无需广播星历表的定位方法和装置

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无需广播星历表的定位方法和装置
申请号	CN200880022301.7	申请日	2008-04-25	公开(公告)号	CN103443647A	公开(公告)日	2013-12-11
申请人	SiRF技术公司;			发明人	韩少为;
摘要	在此提供使得导航接收器能够基于从服务器获得的相对较小的参数集生成接收器特定卫星轨道模型的方法和系统。在实施例中，卫星参数集包括力参数(例如太阳辐射压力)、初始条件参数(例如在某一时刻的卫星位置和速度)以及时间校正系数，接收器在数值积分中使用这些参数来预测卫星位置。与对于每个卫星需要传送完整的星历表集合和其它参数的现有方法相比较，积分所需要的该参数集较小。由于该参数集相对较小，因此与现有方法相比，需要传送的通信资源较少。而且，基于该小参数集的积分使得接收器能够以低计算负荷来预测卫星轨道。
权利要求	1.一种用于确定卫星导航接收器的位置的方法，包括：从远程数据库接收卫星信息；利用接收的卫星信息求解建模卫星轨道的数学积分；基于所述积分计算卫星的位置；并且利用计算出的卫星位置确定接收器位置。 2.根据权利要求1所述的方法，其中所述卫星信息包括太阳辐射压力参数，在特定时刻的卫星位置和速度。 3.根据权利要求2所述的方法，其中所述卫星信息还包括卫星的时间校正系数。 4.根据权利要求1所述的方法，其中所述卫星信息还包括在特定时刻的卫星位置和速度，以及表示扰动力的参数。 5.根据权利要求4所述的方法，其中所述卫星信息还包括太阳辐射压力参数以及表示卫星上的N体力和其它非球形力的参数。 6.根据权利要求5所述的方法，其中所述卫星信息还包括卫星质量，用于极移、地球自转、章动以及岁差的参数。 7.根据权利要求1所述的方法，其中所述卫星信息经由无线连接从远程数据库发送。 8.根据权利要求7所述的方法，其中所述无线连接包括蓝牙、WiFi、FM/AM无线电、GSM或者W-CDMA连接。 9.根据权利要求1所述的方法，其中所述卫星信息经由短消息服务(SMS)从远程数据库发送。 10.根据权利要求1所述的方法，其中所述卫星信息经由存储卡发送到接收器。 11.根据权利要求1所述的方法，其中所述卫星信息经由有线连接发送到接收器。 12.根据权利要求11所述的方法，其中所述有线连接包括USB或者因特网连接。 13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在接收器处以周期为基础接收卫星信息。 14.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收器能够从多个不同远程数据库中的任何一个接收卫星信息。 15.根据权利要求1所述的方法，其中所述积分和位置计算通过CPU或专用集成电路来执行。 16.根据权利要求1所述的方法，其中所述积分在导航接收器上执行。 17.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用多项式拟合外推或其它外推算法来预测卫星时钟偏差。 18.一种导航设备，包括：用于从远程数据库接收卫星信息的数据接收器；用于接收卫星信号的卫星接收器；计算模块，其中该计算模块利用由数据接收器接收的卫星信息计算建模卫星轨道的数学积分，并基于该积分计算卫星的位置；以及定位模块，其中该定位模块使用来自计算模块的卫星的计算位置和由卫星接收器接收的卫星信号来确定接收器位置。 19.根据权利要求18所述的装置，其中所述卫星信息包括太阳辐射压力参数、在特定时刻的卫星位置和速度。 20.根据权利要求19所述的装置，其中所述卫星信息还包括卫星的时间校正系数。 21.根据权利要求18所述的装置，其中所述卫星信息还包括在特定时刻的卫星位置和速度以及表示扰动力的参数。 22.