CN106019325A - 用于更新并提供卫星导航消息的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的各实施例总体上涉及用于更新并提供卫星导航消息的方法和装置。具体地，本公开的各方面包括一种用于共享卫星导航消息的方法。该方法包括从接收器接收下载报告。该下载报告指示卫星导航消息的哪些部分当前由接收器存储。该方法还包括基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分，确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库。响应于确定卫星导航消息数据库应当被更新，该方法进一步包括请求接收器向服务器传输当前由接收器存储的卫星导航消息的子集；接收卫星导航消息的子集；以及基于所接收的卫星导航消息的子集，更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库。

Description

用于更新并提供卫星导航消息的方法和装置

相关申请的交叉引用

本公开要求2015年3月25日提交的美国临时申请No.62/138,056“IMPROVEMENT ON SENSITIVITY OF GNSS RECEIVER UNDERWEAK SIGNAL BACKGROUND”的权益，其通过引用将其全部内容并入于此。

技术领域

本公开总体上涉及基于卫星的定位***。更具体地，本公开涉及用于更新并提供卫星导航消息以增加卫星定位接收器的敏感度的方法和装置。

背景技术

本文所提供的背景技术描述是为了总体上给出本公开的背景。就该背景技术部分中所描述的工作的范围以及描述中在提交时并不以其他方式构成现有技术的方面而言，本发明人的工作既非明确也非隐含地被承认形成相对本公开的现有技术。

在基于卫星的定位***中，卫星定位接收器从该接收器可检测到的多个卫星接收经广播的卫星导航消息，并且基于所接收的卫星导航消息确定该接收器针对广播卫星的估计位置。卫星定位接收器的敏感度的指示符是首次定位时间(TTFF)。该TTFF测量在各种条件下接收器被激活到估计位置的第一输出花费的时间。在一些应用中，TTFF的绝大部分被花费在通过接收器的射频段获取卫星信号，并且附加时间被花费在解码卫星信号的导航消息部分以通过数字段提取卫星导航信息(即，卫星位置和时钟状态信息)。在许多应用中，环境条件可能限制卫星定位接收器的敏感度。例如，在其中卫星信号弱或处于闪烁的有限天空景象条件下，由于数据误码率与信号载噪比(CNR)之间的关系，卫星定位接收器难于正确解码卫星信号的导航消息部分，因此接收器难于确定搜索哪个卫星，由此大大增加了总处理时间。

发明内容

本公开的各方面包括一种用于共享卫星导航消息的方法。该方法包括从接收器接收下载报告，该下载报告指示卫星导航消息的哪些部分当前由接收器存储。接收器从卫星接收卫星导航消息的所述部分。该方法还包括基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分，确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库。当确定结果指示卫星导航消息数据库应当使用当前由接收器存储的卫星导航消息的子集来更新时，该方法进一步包括请求接收器向服务器传输当前由接收器存储的卫星导航消息的子集；由服务器从接收器接收卫星导航消息的子集；以及基于从接收器接收的卫星导航消息的子集，更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库。

在一个实施例中，基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库进一步包括确定卫星导航消息数据库中存储的并且对应于卫星的卫星导航消息是否已经过期或者将在第一预定时间段内过期。

在一个实施例中，该方法进一步包括当卫星导航消息数据库中存储的并且对应于卫星的卫星导航消息将在第二预定时间段内过期时，请求接收器传输另一下载报告。在一个实施例中，该方法进一步包括请求接收器定期地传输最新下载报告。

本公开的各方面提供了一种设备。该设备包括控制器和存储卫星导航消息数据库的存储设备。该控制器从接收器接收下载报告，下载报告指示卫星导航消息的哪些部分当前由接收器存储，其中接收器从卫星接收卫星导航消息的所述部分。控制器基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分，确定是否更新卫星导航消息数据库。当确定结果指示卫星导航消息数据库应当使用当前由接收器存储的卫星导航消息的子集来更新时，该控制器进一步请求接收器向装置传输当前由接收器存储的卫星导航消息的子集；从接收器接收卫星导航消息的子集；以及基于从接收器接收的卫星导航消息的子集，更新卫星导航消息数据库。

在一个示例中，当卫星导航消息数据库没有存储如下载报告中所指示的对应于卫星的卫星导航消息时，控制器进一步基于接收器存储的卫星导航消息的所述部分确定卫星导航消息数据库将被更新。

本公开的各方面提供了一种***。该***包括接收器和服务器。接收器从卫星接收卫星导航消息的各部分；以及传输下载报告，该下载报告指示当前由接收器存储的卫星导航消息的所述部分。服务器从接收器接收下载报告；以及基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分，确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库。当确定结果指示卫星导航消息数据库应当使用当前由接收器存储的卫星导航消息的子集来更新时，该控制器进一步请求接收器向服务器传输当前由接收器存储的卫星导航消息的子集；从接收器接收卫星导航消息的子集；以及基于从接收器接收的卫星导航消息的子集，更新卫星导航消息数据库。

