CN1862287A - 定位装置、定位方法 - Google Patents

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CN1862287A CNA2006100725001A CN200610072500A CN1862287A CN 1862287 A CN1862287 A CN 1862287A CN A2006100725001 A CNA2006100725001 A CN A2006100725001A CN 200610072500 A CN200610072500 A CN 200610072500A CN 1862287 A CN1862287 A CN 1862287A
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Abstract

本发明提供一种定位装置等，其能够不受由定位基础码的发送间隔时间带来的限制，进行为提取定位基础码所需次数的积算。定位装置(20)用于从定位卫星(12a)等接收构成定位基础的定位基础码C1等，其包括：解析辅助码生成单元(32d)，其根据接收的定位基础码C1等生成用于特别指定定位基础码C1等与哪个定位卫星(12a)等对应的解析辅助码C1－1等；定位基础码特别指定单元(34)，解析定位基础码C1等以及解析辅助码C1－1等，从而特别指定定位基础码C1等与哪个定位卫星(12a)等对应；以及当前位置信息生成单元，根据定位基础码特别指定单元(34)的指定结果，生成表示当前位置的当前位置信息。

Description

定位装置、定位方法
技术领域
本发明涉及一种利用来自定位卫星的电波的定位装置及定位方法。
背景技术
目前，利用作为卫星导航系统的例如GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)来定位GPS接收机的当前位置的定位系统正在被实用化。
该GPS接收机，根据表示GPS卫星轨道的卫星信息(概要卫星轨道信息：历书，精密轨道信息：星历)，接收加载到来自GPS卫星的电波(以下称之为：卫星电波)的伪噪声码(以下称之为PN(Psedo randam noise code，伪随机噪声码)码)之一的C/A(Clearand Acquision或者Coarse and Access)代码。C/A代码是形成定位基础的码。
而且，GPS接收机在特别指定该C/A代码是从哪个GPS卫星发送的基础上，根据该C/A代码的发送时刻和接收时刻，算出GPS卫星和GPS接收机的距离(伪距)。并且，GPS接收机根据关于大于等于三个GPS卫星的伪距及各GPS卫星的卫星轨道上的位置，来定位GPS接收机的位置(例如，专利文献1)。
在此，上述卫星电波因为通过C/A代码等PN码进行了PSK调制，谱宽度扩大。其结果是劣化了卫星电波的信噪比(以下称之为SNR(Signal to Noise ratio，信号与噪声之比))，难以提取C/A代码。
为此，GPS接收机多次接收来自同一GPS卫星的C/A代码，通过对这些C/A代码的采样结果进行积算来改善SNR。以下，将采样结果的积算单纯称为积算。另外，码(代码)的积算与码(代码)的采样结果的积算为同义而使用。
专利文献1特开平10-339772号公报
发明内容
但是，现有技术中还存在下述技术缺陷，C/A代码每隔一毫秒(ms)重复发送一次，所以，例如为了接收20次，需要20毫秒(ms)。因此，为了进行为提取C/A代码所需的次数的积算，需要由C/A代码的发送间隔时间来规定的一定的时间。
因此，本发明目的在于提供一种定位装置及定位方法，能够不受来自定位基础码的发送间隔时间的限制，而进行为提取定位基础码所需次数的积算。
根据本发明第一方面，是一种从定位卫星接收构成定位基础的定位基础码的定位装置，包括：解析辅助码生成单元，根据接收的前述定位基础码，生成用于判断前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应的解析辅助码；定位基础码特别指定单元，解析前述定位基础码以及前述解析辅助码，特别指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应；以及当前位置信息生成单元，根据前述定位基础码特别指定单元的指定结果，生成表示当前位置的当前位置信息。由此可以实现前述目的。
根据本发明第一方面的构成，前述定位装置能够由前述解析辅助码生成单元生成用于解析前述定位基础码的解析辅助码。
另外，前述定位装置能够由前述定位基础码特别指定单元来解析前述定位基础码以及前述解析辅助码，从而特别指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应。