根据权利要求21所述的装置，其中所述卫星信息还包括太阳辐射压力参数以及表示卫星上的N体力和其它非球形力的参数。 23.根据权利要求22所述的装置，其中所述卫星信息还包括卫星质量，用于极移、地球自转、章动以及岁差的参数。 24.根据权利要求18所述的装置，其中所述数据接收器配置为经由无线连接从远程数据库接收卫星信息。 25.根据权利要求24所述的装置，其中所述无线连接包括蓝牙、WiFi、FM/AM无线电、GSM或者W-CDMA连接。 26.根据权利要求18所述的装置，其中所述数据接收器配置为经由短消息服务(SMS)从远程数据库接收卫星信息。 27.根据权利要求18所述的装置，其中所述数据接收器配置为从存储卡读取卫星信息。 28.根据权利要求18所述的装置，其中所述数据接收器配置为经由有线连接从远程数据库接收卫星信息。 29.根据权利要求28所述的装置，其中所述有线连接包括USB或者因特网连接。 30.根据权利要求18所述的装置，其中所述数据接收器配置为在接收器处以周期为基础接收卫星信息。 31.根据权利要求18所述的装置，其中所述数据接收器能够从多个不同的远程数据库中的任何一个中接收卫星信息。 32.根据权利要求18所述的装置，其中所述计算模块包括CPU或者专用集成电路。 33.根据权利要求18所述的装置，其中所述计算模块在导航接收器上执行积分。 34.根据权利要求18所述的装置，其中所述计算模块使用多项式拟合外推或其它外推算法来预测卫星时钟偏差。
说明书全文	无需广播星历表的定位方法和装置技术领域 [0001] 本发明一般涉及导航接收器，更具体地，涉及不直接需要广播星历表(broadcast ephemeris)而协助导航接收器确定它们的位置的系统和方法。背景技术 [0002] 随着无线电和空间技术的发展，已经构建了基于几个卫星的导航系统，并且在不久的将来使用的也会更多。这种基于卫星的导航系统的一个例子是由美国国防部构建和操控的全球定位系统(GPS)。该系统使用以大约12小时的周期在大约11,000英里的高度绕地球运行的24个或者更多个卫星。这些卫星放置在六个不同的轨道，使得在任何时候，在地球表面除了极地以外的任何位置都能看见最少六个卫星。每个卫星发射参考原子钟的时间和位置信号。典型GPS接收器自动跟踪(lock onto)该信号并提取其中包含的数据。GPS接收器可以使用来自足够数量的卫星的信号计算其位置、速度、高度以及时间。 [0003] GPS接收器必须获取并自动跟踪至少四个卫星信号，以便得出位置和时间。通常，GPS接收器有许多并行信道，每个信道接收来自一个可见GPS卫星的信号。卫星信号的获取涉及载波频率和伪随机数(PRN)码相位的二维搜索。每个卫星使用唯一的1023芯片长的PRN码发送信号，其每毫秒重复一次。接收器在本地生成复制载波以清除残余载波频率，并生成复制PRN码序列以与数字化的接收到的卫星信号序列相关联。在该获取阶段期间，对于大多数导航卫星信号接收器，码相位搜索步长是半芯片。因此码相位的整个搜索范围包括由半芯片间隔隔开的2046个候选码相位。由于卫星和接收器之间的相对运动，载波频率搜索范围取决于多普勒频率。额外的频率变化可能是由本地振荡器不稳定性导致的。 [0004] 相干积分和非相干积分是用于获取GPS信号的两种普遍使用的积分方法。对于相同的积分时间，相干积分以较大的计算负荷为代价提供较好的信号增益。 [0005] 以每秒50比特用导航数据调制来自导航卫星的信号。该数据由星历表、历书(almanacs)、时间信息、时钟以及其他校正系数组成。该数据流被格式化为子帧、帧和超帧。子帧由300位数据组成并且传输6秒。在该子帧中，30位的组形成一个字，并且最后六位是奇偶校验位。结果，子帧由10个字组成。数据帧由5个子帧组成，传输30秒。超帧由25个帧顺序组成，传输12.5分钟。 [0006] 子帧的第一个字总是一样的，并且被称为TLM字，该TLM字的前八位是用于帧同步的前置码(preamble)位。