本公开的各方面包括一种用于提供辅助的卫星导航消息的方法。该方法包括从接收器向服务器发送提供辅助的卫星导航消息的请求。在一些实施例中，发送请求连同用于检索下载报告中指示为当前没有被接收器存储的卫星导航消息的下载报告。在一些实施例中，当接收器确定接收器中存储的当前导航消息是无效或过期时，发送用于检索卫星导航消息的请求。在一些实施例中，定期发送请求。该方法还包括从服务器接收卫星导航消息。在一些实施例中，响应于该请求，传输下载报告中指示为当前没有被接收器存储的卫星导航消息的一部分。在一些实施例中，响应于该请求，传输针对整个卫星星座的卫星导航消息。该方法进一步包括检验针对所接收的卫星导航消息的有效时间段，更新接收器中存储的当前导航消息，根据已知重构算法基于导航数据与卫星转移的时间之间的对应关系，使用在特定时间间隔更新的导航消息来预测并重构任意未来纪元的导航数据，以及从在根据已知技术执行定位的合适时间存储在接收器的任意未来纪元的导航数据中计算多普勒(Doppler)数据。

本公开的优势在于从服务器提供的辅助的卫星导航消息可以在接收器用于基于导航数据预测和重构来导出针对视野内卫星的近似Doppler信息。估计Doppler信息减少了Doppler搜索时间，由此减少了TTFF并且改进了信号跟踪敏感度和稳定性。

本公开的另一优势在于从服务器提供的辅助的卫星导航消息可以在接收器用于在信号跟踪循环中执行长时间整合以增强抗多路径的能力。

附图说明

提出作为示例的本公开的各实施例将参考以下附图进行详细描述，其中相似的标号表示相似的元件，并且其中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的定位***示例100的示图；

图2示出了根据本公开的一个实施例的卫星导航消息的示例数据格式200；

图3示出了根据本公开的一个实施例的示例下载报告300；

图4示出了根据本公开的一个实施例概括用于更新卫星导航消息数据库的过程示例400的流程图；以及

图5示出了根据本公开的一个实施例概括用于与服务器共享接收器的卫星导航消息的过程示例500的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本公开的一个实施例的定位***示例100的示图。定位***100包括卫星110a-110c、卫星定位接收器(或在本公开中的“接收器”)120a-120c、服务器130和数据网络140。卫星导航消息数据库150被存储在定位***100中的存储设备中，并且与服务器130相关联。在一些实现方式中，卫星110a-110c和接收器120a-120c与一个或多个卫星定位接收器的标准兼容，包括美国全球定位***(GPS)、俄罗斯全球导航卫星***(GLONASS)、欧洲伽利略***、中国北斗-2***等。

在图1示例中，卫星110a、110b和110c的每个卫星沿预定轨道绕地球而行并且向行星的表面广播相应导航消息MSGa、MSGb或MSGc。针对GPS的示例，每个卫星发射通过伪随机(PRN)代码传播的由二十毫秒的数据位调制的L波段载波信号。唯一PRN代码1023位长的每个位表示关于每微秒的时间标记，对应于大约300米的距离。整个PRN代码序列每毫秒重复一次，对应于大约300千米的距离。每第20个周期或二十毫秒，整个PRN代码序列可以改变相位并且用于以每秒50位编码导航数据并且生成6000千米范围标记符。每秒50位二进制数据用于编码1500位长导航消息。每个卫星信号中的导航消息MSGa、MSGb或MSGc包括针对广播卫星的时间信息、轨道信息和健康信息。

在图1示例中，一旦卫星信号被获取，接收器120a、120b和120c的每个接收器便可以接收经广播的卫星导航消息。例如，当特定卫星110a、110b或110c对于接收器120a、120b或120c可见时，接收器120a、120b或120c获取卫星信号以接收从卫星110a、110b或110c广播的卫星导航消息MSGa、MSGb或MSGc，并且卫星因此被认为由接收器可检测到。在一些实施例中，接收器120a、120b或120c获取卫星信号以接收针对由接收器可检测到的多个卫星广播的卫星导航消息。应当注意，任意特定接收器获取卫星信号以接收广播的卫星导航消息的实际速度强烈地依赖于其设计、其位置及其环境。

在图1示例中，当接收器120a、120b或120c被首次开启(被称为“冷启动”)或者从多于若干小时的长待机条件唤醒时，接收器可以扫描卫星频谱以获取从可用卫星发射的卫星信号。一旦卫星信号被获取，接收器可以接收广播的卫星导航消息并且通过解码数字编码的信息集来提取该导航数据。针对GPS的示例，导航数据包括用于确定卫星的空间位置的两类轨道数据，被称为星历轨道数据和年历轨道数据。星历轨道数据在遍布1500位长导航消息的任意给定时间提供地球上卫星位置的精确指示，要求接收器花费多达三十秒以提取所有必要的星历轨道数据。关于星座中所有卫星的位置，年历轨道数据提供较低精确信息。针对所有卫星星座的完整年历轨道数据在二十五导航消息中从每个卫星进行广播，从而直接从卫星更新年历轨道数据要求接收器处于至少一个卫星的清楚视野，并且被上电12.5分钟的周期以提取针对所有卫星星座的当前年历轨道数据。在典型的操作示例中，给定足够时间并且假设接收器周围的环境条件允许接收器从三到四个可检测到的卫星接收广播的卫星导航消息，接收器可以从三到四个可检测到的卫星接收距离和时间信息两者并且计算其在地球上的位置。

根据本公开的卫星导航消息的示例数据格式200将结合图2进行详细描述。

在图1示例中，接收器120a、120b或120c中的每个接收器可以通过数据网络140向服务器130传输对应于广播的卫星导航消息的下载报告RPTa、RPTb和RPTc(也统称为RPT)。下载报告RPTa、RPTb或RPTc包括指示广播的卫星导航消息MSGa、MSGb或MSGc的哪部分当前由相应接收器存储的信息。在一些实施例中，下载报告RPTa、RPTb或RPTc还包括指示广播的卫星导航消息从其接收的卫星的卫星标识符。

