequency band to which the receiving means is tuned.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения электронное устройство содержится в мобильном телефоне. Тем самым, реализуется мобильный телефон с улучшенными функциями.In yet another preferred embodiment of the invention, the electronic device is contained in a mobile phone. Thus, a mobile phone with improved functions is realized.
Следует отметить, что электронное устройство может являться электронным устройством, устройством или аппаратурой, которые устанавливаются на транспортном средстве, таком как самолет, автомобиль, корабль и т.д., или переносным/портативным, таким как переносной приемник GPS или мобильная станция, такая как мобильный радиотерминал, мобильный телефон, пейджер, коммуникатор (например, электронные органайзеры, смарт-телефоны и т.д.), содержащие приемник GPS. Электронное устройство и компьютерный программный продукт имеют те же самые преимущества, что и способ, описанный выше, по тем же самым причинам. Более того, следует отметить, что если приемное средство может настраиваться на более чем одну полосу частот, то есть настраиваться на более чем один канал одновременно, то возможно, но не обязательно, что способ может осуществляться для каждой полосы частот/канала.It should be noted that the electronic device may be an electronic device, device, or apparatus that is mounted on a vehicle, such as an airplane, automobile, ship, etc., or portable / portable, such as a portable GPS receiver or mobile station, such as a mobile radio terminal, a mobile phone, a pager, a communicator (for example, electronic organizers, smart phones, etc.) containing a GPS receiver. An electronic device and a computer program product have the same advantages as the method described above for the same reasons. Moreover, it should be noted that if the receiving means can tune to more than one frequency band, that is, tune to more than one channel at a time, then it is possible, but not necessary, that the method can be implemented for each frequency band / channel.
Повсеместно в этом описании и формуле изобретения термин "настройка", как предполагается, должен охватывать операцию настройки приемника на частоту или полосу частот, а термин "слежение", как предполагается, должен указывать на фактический прием сигнала на желаемой частоте или в полосе частот. Устройство измерения ускорения может быть акселерометром, датчиком перегрузок или любым другим средством, посредством которого ускорение может быть точно определено. Термин "полоса частот", как предполагается, должен охватывать полосу смежных частот, а также одну конкретную частоту. Термин "контролируемое ускорение", как предполагается, является синонимом выражения "ускорение, определяемое устройством измерения ускорения электронного устройства", термин "определенное ускорение", как предполагается, является синонимом ускорения электронного устройства, определяемого посредством сигналов для определения местоположения, принимаемых приемным средством электронного устройства.Throughout this description and the claims, the term “tuning” is supposed to cover the operation of tuning the receiver to a frequency or frequency band, and the term “tracking” is supposed to indicate the actual reception of a signal at a desired frequency or frequency band. The acceleration measuring device may be an accelerometer, an overload sensor, or any other means by which the acceleration can be accurately determined. The term “frequency band” is intended to encompass a band of adjacent frequencies as well as one particular frequency. The term "controlled acceleration" is assumed to be synonymous with the expression "acceleration determined by the electronic acceleration measuring device", the term "determined acceleration" is assumed to be synonymous with the acceleration of an electronic device determined by location signals received by the receiving means of the electronic device .
Следует подчеркнуть, что термин "содержат/содержит", когда он используется в данном описании, должен указывать на присутствие заявленных признаков, чисел, этапов или компонент, но не препятствует присутствию или добавлению одного или более других признаков, чисел, этапов, компонент или их групп.It should be emphasized that the term “contain / contains”, when used in this description, should indicate the presence of the claimed features, numbers, steps or components, but does not prevent the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, components or their groups.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ниже изобретение описано более подробно в связи с предпочтительными вариантами осуществления и со ссылкой на чертежи, в которых представлено следующее:The invention is described in more detail below in connection with preferred embodiments and with reference to the drawings, in which the following is presented:
Фиг.1 - блок-схема способа, соответствующего варианту осуществления изобретения,Figure 1 - block diagram of a method corresponding to a variant embodiment of the invention,
Фиг.2 - блок-схема альтернативного способа, соответствующего другому варианту осуществления изобретения, и2 is a flowchart of an alternative method according to another embodiment of the invention, and
