JPH07128423A - Gps/glonass共用受信装置 - Google Patents

Gps/glonass共用受信装置

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JPH07128423A
JPH07128423A JP27441093A JP27441093A JPH07128423A JP H07128423 A JPH07128423 A JP H07128423A JP 27441093 A JP27441093 A JP 27441093A JP 27441093 A JP27441093 A JP 27441093A JP H07128423 A JPH07128423 A JP H07128423A
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JP
Japan
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positioning
frequency
signal
positioning system
carrier frequency
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JP27441093A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kida
弘幸 木田
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/33Multimode operation in different systems which transmit time stamped messages, e.g. GPS/GLONASS
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
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    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/35Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G01S19/36Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain relating to the receiver frond end

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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 RF(高周波)信号からIF(中間周波数)
信号への周波数変換を、複数のミキサを用いることなく
実現する。 【構成】 アンテナ部1により受信され高周波増幅され
たRFのGPS(GlobalPositioning System )及びG
LONASS(Global Orbiting Navigation Satellite
System )信号を、イメージ除去ミキサ202により第
1IF信号に変換する。局部発振器203の発振周波数
を、GPSの搬送周波数とGLONASSの搬送周波数
の中間に設定する。イメージ除去ミキサ202は、周波
数変換と共に、局部発振周波数に対して影像関係にある
GPS信号とGLONASS信号を分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、測位衛星を使用する複
数の測位システム、例えば米国で開発・運用されている
GPS(Global Positioning System )やロシアで開発
・運用されているGLONASS(Global Orbiting Na
vigation Satellite System )等について共用可能な複
数測位システム共用受信装置、例えばGPS/GLON
ASS共用受信装置に関し、特に、この種の受信装置に
おける高周波(RF)信号から中間周波数(IF)信号
への周波数変換方法及び回路に関する。
【0002】
【従来の技術】移動体等の自位置や速度を求めるシステ
ム、すなわち測位システムとしては各種のものが知られ
ているが、その中でも近年特に注目され急速に普及しつ
つあるシステムとしては、GPSやGLONASS等の
ように、測位衛星から送信される信号に基づき、受信装
置が搭載されている移動体や当該受信装置を携帯してい
る使用者の自位置を求めるシステムがある。
【0003】例えばGPSとGLONASSは、測位衛
星からの搬送周波数や、擬似雑音(Pseudo Noise:P
N)コードの設定等が異なるのみで、大まかには、測位
原理・測位演算は同じ原理・演算である。従って、これ
らの測位システムに共用可能な受信装置は十分実現可能
であり、実際に、そのような受信装置の開発も盛んに行
われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、GPSを構成
する測位衛星(以下GPS衛星という)からの測位信号
(以下GPS信号という)と、GLONASSを構成す
る測位衛星(以下GLONASS衛星という)からの測
位信号(以下GLONASS信号という)とは、その搬
送周波数が異なっている。具体的には、GPS衛星から
の搬送周波数は1575.42MHz、GLONASS
衛星からの搬送周波数は(後述の見直しによれば)16
02.5625MHz〜1608.75MHzとなり、
共にLバンドに属しているが異なる周波数である。
【0005】このように測位衛星からの信号の搬送周波
数が互いに異なる複数の測位システムに共用可能な受信
装置を構成する場合、RFからIFに周波数変換するた
めに個々別々のミキサや局部発振器が必要となる。これ
は、受信装置を構成する部品点数の増大につながり、小
形化や低価格化の妨げとなる。
【0006】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、RFからIFへの
周波数変換を単一の混合手段(ミキサ等)を用いて実現
し、これにより、受信装置を構成する部品点数の低減、
ひいては受信装置の小形化や低価格化を実現することを
第1の目的とする。また、本発明は、当該周波数変換の
際に各測位システムに係るIFが相互に干渉しないよう
にすることを第2の目的とする。本発明は、さらに、複
数の測位システムを構成する測位衛星を混用して測位を
行うことを第3の目的とする。本発明は、受信装置にお
ける電力消費の低減を第4の目的とする。そして、本発
明は、局部発振周波数を低減することを第5の目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の周波数変換方法は、第1測位システ
ムにおいて地球周回軌道上の測位衛星から測位信号を送
信する際に使用される第1搬送周波数と、第2測位シス
テムにおいて地球周回軌道上の測位衛星から測位信号を
送信する際に使用され第1搬送周波数と異なる第2搬送
周波数とが、互いに影像関係となるよう設定された周波
数又はその1/n(n:2以上の整数)の周波数で局部
発振信号を発振し、各測位システムに係る測位信号を周
波数成分として含む受信信号と、発振した局部発振信号
又はそのn次高調波とを、混合手段により混合し、混合
された信号から、局部発振信号又はそのn次高調波の周
波数から見て影像関係にある成分を互いに分離して出力
することにより、複数の測位システムに係る測位信号を
単一の混合手段により周波数変換し、かつ各測位システ
ムに係る測位信号間の干渉を排除することを特徴とす
る。
【0008】また、本発明の周波数変換回路は、上記第
1搬送周波数と上記第2搬送周波数とが互いに影像関係
となるよう設定された周波数又はその1/nの周波数で
局部発振信号を発振する手段と、各測位システムに係る
測位信号を周波数成分として含む受信信号と、発振した
局部発振信号又はそのn次高調波とを混合し、局部発振
信号の周波数から見て影像関係にある成分を混合された
信号から互いに分離して出力する混合手段と、を備え、
複数の測位システムに係る測位信号を単一の混合手段に
より周波数変換し、かつ各測位システムに係る測位信号
との干渉を排除することを特徴とする。
【0009】本発明の複数測位システム共用受信装置
は、各測位システムを構成する測位衛星から送信される
測位信号を周波数成分として含む信号を受信する手段
と、本発明の周波数変換回路と、を備えることを特徴と
する。
【0010】本発明の複数測位システム共用受信装置
は、さらに、測位システム毎に分離された測位信号をそ
れぞれベースバンドに変換した上で復調する復調手段
と、受信された測位信号に係る測位衛星のうち測位演算
に適する衛星を選択し、選択された衛星に係り復調され
た測位信号に基づき当該測位演算を行うことにより、搭
載に係る移動体又は携帯に係る使用者の自位置を求める
手段と、を備え、必要に応じて各測位システムの測位衛
星を混用しつつ測位演算を行うことを特徴とする。
【0011】本発明の複数測位システム共用受信装置
は、また、上記復調手段を、測位演算に使用する最大の
衛星個数に応じた個数設け、測位システム毎に分離され
た測位信号のベースバンドへの変換及び復調を行う際、
測位演算に使用する衛星についていずれかの復調手段を
割り当て、衛星の割り当てのない復調手段への電源電力
供給を断つことを特徴とする。
【0012】本発明の方法、回路又は装置は、第1の態
様として、局部発振信号の周波数が、第1搬送周波数と
第2搬送周波数とが影像関係となるよう設定された周波
数であり、混合手段が、受信信号に局部発振信号を直接
混合することを特徴とする。
【0013】本発明の方法、回路又は装置は、第2の態
様として、局部発振信号の周波数が、第1搬送周波数と
第2搬送周波数とが影像関係となるよう設定された周波
数の1/nであり、混合手段が、受信信号に局部発振信
