JP2001281319A - Gps受信装置 - Google Patents

Gps受信装置

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JP2001281319A JP2000089928A JP2000089928A JP2001281319A JP 2001281319 A JP2001281319 A JP 2001281319A JP 2000089928 A JP2000089928 A JP 2000089928A JP 2000089928 A JP2000089928 A JP 2000089928A JP 2001281319 A JP2001281319 A JP 2001281319A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】GPS信号の捕捉および追跡でレジスタを共用
することにより構成要素を削減する。 【解決手段】信号処理回路4は複数設けられ、各信号処
理回路4ではGPS衛星から受信したGPS信号の搬送
波に相当するキャリア信号を生成し搬送波とキャリア信
号との相関値である第1の相関値を求めるとともに、G
PS信号に含まれるPNコードに相当するPNコードを
生成し両者の相関値である第2の相関値を求める。レジ
スタ21a,21b,……は各信号処理回路4で共用さ
れ、GPS信号を捕捉する捕捉モードではレジスタ21
a,21b,……に第1の相関値を保持させ、GPS信
号を追尾する追尾モードではレジスタ21a,21b,
……に各信号処理回路4で生成した第2の相関値を保持
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、GPS受信装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、地球を周回する複数個の人工衛星
から送信される衛星信号を受信することにより、受信位
置を測定する測位システムが普及してきている。この種
の測位システムとしてGPS(Global Positioning S
ystem)が広く知られている。GPSにおいては、人工
衛星(以下、「GPS衛星」という)の時刻および位置
を示す50bpsの航法データを、チップ速度が1,0
23MHzで周期が1msec(つまり、1周期102
3チップ)である疑似雑音符号(PNコード)でスペク
トラム拡散変調するとともに、1575.42MHzと
1227.6MHzの2つの搬送波を直交位相変調して
送信している。PNコードはGPSを構成する各GPS
衛星ごとに固有の符号列であって、受信側ではPNコー
ドを復調すれば衛星信号(以下、「GPS信号」とい
う)を送信したGPS衛星を特定することができる。
【0003】受信位置を測定する受信装置では、3個以
上(一般には4個以上)のGPS衛星からのGPS信号
を受信し、搬送波を捕捉する処理とPNコードを追尾す
る処理とを行い、PNコードのスペクトラム逆拡散を行
って各GPS衛星からの航法データを復調し、各GPS
衛星からのGPS信号の送信時刻と受信時刻との時間差
(到達時間データ)に基づいて各GPS衛星までの疑似
距離を求め、求めた疑似距離などに基づいて受信位置を
3次元的に決定する。
【0004】この種の受信装置は、たとえば特開平8−
338866号公報に記載されたものなどがある。受信
装置は、一般に図10に示すように、アンテナ1により
受信したGPS信号を高周波回路2に入力し、高周波回
路2ではGPS信号を搬送波の周波数よりも十分に低い
中間周波数帯信号に周波数変換する。その後、中間周波
数帯信号に対してGPS信号の捕捉および追尾を行って
GPS衛星を特定し航法データを復調して疑似距離を求
める。GPS信号の捕捉はアナログ回路で行う構成もあ
るが、図ではデジタル信号処理を行う例を示している。
すなわち、高周波回路2の出力は2値化回路3において
2値化され、2値化された中間周波数帯信号は複数個
(複数チャンネル)の信号処理回路(ベースバンド回
路)4にそれぞれ入力される。
【0005】各信号処理回路4では信号追尾回路5から