根据本公开的示例下载报告300将结合图3进行详细描述。

在图1示例中，接收器120a、120b或120c中的每个接收器可以从与服务器130相关联的卫星导航消息数据库检索一个或多个卫星导航消息MSGa’、MSGb’或MSGc’。在一些示例中，时间条件和环境条件两者可以限制接收器成功接收广播的卫星导航消息的能力，尤其在其中卫星信号弱或或处于闪烁的有限天空景象条件下。在这种条件下，接收器可以向服务器130发送请求，并且响应于该请求，服务器130可以向接收器传输所请求的卫星导航消息MSGa’、MSGb’或MSGc’以便加快定位过程。在某些实施例中，接收器120a、120b或120c可以传输请求连同用于检索与服务器130相关联的卫星导航消息数据库150中存储的卫星导航消息的下载报告，并且服务器130传输下载报告中指示为没有被接收器120a、120b或120c当前存储的卫星导航消息的一部分。

此外，服务器130可以通过数据网络140从接收器120a、120b和120c接收下载报告RPT，并且可以确定与服务器130相关联的卫星导航消息数据库150是否应当基于由接收器120a、120b和120c存储的广播的卫星导航消息进行更新。如果服务器130根据相应下载报告RPTa、RPTb或RPTc提供的信息确定导航消息数据库应当基于全部广播的卫星导航消息MSGa、MSGb或MSGc或其一部分进行更新，则服务器130请求接收器120a、120b或120c至少传输由相应接收器120a、120b或120c当前存储的广播的卫星导航消息的子集。在服务器130通过数据网络140从相应接收器120a、120b或120c接收请求的广播的卫星导航消息MSGa、MSGb或MSGc的子集之后，服务器130基于所接收的广播的卫星导航消息的子集更新与服务器130相关联的卫星导航消息数据库150。

数据网络140可以包括根据无线通信协议(诸如全球移动通信***(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、时分同步码分多址(TD-SCDMA)、长期演进(LTE)、时分长期演进(TD-LTE)；基于电气与电子工程师协会(IEEE)802.11的协议、基于IEEE 802.15的协议等)的一个或多个无线网络；或者根据有线通信协议(诸如ETHERNET、通用串行总线(USB)、IEEE-1394等)的一个或多个有线网络。

在图1示例中，接收器120a包括控制器121、存储设备123、网络接口125、卫星定位电路127和天线129。接收器120a可以对应于移动设备，诸如膝上型计算机、平板计算机、智能电话、可穿戴电子设备等。在一些示例中，接收器120a可以对应于在预定位置放置的固定设备。在一些示例中，接收器120b和120c具有与接收器120a相似的配置。

在一个示例中，当接收器120a是固定设备时，接收器120a的天线129可以被置于具有理想接收条件的位置以便最大化由接收器120a可检测到的广播的卫星导航消息的完整性。在另一示例中，接收器120a、120b和120c中的两个或更多接收器可以被放置用于集中于接收卫星信号以从天空的各自非重叠部分接收广播的卫星导航消息。

在一些实施例中，由于接收器120a、120b或120c可以对应于成千上万的移动设备，固定接收器的数目可以被减少，并且建立并维护固定接收器的成本可以被减少。同样，通过从成千上万的移动设备共享信息，卫星导航消息数据库150可以总是具有足够资源用于获得最新的卫星导航消息。

控制器121被配置为与存储设备123、网络接口125和卫星定位电路127交互。控制器121可以基于由卫星定位电路127接收的全部广播的卫星导航消息MSG或其一部分来生成下载报告RPT，并且通过网络接口125向服务器130传输该下载报告RPT。控制器121可以在服务器130的请求之后向服务器130传输广播的卫星导航消息MSG的子集。在一些应用中，控制器121可以从服务器130检索卫星导航消息MSG’。在一些实施例中，控制器121可以被实现为硬件电路、执行指令的处理器或其组合。

存储设备123用于存储由卫星定位电路127接收的广播的卫星导航消息MSG、检索的卫星导航消息MSG’、下载报告RPT、或者针对控制器121的其他数据或中间数据。在一些实施例中，存储设备123包括非瞬态计算机可读介质，诸如半导体或固态存储器、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、光盘、或其他适当的存储介质。在一些实施例中，存储设备123包括多个上文所列的非瞬态计算机可读介质。

网络接口125被配置为与数据网络140的网络协议兼容以便通过数据网络140促进接收器120a与服务器130之间的数据通信。

卫星定位电路127被配置为获取并跟踪卫星信号以经由天线129从卫星110a-110c接收广播的卫星导航消息MSG。在一些实施例中，卫星定位电路127还被配置为通过解码数字编码的导航消息MSG的集合来提取导航数据，并且使用该导航数据基于参数特征建模技术来计算接收器在地球上的位置。在一些实施例中，卫星定位电路127可以被实现为硬件电路、执行指令的处理器或其组合。

根据本公开的接收器120a-120c的操作将结合图5进行详细描述。

在图1示例中，服务器130包括控制器131、存储设备133和网络接口135。在一些实施例中，服务器130可以进一步包括网络存储设备137、其通过数据网络140或与数据网络140不同的网络139可访问控制器。