因此，前述定位装置，当接收了一次前述定位基础码时，能够根据该前述定位基础码生成为特别指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应所需数量的前述解析辅助码。这意味着，前述定位装置没有必要接收特别指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应所需数量的前述定位基础码。为此，在对为了提取前述定位基础码所需的前述定位基础码的采样结果进行积算时，前述定位装置不受前述定位基础码的发送间隔时间的制约。
由此，前述定位装置能够不受定位基础码的发送间隔时间的制约，进行为提取定位基础码所需次数的积算。
根据本发明第二方面的定位装置，在根据本发明第一方面的构成中，前述解析辅助码生成单元形成可以生成前述解析辅助码的构成，使前述定位基础码以及前述解析辅助码的总数为为了特别指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应所需要的数量。
根据本发明第二方面的构成，前述解析辅助码生成单元为了特别指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应，能够生成所需的、足够数量的前述解析辅助码。
根据本发明第三方面的定位装置，在本发明第一方面或第二方面的任一项的构成中，前述解析辅助码生成单元在前述定位基础码特别指定单元能够识别基础单位码的延迟范围内生成前述解析辅助码。其中，基础单位码是构成前述定位基础码的基础单位。
为了特别指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应，有必要对在前述定位基础码中配置在同一位置上的前述基础单位码进行积算。
关于这点，根据本发明第三方面的构成，前述解析辅助码生成单元在前述解析单元能够识别基础单位码的延迟范围内生成前述解析辅助码。其中，基础单位码是构成前述定位基础码的基础单位。因此，前述定位基础码特别指定单元能够准确地指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应。
根据本发明第四方面的定位装置，在第一至第三方面的任一项的构成中，前述解析辅助码生成单元生成对于前述定位基础码的一部分的前述解析辅助码。
即使不解析全部的前述定位基础码，通过解析其一部分，也能够判断前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应。
关于这点，根据本发明第四方面的构成，前述解析辅助码生成单元构成为生成关于前述定位基础码一部分的前述解析辅助码。因此，前述定位基础码特别指定单元能够在缩短解析所需时间的同时，特别指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应。
根据本发明第五方面的定位方法，包括：解析辅助码生成步骤，从定位卫星接收构成定位基础的定位基础码的定位装置，根据接收的前述定位基础码，生成用于判断前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应的解析辅助码；定位基础码特别指定步骤，前述定位装置解析前述定位基础码以及前述解析辅助码，特别指定前述定位基础码与哪个前述定位卫星对应；以及当前位置信息生成步骤，前述定位装置根据前述定位基础码特别指定步骤中的指定结果，生成表示当前位置的当前位置信息。由此可以实现前述目的。
根据本发明第五方面的构成，与第一方面同样，能够不受定位基础码的发送间隔时间的制约，进行用于提取定位基础码所需的次数的积算。
附图说明
图1是表示根据本发明实施例的定位系统的概要图；
图2是表示代码C1等的概要图；
图3是表示代码C1等的概要图；
图4是表示GPS装置主要构成的概要图；
图5是表示终端的主要硬件构成的概要图；
图6是表示终端的主要软件构成的概要图；
图7是表示定位系统的动作示例的概要流程图；
图8是表示GPS装置的主要构成的概要图；以及
图9是表示代码C1等的概要图。
具体实施方式
下面，参照附图等详细说明本发明的优选实施方式。
而且，以下说明的实施方式是本发明的优选具体示例，因此，在技术上附加了优选的各种限定。但是，本发明的范围，在下述说明中，只限于没有特别限定本发明的主旨的说明，且不受实施例的限定。
图1是表示根据本发明的实施例的定位系统10的概要构成图。
图2以及图3是表示从GPS卫星12a等发送的代码C1等的概要图。
如图1所示，定位系统10包括例如作为定位卫星的GPS卫星12a、12b、12c以及12d。GPS 12a等分别发送电波S1、S2、S3以及S4，在该电波S1等中加载了各种代码(码)。其中之一是C/A代码。图2中的代码C1至C20表示C/A代码。例如，代码C1至C20是从GPS卫星12a连续发送的同一代码。例如，代码C1是在代码C2之前发送的C/A代码。该代码C1等是定位基础码的一例。
定位系统10包括终端20。终端20包括GPS装置30，能够接收代码C1等，该代码C1被加载到来自GPS卫星12a等的电波S1等上。
而且，终端20能够接收例如来自大于等于三个不同GPS卫星12a等的C/A代码，由此来定位当前位置。代码C1等的周期是1毫秒(ms)，相当于300公里(km)的距离。代码C1等对于每一个GPS卫星12a等而言不同。
