CN101329396B - 相干累积增进方法及系统、定位方法及系统、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相干累积增进方法，通过相关处理电路部(32)所进行的相干累积计算出将接收信号正交分离后的I、Q信号的各个信号和复制码之间的累积相关值(I、Q累积相关值)。接着，通过相干累积增进电路部将该I、Q累积相关值的各值作为IQ坐标值的累积相关值的相位角θ转换为二倍角之后，再进一步累积转换后的累积相关值的IQ坐标值、即IQ累积相关值，计算出I、Q增进累积相关值。而且，通过相干累积增进电路部进行对于该I、Q增进累积相关值的非相干累积。此外，基于相关处理电路部的相干累积时间T1设定为小于等于20ms，基于相干累积增进电路部的累积时间T2设定为大于20ms。

Description

相干累积增进方法及系统、定位方法及系统、电子设备

本申请包括2007年6月19日申请的日本特許出願2007-160914的内容。 

技术领域

本发明涉及相干累积增进方法、定位方法、存储介质、相干累积增进系统、定位系统及电子设备。

背景技术

作为利用人造卫星的定位系统公知有GPS(Global Positioning System：全球定位系统)，被利用在卫星导航装置等中。在GPS中，从围绕地球周围轨道旋转的多个GPS卫星的各卫星发送GPS卫星信号，在GPS接收机中，根据接收到的GPS卫星信号计算出(定位)当前位置。

在GPS接收机中，捕捉/追踪接收到的GPS卫星信号，并译码该GPS卫星信号所包含的导航信息，根据译码的导航信息所包含的GPS卫星的轨道信息及时间信息计算出伪距并计算出当前位置。GPS卫星信号的捕捉(有时也称为GPS卫星的捕捉)是通过进行接收信号和复制码之间的相关运算来实现的。复制码是对在GPS接收机内部中虚拟产生的、作为即将捕捉的GPS卫星信号所包含的PRN(Pseudo Random Noise：伪随机噪声)码的一种的C/A(Coarse/Acquisition：粗捕获码)码进行模拟的信号。具体地说， 诸如用FFT运算进行计算出接收信号所包含的C/A码和复制码之间的相关的相干处理，累积作为该相干处理的结果的相关值，并进行计算出累积相关值的非相干处理。即将捕捉到的GPS卫星信号如果没有错误，则其GPS卫星信号所包含的C/A码和复制码一致(捕捉成功)，如错误则不一致(捕捉失败)。因此，根据计算出的累积相关值的数值能够判断GPS卫星信号的捕捉是否成功，通过连续地变更视为复制码的C/A码、进行与相同接收信号的相关运算，最终可以捕捉到GPS卫星信号。

但是，在进行相关处理时，进行下面的控制。也就是说，边变更复制码的发生信号的频率以及对C/A码与复制码进行相关运算时的相位，边进行上述的相干处理及非相干处理。因为在复制码的发生信号的频率和接收信号的频率一致(更准确地说在中间频率中一致)、且C/A码和复制码之间的相关运算时的相位一致(将该一致的相位称为“码相位”)的情况下，累积相关值成为最大。

此外，在GPS中，相干处理的累积时间限制于20ms。这是因为GPS卫星信号是在导航信息中BPSK(Binary Phase Shift Keying：二进制相移键控)调制C/A码的信号，该导航信息的传送速度是50bps(bit per sec：每秒传送的二进制位数)。也就是说，在大于等于20ms的数据中，存在有包含由于导航信息的相位反转的可能性，当进行跨越相位反转的相干累积时，则在该相位反转的前后反转相关值的振幅、并互相的相抵(消除)，累积值变小。因此，在GPS卫星信号的捕捉中，以小于等于20ms的累积时间进行相干累积之后，进行对于该相关值的非相干累积(仅大小的累积)。

因此，不受导航信息的相位反转的影响，作为可以在大于等于20ms的累积时间中的相干累积的技术，公知有从作为外部服务器的基站取得导航信息的反转模式(pattern)和定时(timing)使接收 信号的导航信息的极性同一化而进行相关运算的技术(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利第3787592号公报

不过，在专利文献1所示的方法中，首先，需要检测出导航信息的反转模式及定时的外部服务器。而且，GPS接收机需要与外部服务器实时地进行数据通信。尤其是GPS接收机为了与外部服务器对准定时需要计时或取得准确的时间信息。

发明内容

本发明的目的在于提供可以在GPS等的定位系统中进行相位调制周期(在GPS中为20ms)以上的累积时间的相干累积，防止由于包含在卫星信号中的导航信息的相位反转导致的累积值的相抵(消除)。

