CN102156276A - 卫星信号跟踪方法、位置计算方法及位置计算装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种卫星信号跟踪方法、位置计算方法及位置计算装置。其中，该卫星信号跟踪方法包括：检测移动状况；计算所述检测的误差；以及使用所述检测结果和所述误差，设定用于跟踪从定位用卫星接收的卫星信号并且环路带宽能够变更的跟踪用滤波器的所述环路带宽。

Description

卫星信号跟踪方法、位置计算方法及位置计算装置

技术领域

本发明涉及卫星信号跟踪方法、位置计算方法及位置计算装置。

背景技术

作为利用了定位用信号的定位系统，GPS(Global Positioning System)已经广为人知，其被应用于了内置在便携式电话机或者导航装置等中的位置计算装置。在GPS中，进行如下的位置计算运算：根据多个GPS卫星的位置和从各GPS卫星到位置计算装置的伪距等信息求出位置计算装置的位置坐标和时钟误差。

由GPS卫星发送的GPS卫星信号采用被称作CA(Coarse andAcquisition)码的、每颗GPS卫星都不同的扩展码进行了调制。位置计算装置为了从微弱的接收信号中捕捉GPS卫星信号，进行接收信号与作为CA码的复制品的复制码的相关运算，根据其相关值捕捉GPS卫星信号。然后，GPS卫星信号的捕捉一旦成功，则跟踪(tracking)所捕捉到的GPS卫星信号。

GPS卫星信号的跟踪通过用于跟踪载波(carrier)的载波跟踪环形电路和用于跟踪CA码相位的码跟踪环形电路等来进行(例如、专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本专利特开2008-232761号公报

已知在环形电路中，由于各种因素，信号中混杂有各种噪声成分。为了除去该噪声成分，一般的做法是，在环形电路上设置低通滤波器等环路滤波器。

尤其是，针对抖动(jitter)(信号在时间轴方向上的偏移、相位起伏或者频率起伏)的耐性几乎由环路滤波器来确定。如果使环路滤波器的环路带宽变窄，则虽然针对抖动的耐性提高，但是信号成分的一部分也可能会被除去(cut)，因而信号的跟踪性变差，在极端的情况下，存在易于发生丢失已捕捉的卫星信号的“失锁”这样的问题。另一方面，如果使环路带宽变宽，则由于针对抖动的耐性下降，因而在极端的情况下，有时会陷入无法锁定(跟踪GPS卫星信号)的状态。

以前，在设计环路滤波器时，考虑到上述的平衡而固定性地确定环路带宽值，进而构成了环路滤波器。但是，混入的抖动由于热噪声(Thermalnoise)或者动态应力(Dynamic stress)这样的噪声成分而可能变动。尤其是，动态应力随位置计算装置的移动情况不同而可能变动得很大。因此，在使用固定的环路带宽时，会产生跟踪GPS卫星信号的跟踪性下降等问题。

发明内容

本发明正是鉴于上述的课题而完成的。本发明的目的在于提供一种用于将卫星信号追踪用的环路滤波器的环路带宽设定为恰当的值的新方法。

用于解决上述课题的第一方式是包括如下步骤的卫星信号跟踪方法：检测移动状况；计算上述检测的误差；以及使用上述检测结果和上述误差，设定用于跟踪从定位用卫星接收的卫星信号并且环路带宽能够变更的跟踪用滤波器的上述环路带宽。

另外，作为其他的方式，可以构成具备如下部分的卫星信号跟踪装置：检测部，检测移动状况；以及设定部，使用上述检测部的检测结果和上述检测部的检测误差，设定用于跟踪从定位用卫星接收到的卫星信号并且环路带宽能够变更的跟踪用滤波器的上述环路带宽。

根据该第一方式，检测移动状况。另外，计算出移动状况的检测误差。然后，使用移动状况的检测结果和检测误差，设定用于跟踪从定位用卫星接收的卫星信号并且环路带宽能够变更的跟踪用滤波器的环路带宽。

如上所述，环形电路的抖动可能根据移动状况而变动得较大。因此，使用移动状况的检测结果来设定跟踪用滤波器的环路带宽是恰当的。但是，移动状况的检测结果中可能含有理论误差。因此，通过除了考虑移动状况的检测结果之外，还考虑移动状况的检测误差来设定环路带宽，从而能够将环路带宽设定为恰当的值。

另外，作为第二方式，可以构成如下这样的卫星信号跟踪方法：其是一种第一方式的卫星信号跟踪方法，其中，检测上述移动状况包括使用加速度传感器、速度传感器和陀螺仪传感器中的至少任意一种传感器，在给定的时间上执行对上述任意一种传感器的输出的校准处理；计算上述误差包括使用自执行上述校准处理之后的经过时间，计算出上述误差。

根据该第二方式，使用加速度传感器、速度传感器和陀螺仪传感器中的至少任意一种传感器，在给定的时间上执行对上述任意一种传感器的输出的校准处理。然后，使用自执行上述校准处理之后的经过时间，计算出上述误差。通过执行校准处理，从而能够复位移动状况的检测误差。而且，通过利用自执行上述校准处理之后的经过时间，从而能够简易地求出移动状况的检测误差，进而有助于设定恰当的环路带宽。

另外，作为第三方式，可以构成如下所述的卫星信号跟踪方法：其是一种第一或者第二方式的卫星信号跟踪方法，其中，设定上述环路带宽包括使用上述卫星信号的接收环境来设定上述环路带宽。

根据该第三方式，能够设定符合卫星信号的接收环境的恰当的环路带宽。

另外，作为第四方式，可以构成如下所述的卫星信号跟踪方法：其是第一～第三中任意一种方式的卫星信号跟踪方法，其中，设定上述环路带宽包括使用上述跟踪用滤波器的滤波器级数(filter order)来设定上述环路带宽。

根据该第四方式，能够设定对应于跟踪用滤波器的滤波器级数的恰当的环路带宽。

另外，作为第五方式，可以构成包括如下步骤的位置计算方法：使用第一～第四中任意一种方式的卫星信号跟踪方法来跟踪上述卫星信号；以及使用上述被跟踪的卫星信号来计算出位置。

根据该第五方式，使用通过上述的卫星信号跟踪方法跟踪的卫星信号来计算位置，从而能够提高位置计算的准确性。

另外，作为第六方式，可以构成具备如下部分的位置计算装置：加速度传感器、速度传感器和陀螺仪传感器中的至少一个传感器；移动状况检测部，使用上述至少一个传感器的输出检测移动状况；跟踪用滤波器，用于跟踪来自定位用卫星的卫星信号，并且环路带宽能够改变；设定部，使用上述移动状况检测部的检测结果和上述移动状况检测部的检测误差，设定上述跟踪用滤波器的上述环路带宽；以及位置计算部，使用由上述跟踪用滤波器跟踪的卫星信号计算出位置。

根据该第六方式，使用加速度传感器、速度传感器和陀螺仪传感器中的至少一种传感器的输出，由移动状况检测部检测移动状况。然后，使用移动状况检测部的检测结果和移动状况检测部的检测误差，由设定部设定用于跟踪来自定位用卫星的卫星信号并且环路带宽能够变更的跟踪用滤波器的环路带宽。然后，使用由跟踪用滤波器跟踪的卫星信号，由位置计算部算出位置。通过这种作用，可以发挥与上述的方式同样的效果。