Фиг.3 - блок-схема приведенного для примера электронного устройства, предназначенного для выполнения способа изобретения.Figure 3 is a block diagram of an exemplary electronic device for implementing the method of the invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Фиг.1 показывает блок-схему способа 100, соответствующего варианту осуществления изобретения. Способ начинается на этапе 110. На этапе 120 приемник настроен на определенную частоту или полосу частот, которая возможно, но не обязательно, может быть заданной. Таким образом, способ 100 может применяться для слежения за сигналами на заранее определенной частоте и/или для поиска сигнала в полосе частот и захвата той частоты, на которой передаются полезные сигналы.1 shows a flowchart of a
Упомянутая частота может быть любой частотой радиочастотного диапазона, то есть от примерно 105 до примерно 1011 Гц. Примерами частот могут быть сигналы ЧМ-радиовещания на частотах между 88 и 108 МГц, сигналы АМ-радиовещания на частотах между 535 и 1700 кГц или сигналы GPS, передаваемые на частотах приблизительно 1227 МГц и приблизительно 1575 МГц. Как правило, этот этап 120 способа 100 выполняется первоначально только один раз или несколько раз до тех пор, пока не начнется слежение за сигналом на желаемой частоте; после этого этап 120 будет выполняться всякий раз только тогда, когда изменяется частота или полоса частот, на которую настроен приемник.Said frequency may be any frequency of the radio frequency range, that is, from about 10 5 to about 10 11 Hz. Examples of frequencies may be FM broadcast signals between 88 and 108 MHz, AM broadcast signals between 535 and 1700 kHz, or GPS signals transmitted at approximately 1227 MHz and approximately 1575 MHz. Typically, this
Способ 100 продолжается на этапе 130, где устройство измерения ускорения, которое соединено или связано с приемником, контролирует любое ускорение приемника. Результат этого контроля ускорения приемника передается для вычисления возможного вызываемого доплеровского смещения. Теоретически, такое доплеровское смещение частоты принятого сигнала будет происходить всякий раз, когда приемник движется; однако доплеровское смещение будет влиять на воспринимаемую частоту принятого сигнала только при скоростях приемника, превышающих некоторую скорость. Тем не менее, такие скорости могут испытываться на борту самолетов, высокоскоростных поездах и в быстродвижущихся автомобилях. Предпочтительным образом, этап 130 выполняется непрерывно или с весьма короткими временными прерываниями, так что любое ускорение приемника воспринимается и учитывается.The
На этапе 140 способа 100 полоса частот, на которую настроен приемник, изменяется в соответствии с испытываемым доплеровским смещением принимаемой частоты или полосы частот. Это изменение предпочтительно соответствует коэффициенту, умноженному на частоту/частоты, на которую настроен приемник, так что приемник настраивается на измененную частоту, чтобы отслеживать полезный сигнал, передаваемый на определенной частоте. Если приемник приближается к передатчику, частота переданного сигнала, поступающего на приемник, увеличивается по сравнению с приемом переданного сигнала на неподвижном приемнике и поэтому упомянутый коэффициент больше 1. Соответственно, упомянутый коэффициент меньше 1, если приемник удаляется от передатчика. Коэффициент является коэффициентом доплеровского смещения, вычисленным в соответствии с известной теорией, например теорией относительности.At
Вслед за изменением полосы частот на этапе 140, этап 120 способа 100 повторяется, чтобы поддерживать слежение за полезным сигналом, затем этапы 130 и 140 выполняются снова, предпочтительно до тех пор, пока приемник включен или пока возможно перемещение приемника. Таким образом, способ 100 может представлять собой функциональную возможность или прикладную программу электронного устройства, содержащего приемник, причем указанная функциональная возможность может включаться или выключаться в соответствии с потребностями пользователя. Однако всякий раз, когда предполагается, что приемник перемещается, использование способа 100 будет экономить энергию и время, поскольку приемник будет продолжать слежение за сигналами, передаваемыми на определенной частоте, даже если доплеровское смещение влияет на частоту, на которой может отслеживаться сигнал, так что можно избежать расхода энергии и времени на повторный захват передатчика на слежение. Способ 100 заканчивается на этапе 150 в типовом случае всякий раз, когда приемник или функциональная возможность приемника, выполняющая способ, выключается.Following the change in frequency band in
Фиг.2 показывает блок-схему альтернативного способа 200, соответствующую другому варианту осуществления изобретения. Некоторые этапы способа 200 эквивалентны некоторым этапам способа 100, описанным выше. Эти этапы описаны лишь вкратце.FIG. 2 shows a flowchart of an
