CN112639530A - 包括定位信号的信号检测的方法和*** - Google Patents

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Abstract

一种基于检测来自多个卫星的信号的辅助卫星定位***，包括：(a)移动接收器；和(b)通过低功率无线通信网络与接收器通信的基站，该基站使用压缩数据格式提供选定数量但不是全部的卫星的星历数据。星历数据可以包括关于在预定时间间隔内选定卫星的多普勒频率变化或仰角变化的数据。多普勒频率变化和仰角变化可以通过时间的多项式函数的系数以压缩格式来表示。可以对多项式函数进行加权，以在较大的多普勒频率中具有比在较小的多普勒频率中更小的相对误差，或者以在较小的仰角中具有比在较大的仰角中更小的相对误差。在一种实施方式中，低功率无线通信网络(诸如LoRa网络)具有至少10英里的范围。

Description

包括定位信号的信号检测的方法和***
技术领域
本发明涉及信号检测。具体地，本发明涉及用于定位应用的信号检测。
背景技术
在许多定位应用中，例如，与全球定位***(GPS)有关的那些应用中，信号接收器检测来自已知地点源的信号。信号在源与接收器之间的传播时间(“延迟”)的估计提供了在源与接收器之间的距离的估计。然后，使用距离对接收器的地点进行三角测量。例如，在GPS中，检测到来自多个具有已知位置和运动的GPS卫星的扩频信号并对其进行三角测量，以得到接收器的位置。在该示例中，每个卫星的信号都嵌入了1023个比特(bit)的伪随机代码，该伪随机代码每毫秒重复一次。(信号中每个比特的持续时间被称为“码片(chip)”)。为了检测信号，在选定时间周期内在接收信号与复制信号之间计算(“积分”)相关性。因为卫星的运动与接收器有关，所以积分必须考虑接收信号中的频率偏移(“多普勒”)。当积分得出指示复制信号与接收信号在时间(即延迟)和频率上均对准的峰值时，则达成检测。如果复制信号与接收信号未对准，则积分结果为零。
通常，在GPS中，延迟和多普勒值是在通过时间为1毫秒且多普勒为8000Hz的搜索空间进行搜索后得出的。在首次检测到信号(“粗略采集”)之后，可以跟踪该信号以提供定期的更新。在跟踪中，假如跟踪间隔相对较短，则接收器不会搜索粗略采集的整个搜索空间，以使卫星的位置和运动在该跟踪间隔内没有显著改变。通常，可以通过在最近一次的粗略采集中获得的延迟和多普勒值周围的较小搜索空间(例如，延迟为1/4码片(0.25μs)内且多普勒为10至100Hz)内进行搜索来达成跟踪。当然，在对延迟和多普勒值的检测中达到的精度越高，在定位应用中达到的准确性将会越高。
对卫星信号的检测使得能够确定卫星相对于接收器的距离以及对应的运动(例如，朝向或远离接收器的加速度)。要对接收器的地点进行三角测量，还需要四个或更多个卫星的绝对位置和运动。此信息可以从也在卫星信号中传输的“星历”信息中确定。星历信息对于“冷启动”时的粗略采集也是有用的。(也即，粗略采集没有关于接收器位置的任何可靠的先验信息。)覆盖了几个月的周期内GPS中的所有卫星的一组完整的星历信息大约为10KB(Kbytes)长。要从卫星信号获得星历信息，需要跟踪卫星信号达30秒或更久。替代地，星历信息可以通过高带宽蜂窝或广域网从诸如辅助GPS(AGPS)服务之类的在线源获得。
对于依靠电池供电的移动设备，卫星信号跟踪和数据通信都可能会不利地功耗过大。因此，长期以来期望具有用于在移动设备中定位的节能硬件和方法。
发明内容
