JPH1048312A - Apparatus and system for reception from satellite - Google Patents

Apparatus and system for reception from satellite

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JPH1048312A
JPH1048312A JP8202578A JP20257896A JPH1048312A JP H1048312 A JPH1048312 A JP H1048312A JP 8202578 A JP8202578 A JP 8202578A JP 20257896 A JP20257896 A JP 20257896A JP H1048312 A JPH1048312 A JP H1048312A
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JP
Japan
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deviation
satellite
gps
frequency
radio waves
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Application number
JP8202578A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kurokawa
隆之 黒川
Yukinori Hirai
幸紀 平井
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Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1048312A publication Critical patent/JPH1048312A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an apparatus and a system in which the time required for searching a receiving frequency from an artificial frequency is shortened, in which a processing operation to obtain positioning data from the turning-on operation of a power supply is performed at higher speed than in conventional cases and in which a present position can be calculated in a short time. SOLUTION: A GPS receiving apparatus 3 is constituted of an antenna unit 4 which receives radio waves from a plurality of GPS satellites, of a GPS body unit 5 which computes a present position on the basis of signals received by the antenna unit 4 and of an operating and display part 6 which displays a map around the present position. The GPS body unit 5 is composed of an RF converter 9 and of a GPS demodulation and computing part 10. A CPU 14 at the GPS demodulation and computing part 10 stores the past deviation of a temperature-compensated crystal oscillator (TCXO) 16, it estimates the deviation between frequencies of the GPS satellites 2 on the basis of the mean value of the past deviation, and it sets frequency search ranges of the radio waves from the GPS satellites 2 according to the estimates deviation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星からの電
波を受信し、受信した信号に基づいて現在位置を検出す
る衛星受信装置及び衛星通信システムに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a satellite receiver and a satellite communication system which receive radio waves from artificial satellites and detect the current position based on the received signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】人工衛星からの電波を受信して現在位置
を求める衛星受信装置及び衛星受信装置を使用した衛星
通信システムとして全世界的側位システム:GPS(Gl
obal Positioning System)を利用した商品開発(例え
ば、測量システムやナビゲーションシステム等)が進め
られている。このGPSは、地球の大気圏外に打ち上げ
られた非静止衛星から放射された電波を受信して受信位
置を求める非静止衛星通信システムであり、軌道高度約
2万kmに周期約12時間、軌道傾斜角度55度で6つ
の軌道面に24個の人工衛星が配置されている。
2. Description of the Related Art A global positioning system: GPS (Gl) is used as a satellite receiver for receiving a radio wave from an artificial satellite to determine the current position and a satellite communication system using the satellite receiver.
Product development using an obal positioning system (for example, a surveying system or a navigation system) is underway. This GPS is a non-geostationary satellite communication system that receives radio waves radiated from a non-geostationary satellite launched outside the earth's atmosphere and obtains a reception position. The GPS has an orbit altitude of about 20,000 km, a period of about 12 hours, and an inclination of orbit. Twenty-four satellites are arranged in six orbit planes at an angle of 55 degrees.

【0003】GPSで使用される人工衛星(以下「GP
S衛星」と称する)は、精密時刻標準として10-13
日(10ナノ秒/日)の高安定ルビジウム発振器とセシ
ウム発振器の原子時計を搭載している。そして、全ての
GPS衛星の時刻信号がGPSのシステム全体として管
理されている時刻に同期している。
[0003] Artificial satellites used in GPS (hereinafter referred to as "GP
S satellite)) is 10 -13 /
It is equipped with a highly stable rubidium oscillator (10 nanoseconds / day) and an atomic clock of cesium oscillator. The time signals of all the GPS satellites are synchronized with the time managed as the entire GPS system.

【0004】そのため、各GPS衛星に搭載された原子
時計は、地上の制御局によって常にモニタされており、
定期的に更新された時刻補正データが衛星の軌道予測デ
ータと共に各GPS衛星に送信され、各GPS衛星から
はこの軌道予測データが電波により地上に向けて送信さ
れる。
Therefore, the atomic clock mounted on each GPS satellite is constantly monitored by a ground control station.
Periodically updated time correction data is transmitted to each GPS satellite together with the satellite orbit prediction data, and each GPS satellite transmits the orbit prediction data to the ground by radio waves.