Способ 200 начинается с этапа 210. На этапе 220 приемник настраивается на определенную частоту или полосу частот, которая возможно, но не обязательно, может быть определена заранее. Таким образом, способ 200 может применяться для слежения за сигналами на предварительно определенной частоте и/или для поиска сигналов в полосе частот и захвата частоты, на которой передаются полезные сигналы. Упомянутая частота может быть любой частотой в радиочастотном диапазоне. Как правило, этот этап 220 способа 200 первоначально выполняется один раз или несколько раз до тех пор, пока сигнал на желаемой частоте не будет захвачен для слежения; после этого этап 220 будет выполняться всякий раз только при изменении частоты или полосы частот, на которую настроен приемник.The
Способ 200 продолжается на этапе 230, где устройство измерения ускорения, которое соединено или связано с приемником, контролирует любое ускорение приемника, как описано выше со ссылкой на фиг.1. Предпочтительным образом, этап 130 выполняется непрерывно или с весьма короткими временными прерываниями, так чтобы любое ускорение приемника воспринималось и учитывалось.The
На этапе 240 способа 200 определяется любое изменение частоты сигнала, передаваемого передатчиком, на которую настроен приемник, происходящее из-за ускорения или скорости приемника. На этапе 250 изменение частоты, определенное на этапе 240, сравнивается с порогом. Если изменение частоты равно или превышает упомянутый порог, процедура обработки сигнала по способу 200 продолжается на этапе 260; в противном случае процедура сигнала возвращается обратно к этапу 230. На этапе 260 полоса частот, на которую настроен приемник, изменяется в соответствии с воспринимаемым доплеровским смещением принимаемой частоты или полосы частот таким же образом, как описано для этапа 140 способа 100.At
Вслед за изменением полосы частот на этапе 260, этап 220 способа 200 повторяется, чтобы поддерживать слежение за полезным сигналом и затем процедура продолжается на последующих этапах, предпочтительно, пока приемник включен или пока возможно перемещение приемника. Таким образом, способ 200 может представлять собой функциональную возможность или прикладную программу электронного устройства, содержащего приемник, причем указанная функциональная возможность может включаться или выключаться в соответствии с потребностями пользователя. Однако всякий раз, когда ожидается, что приемник может двигаться, использование способа 200 будет экономить энергию и время, потому что приемник продолжает слежение за сигналами, передаваемыми на определенной частоте, даже когда доплеровское смещение влияет на частоту, на которой возможно слежение за сигналом, так что можно избежать потери времени и энергии на повторный захват для слежения за передатчиком. Способ 100 заканчивается на этапе 270 в типовом случае всякий раз, когда приемник или функциональная возможность приемника, выполняющая способ, выключается.Following the frequency band change in
Фиг.3 показывает схему примера электронного устройства 10, обеспечивающего выполнение способа соответствующего изобретению. Электронное устройство 10 содержит приемник GPS 20, процессор 30, акселерометр 40 и индикатор 50. Хотя в настоящем описании используется приемник GPS, мог бы использоваться любой приемник сигналов для определения местоположения навигационных спутниковых систем, таких как GLONASS, GNSS/"Галилей" или любых других существующих или будущих навигационных спутниковых систем. Электронное устройство 10 может быть любым электронным устройством, устройством или аппаратурой, которые могут быть установлены на транспортном средстве типа самолета, автомобиля, корабля и т.д., или переносным/портативным типа переносного приемника GPS или мобильной станции типа терминала мобильной радиостанции, мобильного телефона, пейджера, коммуникатора (например, электронные органайзеры, смарт-телефоны и т.д.), содержащих приемник GPS. Фиг.3 показывает только те элементы электронного устройства 10, которые необходимы для описания изобретения.Figure 3 shows a diagram of an example of an electronic device 10 that provides a method according to the invention. The electronic device 10 includes a GPS receiver 20, a processor 30, an accelerometer 40, and an indicator 50. Although a GPS receiver is used in the present description, any signal receiver could be used to locate navigation satellite systems such as GLONASS, GNSS / Galileo, or any other existing or future navigation satellite systems. The electronic device 10 may be any electronic device, device, or apparatus that can be installed on a vehicle such as an airplane, car, ship, etc., or a portable / portable type of a portable GPS receiver or mobile station, such as a terminal of a mobile radio station, a mobile phone , pagers, communicators (for example, electronic organizers, smart phones, etc.) containing a GPS receiver. Figure 3 shows only those elements of the electronic device 10 that are necessary to describe the invention.
Приемник GPS обеспечивает прием сигналов GPS от спутников системы GPS. Сигналы спутников GPS гражданского назначения обычно передаются на частоте 1575,42 МГц, поэтому приемник настроен на эту частоту для приема сигналов GPS. Однако приемник GPS может быть настроен на любую другую частоту, на которой передаются сигналы GPS.The GPS receiver provides GPS signals from GPS satellites. The signals of civilian GPS satellites are usually transmitted at a frequency of 1575.42 MHz, so the receiver is tuned to this frequency to receive GPS signals. However, the GPS receiver can be tuned to any other frequency at which GPS signals are transmitted.
