JP2007263660A - Positioning device, control method for positioning device, and control program for positioning device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning device and the like capable of using a positioning fundamental code of a very weak signal intensity, and allowing positioning at a speed and precision in response to a degree of weakness of the signal intensity. <P>SOLUTION: This positioning device 20 has an integration time setting means for setting the first integration time of an integration time for executing incoherence, the second integration time specified as an integration time longer than the first integration time, and the third integration time specified as an integration time longer than the second integration time, and a signal intensity threshold value setting means for setting the first signal intensity threshold value specified as a signal intensity threshold value capable of determining a phase of a positioning fundamental code, the second signal intensity threshold value specified as a signal intensity threshold value lower than the first signal intensity threshold value, and the third signal intensity threshold value specified as a signal intensity threshold value lower than the second signal intensity threshold value, and the integration time setting means sets the integration time, based on a drift error of a reference oscillator in the positioning device 20. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、発信源からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラムに関するものである。   The present invention relates to a positioning device that uses radio waves from a transmission source, a positioning device control method, and a positioning device control program.

従来、衛星航法システムである例えば、GPS(Global Positioning System)を利用してGPS受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
このGPS受信機は、GPS衛星の軌道等を示す航法メッセージ(概略衛星軌道情報:アルマナック、精密衛星軌道情報:エフェメリス等を含む)に基づいて、GPS衛星からの電波(以後、衛星電波と呼ぶ)に乗せられている擬似雑音符号(以後、PN(Psuedo random noise code)符号と呼ぶ)の一つであるC/A(Clear and AcquisionまたはCoarse and Access)コードを受信する。C/Aコードは、測位の基礎となる符号である。
GPS受信機は、そのC/AコードがどのGPS衛星から発信されたものであるかを特定する。そして、例えば、そのC/Aコードの発信時刻と受信時刻に基づいて、GPS衛星とGPS受信機の距離(擬似距離)を算出する。そして、GPS受信機は、3個以上のGPS衛星についての擬似距離と、各GPS衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、GPS受信機の位置を測位するようになっている(特開平10−339772号公報等参照)。
GPS衛星からの信号を受信するためには、受信したC/AコードとGPS受信機内部で発生するレプリカC/Aコードの位相を合致させる必要がある。
受信したC/AコードとGPS受信機内部で生成したレプリカC/Aコードの位相を合致させるために、レプリカC/Aコードの位相と受信中間(IF)周波数をずらせながら相関処理が行われている。
この相関処理は、コヒーレントと、インコヒーレントから構成される。
コヒーレントは、GPS受信機が受信したC/Aコードを同期的に積算し、その積算結果とレプリカC/Aコードの相関結果をとる処理である。コヒーレント処理による出力値をコヒーレント値と呼ぶ。例えば、コヒーレント時間が10msecであれば、10msecの時間におけるコヒーレント値を算出する。コヒーレント処理の結果、相関をとった位相と、コヒーレント値が出力される。
インコヒーレントは、コヒーレント値を積算することによって、インコヒーレント値を算出する処理である。
多くのGPS衛星のC/Aコードを使用するほど多くの衛星組を生成することができるため、例えば、小さいPDOP(Position Dilution Of Precision)の衛星組を選択することができ、測位精度を向上させることができる。
ここで、C/Aコードは航法メッセージによって変調されているため、例えば、20ミリ秒ごとに極性が反転している可能がある。この極性反転によって、コヒーレント値が劣化する。そして、測位に使用できる信頼性を有する位相を特定するためには、コヒーレント値が所定値以上である必要があるから、位相を特定することができるC/Aコードの数が減少する場合がある。
これに対して、極性反転を予想して相関処理を行うことで、感度を向上する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。なお、本明細書において、「感度」は、C/Aコードを含むGPS衛星からの信号をノイズと区別して認識することができる能力を意味するものとして使用する。
特開2004−340855
Conventionally, a positioning system that measures the current position of a GPS receiver by using, for example, a GPS (Global Positioning System) that is a satellite navigation system has been put into practical use.
This GPS receiver uses radio waves from GPS satellites (hereinafter referred to as satellite radio waves) based on navigation messages (including approximate satellite orbit information: almanac, precision satellite orbit information: ephemeris, etc.) indicating the orbits of GPS satellites. A C / A (Clear and Acquisition or Coarse and Access) code, which is one of pseudo noise codes (hereinafter referred to as PN (Psuedo random noise code) codes), is received. The C / A code is a code that is the basis of positioning.
The GPS receiver specifies from which GPS satellite the C / A code is transmitted. For example, the distance (pseudo distance) between the GPS satellite and the GPS receiver is calculated based on the transmission time and reception time of the C / A code. The GPS receiver measures the position of the GPS receiver based on the pseudoranges of three or more GPS satellites and the position of each GPS satellite on the satellite orbit (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-2010). No. 339772).
In order to receive a signal from a GPS satellite, it is necessary to match the phase of the received C / A code and the replica C / A code generated inside the GPS receiver.
In order to match the phase of the received C / A code and the phase of the replica C / A code generated inside the GPS receiver, correlation processing is performed while shifting the phase of the replica C / A code and the reception intermediate (IF) frequency. Yes.
This correlation processing is composed of coherent and incoherent.
Coherent is a process in which C / A codes received by a GPS receiver are integrated synchronously, and a correlation result between the integration result and a replica C / A code is obtained. An output value obtained by coherent processing is called a coherent value. For example, if the coherent time is 10 msec, the coherent value at a time of 10 msec is calculated. As a result of the coherent processing, a correlated phase and a coherent value are output.
Incoherent is a process of calculating an incoherent value by integrating the coherent values.
Since a large number of satellite sets can be generated by using C / A codes of many GPS satellites, for example, a small PDOP (Position Division Of Precise) satellite set can be selected to improve positioning accuracy. be able to.
Here, since the C / A code is modulated by the navigation message, for example, the polarity may be inverted every 20 milliseconds. This polarity inversion degrades the coherent value. In order to specify a reliable phase that can be used for positioning, the coherent value needs to be equal to or greater than a predetermined value, so the number of C / A codes that can specify the phase may decrease. .
On the other hand, a technique for improving sensitivity by performing correlation processing in anticipation of polarity inversion has been proposed (for example, Patent Document 1). In this specification, “sensitivity” is used to mean the ability to recognize a signal from a GPS satellite including a C / A code separately from noise.
JP 2004-340855 A

ところが、GPS衛星からの信号強度が弱い場合には、極性反転を予測したとしても、受信したC/Aコードの位相を特定することができない場合があるという問題がある。この結果、信号強度が弱いC/Aコードを測位に使用することができず、測位位置の精度を向上させることができない場合があるという問題がある。
なお、本明細書においては、「信号強度」は「電波強度」と同義で使用する。
However, when the signal intensity from the GPS satellite is weak, there is a problem that the phase of the received C / A code may not be specified even if polarity inversion is predicted. As a result, there is a problem that a C / A code having a weak signal strength cannot be used for positioning, and the accuracy of the positioning position may not be improved.
In this specification, “signal strength” is used synonymously with “radio wave strength”.

そこで、本発明は、微弱な信号強度の測位基礎符号を使用することができ、かつ、信号強度の微弱さの程度に応じた速度及び精度において測位することができる測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can use a positioning basic code of weak signal strength, and can perform positioning at a speed and accuracy according to the degree of weakness of signal strength, and a control method of the positioning device An object of the present invention is to provide a control program for a positioning device.

前記目的は、第1の発明によれば、発信源から測位基礎符号を受信して、コヒーレントとインコヒーレントとからなる相関処理を行って、現在位置を測位する測位装置であって、前記インコヒーレントを実施する積算時間である第1積算時間と、前記第1積算時間よりも長い積算時間として規定される第2積算時間と、前記第2積算時間よりも長い積算時間として規定される第3積算時間と、を設定する積算時間設定手段と、前記測位基礎符号の位相を決定することができる信号強度閾値として規定される第1信号強度閾値と、前記第1信号強度閾値よりも低い信号強度閾値として規定される第2信号強度閾値と、前記第2信号強度閾値よりも低い信号強度閾値として規定される第3信号強度閾値と、を設定する信号強度閾値設定手段と、を有し、前記積算時間設定手段は、前記測位装置の基準発振器のドリフト誤差に基づいて、前記積算時間を設定する構成となっていることを特徴とする測位装置により達成される。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a positioning device that receives a positioning basic code from a transmission source, performs a correlation process including coherent and incoherent, and measures a current position, wherein the incoherent A first integration time that is an integration time for performing the above, a second integration time that is defined as an integration time longer than the first integration time, and a third integration that is specified as an integration time longer than the second integration time. Integrated time setting means for setting time, a first signal strength threshold defined as a signal strength threshold capable of determining the phase of the positioning basic code, and a signal strength threshold lower than the first signal strength threshold A signal strength threshold setting means for setting a second signal strength threshold defined as: a third signal strength threshold defined as a signal strength threshold lower than the second signal strength threshold; And the integration time setting means, on the basis of the drift error of the reference oscillator of the positioning apparatus, is achieved by the positioning device, characterized in that it is configured for setting the integration time.

第1の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記第1積算時間よりも長い時間として規定される前記第2積算時間を設定することができ、さらに、前記第2積算時間よりも長い時間として規定される前記第3積算時間を設定することができる。
前記積算時間が長いほど、相関処理において前記測位基礎符号をノイズと明確に区別することができる。つまり、前記積算時間が長いほど、感度を向上させることができる。これは、信号強度が微弱である場合に特に有効である。ところが、前記ドリフト誤差が大きい場合には、受信した前記測位基礎符号の周波数と前記測位装置側の周波数が乖離するから、前記積算時間を長くした場合の感度向上の程度が小さくなる。
この点、前記測位装置は、前記測位装置の基準発振器のドリフト誤差に基づいて、前記積算時間を設定する構成となっているから、前記積算時間を長くすることによって、確実に感度を向上させることができる。
また、前記測位装置は、前記第1信号強度閾値よりも弱い信号強度として規定される前記第2信号強度閾値を設定することができ、さらに、前記第2信号強度閾値よりも弱い信号強度として規定される前記第3信号強度閾値を設定することができる。
このため、信号強度が微弱である場合に、前記積算時間を長く設定したうえで、信号強度閾値を高く設定すると、精度良く測位を行うことができる。
また、信号強度が微弱である場合に、現状の信号強度閾値においては、その信号強度閾値に達せず、測位位置を算出することができない場合がある。ここで、前記信号強度閾値を低く設定すれば、位置精度は劣化するが、測位位置を算出することができる可能性が大きくなる。
また、前記測位装置は、信号強度が強い場合には、例えば、前記第1積算時間と前記第1信号強度閾値を使用することによって、迅速かつ精度の高い測位を行うことができる。
これにより、微弱な信号強度の測位基礎符号を使用することができ、信号強度の微弱さの程度に応じた速度及び精度において測位することができる。
According to the configuration of the first invention, the positioning device can set the second integrated time defined as a time longer than the first integrated time, and is longer than the second integrated time. The third integrated time defined as time can be set.
The longer the integration time, the more clearly the positioning basic code can be distinguished from noise in the correlation processing. That is, the sensitivity can be improved as the integration time is longer. This is particularly effective when the signal strength is weak. However, when the drift error is large, the received frequency of the positioning basic code and the frequency on the positioning device side deviate from each other. Therefore, the degree of improvement in sensitivity when the integration time is lengthened becomes small.
In this regard, since the positioning device is configured to set the integration time based on the drift error of the reference oscillator of the positioning device, it is possible to reliably improve sensitivity by increasing the integration time. Can do.
Further, the positioning device can set the second signal strength threshold defined as a signal strength weaker than the first signal strength threshold, and further defined as a signal strength weaker than the second signal strength threshold. The third signal strength threshold to be set can be set.
For this reason, when the signal intensity is weak, positioning can be performed with high accuracy by setting the signal strength threshold high after setting the integration time long.
In addition, when the signal strength is weak, the current signal strength threshold may not reach the signal strength threshold, and the positioning position may not be calculated. Here, if the signal intensity threshold is set low, the position accuracy is degraded, but the possibility that the positioning position can be calculated increases.
In addition, when the signal strength is strong, the positioning device can perform quick and highly accurate positioning by using, for example, the first integration time and the first signal strength threshold.
As a result, a positioning basic code with weak signal strength can be used, and positioning can be performed at speed and accuracy according to the degree of weakness of signal strength.