根据本发明的一个实施例，一种用于检测用预定数量的码片的伪随机码调制的扩频信号的信号处理设备，包括：(a)温度补偿晶体振荡器，其提供精确到码片之一的预定分数的定时信号；(b)时钟发生器，其接收定时信号以生成预定频率的数字时钟信号；(c)模拟信号处理电路，其接收定时信号、数字时钟信号和扩频信号，并且在数字时钟信号的每个周期提供扩频信号的数字基带样本；(d)计数器电路，其接收数字时钟信号以提供预定持续时间的定时脉冲；(e)数据缓存器；(f)数据缓存器的输入接口电路，接收数字基带样本、数字时钟信号和定时脉冲，并且在预定持续时间内将数字基带样本存储到数据缓存器中；(g)处理器，其从数据缓存器中取回(retrieve)存储的基带样本以执行信号检测。输入接口电路可以通过并行连接的串行***接口(SPI)电路来实现。数字时钟信号的预定频率可以是例如16MHz，并且精确到1/16μs。数字基带样本可以是从接收到的扩频信号得出的基带信号的同相和正交信道的样本。
根据本发明的一个实施例，模拟处理电路不需要在定时脉冲的预定持续时间之外供电。类似地，处理器可以在信号检测完成时进入睡眠状态。此外，处理器、数据缓存器和输入接口电路是嵌入式微控制器集成电路的元件。
根据本发明的一个实施例，信号处理设备可以是太阳能供电的。信号处理设备可以设有壳体，在该壳体中安装有温度补偿晶体振荡器、时钟发生器、模拟信号处理电路、计数器、输入接口电路、数据缓存器和处理器。另外，壳体可以包括电池、用于电池的功率调节电路，以及在功率调节电路的控制下将太阳能转换成电池中的能量的太阳能板。在该实施方式中，太阳能板可以安装在壳体的外表面上。
根据本发明的一个实施例，一种用于检测信号的方法，包括：(a)接收信号；(b)针对多个延迟值中的每个值计算接收信号与延迟了该延迟值的信号副本之间的相关值；(c)从相关值中选择具有非零值的第一组相关值和第二组相关值，其中第一组中的相关值随着延迟值的增加而增加，并且其中第二组中的相关值随着延迟值的增加而减少；以及(d)基于来自每个第一相关值的外推来估计延迟值。估计延迟值的一个实施方式是基于将第一组和第二组中的相关值拟合到延迟的一个或多个多项式。例如，可以基于从第一组相关值得出的直线与从第二组相关值得出的直线的交点来估计延迟值。
根据本发明的一个实施例，一种基于检测来自许多卫星的信号的辅助卫星定位***，包括：(a)移动接收器；以及(b)通过低功率无线通信网络与接收器通信的基站，该基站使用压缩数据格式提供选定数量但不是全部的卫星的星历数据。星历数据可以包括关于在预定时间间隔内选定卫星的多普勒频率变化或仰角(elevation)变化的数据。多普勒频率变化和仰角变化可以通过时间的多项式函数的系数以压缩格式来表示。可以对多项式函数进行加权，以在较大的多普勒频率中具有比在较小的多普勒频率中更小的相对误差，或者以在较小的仰角中具有比在较大的仰角中更小的相对误差。在一个实施方式中，低功率无线通信网络(诸如LoRa网络)具有至少10英里的范围。
通过考虑下面的详细描述并结合附图，可以更好地理解本发明。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的信号检测***100。
图2示出了在SPI电路104的输出端子处的图1的4比特数据信号117的定时。
图3示出了在对一个卫星信号进行检测期间，在延迟d1、d2、d3和d4处的匹配滤波器输出值。
图4示出了根据本发明的一个实施例的***400，在该***400中在没有常规数据连接的情况下提供了用于定位的星历数据。
图5a是对于从站102可见或近可见的给定卫星，在接下来的120分钟的周期内多普勒值的示例性估计变化。
图5b是对于从站102可见或近可见的给定卫星，在接下来的120分钟的周期内仰角的示例性估计变化。
图6a、6b和6c示出了根据本发明的一个实施例的六边形壳体600的俯视图、仰视图和侧视图，该壳体600适合于容纳定位设备。
图6d示出了根据本发明的一个实施例，设于壳体600内的印刷电路板620，在该印刷电路板620上可以安装各种电路部件。
为了有助于附图之间的交叉引用，相似的元件被提供相似的附图标记。