【0005】尚、GPS衛星から送信された航法信号
は、PN(Pseudo Noise:擬似雑音)コードでスペクト
ル拡散変調されたPSK波(Phase Shift Keying:位相
偏移キーイング)で1575.42MHz(L1)と1
227.6MHz(L2)の2種類の電波が送信されて
いる。このコードはPコード(Precision Code) とC/
Aコード(Clear and Acquisition Code) の2種類があ
る。Pコードは10.23Mbps、周期1週間でL1
とL2の2波使用により電離層補正が行われ、精密測位
を可能にしている。C/Aコードは、1.023Mbp
s、周期約1ミリ秒でL1のみを使用する。
[0005] A navigation signal transmitted from a GPS satellite is 1575.42 MHz (L1) as a PSK wave (Phase Shift Keying) subjected to spread spectrum modulation with a PN (Pseudo Noise) code. 1
Two types of radio waves of 227.6 MHz (L2) are transmitted. This code consists of P code (Precision Code) and C /
There are two types of A code (Clear and Acquisition Code). P code is 10.23 Mbps, L1 in one week cycle
And L2 are used to perform ionospheric correction, thereby enabling precise positioning. The C / A code is 1.023Mbp
s, using only L1 with a period of about 1 ms.

【0006】GPSを利用した測位方法には、次のよう
な原理的に方式の異なる2つの方法がある。として、
直接法による測位で複数の衛星からの電波を受け、その
航法情報(衛星の時刻、軌道要素等)を解読することに
より受信位置を直接算出する方法と、として干渉法に
よる測位方法で2地点に置いた受信装置でGPS衛星か
らの電波を受信し、2台の受信装置に到達する信号の到
達時間差から相対測位を行う方法とがある。
There are two types of positioning methods using the GPS, which differ in principle from each other as follows. As
A method to directly calculate the receiving position by receiving radio waves from multiple satellites by direct method positioning and decoding its navigation information (satellite time, orbital elements, etc.) There is a method of receiving radio waves from GPS satellites with a receiver placed and performing relative positioning based on a difference in arrival time between signals reaching the two receivers.

【0007】上記の直接法では、受信装置が3個以上
のGPS衛星から送信された航法信号を受信し、受信装
置に内蔵された水晶時計の時刻と航法情報から得られる
衛星時刻との差から衛星までの距離を測定して受信点の
3次元的位置を求めることができる。実際には、受信装
置の時計自体がずれている可能性があるので、時計の誤
差は4個以上のGPS衛星から送信された観測データか
ら受信装置の位置座標と共に算出できる。
In the above direct method, the receiving device receives navigation signals transmitted from three or more GPS satellites, and calculates the difference between the time of the quartz clock built in the receiving device and the satellite time obtained from the navigation information. The three-dimensional position of the receiving point can be obtained by measuring the distance to the satellite. Actually, since the clock of the receiving apparatus itself may be shifted, the error of the clock can be calculated together with the position coordinates of the receiving apparatus from observation data transmitted from four or more GPS satellites.

【0008】このの直接法による測位精度は、Pコー
ドで10m以内、C/Aコードで30〜100m程度と
なる。尚、C/Aコードの測位精度は、衛星の航法情報
(軌道、時刻)に故意に誤差を与えるSA(Selective
Availability:選択利用)と呼ばれる利用制約により測
位精度の劣化が図られている。の方法では、一般にC
/Aコードを使用する方法が自動車等の移動体測位方法
として用いられている。
The positioning accuracy by the direct method is within 10 m for the P code and about 30 to 100 m for the C / A code. Note that the positioning accuracy of the C / A code is SA (Selective) that intentionally causes an error in the navigation information (orbit, time) of the satellite.
Availability: selective use) is used to reduce the positioning accuracy. Is generally C
A method using the / A code is used as a positioning method for a mobile object such as an automobile.

【0009】また、上記の干渉法では、2台の受信装
置に到達する到達する信号の到達時間差から相対測位を
行うため、GPS衛星から放射された電波の伝搬遅延及
びGPS衛星の時刻誤差等を相殺することができるとい
う利点があり、の直接法による測位よりも高い精度で
測位することができるので、測地・測量用としての開発
が進められている。
Further, in the above-described interference method, relative positioning is performed based on the arrival time difference between signals arriving at the two receivers. Since it has the advantage of being able to cancel and can be positioned with higher accuracy than positioning by the direct method, development for geodetic and surveying is under way.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このようにしてGPS
衛星からの電波を受信して現在位置を求める衛星受信シ
ステムでは、各GPS衛星に精密な原子時計が搭載され
ているのに対し、衛星受信装置には水晶発振器を有する
時計が搭載されているだけである。そのため、衛星受信
装置の時刻情報に時計オフセットが生じやすい。そこ
で、衛星受信装置では、3個以上(4個〜12個程度)
のGPS衛星から送信された電波を同時に受信し、各G
PS衛星と受信点との間の時計オフセットを含んだ擬似
距離データと各受信衛星の軌道位置データとから受信点
の位置を演算している。そのため、衛星受信装置には、
4〜12個の受信チャンネルが設けられている。
SUMMARY OF THE INVENTION In this way, the GPS
In a satellite receiving system that receives radio waves from satellites to determine the current position, each GPS satellite is equipped with a precise atomic clock, whereas the satellite receiver only has a clock with a crystal oscillator. It is. Therefore, a clock offset easily occurs in the time information of the satellite receiver. Therefore, in a satellite receiver, three or more (about four to twelve)
Simultaneously received radio waves transmitted from GPS satellites
The position of the receiving point is calculated from the pseudo distance data including the clock offset between the PS satellite and the receiving point and the orbital position data of each receiving satellite. Therefore, in the satellite receiver,
Four to twelve reception channels are provided.

