JP2014041025A - Multi-path estimation device, multi-path detection device, gnss receiver, multi-path estimation method, information terminal appliance and multi-path estimation program - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、GNSS(全地球測位システム:Global Navigation Satellite System)信号を衛星から受信する際に発生するマルチパス信号に関する推定を行なうマルチパス推定装置、マルチパス信号を検出するためのマルチパス検出装置、マルチパス推定方法及びマルチパス推定プログラム並びにそれらが適用されるGNSS受信機及び情報端末機器に関する。 The present invention relates to a multipath estimation device for estimating a multipath signal generated when a GNSS (Global Navigation Satellite System) signal is received from a satellite, and a multipath detection device for detecting a multipath signal. The present invention relates to a multipath estimation method, a multipath estimation program, a GNSS receiver and an information terminal device to which they are applied.
全地球測位システムに用いられる複数の衛星から送信されるGNSS信号などは、測位のために、C(Coarse)/A(Acquisition)コード等の擬似雑音コード(PRNコード:Pseudo Random Noise code)で位相変調されている。各衛星には、衛星固有のPRNコードが割り当てられているため、復調されたGNSS信号のPRNコードから衛星を特定して、特定された衛星までの擬似距離を知ることができる。そのため、特定された衛星を基準としてGNSS信号を受信したGNSS受信機の位置を測位することができる。このようなGNSS受信機は、例えばカーナビゲーション装置や携帯電話機などに内蔵されて、これらの機器の位置を測位する測位システムを構成する。 GNSS signals transmitted from multiple satellites used in the global positioning system are phased with pseudo-noise codes (PRN codes) such as C (Coarse) / A (Acquisition) codes for positioning. It is modulated. Since each satellite is assigned a PRN code unique to the satellite, the satellite can be identified from the PRN code of the demodulated GNSS signal, and the pseudorange to the identified satellite can be known. Therefore, it is possible to determine the position of the GNSS receiver that has received the GNSS signal with reference to the specified satellite. Such a GNSS receiver is built in, for example, a car navigation device or a mobile phone, and constitutes a positioning system that measures the position of these devices.
衛星を特定して擬似距離を知るために、GNSS受信機では、例えば、受信したいGNSS信号のC/Aコードのレプリカコードが生成される。そして、GNSS信号から復調されたC/Aコードとレプリカコードとの相関演算を行ない、相関値が最大になるレプリカコードの先頭のコード位相オフセット値を見つけて、相関値のピーク(追尾点)をトラッキングする。 In order to identify the satellite and know the pseudorange, the GNSS receiver generates, for example, a replica code of the C / A code of the GNSS signal to be received. Then, a correlation operation between the C / A code demodulated from the GNSS signal and the replica code is performed, a code phase offset value at the head of the replica code having the maximum correlation value is found, and a peak (tracking point) of the correlation value is obtained. To track.
しかし、特許文献1(特開2009−159261号公報)に記載されているように、GNSS受信機で受信するGNSS信号には、衛星から直接送信されてきたものばかりでなく、直接波が建物で反射したりして生じた反射波や回折波などの間接波も含まれる。ダイレクトパス以外の経路(多経路)を通ってきたこれらの間接波がマルチパス信号であるから、マルチパス信号にもGNSS信号と同じC/Aコードが含まれている。そのため、ダイレクトパスを通って直接受信されるGNSS信号にマルチパス信号が重畳されると、C/Aコードとレプリカコードによる自己相関関数に歪みが生じ、追尾点のコード位相オフセット値に位相誤差が生じる。この位相誤差によって擬似距離に誤差が生じて、測位精度が低下する。 However, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-159261), the GNSS signal received by the GNSS receiver is not only transmitted directly from the satellite, but also a direct wave is transmitted from the building. Indirect waves such as reflected waves and diffracted waves generated by reflection are also included. Since these indirect waves that have passed through paths other than the direct path (multipath) are multipath signals, the multipath signal also includes the same C / A code as the GNSS signal. Therefore, when a multipath signal is superimposed on a GNSS signal received directly through the direct path, the autocorrelation function of the C / A code and the replica code is distorted, and a phase error occurs in the code phase offset value at the tracking point. Arise. This phase error causes an error in the pseudorange, and the positioning accuracy is lowered.
直接受信されるGNSS信号のC/Aコードの位相も変化するため、マルチパス信号の有無を検出することは難しい。しかし、マルチパス信号の有無が判別できれば、マルチパス信号を生じていないGNSS信号を使ったり、測位演算においてマルチパス信号が生じているGNSS信号の演算における重みを小さくしたりすることによって、測位精度を向上させることができる。 Since the phase of the C / A code of the directly received GNSS signal also changes, it is difficult to detect the presence or absence of a multipath signal. However, if the presence or absence of a multipath signal can be determined, positioning accuracy can be obtained by using a GNSS signal that does not generate a multipath signal or by reducing the weight in the calculation of a GNSS signal that generates a multipath signal in the positioning calculation. Can be improved.
この発明の目的は、コンシューマ向けの安価なGNSS受信機などの機器にマルチパス信号を検出する機能を付加することのできる、必要とするハードウェア資源やソフトウェア資源が小さいマルチパス推定装置、マルチパス検出装置、マルチパス推定方法、及びマルチパス推定プログラムを提供することであり、それらが適用されたGNSS受信機及び情報機器端末を提供することである。 An object of the present invention is to add a multipath signal detection function to a device such as an inexpensive GNSS receiver for consumers, which requires a multipath estimation device and multipath that require less hardware resources and software resources. It is to provide a detection apparatus, a multipath estimation method, and a multipath estimation program, and to provide a GNSS receiver and an information equipment terminal to which they are applied.
本発明に係るマルチパス推定装置は、擬似雑音コードを用いて変調されたGNSS信号のマルチパス信号についての推定を行なうマルチパス推定装置であって、擬似雑音コードの位相に対応する位相を持つプロンプトレプリカコード、並びにプロンプトレプリカコードに対して第1位相進んだ第1アーリレプリカコード、第1位相遅れた第1レイトレプリカコード、第2位相進んだ第2アーリレプリカコード、及び第2位相遅れた第2レイトレプリカコードを生成するレプリカコード生成部と、レプリカコード生成部が生成した各レプリカコードと擬似雑音コードとをそれぞれ相関処理して各相関値を算出する相関処理部と、各レプリカコードの位相量および各レプリカコードの位相に対応する各相関値を用いて近似される4次以上の多項式における所定項の係数値を用いてマルチパス信号の信号強度および/又は位相に関する推定を行う推定部とを備えるものである。 A multipath estimation apparatus according to the present invention is a multipath estimation apparatus that estimates a multipath signal of a GNSS signal modulated using a pseudo noise code, and has a prompt having a phase corresponding to the phase of the pseudo noise code. A replica code, a first early replica code that is advanced by a first phase relative to a prompt replica code, a first late replica code that is delayed by a first phase, a second early replica code that is advanced by a second phase, and a second that is delayed by a second phase A replica code generating unit that generates a two-rate replica code, a correlation processing unit that correlates each replica code and pseudo-noise code generated by the replica code generating unit to calculate each correlation value, and a phase of each replica code 4th order or higher order polynomials approximated using each correlation value corresponding to the quantity and phase of each replica code Those comprising an estimation unit for estimating about signal strength and / or phase of the multipath signal by using the coefficient values of the definitive predetermined section.
また、本発明に係るマルチパス検出装置は、上述のマルチパス推定装置と、係数値を用いてマルチパス信号の有無を検出する検出部とを備えるものである。 A multipath detection apparatus according to the present invention includes the above-described multipath estimation apparatus and a detection unit that detects the presence / absence of a multipath signal using coefficient values.
また、本発明に係るGNSS受信機は、擬似雑音コードを用いて変調されたGNSS信号を受信するアンテナと、GNSS信号をダウンコンバートし、AD変換して擬似雑音コードを含むデジタル受信データを出力する高周波処理部と、擬似雑音コードに基づいて得られる擬似距離から測位演算を行う測位部と、高周波処理部が出力するデジタル受信データからマルチパス信号の有無を検出する、上述のマルチパス検出装置と、を備え、測位部は、マルチパス検出装置が検知したマルチパス信号の信号強度および/又は位相に応じて測位演算を適正化するよう構成されている。 The GNSS receiver according to the present invention also receives an antenna that receives a GNSS signal modulated using a pseudo-noise code, down-converts the GNSS signal, performs AD conversion, and outputs digital received data including the pseudo-noise code. A high-frequency processing unit, a positioning unit that performs a positioning calculation from a pseudo distance obtained based on a pseudo-noise code, and the above-described multi-path detection device that detects the presence or absence of a multi-path signal from digital reception data output from the high-frequency processing unit; The positioning unit is configured to optimize the positioning calculation according to the signal strength and / or phase of the multipath signal detected by the multipath detection device.
また、本発明に係る情報機器端末は、上述のGNSS受信機と、GNSS受信機が行う測位演算によって得られる測位情報に基づく表示を行なう表示装置とを備えるものである。 An information equipment terminal according to the present invention includes the above-described GNSS receiver and a display device that performs display based on positioning information obtained by positioning calculation performed by the GNSS receiver.