控制器131被配置为通过网络接口135从接收器120a-120c接收下载报告RPT，并且基于接收器120a-120c存储的广播的卫星导航消息MSG来确定卫星导航消息数据库150是否应当被更新。控制器131还可以响应于来自接收器120a-120c的请求来传输所存储的卫星导航消息MSG’。在一些实施例中，控制器131可以被实现为硬件电路、执行指令的处理器或其组合。

存储设备133或网络存储设备137用于存储卫星导航消息数据库150或者针对控制器131的其他数据或中间数据。存储设备133或网络存储设备137可以包括非瞬态计算机可读介质，诸如半导体或固态存储器、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、光盘、或其他适当的存储介质。在一些实施例中，存储设备133或网络存储设备137包括多个上文所列的非瞬态计算机可读介质。

网络接口135被配置为与数据网络140的网络协议兼容以便通过数据网络140促进服务器130与接收器120a-120c和/或网络存储设备137之间的数据通信。在一些示例中，网络接口135还被配置为与网络139的网络协议兼容以便促进服务器130与网络存储设备137之间的数据通信。网络139可以包括上文关于数据网络140所示类似的无线网络或有线网络。

在一些实施例中，卫星导航消息以原始数据格式被存储在卫星导航消息数据库150中。因此，服务器130不需要能够解码所存储卫星导航消息中的内容。如此，服务器的复杂度可以被简化并且对应的维护开支可以被减少。

根据本公开的服务器130的操作将结合图4进行详细描述。

图2示出了根据本公开的一个实施例的卫星导航消息(诸如图1中广播的卫星导航消息MSGa、MSGb或MSGc)的示例数据格式200。数据格式200符合GPS标准并且被示为示例。其他数据格式符合各种预期的实施例中的其他卫星定位***标准。在许多应用中，卫星导航消息可以至少包括卫星定位***的星座的年历和卫星的星历。

根据数据格式200的卫星导航消息包括25个数据帧FR，并且每个数据帧FR包括布置为子帧SF1-SF5的1500位。每个子帧SF1-SF5具有300位并且从遥测字TLM开始，之后是传递字HOW和信息段INFO1-INFO5。根据GPS标准的卫星导航消息以每秒50比特的数据速率进行传输。因此，帧FR的完整传输花费30秒，并且卫星导航消息的完整传输周期花费750秒(即，12.5分钟)。

遥测字TLM包括标识子帧SF1-SF5的开始的数据位。传递字HOW包括GPS时间信息以及标识当前子帧是完整帧FR中的哪个子帧的子帧ID。

第一子帧SF1的信息段INFO1包括GPS日期信息(例如，GPS周数)、用于将广播卫星的时间纠正到GPS时间的信息、卫星状态和健康、以及其他信息。信息段INFO1在来自广播卫星的完整卫星导航消息周期的每个帧FR中完全相同地重复。

第二子帧SF2的信息段INFO2和第三子帧SF3的信息段INFO3共同提供广播卫星的星历。根据GPS标准，星历包括对应于广播卫星的卫星轨道和时钟状态的信息。信息段INFO2和INFO3在来自广播卫星的完整卫星导航消息周期的每个帧FR中完全相同地重复。在一些示例中，接收的星历有效长达4小时并且由广播卫星定期地更新。

每个帧FR的第四子帧SF4的信息段INFO4[1:25]和第五子帧SF5的信息段INFO5[1:25]共同提供GPS***的星座的年历的第1/25(即，还被称为25页中的一页)和其他支持数据。年历包括对应于星座中所有卫星的粗略轨道的信息。年历的完整集的传输至少花费25帧。在一些示例中，广播的年历有效长达180天并且由广播卫星定期地更新。

图3示出了根据本公开的一个实施例的示例下载报告300。下载报告300包括报头段HEADER和标志段FLAG。在一些示例中，下载报告300包括除了报头段HEADER和标志段FLAG的一个或多个数据字段。

标志段FLAG包括多个位，诸如图3所示示例中被用作标志的64位用于指示广播的卫星导航消息的哪些部分当前由报告接收器120a-120c存储。例如，标志段FLAG可以使用一个位(位0)来指示第一子帧SF1的信息段INFO1的存在或缺失；一个位(位1)来指示第二子帧SF2的信息段INFO2的存在或缺失；以及一个位(位2)来指示第三子帧SF3的信息段INFO3的存在或缺失。同样，标志段FLAG可以使用25位(位3-27)来指示第四子帧SF4的信息段INFO4[1:25]的每页的存在或缺失；以及25位(位28-52)来指示第五子帧SF5的信息段INFO5[1:25]的每页的存在或缺失。在图3所示的示例中，标志段FLAG的位53-63被保留并且不在本公开中进行论述。

图3中的标志段FLAG被图示为示例。用作标志的位的数目、位的顺序以及标志对应的广播的卫星导航消息中的数据字段可以在不同实施例中变化或者针对基于各种卫星定位***标准的不同卫星导航消息进行变化。

报头段HEADER包括广播卫星导航消息的卫星的卫星标识符SAT ID。在一些实施例中，服务器130能够基于预定控制消息协议确定下载报告300对应的卫星，因此报头段HEADER可以被省略。

此外，在一些实施例中，服务器130还可以向包括以下载报告300类似的格式布置的信息的接收器120a-120c发送请求，以便向对应接收器120a-120c明确请求指定信息段INFO1、INFO2、INFO3、INFO4[1:25]或INFO5[1:25]的共享。