Обычный сигнал GPS включает три различных вида информации: псевдослучайный код, данные эфемерид и данные альманаха. Псевдослучайный код является идентификационным кодом, идентифицирующим спутник, передающий сигнал. Данные эфемерид, которые постоянно передаются каждым спутником в системе GPS, содержат информацию о состоянии спутника и текущих дате и времени. Эта часть сигнала существенно необходима для определения местоположения приемника. Наконец, данные альманаха содержат информацию, где должен находиться каждый спутник GPS в любое время в течение дня. Каждый спутник передает данные альманаха, показывающие орбитальную информацию для этого спутника и для каждого другого спутника в системе.A typical GPS signal includes three different kinds of information: a pseudo-random code, ephemeris data and almanac data. A pseudo-random code is an identification code identifying the satellite transmitting the signal. Ephemeris data, which is constantly transmitted by each satellite in the GPS system, contains information on the status of the satellite and the current date and time. This part of the signal is essential for determining the location of the receiver. Finally, the almanac data contains information on where each GPS satellite should be located at any time during the day. Each satellite transmits almanac data showing orbital information for that satellite and for every other satellite in the system.
Блок 30 электронного устройства 10 представляет собой процессор. Некоторые из функций процессора 30 показаны в блоках 32, 34, 36 и 38. В блоке 32 принятый сигнал GPS обрабатывается для извлечения данных различных типов, описанных выше.Block 30 of the electronic device 10 is a processor. Some of the functions of the processor 30 are shown in blocks 32, 34, 36, and 38. In block 32, a received GPS signal is processed to extract the various types of data described above.
Поскольку данные альманаха в сигналах GPS содержат информацию об орбитах спутников в системе GPS, процессор 30 использует в блоке 34 обработанные сигналы GPS для захвата спутников, от которых он принимает передаваемые сигналы GPS. Таким образом, слежение, выполняемое в блоке 34, используется в блоке 32, что, в свою очередь, влияет на фактический прием сигналов GPS в приемнике GPS 20. Обработанные сигналы GPS и выполняемое слежение за ними используются в блоке 36 для вычисления местоположения электронного устройства 10. Когда приемником GPS получены сигналы от трех или более спутников, местоположение приемника GPS может быть определено с высокой точностью, обычно в пределах 5-15 метров. Когда положение электронного устройства 10 определено, процессор 30 может вычислять другую информацию, такую как скорость, ускорение, пеленг, пройденное расстояния и т.д. Положение, вычисленное в блоке 36, может отображаться на индикаторе 50 электронного устройства 10 в виде широты и долготы или адреса или на карте.Since the almanac data in GPS signals contain information about the orbits of the satellites in the GPS system, processor 30 uses processed GPS signals in block 34 to capture satellites from which it receives transmitted GPS signals. Thus, the tracking performed in block 34 is used in block 32, which, in turn, affects the actual reception of GPS signals in the GPS receiver 20. The processed GPS signals and the tracking they follow are used in block 36 to calculate the location of the electronic device 10 When the GPS receiver receives signals from three or more satellites, the location of the GPS receiver can be determined with high accuracy, usually within 5-15 meters. When the position of the electronic device 10 is determined, the processor 30 can calculate other information, such as speed, acceleration, bearing, distance traveled, etc. The position calculated in block 36 may be displayed on the indicator 50 of the electronic device 10 in the form of latitude and longitude or address or on a map.
Электронное устройство 10, кроме того, содержит акселерометр 40, предпочтительно трехосевой акселерометр. Хорошо известно, как использовать акселерометр 40 для соответствия вычислению местоположения, выполняемому в блоке 36, в случаях, когда приему сигналов GPS создаются препятствия, например плотной листвой или городскими застройками с высокими зданиями. Это подробно описано ниже в связи с фильтром Калмана 38. Таким образом, когда приемник GPS 20 не может принимать достаточные сигналы для выполнения точного вычисления положения, информация акселерометра 40 может использоваться для вычисления изменения в местоположении электронного устройства 10. Согласно изобретению, результаты измерения акселерометра 40 могут также использоваться для слежения, выполняемого в блоке 34, так чтобы традиционный способ слежения мог быть дополнен способом 100 или 200, описанным выше, чтобы учесть любое изменение частоты/частот, на которых могут приниматься сигналы GPS. Наконец, акселерометр 40 может быть откалиброван посредством определения местоположения, скорости и/или ускорения электронного устройства 10 на основе принятых сигналов GPS, что указано стрелкой от блока 34 к акселерометру 40 на фиг.3.The electronic device 10 further comprises an accelerometer 40, preferably a three-axis accelerometer. It is well known how to use the accelerometer 40 to match the location calculation performed in block 36 in cases where the reception of GPS signals is obstructed, for example by dense foliage or urban buildings with tall buildings. This is described in detail below in connection with the Kalman filter 38. Thus, when the GPS receiver 20 cannot receive sufficient signals to perform an accurate position calculation, the information of the accelerometer 40 can be used to calculate the change in the location of the electronic device 10. According to the invention, the measurement results of the accelerometer 40 can also be used for tracking performed in block 34, so that the traditional tracking method can be supplemented by the
Блок 38 указывает подход к выполнению слежения и вычислению местоположения, описанных выше, а именно с помощью фильтра Калмана. Фильтр Калмана является набором математических уравнений, а именно алгоритмом оптимальной рекурсивной обработки данных. Фильтр Калмана поддерживает оценки прошлого, настоящего и будущего состояний системы. Фильтр Калмана 38 имеет внутренние переменные, которые соответствуют положению по трем координатам, скорости по трем координатам и ускорению по трем координатам.Block 38 indicates an approach to tracking and calculating the location described above, namely using a Kalman filter. The Kalman filter is a set of mathematical equations, namely, an algorithm for optimal recursive data processing. The Kalman filter supports evaluations of the past, present, and future states of a system. The Kalman filter 38 has internal variables that correspond to a position in three coordinates, a velocity in three coordinates, and an acceleration in three coordinates.