本発明のマルチパス推定装置、マルチパス検出装置、GNSS受信機及び情報機器端末は、ハードウェア資源としては、レプリカコード生成部と相関処理部と推定部とを備えている。これらのうち、レプリカコード生成部と相関処理部は、例えばGNSS信号から擬似雑音コードを復調するためのハードウェア資源であるからGNSS受信機との間で共有することができる。また、推定部は、多項式の所定項の係数値で推定する簡単な構成であるため、少ないハードウェア資源で構成することができる。それにより、GNSS受信機又は情報機器端末においては、少ないハードウェア資源でマルチパス推定装置を提供することができる。そして、マルチパス検出装置、GNSS受信機及び情報機器端末は小型化が容易になる。 The multipath estimation apparatus, multipath detection apparatus, GNSS receiver, and information equipment terminal of the present invention include a replica code generation unit, a correlation processing unit, and an estimation unit as hardware resources. Among these, the replica code generation unit and the correlation processing unit are hardware resources for demodulating the pseudo noise code from the GNSS signal, for example, and thus can be shared with the GNSS receiver. Moreover, since the estimation unit has a simple configuration in which estimation is performed using a coefficient value of a predetermined term of a polynomial, the estimation unit can be configured with few hardware resources. Thereby, in a GNSS receiver or an information equipment terminal, a multipath estimation apparatus can be provided with a small amount of hardware resources. The multipath detection device, the GNSS receiver, and the information equipment terminal can be easily downsized.
本発明に係るマルチパス推定方法は、擬似雑音コードを用いて変調されたGNSS信号のマルチパス信号についての推定を行なうマルチパス検出方法であって、擬似雑音コードの位相に対応する位相を持つプロンプトレプリカコード、並びにプロンプトレプリカコードに対して第1位相進んだ第1アーリレプリカコード、第1位相遅れた第1レイトレプリカコード、第2位相進んだ第2アーリレプリカコード、及び第2位相遅れた第2レイトレプリカコードを生成するレプリカコード生成ステップと、レプリカコード生成部が生成した各レプリカコードと擬似雑音コードとをそれぞれ相関処理して各相関値を算出する相関処理ステップと、各レプリカコードの位相量および各レプリカコードの位相に対応する各相関値を用いて近似される4次以上の多項式における所定項の係数値を用いてマルチパス信号の信号強度および/又は位相に関する推定を行う推定ステップとを備えるものである。 The multipath estimation method according to the present invention is a multipath detection method for estimating a multipath signal of a GNSS signal modulated using a pseudo noise code, and has a prompt having a phase corresponding to the phase of the pseudo noise code. A replica code, a first early replica code that is advanced by a first phase relative to a prompt replica code, a first late replica code that is delayed by a first phase, a second early replica code that is advanced by a second phase, and a second that is delayed by a second phase A replica code generating step for generating a two-rate replica code, a correlation processing step for calculating each correlation value by correlating each replica code and pseudo-noise code generated by the replica code generating unit, and a phase of each replica code 4th order approximated with each correlation value corresponding to the quantity and phase of each replica code In which and a estimation step for estimating about signal strength and / or phase of the multipath signal by using a coefficient value of a predetermined term in the polynomial above.
本発明のマルチパス推定方法では、各レプリカコード及び各相関値を得るためのレプリカコード生成ステップと相関処理ステップは、GNSS信号から擬似雑音コードを復調するために必要なステップであるからGNSS受信機又は情報機器端末から各レプリカコードや各相関値を得れば、従来に比べて演算処理が増えるものでもない。また、推定ステップでは、多項式の所定項の係数値で推定する簡単な処理を行なうだけであるため演算処理も少なくなる。それにより、GNSS受信機などを持つナビゲーション装置などにおいて、少ないソフトウェア資源でマルチパス推定方法を提供することができる。 In the multipath estimation method of the present invention, the replica code generation step and the correlation processing step for obtaining each replica code and each correlation value are necessary steps for demodulating the pseudo noise code from the GNSS signal. Alternatively, if each replica code or each correlation value is obtained from the information equipment terminal, the arithmetic processing is not increased as compared with the conventional case. Further, in the estimation step, only a simple process of estimating with the coefficient value of the predetermined term of the polynomial is performed, so that the calculation process is reduced. Thereby, a navigation apparatus having a GNSS receiver or the like can provide a multipath estimation method with a small amount of software resources.
本発明によれば、マルチパス信号の推定に要するハードウェア資源やソフトウェア資源を少なくでき、マルチパス信号を推定する機能をコンシューマ向けのGNSS受信機又は情報機器端末に安価に付加することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hardware resource and software resource which are required for the estimation of a multipath signal can be reduced, and the function which estimates a multipath signal can be added to a consumer-oriented GNSS receiver or information equipment terminal at low cost.
<第1実施形態>
以下、第1実施形態に係るマルチパス検出装置について図1乃至図7を参照しながら説明する。マルチパス検出装置は、例えば図1に示されているGNSS受信機10に用いられる。
<First Embodiment>
The multipath detection apparatus according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. The multipath detection apparatus is used in the
(1)GNSS受信機の概要
図1のGNSS受信機10は、アンテナ1、RF(Radio Frequency)部2及びベースバンド部3を備える。
(1) Outline of GNSS Receiver A
GNSS受信機10において、アンテナ1は、衛星60から送出される高周波信号(GNSS信号)を受信する。このGNSS受信機10で復調する、衛星60から送出される高周波信号は、L1帯(中心周波数1575.42MHz)の送信周波数を有し、C/Aコード(第1コード)で変調されている。しかし、GNSS受信機10は、L2帯(中心周波数1227.6MHz)等の周波数を有する高周波信号、または、Pコード等の他のPRNコードで変調されている高周波信号の場合も同様の構成をとることが可能である。なお、図1では、説明の便宜上、1基の衛星のみを示している。
In the GNSS
RF部2は、アンテナ1から出力される高周波信号RFを取り込み、高周波信号RFを中間周波数にダウンコンバートして1ビット(2値)のデジタル信号に変換する。この実施形態では、一例として、RF部2が1ビットのデジタル信号に変換する場合について示しているが、2ビットなどのデジタル信号に変換する場合も同様の構成をとることが可能である。このRF部2は、変換された中間周波数信号(GNSS信号)IFを後段のベースバンド部3へ出力する。さらに、RF部2は、ベースバンド部3のサンプリングクロック(以下、「クロックCLK」という。)を生成してベースバンド部3へ出力する。
The
ベースバンド部3は、RF部2から出力される中間周波数信号IFのC/Aコードの相関処理から衛星を捕捉・追尾する。そして、追尾している衛星の中間周波数信号IFを復号して取り出される航法メッセージや時刻情報等に基いて、ベースバンド部3は、擬似距離の算出演算や測位演算等を行なう。
The
図1では、多数の衛星の追尾を行なうために、ベースバンド部3は、中間周波数信号IFを受信するためのチャネル1,2,…,Nにそれぞれ対応した各信号処理部31、および、1つのプロセッサ35を備える。例えば、Nの値は16であり、16チャネルの各信号処理部31は、それぞれ同時に、RF部2から出力される中間周波数信号IFを受信して相関処理を行うことが可能である。各チャネルは、それぞれ異なるPRNコードを使用するということを除いて同様に構成されている。この相関処理については、後に詳細に説明する。
In FIG. 1, in order to track a large number of satellites, the
プロセッサ35は、16チャネル内の各信号処理部31と通信可能に接続されている。プロセッサ35はさらに、情報機器端末70に組み込まれている。情報機器端末70は、例えばカーナビゲーション装置などのGNSS受信機の測位結果を用いるものである。上述したプロセッサ35からの信号を受信して測位結果を用いる端末であれば、例えば、測位結果を機器内部で用いてユーザに位置情報を直接提供しないような腕時計や携帯電話などの機器であってもよく、また、測位結果を単に処理するPDA(Personal Digital Assistant)などの位置情報の用途が特定されていない処理装置であってもよい。この実施形態の情報機器端末70は、CPU、メモリ、表示装置および入力装置など、測位情報を利用するための情報機器71を備える。
The
図1では、プロセッサ35は、ROM351およびRAM352を備える。なお、ROM351は、プロセッサ35とは別に構成し、プロセッサ35に外付けする構成も可能である。
In FIG. 1, the
(2)ベースバンド部の構成
図2は、ベースバンド部3を構成する各信号処理部31およびプロセッサ35の構成を説明するためのブロック図である。なお、以下の説明において、各信号処理部31に共通の説明では各信号処理部が単に信号処理部31として参照される。信号処理部31は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のデジタル回路で実現することが可能である。
(2) Configuration of Baseband Unit FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of each
(2−1)相関処理部の構成
信号処理部31では、中間周波数信号IFからその同相成分および直交成分を得て、後述する各成分の相関結果を得るための相関処理を行う。そのために信号処理部31において、図2に示すように、相関処理部30は、1対の乗算器301,302、SINマップ303、COSマップ304、搬送波NCO(Numerically Controlled Oscillator)305、10個の乗算器310〜319および10個の相関器323〜336を有する。各相関器は、例えば、積分及びダンプ(Dump)フィルタである。
(2-1) Configuration of Correlation Processing Unit The
さらに、信号処理部31は、レジスタ330、コード発生器331およびコードNCO(Numerically Controlled Oscillator)332を備える。
Further, the
なお、図2の相関処理部30では、1対の乗算器301,302、SINマップ303、COSマップ304、搬送波NCO305、乗算器310〜319および相関器323〜336を有する場合について示しているが、1対の乗算器301,302、SINマップ303、COSマップ304および搬送波NCO305は、相関処理部30とは別に構成することも可能である。