の指示により生成されたPNコードとGPS信号に含ま
れるPNコードとの相関値を出力し、相関値を信号追尾
回路5に出力する。信号追尾回路5はGPS信号に含ま
れるPNコードに追尾するように各信号処理回路4を制
御するから、各信号処理回路4では受信しているGPS
信号に含まれるPNコードに相当するPNコードを生成
することができる。PNコードが特定されれば航法デー
タを復調することができるから、各信号処理回路4で生
成したPNコードに基づいて疑似距離演算部6において
航法データを復調するとともに疑似距離を求める。ここ
に、信号追尾回路5および疑似距離演算部6はマイコン
を用いて構成される。
【0006】各信号処理回路4は同構成であって、一般
的には図11に示す構成を有している。上述した中間周
波数帯信号IFは、排他的論理和回路からなる2つの乗
算器11a,11bに入力され、数値制御発振器(以
下、「NCO」という)と90度移相器とを備えるキャ
リア発生器12から出力される2つのキャリア信号と乗
算される。キャリア発生器12から出力されるキャリア
信号の周波数は信号追尾回路5により制御され、キャリ
ア発生器12からは位相が90度異なる2つのキャリア
信号が出力される。したがって、乗算器11aからは中
間周波数帯信号IFの同相成分Iが出力され、乗算器1
1bからは直交成分Qが出力される。
【0007】同相成分Iおよび直交成分Qは、それぞれ
排他的論理和回路からなる位相比較器13a,13bに
入力され、それぞれ後述するPコードとの位相差成分が
抽出される。また、同相成分Iについてはそれぞれ排他
的論理和回路からなる位相比較器13c,13dにも入
力され、後述するEコードおよびLコードとの位相差成
分が抽出される。各位相比較器13a〜13dの出力は
それぞれレジスタ14a〜14dに入力され、PNコー
ドの周期毎に積算される。したがって、レジスタ14a
〜14dの出力は、それぞれPコードに対する同相成分
Iの相関値R(I)、Pコードに対する直交成分Qの相
関値R(Q)、Eコードに対する同相成分Iの相関値R
(E)、Lコードに対する同相成分Iの相関値R(L)
に相当する。言い換えると、各位相比較器13a〜13
dと各位相比較器13a〜13dの出力をそれぞれ積算
する各レジスタ14a〜14dとの組によってそれぞれ
相関値R(I),R(Q),R(E),R(L)を求め
る相関器が構成されていることになる。つまり、各信号
処理回路4ごとに4個ずつのレジスタが設けられている
ことになる。
【0008】同相成分Iと直交成分Qとの関係は、GP
S信号(中間周波数帯信号IF)の搬送波とキャリア発
生器12から出力されるキャリア信号との周波数および
位相の差に対応しており、キャリア発生器12から出力
されて乗算器11aに入力されるキャリア信号とGPS
信号の搬送波との周波数および位相の差が少ないほど乗
算器11bから出力される直交成分Qが少なくなる(直
交成分Qの出力される期間が短くなる)。ここで、乗算
器11a,11bの出力は位相比較器13a,13bを
通るものの、両位相比較器13a,13bはどちらもP
コードとの位相差を検出するものであるから、各位相比
較器13a,13bの出力は各乗算器11a,11bの
出力をそのまま反映している。その結果、レジスタ14
aの出力値(相関値R(I))を大きくしレジスタ14
bの出力値(相関値R(Q))を小さくするようにキャ
リア発生器12の出力を制御すれば、GPS信号の搬送
波にキャリア発生器12から出力されるキャリア信号の
周波数および位相を一致させることができる。要する
に、GPS信号を捕捉することができる。
【0009】ところで、信号処理回路4はPNコードの
チップ速度と同じ周波数のクロック信号(以下、「コー
ドクロック」と呼ぶ)を出力するNCOからなるコード
用発振器15を備え、コードクロックの位相情報は信号
追尾回路5にも入力され、コードクロックにより与えら
れるPNコードの位相情報を用いて疑似距離が演算され
る。コードクロックはPNコード発生器16に入力さ
れ、GPS衛星からのPNコードに相当するPNコード
が生成される。このPNコードがシフトレジスタ17に
入力されることによって位相のみが異なる3つのコー
