JPH03146890A - Ｇｐｓ受信機の衛星電波捕捉方式 - Google Patents

Ｇｐｓ受信機の衛星電波捕捉方式

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JPH03146890A
JPH03146890A JP1284820A JP28482089A JPH03146890A JP H03146890 A JPH03146890 A JP H03146890A JP 1284820 A JP1284820 A JP 1284820A JP 28482089 A JP28482089 A JP 28482089A JP H03146890 A JPH03146890 A JP H03146890A
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time
satellites
reception
gps receiver
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Hitoshi Ando
斉 安藤
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Pioneer Electronic Corp
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/28—Satellite selection

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＧＰＳ受信機のための衛星電波の捕捉方式に
関する。
〔従来の技術〕
人工衛星を利用した測位システムとして、いわゆるＧＰ
Ｓ　（グローバル・ポジショニング・システム：　Ｇｌ
ｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　）
がある。この測位システムは、その名の通り、全地球を
カバーする衛星測位システムであって、高度約２万２０
０Ｋｍ上空に地球を周回する６つの衛星軌道を設定し、
最終的に各軌道上に４個づつ計２４個のＧＰＳ衛星を打
ち上げ、各衛星から測位用の航法データを含むＧＰＳ信
号をスペクトル拡散方式により地球へ向けて送信し、地
上（または海上、航空）において複数個の衛星の電波、
例えば２次元測位の場合は３個の衛星の電波、また３次
元測位の場合は４個の衛星の電波を受信し、各衛星のＧ
ＰＳ信号に含まれる航法データに基づいてその時の受信
地点の緯度、経度、高度などの必要な位置情報をリアル
タイムに測位できるようにしたものである。
上記ＧＰＳは、本来アメリカ軍用に開発されたものであ
るが、その電波の一部（Ｃ／Ａコード）については民間
にも解放されており、この電波を利用して自動車、船舶
、航空機などのナビゲーション装置を構築することが可
能である。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、ＧＰＳ衛星は静止衛星でないために、ドツプ
ラー効果によりその受信周波数が変化する。
したがって、衛星電波の受信に際しては、まず最初に、
ＧＰＳ受信機のＰＬＬ回路を上記ドツプラー効果によっ
て変化する受信周波数にロックさせることから受信動作
を開始し、ＰＬＬ回路がロックした時点でスペクトラム
拡散された信号を逆拡散して復調することによりＧＰＳ
信号を受信しなければならない。このため、衛星からの
電波が受信機に到来していても、原理的に、直ちに受信
することかできない。
したがって、例えば、ＧＰＳを車載用ナビゲーション装
置の測位装置として利用したような場合、電波が到来し
てはいるが、ＰＬＬ回路がロックできずあるいは逆拡散
に成功していないためにＧＰＳ信号を受信できないでい
るような状態と、例えば車両がトンネルに入ってしまい
、衛星電波そのものが存在しなくなったためにＧＰＳ信
号を受信できないでいるような状態との区別をつけるこ
とができない。このため、車両がトンネルに進入して衛
星電波が受信不能となっても何らの対策も講することが
できず、トンネル進出後などにおける衛星の再捕捉に時
間がかかり、その間は測位計算に支障を来すという問題
があった。
特に、ＧＰＳを車載用ナビゲーション装置の測位装置と
して利用する場合などには、測位精度とコストとの兼ね
合いから、ＧＰＳ受信機としては受信チャンネルが１チ
ヤンネルまたは２チャンネル程度の小容量のものを採用
し、受信チャンネルを時分割多重化して１つのチャンネ
ルで複数のＧＰＳ衛星の電波をシーケンシャルに受信す
るように構成することが多く、上記再捕捉時間が特に長
くなる傾向が強い。
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、時分割受信式のＧＰＳ受信機において
、トンネルなどで衛星電波が受信不能となった状態から
再び受信可能な状態に復帰したような場合に、できるだ
け迅速に衛星を再捕捉できる衛星電波の捕捉方式を提供
することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するために、受信チャンネル
を時分割多重化することにより複数のＧＰＳ衛星の電波
をシーケンシャルに受信するようにしたＧＰＳ受信機に
おいて、受信中のすべての衛星電波が所定時間以上に亘
って同時に受信不能となったときに時分割受信を解除し
、その時点で予測される最大仰角位置のＧＰＳ衛星のみ
を捕捉するように受信モードを切り換えるようにしたも
のである。
なお、ＧＰＳ受信機が複数の受信チャンネルを有する場
合には、仰角位置の高い衛星の順に各チャンネルに１個
づつ衛星を割り当てればよい。
〔作　用〕
仰角位置の高い衛星はどビルや樹木などの周囲の障害物
で遮られることが少なく、地上からの見通しが良い。し
たがって、仰角位置の高い衛星はど捕捉が容易である。
そこで、車両がトンネルなどに進入して衛星電波が一定
時間以上に亘って受信不能となった場合には、トンネル
などの衛星電波の受信不能地帯に進入したものと判断し
、その時点で予測される最大仰角位置の衛星を求め、該
最大仰角位置の衛星のみを優先的に再捕捉するようにす