The
乗算器301は、中間周波数信号IFから同相成分の同相信号Iを抽出するために、中間周波数信号IFと、SINマップ303から出力されるサイン信号とを乗算する。サイン信号は、搬送波NCO305が生成する搬送波(以下、「レプリカ搬送波」という。)の同相成分の信号であり、SINマップ303は、レプリカ搬送波から同相成分のサイン信号を抽出するための公知の機能を備えており、この機能により抽出されたサイン信号を乗算器301へ出力する。
The
搬送波NCO305は、プロセッサ35から、中間周波数信号IFとレプリカ搬送波との間の位相または周波数を一致させるためにレプリカ搬送波の位相または周波数を制御するためのキャリア位相制御量φ1を受信する。搬送波NCO305は、キャリア位相制御量φ1を受信すると、そのキャリア位相制御量φ1に基いて決定されるレプリカ搬送波を生成して、SINマップ303およびCOSマップ304へ出力する。なお、搬送波NCO305のサンプリングクロックとしては、上述したクロックCLKが用いられる。
The carrier NCO 305 receives from the processor 35 a carrier phase control amount φ1 for controlling the phase or frequency of the replica carrier in order to match the phase or frequency between the intermediate frequency signal IF and the replica carrier. When the carrier wave NCO 305 receives the carrier phase
COSマップ304は、レプリカ搬送波から直交成分のコサイン信号を抽出するための公知の機能を備えており、この機能により抽出されたコサイン信号を乗算器302へ出力する。
The
乗算器302は、中間周波数信号IFから直交成分の直交信号Qを抽出するために、中間周波数信号IFと、COSマップ304から出力されるコサイン信号とを乗算する。
The
各乗算器310〜314は、乗算器301から出力される同相信号Iと、レジスタ319から出力される各C/Aコード(以下、「レプリカコード」という。)とを乗算する。レプリカコードは、中間周波数信号IFに含まれるC/Aコードのレプリカを意味する。また、各乗算器315〜319は、乗算器302から出力される直交信号Qと、レジスタ330から出力される各レプリカコードとを乗算する。
Each
この実施形態では、レジスタ330は、一例として、5ビットのレジスタである場合について説明するので、レジスタ330は、コード発生器331から出力される1つのレプリカコードをクロックCLKに同期して(応じて)ラッチして出力することで、全体として、5種類の位相を有するレプリカコードを出力することになる。すなわち、図2に示すように、レジスタ330は、位相の早い順にレプリカコードVE,E,P,L,VLを出力する。この場合、レプリカコードVE,Eは位相の早いレプリカコードを指し、プロンプトレプリカコードPは定時のレプリカコードを指し、レプリカコードL,VLは位相の遅いレプリカコードを指している。この実施形態の説明では、一例として、5種類の各レプリカコード間の位相差(間隔)を0.05チップ程度(50nsec)とする。
In this embodiment, the case where the
レジスタ330に設けられる各出力ポートには、それぞれ一対の乗算器(同相信号I側の乗算器および直交信号Q側の乗算器)が接続されている。これにより、各レプリカコードVE,E,P,L,VLが、対応する一対の乗算器に出力される。例えば、一対の乗算器310,315には、レプリカコードVEが出力される。
A pair of multipliers (multiplier on the in-phase signal I side and multiplier on the quadrature signal Q side) is connected to each output port provided in the
ここで、コード発生器331は、コードNCO332の出力信号を入力したタイミングで1つのレプリカコードを生成してレジスタ330へ出力する。コードNCO332は、プロセッサ35から、中間周波数信号IFに含まれるC/Aコードとレプリカコードとの間の位相を一致させるためにレプリカコードの位相を制御するためのコード位相制御量φ2を受信する。コード位相制御量φ2としては、例えば、1クロック当たりの位相の増加分を示す値である。コードNCO332は、コード位相制御量φ2を受信すると、そのコード位相制御量φ2に基いて決定されるタイミングで、コード発生器331に対して信号を出力する。
Here, the
各相関器320〜324は、乗算器310〜314の各々から出力される信号を入力する。そして、各相関器320〜324は、対応する乗算器の出力を1ビット分積分してプロセッサ35へ出力する。また、各相関器325〜329は、乗算器315〜319の各々から出力される信号を受信する。そして、各相関器325〜329は、対応する乗算器の出力を1ビット分積分してプロセッサ35へ出力する。これにより、同相信号Iおよび直交信号Qの各々について、C/Aコードとレプリカコードとの相関結果が得られる。
Each
なお、レプリカコードの種類(すなわち、レジスタから出力されるレプリカコードの位相の数)は、上述した5つ以上となるように構成してもよい。 Note that the type of replica code (that is, the number of phases of the replica code output from the register) may be configured to be five or more as described above.
(2−2)プロセッサの構成
次に、プロセッサ35について説明する。プロセッサ35は、中間周波数信号IF(GNSS信号)の捕捉およびトラッキングの処理のほか、コード位相制御量の設定、航法メッセージの取得、測位演算及びマルチパス検出等を実行する。そのために、この実施形態では、図2に示すように、プロセッサ35は、制御量設定部353、航法メッセージ取得部354、測位演算部355、推定部400及びマルチパス有無検出部403を備える。これらの機能は、例えば、プロセッサ35がROM351に記録されたプログラムを読み出し、そのプログラムに従って動作することで実現される。
(2-2) Configuration of Processor Next, the
トラッキング処理は、中間周波数信号IFに追従しながら、相関のピーク(追尾点)を継続して追跡する目的で行われる。トラッキング処理としては、C/Aコードのトラッキング処理と、搬送波周波数のトラッキング処理とがある。 The tracking process is performed for the purpose of continuously tracking the correlation peak (tracking point) while following the intermediate frequency signal IF. The tracking process includes a C / A code tracking process and a carrier frequency tracking process.
C/Aコードのトラッキング処理は、相関器320〜324及び相関器325〜326から出力される相関値から、従来からある公知の方法で、コード追跡誤差(受信されたC/AコードとプロンプトレプリカコードPの位相差)が最小(ゼロ)になるようにコード位相制御量φ2が制御量設定部353によって生成されることにより行なわれる。
The tracking process of the C / A code is performed by a code tracking error (received C / A code and prompt replica) from the correlation values output from the
GNSS信号は、各衛星に固有のC/Aコードで航法メッセージがスペクトラム拡散された信号である。相関処理部30における上述の相関処理によって中間周波数信号IFに対してスペクトラム逆拡散処理がなされ、航法メッセージ取得部354は、C/Aコードがトラッキングされている状態で、GNSS信号から衛星固有の航法メッセージを取得する。
The GNSS signal is a signal obtained by spectrum-spreading a navigation message with a C / A code unique to each satellite. The spectrum despreading process is performed on the intermediate frequency signal IF by the above-described correlation processing in the
測位演算部355は、例えばGNSS信号から得られる衛星についての観測量と航法メッセージのエフェメリス・データとから求まる複数の衛星の位置と擬似距離とからGNSS受信機10の位置などを算出する。
The
推定部400は、各GNSS信号について、トラッキングされている状態で、相関処理部30から得られるレプリカコードVE,E,P,L,VLの位相オフセット値群及び各レプリカコードVE,E,P,L,VLとC/Aコードとの相関値からなる相関値群を用いてマルチパス信号に関する推定を行う。そして、推定部400の推定に基づいてマルチパス有無検出部403でマルチパス信号の有無が検出される。トラッキングされているか否かの判断は従来と同様の処理によりプロセッサ35で行なわれ、その結果に応じて推定部400およびマルチパス有無検出部403での前述の処理が行なわれる。
The
(3)マルチパス信号の検出
トラッキング処理は、従来と同様に、チャネル毎に設けられている信号処理部31の並列処理によって行われる。各信号処理部31でプロンプトレプリカコードPとC/Aコードの相関値が最大となるように、制御量設定部355によって、コード位相制御量φ2が設定される。ここでは、レジスタ330に予め設定されており、コード位相オフセット値は、−0.1,−0.05,0,0.05,0.1チップに設定されている。
(3) Detection of multipath signal The tracking processing is performed by parallel processing of the
図3は、任意のGNSS信号がトラッキングされているときのレプリカコードとC/Aコードとの相関処理の結果を示すグラフである。図3に示されている自己相関関数は、相関値R(t)の最大値RPを与えるプロンプトレプリカコードPのコード位相オフセット値を基準として定義されている。プロンプトレプリカコードPよりも0.05チップ位相が進んだレプリカコードEとC/Aコードとの相関値R(t)(t=−0.05)がREであり、プロンプトレプリカコードPよりも0.1チップ位相が進んだレプリカコードVEとC/Aコードとの相関値R(t)(t=−0.1)がRVEであり、RP>RE>RVEの関係を満たす。また、プロンプトレプリカコードPよりも0.05チップ位相が遅れたレプリカコードLとC/Aコードとの相関値R(t)(t=0.05)はRLであり、プロンプトレプリカコードPよりも0.1チップ位相が遅れたレプリカコードVLとC/Aコードとの相関値R(t)(t=0.1)はRVLであり、RP>RL>RVLの関係を満たす。また、図3に示されている自己相関関数は、マルチパス信号が重畳されていないGNSS信号についてのものであるため、RE=RLかつRVE=RVLの関係を満たす。 FIG. 3 is a graph showing the result of correlation processing between a replica code and a C / A code when an arbitrary GNSS signal is being tracked. The autocorrelation function shown in FIG. 3 is defined with reference to the code phase offset value of the prompt replica code P that gives the maximum value RP of the correlation value R (t). The correlation value R (t) (t = −0.05) between the replica code E and the C / A code whose chip phase is advanced by 0.05 chip from the prompt replica code P is RE, and is 0 from the prompt replica code P. The correlation value R (t) (t = −0.1) between the replica code VE advanced by 1 chip phase and the C / A code is RVE, which satisfies the relationship of RP> RE> RVE. Further, the correlation value R (t) (t = 0.05) between the replica code L and the C / A code delayed by 0.05 chip phase from the prompt replica code P is RL, and is more than the prompt replica code P. The correlation value R (t) (t = 0.1) between the replica code VL with a delay of 0.1 chip phase and the C / A code is RVL, which satisfies the relationship of RP> RL> RVL. Further, since the autocorrelation function shown in FIG. 3 is for the GNSS signal on which the multipath signal is not superimposed, the relationship of RE = RL and RVE = RVL is satisfied.
ところが、マルチパス信号がGNSS信号に重畳されていると、上述のような関係が崩れる。そのため、自己相関関数の一般式は、例えば4次関数で近似するものとすると、次の式で与えられる。
R(t)=a0+a1・t+a2・t2+a3・t3+a4・t4 …(1)
However, when the multipath signal is superimposed on the GNSS signal, the above relationship is lost. Therefore, if the general expression of the autocorrelation function is approximated by a quartic function, for example, it is given by the following expression.