第2の発明は、第1の発明の構成において、各前記積算時間のいずれかと、各前記信号強度閾値のいずれかを組み合わせる構成となっていることを特徴とする測位装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the positioning apparatus according to the first aspect, wherein any one of the accumulated times and any one of the signal intensity thresholds are combined.

前記積算時間を長く設定するほど感度は向上するが、測位位置の算出までの時間が長くかかる。一方、前記信号強度閾値を高く設定するほど測位位置の精度は向上するが、測位位置を算出することができない可能性が大きくなる。
この点、第2の発明の構成によれば、例えば、前記測位基礎符号の受信状態や、使用者による要求に応じて、適宜、各前記積算時間と各前記信号強度閾値とを組み合わせて測位することができる。
The longer the integration time is set, the better the sensitivity is, but it takes longer time to calculate the positioning position. On the other hand, as the signal strength threshold is set higher, the accuracy of the positioning position is improved, but the possibility that the positioning position cannot be calculated increases.
In this regard, according to the configuration of the second invention, for example, positioning is performed by appropriately combining each integration time and each signal intensity threshold according to the reception state of the positioning basic code or a request from the user. be able to.

第3の発明は、第2の発明の構成において、各前記積算時間を設定した状態において、前記信号強度閾値を変更可能に構成されていることを特徴とする測位装置である。   According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect of the present invention, the signal strength threshold is configured to be changeable in a state where each of the integration times is set.

第3の発明の構成によれば、前記測位装置は、各前記積算時間を設定した状態において、測位位置が算出できない場合には、前記信号強度閾値を変更することによって、測位位置の算出を可能にすることができる。
しかも、前記信号強度閾値は3種類あるから、信号強度が低レベルであっても、高めの低レベルの場合には、前記第2信号閾値を設定することによって、精度を確保しつつ、測位位置を算出することができる。
さらに、信号強度が極度の低レベルの場合には、前記第3信号閾値を設定することによって、精度は劣化するものの、測位位置を算出することができる可能性を向上させることができる。
According to the configuration of the third aspect of the invention, the positioning device can calculate the positioning position by changing the signal strength threshold when the positioning position cannot be calculated in the state where each integration time is set. Can be.
In addition, since there are three types of signal strength thresholds, even if the signal strength is low level, if the signal strength level is a high low level, the positioning position can be secured while ensuring accuracy by setting the second signal threshold value. Can be calculated.
Furthermore, when the signal intensity is extremely low, setting the third signal threshold value can improve the possibility that the positioning position can be calculated although the accuracy is deteriorated.

第4の発明は、第1の発明乃至第3の発明のいずれかの構成において、前記第1積算時間から前記第2積算時間への変更と、前記第1積算時間から前記第3積算時間への変更と、前記第2積算時間から前記第3積算時間への変更と、前記第2積算時間から前記第1積算時間への変更と、前記第3積算時間から前記第2積算時間への変更と、前記第3積算時間から前記第1積算時間への変更とが可能に構成されていることを特徴とする測位装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a change from the first integrated time to the second integrated time and a change from the first integrated time to the third integrated time. A change from the second integration time to the third integration time, a change from the second integration time to the first integration time, and a change from the third integration time to the second integration time. And a positioning device that can be changed from the third integrated time to the first integrated time.

第4の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記測位基礎符号の信号強度や使用者の要求に応じて、前記積算時間を適宜変更することができる。   According to the structure of 4th invention, the said positioning apparatus can change the said integration time suitably according to the signal strength of the said positioning basic code, or a user's request | requirement.

第5の発明は、第1の発明の構成において、前記第1積算時間と前記第1信号強度閾値を使用して測位する通常モードと、前記第2積算時間と前記第2信号強度閾値を使用して測位する第1高感度モードと、前記第3積算時間と前記第1信号強度閾値を使用して測位する第2高感度モードと、前記第3積算時間と前記第3信号強度閾値を使用して測位する第3高感度モードと、を実行可能に構成されていることを特徴とする測位装置である。   According to a fifth aspect of the invention, in the configuration of the first aspect of the invention, a normal mode for positioning using the first integration time and the first signal strength threshold, and the second integration time and the second signal strength threshold are used. Using the first high sensitivity mode for positioning, the second high sensitivity mode for positioning using the third integration time and the first signal strength threshold, the third integration time and the third signal strength threshold. Thus, the positioning device is configured to be capable of executing the third high sensitivity mode for positioning.

第6の発明は、第5の発明の構成において、前記通常モードから、前記第1高感度モード又は前記第2高感度モードへ移行可能に構成されており、前記第2高感度モードから前記第3高感度モードへ移行可能に構成されていることを特徴とする測位装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect of the present invention, the normal mode can be shifted to the first high sensitivity mode or the second high sensitivity mode. 3. A positioning device configured to be able to shift to a high sensitivity mode.

前記目的は、第7の発明によれば、発信源から測位基礎符号を受信して、コヒーレントとインコヒーレントとからなる相関処理を行って、現在位置を測位する測位装置が、測位を開始する測位開始ステップと、前記測位装置が、前記測位装置の基準発振器のドリフトを算出するドリフト算出ステップと、前記測位装置が、前記ドリフトの誤差であるドリフト誤差を算出するドリフト誤差算出ステップと、前記測位装置が、前記ドリフト誤差が、予め規定した誤差許容範囲内か否かを判断するドリフト誤差評価ステップと、前記測位装置が、前記ドリフト誤差評価ステップにおいて、前記ドリフト誤差が前記誤差許容範囲内であると判断した場合に、前記インコヒーレントを実施する積算時間を延長する積算時間延長ステップと、前記測位装置が、予め規定した規定時間内に測位が完了しない場合に、前記測位基礎符号の位相を決定することができる信号強度閾値を低くする信号強度閾値変更ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。   According to the seventh aspect of the present invention, a positioning device that receives a positioning basic code from a transmission source, performs a correlation process consisting of coherent and incoherent, and positions a current position, starts positioning. A starting step; a drift calculating step in which the positioning device calculates a drift of a reference oscillator of the positioning device; a drift error calculating step in which the positioning device calculates a drift error that is an error of the drift; and the positioning device A drift error evaluation step for determining whether or not the drift error is within a predetermined error tolerance range, and the positioning device has the drift error within the error tolerance range in the drift error evaluation step. An integrated time extending step for extending the integrated time for performing the incoherent when the determination is made; and the positioning device A signal strength threshold changing step for lowering a signal strength threshold capable of determining a phase of the positioning basic code when positioning is not completed within a predetermined time specified in advance. Achieved by the control method.

第7の発明の構成によれば、微弱な信号強度の測位基礎符号を使用することができ、かつ、信号強度の微弱さの程度に応じた速度及び精度において測位することができる。   According to the configuration of the seventh aspect of the invention, it is possible to use a positioning basic code having a weak signal strength and to perform positioning at a speed and accuracy according to the degree of the weak signal strength.

前記目的は、第8の発明の構成において、コンピュータに、発信源から測位基礎符号を受信して、コヒーレントとインコヒーレントとからなる相関処理を行って、現在位置を測位する測位装置が、測位を開始する測位開始ステップと、前記測位装置が、前記測位装置の基準発振器のドリフトを算出するドリフト算出ステップと、前記測位装置が、前記ドリフトの誤差であるドリフト誤差を算出するドリフト誤差算出ステップと、前記測位装置が、前記ドリフト誤差が、予め規定した誤差許容範囲内か否かを判断するドリフト誤差評価ステップと、前記測位装置が、前記ドリフト誤差評価ステップにおいて、前記ドリフト誤差が前記誤差許容範囲内であると判断した場合に、前記インコヒーレントを実施する積算時間を延長する積算時間延長ステップと、前記測位装置が、予め規定した規定時間内に測位が完了しない場合に、前記測位基礎符号の位相を決定することができる信号強度閾値を低くする信号強度閾値変更ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。   In the configuration of the eighth invention, the object is to provide a positioning device that receives a positioning basic code from a transmission source, performs a correlation process including coherent and incoherent, and measures a current position. A positioning start step to start; a drift calculating step in which the positioning device calculates a drift of a reference oscillator of the positioning device; and a drift error calculating step in which the positioning device calculates a drift error that is an error of the drift; A drift error evaluation step in which the positioning device determines whether or not the drift error is within a predetermined error allowable range; and the positioning device has the drift error within the error allowable range in the drift error evaluation step. If it is determined that the accumulated time for performing the incoherent is extended, And a signal strength threshold changing step for lowering a signal strength threshold that can determine the phase of the positioning basic code when the positioning device does not complete positioning within a predetermined time specified in advance. This is achieved by a control program for the positioning device.

第7の発明の構成によれば、微弱な信号強度の測位基礎符号を使用することができ、かつ、信号強度の微弱さの程度に応じた速度及び精度において測位することができる。   According to the configuration of the seventh aspect of the invention, it is possible to use a positioning basic code having a weak signal strength and to perform positioning at a speed and accuracy according to the degree of the weak signal strength.

以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these embodiments.

図1は、本発明の実施の形態の端末20等を示す概略図である。
図1に示すように、端末20は、測位衛星である例えば、GPS衛星12a,12b,12c及び12dから、電波S1,S2,S3及びS4を受信することができる。GPS衛星12a等は、発信源の一例でもある。
電波S1等には各種のコード(符号)が乗せられている。そのうちの一つがC/AコードScaである。このC/AコードScaは、1.023Mbpsのビット率、1,023bit(=1msec)のビット長の信号である。C/AコードScaは、1023チップ(chip)で構成されている。端末20は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、このC/Aコードを使用して現在位置の測位を行う。このC/AコードScaは、測位基礎符号の一例である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a terminal 20 and the like according to the embodiment of this invention.
As shown in FIG. 1, the terminal 20 can receive radio waves S1, S2, S3 and S4 from GPS satellites 12a, 12b, 12c and 12d which are positioning satellites. The GPS satellite 12a or the like is an example of a transmission source.
Various codes (codes) are carried on the radio wave S1 and the like. One of them is the C / A code Sca. The C / A code Sca is a signal having a bit rate of 1.023 Mbps and a bit length of 1,023 bits (= 1 msec). The C / A code Sca is composed of 1023 chips. The terminal 20 is an example of a positioning device that measures the current position, and performs positioning of the current position using the C / A code. This C / A code Sca is an example of a positioning basic code.