终端20首先特别指定代码C1等与哪个GPS卫星对应。以下，将特别指定代码C1等与哪个GPS卫星对应称之为提取代码C1等或者提取C/A代码。其次，根据从各GPS卫星12a等发送代码C1等的时刻和接收代码C1的时刻的时间差，并通过以光速传播加载有代码等的电波S1而算出各GPS卫星12a等和终端20间的距离(以下称为伪距)。接着，根据在当前时刻的各GPS卫星12a等在卫星轨道上的位置和上述伪距，可以进行当前位置的定位运算。
而且，在图1中示出了四个GPS卫星12a等，但是GPS卫星12a等也可以是三个，也可以是大于等于五个。
如图3(a)所示，例如，代码C1包括从码元(chip)P1至P1023的1023个码元。码元P1等是构成代码C1的基础单位，是分别表示0或1数值的码。该码元P1等是基础单位码的一例。
为了提取C/A代码，需要特别指定各码元P1等是0还是1。以下，将特别指定各码元P1等是0或1中哪一个称之为码元P1等的特别指定。特别指定码元P1等是解析的一例。
但是，上述的电波S1等由于通过C/A代码等的PN码被PSK调制，所以谱带宽度扩大。其结果是SNR劣化，难以特别指定各码元P1等。
在此，GPS接收机例如接收三次来自GPS卫星12a的C/A代码，如果通过将这些C/A代码的采样结果进行积算来改善SNR时，如图3(b)所示，为了特别指定码元P1，便需要(2+1/1023)毫秒(ms)的时间。这是由于，为了接收三次码元P1，首先需要接收代码C1，接着，接收代码C2，最后还要接收代码C3的码元P1部分。即，为了接收码元P1，需要由C/A代码的一个周期所规定的一定时间。
关于这点，根据以下构成，本实施例的终端20可以不受由C/A代码的一个周期所规定的一定时间的制约来特别指定码元P1等。
(关于GPS装置30的构成)
图4是表示GPS装置30构成的概要图。
如图4所示，GPS装置30包括RF部32和基带部34。
RF部32通过接收天线32a接收C/A代码。然后，作为放大器的LNA 32b放大C/A代码；接着，变频器32c变换C/A代码的频率；之后，包含IQ检波器的延迟电路32d对C/A代码进行IQ分离；接着，A/D转换器32e1以及32e2将进行IQ分离后的C/A代码分别转换成数字信号。
基带部34从RF部32接收转换成数字信号的C/A代码，对各码元P1等(参照图3(a))进行采样、并进行积算，取出基带部34所保持的C/A代码的相关值，由此，特别指定接收的C/A代码。
(关于终端20的主要硬件结构)
图5是表示终端20的主要硬件构成的概要图。
如图5所示，终端20具有计算机，该计算机包括总线22。总线22上连接有CPU(Central Processing Unit)24、存储装置26等。存储装置，是例如RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)等。
另外，总线22上连接有输入装置28、GPS装置30、通信装置36、显示装置38以及计时器40。
(关于终端20的主要软件结构)
图6是表示终端20的主要软件构成的概要图。
如图6所示，终端20具有控制各部的控制部100、与图5的GPS 30对应的GPS部102、与通信装置36对应的通信部104、与计时器40对应的计时部106等。
终端20还具有存储各种程序的第一存储部110、存储各种信息的第二存储部150。
如图6所示，终端20在第二存储部150中存储有卫星轨道信息152。卫星轨道信息152包含历书154以及星历156。历书154是表示全部GPS卫星12a等的概要轨道的信息，星历156是表示各GPS卫星12a等精密轨道的信息。终端20将历书154以及星历156用于位置的定位。
如图6所示，终端20在第一存储部110中存储有GPS信号接收程序112。GPS信号接收程序112是用于控制部100通过GPS部102从GPS卫星12a等接收加载到电波S1上的C/A代码的程序。
接受来自控制部100的指令的GPS装置30(参照图4)，首先由天线32a接受C/A代码。例如，设为从GPS卫星12a接收代码C1(参照图3(c))。
代码C1通过LNA 32b以及变频器32c输入到延迟电路32d中。
延迟电路32d，根据代码C1生成作为代码C1的复制即、复制代码C1-1以及C1-2(参照图3(c))。该复制代码C1-1以及C1-2是基带部34为了特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应的代码。即，复制代码C1-1以及C1-2是解析辅助码的一例。延迟电路32d是解析辅助码生成单元的一例。
如图3(c)所示，延迟电路32d生成相对代码C1延迟一码元的复制代码C1-1，再生成相对复制代码C1-1延迟一码元的复制代码C1-2。
延迟电路32d生成复制代码C1-1等，使得基带部34能够将特别指定代码C1和复制代码C1-1等的总数变成特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应所需的数(以下称之为代码特别指定需要数)。该代码特别指定需要数例如是20个，在本实施方式中，为了使说明简略化，设为三个。