Barker列由于其优秀的相关属性而被用作前置码。该第一个字的其它位包括遥测位并且在位置计算中不使用。任何帧的第二个字是HOW(移交字)字，由TOW(周时间(Time Of Week))、子帧ID、同步标志以及奇偶校验组成，奇偶校验的最后两位总是0。这两位0帮助识别导航数据位的校正的极性。第一个子帧的第3到10个字包括时钟校正系数和卫星质量指示符。子帧2和3的第3到10个字包括星历表。这些星历表用来精确地确定GPS卫星的位置。这些星历表每两小时上载，并且在四到六小时有效。子帧4的第3到10个字包括卫星25至32的电离层、UTC时间校正和历书。这些历书和星历表类似，但是给出卫星的比较不精确的位置，并且在六天有效。子帧5的第3到10个字仅仅包括不同卫星在不同的帧中的历书。 [0007] 超帧包括25个连续的帧。而除了TOW以及每两小时星历表的偶尔改变之外，子帧1、2和3的内容在超帧的每帧中重复。因此，来自卫星的特定信号的星历表仅包括在每个子帧中重复的该卫星的星历表。然而，不同卫星的历书在给定卫星的导航数据信号的不同帧中轮流广播。因此25个帧在子帧5中传送所有24个卫星的历书。任何额外的备用卫星历书包含在子帧4中。 [0008] 历书和星历表用来计算在给定时刻卫星的位置。历书对于六天这一较长的周期有效，但是与星历表相比，其提供较为不精确的卫星位置和多普勒。因此，当需要快速定位时，不使用历书。另一方面，计算的接收器位置的精确度取决于卫星位置的精确度，而卫星位置的精确度转而取决于星历表的使用期限。使用当前星历表导致比基于非当前星历表或者陈旧星历表更好的位置估计。因此，需要使用当前星历表获得准确的卫星位置，由此获得接收器位置。 [0009] GPS接收器可以获取信号并取决于已经可用的信息估计位置。在“热启动”模式中，接收器具有当前星历表，并且位置和时间是已知的。在另外一种称为“暖启动”的模式中，接收器具有非当前星历表，但是与前面的“热启动”情况一样精确地已知初始位置和时间。在称为“冷启动”的第三模式中，接收器没有位置、时间或星历表的消息。正如预料的那样，“热启动”模式导致低首次定位时间(TTFF，Time-To-First-Fix)，而具有非当前星历表的“暖启动”模式可以使用该星历表或历书，由于较为不精确的多普勒估计或者下载新的星历表所需的时间而导致较长TTFF。由于没有可用数据来辅助信号获取和定位，因此“冷启动”模式对于首次定位花费更多的时间。 [0010] 不能总是在接收器中保持当前星历表的副本。这可能是由于接收器没有机会下载星历表的事实，因为接收器可能已经断电了比四小时长的持续时间，或者因为接收的信号非常弱。存在针对在快速定位中提供辅助的US专利。大部分这些专利涉及通过无线或者有线方式为接收器提供星历表。然而，星历表在有限的时间段有效，因此当期望星历表的更长有效期时是没用的。一些美国专利以及公布的美国专利申请公开了延长星历表或轨道数据的有效期的方法。美国专利US6,437,734公开了利用多项式法从服务器向GPS接收器传送导航信息。该传送通过因特网来实现。美国专利US6,542,820公开了根据历史跟踪数据或星历表外推星历表的方法。然而，星历表的外推在服务器处进行，并且将用于覆盖几天的预测的卫星轨道参数的许多集合从服务器发送到导航接收器。公布的美国专利申请US2006/0055598也公开了类似的方法。发明内容 [0011] 在此提供使得导航接收器能够基于从服务器获得的相对较小的参数集合生成接收器特定卫星轨道模型的方法和系统。 [0012] 在实施例中，卫星的参数集合包括力参数、初始条件参数以及时间校正系数，接收器在数值积分中使用它们以预测卫星位置。在一个实施例中，力参数包括太阳辐射压力，初始条件参数包括特定时刻的卫星位置和速度。与对于每个卫星需要传输星历表、时间、载波相位、伪距离(pseudorange)等的完整集合的现有方法相比，积分所需的参数集合较小。由于参数集合相对较小，因此与现有方法相比，其需要较少的通信网络资源来进行传送。