При традиционном решении измерения положения на основе сигналов GPS, где в фильтр Калмана вводится только положение по трем координатам, фильтр Калмана вырабатывает решения для скорости и ускорения. После этого фильтр Калмана интегрирует значения по скорости и ускорению для получения сглаженного решения в зависимости от времени.In the traditional solution of position measurement based on GPS signals, where only the position in three coordinates is entered into the Kalman filter, the Kalman filter produces solutions for speed and acceleration. After that, the Kalman filter integrates the values of speed and acceleration to obtain a smoothed solution depending on time.
В фильтре Калмана 38 электронного устройства 10 на фиг.3 информация в отношении одного из указанных выше значений, то есть значения ускорения, может дополняться дополнительной информацией от акселерометра 40. В таком случае, дополнительная информация от акселерометра 40 может продолжать обработку фильтра Калмана даже при отсутствии входных сигналов от системы GPS. Переменные ускорения могут изменяться следующим образом:In the Kalman filter 38 of the electronic device 10 in FIG. 3, information regarding one of the above values, that is, the acceleration value, can be supplemented with additional information from the accelerometer 40. In this case, additional information from the accelerometer 40 can continue processing the Kalman filter even in the absence of input signals from the GPS system. Acceleration variables can vary as follows:
Aх=Ах,старое∗(1-λ)+λ∗ах A x = A x, old ∗ (1-λ) + λ ∗ a x
Ay=Аy,старое∗(1-λ)+λ∗аy A y = A y, old ∗ (1-λ) + λ ∗ a y
Az=Аz,старое∗(1-λ)+λ∗аz A z = A z, old ∗ (1-λ) + λ ∗ a z
где Aх, Ay, Az соответственно обозначают ускорение по координатным осям x, y и z оси евклидовой системы координат; Ах,старое, Аy,старое, Аz,старое соответственно обозначают старые значения ускорения по координатным осям x, y и z; ах, аy и аz соответственно ускорение по координатным осям x, y и z, измеренное посредством акселерометра, и λ является коэффициентом, который может быть между 0 и 1.where A x , A y , A z respectively denote the acceleration along the coordinate axes x, y and z of the axis of the Euclidean coordinate system; A x, old , A y, old , A z, old respectively denote the old values of acceleration along the coordinate axes x, y and z; a x , a y and a z respectively the acceleration along the coordinate axes x, y and z, measured by an accelerometer, and λ is a coefficient that can be between 0 and 1.
Как описано выше, одной из выгод изобретения является то, что данные акселерометров могут использоваться в качестве входных сигналов для метода слежения, чтобы улучшить надежность и ширину полосы (определяется допуском на сдвиг частоты) в способе слежения. Увеличенной шириной полосы слежения можно, в конечном счете, если нужно, пожертвовать для увеличения чувствительности по сигналу.As described above, one of the advantages of the invention is that accelerometer data can be used as input to the tracking method to improve reliability and bandwidth (determined by frequency shift tolerance) in the tracking method. The increased tracking bandwidth can ultimately be sacrificed if necessary to increase signal sensitivity.