此外，与本实施方式不同，代码特别指定需要数，根据例如包含电波S1等的接收强度、PDOP(Position Dilution Of Precision)等的定位条件，每次进行定位时都可以变更。
另外，延迟电路32d在基带部34能够识别码元P1等的延迟范围内，生成代码C1和复制代码C1-1等。例如，当基带部34识别延迟一码元的码元P1等在代码C1以及复制代码C1-1等中是相同位置的码元时，如图3(c)所示，从代码C1开始分别生成延迟一码元的复制代码C1-1等。
而且，与本实施例不同，也可以是，例如，当基带部34识别各延迟两个码元的码元P1等在代码C1以及复制代码C1-1等中是同一位置的码元时，生成从代码C1分别各延迟两个码元的复制代码C1-1等。
而且，延迟电路32d生成关于代码C1的一部分的复制代码C1-1等。基带部34为了特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应，没有必要必须对代码C1的全部码元P1等进行采样，例如500码元就足够。因此，延迟电路32d在基带部34特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应所需要范围内复制代码C1。
而且，在图3(c)中，为了说明的方便，描述的是复制全部的1023个码元。
代码C1和复制代码C1-1等被延迟电路32d内的检波器进行IQ分离，并分别输入到A/D转换器32e1及32e2中。并且，生成变成数字信号的代码C1和复制代码C1-1等后，便依次输入到基带部34。
在基带部34中，以码元P1等为单位，对代码C1和复制代码C1-1等进行采样处理，并对该采样结果进行积算。并取积算的采样结果和基带部34具有的C/A代码的相关，从而特别指定输入的代码C1与哪个GPS卫星对应。即，基带部34是定位基础码特别指定单元的一例。
在此，复制代码C1-1等是从代码C1分别各延迟一码元而生成的。如果注意到代码C1等的最初码元P1便可知各延迟是1/1023毫秒(ms)。因此，基带部34接收代码C1之后接收复制C1-1以及C1-2所需的时间是3/1023毫秒(ms)。
与本实施方式不同，当接收三次C/A代码并接收三次各自的码元P1时，如上所述，需要(2+1/1023)毫秒(ms)的时间。
对此，在本实施方式中，基带部34能够以相当短的时间即3/1024毫秒(ms)，取得代码C1之后取得复制代码C1-1以及C1-2。
在基带部34中，特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应，但是，代码C1的相位也是特别指定的。
如图6所示，终端20在第一存储部110中存储有定位程序114。定位程序114是用于控制部100根据GPS部102的特别指定结果生成表示当前位置的当前位置信息158的程序。即，定位程序114和控制部100是当前位置信息生成单元的一例。
终端20便是如此构成的。
如上所述，终端20能够生成复制代码C1-1等。
另外，终端20能够对代码C1以及复制代码C1-1等进行采样，从而特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应。
因此，终端20当接收一次代码C1时，能够根据该代码C1生成为了特别指定代码C1等与哪个GPS卫星对应所需数的复制代码C1-1等。这意味着终端20没有必要接收用于特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应所需数的代码C1等。因此，终端20在对为了提取代码C1而所需要的代码C1以及复制代码C1-1等的采样结果进行积算时，不受代码C1等的发送间隔时间的制约。
由此，终端20能够不受由代码C1等的发送间隔时间带来的制约，进行为提取代码C1等所需次数的积算。
另外，为使代码C1以及复制代码C1-1等的总数为为了特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应所需的数，终端20生成复制代码C1-1等。
因此，终端20为了特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应，能够生成所需的、足够数的复制代码C1-1等。
另外，终端20具有在基带部34能够识别码元P1等的延迟范围内生成复制代码C1-1等的结构。其中，码元P1是构成代码C1的基础单位。为了特别指定代码C1等与哪个GPS卫星对应，需要对在代码C1以及复制代码C1-1等中配置在同一位置上的码元P1等进行积算。
关于这点，终端20在基带部34能够识别的延迟范围内生成复制代码C1-1等。因此，基带部34能够准确地特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应。
另外，终端20具有生成关于代码C1等的一部分的复制代码C1-1等的构成。
