JP2000171543A - High-precision satellite navigation apparatus - Google Patents

High-precision satellite navigation apparatus

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JP2000171543A
JP2000171543A JP34980398A JP34980398A JP2000171543A JP 2000171543 A JP2000171543 A JP 2000171543A JP 34980398 A JP34980398 A JP 34980398A JP 34980398 A JP34980398 A JP 34980398A JP 2000171543 A JP2000171543 A JP 2000171543A
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JP
Japan
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code
signal
filter
satellite
signal processing
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JP34980398A
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Japanese (ja)
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Masaaki Hayashi
正晋 林
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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
    • G01S19/23Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
    • G01S19/235Calibration of receiver components

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a high-precision positioning operation without using any complicated apparatus as a satellite navigation apparatus by selecting the delay time characteristic of a surface acoustic wave(SAW) filter is such a way that an influence which is given to the positioning operation of the navigation apparatus due to ripples having a frequency group delay characteristic caused by multiple reflection or spatial propagation by the SAE filter is removed by a signal processing circuit which performs a synchronous detection. SOLUTION: This high-precision satellite navigation apparatus is provided with a signal processing part in which a satellite signal passed through an SAW filter is synchronously detected in a PN code for back diffusion. In this case, the SAW filter is constituted in such a way that the delay time between an input and an output is set to be longer than the time in which a prescribed chip portion is added to one chip portion in the PN code so that the influence of a group delay characteristic generated by its spatial propagation signal and its multiple reflection signal does not affect the control of the phase-locked loop of the signal processing part.

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、衛星航法システム
の信号を受信し、位置を測定する衛星航法装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a satellite navigation system for receiving a signal of a satellite navigation system and measuring a position.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常の衛星航法装置では、衛星において
PN(擬似雑音)コードで変調され、スペクトラム拡散
された衛星信号を、アンテナ部で受信し、周波数変換部
で信号処理可能な周波数まで周波数変換し、変換された
信号をA/D変換する。このディジタル化された信号は
信号処理部に送られ、ソフトウエアの制御の元に、逆拡
散PNコードによって同期検波され、データ復調される
と共に復調したデータから衛星航法システム信号の送信
時刻を導き出し、同時に、衛星と受信機間の距離を測定
するために必要な衛星航法システム信号の受信時刻を衛
星航法装置内部の時計時刻を使用して求め、その時間差
を得る。
2. Description of the Related Art In a conventional satellite navigation device, a satellite signal modulated by a PN (pseudo noise) code in a satellite and spread spectrum is received by an antenna unit, and the frequency is converted to a frequency that can be processed by a frequency conversion unit. Then, the converted signal is A / D converted. This digitized signal is sent to a signal processing unit, and under the control of software, is synchronously detected by a despread PN code, data is demodulated, and the satellite navigation system signal transmission time is derived from the demodulated data. At the same time, the reception time of the satellite navigation system signal required for measuring the distance between the satellite and the receiver is obtained using the clock time inside the satellite navigation device, and the time difference is obtained.

【0003】この衛星航法システムの信号受信時刻は、
衛星航法装置において受信信号を同期検波するタイミン
グで求めるため、アンテナ部で受信されたデータが同期
検波されるまでの受信機内部の遅延時間は各衛星航法シ
ステム内全ての衛星信号に対して共通でなければならな
い。ところが、通常の衛星航法システムは衛星と衛星航
法装置の相対速度によってドップラ効果を受けるため
に、受信機の周波数変換回路に到達した衛星航法システ
ムの信号周波数が異なるので、周波数変換回路の周波数
群遅延特性を一定にする必要がある。
The signal reception time of this satellite navigation system is:
Since the received signal is obtained at the timing of synchronous detection in the satellite navigation system, the delay time inside the receiver until the data received by the antenna unit is synchronously detected is common to all satellite signals in each satellite navigation system. There must be. However, since the normal satellite navigation system is subject to the Doppler effect due to the relative speed of the satellite and the satellite navigation device, the signal frequency of the satellite navigation system that reaches the frequency conversion circuit of the receiver differs, so the frequency group delay of the frequency conversion circuit It is necessary to keep the characteristics constant.

【0004】また、GLONSSSシステムのように各
衛星によって信号の周波数が異なる場合には、上記のド
ップラ周波数以上に各衛星の送信周波数が異なるため、
広範囲な信号周波数の全帯域にわたって群遅延特性を一
定にしなければならないことになる。周波数変換回路が
各衛星信号に対して異なった遅延時間を有していたと仮
定すると、その差分に相当する測位誤差を含んでしまう
ことになり、測位精度を劣化させる原因となる。
[0004] When the signal frequency is different for each satellite as in the GLONSSSS system, the transmission frequency of each satellite is higher than the above Doppler frequency.
This means that the group delay characteristics must be kept constant over the entire band of a wide range of signal frequencies. Assuming that the frequency conversion circuit has a different delay time for each satellite signal, a positioning error corresponding to the difference is included, which causes deterioration of the positioning accuracy.