【0011】ところが、衛星受信装置においては、各G
PS衛星からの電波の周波数がドップラシフトにより変
化しているため、電源がオフに操作されると前回の受信
位置を記憶しておき、電源がオンに操作されるとアルマ
ナックと前回受信位置と時刻よりドップラシフトを予測
していた。そして、予測された周波数を中心周波数とし
て基準発振器としての温度補償型水晶発振器(以下、
「TCXO」と称する)の最大偏差による誤差範囲をサ
ーチしていた。
However, in the satellite receiver, each G
Since the frequency of the radio wave from the PS satellite changes due to the Doppler shift, the previous reception position is stored when the power is turned off, and the almanac, the previous reception position and time are stored when the power is turned on. More Doppler shift was predicted. A temperature-compensated crystal oscillator (hereinafter, referred to as a reference oscillator) is used as a reference oscillator with the predicted frequency as a center frequency.
The error range due to the maximum deviation of "TCXO" was searched.

【0012】TCXOは温度によって発振周波数が変化
する特性を有するため、温度が同一でないとTCXO偏
差が異なり、受信周波数をサーチするのに時間がかかっ
ていた。そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもの
で、上記問題を解消した衛星受信装置及び衛星受信シス
テムを提供することを目的とする。
Since TCXO has a characteristic that the oscillation frequency changes depending on the temperature, if the temperature is not the same, the TCXO deviation differs, and it takes time to search for the reception frequency. Then, this invention was made in view of the said subject, and an object of this invention is to provide the satellite receiver and the satellite receiving system which solved the said problem.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、本発明は以下のような特徴を有する。上
記請求項1の発明では、基準周波数を生成する水晶発振
器と、該水晶発振器から出力された基準周波数に基づい
て複数の人工衛星から送信された電波の受信周波数の偏
差を予測して人工衛星からの電波を受信する受信器と、
該受信器により受信された信号から現在位置を演算する
演算手段とからなる衛星受信装置において、前記水晶発
振器の過去の偏差を記憶する記憶手段と、該記憶手段に
記憶された過去の偏差の平均値を用い、今回受信する人
工衛星の周波数の偏差を予測する偏差予測手段と、該偏
差予測手段により予測された偏差に応じて前記人工衛星
からの電波の周波数サーチ範囲を設定する周波数サーチ
範囲設定手段と、を備えてなることを特徴とするもので
ある。
Means for Solving the Problems The present invention has the following features in order to solve the above problems. According to the first aspect of the present invention, a crystal oscillator for generating a reference frequency, and a deviation of a reception frequency of a radio wave transmitted from a plurality of artificial satellites based on the reference frequency output from the crystal oscillator, is predicted from the artificial satellite. A receiver for receiving the radio waves of
A satellite receiving apparatus comprising: a calculating means for calculating a current position from a signal received by the receiver; a storing means for storing a past deviation of the crystal oscillator; and an average of the past deviation stored in the storing means. Deviation prediction means for predicting the deviation of the frequency of the artificial satellite received this time using a value, and a frequency search range setting for setting a frequency search range of radio waves from the artificial satellite in accordance with the deviation predicted by the deviation prediction means Means.

【0014】従って、請求項1によれば、水晶発振器の
過去の偏差の平均値を用い、今回受信する人工衛星の周
波数の偏差を予測し、予測された偏差に応じて人工衛星
からの電波の周波数サーチ範囲を設定するため、基準周
波数の偏差を使用環境に応じた値に予測することがで
き、各人工衛星からの電波を捕捉するまでの時間を短縮
することができる。
Therefore, according to the present invention, the deviation of the frequency of the artificial satellite received this time is predicted using the average value of the past deviation of the crystal oscillator, and the radio wave from the artificial satellite is predicted according to the predicted deviation. Since the frequency search range is set, the deviation of the reference frequency can be predicted to a value corresponding to the use environment, and the time until capturing radio waves from each artificial satellite can be reduced.