R (t) = a 0 + a 1 · t + a 2 · t 2 + a 3 · t 3 + a 4 · t 4 (1)
上述の(t,R(t))の各点がこの一般式(1)を満たすので、(−0.1,RVE),(−0.05,RE),(0,RP),(0.05,RL),(0.1,RVL)を使って、5つの項の係数値a0〜a4を求めることができる。求められた係数を用いて後述するように、マルチパス信号の有無を検出することができる。 Since each point of the above (t, R (t)) satisfies this general formula (1), (−0.1, RVE), (−0.05, RE), (0, RP), (0 .05, RL), (0.1, RVL), the coefficient values a 0 to a 4 of the five terms can be obtained. As will be described later, the presence or absence of a multipath signal can be detected using the obtained coefficient.
(3−1)マルチパス検出装置の構成
上述のように、4次以上の多項式の所定項の係数を用いてマルチパス信号の有無を検出するために、マルチパス検出装置50は、コードNCO332とコード発生器331とレジスタ330と相関処理部30と推定部400とマルチパス有無検出部403と制御量設定部353とを備えている。また、推定部400は、相関器出力取得部401と係数算出部2とを備えている。このマルチパス検出装置50のうち、コードNCO332とコード発生器331とレジスタ330と相関処理部30と推定部400は、擬似雑音コードを用いて変調されたGNSS信号のマルチパス信号についての推定を行なうマルチパス推定装置51を構成する。
(3-1) Configuration of Multipath Detection Device As described above, in order to detect the presence or absence of a multipath signal using a coefficient of a predetermined term of a fourth or higher order polynomial, the
相関器出力取得部401は、5つの相関器320〜324が出力する相関値RVE,RE,RP,RL,RVLを取得する。
Correlator
係数算出部2は、相関器出力取得部401から与えられる5つの相関値RVE,RE,RP,RL,RVLからなる相関値群と、これらの相関値群の各要素に対応する位相オフセット値−0.1,−0.05,0,0.05,0.1チップからなる位相オフセット値群とを用いて、例えば、4次の多項式の係数値a0〜a4を求める。位相オフセット値群は、ここではレジスタ330に予め設定されている値であり、例えばRAM352に記憶されている。このような場合には、係数算出部2は、GNSS受信機10の起動と同時に位相オフセット値群の値をRAM352から取り込んで保持する。
The
ここでは、順に並んだ位相オフセット値群の要素間の位相差が等しく0.05チップに設定されている。そのため、Savitzky-Golay法(以下SGMという)を用いて、定数行列と相関値の積という簡便な方法で各係数値a0〜a4を求めることができる。4次の多項式の場合には、次の式(2)のように解かれ、5次の正方行列となっている箇所が、SGMにより定められた係数行列である。
マルチパス有無検出部403は、係数算出部2で算出された多項式の係数値a0〜a4によってマルチパス信号の有無を検出する。
The multipath presence /
(3−2)マルチパス信号の有無の検出
マルチパス信号がGNSS信号に重畳されておらず、他の要因による誤差もGNSS信号で生じていない理想的な状態を仮定すると、4次の多項式に近似された自己相関関数の1次の項や3次の項は無くなる。つまり、マルチパス信号が入っていないときの相関波形は左右対称な形をしており、これは関数が偶関数であることを表しているから、1次の項の係数値a1や3次の項の係数値a3が0になる。そして、重畳されるマルチパス信号の信号強度が大きくなるほど、係数値a1や係数値a3が大きくなる。具体的には、例えば4次の多項式で自己相関関数を近似する場合には、1次の項の係数値a1を用いて検出を行なうのが好ましい。4次の多項式で近似した場合には、マルチパス信号が重畳された場合に、1次の項の係数値a1に顕著に現れるからである。
(3-2) Detection of presence / absence of multipath signal Assuming an ideal state where the multipath signal is not superimposed on the GNSS signal and an error due to other factors does not occur in the GNSS signal, the fourth order polynomial is obtained. There are no first-order or third-order terms in the approximated autocorrelation function. That is, the correlation waveforms when multipath signal is not inserted has a symmetrical shape, this is because it indicates that the function is an even function, 1 and 3 order coefficient value of the primary term a The coefficient value a 3 of the term becomes zero. The coefficient value a 1 and the coefficient value a 3 increase as the signal strength of the superimposed multipath signal increases. Specifically, for example, when the autocorrelation function is approximated by a fourth-order polynomial, detection is preferably performed using the coefficient value a 1 of the first-order term. This is because, when approximated by a fourth-order polynomial, when a multipath signal is superimposed, it appears remarkably in the coefficient value a 1 of the first-order term.
上述の関係をマルチパス信号の有無の検出に用いることができることを見出したことから、そのGNSS信号を測位演算に使用できないほど重畳されているマルチパス信号の信号強度が高いか否かを閾値と比較して判別することができる。すなわち、1次の項の係数値a1を定数項の係数値a0で除して正規化し、予め設定されている閾値Thと比較することによって判別を行なうことができる。このとき、Th>|a1/a0|であればマルチパス信号がGNSS信号に重畳されていない(マルチパス信号無し)と判断され、Th≦|a1/a0|であればマルチパス信号が重畳されている(マルチパス信号有り)と判断される。「マルチパス信号無し」という判定は、換言すれば、マルチパス信号による誤差が無視できる程度にマルチパス信号の信号強度が十分に小さいことを意味している。逆に、「マルチパス信号有り」という判定は、マルチパス信号の信号強度が大きいためマルチパス信号による誤差が無視できないものであることを意味している。 Since it has been found that the above relationship can be used to detect the presence or absence of a multipath signal, whether or not the signal strength of the superimposed multipath signal is so high that the GNSS signal cannot be used for positioning calculation is set as a threshold value. Comparison can be made. That is, it is possible to normalize by dividing the coefficient values a 1 of the first-order terms in the coefficient values a 0 constant term, discriminating by comparing with a threshold value Th which is set in advance. At this time, if Th> | a 1 / a 0 |, it is determined that the multipath signal is not superimposed on the GNSS signal (no multipath signal), and if Th ≦ | a 1 / a 0 | It is determined that the signal is superimposed (there is a multipath signal). In other words, the determination of “no multipath signal” means that the signal strength of the multipath signal is sufficiently small so that the error due to the multipath signal can be ignored. On the contrary, the determination of “there is a multipath signal” means that the error due to the multipath signal cannot be ignored because the signal strength of the multipath signal is large.
以上のマルチパス信号の有無が検出されるまでの手順をまとめると、図5のフローチャートのようになる。 The procedure up to the detection of the presence or absence of the multipath signal is summarized as shown in the flowchart of FIG.
まず、中間周波数信号IFの捕捉後、プロセッサ35の制御量設定部353は、信号処理部31から出力される相関処理の結果(相関器320〜329の出力値)に基いてコード位相制御量φ2を設定する、中間周波数信号IFのトラッキング処理を行う(ステップS1)。
First, after capturing the intermediate frequency signal IF, the control
トラッキングされている状態において、マルチパス検出装置50は、コード発生器331によってレプリカコードを発生する(ステップS2)。コード発生器331が発生したレプリカコードから、レジスタ330が、位相オフセット値群(−0.1,−0.05,0,0.05,0.1チップ)に基いて、レプリカコード群(レプリカコードVE,E,P,L,VL)を発生する(ステップS3)。
In the tracked state, the multipath detecting
相関値処理部30は、I相のC/Aコードとレプリカコード群(レプリカコードVE,E,P,L,VL)との相関処理によって、相関器320〜324の出力である相関値群(RVE,RE,RP,RL,RVL)を生成する(ステップS4)。
The correlation
そして、これら位相オフセット値群(−0.1,−0.05,0,0.05,0.1チップ)と相関値群(RVE,RE,RP,RL,RVL)とを用いて自己相関関数が多項式に近似される。つまり、(−0.1,RVE),(−0.05,RE),(0,RP),(0.05,RL),(0.1,RVL)を使って、5つの項の係数値a0〜a4を求めることができる。近似された多項式の所定項の係数値を用いてプロセッサ35のマルチパス有無検出部403において、マルチパス信号の有無が検出される(ステップS5)。
Then, using these phase offset value groups (−0.1, −0.05, 0, 0.05, 0.1 chip) and correlation value groups (RVE, RE, RP, RL, RVL), autocorrelation is performed. The function is approximated by a polynomial. In other words, (−0.1, RVE), (−0.05, RE), (0, RP), (0.05, RL), (0.1, RVL) are used to relate five terms. Numerical values a 0 to a 4 can be obtained. The presence / absence of a multipath signal is detected by the multipath presence /
すなわち、ステップS2からステップS5までの一連の手順がマルチパス信号の有無を検出する方法になる。トラッキング処理(ステップS1)は、GNSS受信機10など以外のトラッキングの機能を持たない機器にマルチパス検出装置50を適用するときには、マルチパス検出装置50に行なわせる。
That is, a series of procedures from step S2 to step S5 is a method for detecting the presence or absence of a multipath signal. The tracking process (step S1) is performed by the
(3−3)検出結果の利用
マルチパス信号の有無の検出結果は、マルチパス有無検出部403から測位演算部355に与えられる。測位演算部355では、例えば、6つの衛星からそれぞれGNSS信号を受信している場合に、マルチパス有無検出部403でマルチパス信号が重畳されていると判断されたGNSS信号を測位演算に使用しないようにすることができる。もし、6つの衛星のうちの1つの衛星にマルチパス信号が重畳されていれば、測位演算部355は、残りの5つの衛生を用いて測位演算を行なう。
(3-3) Use of Detection Result The detection result of the presence / absence of a multipath signal is provided from the multipath presence /
<特徴>
(1)
GNSS受信機10のマルチパス推定装置51では、コード発生器331によって生成されたレプリカコードから、レジスタ330(レプリカコード生成部の一例)によって追尾点のプロンプトレプリカコードP、このプロンプトレプリカコードPに対して0.05チップ(第1位相の一例)だけ位相が進んだレプリカコードE(第1アーリレプリカコードの一例)及び0.05チップ(第1位相)だけ位相が遅れたレプリカコードL(第1レイトレプリカコードの一例)、並びに0.1チップ(第2位相の一例)だけ位相が進んだレプリカコードVE(第2アーリレプリカコードの一例)及び0.1チップ(第2位相)だけ位相が遅れたレプリカコードVL(第2レイトレプリカコードの一例)が発生される。相関処理部30の乗算器310〜314及び相関器320〜324によって、相関値群(RVE,RE、RP,RL,RVL)が生成される。