【0005】一方、周波数変換部では、S/Nや耐妨害
波性能の確保のために、不要波を除去する帯域通過フィ
ルタなどの信号選択回路を用いるのが一般的であるが、
S/Nや耐妨害波性能を確保しながら信号帯域全体の群
遅延特性を一定にすることは難しく、群遅延特性を一定
にするためにはカットオフ特性を犠牲にしてでも周波数
群遅延特性を一定にできるタイプのフィルタを使用しな
ければならない。この場合、前述のように、S/Nや耐
妨害性能の低下を引き起こしてしまう可能性が高く、実
用上の問題が生じる。
On the other hand, in the frequency converter, a signal selection circuit such as a band-pass filter for removing unnecessary waves is generally used in order to secure S / N and anti-jam performance.
It is difficult to keep the group delay characteristic of the entire signal band constant while securing the S / N and anti-jamming wave performance. To make the group delay characteristic constant, the frequency group delay characteristic must be reduced even if the cutoff characteristic is sacrificed. You must use a type of filter that can be constant. In this case, as described above, there is a high possibility that the S / N and the anti-jamming performance will be reduced, which causes a practical problem.

【0006】このような問題点に対して、急峻なカット
オフ特性を有し且つ群遅延特性が平坦となるタイプのフ
ィルタとしてSAW(表面弾性波)フィルタを用いるこ
とが考えられるが、このSAWフィルタは内部の入力部
分及び出力部分に配置されているIDT(インター・デ
ィジタル・トランスジューサ)間を多重反射したり、S
AWフィルタの入出力端子間を空間伝搬する信号が、不
要成分としてSAWフィルタの本来の出力信号に重畳さ
れ合成されてしまう。この結果、信号帯域全体にわたっ
て一定な群遅延特性を有するSAWフィルタを用いたと
しても、その信号帯域内の周波数群遅延特性に、不要成
分に起因する数10nsec程度のリップル分を持って
しまうことになる。
To solve such a problem, it is conceivable to use a SAW (surface acoustic wave) filter as a filter having a steep cut-off characteristic and a flat group delay characteristic. , Multiple reflections between IDTs (inter digital transducers) arranged in the input and output sections inside,
A signal that spatially propagates between the input and output terminals of the AW filter is superimposed as an unnecessary component on the original output signal of the SAW filter and synthesized. As a result, even when a SAW filter having a constant group delay characteristic over the entire signal band is used, the frequency group delay characteristic within the signal band has a ripple of about several tens of nanoseconds due to an unnecessary component. Become.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来、衛星航法装置に
おいては、このような周波数変換部内の帯域制限フィル
タによる周波数群遅延特性の影響を除去するために、予
めその周波数群遅延特性を測定して受信機内のメモリに
記憶させ、この記憶した周波数群遅延特性に基づいて受
信時刻の測定結果を補正することにより、誤差の少ない
測位を行う方法が採用されている。この場合、周囲温度
が変化してしまうと、SAWフィルタなど帯域制限フィ
ルタの温度特性により群遅延特性のリップルの位置も変
わってしまうことになる。したがって、オーブンなどを
用いた恒温装置によって、受信機の温度を一定に保つ必
要があり、受信機のサイズを肥大化させ、また消費電力
の増大を招いてしまう欠点があった。
Conventionally, in a satellite navigation system, in order to remove the influence of the frequency group delay characteristic due to the band limiting filter in the frequency converter, the frequency group delay characteristic is measured in advance. A method of performing positioning with few errors by storing it in a memory in the receiver and correcting the measurement result of the reception time based on the stored frequency group delay characteristic is adopted. In this case, if the ambient temperature changes, the position of the ripple in the group delay characteristic also changes due to the temperature characteristics of the band limiting filter such as the SAW filter. Therefore, it is necessary to keep the temperature of the receiver constant by using a constant temperature device using an oven or the like, which has disadvantages that the size of the receiver is enlarged and power consumption is increased.

【0008】また、他の方法として、受信機内部に更正
用の基準信号を発生させ、この基準信号を用いて衛星航
法装置の信号周波数による周波数変換部内の周波数群遅
延特性を逐次求め、この求められた周波数群遅延特性に
基づいて測定結果を補正することで、誤差の少ない測位
を可能にする方法もあるが、この方法を用いても受信機
の回路構成の複雑化、肥大化を招いてしまう欠点があっ
た。
As another method, a reference signal for correction is generated in a receiver, and a frequency group delay characteristic in a frequency conversion section based on a signal frequency of a satellite navigation device is sequentially obtained using the reference signal. There is also a method that enables positioning with less error by correcting the measurement result based on the obtained frequency group delay characteristics.However, even if this method is used, the circuit configuration of the receiver becomes complicated, and the receiver is enlarged. There was a disadvantage.