号のn次高調波を混合することを特徴とする。
【0014】そして、本発明の方法、回路又は装置は、
その適用対象たる第1測位システムが、複数の測位衛星
それぞれについて搬送周波数が等しいGPSであり、ま
た第2測位システムが、複数の測位衛星それぞれについ
て搬送周波数が一般に異なるGLONASSであること
を特徴とする。
【0015】
【作用】本発明においては、局部発振信号の周波数が、
第1搬送周波数と第2搬送周波数とが互いに影像関係と
なる周波数(すなわち第1搬送周波数と第2搬送周波数
のほぼ中間の周波数)に設定され、あるいはその1/n
の周波数に設定される。各測位システムに係る測位衛星
から第1又は第2搬送周波数で送信され、受信装置によ
り受信された測位信号(受信信号)は、混合手段によっ
てRFから例えばIFに周波数変換される。その際、上
述のように局部発振信号の周波数が設定されているた
め、局部発振信号又はそのn次高調波から見て、受信信
号の各成分(すなわち各測位システムの測位信号に相当
する周波数成分)は、互いに影像関係となる。本発明に
おいては、このような局部発振信号又はそのn次高調波
を受信信号と混合し例えばIFに変換する際に、混合手
段として、影像信号を互いに分離する構成、すなわち影
像(イメージ)除去ミキサ等の手段を採用している。こ
れにより、複数の測位システムに係る測位信号が単一の
混合手段により周波数変換され、かつ各測位システムに
係る測位信号間の干渉が排除される。従って、RFから
例えばIFへの周波数変換を行うための回路構成の簡素
化、回路部品の個数低減、受信装置の小型低価格化等
が、IF段以降の処理に支障をきたすことなく実現され
る。
【0016】このような作用を発生させる混合手段の構
成としては、第1に、基本波ミキシングに係る構成があ
る。この場合、局部発振信号の周波数を、第1搬送周波
数と第2搬送周波数とが影像関係となるよう設定された
周波数に設定しておく。混合手段は、受信信号と局部発
振信号を直接混合する。このような構成を採用すること
により、比較的簡素な構成の混合手段によって、上述の
作用が実現される。
【0017】また、混合手段の構成としては、第2に、
高調波(ハーモニック)ミキシングに係る構成がある。
この場合、局部発振信号の周波数を、第1搬送周波数と
第2搬送周波数とが影像関係となるよう設定された周波
数の1/nに設定しておく。混合手段は、受信信号と局
部発振信号のn次高調波を混合する。このような構成を
採用することにより、上述の作用を実現しつつ、基本波
ミキシングの場合に比べ局部発振信号の周波数を低くす
ることができ、その結果局部発振器の回路構成の簡素
化、消費電力の低減等の利点が生じる。
【0018】また、本発明においては、上述の作用を実
現しつつ、必要に応じて各測位システムの測位衛星を混
用しつつ測位演算を行うことが可能である。すなわち、
測位システム毎に分離された測位信号をそれぞれベース
バンドに変換した上で復調し、さらに測位演算に適する
衛星を選択し、選択された衛星の測位信号(復調された
信号)に基づき当該測位演算を行うことにより、搭載に
係る移動体又は携帯に係る使用者の自位置を、各測位シ
ステムの衛星を混用しつつ、求めることが可能になる。
例えばGPSやGLONASSのように完成時に各24
個の測位衛星を用いるシステムについてこの構成を適用
した場合、合計48個の測位衛星から、最も測位精度が
高くなるような測位衛星を選択して組み合わせ、測位演
算に使用することが可能になる。これは、測位精度を常
に良好に維持する上で有効である。
【0019】上述の復調手段は、測位演算に使用する最
大の衛星個数に応じた個数設けるのが好ましい。その場
合、使用しない復調手段への電源電力供給を断つことに
より、受信装置の電力消費が低減される。
【0020】そして、適用の対象たる測位システムとし
ては、GPSやGLONASSをあげることができる。
GPSでは、各GPS衛星の搬送周波数が等しく、GL
ONASSでは、各GLONASS衛星の搬送周波数が
一般に異なる。このようなシステムの共用に当たって
は、各測位システムの測位信号をそれぞれ受信信号のU
SB(upper side band )及びLSB(lower side ban
d )として扱うことにより、本発明を適用することが可
能である。言い換えれば、上述の第1又は第2搬送周波
数は、それぞれ各測位システムに固有である必要があ
り、かつ相互に相違する必要があるが、それぞれ単一の
周波数である必要はない。なお、本発明は、GPSやG
LONASS以外の測位システムにも適用可能である。
【0021】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
【0022】図1及び図2には、本発明の一実施例に係
る受信装置の構成が示されている。この装置は、アンテ
ナ部1、ダウンコンバータ部2及び信号処理部3から構
成されている。
【0023】この受信装置は、GPSとGLONASS