附图说明

图1是表示便携式电话机的功能构成的一个示例的框图。

图2是表示基带处理电路部的电路构成的一个示例的框图。

图3是表示环路滤波器部的级数与动态应力计算用物理量的对应关系的图。

图4是表示热噪声、动态应力以及总抖动的环路带宽特性的一个示例的图。

图5是表示主处理的流程的流程图。

图6是表示基带处理的流程的流程图。

图7是表示载波相位跟踪环路带宽设定处理的流程的流程图。

图8是表示信号强度判断用表格的表格构成的一个示例的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明在作为一种具备卫星信号跟踪装置和位置计算装置的电子设备的便携式电话机中适用了本发明时的实施方式。此外，无庸讳言，能够适用本发明的实施方式并不限于以下说明的实施方式。

1.功能构成

图1是表示本实施方式中的便携式电话机1的功能构成的框图。便携式电话机1包括如下部分而构成：GPS天线5、GPS接收部10、主机CPU(Central Processing Unit)30、操作部40、显示部50、IMU(InertialMeasurement Unit)60、手机用天线70、手机用无线通信电路部80以及存储部90。

GPS天线5是用于接收包括由作为一种定位用卫星的GPS卫星发送的GPS卫星信号的RF(Radio Frequency)信号的天线，并将接收信号输出至GPS接收部10。GPS卫星信号是采用作为一种扩散码的CA(CoarseandAcquisition)码、通过作为频谱扩散方式而为公众所知的CDMA(CodeDivision Multiple Access)方式而被调制过的1.57542[GHz]的通信信号。CA码是将码长1023位(chip)作为1PN帧(Frame)的、重复周期为1ms的伪随机噪声码，并且对应每颗GPS卫星都不同。

GPS接收部10是根据由GPS天线5输出的信号来计测便携式电话机1的位置的位置计算电路或者位置计算装置，是相当于所谓的GPS接收装置的功能块。GPS接收部10具备RF接收电路部11和基带处理电路部20而构成。此外，RF接收电路部11和基带处理电路部20既能够作为分别不同的LSI(Large Scale Integration)来制造，也能够作为1个芯片来制造。

RF接收电路部11是RF信号的接收电路。作为电路构成，例如、可以构成用A/D转换器将从GPS天线5输出的RF信号转换为数字信号，进而处理数字信号的接收电路。另外，也可以采用如下的构成：通过对从GPS天线5输出的RF信号以模拟信号的状态进行信号处理，最后进行A/D转换，从而将数字信号输出至基带处理电路部20。

在后者的情况下，例如、能够按如下方式构成RF接收电路部11。即、通过将规定的振荡信号分频或者倍增，从而生成RF信号乘法运算用的振荡信号。然后，通过将生成的振荡信号与从GPS天线5输出的RF信号进行乘法运算，从而将RF信号降频转换为中间频率的信号(以下，称作“IF(Intermediate Frequency)信号”)，在将IF信号放大等之后，再用A/D转换器转换为数字信号，并输出至基带处理电路部20。

基带处理电路部20是如下所述的功能部：对从RF接收电路部11输出的接收信号进行相关处理等，进而对GPS卫星信号进行捕捉、跟踪，根据从GPS卫星信号中提取的卫星轨道数据和时刻数据等，进行规定的位置计算运算，进而计算出便携式电话机1的位置(位置坐标)。

基带处理电路部20是从接收信号中捕捉GPS卫星信号的卫星信号捕捉装置，同时还是跟踪(tracking)所捕捉到的GPS卫星信号的卫星信号跟踪装置。而且，进行利用了GPS卫星信号的位置/速度计算运算，计算出便携式电话机1的位置和速度。

图2是表示基带处理电路部20的电路构成的一个示例的图，以本实施方式所涉及的电路块为中心进行描述。基带处理电路部20具备如下部分而构成：载波除去部21、卫星信号捕捉部23、卫星信号跟踪部25、处理部27以及存储部29。

载波除去部21是用于从由RF接收电路部11输出的接收信号中除去载波的电路部，例如、具备乘法运算部211和载波除去用信号发生部213而构成。

乘法运算部211是如下所述的乘法运算器：通过将由载波除去用信号发生部213生成的载波除去用信号与接收信号进行乘法运算，从而从接收信号中除去载波，并将接收信号中所含有的CA码(接收CA码)输出至相关处理部231。

载波除去用信号发生部213是用于生成载波除去用信号的电路，该载波除去用信号是与GPS卫星信号的载波信号同频的信号。在从RF接收电路部11输出的信号为IF信号的情况下，将IF频率作为载波频率而生成信号。在任何情况下，其是用于生成与由RF接收电路部11输出的信号的频率同频的载波除去用信号的电路。

以下，将由RF接收电路部11输出的信号的频率称作“载频”或者“载波频率”、由RF接收电路部11输出的信号的载波(······)成分的相位称作“载波相位”来进行说明。

载波除去用信号发生部213根据由载波相位跟踪环路滤波器部254输出的载波相位指示信号和由载波频率跟踪环路滤波器部256输出的载波频率指示信号，调整所生成的信号的相位和频率而产生载波除去用信号，并输出至乘法运算部211。

此时，载波除去用信号发生部213加入由多普勒运算部275输出的多普勒频率而生成载波除去用信号。由于GPS卫星的移动或者便携式电话机1的移动而产生的多普勒影响等，GPS接收部10接收GPS卫星信号时的频率与作为GPS卫星信号的规定频率的1.57542[GHz]不必一致。因此，产生频率为在规定载波频率中加入了多普勒频率的载波除去用信号，并输出至乘法运算部211。

卫星信号捕捉部23是用于从除去了由乘法运算部211输出的载波的接收信号中捕捉GPS卫星信号的电路部，具备相关处理部231和复制码发生部233而构成。

相关处理部231例如具有相关器(correlator)而构成，是进行由复制码产生部233生成的复制码与由乘法运算部211输出的接收CA码之间的相关处理的电路部。相关处理部231在由相关积分时间确定部271输出的相关积分时间内对相关值进行积分(integrate)，并将该积分结果输出至处理部27。

复制码产生部233是生成CA码的复制码(复制CA码)的电路部，该CA码是GPS卫星信号的扩展码。复制码产生部233根据由码跟踪环路滤波器部252输出的码相位指示信号的指示，生成Early、Prompt、Late的3种复制码。然后，将生成的3种复制码输出至相关处理部231。

在本实施方式中，相关处理部231分别对接收信号的IQ成分进行与从复制码产生部233输入的复制码的相关处理。I成分表示接收信号的同相成分(实部)，Q成分表示接收信号的正交成分(虚部)。由于从复制码产生部233输出Early、Prompt、Late3种复制码，因而相关处理部231分别对接收信号的IQ成分进行与3种复制码的相关处理。

此外，虽然关于进行接收信号的IQ成分的分离(IQ分离)的电路块，省略了图示，但怎样构成电路块都可以。例如、在RF接收电路部11中将接收信号降频转换为IF信号时，可以通过将相位相差90度的局部振荡信号与接收信号进行乘法运算，从而进行IQ分离。

卫星信号跟踪部25是用于跟踪由卫星信号捕捉部23捕捉到的GPS卫星信号的电路部，具备如下部分而构成：码相位差计算部251、码跟踪环路滤波器部252、载波相位差计算部253、载波相位跟踪环路滤波器部254、载波频率差计算部255以及载波频率跟踪环路滤波器部256。