【0015】また、請求項2の発明では、水晶発振器か
ら出力された基準周波数に基づいて複数の人工衛星から
送信された電波の周波数を予測して人工衛星からの電波
を受信する衛星受信装置を有する衛星受信システムにお
いて、前記衛星受信装置は、前記水晶発振器の過去の偏
差を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された過去
の偏差の平均値を用い、今回受信する人工衛星の周波数
の偏差を予測する偏差予測手段と、該偏差予測手段によ
り予測された偏差に応じて前記他の人工衛星からの電波
の周波数サーチ範囲を設定する周波数サーチ範囲設定手
段と、を有することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a satellite receiving apparatus for predicting frequencies of radio waves transmitted from a plurality of artificial satellites based on a reference frequency output from a crystal oscillator and receiving radio waves from the artificial satellites. In the satellite receiving system having the satellite receiving device, the satellite receiving device stores a past deviation of the crystal oscillator, and an average value of the past deviation stored in the storing unit, and uses the average value of the frequency of the artificial satellite received this time. Deviation prediction means for predicting the deviation, and frequency search range setting means for setting a frequency search range of radio waves from the other artificial satellite according to the deviation predicted by the deviation prediction means. Things.

【0016】従って、請求項2によれば、水晶発振器の
過去の偏差の平均値を用い、今回受信する人工衛星の周
波数の偏差を予測し、予測された偏差に応じて人工衛星
からの電波の周波数サーチ範囲を設定する衛星受信装置
を有するため、基準周波数の偏差を使用環境に応じた値
に予測することができ、各人工衛星からの電波を捕捉す
るまでの時間を短縮することができる。
Therefore, according to the second aspect, the deviation of the frequency of the artificial satellite received this time is predicted using the average value of the past deviation of the crystal oscillator, and the radio wave from the artificial satellite is predicted according to the predicted deviation. Since there is a satellite receiver that sets the frequency search range, the deviation of the reference frequency can be predicted to a value according to the usage environment, and the time required for capturing radio waves from each artificial satellite can be reduced.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1に本発明の一実施例の構成図
に示す。GPS受信システム(衛星受信システム)1
は、地球の大気圏外に打ち上げられた非静止衛星から送
信された電波を受信して受信位置を求める非静止衛星通
信システムであり、軌道高度約2万kmの軌道面に24
個のGPS衛星2が配置されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. GPS receiving system (satellite receiving system) 1
Is a non-geostationary satellite communication system that receives a radio wave transmitted from a non-geostationary satellite launched out of the earth's atmosphere and obtains a reception position.
GPS satellites 2 are arranged.

【0018】GPS受信装置(衛星受信装置)3は、少
なくとも4個のGPS衛星2(2a〜2d)からの電波
を受信するアンテナユニット4と、アンテナユニット4
で受信された信号から現在位置を演算するGPS本体ユ
ニット(受信器)5と、現在位置の周辺地図を表示する
操作・表示部6から構成されている。
The GPS receiver (satellite receiver) 3 includes an antenna unit 4 for receiving radio waves from at least four GPS satellites 2 (2a to 2d), and an antenna unit 4
A GPS main unit (receiver) 5 for calculating the current position from the signal received by the controller 5 and an operation / display unit 6 for displaying a map around the current position.

【0019】アンテナユニット4は、GPS衛星2(2
a〜2d)からの電波を受信するアンテナ7と、アンテ
ナ7で受信された信号を増幅するLNA(ローノイズア
ンプ)8とよりなる。また、GPS本体ユニット5は、
RF信号を中間周波信号(IF)に変換するRFコンバ
ータ9と、RFコンバータ9からの中間周波信号(I
F)を復調したディジタルデータを生成した後、このデ
ィジタルデータを用いて演算処理を行い、位置データ、
速度データ等の測位データを生成するGPS復調・演算
部10からなる。
The antenna unit 4 is connected to the GPS satellite 2 (2
The antenna 7 includes an antenna 7 for receiving radio waves from a to 2d) and an LNA (low noise amplifier) 8 for amplifying a signal received by the antenna 7. In addition, the GPS main unit 5
An RF converter 9 for converting an RF signal into an intermediate frequency signal (IF), and an intermediate frequency signal (I
After generating digital data obtained by demodulating F), arithmetic processing is performed using the digital data to obtain position data,
It comprises a GPS demodulation / arithmetic unit 10 for generating positioning data such as speed data.

【0020】従って、GPS衛星2(2a〜2d)から
地上に放射された電波は、アンテナユニット4で受信さ
れて増幅された後、RFコンバータ9に供給される。R
Fコンバータ9は、図示しないがRFアンプ、第1及び
第2のミキサ、第1及び第2のIF回路、VCO及びP
LL回路等から構成される。そして、RFコンバータ9
は、RF信号を中間周波信号(IF)に変換して、GP
S復調・演算部10に供給する。
Therefore, radio waves radiated from the GPS satellites 2 (2a to 2d) to the ground are received by the antenna unit 4, amplified, and then supplied to the RF converter 9. R
Although not shown, the F converter 9 includes an RF amplifier, first and second mixers, first and second IF circuits, VCO and P
An LL circuit and the like are provided. And the RF converter 9
Converts an RF signal into an intermediate frequency signal (IF),
It is supplied to the S demodulation / arithmetic unit 10.