Ниже со ссылкой на фиг.3 описан пример, где электронное устройство содержит приемное средство, предназначенное для приема сигналов для определения местоположения от спутников, например приемник GPS 20, содержащийся в мобильных телефонах. Электронное устройство также содержит часы (не показаны), определяющие точку начала отсчета времени электронного устройства, когда точка начала отсчета времени используется, помимо прочего, при обработке сигналов GPS в блоке 32. Если электронное устройство 10 содержится в мобильном телефоне, то настройки информации о синхронизации и/или информации о частоте электронного устройства могут передаваться на электронное устройство по сети мобильной связи, например, в качестве обновления опорного времени и/или опорной частоты.An example is described below with reference to FIG. 3, where the electronic device comprises receiving means for receiving positioning signals from satellites, for example, a GPS receiver 20 contained in mobile phones. The electronic device also contains a clock (not shown) that defines the starting point of the electronic device when the starting point of the time is used, among other things, when processing GPS signals in block 32. If the electronic device 10 is contained in a mobile phone, the synchronization information settings and / or frequency information of the electronic device may be transmitted to the electronic device via a mobile communication network, for example, as an update of the reference time and / or reference frequency.
Такая настройка может вызывать обновление положения электронного устройства 10, поскольку положение электронного устройства, определяемое с помощью сигналов GPS, зависит от времени приема сигналов, и, таким образом, может указываться изменение его скорости и ускорения. Однако так как электронное устройство 10 содержит акселерометр 40, такие настройки скорости/ускорения могут сравниваться с контролируемым ускорением электронного устройства, получаемым с акселерометра. Таким образом, электронное устройство способно различать два случая, то есть случай, когда обновление временной информации, получаемой по сети мобильной связи, вызывает расчетное изменение положения, и/или скорости, и/или ускорения электронного устройства 10, и случай, когда акселерометр контролирует ускорение электронного устройства. Это выгодно, поскольку слежение за спутниками в каждом из случаев испытывает разное влияние, как объясняется далее, но до сего времени эти два случая не различались друг от друга.Such a setting may cause an update in the position of the electronic device 10, since the position of the electronic device determined by GPS signals depends on the time of reception of the signals, and thus, a change in its speed and acceleration may be indicated. However, since the electronic device 10 includes an accelerometer 40, such speed / acceleration settings can be compared with the controlled acceleration of the electronic device obtained from the accelerometer. Thus, the electronic device is able to distinguish between two cases, that is, the case when updating the temporal information received via the mobile communication network causes a calculated change in the position and / or speed and / or acceleration of the electronic device 10, and the case when the accelerometer controls the acceleration electronic device. This is beneficial since tracking satellites in each case has a different effect, as explained below, but so far these two cases have not been distinguished from each other.
В первом случае обновление опорного времени или опорной частоты электронного устройства может вызвать в приемнике 20 сигнала GPS потерю слежения за всеми спутниками. Если, однако, акселерометр 40 указывает, что никакие специальные или внезапные изменения условий или изменения движения электронного устройства 10 не произошли, может быть определено, что электронное устройство 10 подверглось изменению опорной частоты или точки начала отсчета времени за счет обновления. В этом случае можно весьма обоснованно предположить, что сигналы от всех спутников изменились на неизвестную, но равную величину. Таким образом, повторный захват спутников на слежение может быть оптимизирован путем настройки каналов, по которым принимаются сигналы от спутников, на наиболее вероятные изменения частоты. Например, частота первого канала может быть смещена вверх на 30 Гц, второго канала - вниз на 30 Гц, частота третьего канал может быть смещена вверх на 60 Гц, и т.д. Тем самым, вероятно, что приемник быстро установит слежение за спутником по, как минимум, одному каналу, и соответствующее смещение частоты идентифицируется. Поскольку это идентифицированное смещение частоты должно быть одним и тем же для всех каналов (в том случае, когда приемник не испытывал существенного ускорения), остальные спутники могут повторно захватываться для слежения приемником GPS 20 посредством настройки частот, на которые настроены каналы приемника GPS 20, на идентифицированное смещение частоты.In the first case, updating the reference time or the reference frequency of the electronic device may cause GPS receiver 20 to lose tracking of all satellites. If, however, the accelerometer 40 indicates that no special or sudden changes in conditions or changes in the movement of the electronic device 10 have occurred, it can be determined that the electronic device 10 has undergone a change in the reference frequency or the reference point due to the update. In this case, it can be reasonably assumed that the signals from all satellites have changed to an unknown, but equal value. Thus, the re-acquisition of tracking satellites can be optimized by tuning the channels through which the signals from the satellites are received to the most likely frequency changes. For example, the frequency of the first channel can be shifted upward by 30 Hz, the second channel - downward by 30 Hz, the frequency of the third channel can be shifted upward by 60 Hz, etc. Thus, it is likely that the receiver will quickly establish satellite tracking on at least one channel, and the corresponding frequency offset is identified. Since this identified frequency offset must be the same for all channels (in the case when the receiver has not experienced significant acceleration), other satellites can be re-captured for tracking by the GPS 20 receiver by tuning the frequencies that the GPS 20 receiver channels are tuned to identified frequency offset.