而且，基于小参数集合的数值积分使得接收器能够以低计算负荷预测卫星轨道，且不需要收集历史星历表。预测的卫星轨道提供较好的TTFF和接收器位置精度。 [0013] 在实施例中，接收器经由有线或无线连接从服务器接收用于卫星的参数集。服务器收集或计算该参数集，并通过任意传输方式(例如便携式电话、SMS、WiFi、AM/FM无线电)将其发送到接收器。接收器使用该参数集计算积分，其以相对较低的计算负荷预测卫星轨道。在弱信号条件下，当不可能解码来自卫星的导航数据时，接收器使用该预测的卫星轨道来预测精确的卫星位置。在不接收广播星历表的条件下，预测的卫星轨道在几天可以是精确的。 [0014] 当结合附图时，从下面更具体的描述中，本发明实施例的上述和其它优点将会显而易见。附图说明 [0015] 图1是示出示例GPS接收器的框图。 [0016] 图2示出了根据本发明实施例的接收器系统。 [0017] 图3示出了根据本发明实施例确定卫星位置的方法。具体实施方式 [0018] 图1示出了根据本发明优选实施例的接收器。中频(IF)信号输入101从传统RF前端100的模数转换器(ADC)输出进入接收器的基带部分。IF输入分别在IF混频器102和103中与由直接数字频率合成器(DDFS)106生成的本地频率信号同相和正交相乘。这一混频包括将ADC输出101与本地DDFS频率同相相乘，其生成同相分量I 107。在并行的路径中，相同的信号101与DDFS频率正交相乘(即相移90度)，以产生正交分量Q 108。DDFS106由载波数控振荡器(NCO)105驱动。另外，载波NCO 105从处理器113接收相位和频率校正。由于该校正，DDFS频率和相位几乎与ADC输出101的频率和相位相同。因此，IF混频器102和103产生的I和Q信号在被低通滤波以去除两倍于IF频带的高频分量后，处于接近零的载波频率。 [0019] I分量107和Q分量108分别在相关器109和110中与由PRN发生器111生成的本地生成的PRN序列相关。该PRN序列对应于在那时其信号正被基带部分处理的卫星。PRN序列发生器由代码NCO 112驱动。通过从处理器113到代码NCO 112的校正反馈使得本地代码频率与I和Q路径的码率相同。此外，处理器113将信号发送到PRN代码发生器 111，以设置本地生成代码的初始相位。NCO 112提供校正时钟信号到相关器109和110。例如，NCO 112提供时钟信号，以便在信号获取阶段每个PRN芯片生成两个采样，并在跟踪阶段期间每个芯片生成三个采样。SYS CLK 104向NCO 105和NCO 112提供公共时钟同步信号。相关器输出随后以每毫秒间隔发送到处理器113。处理器113优选地是适于高速算术计算的数字信号处理器(DSP)核心。如将在下面详细描述的，在处理器113中发生信号的后续处理。上述接收器基带部分的额外细节包含在2005年5月6号提交的美国专利申请 11/123,861号中，该申请的说明书通过引用结合于此。 [0020] DSP核心113从上述GPS基带部分接收1毫秒积分的(相关的)I和Q值。为了在DSP处理器中获取GPS信号，搜索所有的驻留时间(dwell)(载波频率集合，代码偏移)。这是一个二维搜索。相干积分和非相干积分是用于获取GPS信号的两种普遍使用的积分方法。对于相同的积分时间，相干积分以较大的计算负荷为代价提供较好的信号增益。 [0021] GPS接收器使用下载的星历表精确地计算可视卫星的位置。根据这些卫星位置，估计出接收器的位置。如果使用的星历表是当前的星历表，这一计算的位置是更加精确的。在GPS的情况下，这些星历表每两小时更新，尽管它们对于四到六小时的时间段有效。如果星历表超出这一四到六小时的时间段被使用，其造成伪距离中的偏移，其中该伪距离是没有对接收器时钟漂移、大气延迟等应用校正的、卫星距接收器的估计的距离。