【0009】本発明は、急峻なカットオフ特性を有し且
つ群遅延特性が平坦となるSAWフィルタの特性と、衛
星航法装置に用いられ、同期検波を行う信号処理回路の
特性との、組み合わせに着目してなされたものであり、
本発明の目的は、SAWフィルタによる多重反射或いは
空間伝搬に起因する周波数群遅延特性のリップルが衛星
航法装置の測位に与える影響を信号処理回路の同期検波
回路により取り除けるように、SAWフィルタ特性を選
定することで、複雑な装置を用いることなく、高精度な
測位を行うことができる衛星航法装置を提供することに
ある。
The present invention provides a combination of the characteristics of a SAW filter having a steep cutoff characteristic and a flat group delay characteristic, and the characteristics of a signal processing circuit used in a satellite navigation system and performing synchronous detection. It was made with attention,
An object of the present invention is to select a SAW filter characteristic so that a ripple in a frequency group delay characteristic caused by multiple reflection or spatial propagation by a SAW filter on positioning of a satellite navigation device can be removed by a synchronous detection circuit of a signal processing circuit. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a satellite navigation device capable of performing high-accuracy positioning without using a complicated device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の高精度衛星航
法装置は、スペクトラム拡散用PNコードで変調されて
いる衛星信号を周波数変換する周波数変換回路中に設け
られる表面弾性波フィルタと、この表面弾性波フィルタ
を通過した衛星信号を逆拡散用PNコードで同期検波す
る信号処理部とを備え、この信号処理部は、前記逆拡散
用PNコードより該逆拡散用PNコードの所定チップ分
位相の進んだアーリーコードと、前記逆拡散用PNコー
ドより該PNコードの前記所定チップ分位相の遅れたレ
ートコードとを用いて位相同期ループを構成すると共
に、前記表面弾性波フィルタは、表面弾性波フィルタの
空間伝搬信号及び多重反射信号により発生する群遅延特
性の影響が前記信号処理部の位相同期ループの制御に影
響を与えないように、入出力間の遅延時間を、PNコー
ド1チップ分に前記所定チップ分を加えた時間より長く
設定して構成する、ことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a high-accuracy satellite navigation device comprising: a surface acoustic wave filter provided in a frequency conversion circuit for converting a frequency of a satellite signal modulated by a spread spectrum PN code; A signal processing unit for synchronously detecting the satellite signal having passed through the surface acoustic wave filter with a despreading PN code, wherein the signal processing unit performs a phase shift of a predetermined chip of the despreading PN code from the despreading PN code. , And a phase locked loop using a rate code delayed from the despreading PN code by the predetermined chip phase of the PN code, and the surface acoustic wave filter comprises a surface acoustic wave filter. The influence of the group delay characteristic generated by the spatial propagation signal and the multiple reflection signal of the filter does not affect the control of the phase locked loop of the signal processing unit. The delay time between input and output, constructed by setting PN code 1 longer than the time obtained by adding the predetermined chips in chips, characterized in that.

【0011】この構成によれば、フィルタとして、急峻
なカットオフ特性を有し且つ群遅延特性が平坦となるS
AWフィルタを採用し、このSAWフィルタの特性と、
衛星航法装置に用いられる同期検波回路の特性を巧みに
組み合わせ、SAWフィルタによる多重反射或いは空間
伝搬に起因する周波数群遅延特性のリップルが衛星航法
装置の測位に与える影響を、同期検波を行う信号処理回
路により取り除けるように、SAWフィルタの遅延時間
特性を選定することで、衛星航法装置になんら複雑な装
置を用いることなく、高精度な測位を行うことができ
る。
According to this structure, the filter has a sharp cutoff characteristic and a flat group delay characteristic.
An AW filter is adopted, and the characteristics of this SAW filter and
Skillfully combines the characteristics of synchronous detection circuits used in satellite navigation equipment, and performs signal processing to perform synchronous detection on the effect of frequency group delay characteristic ripples caused by multiple reflection or spatial propagation by SAW filters on positioning of satellite navigation equipment. By selecting the delay time characteristic of the SAW filter so that it can be removed by a circuit, highly accurate positioning can be performed without using any complicated device for the satellite navigation device.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の実施例について、図1な
いし図9を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0013】図1は、本発明に係る高精度衛星航法装置
の構成図である。同図において、アンテナ部で受信した
衛星信号(RF信号)は、衛星にてPNコードでスペク
トラム拡散されている。アンテナ部で受信したRF信号
すなわち衛星信号を、RFアンプ1で増幅し、RF帯域
通過フィルタ3で帯域制限を行い、以下、第1ミキサ
4,第1IFアンプ5,第1IFSAWフィルタ6,第
2ミキサ7,第2IF低域通過フィルタ8を用いて、信
号処理部10が処理できる低い周波数まで周波数を変換
し、周波数変換した衛星信号をA/Dコンバータ9でデ
ィジタル化し、信号処理部10に供給する。なお、シン
セサイザ回路2は、第1ミキサ4,第2ミキサ7及び信
号処理部10に必要な周波数信号をそれぞれ供給してい
る。
FIG. 1 is a block diagram of a high-accuracy satellite navigation apparatus according to the present invention. In the figure, a satellite signal (RF signal) received by the antenna unit is spectrum-spread by a satellite using a PN code. The RF signal, that is, the satellite signal, received by the antenna unit is amplified by the RF amplifier 1 and band-limited by the RF band-pass filter 3, and hereinafter the first mixer 4, the first IF amplifier 5, the first IF SAW filter 6, and the second mixer 7. Using the second IF low-pass filter 8, convert the frequency to a low frequency that can be processed by the signal processing unit 10, digitize the frequency-converted satellite signal by the A / D converter 9, and supply it to the signal processing unit 10. . The synthesizer circuit 2 supplies necessary frequency signals to the first mixer 4, the second mixer 7, and the signal processing unit 10, respectively.

