TWI524083B - 衛星導航接收機、設備和定位方法 - Google Patents

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TWI524083B
TWI524083B TW102125591A TW102125591A TWI524083B TW I524083 B TWI524083 B TW I524083B TW 102125591 A TW102125591 A TW 102125591A TW 102125591 A TW102125591 A TW 102125591A TW I524083 B TWI524083 B TW I524083B
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高科
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何小勇
盧勝洪
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凹凸科技國際股份有限公司
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Description

衛星導航接收機、設備和定位方法
本發明係關於一種衛星導航設備，特別是一種衛星導航接收機、設備和定位方法。
衛星導航系統(例如，全球定位系統(Global Positioning System，GPS))使衛星導航接收機(例如，全球定位系統接收機)能夠基於衛星信號確定其位置和速度。全球定位系統可包括在環繞地球的軌道上運行的全球定位系統衛星群。在地球表面的特定時間和特定地點，至少有四顆全球定位系統衛星可見。每顆全球定位系統衛星以預設頻率連續廣播全球定位系統信號。全球定位系統信號包含衛星的時間和繞軌道運行的資訊。全球定位系統接收機可同步接收來自至少四顆全球定位系統衛星傳輸的全球定位系統信號，基於至少四顆全球定位系統衛星的時間和繞軌道運行的資訊，可計算出全球定位系統接收機的地理座標，例如，經度、緯度和海拔高度。
在例如，停車場、隧道、城市峽谷和樹木附近的地方，由於衛星的視線被阻擋，使衛星信號可能難以獲得或被削弱。因此，計算的全球定位系統接收機的地理座標可能不準確。例如，車輛、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)或手機等設備，可配備包含全球定位系統和慣性定位系統(例如，航位推算(Dead Reckoning，DR)系統)的導航系統。航位推算系統包含能夠感應移動設備速度和方向的里程表和陀螺儀。基於先前確定的位置、速度和方向，航位推算系統估計設備的當前位置。然而，隨著時間的推移，航位推算系統的定位精確度會降低。
習知技術中的導航系統能夠基於全球定位系統的位置精 確度衰減因子(Position Dilution of Precision，PDOP)將全球定位系統和航位推算系統的定位結果結合起來。位置精確度衰減因子值代表了全球定位系統衛星幾何分布對全球定位系統定位精確度的影響，其將進一步影響全球定位系統定位的精確度。例如，如果位置精確度衰減因子值大於一個臨限值，指示利用全球定位系統確定的位置精確度相對較低，則導航系統使用由航位推算系統計算的位置進行定位。如果位置精確度衰減因子值小於此臨限值，指示利用全球定位系統確定的位置精確度相對較高，則導航系統使用由全球定位系統計算出的位置進行定位。
然而，除了位置精確度衰減因子值，其他因素也可能會降低全球定位系統的定位精確度。在某些情況下，全球定位系統的偽距誤差增加，但位置精確度衰減因子值仍低於臨限值。換言之，實際全球定位系統定位結果的精確度較低，但位置精確度衰減因子值卻指示全球定位系統的定位精確度較高。因此，導航系統仍然會選擇全球定位系統的定位結果進行定位，進而降低了導航系統的定位精確度。
本發明提供了一種衛星導航接收機，包括：一衛星定位模組，在一第一時間計算該衛星導航接收機的一第一位置；一慣性定位模組，在該第一時間計算該衛星導航接收機的一第二位置；以及一融合定位模組，提供一參考位置，並基於該第一位置、該第二位置和該參考位置三者之間的多個距離，將該第一位置和該第二位置融合成為一第三位置，並根據該第三位置定位該衛星導航接收機。
本發明還提供了一種衛星導航設備，包括：一天線，接收多個衛星信號；多個運動感測器，提供指示該衛星導航設備的一速度和一方向的一運動信號；以及一衛星導航接收機，耦接該天線和該多個運動感測器，該衛星導航接收機包括：一導航模組，包括：一衛星定位模組，根據該多個衛星信號在一第一時間計算該衛星導航接收機的一第一位置；一慣性定位模組，根據該運動信號在該第一時間計算該衛星導航接收機的一第二位置；以及一融合定位模組，提供一參考位置，並基於該第一位置、該第二位置和該參考位置三者之間的多個距離，將該第一位置和該第 二位置融合成為一第三位置，並根據該第三位置定位該衛星導航接收機。
本發明還提供了一種定位衛星導航接收機的方法，包括：在一第一時間根據多個衛星信號計算一衛星導航接收機的一第一位置；在該第一時間根據指示該衛星導航接收機的一速度和一方向的一運動信號計算該衛星導航接收機的一第二位置；提供一參考位置；基於該第一位置、該第二位置和該參考位置三者之間的多個距離，將該第一位置和該第二位置融合成為一第三位置；以及根據該第三位置定位該衛星導航接收機。
本發明提供的一種衛星導航接收機、衛星導航設備和定位衛星導航接收機的方法，不僅提供了對應於第一位置和第二位置的權重資料，且透過濾波器計算最終位置點，進而有效提高了衛星導航設備的定位精確度。
100‧‧‧衛星導航設備
102‧‧‧衛星導航接收機
103‧‧‧衛星信號
104‧‧‧天線
105‧‧‧運動信號
106‧‧‧運動感測器
112‧‧‧衛星信號接收機
113‧‧‧計時器
114‧‧‧運動信號接收機
116‧‧‧處理器
118‧‧‧導航模組
122‧‧‧衛星定位模組
124‧‧‧慣性定位模組
126‧‧‧融合定位模組
128‧‧‧儲存模組
130‧‧‧捕獲和跟蹤資料
132‧‧‧運動資料
136‧‧‧參考時鐘信號
202‧‧‧座標系轉換器
204‧‧‧權重單元
206‧‧‧融合單元
212‧‧‧有效性檢查單元
214‧‧‧特殊狀態單元
216‧‧‧距離單元
218‧‧‧參考估計單元
220‧‧‧濾波器
222‧‧‧全球定位系統位置資料
224‧‧‧參考位置資料
226‧‧‧航位推算位置資料
232‧‧‧信號強度資料
234‧‧‧融合旗標
236‧‧‧慣性旗標
238‧‧‧衛星旗標
242‧‧‧全球定位系統單元
244‧‧‧旗標設置單元
252‧‧‧航位推算單元
254‧‧‧旗標設置單元
262‧‧‧權重資料
264‧‧‧融合位置資料
268‧‧‧位置資料
300‧‧‧移動軌跡
400‧‧‧移動軌跡
500‧‧‧操作流程圖
502-506‧‧‧步驟
600‧‧‧操作流程圖
602-620‧‧‧步驟
700‧‧‧操作流程圖
702-718‧‧‧步驟
800‧‧‧操作流程圖
802-824‧‧‧步驟
900-904‧‧‧簡圖
1000‧‧‧簡圖
1100‧‧‧簡圖
1200‧‧‧操作流程圖
1202-1208‧‧‧步驟
1300‧‧‧方法流程圖
1302-1310‧‧‧步驟
以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中：圖1所示為根據本發明一個實施例的衛星導航設備的方塊圖。
圖2所示為根據本發明一個實施例的導航模組的方塊圖。
圖3所示為根據本發明一個實施例的衛星導航設備的移動軌跡圖。
圖4所示為根據本發明另一個實施例的衛星導航設備的移動軌跡圖。
圖5所示為為根據本發明一個實施例的權重單元的操作流程圖。
圖6所示為根據本發明一個實施例的有效性檢查單元的操作流程圖。
圖7所示為根據本發明一個實施例的特殊狀態單元的操作流程圖。