除了位置的偏移之外，使用非当前星历表，多普勒和多普勒速率的估计值也不精确，并且导致了具有较长首次定位时间(TTFF)的较长搜索时间。因此，总是需要下载和使用当前星历表，以最小化这一位置误差和TTFF。但是，不可能在GPS接收器的存储器中总是具有当前星历表。一个例子是到办公室的早上通勤的情形，其中对于该日的剩余时间，GPS接收器在办公室被断电，并且直到通勤回家的晚上才再次被加电。在这种情形下，时间间隔超过四小时，并且星历表变成非当前的。使用这一非当前星历表不仅增加了TTFF，而且导致具有偏移的位置估计，因此不能启动正确的车辆导航。而且，如果选择从每个涉及的卫星下载新的星历表，则有相当大的延迟。在信号跟踪过程开始之后，这一下载对于每个卫星需要至少18秒或更多。并且，广播星历表需要从每个可视卫星分别地下载。而且，在某些情况下，接收器可能不得不在不下载星历表的情况下工作几周。 [0022] 为了克服与非当前星历表相关的上述问题，本发明提供用于生成在较长的时间间隔(延续几天)上有效的更准确星历表的集合的技术。“生成的星历表”的这一新集合可以基于导航卫星上的几个公共域数据库之一。从这些数据库可获得的一些典型数据包括关于卫星质量、卫星上的太阳辐射压力、在给定时刻的精确卫星位置和速度、卫星时钟以及时钟校正系数等的信息。公共域数据库服务可以有订购费或无订购订费地从许多机构获得。这些机构包括国际GPS服务(IGS)、国际地球自转和参考系统服务以及NASA的喷气推进实验室。在现有技术中，在服务器处使用卫星信息生成星历表。生成的星历表随后被发送到远程导航接收器。这种方法的缺点在于需要服务器来计算星历表，并且需要大量通信资源以将该服务器生成的星历表发送到远程导航接收器。相反，本发明的实施例使得远程导航或者GPS接收器能够接收来自数据库的相对小的数据集，并且在接收器处利用该数据集生成星历表。因此，在服务器处不需要计算以生成星历表。而且，远程导航或者GPS接收器能够直接从数据库获得所需的数据，在这种情况下，不需要单独的服务器。该数据集还相对较小，且不需要大量的通信资源以发送到远程接收器。 [0023] 图2显示了根据一实施例的导航接收器系统，其包括公共域卫星信息数据库206、网络适配器208和嵌入远程导航或GPS接收器212的轨道计算引擎214。接收器212包括用于接收来自卫星202的卫星信号204的GPS卫星接收器216。接收器212还包括可以通过网络适配器208从数据库206接收数据或者直接从数据库206接收数据的数据接收器215。网络适配器208接收来自数据库206的数据并且使用有线连接、无线连接或者存储介质方式将数据分发到接收器212。因此，可以使用例如电缆、USB、因特网的有线连接，例如紧致闪卡和SD卡的不同类型的介质卡，或者例如蓝牙、WIiFi、WiMax以及具有SMS(短消息服务)的蜂窝通信的无线连接，将数据下载到接收器212上。远程接收器212也可能直接从数据库206接收数据。数据接收器215可以包括用于无线地接收数据的例如蜂窝式、蓝牙和/或WiFi接收器，用于通过有线连接接收数据的USB端口，和/或存储卡槽以及用于从存储卡读取数据的相关硬件。轨道计算引擎214利用接收的数据计算卫星位置，如下面进一步说明。接收的数据可以存储在本地存储器(未示出)中，用于由轨道计算模块214将来使用。被发送的数据相对较少，因此只需要少量的通信资源。在一个实施例中，每个卫星，数据需要信息的少至13个参数。因此，与对于每个卫星需要传输星历表、时间、载波相位、伪距离等的完整集合的其它现有方法相比，导航接收器系统提供一种用于将数据发送到接收器的非常有效的方法。 [0024] 在一个实施例中，从数据库206获得的数据包括在给定时刻的卫星位置和速度、太阳辐射压力以及卫星的时钟参数。在导航接收器中的积分的解决方案中，给定时刻的卫星位置和速度被用作初始条件。太阳辐射压力值在轨道计算引擎214中被用来生成由导航卫星经历的扰动力。在对数学积分求值后，计算引擎214可以计算卫星位置或轨道。