图4示出了根据本公开的一个实施例概括用于更新卫星导航消息数据库150的过程示例400的流程图。在一个示例中，过程400由图1中的服务器130执行。过程400使用服务器130和接收器120a并且对应于从卫星110a接收的卫星导航消息MSGa作为示例来进行图示。过程400可应用于处理由接收器120a或其他接收器120b和120c从其他卫星接收的卫星导航消息。过程400从S401开始并且进行到S410。

在S410，服务器130从接收器接收下载报告。例如，服务器130从接收器120a接收下载报告RPTa。下载报告RPTa具有与图3中下载报告300类似的数据格式，并且指示卫星导航消息MSGa的哪些部分当前由接收器120a存储。卫星导航消息MSGa可以具有与图2的数据格式200类似的数据格式。在一些示例中，下载报告RPTa可以包括如图3中所示对应卫星的卫星标识符SAT ID。在一个实施例中，下载报告RPTa报告卫星导航消息MSGa中接收器从对应卫星110a直接接收的各部分。

在接收器120a、120b或120c被激活预定时间段之后，该接收器120a、120b或120c可以传输下载报告RPTa、RPTb或RPTc。同样，在接收器120a、120b或120c已经接收广播的消息预定数目的消息周期之后，该接收器120a、120b或120c可以传输下载报告RPTa、RPTb或RPTc。在一些实施例中，接收器120a、120b或120c可以在服务器130的请求之后传输最新的下载报告RPTa、RPTb和RPTc。

在S420，响应于下载报告RPTa，服务器130确定对应于卫星110a的卫星导航消息是否存储在卫星导航消息数据库150中。当服务器130确定副本卫星导航消息存储在与服务器130相关联的卫星导航消息数据库150中时，过程进行到S430。当服务器130确定副本卫星导航消息没有存储在卫星导航消息数据库150中时，卫星导航消息数据库150将基于由接收器120a存储的卫星导航消息来更新，因此过程进行到S440。

在一个示例中，服务器可以基于与卫星导航消息数据库150中存储的一个或多个卫星导航消息对应的卫星标识符是否匹配下载报告RPTa中的卫星标识符SAT ID来确定副本卫星导航消息是否存储在卫星导航消息数据库150中。如果所存储的卫星导航消息具有匹配下载报告RPTa中的卫星标识符SAT ID的卫星标识符，则所存储的卫星导航消息被确定为对应于与下载报告RPTa相关联的卫星110a。

在一些示例中，针对卫星定位***100中的每个卫星，至少过期或虚副本卫星导航消息被存储在卫星导航消息数据库150中，因此S420被省略。在其中S420被省略的一个实施例中，过程从S410进行到S430。

在S430，服务器130进一步确定卫星导航消息数据库150中存储的并且对应于卫星110a的副本卫星导航消息中的星历信息(即，INFO2和INFO3)或年历信息(即，INFO4[1:25]和INFO5[1:25])是否已经过期或者在第一预定时间段内将要过期。当服务器130确定卫星导航消息数据库150中存储的副本卫星导航消息中的星历信息或年历信息有效并且将在第一预定时间段内保持有效时，卫星导航消息数据库150将在此阶段不基于由接收器120a存储的卫星导航消息来更新，并且过程进行到S460。当服务器130确定卫星导航消息数据库150中存储的副本卫星导航消息中的星历信息或年历信息已经过期或者将在第一预定时间段过期时，卫星导航消息数据库150将基于由接收器120a存储的卫星导航消息来更新，并且过程进行到S440。

第一预定时间段可以包括用于请求接收器120a共享不同信息的两个或更多个不同设置。例如，在一些实施例中，针对星历信息的第一预定时间段可以被设置为星历信息的有效周期的预定百分比(诸如10％到50％)(例如，因此设置到针对GPS***的24到120分钟)。针对年历信息的第一预定时间段可以被设置为年历信息的有效周期的预定百分比(诸如10％到50％)(例如，因此设置到针对GPS***的18到90天)。

在S440，当确定结果指示卫星导航消息数据库150应当至少使用当前由接收器120a存储的卫星导航消息MSGa的子集来更新时，服务器130请求接收器120a向服务器130传输当前由接收器120a存储的卫星导航消息MSGa的子集。在一些示例中，服务器130经由数据网络140向接收器120a传输请求，其中该请求包括以与下载报告300类似的格式布置的信息，以便指定服务器130可能需要来自接收器120a的哪个数据字段以便更新卫星导航消息数据库150。

在S450，服务器130经由数据网络140从接收器120a接收所请求的卫星导航消息MSGa的子集，并且基于从接收器120a接收的卫星导航消息MSGa的子集来更新与服务器130相关联的卫星导航消息数据库150。

在S460，服务器130经由数据网络140向接收器120a传输请求以调度针对服务器130刚处理的同一卫星110a的另一下载报告的传输。在一些示例中，另一下载报告可以基于当前在卫星导航消息数据库150中存储的星历信息或年历信息的有效周期进行调度。在一些实施例中，在当前在卫星导航消息数据库150中存储的星历信息或年历信息将在第二预定时间段过期时，另一下载报告可以被调度一段时间。

第二预定时间段可以包括用于请求接收器120a发送与卫星110a相关联的另一下载报告的两个或更多个不同设置。第二预定时间段可以被设置为与第一预定时间段相同或不同。在至少一个示例中，服务器130可以请求接收器120a定期地传输最新的下载报告。