圖8所示為根據本發明一個實施例的距離單元的操作流程圖。
圖9A所示為根據本發明一個實施例的參考位置、位置P1和位置P2的簡圖。
圖9B所示為根據本發明另一個實施例的參考位置、位置P1和位置 P2的簡圖。
圖9C所示為根據本發明再一個實施例的參考位置、位置P1和位置P2的簡圖。
圖10所示為根據本發明又另一個實施例的參考位置、位置P1和位置P2的簡圖。
圖11所示為根據本發明又再一個實施例的參考位置、位置P1和位置P2的簡圖。
圖12所示為根據本發明一個實施例的濾波器的操作流程圖。
圖13所示為根據本發明一個實施例的定位衛星導航接收機的方法流程圖。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發明將結合實施例進行闡述，但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反地，本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。
此外，在以下對本發明的詳細描述中，為了提供針對本發明的完全的理解，提供了大量的具體細節。然而，於本技術領域中具有通常知識者將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。
圖1所示為根據本發明一個實施例的衛星導航設備100的方塊圖。在一個實施例中，衛星導航設備100設置於，例如，汽車、行動電話或便携式電腦等設備中。在圖1所示實施例中，衛星導航設備100包含衛星導航接收機102、天線104和運動感測器106。天線104接收由多顆衛星(例如，全球定位系統衛星)傳輸的衛星信號103，並將衛星信號103發送給衛星導航接收機102。運動感測器106感應衛星導航設備100的運動，並為衛星導航接收機102提供運動信號105。在一個實施例中，運動感測器106包含里程表和陀螺儀，能夠分別感應衛星導航設備100的速度和方向。因此，運動信號105包括衛星 導航設備100的速度資訊和方向資訊。衛星導航接收機102接收衛星信號103和運動信號105，並據此定位衛星導航設備100。
在一個實施例中，衛星導航接收機102包括衛星信號接收機112、計時器113、運動信號接收機114、處理器116和導航模組118。計時器113提供參考時鐘信號136。運動信號接收機114接收運動信號105，並提供運動資料132指示衛星導航設備100的速度和方向。衛星信號接收機112耦接天線104，分析衛星信號103，並相應地提供捕獲和跟蹤資料130。更具體的，在一個實施例中，衛星信號接收機112分析衛星信號103，以確定一顆或多顆相應的衛星是否在衛星導航接收機102的視野內。如果捕獲到一顆衛星，衛星信號接收機112則跟蹤這顆衛星以提供捕獲和跟蹤資料130。捕獲和跟蹤資料130包括所跟蹤衛星的資訊，例如，粗捕獲(Coarse/Acquisition，C/A)碼、全球定位系統的日期和時間及星歷資料等。捕獲和跟蹤資料130和運動資料132儲存於導航模組118中，並能被處理器116獲取以定位衛星導航設備100。
處理器116可為中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、微處理器及數位信號處理器或任何其他處理器設備。處理器116可執行導航模組118以定位衛星導航設備100。在一個實施例中，導航模組118可為機器可執行模組。在另一實施例中，導航模組118可為其他類型的模組，例如，硬件模組，例如，積體電路或嵌入式系統。在一個實施例中，導航模組118包括衛星定位模組122、慣性定位模組124、融合定位模組126和儲存模組128。儲存模組128包含能夠被處理器116讀取的多個資料集，例如，捕獲和跟蹤資料130以及運動資料132等。
當處理器116執行衛星定位模組122時，衛星定位模組122根據捕獲和跟蹤資料130，在當前時刻t1(當前時刻t1可認為是本發明實施例的第一時間)計算衛星導航設備100的位置P1(位置P1可認為是本發明實施例的衛星導航接收機的第一位置)，其中，位置P1指示全球定位系統的定位結果。慣性定位模組124根據運動資料 132，在當前時刻t1計算衛星導航設備100的位置P2(位置P2可認為是本發明實施例的衛星導航接收機的第二位置)，其中，位置P2指示航位推算系統的定位結果。
有利之處在於，融合定位模組126提供參考位置PREF，並基於參考位置PREF、位置P1和位置P2三者之間的距離，將位置P1和位置P2融合成為位置P3(位置P3可認為是本發明實施例的衛星導航接收機的第三位置)，並在當前時刻t1基於位置P3確定衛星導航設備100的最終位置點PLOC_T1。圖2和圖3將詳細描述無論何原因導致位置P1和位置P2不準確，參考位置PREF、位置P1和位置P2三者之間的距離均能夠指示衛星定位模組122和慣性定位模組124產生的定位結果的精確度。例如，全球定位系統較差的位置精確度衰減因子值或偽距誤差會導致位置P1與參考位置PREF之間的距離DPREF-P1(距離DPREF-P1可認為是本發明實施例的第一距離)大於臨限值DTH1，這指示位置P1是不準確的。在這種情況下，融合定位模組126根據位置P2而不是位置P1產生融合位置P3。因此，相比於習知技術中的導航系統，本發明實施例提供的衛星導航接收機102提高了衛星導航設備100的定位精確度。
圖2所示為根據本發明一個實施例的導航模組118的方塊圖。圖2中與圖1標號相同的元件具有類似的功能。圖2將結合圖1進行描述。
在一個實施例中，導航模組118包括衛星定位模組122、慣性定位模組124、融合定位模組126及儲存模組128。如圖2所示，儲存模組128儲存捕獲和跟蹤資料130、信號强度資料232、運動資料132、全球定位系統位置資料222、航位推算位置資料226、參考位置資料224、衛星旗標238、慣性旗標236、融合旗標234、權重資料262、融合位置資料264和位置資料268。本技術領域中具有通常知識者可以理解的是，儲存模組128還可儲存其他資料集，並不僅限於圖2所示實施例描述的資料集。處理器116可讀取儲存模組128中儲存的資料集，並執行衛星定位模組122、慣性定位模組124以及融合定位模組 126，以定位衛星導航設備100。
在一個實施例中，衛星定位模組122包括全球定位系統單元242和旗標設置單元244。當處理器116執行全球定位系統單元242時，全球定位系統單元242根據衛星信號103計算在當前時刻t1的衛星導航設備100的位置P1。更具體的，在一個實施例中，全球定位系統單元242從儲存模組128中讀取捕獲和跟蹤資料130，並接收計時器113產生的參考時鐘信號136。全球定位系統單元242採用參考時鐘信號136，從捕獲和跟蹤資料130中提取測距碼(例如，粗捕獲碼)和導航資料。測距碼包含偽隨機雜訊碼(pseudorandom noise code，PN或PRN碼)，以識別對應的衛星。每顆衛星都有唯一的偽隨機雜訊碼。被跟蹤的全球定位系統衛星和衛星導航設備100之間的偽距可從測距碼中獲得。導航資料包含全球定位系統的日期和時間、指示相應衛星位置的星歷資料以及指示相關所有衛星資訊和狀態的曆書資料。被跟蹤的全球定位系統衛星的地理座標可從導航資料中獲得。基於獲得的至少4顆全球定位系統衛星的偽距和地理座標，全球定位系統單元242在當前時刻t1計算衛星導航設備100的位置P1。例如，位置P1可由一組座標(x1，y1，z1)指示。在一個實施例中，儲存模組128中的全球定位系統位置資料222指示由全球定位系統單元242計算出的定位結果。因此，全球定位系統單元242用座標(x1，y1，z1)更新儲存模組128中的全球定位系統位置資料222，使得全球定位系統位置資料222包含指示由全球定位系統單元242計算出的位置P1的資料。