に共用される受信装置である。すなわち、GPS衛星か
ら送信されるGPS信号及びGLONASS衛星から送
信されるGLONASS信号を、共に測位演算に用いる
ことが可能な受信装置である。GPSにおいては、完成
時において24個となる予定の人工衛星(GPS衛星)
が、高度約20000kmの6個の軌道面上に打ち上げ
られている。GLONASS衛星の衛星数及び軌道高度
はGPSと同様それぞれ24個及び約20000kmで
あるが、その軌道面は3個である。
【0024】GPS及びGLONASSでは、いずれ
も、衛星から信号を送信する際、所定のPNコードを用
いて当該信号がスペクトル拡散変調される。衛星からの
信号を受信した受信装置は、受信信号をRFからIF
へ、IFからベースバンドへと周波数変換した上で、衛
星からの搬送波(キャリア)及びスペクトル拡散変調に
用いられたPNコードを捕捉し、信号を復調する。受信
装置は、復調した信号等を用いて、衛星までの距離(た
だし、オフセットを含むため擬似距離と呼ばれる)及び
衛星の位置を求める。このような情報が所定個数の衛星
(3次元測位の場合4個、2次元測位の場合3個)につ
いて得られれば、連立方程式の解の演算により、受信装
置の位置、すなわち搭載に係る移動体の位置又は携帯に
係る使用者の位置を、求めることができる。
【0025】GPS衛星から送信されるGPS信号とG
LONASS衛星から送信されるGLONASS信号の
主な相違は、第1に、その搬送周波数(キャリアの周波
数)にある。第2に、PNコードにある。
【0026】まず、GPS衛星からの搬送周波数は、い
ずれのGPS衛星についても、Lバンドに属する157
5.42MHzであり、GPS信号のスペクトルはチッ
プ率1.023MHzのスペクトル拡散変調によってこ
の周波数近傍の約2MHzに拡がる。GPSにおけるP
Nコードは、各GPS衛星に固有であり、GPS受信装
置の側では、衛星に応じたPNコードを発生させ、これ
を用いてスペクトル逆拡散し、信号を復調する。
【0027】これに対し、GLONASS衛星からの搬
送周波数は、Lバンドに属する1602.5625MH
z〜1608.75MHzであり、各衛星毎に搬送周波
数が異なっている。ただし、地球から見て互いに逆側に
あるGLONASS衛星には同一の搬送周波数が割り当
てられるから、GLONASSにおいては1602.5
625MHz〜1608.75MHzの帯域に属する1
2個の周波数(チャネル)が、衛星からの信号の送信に
使用されることになる。また、GLONASSにおける
PNコードは、いずれのGLONASS衛星についても
同一である。GLONASSにおけるチップ率は0.5
11Mz、スペクトル拡散されたGLONASS信号の
帯域幅は約1MHzである。GLONASS受信装置の
側では、衛星に応じた周波数を発生させ、これを用いて
キャリアを捕捉し、各衛星共通のPNコードを用いてス
ペクトル逆拡散を行う。
【0028】なお、上述したGLONASSの仕様は、
本願の出願時点で行われている見直しが実現された場合
の仕様である。すなわち、GLONASSについては、
他のシステムとの干渉問題が発生しており、GLONA
SS信号の搬送周波数割り当てが確定していない。しか
し、本発明の要旨は、見直し結果の細部に依存しないた
め、以下の説明では上述の趣旨で見直しが確定したと仮
定する。
【0029】図1においては、アンテナ部1がアンテナ
101及び低雑音増幅器(以下、LNAという)102
から構成されている。アンテナ101は、GPS衛星又
はGLONASS衛星から送信されるGPS信号及びG
LONASS信号を受信する。LNA102は、アンテ
ナ101の受信信号を低雑音増幅する。増幅された受信
信号はダウンコンバータ部2に入力される。
【0030】ダウンコンバータ部2に入力された受信信
号は、バンドパスフィルタ(以下、BPFという)によ
って帯域瀘波される。このBPF201は例えば誘電体
共振器等で構成されており、その通過帯域は、GPS信
号及びGLONASS信号を共に通過させるべく、15
75.42MHz〜1608.75MHzを含む帯域に
設定されている。このBPF201を通過した後の受信
信号のスペクトル、すなわち図1のA点での信号スペク
トルは、図4に示されるような分布となる。
【0031】ダウンコンバータ部2は、さらに、イメー
ジ除去ミキサ202及び局部発振器203を備えてい
る。局部発振器203は、図4にLOとして示されてい
るように、1595.43MHzで発振する。この発振
により得られた局部発振信号は、例えば図3に示される
ような構成を有するイメージ除去ミキサ202によっ
て、受信信号Aと混合される。
【0032】図3に示されるイメージ除去ミキサ202
は、基本波ミキシングに係る構成である。このイメージ
除去ミキサ202は、RFハイブリッド202a、ミキ
サ202b及び202c並びにIFハイブリッド202
dから構成されている。BPF201から供給される信
号、すなわちRFの受信信号Aは、RFハイブリッド2