【0021】さらに、GPS復調・演算部10は、現在
位置を特定するための位置データ、速度データ等の測位
データを操作・表示部6に出力し、操作・表示部6は、
操作部のキーボードで行われた操作に応じて、GPS復
調・演算部10から供給された測位データ(受信位置)
を表示する。尚、GPS受信装置3がメモリカード等に
より地図データを持っている場合には、操作・表示部6
に周辺地図及び地図上に現在位置を表示する。
Further, the GPS demodulation / arithmetic unit 10 outputs positioning data such as position data and velocity data for specifying the current position to the operation / display unit 6, and the operation / display unit 6
Positioning data (reception position) supplied from the GPS demodulation / arithmetic unit 10 in response to an operation performed on the keyboard of the operation unit
Is displayed. When the GPS receiver 3 has map data by a memory card or the like, the operation / display unit 6
And the current location on the map.

【0022】図2はGPS復調・演算部10の構成を示
すブロック図である。GPS復調・演算部10は、CP
U14と、カスタムLSI15と、TCXO(温度補償
水晶発振器)16とから構成される。CPU14は、操
作・表示部6のキー操作により衛星サーチ制御、キャリ
ア同期制御、C/Aコード同期制御を行い、操作・表示
部6にGPS衛星2(2a〜2d)と利用者の現在位置
との距離(補正なし)を示す疑似距離データを出力す
る。カスタムLSI15は、RFコンバータ9より中間
周波数信号(IF)が入力されると共にTCXO16よ
り温度補償されたクロックが入力されるもので、ベース
バンドコンバータ、キャリア同期回路、相関処理回路、
C/Aコード発生回路、C/Aコード同期回路、ベース
バンドフィルタ、PSK(位相シフトキーイング)デー
タ復調回路、及びCPU周辺ロジックを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the GPS demodulation / arithmetic unit 10. The GPS demodulation / arithmetic unit 10 has a CP
U14, a custom LSI 15, and a TCXO (temperature compensated crystal oscillator) 16. The CPU 14 performs satellite search control, carrier synchronization control, and C / A code synchronization control by operating the keys on the operation / display unit 6, and displays the GPS satellites 2 (2 a to 2 d) and the current position of the user on the operation / display unit 6. The pseudo distance data indicating the distance (without correction) is output. The custom LSI 15 receives an intermediate frequency signal (IF) from the RF converter 9 and a temperature-compensated clock from the TCXO 16, and includes a baseband converter, a carrier synchronization circuit, a correlation processing circuit,
It includes a C / A code generation circuit, a C / A code synchronization circuit, a baseband filter, a PSK (phase shift keying) data demodulation circuit, and CPU peripheral logic.

【0023】図3はアンテナ7で受信された信号の周波
数変換を行う回路構成を示すブロックである。VCO
(電圧制御発振器)22は、RFコンバータ9に設けら
れ、TCXO16から出力された電圧によって発振周波
数を変える。また、NCO23は、GPS復調・演算部
10に設けられ、TCXO16から発振された周波数を
可変してチューニングを行う。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration for performing frequency conversion of a signal received by the antenna 7. VCO
(Voltage Controlled Oscillator) 22 is provided in the RF converter 9 and changes the oscillation frequency according to the voltage output from the TCXO 16. The NCO 23 is provided in the GPS demodulation / arithmetic unit 10 and performs tuning by changing the frequency oscillated from the TCXO 16.

【0024】このようにしてGPS衛星2から送信され
た電波を受信して現在位置を求める衛星受信システム1
では、各GPS衛星2(2a〜2d)に精密な原子時計
が搭載されているのに対し、GPS受信装置3にはTC
XO16からのクロックを利用した水晶発振時計が搭載
されているだけである。そのため、GPS受信装置3の
時刻情報には時計オフセットが生じやすい。
The satellite receiving system 1 which receives the radio waves transmitted from the GPS satellites 2 and obtains the current position as described above
In each of the GPS satellites 2 (2a to 2d), a precise atomic clock is mounted, while the GPS receiver 3 has a TC clock.
Only a crystal oscillation clock using the clock from the XO 16 is mounted. Therefore, a clock offset easily occurs in the time information of the GPS receiver 3.