计算引擎214可以以由接收器的处理器执行的软件、或者专门用于计算引擎的硬件设备来实现。GPS接收器212的定位模块217使用来自轨道计算引擎214的卫星位置和接收的卫星信号的伪距离测量来计算接收器位置。所计算的接收器位置可以被存储、并在显示器上显示给用户、和/或发送到另一装置和/和网络，以远程跟踪接收器212的位置。 [0025] 由于扰动力，卫星轨道偏离理想轨道。该扰动力归因于太阳、月亮以及包括地球在内的其他行星的引力场的影响。除了这些扰动力之外，还存在其它的力，例如归因于地球形状的非球形力、地球潮汐、太阳辐射压力、相对性效应(relativity effect)以及大气阻力。在预测卫星轨道时，所有这些因素都要考虑。可以使用可获得的现代技术来计算这些力。 [0026] 在一个实施例中，对于每个卫星，数据集包含信息的13个参数。表1显示了信息的13个参数，其包括用于给定时刻的卫星位置x(t0)的三个参数，以及用于给定时刻的卫星速度x &(t0)的三个参数。这13个参数还包括用于“太阳辐射压力”的三个参数、用于时间校正系数的三个参数和一个参考时间，其中所述“太阳辐射压力”是施加在卫星上的力。太阳辐射压力参数的数目可以更加取决于所使用的太阳辐射模型。表1列出了数据集中的不同参数。对于总共三个参数，给定时刻的卫星位置对于x、y和z维度中的每一个包括一个参数，如表1所示。同样的方式应用于给定时刻的卫星速度。在传送时，所述参数可以被进一步压缩。 [0027] 表1 [0028]* [0030] 太阳辐射压力参数的数目取决于所用的模型，例如3参数模型，或9参数模型或其它模型。 [0031] “太阳辐射压力”参数可以用于计算卫星上的估计的力。其它参数，例如归应于地球、地球和月亮的引力场的力等，可以假定为是常数，并预先存储在接收器中。使用来自数据集的卫星速度作为初始条件以及校正的时间，在时间上对卫星上的力进行积分，以确定卫星速度作为时间的函数。这里，使用时间校正系数来校正时间。使用来自数据集的卫星位置和对应的校正时间作为初始条件，对作为时间的函数的卫星速度再次进行积分，以确定卫星位置。因此，通过这一二重积分可以获得卫星位置。在数据集中可以包括其他参数以替代“太阳辐射压力”参数，或者除了“太阳辐射压力”之外还可以包括其它参数，以估计卫星上的力。 [0032] 现在将给出使用在数据集中接收的参数来确定卫星位置的方法。 [0033] 卫星上的力可以分为两类。一类可以以足够的精确度建模，另一类需要基于传送的参数来计算。 [0034] 可以根据用于中的力的传送参数(βtransmitted)和初始卫星位置x(t0)以及速度(t0)产生如下轨道模型： [0035] [0036] 其中x(tm)和x(t0)分别是时间tm和t0的卫星坐标，表示作为时间的函数的总力，表示时间t0的卫星速度。参数x(t0)、和βtransmitted是从远程数据库或基站传送的。 [0037] ECEF中的卫星坐标u可从地心惯性(J2000)坐标x变换：-1 [0038] u＝(WRNP) ·x [0039] 假定在即将到来的几年内的极移(W)、地球自转(R)、章动(N)和岁差(P)将是已知的，在这种情况下，在数学建模中不需要估计它们。 [0040] 在接收器中至少存在两种方法来计算上述积分。一种是使用Runge-Kutta方法、Adams-Bashforth方法或者任何其它数值算法的数值积分。另一种方法是导出低阶项的解析式，并简化数值积分的计算负荷。 [0041] 在预测了离散的卫星位置后，可以用插值算法得到任意时间的卫星位置。插值算法包括Chebyshev多项式插值法、Lagrangian多项式插值法或其它插值算法。卫星位置也可以以在4到6小时有效的卫星广播星历表的格式来表示。因此，预测卫星位置可以格式化为预测的几天有效的星历表。 [0042] 图3示出了根据实施例的确定卫星位置的方法。在方框301中，对接收器加电。