02aに入力される。RFハイブリッド202aの出力
信号のうち一方はミキサ202bに、他方はミキサ20
2cに供給される。ミキサ202b及び202cにおい
ては、局部発振信号と、RFハイブリッド202aから
の信号とが混合される。混合の結果得られる2種類の信
号は、IFハイブリッド202dに入力される。RFハ
イブリッド202aとしては、周知の構成を使用できる
(例えば、電子情報通信学会編、「通信用マイクロ波回
路」、1989年、第58〜59頁参照)。IFハイブ
リッド202dとしては、周波数が低いため集中定数型
の周知の構成を使用できる(例えば、「集中定数型方向
性結合器の設計図表」、池田、木田、テレビジョン学会
誌、1976年、第30巻第6号、p482、図1を参
照)。
【0033】ここで、局部発振信号の周波数は、GPS
信号の搬送周波数1575.42MHzと、GLONA
SS信号の搬送周波数1575.42MHz〜160
8.75MHzとが、局部発振信号の周波数から見て互
いに影像(イメージ)の関係になるよう設定されてい
る。すなわち、(局部発振信号の周波数)−(GPS信
号の搬送周波数)=(GLONASS信号の搬送周波
数)−(局部発振信号の周波数)という関係が、概ね成
り立つよう、局部発振信号の周波数が設定されている。
従って、IFハイブリッド202dの2個の出力のうち
一方は、局部発振信号から見てUSBであるGLONA
SS信号となり、他方はLSBであるGPS信号とな
る。これは、局部発振信号を基準とした場合に影像関係
にある2種類の周波数成分(GLONASS信号及びG
PS信号)が、IFハイブリッド202a及び202d
により、互いに他の干渉を排除しながら、すなわちイメ
ージを除去しながら、独立して分離されたことを意味し
ている。また、ミキサ202b及び202cにおいて周
波数変換が行われているから、IFハイブリッド202
dの2個の出力は、それぞれIF信号(第1IF信号)
となっている。この実施例の場合、IFハイブリッド2
02dからUSBとして出力されるGLONASS信号
の第1IF周波数は、(GLONASSの搬送周波数)
−(局部発振信号の周波数)=7.1325MHz〜1
3.32MHzとなる。また、IFハイブリッド202
dからLSBとして出力されるGPS信号の第1IF周
波数は、(局部発振信号の周波数)−(GPSの搬送周
波数)=20.01MHzとなる。
【0034】なお、イメージ除去ミキサ202として
は、このような基本波ミキシングに係る構成のみなら
ず、ハーモニックミキシングに係る構成を使用してもよ
い。
【0035】図5には、2次元(n=2)のイメージ除
去ハーモニックミキサの一例構成が示されている。この
ミキサ202の場合、RFハイブリッド202aとして
は、電子情報通信学会編、「通信用マイクロ波回路」、
第59頁、図2.23(b)の構成が好ましい。これ
は、2次のハーモニックミキサでは局部発振周波数がR
F周波数の約1/2となり、これらが共に通過域となる
ようなオクターブの広帯域が要求されるためである。ま
た、IFハイブリッド202dとしては、前掲のテレビ
ジョン学会誌論文の図1に示されるような集中定数ハイ
ブリッド回路を用いるのが好ましい。これは、RFハイ
ブリッド202aの出力に2組接続されているダイオー
ドの逆並列接続ペア202e及び202fによりミキシ
ングダウンされた低いIF周波数がIFハイブリッド2
02dに入力されること、及び集中定数型だと小型化で
きること、による。なお、図中202g、202hはダ
イオードペア202e、202fの出力を低域瀘波する
LPFである。
【0036】IFハイブリッド202dのUSB及びL
SB出力は、それぞれ、BPF205又は206により
帯域瀘波される。各BPF205及び206の通過帯域
は、各第1IF信号の周波数帯域、すなわちBPF20
5では7.1325MHz〜13.32MHzの帯域
に、BPF206では中心周波数20.01MHz、帯
域幅約2MHzの帯域に、それぞれ設定されている。従
って、BPF205及び206によって不要信号が除去
された後の信号のスペクトル、すなわち図1中B及びC
点でのスペクトルは、図4に示されるようなスペクトル
となる。
【0037】BPF205及び206の後段には、増幅
器207及び208が設けられている。増幅器207及
び208は、それぞれ、BPF205又は206の出力
を増幅する。その後段のミキサ209及び210は、増
幅器207及び208の出力を、第1IFから第2IF
へと周波数変換する。ミキサ209及び210において
局部発振信号として用いられているのは、局部発振器2
03の出力を分周器204により104分周した信号で
あり、その周波数は1595.43MHz/104=1
3.995MHzである。従って、ミキサ209及び2
10により得られる第2IF信号の周波数は、GLON
ASSについては0.675MHz〜6.8625MH
z、GPSについては6.015MHzとなる。ミキサ
209の後段には、通過帯域が0.675MHz〜6.