本发明第一方面所涉及的相干累积增进电路包括：相位角转换部，用于将通过相关处理电路累积的累积相关值的正交分离坐标中的相位角转换为二倍角，所述相关处理电路对接收到的定位用卫星信号被正交分离后的正交分离信号和PRN(Pseudo Random Noise：伪随机噪声)码的复制码之间的相关值进行运算，并进行相干累积；以及累积部，累积通过所述相位角转换部转换的累积相关值。

本发明第二方面所涉及的相干累积增进方法，用于将通过相关处理电路累积的累积相关值的正交分离坐标中的相位角转换为二倍角，所述相关处理电路对接收到的定位用卫星信号被正交分离后的正交分离信号和PRN(Pseudo Random Noise：伪随机噪声)码的复制码之间的相关值进行运算，并进行相干累积，所述相干累积增 进方法包括：对通过所述转换相位角已被转换为二倍角的累积相关值进行累积。

据此，对接收到的定位用卫星信号被正交分离后的正交分离信号和PRN码的复制码之间的相关值进行运算，将被相干累积的累积相关值的正交分离坐标中的相位角转换为二倍角，并累积转换的累积相关值。例如，在作为使用定位用卫星的定位系统之一的GPS中，从GPS卫星发送的定位用卫星信号的GPS卫星信号是在导航信息中BPSK调制载波的信号，由于导航信息的传送速度为50bps，所以目前相干累积的累积时间限制在小于等于20ms。不过，通过将相干累积的累积相关值的相位角转换为二倍角并进一步进行累积，可以防止由于导航信息的相位反转导致的相关值的相抵(消除)，其结果，将相干累积的累积时间视为大于等于20ms。

此外，在本发明中的相干累积增进电路，其中，所述定位用卫星信号可以是BPSK调制的信号，所述相关处理电路在比相位调制周期短的规定的单位时间中进行所述相干累积，所述累积部在比所述相位调制周期长的时间中进行所述累积相关值的累积。

据此，在比作为BPSK调制的信号的定位用卫星信号的相位调制周期短的规定的单位时间中进行相干累积的同时，在比该相位调制周期长的时间中进行累积相关值的累积。当接收到的定位卫星用信号为BPSK调制的信号情况下，在该相位调制周期中存在有反转相关值的振幅的可能性。因此，通过在比相位调制周期短的单位时间中进行相干累积并进一步将相位角转换为二倍角，就可以在比相位调制周期长的时间中进行累积相关值的累积。而且，不受到由于相位反转导致的相关值的相抵的影响，实现对应该累积相关值的累积时间的相干累积。

此外，本发明涉及的定位电路包括：相位角转换部，用于将通过相关处理电路累积的累积相关值的正交分离坐标中的相位角转换为二倍角，所述相关处理电路对接收到的定位用卫星信号被正交分离后的正交分离信号和PRN(Pseudo Random Noise：伪随机噪声)码的复制码之间的相关值进行运算，并进行相干累积；累积部，累积通过所述相位角转换部转换的累积相关值；基于通过所述累积部的累积结果计算出发送所述定位用卫星信号的定位用卫星和接收位置间的伪距的伪距计算部；以及基于所述计算出的伪距对当前位置进行定位运算的定位运算部。

此外，本发明涉及的定位方法，将通过相关处理电路累积的累积相关值的正交分离坐标中的相位角转换为二倍角，所述相关处理电路对接收到的定位用卫星信号被正交分离后的正交分离信号和PRN(Pseudo Random Noise：伪随机噪声)码的复制码之间的相关值进行运算，并进行相干累积，对通过所述转换相位角已被转换为二倍角的累积相关值进行累积，基于所述累积的累积相关值计算出发送所述定位用卫星信号的定位用卫星和接收位置间的伪距，并基于所述计算出的伪距对当前位置进行定位运算。

据此，对接收到的定位用卫星信号被正交分离后的正交分离信号和PRN码的复制码之间的相关值进行运算，将相干累积的累积相关值的正交分离坐标中的相位角转换为二倍角，并累积转换的累积相关值。而且，基于该累积结果计算出伪距对当前位置进行定位运算。例如，在作为使用定位用卫星的定位系统之一的CPS中，从GPS卫星发送的定位用卫星信号的GPS卫星信号是在导航信息中BPSK调制载波的信号，由于导航信息的传送速度为50bps，所以目前相干累积的累积时间被限制在小于等于20ms。不过，通过将相干累积的累积相关值的相位角转换为二倍角并进一步进行累积，可以防止由于导航信息的相位反转导致的相关值的相抵，其结果，可 以将相干累积的累积时间设为大于等于20ms。基于此，实现更精度良好的定位当前位置。