码相位差计算部251是用于算出并输出接收CA码的相位与复制码的相位的相位差(以下、称作“码相位差”)的相位比较器。码相位差计算部251分别使用由相关处理部231输出的针对Early码的IQ相关值和针对Late码的IQ相关值，计算出对应于Early码的功率(power)和对应于Late码的功率。然后，使用计算出的功率，根据公知的运算方法计算出码相位差，进而生成对应于所计算出的码相位差的信号(电压)，并输出至码跟踪环路滤波器部252。

码跟踪环路滤波器部252例如具有低通滤波器而构成，是以使作为决定所通过的信号的频带成分的参数的环路带宽可变的方式而设计的，也就是说，以能够调整环路带宽的方式而设计的滤波器电路。码跟踪环路滤波器部252根据由环路带宽设定部273输出的环路带宽来设定环路带宽。也就是说，根据由环路带宽设定部273输出的环路带宽来变更环路带宽。然后，去除(cut)在对应于由码相位差计算部251输出的码相位差的信号中所含有的高频成分并输出至复制码产生部233。将码跟踪环路滤波器部252的环路带宽适当地作为“码跟踪环路带宽”来进行图示、说明。

由相关处理部231→码相位差计算部251→码跟踪环路滤波器部252→复制码产生部233→相关处理部231的闭合回路形成作为延时锁定环路(DLL(Delay Locked Loop))而为人所知的、用于跟踪码相位的环形电路。

载波相位差计算部253是用于计算出并输出接收信号的载波成分的相位与由载波除去用信号产生部213生成的载波除去用信号的相位之间的相位差(以下、称作“载波相位差”)的相位比较器。载波相位差算出部253使用由相关处理部231输出的分别针对Early、Prompt、Late各个码的IQ相关值，按照公知的运算方法计算出载波相位差。然后，生成对应于所算出的载波相位差的信号(电压)，并输出至载波相位跟踪环路滤波器部254。

载波相位跟踪环路滤波器部254根据由环路带宽设定部273输出的载波相位跟踪环路带宽来设定环路带宽。然后，载波相位跟踪环路滤波器部254与码跟踪环路滤波器部252同样地去除在与由载波相位差计算部253输出的载波相位差相对应的信号中所混入的高频成分，并输出至载波除去用信号产生部213。将载波相位跟踪环路滤波器部254的环路带宽适当地作为“载波相位跟踪环路带宽”来进行图示、说明。

由乘法运算部211→相关处理部231→载波相位差计算部253→载波相位跟踪环路滤波器部254→载波除去用信号产生部213→乘法运算部211的闭合回路形成作为相位锁定环路(PLL(Phase Locked Loop))而为人所知的、用于跟踪载波相位的环形电路。

载波频差计算部255是用于计算出并输出载波频率与由载波除去用信号产生部213生成的载波除去用信号的频率之间的频差(以下、称作“载波频差”)的频率比较器。载波频差计算部255使用由相关处理部231输出的、分别针对Early、Prompt、Late各个码的IQ相关值，根据公知的运算方法计算出载波频差。然后，生成对应于所算出的载波频差的信号(电压)，并输出至载波频率跟踪环路滤波器256。

载波频率跟踪环路滤波器部256根据由环路带宽设定部273输出的载波频率跟踪环路带宽来设定环路带宽。然后，载波频率跟踪环路滤波器部256与码跟踪环路滤波器部252同样地去除与由载波频差计算部255输出的载波频差相对应的信号中所包含的高频成分，并输出至载波除去用信号产生部213。将载波频率跟踪环路滤波器部256的环路带宽适当地作为“载波频率跟踪环路带宽”来进行图示、说明。

由乘法运算部211→相关处理部231→载波频差计算部255→载波频率跟踪环路滤波器部256→载波除去用信号产生部213→乘法运算部211的闭合回路形成作为频率锁定环路(FLL(Frequency Locked Loop))而为人所知的、用于跟踪载波频率的环形电路。

处理部27是用于集中控制基带处理电路部20的各功能部的控制装置，例如、具有CPU等处理器而构成。处理部27作为功能部而具有相关积分时间确定部271、环路带宽设定部273、多普勒运算部275以及位置/速度计算部277。

相关积分时间确定部271是用于确定相关处理部231进行相关值的积分处理时的积分时间(相关积分时间)的确定部，并将已确定的相关积分时间输出至相关处理部231。

环路带宽设定部273是用于个别地设定卫星信号跟踪部25所包括的各环路滤波器部的环路带宽的设定部，并将所设定的环路带宽输出至所对应的环路滤波器部。

多普勒运算部275是用于使用便携式电话机1的速度与GPS卫星的速度来计算由于GPS卫星和便携式电话机1的移动所产生的多普勒频率的运算部，并将所计算的多普勒频率输出至载波除去用信号产生部213。

位置/速度计算部277是如下所述的计算部：利用由卫星信号捕捉部23所捕捉到的或者由卫星信号跟踪部25所跟踪着的GPS卫星信号，进行公知的位置/速度计算运算，进而计算出便携式电话机1的位置和速度。位置/速度计算部277将所算出的位置和速度输出至主机CPU 30。

存储部29由ROM或者Flash-ROM、RAM等存储装置构成，存储了基带处理电路部20的系统程序和用于实现环路带宽设定功能、位置/速度计算功能等的各种程序、数据等。另外，具有暂时存储各种处理的处理中的数据、处理结果等的工作区域。

返回到图1的功能块，主机CPU 30是根据存储在存储部90中的系统程序等各种程序来集中控制便携式电话机1的各部的处理器。主机CPU30基于由基带处理电路部20输出的位置坐标，使显示部50显示指示了当前位置的地图，或者将该位置坐标应用于各种应用处理中。

操作部40是例如由触摸面板和按钮开关等构成的输入装置，并将被按下的键或者按钮的信号输出至主机CPU 30。通过该操作部40的操作，从而进行通话请求、邮件接发请求、位置计算请求等各种指示输入。

显示部50由LCD(Liquid Crystal Display)等构成，是进行基于主机CPU 30所输出的显示信号的各种显示的显示装置。在显示部50上，显示位置显示画面和时刻信息等。

IMU 60例如具备加速度传感器61和陀螺仪传感器63，并且以能够检测预先与传感器对应地设定的传感器坐标系中正交的3轴的各个轴向的加速度和各轴的绕轴角速度的方式而构成。此外，加速度传感器61和陀螺仪传感器63既可以为分别独立的传感器，也可以为一体型的传感器。

手机用天线70是在与便携式电话机1的通信服务商所设置的无线基站之间进行手机用无线信号的接发的天线。

手机用无线通信电路部80是由RF转换电路、基带处理电路等构成的、手机的通信电路部，通过进行手机用无线信号的调制、解调等，从而实现通话、邮件的接发等。

存储部90是存储主机CPU 30用于控制便携式电话机1的系统程序和用于实现IMU 60的校准功能等的各种程序、数据等的存储装置。

2.环路带宽设定的原理

接着，说明在基带处理电路部20中，处理部27的环路带宽设定部273所执行的环路带宽设定的原理。

(1)设定载波相位跟踪环路滤波器部的环路带宽

首先，说明载波相位跟踪环路滤波器部254的环路带宽的设定原理。在载波相位跟踪环路中跟踪载波相位时成为问题的是存在有在要跟踪的载波相位中可能含有的误差。该载波相位误差的主要原因是被称作热噪声和动态应力的噪声成分。

