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Please use this identifier to cite or link to this item: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/41050

Title: 長效型GPS衛星星曆演算法設計
Algorithm Design for GPS Ephemeris Extension
Authors: 王和盛
Contributors: 國立臺灣海洋大學:通訊與導航工程學系
Keywords: 全球定位系統;星曆延伸;三體運動;克卜勒元素;解析法
Date: 2014-07
Issue Date: 2017-02-08T03:15:23Z
Publisher: 行政院國家科學委員會
Abstract: 摘要:傳統的GPS衛星星曆其可用時間僅大約兩小時,本研究計晝預計利用濾波器理論,配 合GPS衛星軌道模型,求得一組可用時間可以大幅延長的衛星星曆參數,同時可以確 保定位精確度在可接收的範圍内。GPS接收機經過長時間關機之後,由於前次所收到 的衛星星曆可能已經過期,因此必須花較長的時間再次下載導航訊息,定位時間也會因 此拉長,為了解決這個問題而達到快速開機定位的效果,本研究中,我們利用GPS衛 星位置的動態預估模型來延長GPS衛星星歷的可用時間,使得GPS接收機維持在類似 熱開機的狀態之下。近年來由於GPS的應用越來越廣泛,使用者不僅要求導航設備要 有足夠的精確度,也要求可以快速地得到定位結果。由於GPS導航訊息的傳輸速率非 常低(僅50 bps),在大多數的情況下,傳統導航設備的首次定位時間,無法滿足一般消 費者(例如車用導航系統以及近幾年來很熱門的個人式導航裝置,Personal Navigation Device, PND)的需求。特別是在室内或者都市峽谷(urban canyon)的環境下,由於GPS 信號更為微弱(或者多路徑效應影響更明顯,造成信號品質低落),傳統的信號處理方式 可能需要花更長的時間才能完成首次定位。GPS衛星軌道的預測在室内或者都市峽谷環 境中的GPS定位應用,扮演重要的腳色。GPS衛星星曆有效期間大約1至2小時,當 接收機長時間不開機時,即須重新下載導航訊息,使得定位時間拉長,因此若可以延長 星曆的時效,使用者不須經常接收信的導航訊息,僅須利用舊的星曆資料(前一次下載 的導航訊息)即可達成首次定位。另一方面,因為不需更新星曆資料,接收機也不需要 連續的追蹤衛星信號,可以在擷取到信號求得虛擬距離之後暫時關機,需要更新定位座 標時再開機,如此一來可達到省電的效果。近代的個人手持式導航設備,大多數均需要 滿足省電以及快速定位的要求。傳統的GPS接收機,如果是在冷開機的狀態,需要花 費約數分鐘從GPS衛星下載星曆,以進行定位。如此一來,即無法符合快速冷開機定 位的要求。本研究計晝提出之方法可改善此問題。因為接收機不再需要從GPS衛星接 收星曆參數資料,我們只需把事先利用理論分析所得到之精確的衛星軌道模型,存放在 GPS接收機内,使用者僅需輸入當時的時間,即可快速計算出衛星所在的位置,進行較 快速之定位。
Relation: NSC102-2221-E019-014
URI: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/41050
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