具体实施方式
本发明人已经开发了一种硬件解决方案，该硬件解决方案可以例如与节能信号检测算法结合使用，以允许卫星定位应用中的跟踪间隔超过一秒。节能信号检测算法的一个示例在本发明人的于2015年8月13日提交的、题为“飞行时间检测的***和方法(Systemand Method of Time of Flight Detection)”、现为美国专利9,439,040(“040专利”)的美国专利申请(序列号No.14/826,128)中。因为长跟踪间隔，所以接收器所需的功率比现有技术的接收器少得多。
图1示出了根据本发明的一个实施例的信号检测***100。如图1所示，信号检测***100包括：用于接收卫星信号的天线108；用于对接收到的卫星信号放大的低噪声放大器107；用于对接收到的卫星信号进行带宽限制的表面声波(SAW)滤波器106；以及用于对接收到的卫星信号进行解调和进一步的模拟处理的射频(RF)前端处理单元111。RF前端处理单元111还从温度补偿晶体振荡器(“TCXO”)101接收振荡器信号112。定时信号112还允许在时钟生成电路102中生成时钟信号118。在一些实施例中，时钟生成电路102是可选的，在该实施例中，计数器可以直接接收TCXO信号。根据本发明的一个实施例，对于GPS应用，可以使时钟信号118精确到微秒的1/16(即，在16MHz，精确到1/16μs)。使用来自TXCO 101的振荡器信号112进行模拟信号处理以及使用时钟信号118进行定时的优势在于，这些信号的时间精确度独立于环境中温度改变。RF前端处理单元111包括模数转换器，根据常规信号处理协议，该模数转换器可以在时钟信号113的每个时钟周期提供4比特数据信号117。时钟信号113和118可以具有不同的频率，该时钟信号113和118优选地基于相同的时钟源(例如TCXO 111)。在一实施例中，时钟信号113可约为32MHz，而时钟信号118可为16MHz。时钟信号113与118之间的相对相位可以是任意的，因为由时钟生成电路102和TXCO 111引起的延迟可能不同。在一个实施例中，4比特数据信号117包含两个信道，该信道提供接收到的卫星信号的数字同相(I)和正交(Q)基带样本。
4比特数据信号117被接收到存储器电路109中的缓存器中，其随后由中央处理单元(CPU)110取回以进行处理。CPU 110可以使用例如’040专利中公开的节能算法来执行信号处理。在一个实施例中，CPU 110可以是专用集成电路(ASIC)。在一个实施例中，当接收到来自4比特数据信号117的预定量的数据时(例如，当存储器电路109中的缓存器被填充时，或者在预定间隔(诸如几毫秒)之后)，引发中断以指示CPU 110数据已准备好进行处理。出于能效的目的，可以在填充存储器电路109中的缓存器之后关闭RF前端处理单元111中的数据处理。CPU 110还可以在处理存储器电路109的缓存器中的数据之后进入睡眠模式。对接收到的卫星信号进行采样的准确定时允许延长的跟踪间隔(例如1秒)。此准确定时由TCXO101提供。
在信号检测100中，提供计数器119以基于时钟信号118生成定时信号116。结果，定时信号116可被用于标记每个跟踪间隔的开始精确到时钟信号113(例如，1/16μs)。1比特数据缓存器为用来将4比特数据信号117接收到存储器电路109的缓存器电路中的输入接口(可由串行***接口(SPI)电路103实现)提供使能信号115。使能信号115是SPI电路103的输出值，其由存储在1比特数据缓存器中的逻辑值“1”提供。当通过定时信号116使能SPI电路103的输出数据时，使能信号119在时钟信号113的下一个下降沿处从逻辑值“0”转变为逻辑值“1”。该输入接口也可以由四个并行SPI电路实现，由附图标记104表示。以这种方式，SPI电路103将使能信号115的边沿与时钟信号113对准(即，SPI电路104在时钟信号113的下降沿对4比特数据信号进行采样)。将使能信号115的边沿与时钟信号113对准还有助于保持4比特数据信号的样本彼此同步，即，避免它们之间的相对比特偏移。这在使用并行的四个分离的1比特SPI电路实现SPI电路104时尤其重要。