【0014】信号処理部10のキャリア比較器11で、
A/Dコンバータ9からのディジタル化されている衛星
信号と、キャリア発生器13で発生されたキャリア信号
との比較を行い、その比較結果の出力をコード比較器1
2に供給する。コード比較器12では、キャリア比較器
11からの出力とコード発生器14で発生された逆拡散
用PNコード(特定の衛星で用いられた拡散用PNコー
ドと同一のPNコード)とを比較する。この逆拡散用P
Nコードの位相を、制御装置(図示していない)によ
り、特定の衛星からの衛星信号の拡散用PNコードの位
相と一致するように制御する。これら両位相が一致した
状態で、積算器15から特定の衛星からの航法データが
出力される。また、これら両位相を一致させるべく、コ
ード発生器14で発生された逆拡散用PNコードの移相
量から、特定の衛星と本衛星航法装置との距離が決定さ
れる。
In the carrier comparator 11 of the signal processing unit 10,
The digitized satellite signal from the A / D converter 9 is compared with the carrier signal generated by the carrier generator 13, and the output of the comparison result is output to the code comparator 1.
Feed to 2. The code comparator 12 compares the output from the carrier comparator 11 with the despreading PN code generated by the code generator 14 (the same PN code as the spreading PN code used in a specific satellite). This despreading P
The phase of the N code is controlled by a control device (not shown) so as to match the phase of the PN code for spreading a satellite signal from a specific satellite. The navigation data from a specific satellite is output from the integrator 15 in a state where these two phases match. In addition, the distance between a specific satellite and the present satellite navigation device is determined from the phase shift amount of the despreading PN code generated by the code generator 14 so that these two phases match.

【0015】図2は、信号処理部10のコード比較器1
2,コード発生器14,積算器15をより詳しくした図
であり、コード比較器E12−1、コード比較器P12
−2、コード比較器L12−3とからなるコード比較器
10と、特定の衛星信号に同期させるべき位相の逆拡散
用PNコードP(Pコード)、Pコードより所定チップ
分(例えば、0.5チップ分)位相の進んだ逆拡散用P
NコードE(Eコード)、 Pコードより所定チップ分
(例えば、0.5チップ分)位相の遅れた逆拡散用PN
コードL(Lコード)を発生するコード発生器14と、
積算器15とからなり、これらでDelay Locked Loop
を構成している。
FIG. 2 shows the code comparator 1 of the signal processing unit 10.
2, a code generator 14 and an integrator 15 are shown in more detail.
-2, a code comparator 10 including a code comparator L12-3, a despreading PN code P (P code) having a phase to be synchronized with a specific satellite signal, and a predetermined chip (for example, 0. 5 chips) Despread P with advanced phase
N code E (E code), PN for despreading delayed by a predetermined chip (for example, 0.5 chip) phase from P code
A code generator 14 for generating a code L (L code);
The delay lock loop consists of
Is composed.

【0016】図1において、RF帯域フィルタ3及び第
2IF低域通過フィルタ8は全信号周波数帯の群遅延特
性を一定にできるようなタイプのフィルタとし、その周
波数帯域を広くとることにより、受信機内部の群遅延特
性を衛星信号の全信号帯域で一定にする。また、第1I
FSAWフィルタ5は、急峻なカットオフ特性を有し且
つ群遅延特性が平坦となる特性を有している。
In FIG. 1, the RF band-pass filter 3 and the second IF low-pass filter 8 are filters of a type capable of keeping the group delay characteristic of all signal frequency bands constant, and the frequency band is widened to thereby provide a receiver. The internal group delay characteristic is made constant in the entire signal band of the satellite signal. Also, the first I
The FSAW filter 5 has a steep cut-off characteristic and a characteristic that the group delay characteristic becomes flat.

【0017】このSAWフィルタ5は、群遅延特性を一
定にするように設計しても、前述のように、SAWフィ
ルタ内の入力部IDTと出力部IDTとの間での多重反
射により、また入出力端子間での信号の空間伝搬によ
り、必要とする信号成分に対してSAWフィルタ5の遅
延時間Tに相当した時間Tだけ進んだ信号と、この遅延
時間Tの2n倍(nは整数)に相当する時間2nTだけ
遅れた信号が、SAWフィルタ5の出力信号に合成され
てしまう。
Even if the SAW filter 5 is designed so that the group delay characteristic is constant, as described above, the SAW filter 5 may be re-inputted by multiple reflection between the input part IDT and the output part IDT in the SAW filter. Due to the spatial propagation of the signal between the output terminals, a signal that has advanced by a time T corresponding to the delay time T of the SAW filter 5 with respect to the required signal component, and 2n times the delay time T (n is an integer) A signal delayed by a corresponding time of 2 nT is combined with the output signal of the SAW filter 5.

【0018】このことにより、せっかく群遅延特性を一
定にするように設計されたSAWフィルタ5であって
も、SAWフィルタ5の実際の特性は不要な信号が出力
端子に合成されることによって、信号周波数帯の群遅延
特性にリップルを持ってしまう。
As a result, even if the SAW filter 5 is designed to keep the group delay characteristic constant, the actual characteristics of the SAW filter 5 are not required. Ripple occurs in the group delay characteristic of the frequency band.