【0025】そこで、GPS受信装置3では、3個以上
のGPS衛星2から送信された電波を同時に受信し、各
GPS衛星2(2a〜2d)と受信点との間の時計オフ
セットを含んだ擬似距離データと受信した各GPS衛星
2(2a〜2d)の軌道位置データとから受信点の位置
を演算している。
Therefore, the GPS receiver 3 simultaneously receives radio waves transmitted from three or more GPS satellites 2, and includes a pseudo-clock including a clock offset between each of the GPS satellites 2 (2a to 2d) and the receiving point. The position of the receiving point is calculated from the distance data and the orbital position data of each of the received GPS satellites 2 (2a to 2d).

【0026】このようにCPU14のメモリ21は、T
CXO16の過去の偏差を記憶する記憶手段として機能
すると共に、過去の偏差の平均値を用い、今回受信する
GPS衛星2の周波数の偏差を予測する偏差予測プログ
ラム(偏差予測手段)と、予測された偏差に応じてGP
S衛星2からの電波の周波数サーチ範囲を設定する周波
数サーチ範囲設定プログラム(周波数サーチ範囲設定手
段)とが記憶されている。
As described above, the memory 21 of the CPU 14
A deviation prediction program (deviation prediction unit) that functions as a storage unit that stores the past deviation of the CXO 16 and that uses the average value of the past deviation to predict the deviation of the frequency of the GPS satellite 2 received this time; GP according to deviation
A frequency search range setting program (frequency search range setting means) for setting a frequency search range of a radio wave from the S satellite 2 is stored.

【0027】また、CPU14は、電源電圧Vccが供給
されると、上記のような受信動作を開始し、RFコンバ
ータ9から供給される復調信号の疑似距離データに基づ
いて演算を行い、位置データ、速度データ、及び時刻デ
ータ等の測位データを生成する。さらに、CPU14は
メインプログラム及び地図CD−ROM(図示せず)か
らのデータに基づいて画像処理を行う。
When the power supply voltage Vcc is supplied, the CPU 14 starts the above-described receiving operation, performs an operation based on the pseudo distance data of the demodulated signal supplied from the RF converter 9, and obtains position data, It generates positioning data such as speed data and time data. Further, the CPU 14 performs image processing based on the main program and data from a map CD-ROM (not shown).

【0028】図4はCPU14が実行する処理を説明す
るためのフローチャートである。CPU14は、ステッ
プS1(以下「ステップ」を省略する)において、前回
測位したときの基準発振器(TCXO16)の偏差とド
ップラ予測を用いてサーチ中心周波数を設定する。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing executed by the CPU 14. In step S1 (hereinafter, "step" is omitted), the CPU 14 sets the search center frequency using the deviation of the reference oscillator (TCXO16) at the time of the last positioning and the Doppler prediction.

【0029】次に、S1で設定されたサーチ中心周波数
をサーチして受信周波数を求め、そして周波数から現在
位置の測位を行いTCXO16の偏差(TCXOnew )
が判明する(S2)。そして、前回保存していた偏差
(TCXOold )に今回測定したTCXO16の偏差
(TCXOnew )の差の何分かの一を加えて保存(メモ
リ21に記憶)する(S3)。すなわち、S3では、次
式に示す演算を行って保存すべき基準周波数の値(TC
XOkeep)を求める。 TCXOkeep=TCXOold +(TCXOold −TCXOnew )/A …(1) 尚、Aは保存係数で統計的に決められている。
Next, the received center frequency is searched by searching the search center frequency set in S1, and the current position is measured from the frequency to determine the deviation of the TCXO16 (TCXOnew).
Is determined (S2). Then, the difference (TCXOold) previously stored is added with a fraction of the difference (TCXOnew) of the TCXO16 measured this time and stored (stored in the memory 21) (S3). That is, in S3, the value of the reference frequency (TC
XOkeep). TCXOkeep = TCXOold + (TCXOold−TCXOnew) / A (1) where A is a storage coefficient and is statistically determined.

【0030】TCXO16は温度によって発振周波数が
変化する特性を有するため、温度が同一でないとTCX
O偏差が異なり、受信周波数をサーチするのに時間がか
かっていたが、このように、過去の偏差TCXOold に
過去の偏差TCXOold と今回測定したTCXOnew と
の差の1/Aを加算することにより、過去の偏差を平均
化した値が算出され、例えばTCXO16の温度が急激
に変化した場合でも温度変化による偏差の影響を減らす
ことができる。
The TCXO 16 has a characteristic that the oscillation frequency changes with temperature.
The O deviation is different and it takes time to search for the reception frequency. In this way, by adding 1 / A of the difference between the past deviation TCXOold and the currently measured TCXOnew to the past deviation TCXOold, A value obtained by averaging past deviations is calculated. For example, even when the temperature of the TCXO 16 suddenly changes, the influence of the deviation due to the temperature change can be reduced.