在一個實施例中，處理器116執行旗標設置單元244，以控制儲存模組128中的衛星旗標238和信號强度資料232。衛星旗標238指示位置P1的有效性。信號强度資料232指示衛星信號103的强度等級。更具體的，在一個實施例中，旗標設置單元244檢查全球定位系統單元242是否有任何異常情況，並相應的設置衛星旗標238。例如，旗標設置單元244根據捕獲和跟蹤資料130確定，例如，在當前時刻t1被捕獲和跟蹤的可見衛星數量。如果可見衛星數量少於預設值(例如，4)時，旗標設置單元244將衛星旗標238設置為第一 數值(例如，0)，指示位置P1是無效的。
此外，旗標設置單元244確認位置P1是否為一個野點。野點指示定位點明顯偏離衛星導航設備100的軌跡。例如，如果衛星導航設備100在山上，而位置P1指示衛星導航設備100在海洋中，則計算出的位置P1就是一個野點。旗標設置單元244將衛星旗標238設置為第一數值，指示如果位置P1被確定為野點，則位置P1是無效的。但是，如果沒有發現異常情況，旗標設置單元244將衛星旗標238設置為第二數值(例如，1)，指示位置P1是有效的。
在一個實施例中，旗標設置單元244根據捕獲和跟蹤資料130識別衛星信號103的强度等級，並根據强度等級設置信號强度資料232。例如，信號强度資料232可設置為1和2，分別指示衛星信號103的强度為弱和强。衛星信號103的强度會影響全球定位系統位置P1的定位精確度。例如，當信號强度資料232的值為2時比信號强度資料232的值為1時所得到的位置P1更準確。
在一個實施例中，慣性定位模組124包括航位推算單元252和旗標設置單元254。當處理器116執行航位推算單元252時，航位推算單元252根據運動資料132和先前的定位結果(例如，在當前時刻t1之前的t0時刻計算出的定位結果，其中，t0時刻可認為是本發明實施例的第二時間)，估計衛星導航設備100在當前時刻t1的位置P2。在一個實施例中，儲存於儲存模組128中的航位推算位置資料226指示由航位推算單元252計算的定位結果(例如，位置P2)。
在一個實施例中，航位推算單元252根據信號强度資料232和衛星旗標238選擇先前的位置。更具體的，如果信號强度資料232指示在t0時刻衛星信號103的强度為强，且衛星旗標238指示在t0時刻位置P1_T0是有效的，則航位推算單元252從儲存模組128中讀取全球定位系統位置資料222以獲得位置P1_T0。然後，航位推算單元252從儲存模組128中讀取運動資料132以獲得在t0時刻衛星導航設備100的速度VT0和方向ORT0。基於t0時刻的速度VT0、方向ORT0和位置P1_T0，航位推算單元252計算出在當前時刻t1衛星導航設備100的位置 P2_T1。
如果信號强度資料232指示在t0時刻衛星信號103的强度為弱，或者衛星旗標238指示在t0時刻位置P1_T0是無效的，則航位推算單元252從儲存模組128中讀取航位推算位置資料226，以獲得在t0時刻由航位推算單元252計算的位置P2_T0。此外，航位推算單元252從儲存模組128中讀取運動資料132，以獲得在t0時刻衛星導航設備100的速度VT0和方向ORT0。基於t0時刻的速度VT0、方向ORT0和位置P2_T0，航位推算單元252計算出在當前時刻t1衛星導航設備100的位置P2_T1。因此，如果衛星信號103維持在低强度等級或位置P1仍然無效，則航位推算單元252繼續根據先前的航位推算定位結果估計隨後的航位推算定位結果。由於里程表和陀螺儀存在誤差，由航位推算單元252計算出的位置誤差會在這些情況下累積。
在上述兩種情況下，位置P2可由一組座標(x2，y2，z2)指示。在一個實施例中，航位推算單元252用座標(x2，y2，z2)更新航位推算位置資料226，使得航位推算位置資料226包含指示在當前時刻t1位置P2的資料。
在一個實施例中，處理器116執行旗標設置單元254以控制儲存模組128中的慣性旗標236。與旗標設置單元244類似，旗標設置單元254檢查運動感測器106是否有異常情況，並設置相應的慣性旗標236。例如，一旦運動感測器106通電，包含里程表和陀螺儀的運動感測器106將進行自檢。旗標設置單元254分析運動資料132以檢查自檢是否完成。如果運動感測器106正在進行自檢，旗標設置單元254將慣性旗標236設置為第三數值(例如，0)，第三數值指示位置P2是無效的。如果運動感測器106自檢已完成且沒有其他異常情況出現，則旗標設置單元254將慣性旗標236設置為第四數值(例如，1)，第四數值指示位置P2是有效的。
融合定位模組126將位置P1和位置P2融合成為位置P3。在一個實施例中，融合定位模組126包含座標系轉換器202。在一個實施例中，位置P1和位置P2是依據不同的座標系產生的。例如， 全球定位系統單元242在地心地固(Earth-Centered Earth-Fixed，ECEF)座標系中計算出座標(x1，y1，z1)，航位推算單元252在北東天(North East Up，NEU)座標系中計算出座標(x2，y2，z2)。如果全球定位系統單元242和航位推算單元252的定位結果在不同的座標系中產生，座標系轉換器202將一個座標系中的座標轉換成另一個座標系中的相應座標。在一個實施例中，座標系轉換器202將北東天座標系中的座標(x2，y2，z2)轉換成地心地固座標系中的相應座標(x2’，y2’，z2’)，或者，座標系轉換器202將地心地固座標系中的座標(x1，y1，z1)轉換成北東天座標系中的相應座標(x1’，y1’，z1’)。如此，位置P1和位置P2就標記在了同一座標系中，使得融合操作更為方便。
在一個實施例中，融合定位模組126包括權重單元204、融合單元206、參考估計單元218和濾波器220。權重單元204提供權重資料262，指示位置P1和位置P2各自對應的權重A1和權重A2。在一個實施例中，權重A1和權重A2取介於0到100%之間的值，且權重A1和權重A2之和等於1。其中，權重A1和權重A2指示位置P1和位置P2對位置P3的融合比重。
獲得權重A1和權重A2後，融合單元206將位置P1和位置P2融合成位置P3。在一個實施例中，融合單元206加權位置P1和位置P2以提供第一加權位置A1×P1和第二加權位置A2×P2，並融合第一加權位置A1×P1和第二加權位置A2×P2以獲得位置P3。假設在地心地固座標系中進行融合操作，位置P3可由方程式(1)得出：P3=A1×P1+A2×P2=(A1×x1+A2×x2’，A1×y1+A2×y2’，A1×z1+A2×z2’) (1)
根據方程式(1)，如果權重A1等於100%且權重A2等於0%，則位置P3完全依靠由全球定位系統單元242所產生的位置P1產生。如果權重A1等於0%且權重A2等於100%，則位置P3完全依靠由航位推算單元252所產生的位置P2產生。此外，如果權重A1和權重A2都等於大於0%且小於100%的值，則位置P3的產生由位置 P1和位置P2共同决定。在這種情況下，如果權重A1大於權重A2，則位置P3的產生依靠位置P1的程度多於位置P2，反之亦然。在一個實施例中，融合單元206用座標(A1×x1+A2×x2’，A1×y1+A2×y2’，A1×z1+A2×z2’)更新融合位置資料264，使得融合位置資料264包括指示在當前時刻t1位置P3的資料。
在一個實施例中，權重單元204包含有效性檢查單元212、特殊狀態單元214和距離單元216。有效性檢查單元212讀取衛星旗標238和慣性旗標236，以檢查位置P1和位置P2的有效性，並確定相應的權重A1和權重A2。特殊狀態單元214檢查衛星導航設備100是否與一個或多個預設的狀態匹配，並確定相應的權重A1和權重A2。距離單元216根據位置P1、位置P2和參考位置PREF三者之間的距離確定權重A1和權重A2。
在一個實施例中，權重單元204更新指示融合位置P3有效性的融合旗標234。在一個實施例中，如果融合旗標234具有第五數值(例如，1)，則指示位置P3是有效的。如果融合旗標234具有第六數值(例如，0)，則指示位置P3是無效的。權重單元204的操作流程將在圖5至圖8中詳細描述。