在一个实施例中，可以使用可从NXP半导体公司获得的嵌入式控制器集成电路LPC54114来实现SPI电路103和104、存储器电路109、计数器119和CPU 110。LPC54114嵌入式控制器包括ARM微处理器、板载存储器电路和8个板载SPI接口电路，这些器件可用于实现CPU 110、存储器电路109和SPI电路103、计数器119和SPI电路104。在一个优选实施例中，实现计数器119以使得生成定时信号116不受CPU中断的控制，因此可以精确控制定时。
图2示出了SPI电路104的输出端子处的4比特数据信号117的定时。图2示出了(i)SPI电路104处的使能信号EN(即，图1的使能信号115)、(ii)数据信号D(即，图1的4比特数据信号117)，以及(iii)时钟信号CLK(即，时钟信号113)。如图2所示，在时间t0处，使能信号EN被置位(asserted)，这使得SPI电路104能够开始使用例如直接存储器访问(DMA)机制来填充存储器电路109中的缓存器。在对使能信号EN置位后，在时间t1处并且时钟信号CLK的每个时钟周期之后，数据信号D从SPI电路104向存储器电路109中的数据缓存器输出4比特的I或Q样本。在预定时间周期(例如，对于1023个码片为1毫秒)内提供数据。例如，在时间t1023处，使能信号EN去置位(deasserted)，并且从数据信号D输出的I和Q数据样本也终止。
然后，CPU 110可以对数据缓存器中的数据启动搜索算法(诸如上面提到的’040专利中教导的算法)，以确定接收到的卫星信号中的延迟时间和多普勒频率。通常，搜索算法中的一部分(称为“匹配滤波器”)针对搜索空间中选定的一组延迟和多普勒值对计算复制信号与卫星信号之间的相关性。图3示出了在对一个卫星信号进行检测的期间，在延迟d1、d2、d3和d4处的匹配滤波器输出值(相关值)。在一实施例中，可以使用32个延迟值。当复制信号在延迟和多普勒值中均与接收到的卫星信号完美对准时，匹配滤波器的输出值预期达到其最大值。对于在提供最大值的延迟-多普勒值对附近的一些延迟-多普勒值对，匹配滤波器输出为非零，但不是最大值。换言之，假设多普勒值被对准，则在延迟d1、d2、d3和d4处的匹配滤波器输出值接近(但不是)提供最大值的延迟值。提供最大值的延迟值dt预期在延迟d2与d3之间。根据本发明的一个实施例，分别使用延迟d1和d2，以及d3和d4处的匹配滤波器输出值，可以根据估计时刻dt之前和之后的匹配滤波器输出值的增加和减少的变化率(“斜率”)来估计延迟值dt。例如，使用图4中的四个延迟d1、d2、d3和d4，可以根据连接延迟d1和d2的匹配滤波器输出值的直线与连接延迟d3和d4的匹配滤波器输出值的直线的交点来估计延迟dt。估计延迟dt的其他形式也是可能的，诸如通过将增加的匹配滤波器输出值和减少的匹配滤波器输出值拟合到延迟值的一个或多个多项式中。确定时间dt的另一种方法计算匹配滤波器输出值的导数(即变化率)，并且估计导数达到零时的时间。
为了确定接收器的位置，需要使用卫星的星历信息的三角测量处理。此外，星历信息对于冷启动期间的粗略采集尤其有用。可以通过解码所接收的卫星信号来提取这样的星历信息，这是一个耗时的处理，或者从拥有该信息的源接收这样的星历信息。通常，访问这样的源需要通过蜂窝电话***的数据连接或对因特网(例如，WiFi或另一宽带介质)的访问。对于移动设备，这样的数据连接可能不是在任何给定时间都可用。无论如何，通过这种数据连接进行通信会消耗大量功率。本发明提供了不需要常规数据连接的方法和***。