る。これにより、トンネルを抜は出して再受信可能とな
ったような場合に、迅速に衛星を再捕捉することができ
る。
上記のようにして１個の衛星が再捕捉できれば、この再
捕捉された衛星のアルマナック情報を用いて他のすべて
の衛星の正確な軌道位置を知ることができる。したがっ
て、測位に必要な他の衛星についても容易に再捕捉する
ことが可能である。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例につき図面を参照して説明する。
第１図はＧ　Ｉ）　Ｓ受信機の受信チャンネルが１チヤ
ンネルの場合の本発明による衛星の再捕捉の一実施例を
示す図、第２図はその動作のフローチャートである。
いま、車両はトンネル以外の見晴らしのよい場所を走行
しており、第１図（ａ）に示すように、チャンネル内を
所定のサンプリング時間Δｔで次々と時分割し、３次元
測位に必要な４つの衛星Ｓ１〜Ｓ４の電波を順次シーケ
ンシャルに受信しているものとする（第２図ステップ［
１コ）。
車両がトンネルなどに進入し、１個の衛星も捕捉できな
い状態が所定時間以上、例えば５分以上続くと（ステッ
プ［２］）、トンネルなどの衛星電波の受信不能地帯に
進入したものと判定し、衛星８１〜Ｓ４の捕捉動作を中
止する（ステップ［３］）。そして、これと同時に、そ
の時に予測される最大仰角位置の衛星がどれであるかを
算出する（ステップ［４］）。
ｌ記最大仰角位置の衛星を求めるには、（１）　Ｇ　Ｐ
　Ｓ時刻とそれほどずれていない時刻を持った時計（ず
れ時間１０分程度以内） （２）現在の位置とそれほど離れていない大体の位置情
報（例えば、日本国内なら東京の位置でかまわない） （３１Ｇ　Ｐ　Ｓ衛星の位置を推定できる暦情報が必要
であるが、（１）の時刻についてはＧＰＳ受信機内のク
ロックあるいは車両の時計を利用でき、（２）の位置情
報については予め東京などの緯度と経度をＧＰＳ受信機
のＲＯＭに格納しておけばよいし、また、（３）の各衛
星の暦情報については受信不能となる前に受信していた
ＧＰＳ衛星のアルマナック情報を利用することができる
ので、これらを用いれば公知の衛星軌道計算のアルゴリ
ズムを利用して全衛星の予測位置を算出することができ
、したがって、その時点における最大仰角位置の衛星を
知ることが可能である。
上記のようにして得られた最大仰角位置の衛星が３３で
あるとすると（ステップ［４］）、ＧｐＳ受信機は、第
１図（ハ）に示すように、この最大仰角位置の衛星Ｓ３
のみを捕捉するようにその受信モードを切り換え、この
最大仰角位置の衛星Ｓ３のみの捕捉動作を行う（ステッ
プ［５］）。
そして、最大仰角位置の衛星Ｓ３が捕捉されると（ステ
ップ［６］Ｌ処理はステップ［１１へ移行し、通常のシ
ーケンシャルな捕捉動作、すなわち、上記再捕捉された
最大仰角位置の衛星Ｓ３と、該衛星Ｓ３のアルマナック
情報から得られたその時点における３次元測位に最も適
した他の３個の衛星を選択し、これら４個の衛星につい
て通常の時分割によるシーケンシャル多重受信を開始す
る。
一方、衛星Ｓ３が所定の時間以上、例えば５分以上に亘
って捕捉できなかった場合には（ステップ［６］Ｌ仰角
位置の高い衛星を再計算した後（ステップ［７］Ｌステ
ツプ［３］へ戻り、該新たな計算結果に基づいて前記と
同様の衛星の再捕捉動作を繰り返す。
上記実施例は、ＧＰＳ受信機の受信チャンネルが１チヤ
ンネルの場合について述べたが、ＧＰＳ受信機が複数の
受信チャンネルを有する場合のフローチャートを第３図
に示す。この場合には、チャンネル数に合わせて、ステ
ップ［４］′において仰角位置の高い衛星の順に各チャ
ンネルに１個づつ割り当てる。また、ステップ［６Ｊ′
において、各チャンネルに割り当てた衛星の１個も捕捉
できない場合に、ステップ［７］へ移行すみ。他のステ
ップの処理動作は、第２図と同様である。
〔発明の効果〕
以上説明したところから明らかなように、本発明による
ときは、受信中のすべての衛星電波が所定時間以上に亘
って同時に受信不能となったとき０ に時分割受信を解除し、その時点で予測される最大仰角
位置のＧＰＳ衛星のみを捕捉するように受信モードを切
り換えるようにしたので、衛星からのＧＰＳ信号が到達
したことをいち早く知ることができ、トンネルなどの衛
星電波の受信不能地帯を通過後の衛星の再捕捉がスムー
ズになり、従来に比べて短時間のうちに測位計算を開始
できるようになる。
さらに、ＧＰＳ受信機が複数の受信チャンネルを有する
場合には、仰角位置の高い衛星の順に各チャンネルに１
個づつ衛星を割り当てるようにすれば、さらに高速に再
捕捉することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はＧＰＳ受信機の受信チャンネルが１チヤンネル
の場合の本発明による衛星の再捕捉の一実施例を示す図
、 第２図は上記実施例の動作のフローチャート、第３図は
受信チャンネルが複数チャンネルの場合の動作のフロー
チャートである。 １ 特開平３−１４６８９０　（５）

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）受信チャンネルを時分割多重化することにより複
    数のＧＰＳ衛星の電波をシーケンシャルに受信するよう
    にしたＧＰＳ受信機において、受信中のすべての衛星電
    波が所定時間以上に亘って同時に受信不能となったとき
    に時分割受信を解除し、 その時点で予測される最大仰角位置のＧＰＳ衛星のみを
    捕捉するように受信モードを切り換えることを特徴とす
    るＧＰＳ受信機の衛星電波捕捉方式。
  2. （２）複数の受信チャンネルを有する場合、仰角位置の
    高い衛星の順に各チャンネルに１個づつ衛星を割り当て
    ることを特徴とする請求項（１）記載のＧＰＳ受信機の
    衛星電波捕捉方式。
JP1284820A 1989-11-02 1989-11-02 Ｇｐｓ受信機の衛星電波捕捉方式 Pending JPH03146890A (ja)

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