濾波器220具體可為卡爾曼濾波器，但不以此為限。濾波器220檢查融合旗標234，如果融合旗標234指示位置P3是有效的，則過濾位置P3以獲得在當前時刻t1的最終位置點PLOC_T1。更具體的，在一個實施例中，儲存模組128中的位置資料268指示在每個時間點(例如，在tB時刻、tA時刻和先於當前時刻t1的t0時刻)的最終位置點。濾波器220讀取位置資料268，以獲得先前的tB時刻、tA時刻和t0時刻的位置點，並相應的過濾位置P3以提供最終位置點PLOC_T1。因此，包含tB時刻、tA時刻、t0時刻和當前時刻t1位置點的衛星導航設備100的軌跡能夠變得平滑。如果融合旗標234指示位置P3是無效的，則濾波器220不使用位置P3。取而代之，濾波器220基於先前位置點PLOC_T0估計最終位置點PLOC_T1，此過程將在圖12中詳細描述。此外，濾波器220用最終位置點PLOC_T1更新位置資料268，使得位 置資料268包含指示最終位置點PLOC_T1的資料。
在一個實施例中，參考位置資料224指示參考位置PREF。參考估計單元218提供衛星導航設備100在當前時刻t1的參考位置PREF，並相應的更新參考位置資料224。參考估計單元218的操作將在圖3中詳細說明。
圖3所示為根據本發明一個實施例的衛星導航設備100的移動軌跡300。圖3將結合圖2進行描述。圖3顯示了位置資料268指示的在tB時刻、tA時刻和t0時刻各自對應的位置點PLOC_TB、PLOC_TA和PLOC_T0，其中，tB時刻先於tA時刻，tA時刻先於t0時刻。圖3描述了如何計算當前時刻t1的參考位置PREF。
在一個實施例中，參考估計單元218可讀取位置資料268以獲得先前的位置點PLOC_T0，並且能夠讀取運動資料132以獲得由運動感測器106測量的t0時刻的速度VT0和方向ORT0。然後，參考估計單元218基於先前的位置點PLOC_T0、速度VT0和方向ORT0估計參考位置PREF。
在另一個實施例中，速度VT0是融合速度(融合速度可認為是本發明實施例的第三速度)，且方向ORT0是融合方向(融合方向可認為是本發明實施例的第三方向)。更具體的，全球定位系統單元242計算衛星導航設備100在t0時刻的全球定位系統速度(全球定位系統速度可認為是本發明實施例的第一速度)和全球定位系統方向(全球定位系統方向可認為是本發明實施例的第一方向)。運動感測器106測量衛星導航設備100在t0時刻的航位推算速度(航位推算速度可認為是本發明實施例的第二速度)和航位推算方向(航位推算方向可認為是本發明實施例的第二方向)。參考估計單元218將全球定位系統速度和航位推算速度融合成速度VT0，且將全球定位系統方向和航位推算方向融合成方向ORT0。然後，參考估計單元218基於先前的位置點PLOC_T0、速度VT0和方向ORT0計算參考位置PREF。
有利之處在於，由於參考位置PREF是根據先前t0時刻的最終位置點、速度和方向估計得到的，則在參考位置PREF預設的距離 範圍內，進而可獲得準確的全球定位系統定位結果或航位推算定位結果。如圖3實施例所示，如果位置P1和參考位置PREF之間的距離DPREF-P1大於臨限值DTH1(例如，當衛星信號103的强度較弱時，位置P1會在範圍302之外)，則位置P1可被視為不準確的。如果位置P1和參考位置PREF之間的距離DPREF-P1不大於臨限值DTH1(例如，位置P1在範圍302之內)，則位置P1可被視為準確的。同樣的，如果位置P2和參考位置PREF之間的距離DPREF-P2(距離DPREF-P2可認為是本發明實施例的第二距離)大於臨限值DTH1，則位置P2可被視為不準確的。如果位置P2和參考位置PREF之間的距離DPREF-P2不大於臨限值DTH1，則位置P2可被視為準確的。
圖4所示為根據本發明另一實施例的衛星導航設備100的移動軌跡400。圖4將結合圖2和圖3進行描述。圖4描述了如何計算當前時刻t1的最終位置點PLOC_T1。
與圖3中的移動軌跡300類似，參考估計單元218基於先前的位置點PLOC_T0、速度VT0和方向ORT0，提供當前時刻t1的參考位置PREF。全球定位系統單元242根據捕獲和跟蹤資料130計算位置P1。航位推算單元252根據運動資料132計算位置P2。融合單元206將位置P1和位置P2融合成位置P3。濾波器220基於先前的位置點PLOC_TB、位置點PLOC_TA和位置點PLOC_T0過濾位置P3，以將衛星導航設備100定位在最終位置點PLOC_T1，進而使得移動軌跡400變得平滑。
圖5所示為根據本發明一個實施例的權重單元204的操作流程圖500。圖5將結合圖2進行描述。圖5說明了如何確定位置P1和位置P2的權重A1和權重A2。
在步驟502中，有效性檢查單元212基於衛星旗標238和慣性旗標236確定位置P1和位置P2各自對應的權重A1和權重A2。
在步驟504中，特殊狀態單元214檢查衛星導航設備(例如，圖1中的衛星導航設備100)是否在預設的狀態，並確定位置P1和位置P2各自對應的權重A1和權重A2。
在步驟506中，距離單元216基於參考位置PREF、位置P1和位置P2三者之間的距離確定位置P1和位置P2各自對應的權重A1和權重A2。
圖6所示為根據本發明一個實施例的有效性檢查單元212的操作流程圖600。圖6將結合圖2和圖5進行描述。圖6詳細說明了在圖5的步驟502中，有效性檢查單元212如何確定位置P1和位置P2的權重A1和權重A2。
在步驟602中，有效性檢查單元212開始確定位置P1和位置P2各自對應的權重A1和權重A2。
在步驟604中，有效性檢查單元212讀取衛星旗標238和慣性旗標236。
在步驟606中，有效性檢查單元212根據衛星旗標238檢查位置P1是否有效。如果位置P1是有效的，有效性檢查單元212執行步驟608。如果位置P1是無效的，有效性檢查單元212執行步驟616。
在步驟608中，有效性檢查單元212根據慣性旗標236檢查位置P2是否有效。如果位置P2是有效的(即位置P1和位置P2均有效)，則有效性檢查單元212執行步驟610。如果位置P2是無效的(即位置P1有效，位置P2無效)，則有效性檢查單元212執行步驟612。
在步驟610中，有效性檢查單元212將權重A1和權重A2設置為默認值(例如，權重A1為50%、權重A2為50%)。
在步驟612中，有效性檢查單元212將權重A1設置為100%，並將權重A2設置為0%。此外，有效性檢查單元212將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
在步驟616中，有效性檢查單元212根據慣性旗標236檢查位置P2是否有效。如果位置P2是有效的(即位置P1無效，位置P2有效)，則有效性檢查單元212執行步驟618。如果位置P2是無效的(即位置P1和位置P2均無效)，則有效性檢查單元212執行步 驟620。
在步驟618中，有效性檢查單元212將權重A1設置為0%，並將權重A2設置為100%。然後，有效性檢查單元212將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
在步驟620中，有效性檢查單元212將融合旗標234設置為第六數值，指示位置P3是無效的。
如步驟612和步驟618所示，如果全球定位系統單元242和航位推算單元252中的一個單元產生了一個無效定位結果，則將完全依靠另一個單元的定位結果產生位置P3。在這兩種情況下，融合旗標234均指示位置P3是有效的。
圖7所示為根據本發明一個實施例的特殊狀態單元214的操作流程圖700。圖7將結合圖2、圖3、圖5和圖6進行描述。圖7詳細說明了在圖5的步驟504中，特殊狀態單元214如何確定位置P1和位置P2的權重A1和權重A2。