Таким образом, время и энергия, затраченные на повторный захват спутников на слежение, могут быть существенно уменьшены. В последнем из этих двух случаев, когда смещение частоты вызвано доплеровским эффектом, может использоваться изменение полосы частот, как описано ранее.Thus, the time and energy spent re-capturing satellites for tracking can be significantly reduced. In the last of these two cases, when the frequency shift is caused by the Doppler effect, a change in the frequency band can be used, as described previously.
Приведенный выше пример мог бы получить дальнейшее развитие путем поддержания слежения за ускорениями во время описанного повторного захвата для слежения, то есть в интервале с момента, когда приемное средство теряет слежение за спутниками, и до того момента, когда первый канал не будет повторно захвачен для слежения, и компенсации имевшего место ускорения повторным захватом для слежения остальных каналов и, таким образом, соответствующего изменения принимаемой частоты из-за доплеровского эффекта. Кроме того, повторный захват для слежения каналов приемного средства 20 может включать учет доплеровского эффекта из-за движения спутников путем использования информации, содержащей в данных эфемерид.The above example could be further developed by maintaining tracking of the accelerations during the described re-capture for tracking, that is, in the interval from the moment when the receiving means loses tracking of the satellites, until the first channel is not re-captured for tracking , and compensation for the acceleration that has occurred by re-capturing to track the remaining channels and, thus, a corresponding change in the received frequency due to the Doppler effect. In addition, the re-capture for tracking channels of the receiving means 20 may include taking into account the Doppler effect due to the movement of the satellites by using the information contained in the ephemeris data.
Следует отметить, что приведенный выше пример является лишь примером и что могли бы использоваться любые другие подходящие многоканальные устройства слежения, отличные от приемника сигналов GPS, такие как любая мобильная станция, содержащая средства связи.It should be noted that the above example is only an example and that any other suitable multi-channel tracking devices other than a GPS receiver could be used, such as any mobile station containing communications.
Claims (16)
контролируют (130; 230) ускорение электронного устройства с помощью устройства измерения ускорения в электронном устройстве; и изменяют (140; 260) полосу частот, на которую настроено упомянутое приемное средство, на основе упомянутого контролируемого ускорения, отличающийся тем, что этап изменения полосы частот, на которую настроено приемное средство, содержит умножение частот, в полосе частот, на коэффициент, вычисленный из упомянутого контролируемого ускорения.1. A method of tracking a radio frequency signal using an electronic device containing receiving means, wherein said radio frequency signal is transmitted by transmitting means in a frequency band with one or more frequencies, the method comprising the following steps: initializing the tracking of said radio frequency signals by tuning said receiving means to said frequency band;
control (130; 230) the acceleration of the electronic device using the acceleration measuring device in the electronic device; and changing (140; 260) the frequency band onto which said receiving means is tuned based on said controlled acceleration, characterized in that the step of changing the frequency band onto which the receiving means is tuned comprises multiplying the frequencies in the frequency band by a coefficient calculated from said controlled acceleration.
определяют ускорение электронного устройства посредством принятых сигналов для определения местоположения, и калибруют измерения упомянутого устройства измерения ускорения с помощью ускорения, определенного посредством упомянутых принятых сигналов для определения местоположения.6. The method according to claim 5, further comprising stages in which:
determining the acceleration of the electronic device by means of received signals for determining a location, and calibrating the measurements of said acceleration measuring device with an acceleration determined by said received signals for determining a location.
причем упомянутое изменение полосы частот, на которую настроено приемное средство, выполняют на основе упомянутого ускорения, определенного по принятым сигналам для определения местоположения, и упомянутого ускорения, контролируемого с помощью упомянутого устройства измерения ускорения.7. The method according to claim 5, characterized in that it further comprises the step of: determining the acceleration of the electronic device using signals to determine the position received by the receiving means;
moreover, said change in the frequency band to which the receiving means is configured is performed based on said acceleration determined from the received signals for determining the location and said acceleration controlled by said acceleration measuring device.