8625MHzであるBPF211が設けられており、
ミキサ210の後段には、中心周波数が6.015MH
z、通過帯域幅が約2MHzのBPF212が設けられ
ている。これらのBPF211及び212によって不要
信号が除去された後の、すなわちD及びE点での信号の
スペクトルは、図4に示されるような内容となる。
【0038】なお、分周器204は、104分周を、5
7分周器204a及び2分周器204bにより行ってお
り、57分周器204aから出力される周波数159
5.43MHz/57=27.99MHzの信号は、シ
ステムクロックとして信号処理部3に供給される。
【0039】BPF211及び212の後段には、増幅
器213及び214が設けられている。これらの増幅器
213及び214は、それぞれ、GLONASS又はG
PSの第2IF信号を増幅する。その後段に設けられて
いるハードリミタ215及び216は、増幅された第2
IF信号を1ビット量子化し、信号処理部3に供給す
る。
【0040】信号処理部3は、スイッチ301、複数の
(図では5個の)信号プロセッサ307、及び演算処理
器306から構成されている。スイッチ301は、演算
処理器306からの指令に応じ、第2IF信号であるG
LONASS信号及びGPS信号を複数の信号プロセッ
サ307に選択的に供給する。
【0041】各信号プロセッサ307は、ミキサ302
及び303、キャリア発生器304並びにコード発生器
305から構成されている。キャリア発生器304は、
ダウンコンバータ部2から供給されるシステムクロック
に同期しながら、かつ演算処理器306によって設定さ
れる周波数で発振する。演算処理器306により設定さ
れる周波数は、この信号プロセッサで処理すべき信号に
係る搬送周波数に対応している。キャリア発生器304
の発振出力は、スイッチから供給されるGLONASS
信号又はGPS信号と、ミキサ302により混合され
る。ミキサ302の出力、すなわちベースバンド信号
は、ミキサ303を介して演算処理器306に供給され
ている。すなわち、演算処理器306、キャリア発生器
304及びミキサ302は、GLONASS信号又はG
PS信号の搬送波を捕捉する追尾ループを構成する。
【0042】ミキサ302の出力は、ミキサ303にお
いてコード発生器305の出力と混合される。コード発
生器305は、ダウンコンバータ部2から供給されるシ
ステムクロックに同期しながら、演算処理器306によ
って設定されるPNコードを発生させる。前述のよう
に、GLONASS信号及びGPS信号にはPNコード
によるスペクトル拡散変調が施されているから、送信時
と同一のPNコードをコード発生器305により発生さ
せ、これをベースバンド信号であるGLONASS信号
又はGPS信号に混合することにより、当該信号のスペ
クトル逆拡散を行うことができる。すなわち、演算処理
器306、コード発生器305及びミキサ303は、G
LONASS信号又はGPS信号のPNコードを捕捉す
る追尾ループを構成しており、コード発生器305にお
けるコード発生位相は、擬似距離の演算に供される。
【0043】なお、ミキサ302及び303としては、
排他的論理和素子(EXOR)を用いればよい。
【0044】演算処理器306は、スイッチ301の制
御、各信号プロセッサ307におけるキャリア及びコー
ド発生制御、ミキサ303の出力信号(復調信号)等に
基づく測位演算、各信号プロセッサ307の電源制御等
を実行する。すなわち、演算処理器306は、測位演算
に適する衛星の組み合わせを、現在受信可能な衛星の中
から復調信号等に基づき決定する。演算処理器306
は、決定した組み合わせを構成する衛星から受信した信
号がいずれかの信号プロセッサ307に供給されるよ
う、スイッチ301を制御する。信号プロセッサ307
は、そのため、処理に係る衛星の個数以上設けられてい
る。演算処理器306は、受信しようとしている衛星の
搬送周波数に対応する第2IF周波数を各信号プロセッ
サ307のキャリア発生器304に設定し、また対応す
るPNコードをコード発生器305に設定する。この制
御により得られる復調信号、特にこれに含まれる航法メ
ッセージは、衛星からの信号送信時点を示すコード発生
器305のコード発生位相と共に、演算処理器306に
おいて測位演算に用いいられる。また、演算処理器30
6は、受信した信号の処理に使用しない信号プロセッサ
307の電源を断ち、これにより消費電力を節約する。
【0045】従って、本実施例によれば、局部発振器2
03の発振周波数を、GLONASS信号の搬送周波数
とGPS信号の搬送周波数とが互いに影像関係となる周
波数に設定されているため、この局部発振信号を用いイ