在步驟702中，特殊狀態單元214透過檢查衛星導航設備100是否處於多個預設狀態之一，進而開始確定權重A1和權重A2。在一個實施例中，預設狀態包括全球定位系統恢復定位狀態、航位推算長期定位狀態和全球定位系統信號高强度狀態。
在步驟704中，特殊狀態單元214檢查衛星導航設備100是否處於全球定位系統恢復定位狀態。當衛星導航設備100在衛星信號難以到達的地方，例如，停車場、隧道、城市峽谷以及樹木附近，衛星信號103可能難以獲得或被削弱。衛星旗標238設置為第一數值，指示位置P1是無效的。如圖2和圖6所描述的，有效性檢查單元212將權重A1設置為0%，並將權重A2設置為100%，則將完全依靠由航位推算單元252計算出的位置P2產生融合結果。如果衛星導航設備100停留在衛星信號難以到達的地方，隨著時間的推移，由航位推算單元252計算出的位置P2的誤差將增加。當衛星信號103再次被獲得，則衛星旗標238切換到第二數值，指示位置P1變為有效。為了糾正航位推算單元252的誤差，特殊狀態單元214設置權重A1和權重A2， 使得在一個預設時間段T1內，完全基於全球定位系統的定位結果確定位置P3。
在一個實施例中，一旦衛星旗標238從第一數值切換到第二數值，特殊狀態單元214根據參考時鐘信號136啟動第一計時器，進而測量時間段T1，在T1期間位置P1保持有效狀態。特殊狀態單元214比較時間段T1和預設的時間臨限值TTH1(時間臨限值TTH1可認為是本發明實施例的第一時間臨限值)。如果時間段T1小於時間臨限值TTH1，指示衛星導航設備100處於全球定位系統恢復定位狀態。
因此，如果在步驟704中檢測到衛星導航設備100處於全球定位系統恢復定位狀態，則特殊狀態單元214執行步驟706。否則，特殊狀態單元214執行步驟708。
在步驟706中，權重A1被設置為100%，權重A2被設置為0%，且融合旗標234被設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
在步驟708中，特殊狀態單元214檢查衛星導航設備100是否處於航位推算長期定位狀態。如圖2和圖3所示，較弱的衛星信號103可能會使位置P1變得不準確(例如，圖3中所示的位置P1在範圍302之外)。則位置P3的計算完全依靠位置P2，此將在圖8中詳細說明。隨著時間的推移，位置P2的誤差將增加。因此，如果完全只依靠位置P2計算位置P3的狀態維持一段較長的時間(例如，大於時間臨限值TTH2，時間臨限值TTH2可認為是本發明實施例的第二時間臨限值)，則衛星導航設備100檢查衛星旗標238以及信號强度資料232，以確定衛星信號103的强度是否增强，進而全球定位系統的精確度得到提高。
在一個實施例中，當信號强度資料232指示衛星信號103的强度較弱時，特殊狀態單元214根據參考時鐘信號136啟動第二計時器，以測量時間段T2。特殊狀態單元214比較時間段T2和預設的時間臨限值TTH2。如果時間段T2大於時間臨限值TTH2，指示衛星導航設備100處於航位推算長期定位狀態。在一個實施例中，如果在步驟 708中檢測到衛星導航設備100處於航位推算長期定位狀態，執行步驟710。否則，執行步驟716。
在步驟710中，特殊狀態單元214將參考位置PREF和位置P1之間的距離DRREF-P1與臨限值DTH1進行比較。如果距離DPREF-P1大於臨限值DTH1，指示位置P1仍然是不準確的，則執行步驟712。如果距離DPREF-P1不大於臨限值DTH1，指示在航位推算長期定位狀態下位置P1是準確的，則執行步驟714。
在步驟712中，特殊狀態單元214將權重A1設置為0%，將權重A2設置為100%，並將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
在步驟714中，特殊狀態單元214將權重A1設置為100%，將權重A2設置為0%，並將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
在步驟716中，特殊狀態單元214檢查衛星導航設備100是否處於全球定位系統信號高强度狀態。在一個實施例中，如果信號强度資料232指示衛星信號103的强度為强，則特殊狀態單元214確定衛星導航設備100處於全球定位系統信號高强度狀態，則特殊狀態單元214執行步驟718。如果特殊狀態單元214沒有檢測到特殊狀態，則執行步驟506(步驟506對應圖5中的步驟506或圖8的流程圖506)，使得距離單元216能夠確定權重A1和權重A2。
在步驟718中，特殊狀態單元214將權重A1設置為100%，將權重A2設置為0%，並將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
圖8所示為根據本發明一個實施例的距離單元216的操作流程圖800。圖8描述了在圖5的步驟506中，距離單元216如何確定位置P1的權重A1和位置P2的權重A2。圖9A、圖9B、圖9C、圖10和圖11所示為根據本發明實施例的說明參考位置PREF、位置P1和位置P2的距離的簡圖900、簡圖902、簡圖904、簡圖1000和簡圖1100。本發明可包含其他簡圖說明參考位置PREF、位置P1和位置P2的 距離，並不僅限於圖9A、圖9B、圖9C、圖10和圖11所示的實施例。圖8將結合圖2、圖5至圖7和圖9至圖11進行描述。
在步驟802中，距離單元216開始確定權重A1和權重A2。距離單元216在當前時刻t1根據位置P1、位置P2和參考位置PREF三者之間的距離設置權重A1和權重A2。在一個實施例中，距離單元216將參考位置PREF和位置P1之間的距離DPREF-P1與臨限值DTH1進行比較，將參考位置PREF和位置P2之間的距離DPREF-P2與臨限值DTH1進行比較，並基於比較結果設置權重A1和權重A2。在一個實施例中，距離單元216將位置P1和位置P2之間的距離DP1-P2(距離DP1-P2可認為是本發明實施例的第三距離)與距離DPREF-P1進行比較，將距離DP1-P2與距離DPREF-P2進行比較，並基於比較結果設置權重A1和權重A2。在一個實施例中，距離單元216將距離DPREF-P1與距離DPREF-P2進行比較，並基於比較結果設置權重A1和權重A2。
在步驟804中，距離單元216將距離DPREF-P1與臨限值DTH1進行比較。如果距離DPREF-P1大於臨限值DTH1，則距離單元216執行步驟806，否則，距離單元216執行步驟812。
在步驟806中，距離單元216將距離DPREF-P2與臨限值DTH1進行比較。如果距離DPREF-P2大於臨限值DTH1，則距離單元216執行步驟808。如果距離DPREF-P2不大於臨限值DTH1，則距離單元216執行步驟810。
在步驟808中，距離單元216將融合旗標234設置為第六數值，指示位置P3是無效的。在簡圖900中，位置P1和位置P2均在範圍302之外，即距離DPREF-P1大於臨限值DTH1，且距離DPREF-P2大於臨限值DTH1。因此，如在圖3中所描述的，位置P1和位置P2均不準確。因此距離單元216將融合旗標234設置為第六數值，指示位置P3是無效的。
在步驟810中，距離單元216將權重A1設置為0%，將權重A2設置為100%，並將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。在簡圖902中，位置P1在範圍302之外而位置P2在 範圍302之內。換言之，距離DPREF-P1大於臨限值DTH1，而距離DPREF-P2小於臨限值DTH1。因此，位置P1是不準確的而位置P2是準確的。因此距離單元216將權重A1設置為0%，將權重A2設置為100%，並將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
在步驟812中，距離單元216將距離DPREF-P2與臨限值DTH1進行比較。如果距離DPREF-P2大於臨限值DTH1，則距離單元216執行步驟814。如果距離DPREF-P2不大於臨限值DTH1，則距離單元216執行步驟816。