【0019】このSAWフィルタを単に用いただけで
は、その出力信号には周波数群遅延特性のリップルに基
づく誤差を含んでいるから、コード比較器12で衛星信
号の送信時刻と衛星航法装置内の時計の時刻との時間差
を求めて算出した、衛星と衛星航法航法装置間の距離に
は誤差を含んでしまう。また、この算出した距離を使用
して測位を行った場合、この周波数群遅延特性のリップ
ルに相当した距離(時間差)の誤差を含んだ測定値を用
いて測位することになるので、最終的に求めた衛星航法
装置の位置には当然誤差が含まれてしまう。
If this SAW filter is simply used, the output signal contains an error based on the ripple of the frequency group delay characteristic. Therefore, the code comparator 12 determines the transmission time of the satellite signal and the time of the clock in the satellite navigation system. The distance between the satellite and the satellite navigation device calculated by calculating the time difference from the time includes an error. In addition, when positioning is performed using the calculated distance, positioning is performed using a measurement value including an error of a distance (time difference) corresponding to the ripple of the frequency group delay characteristic. The obtained position of the satellite navigation system naturally includes an error.

【0020】本発明では、SAWフィルタ5の出力には
周波数群遅延特性にリップルが発生することを前提とし
つつ、SAWフィルタの特性と、航法装置に用いられる
同期検波回路の特性とを巧みに組み合わせ、SAWフィ
ルタによる多重反射或いは空間伝搬に起因する周波数群
遅延特性のリップルが航法装置の測位に与える影響を、
同期検波を行う信号処理回路により取り除けるように、
SAWフィルタの遅延時間特性を選定したものである。
以下、具体的に説明する。
According to the present invention, the output of the SAW filter 5 is premised on the occurrence of ripples in the frequency group delay characteristics, and skillfully combines the characteristics of the SAW filter with the characteristics of the synchronous detection circuit used in the navigation device. , The influence of the ripple of the frequency group delay characteristic caused by the multiple reflection or the spatial propagation by the SAW filter on the positioning of the navigation device,
So that it can be removed by the signal processing circuit that performs synchronous detection,
This is a result of selecting the delay time characteristic of the SAW filter.
Hereinafter, a specific description will be given.

【0021】信号処理部10内の、コード比較器12
は,図2に示されるように、キャリア比較器11の出力
とPコードより所定チップ分(例えば、0.5チップ
分)位相の進んだEコードとが入力され、その比較結果
が出力されるコード比較器E12−1と、キャリア比較
器11の出力とPコードとが入力され、その比較結果が
出力されるコード比較器P12−2と、キャリア比較器
11の出力とPコードより所定チップ分(例えば、0.
5チップ分)位相の遅れたLコードとが入力され、その
比較結果が出力されるコード比較器L12−3とから構
成されている。
The code comparator 12 in the signal processing unit 10
As shown in FIG. 2, an output of the carrier comparator 11 and an E code whose phase is advanced by a predetermined chip (for example, 0.5 chips) from the P code are input, and the comparison result is output. The code comparator E12-1, the output of the carrier comparator 11, and the P code are input, and the code comparator P12-2 to which the comparison result is output is provided. (For example, 0.
And a code comparator L12-3 to which an L code with a delayed phase (for 5 chips) is input and a comparison result is output.

【0022】図3は、コード比較器E12−1と、コー
ド比較器L12−3とによる、同期追跡を説明するため
の図である。図3(a)はコード比較器E12−1の特
性図を、図3(b)はコード比較器L12−3の特性図
をそれぞれ示し、また図3(c)はコード比較器E12
−1の出力とコード比較器L12−3の出力との差分を
とった差分出力特性を示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining synchronization tracking by the code comparator E12-1 and the code comparator L12-3. 3A shows a characteristic diagram of the code comparator E12-1, FIG. 3B shows a characteristic diagram of the code comparator L12-3, and FIG. 3C shows a code diagram of the code comparator E12-1.
11 shows a difference output characteristic obtained by calculating a difference between the output of -1 and the output of the code comparator L12-3.

【0023】コード比較器E12−1と、コード比較器
L12−3とによる、同期追跡の為に、コード比較器E
12−1の出力とコード比較器L12−3の出力との差
分が零になるように制御される。この差分が零に制御さ
れている状態では、逆拡散用PNコード(Pコード)
が、所望の衛星信号と同期している。また、このとき、
コード比較器E12−1と、コード比較器L12−3
は、それぞれ図3(a)、(b)のP点で動作してい
る。
The code comparator E12-1 and the code comparator L12-3 use the code comparator E12 for synchronization tracking.
Control is performed so that the difference between the output of 12-1 and the output of code comparator L12-3 becomes zero. In a state where this difference is controlled to be zero, the despreading PN code (P code)
Are synchronized with the desired satellite signal. At this time,
Code comparator E12-1 and code comparator L12-3
Operate at point P in FIGS. 3A and 3B, respectively.

【0024】このように、コード比較器E12−1の出
力と、コード比較器L12−3の出力とが等しくなった
ときの、コード比較器P12−2に与えられている逆拡
散PNコードの位相が、求めるべき逆拡散PNコードの
位相であり、この位相に基づいて、信号の受信時刻が決
定され、測位が行われる。
As described above, when the output of the code comparator E12-1 and the output of the code comparator L12-3 become equal, the phase of the despread PN code given to the code comparator P12-2. Is the phase of the despread PN code to be obtained. Based on this phase, the reception time of the signal is determined, and positioning is performed.

【0025】したがって、このとき比較している、コー
ド比較器E12−1の出力と、コード比較器L12−3
の出力の差分を取った図3(c)の特性においてEとL
間の特性(傾き)に、SAWフィルタ5で発生してしま
う多重反射や空間伝搬による誤差分が影響しないように
することで、衛星航法装置の測位に誤差分が混入するこ
とが避けられることになる。
Therefore, the output of the code comparator E12-1 being compared with the output of the code comparator L12-3
E and L in the characteristic of FIG.
By preventing the error (multiple reflection or spatial propagation) generated by the SAW filter 5 from affecting the characteristics (tilt) between the satellites, the error can be prevented from being mixed into the positioning of the satellite navigation device. Become.