また、電波S1等に乗せられる情報として、アルマナックSal及びエフェメリスSehがある。アルマナックSalはすべてのGPS衛星12a等の概略の衛星軌道を示ス情報であり、エフェメリスSehは各GPS衛星12a等の精密な衛星軌道を示す情報である。アルマナックSal及びエフェメリスSehを総称して航法メッセージと呼ぶ。   Moreover, there are almanac Sal and ephemeris Seh as information put on the radio wave S1 and the like. Almanac Sal is information indicating general satellite orbits of all GPS satellites 12a and the like, and Ephemeris Seh is information indicating precise satellite orbits of the respective GPS satellites 12a and the like. Almanac Sal and Ephemeris Seh are collectively called navigation messages.

端末20は、例えば、3個以上の異なるGPS衛星12a等からのC/Aコードを受信して、現在位置を測位することができるようになっている。
端末20は、まず、受信したC/AコードがどのGPS衛星に対応するものかを特定する。次に、C/Aコードの位相を特定することによって、各GPS衛星12a等と端末20との距離(以後、擬似距離と呼ぶ)を算出する。続いて、現在時刻における各GPS衛星12a等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離に基づいて、現在位置の測位演算を行うことができるように構成されている。
端末20は、上述のC/Aコードの位相を特定するために、後述の相関処理を行う。この相関処理は、コヒーレントとインコヒーレントとからなる。
For example, the terminal 20 can receive C / A codes from three or more different GPS satellites 12a and the like, and can determine the current position.
First, the terminal 20 specifies to which GPS satellite the received C / A code corresponds. Next, by identifying the phase of the C / A code, the distance between each GPS satellite 12a and the like and the terminal 20 (hereinafter referred to as a pseudorange) is calculated. Subsequently, the current position is calculated based on the position of each GPS satellite 12a or the like on the satellite orbit at the current time and the pseudo distance described above.
The terminal 20 performs correlation processing described later in order to specify the phase of the above-described C / A code. This correlation process consists of coherent and incoherent.

端末20は、通信基地局50を介して、他の端末等と通信可能になっている。通信基地局50は、例えば、携帯電話の通信基地局である。
なお、本実施の形態とは異なり、端末20は、例えば、通信基地局50からの電波を使用して測位を行うようにしてもよい。また、本実施の形態とは異なり、端末20は、LAN(Local Area Network)から電波を受信して、測位を行うようにしてもよい。
The terminal 20 can communicate with other terminals via the communication base station 50. The communication base station 50 is, for example, a mobile phone communication base station.
Note that, unlike the present embodiment, the terminal 20 may perform positioning using radio waves from the communication base station 50, for example. Further, unlike the present embodiment, the terminal 20 may perform positioning by receiving radio waves from a LAN (Local Area Network).

(端末20の主なハードウエア構成について)
図2は、端末20の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図2に示すように、端末20は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス22を有する。バス22には、CPU(Central Processing Unit)24、記憶装置26等が接続されている。記憶装置26は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等である。
また、バス22には、入力装置28、電源装置30、GPS装置32、表示装置34、通信装置36及び時計38が接続されている。
(Main hardware configuration of terminal 20)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a main hardware configuration of the terminal 20.
As shown in FIG. 2, the terminal 20 has a computer, and the computer has a bus 22. A CPU (Central Processing Unit) 24, a storage device 26, and the like are connected to the bus 22. The storage device 26 is, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or the like.
In addition, an input device 28, a power supply device 30, a GPS device 32, a display device 34, a communication device 36, and a clock 38 are connected to the bus 22.

(GPS装置32の構成について)
図3は、GPS装置32の構成を示す概略図である。
図3に示すように、GPS装置32は、RF部32aとベースバンド部32bで構成される。
RF部32aは、アンテナ33aで電波S1等を受信する。そして、増幅器であるLNA33bが、電波S1に乗せられているC/Aコード等の信号を増幅する。そして、ミキサー33cが、信号の周波数をダウンコンバートする。そして、直交(IQ)検波器33dが信号をIQ分離する。続いて、A/Dコンバータ33e1及び33e2が、IQ分離された信号をそれぞれデジタル信号に変換するように構成されている。
ベースバンド部32bは、RF部32aからデジタル信号に変換された信号を受信し、信号の各チップ(図示せず)をサンプリングして積算し、ベースバンド部32bが保持しているC/Aコードとの相関をとるように構成されている。ベースバンド部32bは、例えば、128個の相関器(図示せず)及び積算器(図示せず)を有し、同時に128の位相において、相関処理を行うことができるようになっている。
上述のように、相関処理は、コヒーレントと、インコヒーレントから構成される。
そして、相関器はコヒーレント処理を行うための構成である。積算器はインコヒーレント処理を行うための構成である。
コヒーレントは、ベースバンド部32bが、受信したC/AコードとレプリカC/Aコードの相関をとる処理である。
例えば、コヒーレント時間が10msecであれば、10msecの時間において同期積算したC/AコードとレプリカC/Aコードとの相関値等を算出する。コヒーレント処理の結果、相関をとった位相と、相関値が出力される。
インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、インコヒーレント値を算出する処理である。
インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関積算値を積算することによって、インコヒーレント値を算出する処理である。
相関処理の結果、コヒーレント処理で出力された位相と、インコヒーレント値が出力される。
(About the configuration of the GPS device 32)
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the GPS device 32.
As shown in FIG. 3, the GPS device 32 includes an RF unit 32a and a baseband unit 32b.
The RF unit 32a receives the radio wave S1 and the like with the antenna 33a. Then, the LNA 33b as an amplifier amplifies a signal such as a C / A code carried on the radio wave S1. Then, the mixer 33c down-converts the signal frequency. Then, the quadrature (IQ) detector 33d performs IQ separation on the signal. Subsequently, the A / D converters 33e1 and 33e2 are configured to convert the IQ-separated signals into digital signals, respectively.
The baseband unit 32b receives the signal converted into the digital signal from the RF unit 32a, samples and integrates each chip (not shown) of the signal, and the C / A code held by the baseband unit 32b It is comprised so that it may take a correlation with. The baseband unit 32b has, for example, 128 correlators (not shown) and accumulators (not shown), and can perform correlation processing at 128 phases simultaneously.
As described above, the correlation processing includes coherent and incoherent.
The correlator is configured to perform coherent processing. The accumulator is configured to perform incoherent processing.
Coherent is a process in which the baseband unit 32b correlates the received C / A code with the replica C / A code.
For example, if the coherent time is 10 msec, a correlation value between the C / A code and the replica C / A code synchronously integrated in the time of 10 msec is calculated. As a result of the coherent processing, a correlated phase and a correlation value are output.
Incoherent is a process of calculating an incoherent value by accumulating correlation values of coherent results.
Incoherent is a process of calculating an incoherent value by accumulating the correlation accumulated value of the coherent result.
As a result of the correlation processing, the phase output by the coherent processing and the incoherent value are output.

(端末20の主なソフトウエア構成について)
図4は、端末20の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図4に示すように、端末20は、各部を制御する制御部100、図2のGPS装置32に対応するGPS部102、通信装置36に対応する通信部104、時計38に対応する計時部106等を有している。
端末20は、また、各種プログラムを格納する第1記憶部110、各種情報を格納する第2記憶部150を有する。
(About main software configuration of terminal 20)
FIG. 4 is a schematic diagram showing a main software configuration of the terminal 20.
As shown in FIG. 4, the terminal 20 includes a control unit 100 that controls each unit, a GPS unit 102 corresponding to the GPS device 32 in FIG. 2, a communication unit 104 corresponding to the communication device 36, and a time measuring unit 106 corresponding to the clock 38. Etc.
The terminal 20 also includes a first storage unit 110 that stores various programs and a second storage unit 150 that stores various information.

図4に示すように、端末20は、第2記憶部150に、航法メッセージ152を格納している。航法メッセージ152は、アルマナック152a及びエフェメリス152bを含む。
端末20は、アルマナック152a及びエフェメリス152bを、測位のために使用する。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a navigation message 152 in the second storage unit 150. The navigation message 152 includes an almanac 152a and an ephemeris 152b.
The terminal 20 uses the almanac 152a and the ephemeris 152b for positioning.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、測位プログラム112を格納している。   As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a positioning program 112 in the first storage unit 110.

図5、図6及び図7は、測位プログラム112に基づく測位方法の説明図である。
図5(a)に示すように、制御部100は、観測可能なGPS衛星12a等からの発信周波数H1にドップラー偏移H2及びドリフトDRを加えて、推定周波数Aを算出する。
制御部100は、アルマナック152aを参照して、計時部106によって計測した現在時刻において現在の概略位置から観測可能なGPS衛星12a等を判断する。現在の概略位置としては、初期位置情報154(図4参照)に示される初期位置Q0を使用する。初期位置Q0は、例えば、前回の測位位置である。
GPS衛星12a等からの発信周波数H1は既知であり、例えば、1,575.42MHzである。
ドップラー偏移H2は、各GPS衛星12a等と端末20との相対移動によって生じる。制御部100は、エフェメリス152bによって現在時刻における各GPS衛星12a等の視線速度(端末20の方向に対する速度)を算出する。そして、その視線速度に基づいて、ドップラー偏移H2を算出する。
制御部100は、各GPS衛星12a等ごとに、推定周波数Aを算出する。
なお、ドリフトDRは、端末20のクロック(基準発振器:図示せず)の温度変化による発振周波数の変化である。このドリフトDRは、端末20のクロックの予めわかっている平均的なドリフトである例えば、500ヘルツ(Hz)に設定する。
5, 6, and 7 are explanatory diagrams of a positioning method based on the positioning program 112.
As shown in FIG. 5A, the control unit 100 calculates the estimated frequency A by adding the Doppler shift H2 and the drift DR to the transmission frequency H1 from the observable GPS satellite 12a or the like.
The control unit 100 refers to the almanac 152a to determine a GPS satellite 12a that can be observed from the current approximate position at the current time measured by the time measuring unit 106. As the current approximate position, the initial position Q0 shown in the initial position information 154 (see FIG. 4) is used. The initial position Q0 is, for example, the previous positioning position.
The transmission frequency H1 from the GPS satellite 12a or the like is known, for example, 1,575.42 MHz.
The Doppler shift H <b> 2 is caused by relative movement between each GPS satellite 12 a and the terminal 20. The control unit 100 calculates the line-of-sight speed (speed relative to the direction of the terminal 20) of each GPS satellite 12a and the like at the current time by the ephemeris 152b. Then, the Doppler shift H2 is calculated based on the line-of-sight speed.
The control unit 100 calculates an estimated frequency A for each GPS satellite 12a and the like.
The drift DR is a change in the oscillation frequency due to a temperature change of the clock (reference oscillator: not shown) of the terminal 20. This drift DR is set to, for example, 500 hertz (Hz), which is an average drift of the clock of the terminal 20 in advance.