在步驟814中，距離單元216將權重A1設置為100%，將權重A2設置為0%，並將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
在簡圖904中，位置P1在範圍302之內而位置P2在範圍302之外。換言之，距離DPREF-P1小於臨限值DTH1，而距離DPREF-P2大於臨限值DTH1。因此，位置P1是準確的而位置P2是不準確的。因此距離單元216將權重A1設置為100%，將權重A2設置為0%，並將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
此外，由於許多原因，一些不利情況可能會導致位置P1或位置P2在範圍302之外。例如，全球定位系統較差的位置精確度衰減因子值或偽距的誤差會導致位置P1在範圍302之外。有利之處在於，距離單元216能夠檢測出所有的不利情況。因此，衛星導航設備100的定位精確度得到提高。
圖10和圖11顯示了位置P1和位置P2均在範圍302之內的情況，即與參考位置PREF相關的位置P1和位置P2均是準確的。在這種情況下，距離單元216根據圖8中的步驟816至步驟824確定權重A1和權重A2。
在步驟816中，距離單元216將距離DP1-P2與距離DPREF-P1進行比較，且將距離DP1-P2與距離DPREF-P2進行比較。如果距離DP1-P2既大於距離DPREF-P1又大於距離DPREF-P2，則距離單元216執行步驟818，否則，距離單元216執行步驟820。
在步驟818中，權重A1被設置為距離DPREF-P2除以距離DPREF-P1與距離DPREF-P2兩者之和，權重A2被設置為距離DPREF-P1除以距離DPREF-P1與距離DPREF-P2兩者之和，距離單元216將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。如圖10所示，距離DP1-P2既大於距離DPREF-P1又大於距離DPREF-P2。在這種情況下，位置P1和位置P2均是準確的。同時，位置P1和位置P2位於相對參考位置PREF而言近似相反的方向上。於是，綜合考慮位置P1和位置P2得到位置P3。
有利之處在於，根據步驟818，權值A1和權重A2均大於0%且小於100%，這意味著位置P3的產生既依靠位置P1又依靠位置P2。而且，如果距離DPREF-P小於距離DPREF-P2，則權重A1大於權重A2。換言之，與位置P2相比，如果位置P1更靠近參考位置PREF，則位置P3的計算依靠位置P1的程度多於依靠位置P2。同樣的，如果距離DPREF-P1大於距離DPREF-P2，則權重A1小於權重A2，則位置P3的計算依靠位置P2的程度多於依靠位置P1。因此，衛星導航設備100的定位精確度得到進一步提高。
在步驟820中，距離單元216將距離DPREF-P1與距離DPREF-P2進行比較。如果距離DPREF-P1大於距離DPREF-P2，距離單元216執行步驟822。如果距離DPREF-P1不大於距離DPREF-P2，距離單元216執行步驟824。
在步驟822中，距離單元216將權重A1設置為0%，將權重A2設置為100%，並將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。如圖11所示，距離DP1-P2小於距離DPREF-P1和/或距離DPREF-P2。換言之，位置P1和位置P2位於相對參考位置PREF而言近似相同的方向上。則，位置P1或位置P2中更接近參考位置PREF的點更準確。如圖11所示，距離DPREF-P1大於距離DPREF-P2。因此，根據步驟822，距離單元216將權重A1設置為0%，將權重A2設置為100%，並將融合旗標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
在步驟824中，距離DPREF-P1不大於距離DPREF-P2，距離單元216將權重A1設置為100%，將權重A2設置為0%，並將融合旗 標234設置為第五數值，指示位置P3是有效的。
有利之處在於，根據圖5至圖8中的流程圖，衛星導航設備100為了融合全球定位系統單元242提供的位置P1和航位推算單元252提供的位置P2而確定權重時，考慮到了各種情況。與習知技術中的導航系統相比，本發明實施例提高了衛星導航設備100的定位精確度。
圖12所示為根據本發明一個實施例的濾波器220的操作流程圖1200。操作流程圖1200描述了濾波器220如何計算最終位置點PLOT_T1。圖12將結合圖2以及圖6至圖8進行描述。
在步驟1202中，濾波器220開始計算最終位置點PLOT_T1。
在步驟1204中，濾波器220讀取指示融合位置P3有效性的融合旗標234。如圖6至圖8實施例所述，當確定權重A1和權重A2時，權重單元204將融合旗標234設置為第五數值或第六數值。如果融合旗標234具有第五數值，指示位置P3是有效的，則濾波器220執行步驟1206。如果融合旗標234具有第六數值，指示位置P3是無效的，則濾波器220執行步驟1208。
在步驟1206中，濾波器220讀取融合位置資料264以獲得位置P3，並根據先前的位置點PLOC_TB、位置點PLOC_TA和位置點PLOC_T0過濾位置P3，使得衛星導航設備100的軌跡會變得平滑。
在步驟1208中，濾波器220不使用融合位置P3。相反，濾波器220從儲存模組128中讀取位置資料268，以獲得先前的位置點PLOC_T0，並從儲存模組128中讀取運動資料132，以獲得在先前t0時刻由運動感測器106測得的速度VT0和方向ORT0。在一個實施例中，位置點PLOC_T0可能會與參考點PREF相同。在當前時刻t1的最終位置點PLOC_T1是一個估計位置。有利之處在於，即使全球定位系統的位置P1和和航位推算的位置P2均無效或不準確使得位置P3無效，濾波器220仍可根據先前的位置點PLOC_T0、速度VT0和方向ORT0估算當前時刻t1的最終位置點PLOT_T1。因此，衛星導航設備100能夠連續輸出定位點。
圖13所示為根據本發明一個實施例的定位衛星導航接收機(衛星導航接收機可設置在衛星導航設備100內)的方法流程圖1300。圖13將結合圖1至圖12進行描述。本技術領域中具有通常知識者可以理解的是，圖13所涵蓋的具體步驟僅作為示例，即，本發明也適用於執行其他合理的步驟或對圖13進行改進的步驟。
在步驟1302中，在第一時間(例如，當前時刻t1)根據衛星信號計算衛星導航接收機(例如，衛星導航接收機102)的第一位置(例如，位置P1)。
在步驟1304中，衛星導航接收機在第一時間根據指示衛星導航接收機速度和方向的運動信號計算衛星導航接收機的第二位置(例如，位置P2)。
在步驟1306中，提供參考位置(例如，參考位置PREF)。在一個實施例中，讀取位置資料(例如，位置資料268)，位置資料指示早於第一時間的第二時間的衛星導航接收機的先前位置點。根據先前位置點產生參考位置。在一個實施例中，透過衛星定位模組，計算衛星導航接收機在第二時間的第一速度和第一方向。透過運動感測器106，產生衛星導航接收機在第二時間的第二速度和第二方向。第一速度和第二速度融合成為第三速度。第一方向和第二方向融合成為第三方向。基於先前位置點、第三速度和第三方向計算參考位置。
在步驟1308中，基於第一位置、第二位置和參考位置三者之間的距離，將第一位置和第二位置融合成第三位置(例如，位置P3)。在一個實施例中，提供了指示第一位置和第二位置的權重資料(例如，權重A1和權重A2)。基於權重資料對第一位置和第二位置進行加權，以獲得對應於第一位置的第一加權位置(例如，第一加權位置A1×P1)和對應於第二位置的第二加權位置(例如，第二加權位置A2×P2)。融合第一加權位置和第二加權位置以產生第三位置。