【0026】図4は、コード比較器P12−2の相関出
力を示すものであり、この例では、同図(a)におい
て、図中のP点が求めるべき逆拡散PNコードの位相を
表している。この図4(a)から明らかとなるように、
SAWフィルタ5にて発生する空間伝搬した信号による
出力と、多重反射した信号による出力が、同図(a)中
のE点及びL点に掛からないようにすればよい。同図
(b)は、希望信号に、空間伝搬した信号と、多重反射
した信号とが合成された信号を示すもので、この図4
(b)のような合成された信号が、コード比較器Pの実
際の出力信号となる。
FIG. 4 shows the correlation output of the code comparator P12-2. In this example, FIG. 4A shows the phase of the despread PN code to be obtained at point P in FIG. I have. As is apparent from FIG.
The output by the spatially propagated signal generated by the SAW filter 5 and the output by the multiple reflected signal need not be applied to the points E and L in FIG. FIG. 4B shows a signal obtained by combining a desired signal with a spatially propagated signal and a signal subjected to multiple reflection.
The combined signal as in (b) becomes the actual output signal of the code comparator P.

【0027】図4では、Pコードより、所定チップ分と
して、0.5チップ分位相の進んだEコード、及びPコ
ードより、所定チップ分として、0.5チップ分位相の
遅れたLコードの例に対して、SAWフィルタ5の入出
力間の遅延時間Tを1.5チップに相当する時間とする
ことにより、SAWフィルタ5で発生してしまう多重反
射や空間伝搬による誤差分が影響しないようにして、衛
星航法装置の測位に誤差分の混入を防止する例を示して
いる。
In FIG. 4, the E code, which is advanced by 0.5 chip as a predetermined chip from the P code, and the L code which is 0.5 chip delayed from the P code by a predetermined chip. For example, by setting the delay time T between input and output of the SAW filter 5 to a time equivalent to 1.5 chips, an error due to multiple reflection or spatial propagation generated in the SAW filter 5 is not affected. This shows an example of preventing errors in the positioning of the satellite navigation system.

【0028】以上の説明では、所定チップ分として、
0.5チップ分の場合を例に説明しているが、本発明の
原理からも明らかなように、これに限られるものではな
く、例えば所定チップ分として、0.1チップ分とする
など任意の値をとることができる。
In the above description, for a predetermined chip,
Although the case of 0.5 chips is described as an example, the present invention is not limited to this, as is clear from the principle of the present invention. Can be taken.

【0029】このように、本発明では、SAWフィルタ
による多重反射或いは空間伝搬に起因する周波数群遅延
特性のリップルが航法装置の測位に与える影響を同期検
波を行う信号処理回路により取り除けるように、SAW
フィルタの遅延時間特性を選定したものであるから、衛
星航法装置になんら複雑な装置を追加使用することな
く、高精度な測位を行うことができる。
As described above, according to the present invention, the influence of the ripple of the frequency group delay characteristic caused by the multiple reflection or the spatial propagation by the SAW filter on the positioning of the navigation apparatus can be removed by the signal processing circuit for performing the synchronous detection.
Since the delay time characteristic of the filter is selected, high-accuracy positioning can be performed without using any complicated device in the satellite navigation device.

【0030】以上説明したことに関して、SAWフィル
タの特性例を挙げて説明する。図5は、SAWフィルタ
の周波数帯域通過特性を示す図で、横軸が周波数を、縦
軸が振幅を示している。この図5に示すような通過特性
を持つSAWフィルタは、その出力端に、図6の時間−
振幅特性図に示すように、本来の所望した信号に加え
て、入出力端子間で空間伝搬された不要な信号と、SA
Wフィルタ内のIDTで多重反射して出力された不要な
信号が出力されることになる。SAWフィルタでの遅延
時間をTとすると、この不要な信号は、所望した信号の
前に時間Tだけ離れて空間伝搬波が現れ、2Tだけ後ろ
に離れて多重反射が現れることになる。この結果、図7
の周波数群遅延特性に示すように、1/Tと1/2Tの
周波数成分を有するリップルが、群遅延特性に加えられ
ることになる。
The above description will be described with reference to a characteristic example of the SAW filter. FIG. 5 is a diagram showing the frequency band-pass characteristics of the SAW filter, where the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents amplitude. The SAW filter having the pass characteristic as shown in FIG.
As shown in the amplitude characteristic diagram, in addition to the originally desired signal, an unnecessary signal spatially propagated between the input and output terminals,
Unnecessary signals output by multiple reflection at the IDT in the W filter are output. Assuming that the delay time in the SAW filter is T, the unnecessary signal appears as a spatially propagating wave separated by a time T before the desired signal, and appears as a multiple reflection after being separated by 2T. As a result, FIG.
As shown in the frequency group delay characteristic, ripples having frequency components of 1 / T and 1 / 2T are added to the group delay characteristic.