приемное средство (20), выполненное с возможностью настройки на упомянутую полосу передаваемых частот; устройство измерения ускорения (40), выполненное с возможностью контроля ускорения электронного устройства (10); и процессор (30), выполненный с возможностью изменения полосы частот, на которую настроено упомянутое приемное средство (20), на основе упомянутого контролируемого ускорения, отличающееся тем, что процессор выполнен с возможностью изменения полосы частот, на которую настроено приемное средство (20), путем умножения частот, в полосе частот, на коэффициент, рассчитываемый по упомянутому контролируемому ускорению.8. An electronic device (10) for receiving radio frequency signals transmitted in a frequency band, comprising:
receiving means (20), configured to tune to said band of transmitted frequencies; acceleration measuring device (40), configured to control the acceleration of the electronic device (10); and a processor (30) configured to change the frequency band to which said receiving means (20) is configured, based on said controlled acceleration, characterized in that the processor is configured to change the frequency band to which said receiving means (20), by multiplying frequencies in the frequency band by a coefficient calculated from said controlled acceleration.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP04388018A EP1574875A1 (en) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | GPS receiver carried on fast moving vehicles |
| EP04388018.6 | 2004-03-09 | ||
| US55237204P | 2004-03-11 | 2004-03-11 | |
| US60/552,372 | 2004-03-11 | ||
| PCT/EP2005/002266 WO2005085895A1 (en) | 2004-03-09 | 2005-03-02 | Method of tracking radio frequency signals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006135396A RU2006135396A (en) | 2008-04-20 |
| RU2377592C2 true RU2377592C2 (en) | 2009-12-27 |
Family
ID=38857935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006135396/09A RU2377592C2 (en) | 2004-03-09 | 2005-03-02 | Method of tracking radio-frequency signals |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007535839A (en) |
| RU (1) | RU2377592C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU183917U1 (en) * | 2018-02-21 | 2018-10-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | RADIO NAVIGATION SYSTEM SIGNAL FREQUENCY MONITORING DEVICE |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5652049B2 (en) * | 2010-08-16 | 2015-01-14 | セイコーエプソン株式会社 | Position calculation method and receiving apparatus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0949737A (en) * | 1995-08-04 | 1997-02-18 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Navigation signal outputting method |
| JP3351280B2 (en) * | 1997-02-27 | 2002-11-25 | 松下電器産業株式会社 | Video signal detection circuit and video signal detection method |
| JP2000261358A (en) * | 1999-03-05 | 2000-09-22 | Nec Corp | Satellite communication receiver |
-
2005
- 2005-03-02 RU RU2006135396/09A patent/RU2377592C2/en not_active IP Right Cessation
- 2005-03-02 JP JP2007502241A patent/JP2007535839A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU183917U1 (en) * | 2018-02-21 | 2018-10-09 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | RADIO NAVIGATION SYSTEM SIGNAL FREQUENCY MONITORING DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007535839A (en) | 2007-12-06 |
| RU2006135396A (en) | 2008-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101095197B1 (en) | Radio Frequency Signal Tracking Method | |
| JP5780701B2 (en) | Global positioning system (GPS) user receiver and geometric surface processing for full-field coherent GPS signal pseudo-random noise (PRN) code acquisition and navigation solution determination | |
| JP5646465B2 (en) | Internet hotspot positioning using a satellite system. | |
| US5486834A (en) | Global orbiting navigation satellite system receiver | |
| US20140203963A1 (en) | Timing signal generating device, electronic apparatus, moving object, method of generating timing signals, and method of controlling satellite signal receiver | |
| EP3109672A1 (en) | Gnss receiver with a capability to resolve ambiguities using an uncombined formulation | |
| JPH06201812A (en) | Method and apparatus for estimating position of satellite in navigation system based on satellite | |
| JPH05180925A (en) | Vehicle tracking syste using global positioning system (gps) | |
| EP2698644A1 (en) | Methods and systems for enhanced navigational performance | |
| JP2012514893A (en) | Local clock frequency calibration using low earth orbit (LEO) satellites | |
| EP1690067A1 (en) | System and method for using multiple aiding sensors in a deeply integrated navigation system | |
| JP2003533117A (en) | Method and apparatus for compensating local oscillator frequency error via environmental control | |
| KR100668910B1 (en) | Apparatus and method for sharing reference clock of mobile terminal using global positioning system | |
| US8570218B2 (en) | Satellite radiowave receiver and satellite radiowave receiving method | |
| US20160109551A1 (en) | Radio positioning of a mobile receiver using a virtual positioning reference | |
| Rabinowitz | A differential carrier-phase navigation system combining GPS with low Earth orbit satellites for rapid resolution of integer cycle ambiguities | |
| US6882908B2 (en) | Method for calculating instantaneous characteristics of a satellite in orbit, equipped with a GNSS receiver | |
| RU2377592C2 (en) | Method of tracking radio-frequency signals | |
| WO2004031799A1 (en) | Signal deformation monitor | |
| JP2000266836A (en) | Method for compensating for gps multipath | |
| RU2187127C2 (en) | Procedure of autonomous reduction of thresholds of detection and following of carrier signals received in orbit | |
| US6809684B2 (en) | Signal deformation monitor | |
| KR100897451B1 (en) | Mobile terminal controlling power according to altitude | |
| JP3557024B2 (en) | Positioning device | |
| EP1570288B1 (en) | Signal deformation monitor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130303 |