在步驟1310中，根據第三位置定位衛星導航設備。在一個實施例中，濾波器220基於先前的位置PLOC_TB、位置PLOC_TA和位置PLOC_T0過濾位置P3，以將衛星導航設備100定位在最終位置點PLOC_T1。
本技術領域中具有通常知識者可以理解的是，本發明的方法和設備中的全部或者任何模組、單元，可以以硬件、固件、軟件或者它們的組合加以實現，本技術領域中具有通常知識者在閱讀本發明的說明書記載的內容後，能夠運用他們的基本知識和技能實現本發明。
上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離申請專利範圍所界定的本發明精神和發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本技術領域中具有通常知識者應該理解，本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實施例僅用於說明而非限制，本發明之範圍由後附申請專利範圍及其合法等同物界定，而不限於此前之描述。
100‧‧‧衛星導航設備
102‧‧‧衛星導航接收機
103‧‧‧衛星信號
104‧‧‧天線
105‧‧‧運動信號
106‧‧‧運動感測器
112‧‧‧衛星信號接收機
113‧‧‧計時器
114‧‧‧運動信號接收機
116‧‧‧處理器
118‧‧‧導航模組
122‧‧‧衛星定位模組
124‧‧‧慣性定位模組
126‧‧‧融合定位模組
128‧‧‧儲存模組
130‧‧‧捕獲和跟蹤資料
132‧‧‧運動資料
136‧‧‧參考時鐘信號

Claims (48)

  1. 一種衛星導航接收機，包括：一衛星定位模組，在一第一時間計算該衛星導航接收機的一第一位置；一慣性定位模組，在該第一時間計算該衛星導航接收機的一第二位置；以及一融合定位模組，提供一參考位置，並基於該第一位置、該第二位置和該參考位置三者之間的多個距離，將該第一位置和該第二位置融合成為一第三位置，並根據該第三位置定位該衛星導航接收機。
  2. 如申請專利範圍第1項的衛星導航接收機，其中，該融合定位模組包括一融合單元，加權該第一位置和該第二位置，以獲得對應於該第一位置的一第一加權位置和對應於該第二位置的一第二加權位置，並融合該第一加權位置和該第二加權位置，以產生該第三位置。
  3. 如申請專利範圍第2項的衛星導航接收機，其中，該融合定位模組還包括一權重單元，提供加權該第一位置和該第二位置的一權重資料，其中，該權重單元讀取指示該第一位置之有效性的一衛星旗標和指示該第二位置之有效性的一慣性旗標，並根據該衛星旗標和該慣性旗標確定該權重資料。
  4. 如申請專利範圍第3項的衛星導航接收機，其中，如果該第一位置或該第二位置有效，則該權重單元將一融合旗標設置為一第一數值，其中，該第一數值指示該第三位置是有效的。
  5. 如申請專利範圍第3項的衛星導航接收機，其中，如果該第一位置和該第二位置均無效，則該權重單元將一融合旗標設 置為一第二數值，其中，該第二數值指示該第三位置是無效的。
  6. 如申請專利範圍第2項的衛星導航接收機，其中，該融合定位模組還包括一權重單元，將該第一位置和該參考位置之間的一第一距離與一臨限值進行比較，並將該第二位置和該參考位置之間的一第二距離與該臨限值進行比較，且根據兩個比較結果提供加權該第一位置和該第二位置的一權重資料。
  7. 如申請專利範圍第6項的衛星導航接收機，其中，如果該第一距離和該第二距離均大於該臨限值，則該權重單元將一融合旗標設置為一第一數值，其中，該第一數值指示該第三位置是無效的。
  8. 如申請專利範圍第6項的衛星導航接收機，其中，如果該第一距離大於該臨限值，且該第二距離不大於該臨限值，則該第一位置的一權重等於0，該第二位置的一權重等於1；如果該第一距離不大於該臨限值，且該第二距離大於該臨限值，則該第一位置的該權重等於1，該第二位置的該權重等於0。
  9. 如申請專利範圍第6項的衛星導航接收機，其中，如果該第一距離和該第二距離均不大於該臨限值，則該權重單元將該第一位置和該第二位置之間的一第三距離與該第一距離進行比較，並將該第三距離與該第二距離進行比較，且根據兩個比較結果提供加權該第一位置和該第二位置的該權重資料。
  10. 如申請專利範圍第9項的衛星導航接收機，其中，如果該第三距離大於該第一距離，且該第三距離大於該第二距離，則該第一位置的該權重等於該第二距離除以該第一距離與該第二距離兩者之和，且該第二位置的該權重等於該第一距離除以該第一距離與該第二距離兩者之和。
  11. 如申請專利範圍第9項的衛星導航接收機，其中，如果該第三距離不大於該第一距離或該第三距離不大於該第二距離，則該權重單元將該第一距離與該第二距離進行比較，並根據一比較結果提供加權該第一位置和該第二位置的該權重資料。
  12. 如申請專利範圍第2項的衛星導航接收機，其中，該融合定位模組還包括一權重單元，檢查該衛星導航接收機的一狀態，並基於一檢查結果確定加權該第一位置和該第二位置的一權重資料。
  13. 如申請專利範圍第12項的衛星導航接收機，其中，當一衛星旗標從一第一數值切換到一第二數值，且保持該第一位置有效的一時間段小於一第一時間臨限值，指示該衛星導航接收機處於一全球定位系統恢復定位狀態，則該權重單元確定該第一位置的一權重等於1，該第二位置的一權重等於0。
  14. 如申請專利範圍第12項的衛星導航接收機，其中，如果一衛星信號的一强度從較弱至較强的一時間段大於一第二時間臨限值，則該權重單元將該第一位置與該參考位置之間的一第一距離與一臨限值進行比較，並根據一比較結果確定加權該第一位置和該第二位置的該權重資料。
  15. 如申請專利範圍第12項的衛星導航接收機，其中，如果一衛星信號的一强度較强，則該權重單元確定該第一位置的一權重等於1，該第二位置的一權重等於0。
  16. 如申請專利範圍第1項的衛星導航接收機，還包括：一濾波器，讀取指示該第三位置之有效性的一融合旗標，其中，如果該融合旗標指示該第三位置有效，則該濾波器過濾該第三位置，以在該第一時間獲得該衛星導航接收機的一位 置。
  17. 如申請專利範圍第16項的衛星導航接收機，其中，如果該融合旗標指示該第三位置無效，則該濾波器讀取指示在該第一時間之前的一第二時間的該衛星導航接收機的一先前位置，並根據該先前位置估計在該第一時間的該衛星導航接收機的該位置。
  18. 如申請專利範圍第17項的衛星導航接收機，其中，該濾波器進一步獲取在該第二時間的該衛星導航接收機的一速度和一方向，其中，如果該融合旗標指示該第三位置無效，則該濾波器根據該先前位置、該速度和該方向估計在該第一時間的該衛星導航接收機的該位置。
  19. 如申請專利範圍第1項的衛星導航接收機，其中，該融合定位模組包括一參考估計單元，讀取指示在該第一時間之前的一第二時間的該衛星導航接收機的一先前位置，並根據該先前位置以及在該第二時間的該衛星導航接收機的一速度和一方向，估計該參考位置。
  20. 如申請專利範圍第19項的衛星導航接收機，其中，該衛星定位模組在該第二時間計算該衛星導航接收機的一第一速度和一第一方向，該參考估計單元獲取在該第二時間的該衛星導航接收機的一第二速度和一第二方向，該參考估計單元將該第一速度和該第二速度融合成一第三速度，並將該第一方向和該第二方向融合成一第三方向，且基於該先前位置、該第三速度和該第三方向估計該參考位置。
  21. 一種衛星導航設備，包括：一天線，接收多個衛星信號；多個運動感測器，提供指示該衛星導航設備的一速度和一方 向的一運動信號；以及一衛星導航接收機，耦接該天線和該多個運動感測器，該衛星導航接收機包括：一導航模組，包括：一衛星定位模組，根據該多個衛星信號在一第一時間計算該衛星導航接收機的一第一位置；一慣性定位模組，根據該運動信號在該第一時間計算該衛星導航接收機的一第二位置；以及一融合定位模組，提供一參考位置，並基於該第一位置、該第二位置和該參考位置三者之間的多個距離，將該第一位置和該第二位置融合成為一第三位置，並根據該第三位置定位該衛星導航接收機。