図5(b)に示すように、制御部100はベースバンド部32bによって、C/Aコードの1チップを例えば、等間隔で分割して、相関処理を行う。C/Aコードの1チップは、例えば、32等分される。すなわち、32分の1チップの位相幅(第1位相幅W1)間隔で相関処理を行う。制御部100が相関処理を行うときの第1位相幅W1間隔の位相を第1サンプリング位相SC1と呼ぶ。
制御部100は、例えば、C/Aコードの第1チップから第1023チップまでをサーチする。
このとき、図5(c)に示すように、制御部100は、推定周波数Aを中心として、所定の幅の周波数において電波S1等をサーチする。例えば、(A−100)Hzの周波数から(A+100)Hzの周波数の範囲を、100Hzごとの周波数ステップで電波S1等をサーチする。
As shown in FIG. 5B, the control unit 100 performs correlation processing by dividing one chip of the C / A code, for example, at equal intervals by the baseband unit 32b. One chip of the C / A code is divided into, for example, 32 equal parts. That is, the correlation processing is performed at the phase width (first phase width W1) interval of 1/32 chips. The phase of the first phase width W1 interval when the control unit 100 performs the correlation process is referred to as a first sampling phase SC1.
For example, the control unit 100 searches the first chip to the 1023th chip of the C / A code.
At this time, as shown in FIG. 5C, the control unit 100 searches for the radio wave S1 and the like at a frequency having a predetermined width with the estimated frequency A as the center. For example, the radio wave S1 and the like are searched for in a frequency step every 100 Hz in a frequency range from (A-100) Hz to (A + 100) Hz.

相関処理は、コヒーレントと、インコヒーレントから構成される。
コヒーレントは、ベースバンド部32bが、受信したC/AコードとレプリカC/Aコードの各chipについて相関をとる処理である。
例えば、図6(a)に示すように、コヒーレント時間αが10msecであれば、10msecの時間における相関積算値等を算出する。コヒーレント処理の結果、相関をとった位相と、相関積算値が出力される。
インコヒーレントは、インコヒーレント時間βにおいて、コヒーレント結果の相関積算値を積算することによって、インコヒーレント値を算出する処理である。インコヒーレント時間は、通常モードにおいては、8秒(s)である。
相関処理の結果、コヒーレント処理で出力された位相と、インコヒーレント値が出力される。相関値Pはインコヒーレント値である。
図6(b)に示すように、ベースバンド部32bからは、2チップ分の位相C1乃至C64に対応する相関値Pが出力される。各位相C1乃至C64が、第1サンプリング位相SC1である。
The correlation process is composed of coherent and incoherent.
Coherent is a process in which the baseband unit 32b correlates each chip of the received C / A code and replica C / A code.
For example, as shown in FIG. 6A, if the coherent time α is 10 msec, a correlation integrated value or the like at a time of 10 msec is calculated. As a result of the coherent processing, a correlated phase and a correlation integrated value are output.
Incoherent is a process of calculating an incoherent value by accumulating the correlation accumulated value of the coherent result in the incoherent time β. The incoherent time is 8 seconds (s) in the normal mode.
As a result of the correlation processing, the phase output by the coherent processing and the incoherent value are output. The correlation value P is an incoherent value.
As shown in FIG. 6B, the baseband unit 32b outputs a correlation value P corresponding to the phases C1 to C64 for two chips. Each of the phases C1 to C64 is the first sampling phase SC1.

制御部100は、最大の相関値Pmaxに対応する位相である第1測位位相CP1を特定する。このとき、信頼度Rが後述の信頼度閾値γを越えている場合に限り、第1測位位相CP1を特定する。信頼度Rが信頼度閾値γを越えていない場合には、相関結果が信頼性を欠くので、正確な測位をすることができないからである。信頼度Rは、図6(b)に示すように、PmaxとPnoiseの差分を、Pmaxで除して算出される。   The control unit 100 specifies the first positioning phase CP1 that is the phase corresponding to the maximum correlation value Pmax. At this time, the first positioning phase CP1 is specified only when the reliability R exceeds a reliability threshold γ described later. This is because when the reliability R does not exceed the reliability threshold γ, the correlation result lacks reliability, and accurate positioning cannot be performed. As shown in FIG. 6B, the reliability R is calculated by dividing the difference between Pmax and Pnoise by Pmax.

制御部100は、一度、第1測位位相CP1を算出した後は、その第1測位位相CP1を中心に、サーチを行う。
例えば、制御部100は、既に算出している第1測位位相CP1を中心に、±256チップの範囲をサーチする。
また、周波数については、相関最大値Pmaxを算出したときの推定周波数を中心に、±1.0kHzの範囲を100Hzステップでサーチする。
After calculating the first positioning phase CP1 once, the control unit 100 performs a search around the first positioning phase CP1.
For example, the control unit 100 searches for a range of ± 256 chips around the already calculated first positioning phase CP1.
As for the frequency, a range of ± 1.0 kHz is searched in 100 Hz steps centering on the estimated frequency when the maximum correlation value Pmax is calculated.

図7に示すように、例えば、GPS衛星12aと端末20との間には、n個のC/Aコードが連続的に並んでいると観念することができる。そして、GPS衛星12aと端末20との間の距離は、C/Aコードの長さの整数倍とは限らないから、コード端数C/Aaが存在する。つまり、GPS衛星12aと端末20との間には、C/Aコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。C/Aコードの整数倍の部分と端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末20は、この擬似距離を使用して測位を行う。
GPS衛星12aの軌道上の位置はエフェメリス152bを使用して算出可能である。そして、GPS衛星12aの軌道上の位置と初期位置Q0との距離を算出すれば、C/A コードの整数倍の部分を特定することができる。
そして、図7に示すように、レプリカC/Aコードの位相を例えば、矢印X1方向に移動させながら、相関処理を行を行う。
相関値が最大になった位相がコード端数C/Aaである。
As shown in FIG. 7, for example, it can be considered that n C / A codes are continuously arranged between the GPS satellite 12 a and the terminal 20. Since the distance between the GPS satellite 12a and the terminal 20 is not necessarily an integer multiple of the length of the C / A code, there is a code fraction C / Aa. That is, between the GPS satellite 12a and the terminal 20, there are a part that is an integral multiple of the C / A code and a fractional part. The total length of the integral multiple of the C / A code and the fractional part is the pseudorange. The terminal 20 performs positioning using this pseudo distance.
The position of the GPS satellite 12a in the orbit can be calculated using the ephemeris 152b. Then, by calculating the distance between the position of the GPS satellite 12a in the orbit and the initial position Q0, a portion that is an integral multiple of the C / A code can be specified.
Then, as shown in FIG. 7, the correlation process is performed while moving the phase of the replica C / A code in the direction of the arrow X1, for example.
The phase with the maximum correlation value is the code fraction C / Aa.

制御部100は、3個以上のGPS衛星12a等に対応するコード端数C/Aaに基づいて、各GPS衛星12a等と端末20との擬似距離を算出する。そして、各GPS衛星12a等の軌道上の位置はエフェメリス152bによって算出する。そして、3個以上のGPS衛星12a等の軌道上の位置と、擬似距離に基づいて、現在位置を測位して測位位置Q1を算出する。
制御部100は、測位位置Q1を示す測位位置情報156を第2記憶部150に格納する。
The control unit 100 calculates a pseudo distance between each GPS satellite 12a and the terminal 20 based on the code fraction C / Aa corresponding to three or more GPS satellites 12a and the like. The position of each GPS satellite 12a or the like in the orbit is calculated by the ephemeris 152b. Then, based on the positions of the three or more GPS satellites 12a or the like in the orbit and the pseudo distance, the current position is measured and the positioning position Q1 is calculated.
The control unit 100 stores positioning position information 156 indicating the positioning position Q1 in the second storage unit 150.

図8は、測位プログラム112の説明図である。
図8(a)に示すように、コヒーレント時間αは、例えば、10ミリ秒(ms)に設定されている。
インコヒーレント時間βとしては、4秒(s)、24秒(s)及び64秒(s)のいずれかを設定することができるようになっている。インコヒーレント時間βは積算時間の一例である。4秒(s)は第1積算時間の一例である。24秒(s)は第2積算時間の一例である。64秒(s)は第3積算時間の一例である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the positioning program 112.
As shown in FIG. 8A, the coherent time α is set to 10 milliseconds (ms), for example.
As the incoherent time β, any one of 4 seconds (s), 24 seconds (s), and 64 seconds (s) can be set. The incoherent time β is an example of an accumulated time. 4 seconds (s) is an example of the first integration time. 24 seconds (s) is an example of the second accumulated time. 64 seconds (s) is an example of the third integration time.

また、信頼度閾値γとしては、0.7、0.4及び0.2のいずれかを設定することができるようになっている。信頼度閾値γは、信号強度閾値の一例である。0.7は、第1信号強度閾値の一例である。0.4は、第2信号強度閾値の一例である。0.2は、第3信号強度閾値の一例である。   Further, any one of 0.7, 0.4, and 0.2 can be set as the reliability threshold γ. The reliability threshold γ is an example of a signal strength threshold. 0.7 is an example of a first signal strength threshold. 0.4 is an example of the second signal strength threshold. 0.2 is an example of a third signal strength threshold.

図8(b)に示すように、インコヒーレント時間βを4秒(s)、信頼度閾値を0.7に設定して行う測位を通常モードと呼ぶ。この通常モードによって、信号強度が十分に強い場合に、迅速に測位位置Q1を算出することができる。また、通常モードによって、精度の高い測位位置Q1を算出することができる。
この通常モードは、例えば、アンテナ33a(図3参照)に入力する信号強度がマイナス(−)154dBm以上の信号強度(強い信号強度)において好適な測位モードである。
As shown in FIG. 8B, positioning performed by setting the incoherent time β to 4 seconds (s) and the reliability threshold value to 0.7 is referred to as a normal mode. In this normal mode, when the signal strength is sufficiently strong, the positioning position Q1 can be calculated quickly. Further, the positioning position Q1 with high accuracy can be calculated in the normal mode.
This normal mode is a suitable positioning mode, for example, when the signal intensity input to the antenna 33a (see FIG. 3) is minus (−) 154 dBm or more (strong signal intensity).

インコヒーレント時間βを24秒(s)、信頼度閾値を0.4に設定して行う測位を第1高感度モードと呼ぶ。この第1高感度モードによって、信号強度がやや弱い場合に、比較的早期に測位位置Q1を算出することができる。また、第1高感度モードによって、精度の比較的高い測位位置Q1を算出することができる。
この第1高感度モードは、例えば、マイナス(−)156dBm以上マイナス(−)154dBm未満の信号強度(弱い信号強度)の場合に好適である。
Positioning performed by setting the incoherent time β to 24 seconds (s) and the reliability threshold value to 0.4 is referred to as a first high sensitivity mode. In the first high sensitivity mode, the positioning position Q1 can be calculated relatively early when the signal intensity is slightly weak. In addition, the positioning position Q1 with relatively high accuracy can be calculated by the first high sensitivity mode.
This first high sensitivity mode is suitable, for example, in the case of a signal intensity (weak signal intensity) of minus (−) 156 dBm or more and less than minus (−) 154 dBm.