在一些实施例中，S460被省略。在S460之后，过程进行到S499并且终止。

图5示出了根据本公开的一个实施例概括用于与服务器共享由接收器接收的信息的过程示例500的流程图。在一个示例中，过程500由图1中的接收器120a、120b和/或120c执行。过程500使用服务器130和接收器120a并且对应于从卫星110a接收的卫星导航消息MSGa作为示例来进行图示。过程500可应用于处理由接收器120a或其他接收器120b和120c从其他卫星接收的卫星导航消息。过程500从S501开始并且进行到S510。

在S510，接收器120a从卫星110a接收广播的卫星导航消息MSGa，诸如根据图2中的数据格式200的卫星导航消息。取决于接收器120a针对卫星110a的位置，阻挡接收器120a与卫星110a之间视线的障碍物、传输信道损失和/或各种类型的信号干扰以及其他信号损失，接收器120a可能无法在一个甚至多个消息广播周期(例如，针对GPS***每周期12.5分钟)期间接收完整卫星导航消息。因此，针对某些消息段INFO1、INFO2、INFO3、INFO4[1:25]和INFO5[1:25]的接收可能不成功，因此接收器120a没有将所有信息段存储到其中。在一些示例中，接收器120a可以按照需要进一步尝试从接收器120a可检测到的卫星接收最新卫星导航消息。

在S520，接收器120a确定接收器120a是否应当向服务器130传输对应于从卫星110a接收的卫星导航消息MSGa的下载报告。接收器120a可以在接收器120a被激活预定时间段之后或者在接收器120a已经接收广播的消息预定数目的消息周期之后传输下载报告RPT。同样，接收器120a可以根据如由服务器130请求的调度来传输下载报告RPT。

当接收器120a确定接收器120a应当向服务器130传输下载报告时，接收器120a生成具有与图3中下载报告300类似的数据格式的下载报告RPTa，并且过程进行到S530。当接收器120a确定接收器120a不被调度用于向服务器130传输下载报告时，过程进行到S560。

在S530，接收器120a通过数据网络140向服务器传输下载报告RPTa。

在S540，接收器120a确定服务器130是否经由数据网络140请求至少共享由接收器120a存储的卫星导航消息MSGa的子集。在一个示例中，服务器130a将传输请求传输到接收器120a以便指定服务器130需要来自接收器120a的哪些数据字段，该接收器120a包括以与下载报告300的标志段FLAG和/或报头段HEADER类似的格式布置的信息。

当接收器120a响应于下载报告RPTa确定接收器120a已经从服务器130接收了用于共享卫星导航消息MSGa的请求时，过程进行到S550。当接收器120a响应于下载报告RPTa确定接收器120a没有从服务器130接收了用于共享卫星导航消息MSGa的请求时，过程进行到S560。

在S550，接收器120a经由数据网络140向服务器130传输所请求的由接收器120a存储的卫星导航消息MSGa的子集。

在S560，接收器120a经由数据网络140从服务器130接收针对调度从卫星110a接收的卫星导航消息的另一下载报告的请求。针对调度另一下载报告的请求对应于图4中的S460，因此省略详细描述。

在一些实施例中，S560被省略。在S560之后，过程进行到S599并且终止。

如上文所述，并且参考图1还提到的是，根据本公开的实施例之一，当时间条件和环境条件两者限制接收器成功接收并解码导航消息的能力时，尤其在其中卫星信号弱或处于闪烁的有限天空景象条件下，图1的接收器120a、120b或120c可以向服务器130发送提供辅助的卫星导航消息的请求。在一些实施例中，接收器120可以发送请求连同用于检索与服务器130相关联的卫星导航消息数据库150中存储的卫星导航消息的下载报告。在一些实施例中，当接收器120确定接收器120中存储的当前导航消息是陈旧的时，接收器120可以发送用于检索与服务器130相关联的卫星导航消息数据库150中存储的卫星导航消息的请求。在一些实施例中，接收器120a可以定期发送请求。

接收器120从服务器130接收卫星导航消息。在一些实施例中，服务器130响应于该请求可以传输下载报告中指示为当前没有被接收器120存储的卫星导航消息的一部分。在一些实施例中，服务器130响应于该请求可以传输针对整个卫星星座的卫星导航消息。

一旦接收到卫星导航消息，接收器120便检验针对该卫星导航消息的有效时间段，继而更新接收器120中存储的当前导航消息。

接收器120根据已知重构算法基于导航数据与卫星转移的时间之间的对应关系，使用在特定时间间隔更新的导航消息来预测并重构任意未来纪元的导航数据。

接收器120可以从在根据已知技术执行定位的合适时间存储在接收器的任意未来纪元的导航数据中计算多普勒(Doppler)数据。

本公开的优势在于从服务器提供的辅助的卫星导航消息可以在接收器用于基于导航数据预测和重构来导出针对视野内卫星的近似Doppler信息。估计Doppler信息减少了Doppler搜索时间，由此减少了TTFF并且改进了信号跟踪敏感度和稳定性。