ド、つまりPコードとEコードとLコードとが生成され
る。Pコード(Punctualコード)は基準となるPNコー
ドであり、Pコードに対して1/2位相進んだPNコー
ドがEコード(Earlyコード)、1/2位相遅れたPN
コードがLコード(Lateコード)となる。
【0010】上述したように、EコードとLコードとに
ついては位相比較器13c,13dにより位相差が抽出
されレジスタ14c,14dから相関値R(E),R
(L)が出力される。なお、Pコードについての相関値
はレジスタ14aから出力される相関値R(I)と等価
である。各レジスタ14c,14dからそれぞれ出力さ
れる相関値R(E),R(L)の差はGPS衛星からの
GPS信号に含まれるPNコードと信号追尾回路5がP
Nコード発生器16に生成させたPNコードとの相関を
表している。すなわち、相関値R(E),R(L)の差
が小さいほど信号処理回路4で生成したPコード(つま
り、PNコード)とGPS信号に含まれるPNコードと
の一致度が高いことになる。したがって、信号追尾回路
5では信号処理回路4に対して相関値R(E),R
(L)の差が小さくなるようなPNコードの生成を指示
すれば、GPS信号を追尾することができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述したように信号追
尾回路5はGPS信号を捕捉するための指示とGPS信
号を追尾するための指示とを信号処理回路4に与える
が、捕捉と追尾とは独立して行われる。つまり、信号追
尾回路5は捕捉の機能と追尾の機能とを切り換えて使用
している。
【0012】一方、信号処理回路4は複数チャンネル設
けられており、いずれの信号処理回路4においても捕捉
処理の期間にのみ用いる構成と追尾処理の期間にのみ用
いる構成とを含んでいる。たとえば、レジスタ14a,
14bは捕捉処理の期間にのみ用いられ、レジスタ14
c,14dは追尾処理の期間にのみ用いられるものであ
って、捕捉期間と追尾期間とにおいて各信号処理回路4
では2個ずつのレジスタが使用されていないことにな
る。
【0013】また、捕捉処理の期間には複数の信号処理
回路4において異なる周波数のキャリア信号を生成する
ほうが、GPS信号(中間周波数帯信号IF)を短時間
で捕捉できるが、この期間にはPNコードを生成して追
尾する処理は行っていないから、コード用発振器15、
PNコード発生器16、シフトレジスタ17は1種類の
Pコードのみを生成できればよいものである。逆に、追
尾処理の期間には複数種類の異なるPNコードを生成す
るほうが、PNコードを短時間で捉えることができる
が、この期間には捕捉処理は行っていないから、キャリ
ア発生器12は1種類のキャリア信号を生成できればよ
い。
【0014】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、複数の信号処理回路を備える場合
に、捕捉処理と追尾処理との一方で使用されていない構
成要素や共用可能な構成要素を他の機能に転用したり他
の機能と共用したりすることによって、全体として構成
要素の削減を可能とし、ひいてはコストの低減を可能と
するGPS受信装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、GP
S衛星から受信したGPS信号の搬送波に相当するキャ
リア信号を生成し搬送波とキャリア信号との相関値であ
る第1の相関値を求めるとともに、GPS信号に含まれ
るPNコードに相当するPNコードを生成し両者の相関
値である第2の相関値を求める機能をそれぞれ備えた複
数個の信号処理回路と、各信号処理回路で得られる第1
の相関値に基づいてGPS信号を捕捉する機能と第2の
相関値に基づいてGPS信号を追尾する機能とを備えた
信号追尾回路と、生成したPNコードを用いてGPS信
号から復調される航法データに基づいてGPS衛星まで
の疑似距離を求める疑似距離演算部とを設け、前記各信
号処理回路が共用するレジスタを設け、GPS信号を捕
捉する捕捉モードでは前記レジスタに各信号処理回路で
生成した第1の相関値を保持させて前記信号追尾回路に