インコヒーレント時間βを64秒(s)、信頼度閾値を0.7に設定して行う測位を第2高感度モードと呼ぶ。この第2高感度モードによって、信号強度が微弱な場合に、測位位置Q1を算出することができる。また、第2高感度モードによって、精度の高い測位位置Q1を算出することができる。
この第2高感度モードは、マイナス(−)160dBm以上マイナス(−)156dBm未満の信号強度(極めて弱い信号強度)の場合に好適である。
Positioning performed by setting the incoherent time β to 64 seconds (s) and the reliability threshold value to 0.7 is referred to as a second high sensitivity mode. By this second high sensitivity mode, the positioning position Q1 can be calculated when the signal intensity is weak. Further, the positioning position Q1 with high accuracy can be calculated by the second high sensitivity mode.
This second high sensitivity mode is suitable for a signal intensity (very weak signal intensity) of minus (−) 160 dBm or more and less than minus (−) 156 dBm.

インコヒーレント時間βを64秒(s)、信頼度閾値を0.2に設定して行う測位を第3高感度モードと呼ぶ。この第3高感度モードによって、信号強度が微弱な場合に、測位位置Q1を算出することができる。また、第3高感度モードによって、精度は劣化するものの、測位位置Q1を算出することができる可能性が向上する。
この第3高感度モードは、極めて弱い信号用度において、測位位置Q1を算出することができる可能性を高めたい場合に好適である。
上述の第1高感度モードと、第2高感度モード及び第3高感度モードを総称して、高感度モードと呼ぶ。
Positioning performed by setting the incoherent time β to 64 seconds (s) and the reliability threshold value to 0.2 is referred to as a third high sensitivity mode. With this third high sensitivity mode, the positioning position Q1 can be calculated when the signal intensity is weak. In addition, although the accuracy is degraded by the third high sensitivity mode, the possibility that the positioning position Q1 can be calculated is improved.
This third high sensitivity mode is suitable when it is desired to increase the possibility that the positioning position Q1 can be calculated in a very weak signal usage.
The first high sensitivity mode, the second high sensitivity mode, and the third high sensitivity mode are collectively referred to as a high sensitivity mode.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、測位位置出力プログラム114を格納している。測位位置出力プログラム114は、制御部100が、通常モード、第1高感度モード、第2高感度モード又は第3高感度モードによって算出した測位位置Q1を表示装置34(図2参照)に表示するためのプログラムである。
なお、端末20は、起動当初は、通常モードで測位を開始するように設定されている。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a positioning position output program 114 in the first storage unit 110. The positioning position output program 114 displays the positioning position Q1 calculated by the control unit 100 in the normal mode, the first high sensitivity mode, the second high sensitivity mode, or the third high sensitivity mode on the display device 34 (see FIG. 2). It is a program for.
Note that the terminal 20 is initially set to start positioning in the normal mode.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、ドリフト算出プログラム116を格納している。   As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a drift calculation program 116 in the first storage unit 110.

図9は、ドリフト算出プログラム116の説明図である。
図9に示すように、制御部100は、まず、例えば、エフェメリス152bを参照して現在時刻におけるGPS衛星12a等の軌道上の位置Qgを算出する。
続いて、3個以上のGPS衛星12a等からの電波S1等を受信し、予備測位を行い、測位位置Qpreを算出する。端末20は、少なくとも3個のGPS衛星12a等から信号強度の強い電波S1等を受信することができれば、測位位置Qpreを算出することができる。ただし、測位においては、より多数のGPS衛星を使用することによって、PDOP(Position Dilution Of Precision)等の向上を図ることができ、測位精度が向上する。この測位位置Qpreは表示装置34に表示しないから、位置精度は良好でなくてもよい。このため、予備測位においては、3個のGPS衛星12a等から信号強度の強い電波S1等を受信することができれば十分である。
続いて、エフェメリス152b、衛星位置Qg及び測位位置Qpreを使用して、ドップラー偏移H2を算出する。
受信周波数H3は、GPS衛星12a等からの発振周波数H1にドップラー偏移H2及びドリフトDRを加えたものである。
このため、図9の式2によって、ドリフトDRを算出することができる。すなわち、受信周波数H3から発振周波数H1及びドップラー偏移H2を引くことで、ドリフトDRを算出することができる。
制御部100は、ドリフトDRを示すドリフト情報158を第2記憶部150に格納する。
このドリフトDRは、端末20の基準発振器(図示せず)のドリフトである。
ドリフト算出プログラム116と制御部100は、ドリフト算出手段の一例である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the drift calculation program 116.
As shown in FIG. 9, the control unit 100 first calculates a position Qg on the orbit of the GPS satellite 12a or the like at the current time with reference to the ephemeris 152b, for example.
Subsequently, radio waves S1 and the like from three or more GPS satellites 12a and the like are received, preliminary positioning is performed, and a positioning position Qpre is calculated. The terminal 20 can calculate the positioning position Qpre if it can receive the radio wave S1 having a strong signal intensity from at least three GPS satellites 12a. However, in positioning, by using a larger number of GPS satellites, it is possible to improve PDOP (Position Division Of Precision) and the like, and positioning accuracy is improved. Since the positioning position Qpre is not displayed on the display device 34, the position accuracy may not be good. For this reason, in the preliminary positioning, it is sufficient that the radio wave S1 having a strong signal intensity can be received from the three GPS satellites 12a and the like.
Subsequently, the Doppler shift H2 is calculated using the ephemeris 152b, the satellite position Qg, and the positioning position Qpre.
The reception frequency H3 is obtained by adding the Doppler shift H2 and the drift DR to the oscillation frequency H1 from the GPS satellite 12a or the like.
For this reason, drift DR is computable by Formula 2 of FIG. That is, the drift DR can be calculated by subtracting the oscillation frequency H1 and the Doppler shift H2 from the reception frequency H3.
The control unit 100 stores drift information 158 indicating the drift DR in the second storage unit 150.
This drift DR is a drift of a reference oscillator (not shown) of the terminal 20.
The drift calculation program 116 and the control unit 100 are an example of drift calculation means.

図4に示すように、端末10は、第1記憶部110に、ドリフト誤差算出プログラム118を格納している。   As illustrated in FIG. 4, the terminal 10 stores a drift error calculation program 118 in the first storage unit 110.

図10は、ドリフト誤差算出プログラム118の説明図である。
図10(a)に示すように、制御部100は、式3によって、ドリフト誤差DReを算出する。すなわち、時刻誤差dtに位置誤差dPを加算し、さらに、経過時間Δtと経過時間要因誤差bHzを乗じたものを加算することによって、ドリフト誤差DReを算出する。ドリフト誤差算出プログラム122bと制御部100は、ドリフト誤差算出手段の一例である。
時刻誤差dtは、計時部106の時刻誤差である。例えば、測位終了直後には、測位演算によって、計時部106の時刻誤差が算出され、時刻誤差を補正することができるから、時刻誤差dtは1ミリ秒(ms)である。そして、例えば、測位終了から時間が経過するに連れて時刻誤差dtは、10ミリ秒(ms)、1秒(s)、10秒(s)と大きくなる。そして、時刻誤差dtは周波数誤差に換算される。例えば、1ミリ秒(ms)には5ヘルツ(Hz)が対応し、10ミリ秒(ms)には10ヘルツ(Hz)が対応し、1秒(s)には15ヘルツ(Hz)が対応し、10秒(s)には30ヘルツ(Hz)が対応する。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the drift error calculation program 118.
As illustrated in FIG. 10A, the control unit 100 calculates the drift error DRe according to Equation 3. That is, the drift error DRe is calculated by adding the position error dP to the time error dt and further adding the product of the elapsed time Δt and the elapsed time factor error bHz. The drift error calculation program 122b and the control unit 100 are an example of drift error calculation means.
The time error dt is a time error of the time measuring unit 106. For example, immediately after the positioning is completed, the time error of the time measuring unit 106 is calculated by the positioning calculation, and the time error can be corrected. Therefore, the time error dt is 1 millisecond (ms). For example, the time error dt increases as 10 milliseconds (ms), 1 second (s), and 10 seconds (s) as time elapses from the end of positioning. The time error dt is converted into a frequency error. For example, 1 millisecond (ms) corresponds to 5 hertz (Hz), 10 milliseconds (ms) corresponds to 10 hertz (Hz), and 1 second (s) corresponds to 15 hertz (Hz). 10 seconds (s) corresponds to 30 hertz (Hz).

また、位置誤差dPは、予備測位における測位位置Qpreの測位誤差である。信号強度が小さい場合やPDOP(Position Dilution Of Precision)が大きい場合には、位置誤差dPは大きくなる。位置誤差dPは周波数誤差に換算される。例えば、5メートル(m)には5ヘルツ(Hz)が対応し、10メートル(m)には10ヘルツ(Hz)が対応し、30メートル(m)には15ヘルツ(Hz)が対応する。   The position error dP is a positioning error of the positioning position Qpre in the preliminary positioning. When the signal intensity is small or when the PDOP (Position Dilution Of Precision) is large, the position error dP becomes large. The position error dP is converted into a frequency error. For example, 5 meters (m) corresponds to 5 hertz (Hz), 10 meters (m) corresponds to 10 hertz (Hz), and 30 meters (m) corresponds to 15 hertz (Hz).

経過時間要因誤差bHzは、上述の時刻誤差dt及び位置誤差dP以外の要因によるドリフト誤差の拡大によるものである。シミュレーションによれば、例えば、1秒につき1Hzドリフト誤差Dreが拡大する。
経過時間Δtは、時刻誤差dt又は位置誤差dPが更新された場合には、リセットされ、0になる。
ドリフト誤差Dreは、図10(b)に示すように、ドリフトDRの誤差である。
制御部100は、複数の信号S1等の組み合わせによって、複数のドリフト誤差DReを算出することができる場合には、その平均値をドリフト誤差DReとする。平均値をドリフト誤差DReとすることによって、1つのGPS衛星の組を使用して生成する場合に比べて、精度及び信頼度が高い。
制御部100は、ドリフト誤差DReを示すドリフト誤差情報160を第2記憶部150に格納する。
The elapsed time factor error bHz is due to the expansion of the drift error due to factors other than the above-described time error dt and position error dP. According to the simulation, for example, the 1 Hz drift error Dre increases per second.
The elapsed time Δt is reset to 0 when the time error dt or the position error dP is updated.
As shown in FIG. 10B, the drift error Dre is an error of the drift DR.
When the control unit 100 can calculate a plurality of drift errors DRe by combining a plurality of signals S1, etc., the control unit 100 sets the average value as the drift error DRe. By using the average value as the drift error DRe, accuracy and reliability are higher than in the case of generating using a set of one GPS satellite.
The control unit 100 stores the drift error information 160 indicating the drift error DRe in the second storage unit 150.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、ドリフト誤差評価プログラム120を格納している。ドリフト誤差評価プログラム120は、制御部100が、ドリフト誤差DReが予め規定した範囲である±50ヘルツ(Hz)以内か否かを判断するためのプログラムである。±50ヘルツ(Hz)以内の周波数範囲は、許容誤差範囲の一例である。そして、ドリフト誤差評価プログラム120と制御部100は、ドリフト誤差評価手段の一例である。   As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a drift error evaluation program 120 in the first storage unit 110. The drift error evaluation program 120 is a program for the control unit 100 to determine whether or not the drift error DRe is within ± 50 hertz (Hz), which is a predetermined range. A frequency range within ± 50 hertz (Hz) is an example of an allowable error range. The drift error evaluation program 120 and the control unit 100 are an example of drift error evaluation means.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、インコヒーレント時間設定プログラム122を格納している。インコヒーレント時間設定プログラム122は、制御部100が、インコヒーレント時間β(図8参照)を設定するためのプログラムである。インコヒーレント時間設定プログラム122と制御部100は、積算時間設定手段の一例である。
制御部100は、ドリフト誤差評価プログラム120による評価結果に基づいて、インコヒーレント時間βを設定するように構成されている。これは、制御部100は、ドリフト誤差DReに基づいて、インコヒーレント時間βを設定するように構成されていることを意味する。
具体的には、制御部100は、ドリフト誤差DReが±50ヘルツ(Hz)以内であれば、インコヒーレント時間βを64秒(s)に設定する。このとき、通常モード開始からの時間経過にかかわらず、インコヒーレント時間βを64秒に設定する。このため、早期に高感度モードへ移行することができる。
これに対して、制御部100は、ドリフト誤差DReが±50ヘルツ(Hz)以内ではない場合には、インコヒーレント時間βを起動当初の8秒(s)に維持する。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores an incoherent time setting program 122 in the first storage unit 110. The incoherent time setting program 122 is a program for the control unit 100 to set the incoherent time β (see FIG. 8). The incoherent time setting program 122 and the control unit 100 are examples of integrated time setting means.
The control unit 100 is configured to set the incoherent time β based on the evaluation result by the drift error evaluation program 120. This means that the control unit 100 is configured to set the incoherent time β based on the drift error DRe.
Specifically, if the drift error DRe is within ± 50 hertz (Hz), the control unit 100 sets the incoherent time β to 64 seconds (s). At this time, the incoherent time β is set to 64 seconds regardless of the elapsed time from the start of the normal mode. For this reason, it is possible to shift to the high sensitivity mode at an early stage.
On the other hand, when the drift error DRe is not within ± 50 hertz (Hz), the control unit 100 maintains the incoherent time β at the initial 8 seconds (s).