Thermal noise是作为热噪声而已知的噪声成分，是混杂在载波相位跟踪环路内的信号中的、分布在全频带上的噪声。另外，dynamic stress是作为动态应力而已知的动态的信号起伏，是起因于GPS卫星和GPS接收装置的移动而使GPS接收装置与GPS卫星间的伪距变化所产生的相位起伏。

为了具体地进行说明，将载波相位跟踪环路中的载波相位起伏公式化。在这里，采用角度换算(deg)将载波相位起伏公式化。通过下式(1)来给出作为载波相位跟踪环路中的载波相位起伏总量的总抖动“σ_PLL”：

【数1】

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{PLL}}=\sqrt{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{tPLL}}^2+{\mathrm{\σ}}_v^2+{\mathrm{\θ}}_A^2}+\frac{{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{en}}}{3}\left[\mathrm{deg}\right]\·\·\·\left(1\right)$

在式(1)中，“σ_tPLL”表示热噪声，“θ_en”表示动态应力。另外，“σ_v”、“θ_A”分别表示由振动所引起的载波相位起伏、由艾伦方差(Allanvariance)所表示的载波相位起伏，但是由于这些值是微小得能够忽略的值，因而在本实施方式中不予考虑。

另外，通过下式(2)来给出热噪声“σ_tPLL”：

【数2】

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{tPLL}}=\frac{360}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{B_{\mathrm{PLL}}}{S}(1+\frac{1}{2\mathrm{TS}})}\left[\mathrm{deg}\right]\·\·\·\left(2\right)$

在式(2)中，“B_PLL”是载波相位跟踪环路滤波器部254的环路带宽。另外，“S”是表示为C/N比的接收信号的信号强度，“T”是相关积分时间。由式(2)可知，热噪声“σ_tPLL”是依存于载波相位跟踪环路滤波器部254的环路带宽“B_PLL”、接收信号的信号强度“S”和相关积分时间“T”的值。

另外，载波相位跟踪环路中的动态应力“θ_en”用对应于载波相位跟踪环路滤波器部254的级数而不同的式子进行公式化。具体而言，分别对于1级～3级的环路滤波器的级数，通过式(3)～(5)来给出动态应力“θ_e1”～“θ_e3”：

【数3】

${\mathrm{\θ}}_{e1}=\mathrm{\α}\·\frac{\mathrm{dR}/\mathrm{dt}}{B_{\mathrm{PLL}}}\left[\mathrm{deg}\right]\·\·\·\left(3\right)$

【数4】

${\mathrm{\θ}}_{e2}=\mathrm{\β}\·\frac{{\mathrm{dR}}^2/{\mathrm{dt}}^2}{B_{\mathrm{PLL}}^2}\left[\mathrm{deg}\right]\·\·\·\left(4\right)$

【数5】

${\mathrm{\θ}}_{e3}=\mathrm{\γ}\·\frac{{\mathrm{dR}}^3/{\mathrm{dt}}^3}{B_{\mathrm{PLL}}^3}\left[\mathrm{deg}\right]\·\·\·\left(5\right)$

在式(3)～(5)中，“R”是GPS接收装置与GPS卫星之间的伪距。“dR/dt”是GPS接收装置相对于从GPS接收装置朝向GPS卫星的视线方向的速度(真实速度)，“dR²/dt²”是GPS接收装置相对于视线方向的加速度(真实加速度)，“dR³/dt³”是GPS接收装置相对于视线方向的跃度(＝加加速度)(真实跃度)。另外，“α”、“β”、“γ”是对应于滤波器的级数而不同的常数。

如果观察一下式(3)～(5)，则可知，动态应力“θ_en”对应于环路滤波器的级数，分别依存于GPS接收装置的速度“dR/dt”、加速度“dR²/dt²”以及跃度“dR³/dt³”的视线方向成分。另外，可以知道，与滤波器的级数无关，都依存于载波相位跟踪环路滤波器部254的环路带宽“B_PLL”。

处理部27的环路带宽设定部273在规定的设定时间设定载波相位跟踪环路滤波器部254的环路带宽。该环路带宽的设定，优选例如在定期性的时间(例如每天1次)或者GPS卫星信号的接收环境变化的时间、产生规定以上的温度变化(例如5℃以上的温度变化)的时间等执行。如果是产生了规定以上的温度变化的时间的情况下，则还具备温度传感器。

在载波相位跟踪环路滤波器部254的环路带宽的设定时间，环路带宽设定部273测量并取得卫星捕捉信号273已经捕捉的GPS卫星信号的信号强度“S”，同时从相关积分时间决定部273取得相关积分时间“T”。然后，使用所取得的信号强度“S”和相关积分时间“T”，按照式(2)求出热噪声的环路带宽特性“σ_tPLL(B_PLL)”。所谓环路带宽特性，是表示随环路带宽的变化，载波相位的起伏怎样变化的特性。

另一方面，在该设定时间，环路带宽设定部273从主机CPU 30取得为了计算出动态应力而使用的物理量(以下、称作“动态应力计算用物理量”)的传感器检测值和该动态应力计算用物理量的传感器检测值中能含有的最大检测误差(以下、称作“假想最大检测误差”)。然后，使用这些值求出动态应力的环路带宽特性“θ_en(B_PLL)”。

图3是表示环路滤波器部的级数与动态应力计算用物理量之间对应关系的图。环路滤波器部的级数如果为“1级”，则使用相对于视线方向的速度(根据传感器输出而计算的速度)和假想最大速度误差，基于式(3)求出动态应力的环路带宽特性“θ_e1(B_PLL)”。环路滤波器部的级数如果为“2级”，则使用相对于视线方向的加速度(根据传感器输出而计算的加速度)和假想最大加速度误差，基于式(4)求出动态应力的环路带宽特性“θ_e2(B_PLL)”。另外，环路滤波器部的级数如果为“3级”，则使用相对于视线方向的跃度(根据传感器输出而计算的跃度)和假想最大跃度误差，基于式(5)求出动态应力的环路带宽特性“θ_e3(B_PLL)”。

更具体而言，在各式(3)～(5)中，将“速度的传感器检测值的视线方向成分+假想最大速度误差的视线方向成分”作为“dR/dt”，将“加速度的传感器检测值的视线方向成分+假想最大加速度误差的视线方向成分”作为“dR²/dt²”，将“跃度的传感器检测值的视线方向成分+假想最大跃度误差的视线方向成分”作为“dR³/dt³”，进而求出动态应力的环路带宽特性“θ_en(B_PLL)”。

在本实施方式中，显著的特征之一在于如下方面：在式(3)～(5)中，并不是单纯地使用GPS接收装置的速度、加速度以及跃度的传感器检测值来求出动态应力的环路带宽特性“θ_en(B_PLL)”，而是加入(考虑)速度、加速度以及跃度的传感器检测值的假想最大检测误差，再求出动态应力的环路带宽特性“θ_en(B_PLL)”。

根据式(3)～(5)，应该使用动态应力计算用物理量的真实值来求出动态应力的环路带宽特性，但真实值不知道。因此，以前一直使用动态应力计算用物理量的传感器检测值来求出动态应力的环路带宽特性等。在本实施方式中，还进一步考虑了传感器检测值中所能含有的最大的检测误差来求出动态应力的环路带宽特性，这一点是与以前不同的、显著的特征。

如果求出了热噪声的环路带宽特性“σ_tPLL(B_PLL)”和动态应力的环路带宽特性“θ_en(B_PLL)”，则基于式(1)，能够求出总抖动的环路带宽特性“σ_PLL(B_PLL)”。然后，根据如此求出的环路带宽特性“σ_PLL(B_PLL)”，使环路带宽“B_PLL”最优化。