  22. 如申請專利範圍第21項的衛星導航設備，其中，該融合定位模組包括一融合單元，加權該第一位置和該第二位置，以獲得對應於該第一位置的一第一加權位置和對應於該第二位置的一第二加權位置，並融合該第一加權位置和該第二加權位置，以產生該第三位置。
  23. 如申請專利範圍第22項的衛星導航設備，其中，該融合定位模組還包括一權重單元，讀取指示該第一位置之有效性的一衛星旗標和指示該第二位置之有效性的一慣性旗標，並根據該衛星旗標和該慣性旗標提供加權該第一位置和該第二位置的一權重資料。
  24. 如申請專利範圍第23項的衛星導航設備，其中，如果該第一位置或該第二位置有效，則該權重單元將一融合旗標設置為一第一數值，其中，該第一數值指示該第三位置是有效的。
  25. 如申請專利範圍第23項的衛星導航設備，於其中，如果該第 一位置和該第二位置均無效，則該權重單元將一融合旗標設置一為第二數值，其中，該第二數值指示該第三位置是無效的。
  26. 如申請專利範圍第22項的衛星導航設備，其中，該融合定位模組還包括一權重單元，將該第一位置和該參考位置之間的一第一距離與一臨限值進行比較、將該第二位置和該參考位置之間的一第二距離與該臨限值進行比較，並根據兩個比較結果提供加權該第一位置和該第二位置的一權重資料。
  27. 如申請專利範圍第26項的衛星導航設備，於其中，如果該第一距離和該第二距離均大於該臨限值，則該權重單元將一融合旗標設置為一第一數值，其中，該第一數值指示該第三位置是無效的。
  28. 如申請專利範圍第26項的衛星導航設備，其中，如果該第一距離大於該臨限值，且該第二距離不大於該臨限值，則該第一位置的一權重等於0，該第二位置的一權重等於1；如果該第一距離不大於該臨限值，且該第二距離大於該臨限值，則該第一位置的該權重等於1，該第二位置的該權重等於0。
  29. 如申請專利範圍第26項的衛星導航設備，其中，如果該第一距離和該第二距離均不大於該臨限值，則該權重單元將該第一位置和該第二位置之間的一第三距離與該第一距離進行比較，並將該第三距離與該第二距離進行比較，且根據兩個比較結果提供加權該第一位置和該第二位置的該權重資料。
  30. 如申請專利範圍第29項的衛星導航設備，其中，如果該第三距離不大於該第一距離或該第三距離不大於該第二距離，則該權重單元將該第一距離與該第二距離進行比較，並根據一比較結果提供加權該第一位置和該第二位置的該權重資料。
  31. 如申請專利範圍第22項的衛星導航設備，其中，該融合定位模組還包括一權重單元，檢查該衛星導航設備的一狀態，並基於一檢查結果確定該第一位置和該第二位置的一權重資料。
  32. 如申請專利範圍第21項的衛星導航設備，還包括：一濾波器，讀取指示該第三位置之有效性的一融合旗標，如果該融合旗標指示該第三位置有效，則該濾波器過濾該第三位置，以在該第一時間獲得該衛星導航接收機的一位置；如果該融合旗標指示該第三位置無效，則該濾波器讀取指示在該第一時間之前的一第二時間的該衛星導航接收機的一先前位置，並根據該先前位置以及在該第二時間的該衛星導航接收機的一速度和一方向，估計在該第一時間的該衛星導航接收機的該位置。
  33. 如申請專利範圍第21項的衛星導航設備，於其中，該融合定位模組還包括一參考估計單元，讀取指示在該第一時間之前的一第二時間的該衛星導航接收機的一先前位置，並根據在該第二時間的該先前位置以及在該第二時間的該衛星導航接收機的一速度和一方向，估計該參考位置。
  34. 如申請專利範圍第33項的衛星導航設備，其中，該衛星定位模組在該第二時間計算該衛星導航接收機的一第一速度和一第一方向，該參考估計單元獲取在該第二時間的該衛星導航接收機的一第二速度和一第二方向，該參考估計單元將該第一速度和該第二速度融合成一第三速度，將該第一方向和該第二方向融合成一第三方向，且基於該先前位置、該第三速度和該第三方向估計該參考位置。
  35. 一種定位衛星導航接收機的方法，包括： 在一第一時間根據多個衛星信號計算一衛星導航接收機的一第一位置；在該第一時間根據指示該衛星導航接收機的一速度和一方向的一運動信號計算該衛星導航接收機的一第二位置；提供一參考位置；基於該第一位置、該第二位置和該參考位置三者之間的多個距離，將該第一位置和該第二位置融合成為一第三位置；以及根據該第三位置定位該衛星導航接收機。
  36. 如申請專利範圍第35項的方法，還包括：讀取指示該第一位置的一權重和該第二位置的一權重的一權重資料；基於該權重資料加權該第一位置和該第二位置，以獲得對應於該第一位置的一第一加權位置和對應於該第二位置的一第二加權位置；以及融合該第一加權位置和該第二加權位置，以產生該第三位置。
  37. 如申請專利範圍第36項的方法，還包括：讀取指示該第一位置之有效性的一衛星旗標；讀取指示該第二位置之有效性的一慣性旗標；以及根據該衛星旗標和該慣性旗標確定該權重資料。
  38. 如申請專利範圍第37項的方法，還包括：如果該第一位置或該第二位置有效，則將一融合旗標設置為一第一數值，其中，該第一數值指示該第三位置是有效的。
  39. 如申請專利範圍第37項的方法，還包括：如果該第一位置和該第二位置均無效，則將一融合旗標設置 為一第二數值，其中，該第二數值指示該第三位置是無效的。
  40. 如申請專利範圍第36項的方法，還包括：將該第一位置和該參考位置之間的一第一距離與一臨限值進行比較；將該第二位置和該參考位置之間的一第二距離與該臨限值進行比較；以及根據兩個比較結果確定該權重資料。
  41. 如申請專利範圍第40項的方法，還包括：如果該第一距離大於該臨限值，且該第二距離大於該臨限值，則將一融合旗標設置為一第一數值，其中，該第一數值指示該第三位置是無效的。
  42. 如申請專利範圍第40項的方法，還包括：如果該第一距離大於該臨限值，且該第二距離不大於該臨限值，則該第一位置的該權重等於0，該第二位置的該權重等於1；以及如果該第一距離不大於該臨限值，且該第二距離大於該臨限值，則該第一位置的該權重等於1，該第二位置的該權重等於0。
  43. 如申請專利範圍第40項的方法，還包括：如果該第一距離和該第二距離均不大於該臨限值，則將該第一位置和該第二位置之間的一第三距離與該第一距離進行比較；將該第三距離與該第二距離進行比較；以及根據兩個比較結果確定該權重資料。
  44. 如申請專利範圍第43項的方法，還包括： 如果該第三距離不大於該第一距離或該第三距離不大於該第二距離，則將該第一距離與該第二距離進行比較；以及根據比較的一結果確定該權重資料。
  45. 如申請專利範圍第36項的方法，還包括：檢查該衛星導航接收機的一狀態，並基於一檢查結果確定該第一位置和該第二位置的該權重資料。
  46. 如申請專利範圍第36項的方法，還包括：讀取指示該第三位置之有效性的一融合旗標；如果該融合旗標指示該第三位置有效，則過濾該第三位置，以獲得該衛星導航接收機的一位置；以及如果該融合旗標指示該第三位置無效，則讀取指示在該第一時間之前的一第二時間的該衛星導航接收機的一先前位置，還讀取指示在該第二時間的該衛星導航接收機的一速度和一方向，並根據該先前位置、該速度和該方向估計在該第一時間的該衛星導航接收機的該位置。
  47. 如申請專利範圍第35項的方法，還包括：讀取指示在該第一時間之前的一第二時間的該衛星導航接收機的一先前位置；獲取在該第二時間的該衛星導航接收機的一速度和一方向；以及根據該先前位置、該速度和該方向提供該參考位置。
  48. 如申請專利範圍第47項的方法，還包括：計算在該第二時間的該衛星導航接收機的一第一速度和一第一方向；獲取在該第二時間的該衛星導航接收機的一第二速度和一第二方向； 將該第一速度和該第二速度融合成一第三速度；將該第一方向和該第二方向融合成一第三方向；以及基於該先前位置、該第三速度和該第三方向估計該參考位置。
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