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、信頼度閾値設定プログラム124を格納している。信頼度閾値設定プログラム124は、制御部100が、信頼度閾値γ(図8参照)を設定するためのプログラムである。信頼度閾値設定プログラム124と制御部100は、信号強度閾値設定手段の一例である。
具体的には、制御部100は、所定時間内に測位位置Q1が算出されない場合に、信頼度閾値γを低く設定する。
例えば、インコヒーレント時間βを64秒、信頼度閾値γを0.7に設定した第2高感度モードにおいて、128秒(s)が経過しても測位位置Q1を算出できない場合には、信頼度閾値γを0.2に変更し、第3高感度モードに移行する。第2高感度モードから第3高感度モードへの移行は、インコヒーレント時間βを64秒に設定したままの状態において、信頼度閾値γを低くしたことを意味する。
すなわち、上述のインコヒーレント時間設定プログラム122によって、信頼度閾値γを維持しつつ所定の時間経過を待たずに高感度モードに移行した上で、所定時間内に測位位置Q1を算出することができない場合に初めて、信頼度閾値γを低くすることができるのである。
これにより、ドリフト誤差DRe及び電波S1等の受信状態に応じて、高感度モードにける精度の高い測位位置Q1の算出が可能になるとともに、精度は低いが測位位置Q1の算出の可能性を向上させることもできる。
また、例えば、通常モードにおいて、24秒(s)が経過するか、又は、4秒間のインコヒーレントのすべてのステップ(図5(c)参照)が終了したにも関わらず、測位位置Q1が算出されていない場合には、信頼度閾値γを0.4に変更する。このとき、制御部100は、上述のインコヒーレント時間設定プログラム122に基づいて、インコヒーレント時間βを24秒に設定する。これは、通常モードから、第1高感度モードに移行することを意味する。これにより、精度は比較的低いが、測位位置Q1を算出することができる可能性が向上する。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a reliability threshold setting program 124 in the first storage unit 110. The reliability threshold setting program 124 is a program for the control unit 100 to set the reliability threshold γ (see FIG. 8). The reliability threshold setting program 124 and the control unit 100 are an example of a signal strength threshold setting unit.
Specifically, the control unit 100 sets the reliability threshold value γ to be low when the positioning position Q1 is not calculated within a predetermined time.
For example, in the second high sensitivity mode in which the incoherent time β is set to 64 seconds and the reliability threshold γ is set to 0.7, if the positioning position Q1 cannot be calculated even after 128 seconds (s), the reliability The threshold value γ is changed to 0.2, and the mode shifts to the third high sensitivity mode. The transition from the second high sensitivity mode to the third high sensitivity mode means that the reliability threshold value γ is lowered in a state where the incoherent time β is set to 64 seconds.
That is, the above-mentioned incoherent time setting program 122 cannot calculate the positioning position Q1 within a predetermined time after shifting to the high sensitivity mode without waiting for a predetermined time while maintaining the reliability threshold γ. For the first time, the reliability threshold γ can be lowered.
Accordingly, it is possible to calculate the positioning position Q1 with high accuracy in the high sensitivity mode according to the reception state of the drift error DRe and the radio wave S1, and improve the possibility of calculating the positioning position Q1 with low accuracy. It can also be made.
Further, for example, in the normal mode, the positioning position Q1 is calculated even though 24 seconds (s) has elapsed or all the steps of incoherent for 4 seconds (see FIG. 5C) have been completed. If not, the reliability threshold γ is changed to 0.4. At this time, the control unit 100 sets the incoherent time β to 24 seconds based on the incoherent time setting program 122 described above. This means shifting from the normal mode to the first high sensitivity mode. Thereby, although the accuracy is relatively low, the possibility that the positioning position Q1 can be calculated is improved.

端末20は、上述のように構成されている。
端末20は、インコヒーレント時間βとして、起動当初の設定である4秒(s)よりも長い時間として規定される24秒(s)を設定することができ、さらに、24秒(s)よりも長い時間として規定される64秒(s)を設定することができる。
インコヒーレント時間βが長いほど、相関処理においてC/Aコードをノイズと明確に区別することができる。これは、信号強度が微弱である場合に特に有効である。ここで、ドリフト誤差DReが大きい場合には、受信したC/Aコードの周波数とレプリカC/Aコードの周波数が乖離するから、インコヒーレント時間βを長くした場合の感度向上の程度が小さくなる。
この点、端末20は、端末20の基準発振器のドリフト誤差DReに基づいて、インコヒーレント時間βを設定する構成となっているから、インコヒーレント時間βを長くすることによって、確実に感度を向上させることができる。
また、端末20は、信頼度閾値γとして、起動当初の設定である0.7よりも低い信号強度閾値として規定される0.4を設定することができ、さらに、0.4よりも低い信号強度閾値として規定される0.2を設定することができる。
信号強度が微弱である場合に、インコヒーレント時間βを長く設定したうえで、信号強度閾値γを高く設定すると、精度良く測位を行うことができる。
また、信号強度が微弱である場合に、現状の信号強度閾値γにおいては、その信号強度閾値γに達せず、測位位置Q1を算出することができない場合がある。ここで、信号強度閾値γを低く設定すれば、位置精度は劣化するが、測位位置Q1を算出することができる可能性が向上する。
また、端末20は、信号強度が強い場合には、例えば、インコヒーレント時間βとして4秒を使用し、信号強度閾値γとして0.7を使用することによって、迅速かつ精度の高い測位を行うことができる。
上述のように、端末20は、インコヒーレント時間βと信号強度閾値γを別々に変更乃至は設定することができるから、ドリフト誤差Dre及び信号強度に応じた速度及び精度において、測位することができる。
これにより、微弱な信号強度の測位基礎符号を使用することができ、かつ、信号強度の微弱さの程度に応じた速度及び精度において測位することができる。
The terminal 20 is configured as described above.
The terminal 20 can set, as the incoherent time β, 24 seconds (s) defined as a time longer than the initial setting of 4 seconds (s), and more than 24 seconds (s). 64 seconds (s), which is defined as a long time, can be set.
The longer the incoherent time β, the clearer the C / A code can be distinguished from noise in the correlation process. This is particularly effective when the signal strength is weak. Here, when the drift error DRe is large, the frequency of the received C / A code and the frequency of the replica C / A code are different from each other. Therefore, the degree of improvement in sensitivity when the incoherent time β is increased is small.
In this respect, since the terminal 20 is configured to set the incoherent time β based on the drift error DRe of the reference oscillator of the terminal 20, the sensitivity is surely improved by increasing the incoherent time β. be able to.
Further, the terminal 20 can set 0.4, which is defined as a signal strength threshold lower than 0.7, which is the initial setting, as the reliability threshold γ, and a signal lower than 0.4. 0.2 defined as the intensity threshold can be set.
When the signal intensity is weak, positioning can be performed with high accuracy by setting the incoherent time β long and setting the signal intensity threshold γ high.
Further, when the signal strength is weak, the current signal strength threshold γ may not reach the signal strength threshold γ, and the positioning position Q1 may not be calculated. Here, if the signal strength threshold γ is set low, the position accuracy is degraded, but the possibility that the positioning position Q1 can be calculated is improved.
In addition, when the signal strength is strong, the terminal 20 performs quick and accurate positioning by using, for example, 4 seconds as the incoherent time β and 0.7 as the signal strength threshold γ. Can do.
As described above, since the terminal 20 can change or set the incoherent time β and the signal strength threshold γ separately, the terminal 20 can perform positioning at a speed and accuracy according to the drift error Dre and the signal strength. .
As a result, a positioning basic code with weak signal strength can be used, and positioning can be performed at a speed and accuracy according to the degree of weakness of signal strength.

上述のように、インコヒーレント時間βを長く設定するほど感度は向上するが、測位位置Q1の算出までの時間が長くかかる。一方、信号強度閾値γを高く設定するほど測位位置Q1の精度は向上するが、測位位置Q1を算出することができない可能性が大きくなる。
この点、端末20は、例えば、C/Aコードの受信状態や、使用者による要求に応じて、適宜、インコヒーレント時間βと信号強度閾値γとを組み合わせて測位することができる。
As described above, the longer the incoherent time β is set, the more the sensitivity is improved, but it takes a longer time to calculate the positioning position Q1. On the other hand, as the signal strength threshold γ is set higher, the accuracy of the positioning position Q1 is improved, but the possibility that the positioning position Q1 cannot be calculated increases.
In this regard, the terminal 20 can perform positioning by combining the incoherent time β and the signal strength threshold γ as appropriate in accordance with, for example, the reception state of the C / A code or a request from the user.

また、端末20は、インコヒーレント時間βを所定の時間に設定した状態において、信号強度閾値γを変更可能に構成されている。
このため、端末20は、インコヒーレント時間βを所定の時間に設定した状態において、測位位置Q1が算出できない場合には、信号強度閾値γを段階的に低下させることによって、精度を確保しつつ、測位位置Q1の算出を可能にすることができる。
以下、図11を使用して、端末20の動作例を説明する。
Further, the terminal 20 is configured to be able to change the signal strength threshold γ in a state where the incoherent time β is set to a predetermined time.
For this reason, in a state where the incoherent time β is set to a predetermined time and the positioning position Q1 cannot be calculated, the terminal 20 reduces the signal strength threshold γ stepwise to ensure accuracy, It is possible to calculate the positioning position Q1.
Hereinafter, an operation example of the terminal 20 will be described with reference to FIG.