本申请的发明者进行了研究热噪声、动态应力以及总抖动的环路带宽特性的实验。具体而言，研究了在使GPS卫星信号的接收环境和GPS接收装置的移动状况发生变化的同时，热噪声“σ_tPLL”、动态应力“θ_en”以及总抖动“σ_PLL”如何对应于环路带宽“B_PLL”的大小而发生变化。

图4是表示该实验结果的一个示例的图。将载波相位跟踪环路滤波器部254的级数设为“2级”，接收信号的信号强度设为23[dB-Hz]，假想最大加速度误差设为··0.1[m/s²]，相关积分时间设为20[ms]，进行了实验。在图4中，横轴表示载波相位跟踪环路带宽“B_PLL”，纵轴表示热噪声“σ_tPLL”、动态应力“θ_e2”以及总抖动“σ_PLL”。热噪声“σ_tPLL”用虚线表示，动态应力“θ_e2”用点划线表示，总抖动“σ_PLL”用实线表示。

由该图可知，热噪声“σ_tPLL”具有随着载波相位跟踪环路带宽“B_PLL”的变大而增加的倾向。另一方面，动态应力“θ_e2”具有随着载波相位跟踪环路带宽“B_PLL”的变大而减少的倾向。于是，通过将它们合计而得到的总抖动“σ_PLL”具有在某一环路带宽“B_PLL”变为最小值，而随着离开该环路带宽“B_PLL”而增加的倾向。

由于总抖动“σ_PLL”表示载波相位在码相位跟踪环路中的载波相位起伏的大小，因而总抖动“σ_PLL”小的情况最佳。所以，在本实施方式中，以使总抖动“σ_PLL”变为最小的方式而对环路带宽“B_PLL”进行最优化。

根据式(1)，总抖动“σ_PLL”主要由热噪声“σ_tPLL”与动态应力“θ_en”的和来表示，而为了在载波相位跟踪环路中恰当地进行载波相位的跟踪，就必须将总抖动“σ_PLL”变为预定的阈值(例如15[deg])以下。

如上所述，动态应力“θ_en”的环路带宽特性是对应于环路滤波器的级数，分别加入了速度、加速度以及跃度的假想最大检测误差而求出的。假想最大检测误差是在某一期间内所假想的动态应力计算用物理量的最大检测误差。期望在该期间内实际检测的动态应力计算用物理量的检测误差是比假想最大检测误差小的值。尽管如此，并不是使用实际的检测误差而使用假想最大检测误差来求出动态应力的环路带宽特性，这是为了通过预先将动态应力估计得较大，从而具有余地以使热噪声“σ_tPLL”可以在某种程度上增加。

更具体而言，在固定了载波相位跟踪环路带宽“B_PLL”的情况下，使用假想最大检测误差求出的动态应力“θ_en”比使用实际的检测误差求出的动态应力“θ_en”要大。在图4中，使用假想最大检测误差求出的动态应力使用一点划线进行了表示，而由于可以期望实际的检测误差比假想最大检测误差小，因而可以预测，表示动态应力的点划线将向左方向移动(shift)。

如上所述，如果总抖动为规定的阈值以下，则没有问题。所以，对于同一环路带宽而言，动态应力变小就是可以容许更大的热噪声。即、在图4中，如果表示动态应力的一点划线向左方向移动，则表示热噪声的虚线就可以容许向上方向移动。

根据式(2)，接收信号的信号强度越小(信号越弱)，则热噪声就越大。所以，在图4中，可以容许热噪声的虚线向上方移动，就是指对于同一环路带宽而言，可以容许接收信号的信号强度变小。

这样，通过使用假想最大检测误差来最优化环路带宽，进而使热噪声的增加具有某种程度的余地，从而即使在GPS卫星信号的跟踪中接收环境变化为室内环境等弱电场环境这样的情况下，也难于引起失锁的发生，从而能够提高跟踪的持续性。

此外，如上所述，只要总抖动“σ_PLL”为规定的阈值(例如15[deg])以下，则可以恰当地进行载波相位的跟踪。因此，不限于像本实施方式那样以使总抖动“σ_PLL”变为最小的方式而设定环路带宽“B_PLL”，也可以以使总抖动“σ_PLL”变为阈值以下的规定值(例如、比最小值稍大的值)的方式而设定环路带宽“B_PLL”。

(2)载波频率跟踪环路滤波器部的环路带宽的设定

在载波频率跟踪环形电路中，跟踪载波频率时成为问题的是存在有在要跟踪的载波频率中可能含有的误差。该载波频率误差的主要原因仍然是热噪声和动态应力。

为了具体地进行说明，将载波频率跟踪环路中的载波频率起伏公式化。在这里，采用频率换算(Hz)将载波频率起伏公式化。通过下式(6)给出载波频率跟踪环路中的热噪声“σ_tFLL”：

【数6】

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{tFLL}}=\frac{1}{2\mathrm{\πT}}\sqrt{\frac{4{\mathrm{FB}}_{\mathrm{FLL}}}{S}(1+\frac{1}{\mathrm{TS}})}\left[\mathrm{Hz}\right]\·\·\·\left(6\right)$

在式(6)中，“B_FLL”是载波频率跟踪环路滤波器部256的环路带宽，“F”为常数。由式(6)可知，载波频率跟踪环路中的热噪声“σ_tFLL”也依存于载波频率跟踪环路滤波器部256的环路带宽“B_FLL”、接收信号的信号强度“S”和相关积分时间“T”。

另外，载波频率跟踪环路中的动态应力“f_e”用对应于载波频率跟踪环路滤波器部256的级数而不同的式子进行公式化。具体而言，对于n级的载波频率跟踪环路滤波器256，通过下式(7)给出动态应力“f_en”：

【数7】

$f_{\mathrm{en}}=\mathrm{\λ}\·\frac{{\mathrm{dR}}^{n+1}/{\mathrm{dt}}^{n+1}}{B_{\mathrm{PLL}}^n}\left[\mathrm{Hz}\right]\·\·\·\left(7\right)$

但是，“λ”是常数，“R”是伪距。

于是，通过下式(8)给出载波频率跟踪环路中的总抖动“σ_FLL”：

【数8】

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{FLL}}={\mathrm{\σ}}_{\mathrm{tFLL}}+\frac{f_{\mathrm{en}}}{3}\left[\mathrm{Hz}\right]\·\·\·\left(8\right)$

也能够与载波相位跟踪环路滤波器部254的情况同样地考虑载波频率跟踪环路滤波器部256的环路带宽的设定。即、使用根据式(6)求出的热噪声的环路带宽特性“σ_tFLL(B_FLL)”和根据式(7)求出的动态应力的环路带宽特性“f_en(B_FLL)”，根据式(8)求出总抖动的环路带宽特性“σ_FLL(B_FLL)”。然后，以使总抖动“σ_FLL”变为最小的方式，最优化载波频率跟踪环路滤波器部256的环路带宽“B_FLL”。

(3)码跟踪环路滤波器部的环路带宽的设定

在码跟踪环形电路中跟踪码相位时成为问题的是，存在有在要跟踪的码相位中可能含有的误差。该码相位误差的主要原因仍然是热噪声和动态应力。

为了具体地进行说明，将码跟踪环形电路中的码相位起伏公式化。在这里，采用CA码的CHIP换算(chips)将码相位起伏公式化。通过下式(9)给出码跟踪环形电路中的热噪声“σ_tDLL”：