メージ除去ミキサ202によりRFから第1IFへの周
波数変換を行うことにより、単一のミキサ202を用い
るのみで、GLONASS信号とGPS信号とを干渉な
く分離しつつ、RFから第1IFへの周波数変換を行う
ことができる。これにより、RFから第1IFへの周波
数変換を行うための回路構成の簡素化、回路部品の個数
低減、受信装置の小型低価格化等が、IF段以降の処理
に支障をきたすことなく実現される。
【0046】また、イメージ除去ミキサ202として基
本波ミキシングに係る構成を使用しているため、比較的
簡素な構成のミキサ202によって、上述の利点を享受
することができる。また、ハーモニックミキシングに係
る構成を用いた場合、局部発振器203の発振周波数
は、基本波ミキシングの場合に比べ、高調波の次数に反
比例して低下する。従って、局部発振器203の回路構
成の簡素化、消費電力の低減、分周器204の分周比の
低減等の利点を享受できる。
【0047】さらに、演算処理器306が、GLONA
SS及びGPS双方の衛星を混用して測位演算を行うこ
とができるため、測位精度を常に良好に維持できる。ま
た、使用しない信号プロセッサ307への電源電力供給
を断つことにより、受信装置の電力消費を低減できる。
【0048】なお、本発明の適用の対象たる測位システ
ムは、GPSやGLONASSに限定されない。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
局部発振信号の周波数を第1搬送周波数と第2搬送周波
数とが互いに影像関係となる周波数又はその1/nの周
波数に設定すると共に、RFから例えばIFへの周波数
変換に係る混合手段として、局部発振信号又はそのn次
高調波と受信信号とを混合しかつ影像信号を互いに分離
する影像(イメージ)除去ミキサ等の構成を用いている
ため、複数の測位システムに係る測位信号を単一の混合
手段により周波数変換でき、かつ各測位システムに係る
測位信号間の干渉を排除できる。従って、RFから例え
ばIFへの周波数変換を行うための回路構成の簡素化、
回路部品の個数低減、受信装置の小型低価格化等が、I
F段以降の処理に支障をきたすことなく実現できる。
【0050】また、本発明によれば、混合手段として基
本波ミキシングに係る構成を用いることにより、比較的
簡素な構成の混合手段によって上述の効果を得ることが
できる。また、混合手段として高調波(ハーモニック)
ミキシングに係る構成を用いることにより、上述の効果
を得つつ、基本波ミキシングの場合に比べ局部発振信号
の周波数を低くすることができ、局部発振器の回路構成
の簡素化、消費電力の低減等の効果を得ることができ
る。
【0051】また、本発明によれば、必要に応じて各測
位システムの測位衛星を混用しつつ測位演算を行うよう
にしたため、測位演算において組み合わせ選択の対象と
なる衛星の個数が多くなり、測位精度を常に良好に維持
することが可能になる。
【0052】さらに、本発明によれば、使用しない復調
手段への電源電力供給を断つことにより、受信装置の電
力消費を低減できる。
【0053】そして、本発明によれば、GPSやGLO
NASS等に限らず、同様の問題点が生じ得る測位シス
テムに適用することにより、上述の各効果をいずれの測
位システムにおいても得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る装置の構成の一部を示
すブロック図である。
【図2】この実施例に係る装置の構成の他の一部を示す
ブロック図である。
【図3】この実施例において使用されるイメージ除去ミ
キサの構成の一例を示すブロック図である。
【図4】この実施例の動作を説明するためのスペクトル
分布図である。
【図5】この実施例において使用されるイメージ除去ミ
キサの構成の他の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 アンテナ部 2 ダウンコンバータ部 3 信号処理部 101 アンテナ 202 イメージ除去ミキサ 203 局部発振器 301 スイッチ 306 演算処理器 307 信号プロセッサ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1測位システムにおいて地球周回軌道
    上の測位衛星から測位信号を送信する際に使用される第
    1搬送周波数と、第2測位システムにおいて地球周回軌
    道上の測位衛星から測位信号を送信する際に使用され第
    1搬送周波数と異なる第2搬送周波数とが、互いに影像
    関係となるよう設定された周波数又はその1/n(n:
    2以上の整数)の周波数で局部発振信号を発振し、 各測位システムに係る測位信号を周波数成分として含む