図11は、端末20の動作例を示す概略フローチャートである。
まず、端末20は、通常モードを開始する(図11のステップST1)。このステップST1は、測位開始ステップの一例である。
続いて、端末20は、ドリフトDRを算出する(ステップST2)。このステップST2は、ドリフト算出ステップの一例である。
FIG. 11 is a schematic flowchart illustrating an operation example of the terminal 20.
First, the terminal 20 starts a normal mode (step ST1 in FIG. 11). This step ST1 is an example of a positioning start step.
Subsequently, the terminal 20 calculates the drift DR (step ST2). This step ST2 is an example of a drift calculation step.

続いて、端末20は、ドリフト誤差を算出する(ステップST3)。このステップST3は、ドリフト誤差算出ステップの一例である。
続いて、端末20は、ドリフト誤差DReが、±50ヘルツ(Hz)以内か否かを判断する(ステップST4)。このステップST4は、ドリフト誤差評価ステップの一例である。
Subsequently, the terminal 20 calculates a drift error (step ST3). This step ST3 is an example of a drift error calculating step.
Subsequently, the terminal 20 determines whether or not the drift error DRe is within ± 50 hertz (Hz) (step ST4). This step ST4 is an example of a drift error evaluation step.

端末20は、ステップST4において、ドリフト誤差DReが、±50ヘルツ(Hz)以内であると判断すると、インコヒーレント時間βを64秒(s)に変更する(ステップ5)。このステップST5は、積算時間延長ステップの一例である。   When determining that the drift error DRe is within ± 50 hertz (Hz) in step ST4, the terminal 20 changes the incoherent time β to 64 seconds (s) (step 5). This step ST5 is an example of an integration time extension step.

続いて、端末20は、128秒(s)経過したか否かを判断する(ステップST6)。
ステップST6において、端末20が128秒(s)経過したと判断すると、測位位置Q1を算出したか否かを判断する(ステップST7)。ステップST7においては、インコヒーレント時間βを64秒(s)に変更してから現在時刻までの間に、測位位置Q1が算出されたか否かを判断する。
Subsequently, the terminal 20 determines whether 128 seconds (s) have elapsed (step ST6).
If it is determined in step ST6 that the terminal 20 has passed 128 seconds (s), it is determined whether or not the positioning position Q1 has been calculated (step ST7). In step ST7, it is determined whether or not the positioning position Q1 has been calculated between the change of the incoherent time β to 64 seconds (s) and the current time.

端末20は、ステップST7において、測位位置Q1が算出されていると判断すると、再びステップST6以下を繰り返す。
これに対して、端末20は、ステップST7において、測位位置Q1が算出されていないと判断すると、信頼度閾値γを0.2に変更する(ステップST8)。このステップST8は、信号強度閾値変更ステップの一例である。
When determining that the positioning position Q1 is calculated in step ST7, the terminal 20 repeats step ST6 and subsequent steps again.
On the other hand, when determining that the positioning position Q1 is not calculated in step ST7, the terminal 20 changes the reliability threshold value γ to 0.2 (step ST8). This step ST8 is an example of a signal strength threshold value changing step.

続いて、端末20は、トラッキングしているGPS衛星数が3個以上で、かつ、平均の信号強度が−154dBm以上であるという通常モード移行条件を満たすか否かを判断する(ステップST9)。
ステップST9において、端末20が、通常モード移行条件を満たさないと判断した場合には、ステップST6以下を繰り返す。端末20は、2度目以降のステップST6においては、前回測位位置Q1を算出してからの経過時間を判断する。
これに対して、ステップST9において、端末20が、通常モード移行条件を満たすと判断した場合には、ステップST1以下を繰り返す。
Subsequently, the terminal 20 determines whether or not the normal mode transition condition is satisfied that the number of GPS satellites being tracked is 3 or more and the average signal strength is −154 dBm or more (step ST9).
If the terminal 20 determines in step ST9 that the normal mode transition condition is not satisfied, step ST6 and subsequent steps are repeated. In step ST6 after the second time, the terminal 20 determines an elapsed time since the previous positioning position Q1 was calculated.
On the other hand, if the terminal 20 determines in step ST9 that the normal mode transition condition is satisfied, step ST1 and the subsequent steps are repeated.

上述の、ステップST4において、端末20が、ドリフト誤差DReが±50ヘルツ(Hz)以内ではないと判断すると、通常モードを継続する(ステップST5A)。   When the terminal 20 determines that the drift error DRe is not within ± 50 hertz (Hz) in step ST4 described above, the normal mode is continued (step ST5A).

続いて、端末20は、24秒(s)経過したか、又は、4秒積算(インコヒーレント)のすべてのステップ(図5(c)参照)が終了したか否かを判断する(ステップST6A)。ここで、相関処理は、推定周波数Aを中心として、各周波数ステップ(図5(c)参照)ごとに、C/AコードとレプリカC/Aコードとの相関をとっていくため、第1回目のステップで信頼度閾値γ以上になれば最初の4秒で測位が完了する。これに対して、第6回目以降のすべてのステップを完了しても信頼度閾値γ以上にならない場合もある。
ステップST6Aにおいて、端末20が24秒(s)経過したか、又は、4秒積算の全ステップが終了したと判断すると、測位位置Q1を算出したか否かを判断する(ステップST7A)。ステップST7Aにおいては、通常モードを開始してから現在時刻までに、測位位置Q1が算出されたか否かを判断する。
Subsequently, the terminal 20 determines whether 24 seconds (s) has elapsed or whether all the steps of 4-second integration (incoherent) (see FIG. 5C) have been completed (step ST6A). . Here, since the correlation process takes the correlation between the C / A code and the replica C / A code for each frequency step (see FIG. 5C) around the estimated frequency A, the first time If the reliability threshold value γ is exceeded in this step, positioning is completed in the first 4 seconds. On the other hand, even if all the steps after the sixth time are completed, the reliability threshold γ may not be exceeded.
If it is determined in step ST6A that the terminal 20 has passed 24 seconds (s) or all steps of 4-second integration have been completed, it is determined whether or not the positioning position Q1 has been calculated (step ST7A). In step ST7A, it is determined whether or not the positioning position Q1 has been calculated from the start of the normal mode to the current time.

端末20は、ステップST7Aにおいて、測位位置Q1が算出されていると判断すると、再びステップST6A以下を繰り返す。端末20は、2度目のステップST6Aにおいては、前回測位位置Q1を算出してからの経過時間及び4秒積算の全ステップが終了したかを判断する。
これに対して、端末20は、ステップST7Aにおいて、測位位置Q1が算出されていないと判断すると、インコヒーレント時間βを24秒(s)に変更し、信頼度閾値γを0.4に変更する(ステップST8A)。
When determining that the positioning position Q1 is calculated in step ST7A, the terminal 20 repeats step ST6A and subsequent steps again. In the second step ST6A, the terminal 20 determines whether the elapsed time since the previous positioning position Q1 was calculated and whether all the steps of 4-second integration have been completed.
On the other hand, when determining in step ST7A that the positioning position Q1 has not been calculated, the terminal 20 changes the incoherent time β to 24 seconds (s) and changes the reliability threshold γ to 0.4. (Step ST8A).

続いて、端末20は、トラッキングしているGPS衛星数が3個以上で、かつ、平均の信号強度が−154dBm以上であるという通常モード移行条件を満たすか否かを判断する(ステップST9A)。
ステップST9Aにおいて、端末20が、通常モード移行条件を満たさないと判断した場合には、ステップST6A以下を繰り返す。
これに対して、ステップST9Aにおいて、端末20が、通常モード移行条件を満たすと判断した場合には、ステップST1以下を繰り返す。
Subsequently, terminal 20 determines whether or not the normal mode transition condition is satisfied that the number of GPS satellites being tracked is three or more and the average signal strength is −154 dBm or more (step ST9A).
In Step ST9A, when the terminal 20 determines that the normal mode transition condition is not satisfied, Step ST6A and the subsequent steps are repeated.
On the other hand, when the terminal 20 determines in step ST9A that the normal mode transition condition is satisfied, step ST1 and the subsequent steps are repeated.

上述のステップによって、微弱な信号強度の測位基礎符号を使用することができ、かつ、信号強度の微弱さの程度に応じた速度及び精度において測位することができる。   By the above-described steps, a positioning basic code having a weak signal strength can be used, and positioning can be performed at a speed and accuracy according to the degree of weakness of the signal strength.

(変形例)
端末20は、図12に示す方法によって、ドリフトDRを算出してもよい。
例えば、通信基地局から高精度の1秒パルスの高いタイミング信号TM1を受信し、端末20が発生する1秒パルスのタイミング信号TM2とのタイミング差分を算出し、このタイミング差分をドリフトDRとしてもよい。例えば、GPS衛星12a等からの電波S1等を使用してタイミング信号TM1をGPS衛星12a等の時間精度と同等の精度を有する1秒パルスの信号に維持すれば、このタイミング信号TM1を基準として、端末20のタイミング信号TM2のドリフトDRを算出することができる。
また、端末20は、図13のステップST41に示すように、ステップST4の後に、GPS衛星数が3個以上で、かつ、信号強度が−154dBm以上であるかを判断するようにしてもよい。
ステップST41において、端末20が、GPS衛星数が3個以上で、かつ、信号強度が−154dBm以上であると判断した場合には、インコヒーレント時間βを延長することなく、通常モードを継続する(図13のステップST5A)。
これに対して、ステップST41において、端末20が、GPS衛星数が3個以上で、かつ、信号強度が−154dBm以上ではないと判断した場合には、インコヒーレント時間βを延長する(ステップST5)。
(Modification)
The terminal 20 may calculate the drift DR by the method shown in FIG.
For example, a timing signal TM1 with a high-accuracy 1-second pulse is received from the communication base station, a timing difference with the 1-second pulse timing signal TM2 generated by the terminal 20 is calculated, and this timing difference may be used as the drift DR. . For example, if the timing signal TM1 is maintained as a 1-second pulse signal having an accuracy equivalent to the time accuracy of the GPS satellite 12a using the radio wave S1 from the GPS satellite 12a, the timing signal TM1 is used as a reference. The drift DR of the timing signal TM2 of the terminal 20 can be calculated.
Further, as shown in step ST41 of FIG. 13, the terminal 20 may determine whether the number of GPS satellites is 3 or more and the signal strength is −154 dBm or more after step ST4.
In step ST41, when the terminal 20 determines that the number of GPS satellites is 3 or more and the signal intensity is −154 dBm or more, the normal mode is continued without extending the incoherent time β ( Step ST5A in FIG. 13).
On the other hand, in step ST41, when the terminal 20 determines that the number of GPS satellites is 3 or more and the signal strength is not -154 dBm or more, the incoherent time β is extended (step ST5). .

これにより、ドリフト誤差Dreが±50ヘルツ(Hz)の範囲であっても、GPS衛星数が3個以上で、かつ、信号強度が−154dBm以上である場合には、通常モードで測位位置Q1を算出することができる可能性が大きいから、迅速に高精度の測位位置Q1を算出することができる通常モードを維持することができる。   Thus, even if the drift error Dre is in the range of ± 50 hertz (Hz), if the number of GPS satellites is 3 or more and the signal strength is -154 dBm or more, the positioning position Q1 is set in the normal mode. Since there is a high possibility of being able to calculate, it is possible to maintain the normal mode in which the highly accurate positioning position Q1 can be calculated quickly.