【数9】

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{tDLL}}=\sqrt{\frac{4F_1{d}^2{B}_{\mathrm{DLL}}}{S}(2(1-d)+\frac{4F_{2}d}{\mathrm{TS}})}\left[\mathrm{chips}\right]\·\·\·\left(9\right)$

在式(9)中，“B_DLL”是码跟踪环路带宽，“F1”、“F2”是相关系数。另外，“d”是Early码、Prompt码、Late码的相位差(间隔)。由式(9)可知，码跟踪环路中的热噪声“σ_tDLL”也依存于码跟踪环路带宽“B_DLL”、接收信号的信号强度“S”和相关积分时间“T”。

另外，码跟踪环形电路中的动态应力“D_e”通过对应于码跟踪环路滤波器部252的级数而不同的式子而公式化。具体而言，对于n级的码跟踪环路滤波器部252，通过下式(10)给出动态应力D_en：

【数10】

$D_{\mathrm{en}}=\mathrm{\η}\·\frac{{\mathrm{dR}}^n/{\mathrm{dt}}^n}{B_{\mathrm{PLL}}^n}\left[\mathrm{chips}\right]\·\·\·\left(10\right)$

但是，“η”是常数，“R”是伪距。

于是，通过下式(11)给出码跟踪环形电路中的总抖动“σ_DLL”：

【数11】

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{DLL}}={\mathrm{\σ}}_{\mathrm{tDLL}}+\frac{D_{\mathrm{en}}}{3}\left[\mathrm{chips}\right]\·\·\·\left(11\right)$

也能够与载波相位跟踪环路滤波器部254的情况同样地考虑码跟踪环路滤波器部252的环路带宽的设定。即、使用根据式(9)求出的热噪声的环路带宽特性“σ_tDLL(B_DLL)”和根据式(10)求出的动态应力的环路带宽特性“D_en(B_DLL)”，根据式(11)求出总抖动的环路带宽特性“σ_DLL(B_DLL)”。然后，以使总抖动“σ_DLL”变为最小的方式最优化码跟踪环路滤波器部252的环路带宽“B_DLL”。

3.数据构成

(1)存储部90的数据构成

如图1所示，在便携式电话机1的存储部90中存储有：由主机CPU30读取并且作为主处理(参照图5)而执行的主程序911、传感器数据921、校准时刻922、校准时检测误差923、动态应力计算用物理量925以及假想最大检测误差927。另外，在主程序911中作为子程序而含有作为校准处理而执行的校准程序912。

在主处理中，主机CPU 30进行用于实现作为便携式电话机1的原有功能的通话功能、邮件接发功能、网络功能等的处理。另外，进行IMU 60的校准处理，根据自进行校准处理开始的经过时间计算出假想最大检测误差927，并与动态应力计算用物理量925一起输出至基带处理电路部20。关于主处理，将使用流程图在后面详细地进行说明。

另外，所谓校准处理是指如下所述的处理：主机CPU 30例如计算出构成IMU 60的加速度传感器61和陀螺仪传感器63的偏差或者标度因数这样的误差参数值，使用所算出的误差参数值进行修正来自加速度传感器61和陀螺仪加速度63的传感器输出结果的处理，进而进行IMU 60的校正。

传感器数据921是由构成IMU 60的加速度传感器61和陀螺仪传感器63分别检测到的加速度和角速度按照时间序列而被存储的数据，并且每当从IMU 60输出检测结果时即随时被更新。

校准时刻922是由主机CPU 30最后执行了IMU 60的校准处理的时刻。校准时检测误差923是校准时刻922上的动态应力计算用物理量的检测误差。

动态应力计算用物理量925是为了计算出动态应力而使用的物理量。正如使用图3所说明的那样，在卫星信号跟踪部25中所包括的环路滤波器部的级数为“1级”、“2级”、“3级”时，“速度”、“加速度”、“跃度”就分别成为动态应力计算用物理量。

假想最大检测误差927是根据从校准时刻922起所经过的时间计算出的动态应力计算用物理量的检测误差，是所假想的最大检测误差。

(2)存储部29的数据构成

如图2所示，在基带处理电路部20的存储部29中存储有：由处理部27读取并作为基带处理(参照图6)而执行的基带处理程序291、卫星轨道数据293、动态应力计算用物理量295以及假想最大检测误差297。

另外，在基带处理程序291中作为子程序而含有如下程序：作为码跟踪环路滤波器的环路带宽设定处理而执行的码跟踪环路带宽设定程序2911、作为载波相位跟踪环路滤波器的环路带宽设定处理(参照图7)而执行的载波相位跟踪环路带宽设定程序2913、作为载波频率跟踪环路滤波器的环路带宽设定处理而执行的载波频率跟踪环路带宽设定程序2915。

卫星轨道数据293是存储了所有GPS卫星的概略的卫星轨道信息的历书(almanac)和针对各GPS卫星分别存储了详细的卫星轨道信息的星历(ephemeris)等数据。卫星轨道数据293是通过对从GPS卫星接收到的GPS卫星信号进行译码而获得，或者是从便携式电话机1的基站、辅助服务器而获得。

动态应力计算用物理量295和假想最大检测误差297分别与存储部90中所存储的动态应力计算用物理量295和假想最大检测误差297是相同的数据。

4.处理的流程

(1)主机CPU 30的处理

图5是表示通过由主机CPU 30读出并执行存储部90中所存储的主程序911，从而在便携式电话机1中所执行的主处理的流程的流程图。

最初，主机CPU 30判断由用户经由操作部40进行的指示操作(步骤A1)，在判断为指示操作是通话指示操作时(步骤A1；通话指示操作)，则进行通话处理(步骤A3)。具体而言，使手机用无线通信电路部80进行与基站之间的基站通信，实现便携式电话机1与他机之间的通话。

另外，在步骤A1中判断为指示操作为邮件接发指示操作时(步骤A1；邮件接发指示操作)，则主机CPU 30进行邮件接发处理(步骤A5)。具体而言，使手机用无线通信电路部80进行基站通信，实现便携式电话机1与他机之间的邮件接发。

另外，在步骤A1中判断为指示操作为位置/速度计算指示操作时(步骤A1；位置/速度计算指示操作)，则主机CPU 30将存储部90所存储的动态应力计算用物理量295和假想最大检测误差297输出至基带处理电路部20的处理部27(步骤A7)。

然后，主机CPU 30进行使处理部27执行位置/速度计算运算的位置/速度计算控制处理(步骤A9)。然后，主机CPU 30从处理部27取得所算出的位置和速度，并将所取得的位置和速度输出至显示部50并使它们进行显示(步骤A11)。

在进行了步骤A3～A11的处理之后，主机CPU 30判断是否为校准处理的执行时间(步骤A13)。校准的执行时间能够设定任意的时间。

例如，既可以采用从便携式电话机1的电源ON起所经过的时间或者自上次执行校准处理之后的经过时间达到规定时间(例如1小时)的时间(timing)，也可以采用基于便携式电话机1的电源ON时的温度或者上一次执行了校准处理时的温度而检测出了规定温度(例如5℃)以上的温度变化的时间。在后者的情况下，就还需要具备温度传感器。另外，也可以采用由用户进行了校准处理的执行指示操作的时间。

然后，在判断为不是执行时间时(步骤A13；No)，主机CPU 30向步骤A17转移处理。另外，在判断为是执行时间时(步骤A13；Yes)，通过读取并执行存储部90中的校准程序912，从而进行校准处理(步骤A15)。