此外，在本发明的定位电路，其中，所述定位用卫星信号是BPSK调制的信号，所述相关处理部在比相位调制周期短的规定的单位时间中进行所述相干累积，所述累积部在比所述相位调制周期长的时间中进行所述累积相关值的累积。

据此，在比作为BPSK调制的信号的定位用卫星信号的相位调制周期短的规定的单位时间中进行相干累积的同时，在比该相位调制周期长的时间中进行累积相关值的累积。当接收到的定位卫星用信号为BPSK调制的信号情况下，在该相位调制周期中存在有反转相关值的振幅的可能性。因此，通过在比相位调制周期短的单位时间中进行相干累积并进一步将相位角转换为二倍角，从而可以在比相位调制周期长的时间中进行累积相关值的累积。而且，不受到由于相位反转导致的相关值的相抵的影响，实现对应该累积相关值的累积时间的相干累积。

此外，本发明的定位电路还包括可变地设定基于所述累积部的所述累积相关值的累积时间的累积时间设定部，所述累积部在根据所述累积时间设定部设定的累积时间中累积所述累积相关值。

据此，能够可变地设定将相位角转换为二倍角的累积相关值的累积时间。

此外，本发明的定位电路还包括对自定位电路的启动进行检测的启动检测部，所述累积时间设定部根据来自由所述启动检测部的启动检测的经过时间可变地设定所述累积时间。

据此，按照来自自定位电路的启动检测的经过时间，可变地设定将相位角转换为二倍角的累积相关值的累积时间。

此外，本发明的定位电路还包括利用局部振荡器的振荡信号生成所述复制码的码生成部，所述累积时间设定部基于接收到的所述定位用卫星信号，判断所述局部振荡器所产生的振荡信号的变化状况是否满足利用基于所述累积部的累积结果判定处于可以确切地定位的状况用的变化状况条件，基于该判断结果可变地设定所述累积时间。

据此，基于接收到的定位用卫星信号，判断在生成复制码中所使用的局部振荡器的振荡信号的变化状况是否满足利用累积结果判定处于可以确切的定位的状况用的变化状况条件，基于判断结果可变地设定累积时间。基于此，例如，当振荡信号的变化状况没有满足变化状况条件的情况下，以缩短累积时间等的方式，实现满足局部振荡器的振荡信号的变化状况的确切地累积。

另外，本发明的定位电路包括利用局部振荡器的振荡信号生成所述复制码的码生成部、以及控制所述码生成部以使通过所述码生成部生成的所述复制码的频率及相位与接收到的所述定位用卫星信号一致的码生成控制部。

据此，控制复制码以使频率及相位与定位用卫星信号一致地生成。

此外，本发明的电子设备包括上述的定位电路。

此外，本发明涉及的程序，用于使内置在定位装置中的计算机执行上述的定位方法。

另外，本发明涉及的计算机可读存储介质，可以记录上述的程序。

在这里，存储介质是指计算机可以读取被存储的信息的、诸如是硬盘或MO、CD-ROM、DVD、存储器插件及IC存储器等的存储介质。

附图说明

图1是便携式电话机的电路构成图。

图2是基带处理电路部的电路构成图。

图3是在非同步状态下的相关峰值的三维显示图。

图4是在非同步状态下的相关峰值的大小的时序变化图。

图5是在非同步状态下的相关峰值的IQ曲线图。

图6是在同步状态下的相关峰值的三维显示图。

图7是在同步状态下的相关峰值的大小的时序变化图。

图8是在同步状态下的相关峰值的IQ曲线图。

图9是在同步状态下的相关峰值的实数部分的时序变化图。

图10是将在同步状态下的相位角变换为二倍角的相关峰值的IQ曲线图。

图11是将在同步状态下的相位角变换为二倍角的相关峰值的累积值。

图12是基带处理动作的流程图。

图13是变形例中的定位电路的启动时间和累积时间T2的关系的一例的图。

图14是变形例中的累积时间决定处理的流程图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的优选实施例进行说明。另外，以下对具有GPS定位功能的便携式电话机适用本发明的实施例进行说明，但可以适用本发明的实施例并不限定这个。

构成

图1是表示本实施例的便携式电话机1的内部构成的框图。如图1所示，便携式电话机1包括：GPS天线10、作为定位电路的GPS接收部20、主机CPU(Central Processing Unit：中央处理装置)51、操作部52、显示部53、ROM(Read Only Memory：只读存储器)54、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)55、便携式电话用无线通信电路部60、以及便携式电话用天线70。