【0031】すなわち、TCXOkeepの値は、過去の平
均的な偏差に基づいて決められることになり、最も使用
頻度の多い温度の偏差が求まり、メモリ21に記憶させ
ることができる。従って、メモリ21に記憶された過去
の偏差を読み出した場合、その使用環境に合ったTCX
O16の基準周波数が得られる。その結果、GPS衛星
2からの受信周波数をサーチする時間が短縮され、従来
よりも電源がオンになってから測位データが得られるま
での処理が高速化されて短時間で現在位置が判明され
る。
That is, the value of TCXOkeep is determined on the basis of the average deviation in the past, and the deviation of the most frequently used temperature can be obtained and stored in the memory 21. Therefore, when the past deviation stored in the memory 21 is read, the TCX suitable for the use environment is read.
A reference frequency of O16 is obtained. As a result, the time required to search for the reception frequency from the GPS satellite 2 is shortened, the processing from when the power is turned on until the positioning data is obtained is faster than in the past, and the current position is determined in a short time. .

【0032】図5はGPS衛星2から得られた測位デー
タから現在位置を表示する処理を示すフローチャートで
ある。CPU14は、S11において、GPS衛星2
(2a〜2d)からの電波を周波数と同期すると、GP
S衛星2(2a〜2d)からの電波が受信可能となる。
そして、RFコンバータ9からの中間周波信号(IF)
を復調したディジタルデータを生成した後、このディジ
タルデータを用いて演算処理を行い、位置データ、速度
データ等の測位データを生成する。
FIG. 5 is a flowchart showing a process for displaying the current position from the positioning data obtained from the GPS satellite 2. The CPU 14 determines in step S11 that the GPS satellite 2
When the radio waves from (2a to 2d) are synchronized with the frequency, GP
Radio waves from the S satellite 2 (2a to 2d) can be received.
Then, the intermediate frequency signal (IF) from the RF converter 9
After generating digital data obtained by demodulating the data, arithmetic processing is performed using the digital data to generate positioning data such as position data and speed data.

【0033】その後、測位データを読み込み、この測位
データ中の位置データ(緯度、経度)が現在位置を示す
(S12)。続いて、現在位置を示すマークを操作・表
示部6のディスプレイに表示するための画面データを生
成する(S13)。現在位置は、緯度、経度のデータで
あるのに対して、地図CD−ROM内の地図データは、
縦軸、横軸の座標に対応づけて記憶されている。この現
在位置の緯度、経度のデータを、地図のデータの座標デ
ータに変換する(S14)。
Thereafter, the positioning data is read, and the position data (latitude, longitude) in the positioning data indicates the current position (S12). Subsequently, screen data for displaying a mark indicating the current position on the display of the operation / display unit 6 is generated (S13). The current position is latitude and longitude data, whereas the map data in the map CD-ROM is
It is stored in association with the coordinates of the vertical axis and the horizontal axis. The latitude and longitude data of the current position are converted into coordinate data of map data (S14).

【0034】操作・表示部6のキー操作で指定した縮尺
率等に合わせて、現在位置の座標に対応して操作・表示
部6のディスプレイに表示する地図の領域を、座標で求
める。この求めた領域の地図データを、地図CD−RO
Mから読み込む(S15)。また、S15で読み込んだ
地図データを基にして、地図をディスプレイに表示する
ための画面データを生成する(S16)。続いてS7で
生成した現在位置表示用の画面データと、S16で生成
した地図表示用の画面データを用いて、両画面データを
重ねる方法で、ディスプレイ上に地図と現在位置のマー
クを表示する(S17)。このS11で読み込んだ測位
データに対応する表示が完了した後、再びS11に戻
り、上記S11〜S17の処理を繰り返す。
The area of the map to be displayed on the display of the operation / display unit 6 is obtained by coordinates corresponding to the coordinates of the current position in accordance with the scale factor specified by the key operation of the operation / display unit 6. The map data of the obtained area is stored in a map CD-RO.
Read from M (S15). Further, based on the map data read in S15, screen data for displaying a map on a display is generated (S16). Subsequently, using the screen data for displaying the current position generated in S7 and the screen data for displaying the map generated in S16, a map and a mark of the current position are displayed on the display by overlapping both screen data ( S17). After the display corresponding to the positioning data read in S11 is completed, the process returns to S11 again and repeats the processing of S11 to S17.