校准处理例如根据公知的方法，通过求出IMU 60的各传感器的偏差或者标度因数这样的误差参数值来进行。所谓偏差是指固定附加的误差值，标度因数是指传感器的灵敏度、即输出值的变化与要计测的输入值的变化的比值。

接着，主机CPU 30根据存储部90所存储的传感器数据921，计算出动态应力计算用物理量925，更新存储部90(步骤A17)。然后，根据存储部90所存储的校准时刻922和校准时检测误差923，计算出假想最大检测误差927，更新存储部90(步骤A19)。

具体而言，在将校准时检测误差923设为“E_C”时，例如根据下式(12)计算出作为假想最大检测误差927的“E_MAX”：

【数12】

E_MAX＝k·E_C…(12)

在式(12)中，“k”是与从校准时刻起所经过的时间“Δt”具有正相关的系数。即、经过时间“Δt”越大，系数“k”越大，所计算出的假想最大检测误差“E_MAX”也就越大。此外，式(12)为假想最大检测误差的运算式的一个示例，也可以使用其他的运算式来计算假想最大检测误差。最好预先确定从校准时刻起的经过时间“Δt”越大、假想最大检测误差“E_MAX”也越大这样的运算式。

接着，主机CPU 30判断是否由用户经由操作部40进行了电源切断指示操作(步骤A21)，在判断为未进行时(步骤A21；No)，返回至步骤A1。另外，在判断为进行了电源切断指示操作时(步骤A21；Yes)，则结束主处理。

(2)处理部27的处理

图6是表示通过由处理部27读出并执行存储部29中所存储的基带处理程序291，从而在基带处理电路部20中所执行的基带处理的流程的流程图。

最初，处理部27进行捕捉对象卫星判断处理(步骤B1)。具体而言，在由未图示的时钟部计时的当前时刻，使用存储部29的卫星轨道数据293来判断位于所给的基准位置的天空中的GPS卫星，并将其作为捕捉对象卫星。基准位置可以通过以下方法来设定：例如、在电源接通后进行初次的位置计算时，作为通过所谓的服务器辅助从辅助服务器所取得的位置，而从第二次开始的位置计算时，作为最新的算出位置等。

接下来，处理部27对在步骤B1中判断的各捕捉对象卫星执行循环A的处理(步骤B3～B27)。在循环A的处理中，处理部27计测从该捕捉对象卫星接收的GPS卫星信号的信号强度(步骤B5)。然后，相关积分时间确定部271确定在相关处理部231对从该捕捉对象卫星接收的GPS卫星信号进行相关积分处理时的相关积分时间(步骤B7)。

相关积分时间的确定能够通过各种方法来实现。例如、可以根据在步骤B5中计测的GPS卫星信号的信号强度来确定。信号强度越弱，如果长时间不对相关值进行积分，则越难以检测出相关值的峰值。因此，优选信号强度越弱越延长相关积分时间。例如、可以考虑在信号强度满足规定的低信号强度条件(例如，信号强度≤低信号强度阈值)时，将相关积分时间定为“20毫秒”，而在不满足低信号强度条件时，将相关积分时间定为“10毫秒”等。

另外，也可以判断GPS卫星信号的接收环境，根据判断出的接收环境来确定相关积分时间。例如、可以考虑在接收环境为“室内环境(indoor环境)”时，将相关积分时间定为“20毫秒”，而在为“室外环境(outdoor环境)”时，将相关积分时间定为“10毫秒”等。

然后，处理部27判断来自该捕捉对象卫星的GPS卫星信号是否处于卫星信号跟踪部25的跟踪中(步骤B9)，在判断为处于跟踪中时(步骤B9；Yes)，则向步骤B13转移处理。另外，在判断为不是在跟踪中时(步骤B9；No)，处理部27进行卫星信号捕捉处理，使卫星信号捕捉部23捕捉来自该捕捉对象卫星的GPS卫星信号(步骤B11)。

然后，处理部27判断环路带宽设定执行条件是否已成立(步骤B13)，在判断为未成立时(步骤B13；No)，则向下一个捕捉对象卫星转移处理。另外，在判断为环路带宽设定执行条件已成立时(步骤B13；Yes)，处理部27通过读出并执行存储部29中所存储的载波相位跟踪环路带宽设定程序2913，从而进行载波相位跟踪环路带宽设定处理(步骤B15)。

图7是表示载波相位跟踪环路带宽设定处理的流程的流程图。

首先，环路带宽设定部273计算出存储部29所存储的动态应力计算用物理量295的视线方向成分(步骤C1)。另外，计算出存储部29所存储的假想最大检测误差297的视线方向成分(步骤C3)。

视线方向是从便携式电话机1朝向该捕捉对象卫星的方向。因此，例如、如果使用便携式电话机1的最新的算出位置和使用卫星轨道数据293而计算出的该捕捉对象卫星的最新的卫星位置，则能够求出视线方向。然后，向求出的视线方向上投影动态应力计算用物理量295和假想最大检测误差297即可。

接着，环路带宽设定部273使用在步骤B5中计测的该捕捉对象卫星的信号强度“S”和在步骤B7中确定的该捕捉对象卫星的相关积分时间“T”，根据式(2)求出热噪声的环路带宽特性“σ_tPLL(B_PLL)”(步骤C5)。

另外，环路带宽设定部273使用在步骤C1中计算出的动态应力计算用物理量295的视线方向成分和在步骤C3中算出的假想最大检测误差297的视线方向成分，根据式(3)～(5)求出动态应力的环路带宽特性“θ_en(B_PLL)”(步骤C7)。

然后，环路带宽设定部273使用在步骤C5中求出的热噪声的环路带宽特性“σ_tPLL(B_PLL)”和在步骤C7中求出的动态应力的环路带宽特性“θ_en(B_PLL)”，根据式(1)求出总抖动的环路带宽特性“σ_PLL(B_PLL)”(步骤C9)。

接着，环路带宽设定部273根据在步骤C9中求出的总抖动的环路带宽特性“σ_PLL(B_PLL)”来确定载波相位跟踪环路带宽“B_PLL”(步骤C11)。即、以使总抖动“σ_PLL”成为最小的方式来最优化载波相位跟踪环路带宽“B_PLL”。

然后，环路带宽设定部273将已确定的载波相位跟踪环路带宽“B_PLL”输出至载波相位跟踪环路滤波器部254(步骤C13)，并使载波相位跟踪环路带宽设定处理结束。

返回至图6的基带处理，在进行了载波相位跟踪环路带宽设定处理之后，处理部27通过读出并执行存储部29中所存储的载波频率跟踪环路带宽设定程序2915，进行载波频率跟踪环路带宽设定处理(步骤B17)。另外，处理部27通过读出并执行存储部29中所存储的码跟踪环路带宽设定程序2911，从而进行码跟踪环路带宽设定处理(步骤B19)。

此外，载波频率跟踪环路带宽的设定与码跟踪环路带宽的设定正如在原理中说明过的那样，能够与载波相位跟踪环路带宽的设定同样地进行。因此，对于载波频率跟踪环路带宽设定处理和码跟踪环路带宽设定处理的流程，省略了流程图的图示和说明。

在进行了各种环路滤波器部的环路带宽设定之后，多普勒运算部275计算从该捕捉对象卫星接收的GPS卫星信号的多普勒频率(步骤B23)。能够使用通过对由加速度传感器61检测的加速度进行积分而计算出的便携式电话机1的速度和使用卫星轨道数据293而计算出的该捕捉对象卫星的卫星速度来计算出多普勒频率。