GPS天线10是接收包含从GPS卫星发送的GPS卫星信号的RF信号的天线，对接收的RF信号进行输出。

GPS接收部20从通过GPS天线10接收的RF信号中捕捉/提取GPS卫星信号，进行基于从GPS卫星信号读取的导航信息等的定位运算，计算出当前位置。该GPS接收部20具有：SAW(SurfaceAcoustic Wave：面声波)滤波器21、LNA(Low Noise Amplifier：低噪声放大器)22、振荡电路23、RF(Radio Frequency：射频)接收电路部24、以及基带处理电路部30。此外，在该GPS接收部 20中RF接收电路部24和基带处理电路部30可以制造成相互独立的LSI(Large Scale Integration：集成电路板)，也可以制造成一片。而且，也可以将包含SAW滤波器21、LNA 22及振荡电路23的GPS接收部20整体制成一片。

SAW滤波器21是带通滤波器，对于从GPS天线输入的RF信号使规定频带的信号通过、截止频带之外的频率成分，并进行输出。LNA 22是低噪声放大器，放大从SAW滤波器21输入的信号并进行输出。振荡电路23诸如是晶体振荡器，生成具有规定的振荡频率的振荡信号并进行输出。

RF接收电路部24将从LNA 22输入的信号与分频或倍增从振荡电路23输入的振荡信号的信号乘法(合成)，并降频转换为中间频率的信号(IF(Intermediate Frequency：中频)信号)，通过进行正交解调转换为I、Q正交的基带信号之后，转换为数字信号进行输出。

基带处理电路部30是从来自RF接收电路部24输入的IF信号(正交分离信号)之中捕捉/追踪GPS卫星信号，基于译码数据而读取的导航信息和时间信息等，进行伪距的计算运算和定位运算等的电路部。

图2是表示基带处理电路部30的电路构成的框图。根据图2，基带处理电路部30具有：码生成电路31、相关处理电路部32、相干累积增进电路部35、非相干累积电路38、CPU 41、ROM 42、以及RAM 43。

码生成电路31按照来自CPU 41的控制信号使用振荡电路23产生的振荡信号，生成规定的频率及相位的复制码(复制C/A码)。

相关处理电路部32具有混频器33a、33b及相干累积部34a、34b，诸如通过FFT运算对从RF接收电路部24输入的正交分离信号(I、Q信号)和从码生成电路31输入的复制码进行规定的累积时间T1的相干累积处理。

混频器33a、33b分别将从RF接收电路部24输入的I、Q信号与从码生成电路31输入的复制码相乘(合成)，计算出相关值。相干累积部34a、34b分别累积通过混频器33a、33b相乘的相关值。另外，该相干累积部34a、34b每隔规定的累积时间T1将累积的值(累积相关值)输出给相干累积增进电路部35，之后清除累积值。累积时间T1通过CPU 41设定为小于20ms(详细地说10ms～20ms的程度)。

相干累积增进电路部35具有相位角转换电路36和增进累积部37a、37b，将从相干累积部34a、34b输入的I、Q信号各个的累积相关值(I、Q累积相关值)组成的累积相关值的相位角θ转换为二倍角，并进行累积。

相位角转换电路36选择在将从相关处理电路部32输入的I、Q累积相关值的各值作为坐标值后的IQ坐标系中的矢量(累积相关值)，将在其矢量(累积相关值)的IQ坐标系中的相位角θ转换为二倍角。将相位角θ转换为二倍角的相位角转换电路36的电路构成由进行公式(2)左边的运算的电路组成。也就是说，如果将在IQ坐标系中的累积相关值表示为公式(1)的矢量v，就变成计算出矢量v的平方，并除以其矢量v的大小的电路。如公式(2)的右边所示，可以计算出公式(1)的矢量v的二倍角的矢量。

公式1：

v＝A·exp(jθ)

公式2：

$\frac{v\·v}{\left|v\right|}=\frac{A\·\exp \left(\mathrm{j\θ}\right)\·A\·\exp \left(\mathrm{j\θ}\right)}{|A\·\exp \left(\mathrm{j\θ}\right)|}$

$=\frac{A\·A\·\exp \left(j2\mathrm{\θ}\right)}{A}$

$=A\·\exp \left(j2\mathrm{\θ}\right)$

增进累积部37a、37b对通过相位角转换电路36转换相位角θ的累积相关值的IQ坐标值、即I、Q累积相关值的各值进行累积。另外，该增进累积部37a、37b每隔规定的累积时间T2将累积的值(增进累积相关值)输出给非相干累积电路38，之后清除累积值。累积时间T2通过CPU 41设定为比累积时间T1长的时间。