<Features>
(1)
In the
以上の構成は、GNSS信号を受信するために元々GNSS受信器10に備わっている構成であり、これらの構成がマルチパス推定装置51の構成としても兼用されている。そのため、マルチパス推定装置51をGNSS受信機10内に設ける場合には、兼用されている部分を新たに設ける必要がないため、マルチパス推定装置51のハードウェア資源が削減される。ただし、上述のレプリカコード生成部や相関処理部30は、マルチパス推定装置の構成要素として、GNSS受信機の構成とは別に設けてもよい。
The above configuration is a configuration originally provided in the
そして、プロセッサ35の推定部400において、GNSS信号に重畳されているマルチパス信号の信号強度が測位演算部355で使われるのに適している程に小さいか否かを判定することができる。その推定部400においては、4次以上の多項式に近似して多項式の所定項の係数値を用いてマルチパス信号の有無が検出されるので、測位演算にとって適切でないマルチパス信号の有無が少ないソフトウェア資源で検出できる。
Then, the
このように、測位演算部355で、マルチパス信号が重畳されていないGNSS信号を使って測位演算を行なうことによって、擬似距離を精度よく算出して、高い精度で測位を行なうことができる。
As described above, the
図5は、マルチパス信号の遅延と擬似距離との関係を示すグラフである。図5には、シミュレータを用いて、信号強度が直接波の半分のマルチパス信号を発生させ、GNSS受信機10にて擬似距離を計算させた際の誤差が示されている。また、図7は、マルチパス信号の遅延と1次の項の係数の規格化された値(a1/a0)の関係を示すグラフである。図7には、シミュレータを用いて、信号強度が直接波の半分のマルチパス信号を発生させ、GNSS受信機10にて4次の多項式に近似させたときの1次の項の係数/定数項の係数(a1/a0)が示されている。これら図5及び図7において、直接波とマルチパス信号との位相差が0度の場合は○で、90度の場合は×で、180度の場合は☆で、270度の場合は▲で示されている。また、比較のために、マルチパス信号が重畳されていない場合(MP無し)は、◇で示されている。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between multipath signal delay and pseudorange. FIG. 5 shows an error when a multipath signal having a signal strength half that of a direct wave is generated using a simulator and the pseudorange is calculated by the
図7からは、マルチパス遅延量が50m程度を超える辺りから、位相差が0度及び180度の場合にマルチパス信号がない場合と比べて、1次の項の係数値(a1/a0)が明確に分離されていることが分かる。また、図7を参照して、マルチパス信号が重畳されていない場合に比べ、マルチパス信号が重畳された場合には、規格化された1次の項の係数値(a1/a0)の絶対値が大きな値を取っていることが分かる。特に、位相差が0度及び180度の場合には、その傾向が、顕著になっている。一方、図6を参照すると、マルチパス信号が重畳されていない場合に比べ、マルチパス信号が重畳された場合でも擬似距離誤差が大きな値を取るという傾向ではない。つまり、1次の項の係数値(a1/a0)を監視すれば、擬似距離誤差が大きくなっていなくてもマルチパス信号があることを検出できる。このようにマルチパス信号による、見つけ難い擬似距離誤差を、マルチパス信号が重畳されているGNSS信号を測位演算に用いないことによって低減できるので、測位精度の向上につながる。 From FIG. 7, the coefficient value (a 1 / a) of the first-order term is compared with the case where the multipath delay amount exceeds about 50 m and when the phase difference is 0 degree and 180 degrees as compared with the case where there is no multipath signal. It can be seen that 0 ) is clearly separated. In addition, referring to FIG. 7, when the multipath signal is superimposed, compared with the case where the multipath signal is not superimposed, the normalized coefficient value (a 1 / a 0 ) of the first-order term. It can be seen that the absolute value of has a large value. In particular, when the phase difference is 0 degree and 180 degrees, the tendency is remarkable. On the other hand, referring to FIG. 6, compared to the case where the multipath signal is not superimposed, the pseudorange error does not tend to take a large value even when the multipath signal is superimposed. In other words, if the coefficient value (a 1 / a 0 ) of the first-order term is monitored, it can be detected that there is a multipath signal even if the pseudorange error is not large. In this way, it is possible to reduce the pseudo-range error that is difficult to find due to the multipath signal by not using the GNSS signal on which the multipath signal is superimposed for the positioning calculation, leading to an improvement in positioning accuracy.
なお、上記第1実施形態で、位相オフセット値群と相関値群とを用いて4次以上の多項式に近似する場合に、位相オフセット値群と相関値群とをそのまま用いてもよく、また、位相オフセット値群と相関値群とで決まる自己相関関数の追尾点周りの対称性を崩さないように自己相関関数の形状を変形してから検出を行ってもよい。 In the first embodiment, when approximating a fourth or higher order polynomial using the phase offset value group and the correlation value group, the phase offset value group and the correlation value group may be used as they are. Detection may be performed after modifying the shape of the autocorrelation function so as not to break the symmetry around the tracking point of the autocorrelation function determined by the phase offset value group and the correlation value group.
(2)C/Aコードとレプリカコードとの相関を示す自己相関関数は、マルチパス信号が重畳されていない理想的な状態のGNSS信号が正確にトラッキングされているときには、追尾点の位相を中心に位相が遅れている側と位相が進んでいる側とが対称になる。そのため、近似する多項式は偶関数であることが好ましく、従って多項式の次数は偶数であることが好ましい。上記第1実施形態では、偶関数として、4次の多項式を例に挙げて説明したが、6次以上の2n次(nは正の整数)の多項式であってもよい。 (2) The autocorrelation function indicating the correlation between the C / A code and the replica code is centered on the phase of the tracking point when the GNSS signal in an ideal state where the multipath signal is not superimposed is accurately tracked. The side where the phase is delayed and the side where the phase is advanced are symmetrical. Therefore, it is preferable that the polynomial to be approximated is an even function, and therefore the order of the polynomial is preferably an even number. In the first embodiment, the fourth-order polynomial has been described as an example of the even function. However, it may be a 6th-order or higher 2n-order polynomial (n is a positive integer).
また、4次の多項式の場合には、上述のように、マルチパス信号の有無に応じて1次の項の係数値a1が顕著に変化することが実験的に確かめられている。そのため、マルチパス有無検出部403(検出部の一例)は、1次の項の係数値a1のみでマルチパス信号の有無を検出している。しかし、4次の多項式を用いてマルチパス信号の有無を検出する場合であっても、1次の項の係数値a1によって得られる検出を3次の項の係数値a3で補正してもよい。つまり、係数値a1,a3を変数とする関数の演算結果の絶対値が予め設定されている閾値を超えたときにマルチパス信号があると判断してもよい。6次以上の多項式をマルチパス信号の有無の検出に用いる場合も同様に、いずれかの奇数次の項の係数値のみを用いてもよく、異なる奇数次の項(奇数次項)の係数値による演算結果の絶対値を用いてもよい。このような場合でも、奇数次の項の係数値を用いるので、その係数値の絶対値又は異なる奇数次の項(奇数次項)の係数値による演算結果の絶対値が所定の閾値を超える場合にマルチパス信号があると判定される。なお、6次以上の多項式の係数値を求めるためには、7つ以上の連立方程式が必要になるので、そのような場合には、例えば、相関器の数を7つ以上に増やして位相オフセット値が異なるさらに2つ以上のレプリカコードとC/Aコードとの相関値を用いるようにしてもよい。 In the case of a fourth-order polynomial, as described above, it has been experimentally confirmed that the coefficient value a 1 of the first-order term changes significantly depending on the presence or absence of the multipath signal. For this reason, the multipath presence / absence detection unit 403 (an example of a detection unit) detects the presence / absence of a multipath signal using only the coefficient value a 1 of the first-order term. However, even when the presence or absence of a multipath signal is detected using a fourth-order polynomial, the detection obtained by the coefficient value a 1 of the first- order term is corrected with the coefficient value a 3 of the third-order term. Also good. That is, it may be determined that there is a multipath signal when the absolute value of the calculation result of the function having the coefficient values a1 and a3 as variables exceeds a preset threshold value. Similarly, when a polynomial of 6th order or higher is used for detecting the presence or absence of a multipath signal, only the coefficient value of any odd-order term may be used, depending on the coefficient value of a different odd-order term (odd-order term). The absolute value of the calculation result may be used. Even in such a case, since the coefficient value of the odd-order term is used, the absolute value of the coefficient value or the absolute value of the calculation result by the coefficient value of the different odd-order term (odd-order term) exceeds a predetermined threshold value. It is determined that there is a multipath signal. In order to obtain a coefficient value of a polynomial of 6th order or higher, 7 or more simultaneous equations are required. In such a case, for example, the number of correlators is increased to 7 or more and the phase offset is increased. Correlation values between two or more replica codes and C / A codes having different values may be used.