【0031】この不要な成分を何らかの方法で図8の時
間−振幅特性図のように取り除くことができた場合、信
号帯域内の群遅延特性は図9の群遅延特性に示したよう
な不要成分によるリップルが打ち消され、信号帯域内の
群遅延特性を平坦にすることができる。
If this unnecessary component can be removed by any method as shown in the time-amplitude characteristic diagram of FIG. 8, the group delay characteristic in the signal band becomes the unnecessary component as shown in the group delay characteristic of FIG. Is canceled out, and the group delay characteristic in the signal band can be flattened.

【0032】本発明では、SAWフィルタによる多重反
射或いは空間伝搬に起因する周波数群遅延特性のリップ
ルが衛星航法装置の測位に与える影響を同期検波を行う
信号処理回路により取り除けるように、SAWフィルタ
の遅延時間特性を選定したものであり、上記図8,図9
に示したような、理想的な状態を何らの複雑な装置を用
いることなく、等価的に作り出すことができたものであ
る。
In the present invention, the influence of the ripple of the frequency group delay characteristic caused by the multiple reflection or the spatial propagation by the SAW filter on the positioning of the satellite navigation system can be removed by the signal processing circuit for performing synchronous detection. The time characteristics are selected, and are shown in FIGS.
As described above, the ideal state can be equivalently created without using any complicated device.

【0033】図10は、本発明に係る高精度衛星航法装
置の他の構成図であり、GPSとGLONASSの共用
受信機の構成を示している。
FIG. 10 is another configuration diagram of the high-accuracy satellite navigation device according to the present invention, showing the configuration of a common receiver for GPS and GLONASS.

【0034】同図において、RFアンプ100から入力
されたGPS信号とGLONASS信号は、RF信号帯
で2種類周波数変換部に入力される。GPS信号は方向
性結合器200で分割された後、RFアンプ101、R
F帯域通過フィルタ300、第1ミキサ400,第1I
Fアンプ500,第1IFSAWフィルタ600、第2
ミキサ700、第2IF低域通過フィルタ800,1ビ
ットA/D変換回路900を経て、信号処理部に入力さ
れる。
In the figure, the GPS signal and the GLONASS signal input from the RF amplifier 100 are input to the two types of frequency converters in the RF signal band. After the GPS signal is split by the directional coupler 200, the RF amplifier 101, R
F bandpass filter 300, first mixer 400, first I
F amplifier 500, first IFSAW filter 600, second
The signal is input to the signal processing unit via the mixer 700, the second IF low-pass filter 800, and the 1-bit A / D conversion circuit 900.

【0035】同様に、方向性結合器200で分割された
GLONASS信号は、RFアンプ102、RF帯域通
過フィルタ301,第1ミキサ401,第1IFアンプ
501,第IFSAWフィルタ601,第2ミキサ70
1を経て、更に上測波帯と下測波帯との2系統に分割さ
れ、第2IFSAWフィルタ602,603,第2IF
アンプ502,503,第3ミキサ702,703,第
3IF低域通過フィルタ801,802,1ビットA/
D変換回路901,902を経て、信号処理部に伝達さ
れる。
Similarly, the GLONASS signal divided by the directional coupler 200 is supplied to the RF amplifier 102, the RF bandpass filter 301, the first mixer 401, the first IF amplifier 501, the first IF SAW filter 601, and the second mixer 70.
1 and further divided into two systems of an upper waveband and a lower waveband, and the second IF SAW filters 602, 603 and the second IF
Amplifiers 502, 503, third mixers 702, 703, third IF low-pass filters 801, 802, 1 bit A /
The signal is transmitted to the signal processing unit via the D conversion circuits 901 and 902.

【0036】信号処理部150では、GPS信号とGL
ONASS信号をソフトウエア制御によって、セレクタ
回路1500で多チャンネルを有する同期検波回路15
01に割り付け、タイミング回路1502の信号を利用
して受信復調を行う。
In the signal processing unit 150, the GPS signal and the GL
The ONASS signal is controlled by software so that the selector circuit 1500 has a multi-channel synchronous detection circuit 15.
01, and performs reception demodulation using the signal of the timing circuit 1502.

【0037】同期検波回路1501は、図1のキャリア
比較器11,コード比較器12,キャリア発生器13、
コード発生器14,積算器15をそれぞれ含んでおり、
前述したと同様な動作を行う。なお、図10中におい
て、符号1000〜1013を付している各構成要素
は、このGPSとGLONASSの共用受信機で必要
な、各種の周波数信号やタイミング信号を作り出し、そ
れぞれ所定の各構成要素に供給するためのものである。
これらの構成自体は一般的なものであるので、個別の説
明は省略している。
The synchronous detection circuit 1501 includes a carrier comparator 11, a code comparator 12, a carrier generator 13,
Includes a code generator 14 and an integrator 15, respectively.
The same operation as described above is performed. In FIG. 10, components denoted by reference numerals 1000 to 1013 generate various frequency signals and timing signals necessary for the GPS and GLONASS shared receivers, and It is for supply.
Since these components themselves are general, their individual descriptions are omitted.