非相干累积电路38对从相干累积增进电路部35输入的累积相关值进行非相干累积处理。也就是说，对从相干累积增进电路部35输入的I、Q信号的各信号的增进累积相关值(I、Q增进累积相关值)进行合成，累积相关值的大小(绝对值)。而且，每隔规定的定位间隔(例如、1秒)将累积值输出给CPU 41。此外，通过CPU41可变地设定该非相干累积电路38的累积时间。当在通过相干累积增进电路部35的累积中获得充分的相关值时，通过将非相干累积的累积时间设定为零或最小值，可以使从相干累积增进电路部35输入的增进累积相关值不进行非相干累积就输出给CPU 41。

CPU 41在总括地控制基带处理电路部30的各部分的同时，进行包含基带处理的各种运算处理。具体地说，在基带处理中，以通过由非相干累积电路38的非相干累积处理获得的累积值为基础，指定GPS卫星信号并对GPS卫星信号进行捕捉。接着，追踪捕捉到的GPS卫星信号。GPS卫星信号的追踪是并列地进行捕捉到的 多个GPS卫星信号的同步保持的处理，进行诸如通过延迟锁定环(DLL)来实现追踪C/A码的相位的冷回路和诸如通过相位锁定环(PLL)来实现追踪载波频率的相位的载频环之间的处理。而且，译码追踪的各个GPS卫星信号的数据读出导航信息，进行伪距的运算和定位运算等，并进行定位当前位置的处理。此外，CPU 41在控制码生成电路31以使生成按照捕捉对象的GPS卫星信号的复制码的同时，又控制码生成电路31以使对被生成的信号的频率和复制码的相位进行可变生成。通过该控制，以从非相干累积电路38输出的累积值为基础可以进行GPS卫星信号的捕捉/追踪。而且，最终以从非相干累积电路38输出的累积值等为基础，在使GPS卫星信号的接收频率和复制码的信号的频率一致的同时，使接收到的GPS卫星信号的C/A码的相位和复制码的相位一致。

ROM 42存储有CPU 41用于控制基带处理电路部30及RF接收电路部24的各部分的系统程序和用于实现包含基带处理的各种处理的各种程序和数据等。

在本实施例中，尤其存储有用于CPU 41执行基带处理的基带处理程序42a。

RAM 43被作为CPU 41的工作区域使用，暂时存储从ROM 42中读出的程序和数据、以及CPU 41按照各种程序执行的运算结果等。

返回到图1，主机CPU 51按照存储在ROM 54中的系统程序等的各种程序总括地控制便携式电话机1的各个部分。具体地说，在主要实现作为电话机的通话功能的同时，进行用于实现包含将在地图上图示从基带处理电路部30输入的便携式电话机1的当前位置的导航画面显示在显示部53上的导航功能的各种功能的处理。

操作部52是通过操作键和按钮开关等构成的输入装置，将根据由使用者操作的操作信号输出给主机CPU 51。通过该操作部52的操作输入定位的开始/结束指示等的各种指示。显示部53是通过LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示)等构成的显示装置，显示基于从主机CPU 51输入的显示信号的显示画面(例如、导航画面和时间信息等)。

ROM 54存储有主机CPU 51用于控制便携式电话机1的系统程序和用于实现导航功能的各种程序和数据等。RAM 55被作为主机CPU 51的工作区域使用，用于暂时存储从ROM 54中读出的程序和数据、从操作部52输入的数据及主机CPU 51按照各种程序执行的运算结果等。

便携式电话用天线70是在与便携式电话机1的通信服务企业设置的无线基站之间进行发送接收便携式电话用无线信号的天线。便携式电话用无线通信电路部60是通过RF转换电路和基带处理电路等构成的便携式电话用的通信电路部，按照主机CPU 51的控制进行无线信号的发送接收。

试验结果

这样，在本实施例中，通过由相关处理电路部32的相干累积计算出的I、Q信号的各个信号和复制码之间的累积相关值(I、Q累积相关值)，在通过相干累积增进电路部35将相位角θ变换为二倍角之后，进一步进行累积。而且，进行通过该相干累积增进电路部35计算出的I、Q增进累积相关值的非相干累积。基于此，能够防止因导航信息的相位反转(BBT)而产生的相关值的相抵(消除)，在比20ms长的积分时间中进行相干累积。参照对于接收信号的信号处理结果对该理由进行说明。

图3～图11是对于包含GPS卫星信号的接收信号的信号处理结果，是表示在小于等于20ms的规定的累积单位时间(PDI)中反复进行该接收信号和复制码之间的相干累积而获得的每个累积单位时间的相关峰值的图。