然后，多普勒运算部275将已计算的多普勒频率输出至载波除去用信号产生部213(步骤B25)，并向下一个捕捉对象卫星转移处理。在对所有的捕捉对象卫星进行了步骤B5～B25的处理之后，处理部27结束循环A的处理(步骤B27)。

然后，位置/速度计算部277对各捕捉对象卫星执行利用了所捕捉的GPS卫星信号的位置/速度计算运算(步骤B29)。位置计算运算能够通过例如利用便携式电话机1与各捕捉对象卫星间的伪距，进行采用了例如最小二乘法或者卡尔曼滤波器的公知的收敛运算来实现。另外，速度计算运算例如能够利用从各捕捉对象接收的GPS卫星信号的接收频率的时间变化，根据公知的方法来实现。

接下来，处理部27将计算出的位置和速度输出至主机CPU 30(步骤B31)。然后，处理部27判断是否要结束处理(步骤B33)，在判断为尚不结束处理时(步骤B33；No)，则返回至步骤B1。另外，在判断为要结束处理时(步骤B33；Yes)，则结束基带处理。

5.作用效果

在便携式电话机1中，由IMU 60检测移动状况。另外，由主机CPU30计算出作为IMU 60的假想的最大检测误差的假想最大检测误差。然后，由基带处理电路部20的处理部27，使用IMU 60的检测结果和假想最大检测误差，设定用于跟踪从GPS卫星接收的GPS卫星信号的跟踪用环形电路的环路滤波器部的环路带宽。

GPS卫星信号的跟踪用环形电路中的码相位、载波相位和载波频率的抖动可能会根据便携式电话机1的移动状况而较大地变动。因此，使用IMU 60的检测结果来设定各跟踪用环路滤波器部的环路带宽是恰当的。但是，在IMU 60的检测结果中可能含有理论误差。因此，通过除了考虑IMU 60的检测结果以外，还考虑IMU 60的检测误差来设定环路带宽，从而能够将环路带宽设定为恰当的值。

尤其是，在本发明中，根据环路滤波器部的级数，计算动态应力计算用物理量中可能含有的、所假想的最大检测误差，进而加入该假想最大检测误差而求出了动态应力的环路带宽特性。据此，便能够使热噪声的增加具有某种程度的余地。这种情况即使在室内环境等弱电场环境下，也难以发生失锁，从而能够实现GPS卫星信号的持续跟踪。

6.变形例

6-1.电子设备

在上述的实施例中，举例说明了在作为一种电子设备的便携式电话机中适用了本发明的情况，但能够适用本发明的电子设备并不限于此。例如，也能够同样地适用于汽车导航装置、便携式导航装置、个人电脑、PDA(Personal Digital Assistant)、手表之类的其他电子设备。

6-2.位置计算系统

另外，在上述的实施方式中，作为位置计算系统，举例说明了GPS，但也可以为WAAS(Wide Area Augmentation System)、QZSS(Quasi ZenithSatellite System)、GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO等利用了其他卫星定位系统的位置计算系统。

6-3.移动状况的检测

在上述的实施方式中，以使用由IMU 60的加速度传感器61检测的加速度来检测便携式电话机1的移动状况的情况进行了说明，但也可以使用由IMU 60的陀螺仪传感器63检测的角速度来检测移动状况。另外，也可以代替IMU 60或者在IMU 60的基础上再具备用于检测便携式电话机1的速度的速度传感器，使用由速度传感器检测的移动速度来检测移动状况。

6-4.使用了GPS卫星信号的接收环境的环路带宽的设定

在上述的实施方式中，按如下情况进行了说明：通过计测GPS卫星信号的信号强度，进而使用所计测的信号强度来求出热噪声的环路带宽特性，从而将环路带宽设定为适于所计测的信号强度的值。但是，由于GPS卫星信号的信号强度与接收环境密切相关，因而也可以使用室内环境或者室外环境这样的接收环境，来求出热噪声的环路带宽特性。

例如，如图8所示，预先使将GPS卫星信号的接收环境与GPS卫星信号的接收信号的信号强度建立了对应关系的表格存储在存储部29中。在图8的表格中，用A、B、C、D、······表示的接收环境表示了室内环境、室外环境、城市峡谷(urban canyon)环境、多重路径(multi-path)环境这样的GPS卫星信号的接收环境。另外，使GPS卫星信号的信号强度Sa、Sb、Sc、Sd、······与各接收环境A、B、C、D、······建立对应关系地进行存储。

处理部27判断来自捕捉对象卫星的GPS卫星信号的接收环境，并读出与所判断的接收环境建立了对应的信号强度。然后，使用读出的信号强度，根据式(2)，求出热噪声的环路带宽特性。然后，使用所求出的热噪声的环路带宽特性和动态应力的环路带宽特性，将环路带宽设定为适于所判断的接收环境的值。

另外，由于PDOP(Position Dilution of Precision)值即表示GPS卫星的几何学上的天空配置的指标值、GPS卫星的仰角等信息也与接收环境密切相关，因而也能够使用这些信息来设定环路带宽。由于PDOP值越小，接收环境越好；仰角越高，接收环境越好，因而可以利用这种关系而与上述同样地求出热噪声的环路带宽特性。

6-5.环路带宽的设定

在上述的实施方式中，按如下情况进行了说明：以使各环形电路中的总抖动变为最小的方式来设定各环路滤波器部的各环路带宽。但是，正如在原理中说明过的那样，也可以不是以将总抖动变为最小的方式来进行设定，而是以将总抖动变为规定的阈值以下的方式进行设定。

Claims (6)

1.一种卫星信号跟踪方法，包括：

检测移动状况；

计算出所述检测的误差；以及

使用所述检测结果和所述误差，设定用于跟踪从定位用卫星接收的卫星信号并且环路带宽能够变更的跟踪用滤波器的所述环路带宽。

2.根据权利要求1所述的卫星信号跟踪方法，其特征在于，

检测所述移动状况包括使用加速度传感器、速度传感器和陀螺仪传感器中的至少任一种传感器在给定的时间执行对于所述任一种传感器的输出的校准处理，

计算出所述误差包括使用自执行所述校准处理开始之后所经过的时间计算出所述误差。

3.根据权利要求1所述的卫星信号跟踪方法，其特征在于，设定所述环路带宽包括使用所述卫星信号的接收环境设定所述环路带宽。

4.根据权利要求1所述的卫星信号跟踪方法，其特征在于，设定所述环路带宽包括使用所述跟踪用滤波器的滤波器级数来设定所述环路带宽。

5.一种位置计算方法，包括：

执行权利要求1所述的卫星信号跟踪方法来跟踪所述卫星信号；以及

使用所述跟踪的所述卫星信号来计算出位置。

6.一种位置计算装置，包括：

加速度传感器、速度传感器和陀螺仪传感器中的至少一种传感器；

移动状况检测部，使用所述至少一种传感器的输出来检测移动状况；

跟踪用滤波器，用于跟踪来自定位用卫星的卫星信号，并且所述跟踪用滤波器的环路带宽能够变更；

设定部，使用所述移动状况检测部的检测结果和所述移动状况检测部的检测误差，设定所述跟踪用滤波器的所述环路带宽；以及

位置计算部，使用由所述跟踪用滤波器跟踪的卫星信号计算出位置。

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