在方框302中，一旦接收器被加电，接收器检查储存的星历表的使用期限。如果存储的星历表是当前的，则接收器继续进行获取卫星信号，如判定块的“是”分支所指示的。这个获取过程是由定位模块303处理的。如果如判定块302的“否”分支所指示的，星历表不是当前的，则在方框304中接收器检查从公共域数据库获得的、并且较早地存储在接收器中的卫星物理参数集合是否是当前的或者可用的。通常，这些物理参数在一到两周有效。如果物理参数是当前的，则它们在数学积分中被使用以确定卫星轨道，如方框305所示。在定位模块303中根据这一计算的轨道计算接收器位置。当物理参数不是当前的并且不可用时，接收器建立到公共域数据库的连接。该连接可以是直接无线的连接，或者是通过网络适配器的连接。该网络适配器能够以任何可用的形式(例如因特网)从数据库接收参数，并以适合导航接收器的形式传送参数。适合的形式包括具有SMS通信的蜂窝电话服务，或者任何其它无线或有线连接，或者通过使用介质卡。在方框306中执行数据下载。如果下载成功，则在数学积分中使用当前物理参数以确定卫星轨道，如方框305所示，并且在方框303中计算接收器位置。当没有物理参数可以下载时，接收器试着从卫星下载星历表，如方框308所示，并计算接收器的位置。 [0043] 由于包含参数的数据集相对较小，该数据集可以在编程和周期性的基础上以短消息(例如SMS，短信息服务)发送到接收器。因此，接收器可以例如以每周为基础获得数据或物理参数。 [0044] 卫星时钟偏移是对于定位需要精确知道的另一个参数。具有二阶多项式函数的卫星时钟偏移从卫星导航数据下载，并被存储在本地导航数据库中。基于卫星时钟偏移的所有集合，还可以使用最小平方估计算法在多项式拟合函数上拟合卫星时钟偏差。因此，可以从在本地数据库中存储的卫星时钟偏移的集合来外推未来时间的卫星时钟偏移值。具有二阶或更高阶拟合函数的任何外推算法可以用于预测卫星时钟偏移。 [0045] 上述预测的卫星轨道可以根据给定的时间表(例如每六小时或者每当本地导航数据库更新时)来计算。预测的卫星轨道随后被储存在本地导航数据库中。每当在给定的间隔计算位置时使用该轨道。如果广播星历表不可用，例如在t2期间，则该轨道在下一时间间隔轨道预测的生成中也被使用。预测的卫星轨道本身可以是导航数据格式，根据偏心率es、半长轴的平方根、校正项等确定轨道，以生成预测的星历表。 [0046] 在实施例中，接收器使用最精确的可用星历表来计算卫星位置，例如，如果当前星历表存储在本地数据库中则使用当前星历表；或者如果当前星历表没有存储在本地数据库中则使用根据预测的卫星轨道预测的星历表。 [0047] 最后的模块是定位(position fix)模块。上述预测的星历表或轨道用来精确地确定卫星的位置并由此获得卫星信号。在定位模块中还使用Kalman滤波或最小平方估计算法，以从有噪声测量得到位置。Kalman滤波通过接收几个连续的伪距离测量以估计噪声、并通过在位置计算中去除该噪声或误差以校正未来的测量，来进行从有噪声测量得到位置。Kalman滤波考虑轨道的以前的精确信息。因此，星历表和时钟中的偏差(其是与星历表预测、卫星时钟并由此与估计的时间相关联的误差)确定轨道的精度，并由此确定接收器位置。基于预测的星历表和时钟或时间的精度，还可以确定定位的质量。可以例如通过计算轨道和时间的精度对定位计算影响了多少，来确定定位的质量。因此，该定位还确定了相关的定位质量。 [0048] 尽管已经根据目前优选的实施例描述了本发明，但是应当理解，所述公开不被解释为限制。对于本领域技术人员来说，在阅读该公开之后，各种变更和修改毫无疑问将是显而易见的。例如，尽管已经使用了GPS系统作为示例描述了上面的实施例，但是该技术和方法可以用于包括GLONASS、Galileo的其他全球卫星导航系统，例如WASS、EGNOS和MSAS的二次系统，以及上述系统的混合。因此，意图是所附的权利要求被解释为覆盖落入本发明精神和范围内的所有变更和修改。