本公开的另一优势在于从服务器提供的辅助的卫星导航消息可以在接收器用于在信号跟踪循环中执行长时间整合以增强抗多路径的能力。

本发明的其他方面涉及以下条款中的一个或多个条款。

本公开的各方面包括一种方法，包括从接收器接收下载报告，下载报告指示卫星导航消息的哪些部分当前由接收器存储，接收器从卫星接收卫星导航消息的所述部分。该方法包括基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分，确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库。该方法还包括响应于确定卫星导航消息数据库应当使用当前由接收器存储的卫星导航消息的子集来更新，请求接收器向服务器传输当前由接收器存储的卫星导航消息的子集，由服务器从接收器接收卫星导航消息的子集，以及基于从接收器接收的卫星导航消息的子集，更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库。

在一个实施例中，基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库进一步包括确定卫星导航消息数据库中存储的并且对应于卫星的卫星导航消息是否已经过期或者将在第一预定时间段内过期。

在一个实施例中，下载报告进一步包括卫星的卫星标识符，以及基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库进一步包括确定对应于卫星导航消息数据库中存储的一个或多个卫星导航消息的卫星标识符是否匹配下载报告中的卫星标识符。

在一个实施例中，该方法进一步包括当卫星导航消息数据库中存储的并且对应于卫星的卫星导航消息将在第二预定时间段内过期时，请求接收器传输另一下载报告。

在一个实施例中，基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库进一步包括当卫星导航消息数据库没有存储如下载报告中所指示的对应于卫星的卫星导航消息时，基于接收器存储的卫星导航消息的所述部分确定与服务器相关联的卫星导航消息数据库将被更新。

在一个实施例中，该方法进一步包括请求接收器定期地传输最新下载报告。

在一个实施例中，该方法进一步包括从接收器接收传输请求，传输请求向服务器请求至少传输所请求卫星导航消息的一部分，以及当所请求卫星导航消息的所述部分被存储在卫星导航消息数据库中并且尚未过期时，响应于传输请求，向接收器至少传输所请求卫星导航消息的所述部分。

在一个实施例中，所传输的所请求卫星导航消息的所述部分对应于下载报告中指示为当前没有被接收器存储的卫星导航消息的一部分。

本公开的各方面包括一种装置，包括存储设备和控制器，该存储设备用于存储卫星导航消息数据库。该控制器被配置为从接收器接收下载报告，下载报告指示卫星导航消息的哪些部分当前由接收器存储，接收器从卫星接收卫星导航消息的所述部分，以及基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分，确定是否更新卫星导航消息数据库。该控制器进一步被配置为响应于确定卫星导航消息数据库应当使用当前由接收器存储的卫星导航消息的子集来更新，请求接收器向装置传输当前由接收器存储的卫星导航消息的子集，从接收器接收卫星导航消息的子集，以及基于从接收器接收的卫星导航消息的子集，更新卫星导航消息数据库。

在一个实施例中，该控制器进一步确定卫星导航消息数据库中存储的并且对应于卫星的卫星导航消息是否已经过期或者将在第一预定时间段内过期。

在一个实施例中，下载报告进一步包括卫星的卫星标识符，以及控制器进一步确定对应于卫星导航消息数据库中存储的一个或多个卫星导航消息的卫星标识符是否匹配下载报告中的卫星标识符。

在一个实施例中，当卫星导航消息数据库中存储的并且对应于卫星的卫星导航消息将在第二预定时间段内过期时，控制器进一步请求接收器传输另一下载报告。

在一个实施例中，当卫星导航消息数据库没有存储如下载报告中所指示的对应于卫星的卫星导航消息时，控制器进一步基于接收器存储的卫星导航消息的所述部分确定卫星导航消息数据库将被更新。

在一个实施例中，控制器进一步请求接收器定期地传输最新下载报告。

在一个实施例中，控制器进一步从接收器接收传输请求，传输请求向装置请求至少传输所请求卫星导航消息的一部分，以及当所请求卫星导航消息的所述部分被存储在卫星导航消息数据库中并且尚未过期时，响应于传输请求，向接收器至少传输所请求卫星导航消息的所述部分。

在一个实施例中，所传输的所请求卫星导航消息的所述部分对应于下载报告中指示为当前没有被接收器存储的卫星导航消息的一部分。

本公开的各方面包括一种***，包括接收器和服务器。该接收器被配置为从卫星接收卫星导航消息的各部分，以及传输下载报告，下载报告指示当前由接收器存储的卫星导航消息的所述部分。该服务器被配置为从接收器接收下载报告，基于由接收器存储的卫星导航消息的所述部分，确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库。该服务器进一步被配置为响应于确定卫星导航消息数据库应当使用当前由接收器存储的卫星导航消息的子集来更新，请求接收器向服务器传输当前由接收器存储的卫星导航消息的子集，从接收器接收卫星导航消息的子集，以及基于从接收器接收的卫星导航消息的子集，更新卫星导航消息数据库。

在一个实施例中，服务器进一步确定卫星导航消息数据库中存储的并且对应于卫星的卫星导航消息是否已经过期或者将在预定时间段内过期。

在一个实施例中，接收器是被放置在预定位置的固定设备。

在一个实施例中，接收器是移动设备。

虽然已经结合作为示例提出的本公开内容的特定实施例描述了本公开内容的各方面，但是可以做出对示例的替代、修改和变化。因此，这里所阐述的实施例旨在是说明性的而不是限制性的。存在可以在不偏离以下阐述的权利要求的范围的情况下做出的改变。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

从接收器接收下载报告，所述下载报告指示卫星导航消息的哪些部分当前由所述接收器存储，所述接收器从卫星接收所述卫星导航消息的所述部分；

基于由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述部分，确定是否更新与服务器相关联的卫星导航消息数据库；以及