图4示出了根据本发明的一个实施例的***400，其中在没有常规数据连接的情况下提供了用于定位的星历数据。如图4所示，***400包括接收器301，其通过低功率、远程无线数据连接从站302请求星历信息。可以从许多低功率广域网(“LPWAN”)中的任何一种获得这种低功率、远程无线数据连接。这种LPWAN的一个示例是LoRa网络，该LoRa网络在大约30英里的范围内以大约50字节/秒的数据速率提供数据连接。使用LoRa网络上的数据连接，接收器301可以从站302(可以相距30英里)接收星历数据。由于完整的星历信息约为100KB，并且由于LPWAN上的数据速率相对低(例如，50字节每秒)，因此本发明以压缩数据格式向接收器301提供星历数据中仅对当下执行信号处理任务必不可少的那部分数据。在一个实施例中，由于LoRa通信的范围小于100英里，所以站302提供仅在不久的将来短时间有效的星历数据，并且仅针对在其地平线以上(“可见”)或略在其地平线以下(“近可见”)的卫星。
根据本发明的一个实施例，从站302提供的星历数据包括在预定的短时间周期(例如2小时)内在站102附近可见的每个可见或近可见卫星的预期多普勒和预期仰角。图5a是对于从站102可见或近可见的给定卫星，在接下来的120分钟的周期内多普勒值的示例性估计变化。为了提供多普勒值的该估计变化，站302将多普勒频率的估计变化拟合到三阶或四阶多项式并提取对应的系数。用于曲线拟合的算法对较大的多普勒变化值赋予较大的权重(即，使误差最小化)。在一个实施例中，站302为每个可见或近可见卫星发送该卫星的标识符、当前延迟估计、当前多普勒估计，以及多普勒频率变化的拟合多项式的系数。这些值允许接收器301重构从上述曲线拟合处理中获得的多普勒变化多项式。
图5b是对于从站102可见或近可见的给定卫星，在120分钟的周期内仰角的示例性估计变化。为了提供仰角值的该估计变化，如在图5a的多普勒变化中，站302将仰角的估计变化拟合到三阶或四阶多项式，并提取对应的系数。与多普勒频率的情况不同，用于仰角曲线拟合的算法对较小的仰角值(例如，-5°至5°或略在地平线以上或以下)赋予更大的权重(即，将误差最小化)。在一个实施例中，站302为每个可见或近可见卫星发送仰角的当前估计和仰角变化的拟合多项式的系数。这些值使得接收器301能够重构仰角变化多项式。
当拟合多项式中的误差在某些预定误差条内被允许时，用于表示多项式中的每个系数的比特数被最小化。例如，在一个实施方式中，当仰角为约15度时，多普勒频率的误差条为±100Hz，仰角的误差条为约±2度。
通过仅发送可见或近可见卫星的星历数据并以压缩数据格式发送，可以仅使用大约100个字节将必要的星历信息发送到站302附近的接收器301。即使在LoRa通信网络中的低数据速率的情况下，星历信息也可以在几秒内被提供给请求的接收器。因此，本发明允许接收器使用通过LPWAN传输的压缩星历数据来实现快速的粗略采集。
接收到压缩星历后，接收器就对可见卫星执行采集和跟踪，以从每个卫星中计算出伪距。伪距可以被发送回站302(或AGPS服务器)，在其中可以使用完整的星历来完善接收器的位置和时间。
在采集步骤中，接收器在延迟-多普勒空间中搜索粗略的延迟和多普勒值范围。本发明的压缩星历有助于减少在采集处理期间需要搜索的卫星数量和多普勒范围。采集步骤还减少了跟踪步骤的搜索空间。在一实施例中，在跟踪期间的搜索范围的延迟约为0.5微秒，多普勒约为100Hz。计数器119精确地控制采集与跟踪之间的间隔，以及连续跟踪步骤之间的间隔。每个间隔中的误差被控制为小于在跟踪步骤中的延迟搜索范围(例如，在一个实施例中，约为1/2码片或0.5微秒)。根据本发明的一个实施例，在采集或跟踪步骤之后，可以使用以下公式根据当前测量的延迟值tcd预测下一个延迟值tnd(即，延迟值的下一个搜索范围的中心)：