图3～图5是表示复制码的频率与包含在接收信号中的GPS卫星信号的载频大致同步而相位不同步情况下(非同步状态)的相关峰值的变化。图3是三维显示相关峰值的时序变化的图，以横轴作为时间t、纵轴作为相关值的实数部分(I成分)、进深为虚数部分(Q成分)图示各个相关峰值。图4是表示相关峰值的时序变化的图，以横轴作为时间t、纵轴作为大小来图示各个相关峰值(power)。图5是表示相关峰值的IQ曲线的图，以横轴作为相关值的实数部分Re(I成分)、纵轴作为虚数部分Im(Q成分)图示各个相关峰值。

根据图4，相关峰值的大小被分为0.1前后和接近于0.0。接近于0.0的相关峰值由于跨越导航信息的相位反转(BBT)的定时(timing)进行累积，所以是相关值的极性反转、相抵而下降的相关峰值。当在IQ坐标系中观察其相关峰值时，如图5所示，判明以原点为中心相关峰值散乱。也就是说，IQ坐标值各个值有取得正值的、也有取得负值的状态，坐标值处于无规则性的状态。假定在该状态下，当相干累积的累积时间变长时，则图4中的0.1前后的相关峰值减少，接近于0.0的相关峰值增加，最终大部分的相关峰值都变成接近于0.0。

图6～图9示出在复制码的频率及相位与包含在接收信号中的GPS卫星信号的载频及相位大致同步时(同步状态)的相关峰值的变化。图6是三维表示相关峰值的时序变化的图，以横轴作为时间t、纵轴作为相关值的虚数部分Im(Q成分)、进深作为实数部分Re(I成分)来图示各个相关峰值。图7是表示相关峰值的 时序变化的图，以横轴作为时间t、纵轴作为大小来图示各个相关峰值。图8是表示相关峰值的IQ曲线的图，以横轴为相关值的实数部分Re(I成分)、纵轴为虚数部分Im(Q成分)来图示各个相关峰值。图9是表示相关峰值的实数部分的图，以横轴作为时间t、纵轴作为相关值的实数部分Re(I成分)来图示各个相关峰值。

根据图7，相关峰值的大小与图4所示的非同步状态相同，被分为0.1前后和接近于0.0。当在IQ坐标系中观察相关峰值时，如图8所示，相关峰值的数值隔着原点汇集在对称的位置上，发现在往返其对称的位置等的非同步状态下观察不到的规则性。也就是说，相关峰值的相位汇集在相互偏离了180度的位置上。在这里，当关注关于相关峰值I坐标值的时间变化时，如图9所示，可以判明在导航信息的相位反转(BBT)的周期中规则的正负的反转。另外，虽然是未图示但对Q坐标值也观察有相同的规则性。也就是说，判明有相关峰值的值隔着IQ坐标系的原点汇集在对称的位置上，并往返其对称的位置的情况。因此，假定在该状态下，当相干累积的累积时间变长时，则与非同步状态的情况相同，接近于0.0的相关峰值趋于增加，最终大部分的相关峰值变成接近于0.0。

图10、图11是在同步状态下的信号处理结果，是将图6所示的各个相关峰值的相位角θ变换为二倍角的结果。图10是表示关于各个相关峰值，将相位角θ变换为二倍角的相关峰值(变换后相关峰值)的IQ曲线的图，以横轴作为相关值的实数部分Re(I成分)、纵轴作为虚数部分Im(Q成分)来图示出各个变换后相关峰值。图11是表示变换后相关峰值的累积值的图，以横轴作为时间、纵轴作为累积值(积累值)，图示多个地累积(相干累积)转换后相关峰值的累积值(相干累积值)。

如图10所示，在IQ坐标系中观察时，将相位角θ变换为二倍角的相关峰值(变换后相关峰值)成为大致相同的相位角，观察有该数值汇集到某数值的规则性。也就是说，在图10的例子中，变换后相关峰值的Q坐标值以大体上负的数值(“-0.8”前后)为中心，I坐标值有取得正值的，也有取得负值的，以“0”前后的数值为中心。由于数值大致相同，所以相位角也是大致相同的角度。因此，当对变换后相关峰值的数值进行累积(积累)时，如图11所示，则与累积时间成比例关系进行增加累积相关值。

根据这些，在将通过相干累积计算出的相关峰值的相位角θ变换为二倍角之后，通过更进一步累积，能够防止因导航信息的相位反转(BBT)而导致相关值的相抵(消除)，实现在大于等于20ms的积分时间中的相干累积。