响应于确定所述卫星导航消息数据库应当使用当前由所述接收器存储的所述卫星导航消息的子集来更新：

请求所述接收器向所述服务器传输当前由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述子集，

由所述服务器从所述接收器接收所述卫星导航消息的所述子集，以及

基于从所述接收器接收的所述卫星导航消息的所述子集，更新与所述服务器相关联的所述卫星导航消息数据库。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述部分确定是否更新与所述服务器相关联的所述卫星导航消息数据库进一步包括：

确定所述卫星导航消息数据库中存储的并且对应于所述卫星的所述卫星导航消息是否已经过期或者将在第一预定时间段内过期。

3.根据权利要求2所述的方法，其中

所述下载报告进一步包括所述卫星的卫星标识符；以及

基于由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述部分确定是否更新与所述服务器相关联的所述卫星导航消息数据库进一步包括：

确定对应于所述卫星导航消息数据库中存储的一个或多个卫星导航消息的卫星标识符是否匹配所述下载报告中的所述卫星标识符。

4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

当所述卫星导航消息数据库中存储的并且对应于所述卫星的所述卫星导航消息将在第二预定时间段内过期时，请求所述接收器传输另一下载报告。

5.根据权利要求1所述的方法，其中基于由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述部分确定是否更新与所述服务器相关联的所述卫星导航消息数据库进一步包括：

当所述卫星导航消息数据库没有存储如所述下载报告中所指示的对应于所述卫星的卫星导航消息时，基于所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述部分确定与所述服务器相关联的所述卫星导航消息数据库将被更新。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

请求所述接收器定期地传输最新下载报告。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

从所述接收器接收传输请求，所述传输请求向所述服务器请求至少传输所请求卫星导航消息的一部分；以及

当所请求卫星导航消息的所述部分被存储在所述卫星导航消息数据库中并且尚未过期时，响应于所述传输请求，向所述接收器至少传输所请求卫星导航消息的所述部分。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所传输的所请求卫星导航消息的所述部分对应于所述下载报告中指示为当前没有被所述接收器存储的所述卫星导航消息的一部分。

9.一种装置，包括：

存储设备，用于存储卫星导航消息数据库；以及

控制器，所述控制器：

从接收器接收下载报告，所述下载报告指示卫星导航消息的哪些部分当前由所述接收器存储，所述接收器从卫星接收所述卫星导航消息的所述部分；

基于由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述部分，确定是否更新所述卫星导航消息数据库；以及

响应于确定所述卫星导航消息数据库应当使用当前由所述接收器存储的所述卫星导航消息的子集来更新：

请求所述接收器向所述装置传输当前由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述子集，

从所述接收器接收所述卫星导航消息的所述子集，以及

基于从所述接收器接收的所述卫星导航消息的所述子集，更新所述卫星导航消息数据库。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制器进一步确定所述卫星导航消息数据库中存储的并且对应于所述卫星的所述卫星导航消息是否已经过期或者将在第一预定时间段内过期。

11.根据权利要求10所述的装置，其中

所述下载报告进一步包括所述卫星的卫星标识符；以及

所述控制器进一步确定对应于所述卫星导航消息数据库中存储的一个或多个卫星导航消息的卫星标识符是否匹配所述下载报告中的所述卫星标识符。

12.根据权利要求10所述的装置，其中当所述卫星导航消息数据库中存储的并且对应于所述卫星的所述卫星导航消息将在第二预定时间段内过期时，所述控制器进一步请求所述接收器传输另一下载报告。

13.根据权利要求9所述的装置，其中当所述卫星导航消息数据库没有存储如所述下载报告中所指示的对应于所述卫星的卫星导航消息时，所述控制器进一步基于所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述部分确定所述卫星导航消息数据库将被更新。

14.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制器进一步请求所述接收器定期地传输最新下载报告。

15.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制器进一步：

从所述接收器接收传输请求，所述传输请求向所述装置请求至少传输所请求卫星导航消息的一部分；以及

当所请求卫星导航消息的所述部分被存储在所述卫星导航消息数据库中并且尚未过期时，响应于所述传输请求，向所述接收器至少传输所请求卫星导航消息的所述部分。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所传输的所请求卫星导航消息的所述部分对应于所述下载报告中指示为当前没有被所述接收器存储的所述卫星导航消息的一部分。

17.一种***，包括：

接收器，所述接收器：

从卫星接收卫星导航消息的各部分；以及

传输下载报告，所述下载报告指示当前由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述部分；以及

服务器，所述服务器：

从所述接收器接收所述下载报告；

基于由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述部分，确定是否更新与所述服务器相关联的卫星导航消息数据库；以及

响应于确定所述卫星导航消息数据库应当使用当前由所述接收器存储的所述卫星导航消息的子集来更新：

请求所述接收器向所述服务器传输当前由所述接收器存储的所述卫星导航消息的所述子集，

从所述接收器接收所述卫星导航消息的所述子集，以及

基于从所述接收器接收的所述卫星导航消息的所述子集，更新所述卫星导航消息数据库。

18.根据权利要求17所述***，其中所述服务器进一步确定所述卫星导航消息数据库中存储的并且对应于所述卫星的卫星导航消息是否已经过期或者将在预定时间段内过期。

19.根据权利要求17所述***，其中所述接收器是被放置在预定位置的固定设备。

20.根据权利要求17所述***，其中所述接收器是移动设备。