如上所述，即使不对全部的代码C1进行采样，而是通过对其一部分进行采样，也能够特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应。
关于这点，终端20具有生成关于代码C1等的一部分的复制代码C1-1等的构成。因此，终端20能够在缩短用于采样的时间的同时，特别指定代码C1等与哪个GPS卫星对应。
以上是本实施例所涉及的终端20的构成，下面主要是利用图7来说明其动作的示例。
图7是表示终端20的动作示例的概要流程图。
首先，终端20例如从GPS卫星12a接收加载到电波S1上的C/A代码C1(图7的步骤ST1)。
接着，终端20生成复制代码C1-1等(参照图3(c))(步骤ST2)。该步骤ST2是解析辅助码生成步骤的一例。
接着，终端20对原代码C1以及复制代码C1-1等进行积算处理之后，特别指定代码C1与哪个GPS卫星对应(步骤ST3)。该步骤ST3是定位基础码特别指定步骤的一例。
接着，终端20进行当前位置的定位运算，并生成当前位置信息158(参照图6)(步骤ST4)。该步骤ST4是当前位置信息生成步骤的一例。
接着，终端20将当前位置信息158显示在显示装置38(参照图5)上(步骤ST5)。
如上所述，终端20能够不受代码C1等发送间隔时间的制约，为提取代码C1等进行所需次数的积算。
(关于本实施方式的变形例)
下面，利用图8以及图9，主要说明本实施例的变形例。
图8是表示本实施例的变形例的GPS装置30A构成的概要图。
图9是表示代码C1等的概要图。
如图8所示，GPS装置30A具有支路32f。
如图9所示，支路32f生成相对于代码C1没有延迟的复制代码C1-1以及C1-2。
由此，基带部34能够同时接收代码C1、代码C1-1、以及C1-2。因此，基带部34用于接收代码C1、代码C1-1以及C1-2的码元P1的时间为1/1023毫秒(ms)就足够。并且，能够直接对代码C1、代码C1-1、以及C1-2的码元P1的实施采样处理。
与本实施例不同，在接收三次C/A代码、并接收三次各自的码元P1的情况下，如上所述，需要(2+1/1023)毫秒(ms)的时间。
对此，在本实施例中，用极短的时间1/1023毫秒(ms)，基带部34就能够取得代码C1之后取得复制代码C1-1以及C1-2，并进行采样处理。
本发明没有限定于上述的各实施方式。并且，上述的各实施方式也可以相互组合而构成。
符号说明
12a，12b，12c，12d：GPS卫星    20：终端
30：GPS装置                    32：RF部
32a：天线                      32b：LNA
32c：变频器                    32d：延迟电路
32e1，32e2：A/D转换器          32f：分支电路
34：基带部

Claims (5)

1.一种定位装置，用于从定位卫星接收构成定位基础的定位基础码，其特征在于，包括：
解析辅助码生成单元，根据接收的所述定位基础码，生成用于判断所述定位基础码与哪个所述定位卫星对应的解析辅助码；
定位基础码特别指定单元，用于解析所述定位基础码以及所述解析辅助码，并特别指定所述定位基础码与哪个所述定位卫星对应；以及
当前位置信息生成单元，根据所述定位基础码特别指定单元的指定结果，生成表示当前位置的当前位置信息。
2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，
为使所述定位基础码以及所述解析辅助码的总数是用于特别指定所述定位基础码与哪个所述定位卫星对应所需的数量，所述解析辅助码生成单元生成所述解析辅助码。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的定位装置，其特征在于，
所述解析辅助码生成单元在所述定位基础码特别指定单元能够识别基础单位码的延迟范围内生成所述解析辅助码，其中，所述基础单位码是构成所述定位基础码的基础单位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的定位装置，其特征在于，
所述解析辅助码生成单元生成对于所述定位基础码的一部分的所述解析辅助码。
5.一种定位方法，其特征在于，包括：
解析辅助码生成步骤，从定位卫星接收构成定位基础的定位基础码的定位装置根据接收的所述定位基础码，生成用于判断所述定位基础码与哪个所述定位卫星对应的解析辅助码；
定位基础码特别指定步骤，所述定位装置解析所述定位基础码以及所述解析辅助码，并特别指定所述定位基础码与哪个所述定位卫星对应；以及
当前位置信息生成步骤，所述定位装置根据所述定位基础码特别指定步骤中的指定结果，生成表示当前位置的当前位置信息。
CNA2006100725001A 2005-05-11 2006-04-17 定位装置、定位方法 Pending CN1862287A (zh)

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