(3)上述のように、偶数次の多項式を用いて、検出に奇数次の項の係数値の絶対値又は奇数次の項の係数値同士の演算結果の絶対値を用いる場合には、所定の閾値を超える場合にマルチパス信号がGNSS信号に重畳されていると判定される。しかし、検出に、偶数次の項の係数値の絶対値又は異なる偶数次の項(偶数次項)の係数値による演算結果の絶対値を用いることもできる。その場合には、マルチパス有無検出部403において、その係数値の絶対値又は異なる偶数次の項(偶数次項)の係数値による演算結果の絶対値が所定の閾値を下回る場合に、逆にマルチパス信号があると判断される。
(3) As described above, when an even-order polynomial is used and the absolute value of the coefficient value of the odd-order term or the operation value of the coefficient values of the odd-order term is used for detection, a predetermined value is used. It is determined that the multipath signal is superimposed on the GNSS signal when the threshold value is exceeded. However, the absolute value of the coefficient value of the even-order term or the absolute value of the calculation result based on the coefficient value of the different even-order term (even-order term) can also be used for detection. In that case, when the multipath presence /
(4)以上のように、マルチパス有無検出部403においてマルチパス信号の有無を検出するためには、係数算出部2において、マルチパス信号の有無の検出に必要な係数値を算出しなければならない。係数値を算出するためには、未知の係数値の個数より多い方程式を特必要がある。このように、未知の係数値を求めるための方程式を解くには、多数の演算が必要になる。上記第1実施形態では、SGMを用いて係数値を求めたが、SGM以外の方法で係数値を求めてもよい。ただし、演算量を減らしてソフトウェア資源を削減することができるので、このような方程式を解く際には第1実施形態のようにSGMを用いることが好ましい。例えば、4次の多項式に近似する場合に、係数算出部2では、上述の式(2)を用いて、次の式(3)の計算を行えばよい。
a3=(2000×(RVL−RVE)+4000×(RE−RL))÷3 …
(3)
(4) As described above, in order for the multipath presence /
a 3 = (2000 × (RVL−RVE) + 4000 × (RE−RL)) ÷ 3
(3)
なお、第1実施形態では、位相の順に並んだレプリカコードVE,E,P,L,VEの位相オフセット値群(−0.1,−0.05,0,0.05,0.1チップ)の各要素間の位相オフセット値の差(位相差)は0.05チップで等しいので、SGMが適用できる。しかし、位相差が等しくない場合でも、SGMを適用して、演算量を削減してソフトウェア資源を削減することができる。例えば、位相オフセット値群が(−0.15,−0.05,0,0.05,0.15チップ)である場合、位相差は、0.1チップの場合と0.05チップの場合の2通りがあり、SGMを適用できないようにみえる。このような場合に、位相オフセット値群を敢えて(−0.1,−0.05,0,0.05,0.1チップ)に置換して、位相オフセット値群の各要素間の位相差が等しいものとしてSGMを適用する。このような処理を行なうと、対称性を維持したまま変形された自己相関関数への近似になるが、SGMを用いることができるために演算量を減らせるという効果がある。 In the first embodiment, the phase offset value group (−0.1, −0.05, 0, 0.05, 0.1 chip) of the replica codes VE, E, P, L, and VE arranged in order of phase. The difference in phase offset value (phase difference) between the elements of (1) is equal at 0.05 chips, so SGM can be applied. However, even when the phase differences are not equal, SGM can be applied to reduce the amount of calculation and software resources. For example, when the phase offset value group is (−0.15, −0.05, 0, 0.05, 0.15 chip), the phase difference is 0.1 chip and 0.05 chip. It seems that SGM cannot be applied. In such a case, the phase offset value group is intentionally replaced with (−0.1, −0.05, 0, 0.05, 0.1 chip), and the phase difference between each element of the phase offset value group Apply SGM as if. When such processing is performed, an approximation to a modified autocorrelation function is maintained while maintaining symmetry, but since SGM can be used, there is an effect that the amount of calculation can be reduced.
<変形例>
(1)
上記第1実施形態では、相関値群を得るために、I相の乗算器310〜314及び相関器320〜324を用いたが、Q相の乗算器315〜319及び相関器325〜329を用いてもよい。いずれの場合においても、正規化する際には、0又は0に極めて近い数値で割り算を行なわないように処理する。
<Modification>
(1)
In the first embodiment, the I-
<第2実施形態>
(1)マルチパス検出装置の概要
第1実施形態では、マルチパス推定装置51でマルチパス信号の信号強度の推定を行う場合について説明したが、マルチパス信号の信号強度だけでなく、マルチパス信号の位相までマルチパス推定装置で推定するように構成してもよい。
Second Embodiment
(1) Overview of Multipath Detection Device In the first embodiment, a case has been described in which the
そのために、第2実施形態に係るマルチパス推定装置51A又はマルチパス検出装置50Aは、第1実施形態のマルチパス推定装置51又はマルチパス検出装置50と比較すると、推定部400に代えて推定部400Aが設けられている点が異なる。
Therefore, when compared with the
推定部400Aは、各GNSS信号について、相関処理部30から得られるレプリカコードVE,E,P,L,VLの位相オフセット値群及び各レプリカコードVE,E,P,L,VLとC/Aコードとの相関値からなるI相及びQ相の相関値群を用いてマルチパス信号の位相を検出する。
The
例えば4次関数で近似するものとすると、I相及びQ相の自己相関関数の一般式は、次の式(4)で与えられる。
Rk(t)=a0k+a1k・t+a2k・t2+a3k・t3+a4k・t4 …(4)
For example, if it is approximated by a quartic function, a general expression of the autocorrelation function of the I phase and the Q phase is given by the following expression (4).
R k (t) = a 0k + a 1k · t + a 2k · t 2 + a 3k · t 3 + a 4k · t 4 (4)
式(4)において、添字kは、i又はqであり、I相の自己相関関数の係数値であるか、Q相の自己相関関数の係数値であるかの区別を表している。 In the equation (4), the subscript k is i or q, and represents whether the coefficient value is the coefficient value of the I-phase autocorrelation function or the Q-phase autocorrelation function.
上述の(t,Rk(t))の各点がこの一般式(4)を満たすので、(−0.1,RVEk),(−0.05,REk),(0,RPk),(0.05,RLk),(0.1,RVLk)を使って、5つの項の係数値a0k〜a4kを求めることができる。ここで、RVEk,REk,RPk,RLk,RVLkは、k=iの場合はI相の相関値であり、それぞれ相関器320〜324から得られる。また、k=qの場合は、Q相の相関値であり、それぞれ相関器325〜329から得られる。
Since each point of the above (t, R k (t)) satisfies this general formula (4), (−0.1, RVE k ), (−0.05, RE k ), (0, RP k ). ), (0.05, RL k ), (0.1, RVL k ), the coefficient values a 0k to a 4k of the five terms can be obtained. Here, RVE k , RE k , RP k , RL k , and RVL k are I-phase correlation values when k = i, and are obtained from the
(2)マルチパス推定装置の構成
上述のように、4次以上の多項式の所定項の係数を用いてマルチパス信号の有無及び位相を検出するため、図9に示されているように、推定部400Aは、I相の相関器出力取得部411とQ相の相関器出力取得部421と係数算出部412,422とマルチパス位相算出部415とを備えている。
(2) Configuration of Multipath Estimation Device As described above, since the presence / absence and phase of a multipath signal is detected using a coefficient of a predetermined term of a fourth-order or higher-order polynomial, estimation is performed as shown in FIG. The
I相の相関器出力取得部411は、5つの相関器320〜324が出力する相関値RVEi,REi,RPi,RLi,RVLiを取得する。同様に、Q相の相関器出力取得部421は、5つの相関器325〜329が出力する相関値RVEq,REq,RPq,RLq,RVLqを取得する。
The I-phase correlator
係数算出部412は、I相の相関器出力取得部411から与えられる5つの相関値RVEi,REi,RPi,RLi,RVLiからなる相関値群と、これらの相関値群の各要素に対応する位相オフセット値−0.1,−0.05,0,0.05,0.1チップからなる位相オフセット値群とを用いて、例えば、4次の多項式の各係数値a0i〜a4iを求める。これらの係数値a0i〜a4iの求め方は、第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
The coefficient calculation unit 412 includes a correlation value group including five correlation values RVE i , RE i , RP i , RL i , RVL i given from the I-phase correlator
また同様に、係数算出部422は、Q相の相関器出力取得部421から与えられる5つの相関値RVEq,REq,RPq,RLq,RVLqからなる相関値群と、これらの相関値群の各要素に対応する位相オフセット値−0.1,−0.05,0,0.05,0.1チップからなる位相オフセット値群とを用いて、例えば、4次の多項式の各係数値a0q〜a4qを求める。
Similarly, the
係数算出部412,422においては、SGMを用いて、定数行列と相関値の積という簡便な方法でそれぞれ各係数値a0i〜a4i,a0q〜a4qを求めることができる。4次の多項式の場合には、上述の式(2)のように解かれ、5次の正方行列となっている箇所が、SGMにより定められた係数行列である。
In the
マルチパス位相算出部3は、係数算出部412,422で算出された多項式の係数値a0i〜a4i及び係数値a0k〜a4kからマルチパス信号の有無の判別と、マルチパス信号がある場合にはマルチパス信号の位相の推定を行う。
The multipath
(3)マルチパス信号の有無の判別と位相の算出
具体的には、例えば4次の多項式で自己相関関数を近似する場合には、1次の項の係数値a1i,a1qを用いてマルチパス信号の有無を検出するのが好ましい。4次の多項式で近似した場合には、既に説明したように、マルチパス信号が重畳されたときに、1次の係数値a1i,a1qの変化として顕著に現れるからである。
(3) Discrimination of presence / absence of multipath signal and calculation of phase Specifically, for example, when the autocorrelation function is approximated by a fourth-order polynomial, coefficient values a 1i and a 1q of the first-order terms are used. It is preferable to detect the presence or absence of a multipath signal. This is because, when approximated by a fourth-order polynomial, as described above, when the multipath signal is superimposed, it appears prominently as changes in the first-order coefficient values a 1i and a 1q .