【0038】このGPSとGLONASSの共用受信機
の構成においても、GPSの第1IFSAWフィルタ6
01,GLONASSの第IFSAWフィルタ601,
第2IFSAWフィルタ602,603は、前述したと
同様の所定チップ以上の遅延時間を有するように設定さ
れているので、同期検波回路1501内にあるコード比
較器で不要な信号を除去することができ、実質的に群遅
延特性を平坦にできるため、誤差の少ない測位を可能に
する。
In the configuration of the GPS and GLONASS common receiver, the first IFSAW filter 6
01, GLONASS first IFSAW filter 601,
Since the second IF SAW filters 602 and 603 are set to have a delay time equal to or longer than a predetermined chip as described above, an unnecessary signal can be removed by a code comparator provided in the synchronous detection circuit 1501. Since the group delay characteristic can be substantially flattened, positioning with less error is enabled.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の構成によれば、フィルタとし
て、急峻なカットオフ特性を有し且つ群遅延特性が平坦
となるSAWフィルタを採用し、このSAWフィルタの
特性と、衛星航法装置に用いられる同期検波回路の特性
とを巧みに組み合わせ、SAWフィルタによる多重反射
或いは空間伝搬に起因する周波数群遅延特性のリップル
が衛星航法装置の測位に与える影響を同期検波を行う信
号処理回路により取り除けるように、SAWフィルタの
遅延時間特性を選定することで、衛星航法装置になんら
複雑な装置を用いることなく、高精度な測位を行うこと
ができる。
According to the structure of the present invention, a SAW filter having a sharp cutoff characteristic and a flat group delay characteristic is employed as a filter. The signal processing circuit that performs synchronous detection can effectively combine the characteristics of the synchronous detection circuit that is used and the effect of the ripple of the frequency group delay characteristic caused by multiple reflection or spatial propagation by the SAW filter on the positioning of the satellite navigation system. By selecting the delay time characteristic of the SAW filter, highly accurate positioning can be performed without using any complicated device for the satellite navigation device.

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

【図1】本発明に係る高精度衛星航法装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a high-accuracy satellite navigation device according to the present invention.

【図2】信号処理部10の一部詳細図。FIG. 2 is a partial detailed diagram of a signal processing unit 10;

【図3】コード比較器の動作説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation of the code comparator.

【図4】コード比較器の相関出力を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a correlation output of a code comparator.

【図5】SAWフィルタの通過特性図。FIG. 5 is a graph showing a pass characteristic of a SAW filter.

【図6】SAWフィルタの時間−振幅特性図FIG. 6 is a time-amplitude characteristic diagram of a SAW filter.

【図7】SAWフィルタの周波数群遅延特性図。FIG. 7 is a frequency group delay characteristic diagram of a SAW filter.

【図8】不要波のない場合のSAWフィルタの時間−振
幅特性図。
FIG. 8 is a time-amplitude characteristic diagram of the SAW filter when there is no unnecessary wave.

【図9】不要波のない場合のSAWフィルタの周波数群
遅延特性図。
FIG. 9 is a frequency group delay characteristic diagram of a SAW filter when there is no unnecessary wave.

【図10】本発明に係る高精度衛星航法装置の他の構成
図。
FIG. 10 is another configuration diagram of the high-accuracy satellite navigation device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 RF帯域通過フィルタ 6 第1IFSAWフィルタ 8 第2IF低域通過フィルタ 9 A/Dコンバータ 10 信号処理部 11 キャリア比較器 12 コード比較器 13 キャリア発生器 14 コード発生器 15 積算器 12−1 コード比較器E 12−2 コード比較器P 12−3 コード比較器L Reference Signs List 3 RF band pass filter 6 First IF SAW filter 8 Second IF low pass filter 9 A / D converter 10 Signal processing unit 11 Carrier comparator 12 Code comparator 13 Carrier generator 14 Code generator 15 Integrator 12-1 Code comparator E 12-2 Code comparator P 12-3 Code comparator L

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スペクトラム拡散用PNコードで変調さ
れている衛星信号を周波数変換する周波数変換回路中に
設けられる表面弾性波フィルタと、この表面弾性波フィ
ルタを通過した衛星信号を逆拡散用PNコードで同期検
波する信号処理部とを備え、 この信号処理部は、前記逆拡散用PNコードより該逆拡
散用PNコードの所定チップ分位相の進んだアーリーコ
ードと、前記逆拡散用PNコードより該PNコードの前
記所定チップ分位相の遅れたレートコードとを用いて位
相同期ループを構成すると共に、 前記表面弾性波フィルタは、表面弾性波フィルタの空間
伝搬信号及び多重反射信号により発生する群遅延特性の
影響が前記信号処理部の位相同期ループの制御に影響を
与えないように、入出力間の遅延時間を、PNコード1
チップ分に前記所定チップ分を加えた時間より長く設定
して構成する、ことを特徴とする高精度衛星航法装置。
1. A surface acoustic wave filter provided in a frequency conversion circuit for frequency-converting a satellite signal modulated by a PN code for spread spectrum, and a PN code for despreading the satellite signal passing through the surface acoustic wave filter. A signal processing unit that performs synchronous detection with the signal. The signal processing unit includes an early code whose phase is advanced by a predetermined chip of the despreading PN code from the despreading PN code, and A phase locked loop is formed by using the rate code of the PN code delayed by the predetermined chip phase, and the surface acoustic wave filter has a group delay characteristic generated by a spatial propagation signal and a multiple reflection signal of the surface acoustic wave filter. The delay time between the input and output is adjusted so that the influence of the PN code 1 does not affect the control of the phase locked loop of the signal processing unit.
A high-accuracy satellite navigation device, wherein the time is set to be longer than a time obtained by adding the predetermined chip to the chip.
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