Figure BDA0002802680940000081
其中，Δf是当前测得的多普勒值，f是来自被跟踪卫星的信号的频率，τ是跟踪间隔。
在为每个卫星测量了延迟td之后，可以使用AGPS方法确定接收器的位置。在一个实施例中，不测量1-ms边界的边沿处的传输时间，并且使用来自5个或更多个卫星的延迟来计算接收器的位置和时间。可以在“A-GPS:Assisted GPS,GNSS,and SBAS”ISBN-10:1596933747中找到这种方法的一种方法。
在一实施例中，RF前端111的采样频率对于采集和跟踪步骤是不同的。在采集步骤中，RF前端111使用较低的采样频率(例如4MHz)以减少用于采集步骤的计算量。然而，在跟踪步骤中，RF前端111使用较高的采样频率，这提高了延迟估计的准确性，并因此提高了伪距估计的准确性。
根据本发明的一个实施例，使用本文和’404专利中公开的信号检测方法，本发明提供了一种非常低功率的定位设备。实际上，这种定位设备的功率很低，故可以用太阳能供电。图6a、6b和6c示出了根据本发明的一个实施例的六边形壳体600的俯视图、仰视图和侧视图，该壳体600适合于容纳这种定位设备。图6a、6b和6c的壳体600沿每个六边形边可以是2英寸长，并且大约是1/2英寸厚。如图6a所示，太阳能板1可以安装在壳体600的顶盖上。用于通过LPWAN(例如LoRa网络)进行通信的通信天线2可以沿六角形壳体600的一侧安装。
图6d示出了根据本发明的一个实施例设于壳体600内的印刷电路板620，在该印刷电路板620上可以安装各种电路部件。印刷电路板620包括：(i)用于接收用于信号检测的卫星信号的GPS天线3，(ii)耦合到通信天线2的通信模块4，其用于通过LPWAN(例如，LoRa网络)传输和接收数据信号，(iii)包括图1中所示的电路的定位模块5，(iv)可再充电的电池8(例如，基于锂化学的电池)，(v)与太阳能板1和电池8两者耦合的功率模块7，其配置为调节功率调节操作(例如，对电池8充电)，以及(vi)控制模块8，其通常控制安装在印刷电路板620上的电路。
提供以上详细描述以说明本发明的特定实施例，而不意图对本发明进行限制。在本发明范围内的许多修改和变化是可能的。本发明在所附权利要求中提出。

Claims (24)

1.一种信号处理设备，其用于检测用预定数量的码片的伪随机码调制的扩频信号，所述信号处理设备包括：
温度补偿晶体振荡器，其提供精确到所述码片之一的预定分数的定时信号；
时钟发生器，其接收所述定时信号以生成预定频率的数字时钟信号；
模拟信号处理电路，其接收所述定时信号、所述数字时钟信号和所述扩频信号，并且在所述数字时钟信号的每个周期提供所述扩频信号的数字基带样本；
计数器电路，其接收所述数字时钟信号以提供预定持续时间的定时脉冲；
数据缓存器；
用于所述数据缓存器的输入接口电路，其接收所述数字基带样本、所述数字时钟信号和所述定时脉冲，并且在所述预定持续时间内将所述数字基带样本存储到所述数据缓存器中；以及
处理器，其从所述数据缓存器中取回存储的基带样本以执行信号检测。
2.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述输入接口电路包括多个并联连接的串行***设备接口电路。
3.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述数字时钟信号的预定频率是16MHz。
4.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述数字时钟信号精确到1/16μs。
5.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述模拟处理电路在所述定时脉冲的预定持续时间之外未被供电。