マルチパス信号の有無の検出は、次の式(5)によって与えられる4次の多項式の係数値a1i,a1qの相乗平均の値GMを用いて行なわれる。
また、4次の多項式の係数値a1i,a1qを用いる場合には、次の式(6)で位相θが求まる。
マルチパス位相算出部415において、式(6)を計算することで、搬送波追尾位相平面とマルチパス信号の位相との位相差を推定することが可能になる。
By calculating Equation (6) in the multipath
以上のマルチパス信号の有無の検出及び位相の推定がされるまでの手順をまとめると、図10のフローチャートのようになる。 The procedure until the detection of the presence / absence of the multipath signal and the estimation of the phase are summarized as shown in the flowchart of FIG.
図10に示されているステップS1〜ステップS3までの手順は、図5に示されている第1実施形態のマルチパス信号の有無の検出の手順と同じであるから説明を省略する。 The procedure from step S1 to step S3 shown in FIG. 10 is the same as the procedure for detecting the presence or absence of the multipath signal of the first embodiment shown in FIG.
相関値処理部30は、I相のC/Aコードとレプリカコード群(レプリカコードVE,E,P,L,VL)との相関処理によって、相関器320〜324の出力である相関値群(RVEi,REi,RPi,RLi,RVLi)を生成する(ステップS4)。また、相関値処理部30は、Q相のC/Aコードとレプリカコード群との相関処理によって、相関器325〜329の出力である相関値群(RVEq,REq,RPq,RLq,RVLq)を生成する(ステップS4)。
The correlation
そして、これら位相オフセット値群(−0.1,−0.05,0,0.05,0.1チップ)と相関値群(RVEi,REi,RPi,RLi,RVLi,RVEq,REq,RPq,RLq,RVLq)とを用いてI相とQ相の自己相関関数が多項式に近似され、プロセッサ35の推定部400Aにおいて、I相とQ相の多項式の所定項の第1係数値及び第2係数値を用いてマルチパス信号の有無が検出される(ステップS5)。そしてさらに、求められたI相とQ相の多項式の所定項の第1係数値及び第2係数値を用いて位相が推定される(ステップS6)。
These phase offset value groups (−0.1, −0.05, 0, 0.05, 0.1 chip) and correlation value groups (RVE i , RE i , RP i , RL i , RVL i , RVE). q , RE q , RP q , RL q , RVL q ) are used to approximate the I-phase and Q-phase autocorrelation functions to polynomials, and the
すなわち、ステップS2からステップS5までの一連の手順がマルチパス信号の有無を検出する方法になる。さらに、ステップS6においてマルチパス信号の位相が推定される。 That is, a series of procedures from step S2 to step S5 is a method for detecting the presence or absence of a multipath signal. In step S6, the phase of the multipath signal is estimated.
(4)位相差の推定結果の利用
マルチパス位相算出部415から測位演算部355Aには、マルチパス信号の有無の検出とともに、マルチパス信号があると判定された場合に搬送波追尾平面とマルチパス信号の位相差が与えられる。ここで搬送波追尾平面とは、図8における乗算器302の出力QとプロンプトレプリカコードPの積が0、つまり乗算器317の出力が0になる初期位相を与える複素平面である。
(4) Use of Phase Difference Estimation Results The multipath
測位演算部355Aにおけるマルチパス信号の有無の検出の用い方は、第1実施形態の測位演算部355と同様である。
The
測位演算部355Aは、例えば、マルチパス信号の位相も利用して測位演算の精度を挙げるよう構成することができる。マルチパス信号も変化するので、時間の経過とともにマルチパス信号が測位演算に与える影響も変化する。マルチパス信号の重畳の有無だけでは時間とともに変化するマルチパス信号の影響を推測することはできないが、搬送波追尾平面に対するマルチパス信号の位相が分かれば、時間の経過とともに変化するマルチパス信号による影響の変化の推測が可能になる。測位演算部355Aでは、マルチパス信号の位相を用いることで、例えば、時間経過にともなって重み付けを変えるなどの処理を行なうことができ、それにより、より精度の高い測位演算が可能になる。
The
<特徴>
マルチパス推定装置51Aでは、第1実施形態のマルチパス推定装置51と同様に、コード発生器331によって生成されたレプリカコードについて、レジスタ330(レプリカコード生成部の一例)によって追尾点のプロンプトレプリカコードP、このプロンプトレプリカコードPに対して0.05(第1位相の一例)だけ位相が進んだレプリカコードE及び0.05(第1位相)だけ位相が遅れたレプリカコードL、並びに0.1(第2位相の一例)だけ位相が進んだレプリカコードVE及び0.1(第2位相)だけ位相が遅れたレプリカコードVLが発生される。相関処理部30の乗算器310〜314及び相関器320〜324によって、I相のC/Aコード(擬似雑音コードの一例)と各レプリカコードVE,E,P,L,VLとからそれぞれI相の相関値群(RVEi,REi、RPi,RLi,RVLi)が生成される。さらに、GNSS受信機10の相関処理部30の乗算器315〜319及び相関器325〜329によって、Q相のC/Aコード(直交擬似雑音コードの一例)と各レプリカコードVE,E,P,L,VLとからそれぞれQ相の相関値群(RVEq,REq、RPq,RLq,RVLq)が生成される。
<Features>
In the
そして、プロセッサ35の推定部400Aにおいて、GNSS信号に重畳されているマルチパス信号の信号強度が測位演算部355Aで使われるのに適している程に小さいか否かを検出することができる。その推定部400Aにおいては、4次以上の多項式に近似して多項式の所定項の係数値を用いてマルチパス信号の有無が検出されるので、測位演算にとって適切でないマルチパス信号の有無が少ないソフトウェア資源で検出できる。
Then, the
このように、測位演算部355Aで、マルチパス信号が重畳されていないGNSS信号を使って測位演算を行なうことによって、擬似距離を精度よく算出して、高い精度で測位を行なうことができる。
As described above, the
図11は、マルチパス信号の遅延と位相差θとの関係を示すグラフである。図11には、シミュレータを用いて、信号強度が直接波の半分のマルチパス信号を発生させ、GNSS受信機10にて位相差を計算させた結果が示されている。図11において、直接波とマルチパス信号との位相差が0度、90度、180度及び270度の場合の区別は図6及び図7と同様である。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the delay of the multipath signal and the phase difference θ. FIG. 11 shows a result of using a simulator to generate a multipath signal whose signal strength is half that of a direct wave and calculating a phase difference in the
図11を図7と比較すると、図7では検出が難しかった90度と270度の位相差のものも、マルチパス信号がある場合とない場合が明確に分離されており、より精度よくマルチパス信号の有無が検出できることが分かる。 When FIG. 11 is compared with FIG. 7, the phase difference of 90 degrees and 270 degrees, which is difficult to detect in FIG. 7, is clearly separated from the case where there is a multipath signal and the case where there is no multipath signal. It can be seen that the presence or absence of a signal can be detected.
図12は、マルチパス信号の遅延とマルチパス信号の直接波に対する位相差との関係を示すグラフである。マルチパス遅延量が20m程度までは比較的位相差の誤差が大きいが、マルチパス遅延量が40m程度を超えると安定して位相差が検出できることが分かる。使用したGNSS受信機10では、このような結果が得られているが、さらに精度の高いGNSS受信機を用いれば、マルチパス遅延量がさらに小さなところでも位相差の誤差を小さくすることができると考えられる。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the delay of the multipath signal and the phase difference of the multipath signal with respect to the direct wave. It can be seen that the phase difference error is relatively large until the multipath delay amount is about 20 m, but the phase difference can be detected stably when the multipath delay amount exceeds about 40 m. In the used
マルチパス信号の直接波に対する位相差を推定することで、マルチパス検出精度の向上、及び搬送波位相誤差の低減などを図ることができる。必要とするソフトウェア資源(計算量)が少ないため、安価なコンシューマ向け受信機にも利用可能である。 By estimating the phase difference of the multipath signal with respect to the direct wave, it is possible to improve the multipath detection accuracy and reduce the carrier phase error. Since it requires less software resources (calculation amount), it can also be used for inexpensive consumer receivers.
<変形例>
(1)
上記第1実施形態及び第2実施形態では、GNSS受信機10にマルチパス推定装置51,51Aを適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明のマルチパス推定装置は、GNSSを用いて擬似距離を演算する装置であれば、GNSS受信機以外にも適用することができる。
<Modification>
(1)
In the first embodiment and the second embodiment, the case where the
(2)
上記第1実施形態及び第2実施形態のGNSS受信機としては、GPS(Global Positioning System)受信機やガリレオ(Galileo Positioning System)などがある。
(2)
Examples of the GNSS receiver according to the first and second embodiments include a GPS (Global Positioning System) receiver and a Galileo (Galileo Positioning System).