【0035】[0035]

【発明の効果】上述の如く、請求項1及び請求項2によ
れば、水晶発振器の過去の偏差の平均値を用い、今回受
信する人工衛星の周波数の偏差を予測し、予測された偏
差に応じて他の人工衛星からの電波の周波数サーチ範囲
を設定するため、使用環境に合った基準周波数が得ら
れ、且つ他の衛星の受信周波数を使用環境に応じた値に
予測することができる。そのため、人口衛星からの受信
周波数をサーチする時間が短縮され、従来よりも電源が
オンになってから測位データが得られるまでの処理を高
速化でき、短時間で現在位置を割り出すことができる。
As described above, according to the first and second aspects, the deviation of the frequency of the artificial satellite received this time is predicted using the average value of the past deviation of the crystal oscillator, and the predicted deviation is calculated. Since the frequency search range of the radio wave from another artificial satellite is set accordingly, a reference frequency suitable for the use environment can be obtained, and the reception frequency of the other satellite can be predicted to a value corresponding to the use environment. Therefore, the time required to search for the reception frequency from the artificial satellite is shortened, the processing from the time when the power is turned on until the positioning data is obtained can be accelerated, and the current position can be determined in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のGPS復調・演算部の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a GPS demodulation / arithmetic unit in FIG. 1;

【図3】受信された信号の周波数変換を行う回路構成を
示すブロックである。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration for performing frequency conversion of a received signal.

【図4】CPUが実行する衛星をロックする処理を説明
するためのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a satellite locking process executed by a CPU.

【図5】GPS衛星から得られた測位データから現在位
置を表示する処理を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a process for displaying a current position from positioning data obtained from a GPS satellite.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GPS受信システム 2(2a〜2d) GPS衛星 3 GPS受信装置 4 アンテナユニット 5 GPS本体ユニット 7 アンテナ 9 RFコンバータ 10 GPS復調・演算部 14 CPU 15 カスタムLSI 16 TCXO(温度補償水晶発振器) 21 メモリ Reference Signs List 1 GPS receiving system 2 (2a to 2d) GPS satellite 3 GPS receiving device 4 Antenna unit 5 GPS main unit 7 Antenna 9 RF converter 10 GPS demodulation / arithmetic unit 14 CPU 15 Custom LSI 16 TCXO (Temperature compensated crystal oscillator) 21 Memory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準周波数を生成する水晶発振器と、該
水晶発振器から出力された基準周波数に基づいて複数の
人工衛星から送信された電波の受信周波数の偏差を予測
して人工衛星からの電波を受信する受信器と、該受信器
により受信された信号から現在位置を演算する演算手段
とからなる衛星受信装置において、 前記水晶発振器の過去の偏差を記憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶された過去の偏差の平均値を用い、今
回受信する人工衛星の周波数の偏差を予測する偏差予測
手段と、 該偏差予測手段により予測された偏差に応じて前記人工
衛星からの電波の周波数サーチ範囲を設定する周波数サ
ーチ範囲設定手段と、 を備えてなることを特徴とする衛星受信装置。
1. A crystal oscillator for generating a reference frequency, and a deviation of a reception frequency of radio waves transmitted from a plurality of artificial satellites is predicted based on the reference frequency output from the crystal oscillator to generate a radio wave from the artificial satellite. A satellite receiver comprising: a receiver for receiving; and a calculating means for calculating a current position from a signal received by the receiver; a storage means for storing a past deviation of the crystal oscillator; Deviation prediction means for predicting the deviation of the frequency of the artificial satellite received this time using the average value of the past deviations, and a frequency search range of the radio wave from the artificial satellite according to the deviation predicted by the deviation prediction means. A satellite receiving apparatus comprising: a frequency search range setting means for setting.
【請求項2】 水晶発振器から出力された基準周波数に
基づいて複数の人工衛星から送信された電波の周波数を
予測して人工衛星からの電波を受信する衛星受信装置を
有する衛星受信システムにおいて、 前記衛星受信装置は、前記水晶発振器の過去の偏差を記
憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶された過去の偏差の平均値を用い、今
回受信する人工衛星の周波数の偏差を予測する偏差予測
手段と、 該偏差予測手段により予測された偏差に応じて前記人工
衛星からの電波の周波数サーチ範囲を設定する周波数サ
ーチ範囲設定手段と、 を有することを特徴とする衛星受信システム。
2. A satellite receiving system comprising a satellite receiving device for predicting the frequency of radio waves transmitted from a plurality of artificial satellites based on a reference frequency output from a crystal oscillator and receiving radio waves from artificial satellites, A satellite receiver configured to store a past deviation of the crystal oscillator; and a deviation prediction unit that predicts a deviation of the frequency of the artificial satellite received this time using an average value of the past deviation stored in the storage unit. And a frequency search range setting means for setting a frequency search range of a radio wave from the artificial satellite according to the deviation predicted by the deviation prediction means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100441483B1 (en) * 2000-08-10 2004-07-23 루센트 테크놀러지스 인크 A method of aligning predicted navigation information

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