6.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述处理器在完成所述信号检测之后进入睡眠状态。
7.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述处理器、所述数据缓存器和所述输入接口电路是嵌入式微控制器集成电路的元件。
8.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述数字基带样本包括基带信号的同相和正交信道的样本。
9.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述信号处理设备是太阳能供电的。
10.根据权利要求1所述的信号处理设备，还包括壳体，在所述壳体中安装有所述温度补偿晶体振荡器、所述时钟发生器、所述模拟信号处理电路、所述计数器、所述输入接口电路、所述数据缓存器和所述处理器。
11.根据权利要求10所述的信号处理设备，还包括电池、用于所述电池的功率调节电路，以及在所述功率调节电路的控制下将太阳能转换成所述电池中的能量的太阳能板，所述太阳能板安装在所述壳体的外表面上。
12.根据权利要求1所述的信号处理设备，还包括通信模块，所述通信模块用于通过低功率广域网进行通信。
13.根据权利要求12所述的信号处理设备，其中，所述低功率广域网包括LoRa网络。
14.一种检测信号的方法，包括：
接收信号；
针对多个延迟值中的每个值，计算接收信号与延迟了所述延迟值的信号副本之间的相关值；
从所述相关值中选择具有非零值的第一组相关值和第二组相关值，其中第一组中的相关值随着延迟值的增加而增加，并且其中第二组中的相关值随着延迟值的增加而减少；以及
基于来自每个第一相关值的外推来估计延迟值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，估计所述延迟值是基于将所述第一组和第二组中的相关值拟合到延迟的一个或多个多项式。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，估计所述延迟值是基于从所述第一组相关值得出的直线与从所述第二组相关值得出的直线的交点。
17.一种基于检测来自多个卫星的信号的辅助卫星定位***，包括：
移动接收器；以及
通过低功率无线通信网络与所述接收器通信的基站，所述基站使用压缩数据格式提供选定数量但不是全部的卫星的星历数据。
18.根据权利要求17所述的辅助卫星定位***，其中，所述星历数据包括关于在预定时间间隔内选定卫星的多普勒频率变化或仰角变化的数据。
19.根据权利要求18所述的辅助卫星定位***，其中，所述多普勒频率变化和所述仰角变化通过时间的多项式函数的系数以压缩格式来表示。
20.根据权利要求19所述的辅助卫星定位***，其中，所述多项式函数被加权，以在较大的多普勒频率中具有比在较小的多普勒频率中更小的相对误差。
21.根据权利要求19所述的辅助卫星定位***，其中，所述多项式函数被加权，以在较小的仰角中具有比在较大的仰角中更小的相对误差。
22.根据权利要求17所述的辅助卫星定位***，其中，所述低功率无线通信网络包括LoRa网络。
23.根据权利要求17所述的辅助卫星定位***，其中，所述低功率无线通信网络具有至少10英里的范围。
24.一种跟踪卫星的方法，包括：
基于执行采集或跟踪步骤来确定当前延迟值和当前多普勒值；以及
在预定时间间隔之后，使用以所述预定时间间隔和所述当前多普勒值与卫星信号频率之比的乘积，与当前延迟值之和为中心的延迟搜索范围，搜索下一个延迟值和下一个多普勒值。
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