(3)
上記第1実施形態及び第2実施形態では、レプリカコード生成部として、レジスタ330を用いたが、例えば遅延量の異なる複数の遅延線を用いるなどレジスタ以外の装置によってレプリカコード生成部を構成してもよい。
(3)
In the first embodiment and the second embodiment, the
(4)
上記第1実施形態及び第2実施形態では、位相演算部355においては、測位演算を適正化する処理として推定部400,400Aでマルチパス信号が重畳されているGNSS信号を測位演算に用いない処理を説明したが、適正化する処理はこれだけには限られない。例えば、マルチパス信号が重畳されているGNSS信号の測位演算における測位結果への影響を小さくするような重み付けを行ってもよい。あるいは、閾値を複数も受けることでマルチパス信号の信号強度まで判断して、重畳されているGNSS信号の信号強度が高いものほど測位演算の演算結果への影響を小さくする重み付けを行なってもよい。
(4)
In the first embodiment and the second embodiment, the
(5)
上記第1実施形態及び第2実施形態のGNSS受信機10では、ベースバンド部3の信号処理部31をハードウェアによって構成する例を示したが、ベースバンド部3の機能をソフトウェアによって実現してもよい。ソフトウェアによってベースバンド部3の機能を実現するには、ROM351からプログラムを読み込んだプロセッサ35がベースバンド部3の機能を実現する。
(5)
In the
また、上記第1実施形態では推定部400の機能を、上記第2実施形態では推定部400Aの機能をソフトウェアによって実現する場合について説明したが、推定部400及び推定部400Aはトランジスタなどの部品を組み合わせた集積回路などで実現することもできる。
In the first embodiment, the function of the
(6)
上記第2実施形態の推定部400Aは、マルチパス信号の信号強度の推定と併せてマルチパス信号の位相を推定するものとし、両方の機能によってより精度の高いマルチパス信号の推定を行う場合について説明したが、推定部400Aのマルチパス信号の位相を推定する機能のみを用いてもよい。例えば、従来と同様の方法でマルチパス信号の有無を検出し、そのマルチパス信号の位相を推定部400Aが行なうように構成することもできる。
(6)
The
1 アンテナ
2 RF部
3 ベースバンド部
10 GNSS受信機
30 相関処理部
50,50A マルチパス検出装置
51,51A マルチパス推定装置
325,325A 測位演算部
330 レジスタ
331 コード発生部
400,400A マルチパス推定部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記擬似雑音コードの位相に対応する位相を持つプロンプトレプリカコード、並びに前記プロンプトレプリカコードに対して第1位相進んだ第1アーリレプリカコード、前記第1位相遅れた第1レイトレプリカコード、第2位相進んだ第2アーリレプリカコード、及び前記第2位相遅れた第2レイトレプリカコードを生成するレプリカコード生成部と、
前記レプリカコード生成部が生成した各レプリカコードと前記擬似雑音コードとをそれぞれ相関処理して各相関値を算出する相関処理部と、
前記各レプリカコードの位相量および前記各レプリカコードの位相に対応する各相関値を用いて近似される4次以上の多項式における所定項の係数値を用いて前記マルチパス信号の信号強度および/又は位相に関する推定を行う推定部と
を備える、マルチパス推定装置。 A multipath estimation device that estimates a multipath signal of a GNSS signal modulated using a pseudo noise code,
A prompt replica code having a phase corresponding to the phase of the pseudo noise code, a first early replica code advanced by a first phase with respect to the prompt replica code, a first late replica code delayed by the first phase, and a second phase A replica code generator for generating a second early replica code that has advanced, and a second late replica code that is delayed by the second phase;
A correlation processing unit that calculates a correlation value by performing a correlation process on each replica code generated by the replica code generation unit and the pseudo noise code;
The signal strength of the multipath signal and / or the coefficient value of a predetermined term in a fourth-order or higher order polynomial approximated by using the phase amount of each replica code and each correlation value corresponding to the phase of each replica code A multipath estimation apparatus comprising: an estimation unit that performs estimation related to a phase.
前記推定部は、前記レプリカコード生成部が生成した各レプリカコードと前記相関処理部が生成したI相の各相関値とを用いて近似される4次以上の多項式の第1係数値と、前記レプリカコード生成部が生成した各レプリカコードと前記相関処理部が生成したQ相の各相関値とを用いて近似される4次以上の多項式の第2係数値とを求め、前記第1係数値と前記第2係数値との比較から前記マルチパス信号の位相を推測する、
請求項1に記載のマルチパス推定装置。 The correlation processing unit generates each I-phase correlation value from the correlation processing between each replica code generated by the replica code generation unit and the pseudo noise code, and is orthogonal to the pseudo noise code. Generate each correlation value of the Q phase from the correlation processing of the pseudo noise code and each replica code generated by the replica code generation unit,
The estimation unit includes a first coefficient value of a fourth or higher order polynomial approximated using each replica code generated by the replica code generation unit and each I-phase correlation value generated by the correlation processing unit, A second coefficient value of a fourth or higher order polynomial approximated using each replica code generated by the replica code generation unit and each correlation value of the Q phase generated by the correlation processing unit is obtained, and the first coefficient value And inferring the phase of the multipath signal from a comparison of the second coefficient value with
The multipath estimation apparatus according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載のマルチパス推定装置。 The estimation unit substitutes the correlation value into a variable of a predetermined first-order polynomial when the phase difference between adjacent replica codes is equal, and obtains a coefficient value of the predetermined term.
The multipath estimation apparatus according to claim 1 or 2.
前記係数値を用いて前記マルチパス信号の有無を検出する検出部と
を備える、マルチパス検出装置。 The multipath estimation apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A multipath detection device comprising: a detection unit that detects the presence or absence of the multipath signal using the coefficient value.
請求項4に記載のマルチパス検出装置。 The detection unit has an absolute value of a coefficient value of a specific odd-order term in the polynomial having an order of 4th order or higher and an even number, or an absolute value of a calculation result based on coefficient values of a plurality of odd-order terms exceeds a preset threshold value. It is determined that the multipath signal is present.
The multipath detection device according to claim 4.
請求項4に記載のマルチパス検出装置。 In the detection unit, the absolute value of the coefficient value of a specific even-order term in the polynomial having an order of 4 or more and an even number, or the absolute value of the calculation result by the coefficient values of a plurality of even-order terms is smaller than a preset threshold value. Sometimes it is determined that the multipath signal is present,
The multipath detection device according to claim 4.
前記GNSS信号をダウンコンバートし、AD変換して前記擬似雑音コードを含むデジタル受信データを出力する高周波処理部と、
前記擬似雑音コードに基づいて得られる擬似距離から測位演算を行う測位部と、
前記高周波処理部が出力する前記デジタル受信データから前記マルチパス信号の有無を検出する、請求項4から7のいずれか一項に記載のマルチパス検出装置と、
を備え、
前記測位部は、前記マルチパス検出装置が検知した前記マルチパス信号の信号強度および/又は位相に応じて前記測位演算を適正化する、GNSS受信機。 An antenna for receiving a GNSS signal modulated with a pseudo-noise code;
A high-frequency processing unit that down-converts the GNSS signal, performs AD conversion, and outputs digital reception data including the pseudo-noise code;
A positioning unit that performs positioning calculation from a pseudo distance obtained based on the pseudo noise code;
The multipath detection device according to any one of claims 4 to 7, which detects presence or absence of the multipath signal from the digital reception data output by the high-frequency processing unit.
With
The positioning unit is a GNSS receiver that optimizes the positioning calculation in accordance with signal strength and / or phase of the multipath signal detected by the multipath detection device.
前記GNSS受信機が行う測位演算によって得られる測位情報を利用する情報機器と
を備える、情報機器端末。 A GNSS receiver according to claim 8;
An information device terminal comprising: an information device that uses positioning information obtained by positioning calculation performed by the GNSS receiver.
前記擬似雑音コードの位相に対応する位相を持つプロンプトレプリカコード、並びに前記プロンプトレプリカコードに対して第1位相進んだ第1アーリレプリカコード、前記第1位相遅れた第1レイトレプリカコード、第2位相進んだ第2アーリレプリカコード、及び前記第2位相遅れた第2レイトレプリカコードを生成するレプリカコード生成ステップと、
前記レプリカコード生成部が生成した各レプリカコードと前記擬似雑音コードとをそれぞれ相関処理して各相関値を算出する相関処理ステップと、
前記各レプリカコードの位相量および前記各レプリカコードの位相に対応する各相関値を用いて近似される4次以上の多項式における所定項の係数値を用いて前記マルチパス信号の信号強度および/又は位相に関する推定を行う推定ステップと
を備える、マルチパス推定方法。 A multipath estimation method for estimating a multipath signal of a GNSS signal modulated using a pseudo noise code,
A prompt replica code having a phase corresponding to the phase of the pseudo noise code, a first early replica code advanced by a first phase with respect to the prompt replica code, a first late replica code delayed by the first phase, and a second phase A replica code generating step for generating a second advanced early replica code and a second late replica code delayed by the second phase;
A correlation processing step of calculating each correlation value by correlating each replica code generated by the replica code generation unit and the pseudo noise code;
The signal strength of the multipath signal and / or the coefficient value of a predetermined term in a fourth-order or higher order polynomial approximated by using the phase amount of each replica code and each correlation value corresponding to the phase of each replica code A multipath estimation method comprising: an estimation step for performing estimation relating to a phase.
前記擬似雑音コードの位相に対応する位相を持つプロンプトレプリカコード、並びに前記プロンプトレプリカコードに対して第1位相進んだ第1アーリレプリカコード、前記第1位相遅れた第1レイトレプリカコード、第2位相進んだ第2アーリレプリカコード、及び前記第2位相遅れた第2レイトレプリカコードを生成するレプリカコード生成機能と、
前記レプリカコード生成部が生成した各レプリカコードと前記擬似雑音コードとをそれぞれ相関処理して各相関値を算出する相関処理機能と、
前記各レプリカコードの位相量および前記各レプリカコードの位相に対応する各相関値を用いて近似される4次以上の多項式における所定項の係数値を用いて前記マルチパス信号の信号強度および/又は位相に関する推定を行う推定機能と
をコンピュータに実現させるためのマルチパス推定プログラム。 A multipath estimation program for estimating a multipath signal of a GNSS signal modulated using a pseudo noise code,
A prompt replica code having a phase corresponding to the phase of the pseudo noise code, a first early replica code advanced by a first phase with respect to the prompt replica code, a first late replica code delayed by the first phase, and a second phase A replica code generating function for generating an advanced second early replica code, and a second late replica code delayed by the second phase;
A correlation processing function for calculating each correlation value by correlating each replica code generated by the replica code generation unit and the pseudo noise code;
The signal strength of the multipath signal and / or the coefficient value of a predetermined term in a fourth-order or higher order polynomial approximated by using the phase amount of each replica code and each correlation value corresponding to the phase of each replica code A multipath estimation program for causing a computer to realize an estimation function for estimating a phase.
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