动作

图12是用于说明基带处理电路部30的基带处理动作的流程图。如图12所示，在基带处理电路部30中，首先，CPU 41根据捕捉对象的GPS卫星信号确定复制码的信号的频率和相位，将设定信号输出给码生成电路31(步骤A1)。接着，混频器33a、33b分别将从RF接收电路部24输入的I、Q信号的各个信号和从码生成电路31输入的复制码进行合成，计算出相关值(步骤A3)。于是，相干累积部34a、34b分别累积通过混频器33a、33b计算出的相关值(步骤A5)。而且，如果对应累积时间T1的累积没有结束(步骤A7：否)，返回到步骤A3。

如果对应累积时间T1的累积结束了(步骤A7：是)，相干累积部34a、34b分别将累积值(累积相关值)输出给相位角变换电路36，并清除该累积值。接着，相位角变换电路36将分别从相干累积部34a、34b输入的I、Q累积相关值的各个作为IQ坐标值的 累积相关值的相位角θ变换为二倍角(步骤A9)。于是，增进累积部37a、37b分别累积作为被通过相位角变换电路36角变换的累积相关值的IQ坐标值的各个的I、Q累积相关值(步骤A11)。而且，如果对应累积时间T2的累积没有结束(步骤A13：否)，返回到步骤A3。

如果对应累积时间T2的累积结束了(步骤A13：是)，CPU 41判断是否进行非相干累积，基于判断结果控制非相干累积电路38。如判断进行非相干累积(步骤A15：是)，则非相干累积电路38进行非相干累积动作(步骤A17)。也就是说，在规定的累积时间T3期间反复进行对分别从增进累积部37a、37b输入的I、Q累积相关值进行合成并累积其大小(绝对值)的处理。另一方面，如判断不进行非相干累积(步骤A15：否)，则非相干累积电路38保持从相干累积增进电路部35输入的I、Q累积相关值或将其大小(绝对值)输出给CPU 41(步骤A19)。

接着，CPU 41以从非相干累积电路38输入的累积值为基础计算出伪距(步骤A21)，在进行基于计算出的伪距的定位运算并计算出当前位置之后，将计算出的当前位置输出给主机CPU 51(步骤A23)。之后，如没有结束定位(步骤A25：否)，则返回到步骤A1，如结束定位(步骤A25：是)，则结束该动作。定位的结束例如通过将导航功能设为“OFF”的指示操作或将电源设为“OFF”的指示操作，判断来自主机CPU 51定位的结束指示的情况。

作用及效果

这样，根据本实施例，将通过由相关处理电路部32的相干累积计算出的对接收信号进行正交分离的I、Q信号各个和复制码之间的累积相关值(I、Q累积相关值)作为IQ坐标值的累积相关值 的相位角θ，通过相位角变换电路36变换为二倍角。接着，更进一步累积作为该变换后的累积相关值的IQ坐标值的各个的I、Q累积相关值，计算出I、Q增进累积相关值。而且，对于通过该相干累积增进电路部35计算出的I、Q增进累积相关值，根据相干累积增进电路部35进行非相干累积。基于此，能够防止因导航信息的相位反转(BBT)而导致相关值的相抵(消除)，在比20ms长的积分时间中进行相干累积。其结果，与以往把相干累积时间限制在小于等于20ms相比较，能够缩短在信号捕捉中所需的时间，使接收灵敏度提高。

变形例

另外，可以适用本发明的实施例并不限定于上述的实施例，在没有脱离本发明的构思的范围内是可以适当改变的。

(A)改变相干累积时间T2

例如、改变在相干累积增进电路部35中的累积时间T2。另外，CPU 41进行该累积时间T2的改变。

(A-1)定位电路的启动时间

测量从启动作为定位电路的基带处理电路部30开始的经过时间t，根据该经过时间t变更累积时间T2。图13所示为从启动开始经过时间t和累积时间T2之间的关系的一例。在图13中示出以横轴作为经过时间t、纵轴作为累积时间T2的曲线图，如图13所示，规定经过时间t越长累积时间T2就越变长。这样，在启动基带处理电路部30之后由于通过伴随电路动作的发热等产生温度变化，所以振荡电路23的振荡状况是不稳定的状况。

(A-2)振荡电路的振荡状况

此外，可以根据振荡电路23的振荡状况改变累积时间T2。具体地说，将从振荡电路23输出的振荡信号频率与接收信号的频率进行比较，判断振荡信号的变化状况，根据判断的变化状况改变累积时间T2。