本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
また、例えば、インコヒーレント時間βを4秒(s)から24秒へ変更すること、24秒から64秒へ変更すること、24秒から4秒へ変更すること、64秒から24秒へ変更すること、64秒から4秒へ変更すること、を可能にしてもよい。これにより、信号S1等の受信状態や、使用者の要求に応じた測位速度及び測位精度を実現することができる。
The present invention is not limited to the embodiments described above. Furthermore, the above-described embodiments may be combined with each other.
For example, the incoherent time β is changed from 4 seconds (s) to 24 seconds, changed from 24 seconds to 64 seconds, changed from 24 seconds to 4 seconds, and changed from 64 seconds to 24 seconds. It may be possible to change from 64 seconds to 4 seconds. Thereby, the receiving state of the signal S1 and the like, and the positioning speed and positioning accuracy according to the user's request can be realized.

本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。It is the schematic which shows the terminal etc. of embodiment of this invention. 端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the main hardware constitutions of a terminal. GPS装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a GPS apparatus. 端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the main software structures of a terminal. 測位方法の説明図である。It is explanatory drawing of a positioning method. 測位方法の説明図である。It is explanatory drawing of a positioning method. 測位方法の説明図である。It is explanatory drawing of a positioning method. 測位プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of a positioning program. ドリフト算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of a drift calculation program. ドリフト誤差算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of a drift error calculation program. 端末の動作例を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows the operation example of a terminal. ドリフトの算出方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the calculation method of a drift. 端末の動作例を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows the operation example of a terminal.

符号の説明Explanation of symbols

12a,12b,12c,12d・・・GPS衛星、20・・・端末、32・・・GPS装置、50・・・通信基地局、112・・・測位プログラム、114・・・測位位置出力プログラム、116・・・ドリフト算出プログラム、118・・・ドリフト誤差算出プログラム、120・・・ドリフト誤差評価プログラム、122・・・インコヒーレント時間設定プログラム、124・・・信頼度閾値設定プログラム   12a, 12b, 12c, 12d ... GPS satellite, 20 ... terminal, 32 ... GPS device, 50 ... communication base station, 112 ... positioning program, 114 ... positioning position output program, 116 ... Drift calculation program, 118 ... Drift error calculation program, 120 ... Drift error evaluation program, 122 ... Incoherent time setting program, 124 ... Reliability threshold setting program

Claims (8)

発信源から測位基礎符号を受信して、コヒーレントとインコヒーレントとからなる相関処理を行って、現在位置を測位する測位装置であって、
前記インコヒーレントを実施する積算時間である第1積算時間と、
前記第1積算時間よりも長い積算時間として規定される第2積算時間と、
前記第2積算時間よりも長い積算時間として規定される第3積算時間と、
を設定する積算時間設定手段と、
前記測位基礎符号の位相を決定することができる信号強度閾値として規定される第1信号強度閾値と、
前記第1信号強度閾値よりも低い信号強度閾値として規定される第2信号強度閾値と、
前記第2信号強度閾値よりも低い信号強度閾値として規定される第3信号強度閾値と、
を設定する信号強度閾値設定手段と、
を有し、
前記積算時間設定手段は、前記測位装置の基準発振器のドリフト誤差に基づいて、前記積算時間を設定する構成となっていることを特徴とする測位装置。
A positioning device that receives a positioning basic code from a transmission source, performs a correlation process including coherent and incoherent, and positions a current position,
A first accumulated time which is an accumulated time for performing the incoherent;
A second accumulated time defined as an accumulated time longer than the first accumulated time;
A third integrated time defined as an integrated time longer than the second integrated time;
Integration time setting means for setting
A first signal strength threshold defined as a signal strength threshold capable of determining a phase of the positioning base code;
A second signal strength threshold defined as a signal strength threshold lower than the first signal strength threshold;
A third signal strength threshold defined as a signal strength threshold lower than the second signal strength threshold;
A signal strength threshold setting means for setting
Have
The positioning device, wherein the integrated time setting means sets the integrated time based on a drift error of a reference oscillator of the positioning device.
各前記積算時間のいずれかと、各前記信号強度閾値のいずれかを組み合わせる構成となっていることを特徴とする請求項1に記載の測位装置。   The positioning device according to claim 1, wherein any one of the accumulated times and any one of the signal intensity thresholds are combined. 各前記積算時間を設定した状態において、前記信号強度閾値を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の測位装置。   The positioning device according to claim 1, wherein the signal intensity threshold is changeable in a state in which each integrated time is set. 前記第1積算時間から前記第2積算時間への変更と、前記第1積算時間から前記第3積算時間への変更と、前記第2積算時間から前記第3積算時間への変更と、前記第2積算時間から前記第1積算時間への変更と、前記第3積算時間から前記第2積算時間への変更と、前記第3積算時間から前記第1積算時間への変更とが可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の測位装置。   A change from the first integration time to the second integration time; a change from the first integration time to the third integration time; a change from the second integration time to the third integration time; It is possible to change from 2 accumulated time to the first accumulated time, change from the 3rd accumulated time to the second accumulated time, and change from the 3rd accumulated time to the first accumulated time. The positioning device according to any one of claims 1 to 3, wherein the positioning device is provided. 前記第1積算時間と前記第1信号強度閾値を使用して測位する通常モードと、
前記第2積算時間と前記第2信号強度閾値を使用して測位する第1高感度モードと、
前記第3積算時間と前記第1信号強度閾値を使用して測位する第2高感度モードと、
前記第3積算時間と前記第3信号強度閾値を使用して測位する第3高感度モードと、
を実行可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の測位装置。
A normal mode for positioning using the first integration time and the first signal strength threshold;
A first high sensitivity mode for positioning using the second integration time and the second signal strength threshold;
A second high sensitivity mode for positioning using the third integration time and the first signal strength threshold;
A third high sensitivity mode for positioning using the third integration time and the third signal strength threshold;
The positioning device according to claim 1, wherein the positioning device is configured to be executable.
前記通常モードから、前記第1高感度モード又は前記第2高感度モードへ移行可能に構成されており、
前記第2高感度モードから前記第3高感度モードへ移行可能に構成されていることを特徴とする請求項5に記載の測位装置。
The normal mode is configured to be able to shift to the first high sensitivity mode or the second high sensitivity mode,
The positioning device according to claim 5, wherein the positioning device is configured to be able to shift from the second high sensitivity mode to the third high sensitivity mode.
発信源から測位基礎符号を受信して、コヒーレントとインコヒーレントとからなる相関処理を行って、現在位置を測位する測位装置が、測位を開始する測位開始ステップと、
前記測位装置が、前記測位装置の基準発振器のドリフトを算出するドリフト算出ステップと、
前記測位装置が、前記ドリフトの誤差であるドリフト誤差を算出するドリフト誤差算出ステップと、
前記測位装置が、前記ドリフト誤差が、予め規定した誤差許容範囲内か否かを判断するドリフト誤差評価ステップと、
前記測位装置が、前記ドリフト誤差評価ステップにおいて、前記ドリフト誤差が前記誤差許容範囲内であると判断した場合に、前記インコヒーレントを実施する積算時間を延長する積算時間延長ステップと、
前記測位装置が、予め規定した規定時間内に測位が完了しない場合に、前記測位基礎符号の位相を決定することができる信号強度閾値を低くする信号強度閾値変更ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
A positioning device that receives a positioning basic code from a transmission source, performs a correlation process including coherent and incoherent, and positions a current position, a positioning start step for starting positioning,
A drift calculating step in which the positioning device calculates a drift of a reference oscillator of the positioning device;
A drift error calculating step in which the positioning device calculates a drift error that is an error of the drift; and
A drift error evaluation step in which the positioning device determines whether the drift error is within a predefined error tolerance; and
In the drift error evaluation step, when the positioning apparatus determines that the drift error is within the allowable error range, an integration time extension step of extending an integration time for performing the incoherence;
A signal strength threshold value changing step for lowering a signal strength threshold value that can determine the phase of the positioning basic code when the positioning device does not complete positioning within a prescribed time defined in advance;
A method for controlling a positioning device, comprising:
コンピュータに、
発信源から測位基礎符号を受信して、コヒーレントとインコヒーレントとからなる相関処理を行って、現在位置を測位する測位装置が、測位を開始する測位開始ステップと、
前記測位装置が、前記測位装置の基準発振器のドリフトを算出するドリフト算出ステップと、
前記測位装置が、前記ドリフトの誤差であるドリフト誤差を算出するドリフト誤差算出ステップと、
前記測位装置が、前記ドリフト誤差が、予め規定した誤差許容範囲内か否かを判断するドリフト誤差評価ステップと、
前記測位装置が、前記ドリフト誤差評価ステップにおいて、前記ドリフト誤差が前記誤差許容範囲内であると判断した場合に、前記インコヒーレントを実施する積算時間を延長する積算時間延長ステップと、
前記測位装置が、予め規定した規定時間内に測位が完了しない場合に、前記測位基礎符号の位相を決定することができる信号強度閾値を低くする信号強度閾値変更ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
On the computer,
A positioning device that receives a positioning basic code from a transmission source, performs a correlation process including coherent and incoherent, and positions a current position, a positioning start step for starting positioning,
A drift calculating step in which the positioning device calculates a drift of a reference oscillator of the positioning device;
A drift error calculating step in which the positioning device calculates a drift error that is an error of the drift; and
A drift error evaluation step in which the positioning device determines whether the drift error is within a predefined error tolerance; and
In the drift error evaluation step, when the positioning apparatus determines that the drift error is within the allowable error range, an integration time extension step of extending an integration time for performing the incoherence;
A signal strength threshold value changing step for lowering a signal strength threshold value that can determine the phase of the positioning basic code when the positioning device does not complete positioning within a prescribed time defined in advance;
A control program for a positioning device, characterized in that
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012522219A (en) * 2009-03-24 2012-09-20 クゥアルコム・インコーポレイテッド How to improve battery life
KR20180090530A (en) * 2017-02-03 2018-08-13 한국항공우주연구원 Weak Signals Processing Technique for Global Navigation Satellite System Receiver
CN111965680A (en) * 2020-07-01 2020-11-20 浙江大华技术股份有限公司 Method and device for filtering GPS drift point, electronic equipment and storage medium

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012522219A (en) * 2009-03-24 2012-09-20 クゥアルコム・インコーポレイテッド How to improve battery life
KR20180090530A (en) * 2017-02-03 2018-08-13 한국항공우주연구원 Weak Signals Processing Technique for Global Navigation Satellite System Receiver
KR101915959B1 (en) 2017-02-03 2019-01-30 한국항공우주연구원 Weak Signals Processing Technique for Global Navigation Satellite System Receiver
CN111965680A (en) * 2020-07-01 2020-11-20 浙江大华技术股份有限公司 Method and device for filtering GPS drift point, electronic equipment and storage medium
CN111965680B (en) * 2020-07-01 2023-04-07 浙江大华技术股份有限公司 Method and device for filtering GPS drift point, electronic equipment and storage medium

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