    受信信号と、発振した局部発振信号又はそのn次高調波
    とを、混合手段により混合し、 混合された信号から、局部発振信号又はそのn次高調波
    の周波数から見て影像関係にある成分を互いに分離して
    出力することにより、 複数の測位システムに係る測位信号を単一の混合手段に
    より周波数変換し、かつ各測位システムに係る測位信号
    間の干渉を排除することを特徴とする周波数変換方法。
  2. 【請求項2】 第1測位システムにおいて地球周回軌道
    上の測位衛星から測位信号を送信する際に使用される第
    1搬送周波数と、第2測位システムにおいて地球周回軌
    道上の測位衛星から測位信号を送信する際に使用され第
    1搬送周波数と異なる第2搬送周波数とが、互いに影像
    関係となるよう設定された周波数又はその1/n(n:
    2以上の整数)の周波数で局部発振信号を発振する手段
    と、 各測位システムに係る測位信号を周波数成分として含む
    受信信号と、発振した局部発振信号又はそのn次高調波
    とを混合し、局部発振信号の周波数から見て影像関係に
    ある成分を混合された信号から互いに分離して出力する
    混合手段と、 を備え、 複数の測位システムに係る測位信号を単一の混合手段に
    より周波数変換し、かつ各測位システムに係る測位信号
    との干渉を排除することを特徴とする周波数変換回路。
  3. 【請求項3】 各測位システムを構成する測位衛星から
    送信される測位信号を周波数成分として含む信号を受信
    する手段と、 請求項2記載の周波数変換回路と、 を備えることを特徴とする複数測位システム共用受信装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の複数測位システム共用受
    信装置において、 測位システム毎に分離された測位信号をそれぞれベース
    バンドに変換した上で復調する復調手段と、 受信された測位信号に係る測位衛星のうち測位演算に適
    する衛星を選択し、選択された衛星に係り復調された測
    位信号に基づき当該測位演算を行うことにより、搭載に
    係る移動体又は携帯に係る使用者の自位置を求める手段
    と、 を備え、 必要に応じて各測位システムの測位衛星を混用しつつ測
    位演算を行うことを特徴とする複数測位システム共用受
    信装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の複数測位システム共用受
    信装置において、 上記復調手段を、測位演算に使用する最大の衛星個数に
    応じた個数設け、 測位システム毎に分離された測位信号のベースバンドへ
    の変換及び復調を行う際、測位演算に使用する衛星につ
    いていずれかの復調手段を割り当て、衛星の割り当ての
    ない復調手段への電源電力供給を断つことを特徴とする
    複数測位システム共用受信装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5記載の方法、回路又は装
    置において、 局部発振信号の周波数が、第1搬送周波数と第2搬送周
    波数とが影像関係となるよう設定された周波数であり、 混合手段が、受信信号に局部発振信号を直接混合するこ
    とを特徴とする方法、回路又は装置。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至5記載の方法、回路又は装
    置において、 局部発振信号の周波数が、第1搬送周波数と第2搬送周
    波数とが影像関係となるよう設定された周波数の1/n
    であり、 混合手段が、受信信号に局部発振信号のn次高調波を混
    合することを特徴とする方法、回路又は装置。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至7記載の方法、回路又は装
    置において、 第1測位システムが、複数の測位衛星それぞれについて
    搬送周波数が等しいGPSであることを特徴とする方
    法、回路又は装置。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至8記載の方法、回路又は装
    置において、 第2測位システムが、複数の測位衛星それぞれについて
    搬送周波数が一般に異なるGLONASSであることを
    特徴とする方法、回路又は装置。
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