图14是表示该情况下的累积时间确定处理的一例。如图14所示，CPU 41从包含在接收信号中的GPS卫星信号之中，选择强度最大的GPS卫星信号(步骤B1)。接着，测量选择的GPS卫星信号的频率和从振荡电路23输出的振荡信号的频率的差(频率差)的、与从当前开始经过既往规定时间的期间这样的时间对应的变化(时效变化，老化变化)(步骤B3)。而且，判断测量的频率差的老化变化是否满足用于判断变化少的规定的低变化条件。当满足低变化条件时、即在振荡信号的变化小的情况下(步骤B5：是)将累积时间T2设定为规定的时间T2a(步骤B7)，当未满足低变化条件时、即在振荡信号的变化大的情况下(步骤B5：否)将累积时间T2设定为规定的时间T2b(步骤B9)。其中，T2a＞T2b。

(B)定位电路

另外，在上述的实施例中，对作为具有定位装置的电子设备的一种的便携式电话机进行说明，但是可以同样适用诸如便携式的导航装置或车载用导航装置、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)及手表等的其他的电子设备。

(C)卫星定位系统

此外，在上述的实施例中，对利用GPS的情况进行了说明，但是例如在GLONAS S(Global Navigation Satellite System：全球卫星导航系统)等的其他卫星定位系统中也当然可以同样适用。

(D)存储介质

此外，可以将基带处理程序42a存储到CD-ROM等的存储介质中，安装在便携式电话机等的电子设备上。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本行业的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种相干累积增进方法，用于将通过相关处理电路累积的累积相关值的正交分离坐标中的相位角转换为二倍角，所述相关处理电路对接收到的定位用卫星信号被正交分离后的正交分离信号和伪随机噪声码的复制码之间的相关值进行运算，并进行相干累积，

且对通过所述转换相位角已被转换为二倍角的累积相关值进行累积，

其中，所述相干累积增进方法包括：

使用局部振荡器的振荡信号生成所述复制码；

判断所述振荡信号的频率的变动状况是否满足规定频率变动条件，该所述振荡信号的频率的变动状况是通过比较所述定位用卫星信号的频率和所述振荡信号的频率而判断的，该规定频率变动条件用于判断处于能适当地定位的状况；以及根据所述判断结果，可变地设定对所述累积相关值进行累积的时间。

2.根据权利要求1所述的相干累积增进方法，其特征在于，

所述定位用卫星信号是二进制相移键控调制的信号，

所述相关处理电路是在比所述二进制相移键控调制的相位调制周期短的规定的单位时间中进行所述相干累积的电路，

设定所述累积时间是指将所述累积时间设定为长于所述相位调制周期的时间。

3.根据权利要求1所述的相干累积增进方法，其中，

设定所述累积时间是指基于从开始执行所述相干累积增进方法起的经过时间可变地设定所述累积时间。

4.根据权利要求1所述的相干累积增进方法，其中，

生成所述复制码是指为了使生成的所述复制码的频率及相位与接收到的所述定位用卫星信号一致而生成所述复制码。

5.一种定位方法，包括根据权利要求1所述的相干累积增进方法，还包括以下步骤：

基于利用所述相干累积增进方法的运算结果，计算出发送所述定位用卫星信号的定位用卫星和接收位置间的伪距，

基于所述计算出的伪距对当前位置进行定位运算。

6.一种相干累积增进系统，包括：

相位角转换部，用于将通过相关处理电路累积的累积相关值的正交分离坐标中的相位角转换为二倍角，所述相关处理电路对接收到的定位用卫星信号被正交分离后的正交分离信号和伪随机噪声码的复制码之间的相关值进行运算，并进行相干累积；以及

累积部，累积通过所述相位角转换部转换的累积相关值，

其中，所述相干累积增进系统还包括：

复制码生成部，用于使用局部振荡器的振荡信号生成所述复制码；

判断部，用于判断所述振荡信号的频率的变动状况是否满足规定频率变动条件，该所述振荡信号的频率的变动状况是通过比较所述定位用卫星信号的频率和所述振荡信号的频率而判断的，该规定频率变动条件用于使用所述累积相关值的累积的结果来判断处于能适当地定位的状况；以及

累积时间设定部，用于根据所述判断结果，可变地设定对所述累积相关值进行累积的时间。

7.一种定位系统，包括：

根据权利要求6所述的相干累积增进系统；

伪距计算部，基于所述相干累积增进电路的运算结果，计算出发送所述定位用卫星信号的定位用卫星和接收位置间的伪距；以及

定位运算部，基于所述计算出的伪距对当前位置进行定位运算。

8.一种电子设备，包括根据权利要求7所述的定位系统。

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