渡し、GPS信号を追尾する追尾モードでは前記レジス
タに各信号処理回路で生成した第2の相関値を保持させ
て前記信号追尾回路に渡すものである。この構成によれ
ば、同じレジスタを第1の相関値の保持用と第2の相関
値の保持用とに共用することができるから、従来構成よ
りもレジスタの個数を削減することができ、コストの低
減につながる。また、従来構成と比較して捕捉モードと
追跡モードとのレジスタの個数に変化が生じないから、
構成要素を削減しながらも従来構成と同程度の性能を得
ることができる。
【0016】請求項2の発明は、GPS衛星から受信し
たGPS信号の搬送波に相当するキャリア信号を生成し
搬送波とキャリア信号との相関値である第1の相関値を
求めるとともに、GPS信号に含まれるPNコードに相
当するPNコードを生成し両者の相関値である第2の相
関値を求める機能をそれぞれ備えた複数個の信号処理回
路と、各信号処理回路で得られる第1の相関値に基づい
てGPS信号を捕捉する機能と第2の相関値に基づいて
GPS信号を追尾する機能とを備えた信号追尾回路と、
生成したPNコードを用いてGPS信号から復調される
航法データに基づいてGPS衛星までの疑似距離を求め
る疑似距離演算部とを設け、前記キャリア信号を生成す
るキャリア発生器と前記PNコードを生成する際に用い
るコード用発振器とをそれぞれ数値制御発振器を用いて
構成し、GPS信号を捕捉する捕捉モードでは各信号処
理回路ごとに設けた数値制御発振器をキャリア発生器と
して用いるとともに少なくとも1つの数値制御発振器を
複数の信号処理回路で共用するコード用発振器として用
い、GPS信号を追尾する追尾モードでは各信号処理回
路ごとに設けた数値制御発振器をコード用発振器として
用いるとともに少なくとも1つの数値制御発振器を複数
の信号処理回路で共用するキャリア発生器として用いる
ものである。この構成によれば、数値制御発振器で構成
されたキャリア発生器とコード用発振器との一部を供用
することができるから、従来構成よりも数値制御発振器
の個数を削減することができ、コストの低減につなが
る。また、従来構成と比較して捕捉モードと追跡モード
とにおいて実使用されるキャリア発生器とコード用発振
器との個数には変化がないから、構成要素を削減しなが
らも捕捉や追尾の処理に要する時間を従来構成と同程度
に保つことができる。
【0017】請求項3の発明は、GPS衛星から受信し
たGPS信号の搬送波に相当するキャリア信号を生成し
搬送波とキャリア信号との相関値である第1の相関値を
求めるとともに、GPS信号に含まれるPNコードに相
当するPNコードを生成し両者の相関値である第2の相
関値を求める機能をそれぞれ備えた複数個の信号処理回
路と、各信号処理回路で得られる第1の相関値に基づい
てGPS信号を捕捉する機能と第2の相関値に基づいて
GPS信号を追尾する機能とを備えた信号追尾回路と、
生成したPNコードを用いてGPS信号から復調される
航法データに基づいてGPS衛星までの疑似距離を求め
る疑似距離演算部とを設け、前記キャリア信号を生成す
るキャリア発生器と前記PNコードを生成する際に用い
るコード用発振器とをそれぞれ数値制御発振器を用いて
構成し、前記各信号処理回路が共用するレジスタを設
け、GPS信号を捕捉する捕捉モードでは、各信号処理
回路ごとに設けた数値制御発振器をキャリア発生器とし
て用いるとともに少なくとも1つの数値制御発振器を複
数の信号処理回路で共用するコード用発振器として用
い、かつ前記レジスタに各信号処理回路で生成した第1
の相関値を保持させて前記信号追尾回路に渡し、GPS
信号を追尾する追尾モードでは、各信号処理回路ごとに
設けた数値制御発振器をコード用発振器として用いると
ともに少なくとも1つの数値制御発振器を複数の信号処
理回路で共用するキャリア発生器として用い、かつ前記
レジスタに各信号処理回路で生成した第2の相関値を保
持させて前記信号追尾回路に渡すものである。この構成
によれば、数値制御発振器で構成されたキャリア発生器
とコード用発振器との一部を供用することができるか
ら、従来構成よりも数値制御発振器の個数を削減するこ
とができ、コストの低減につながる。また、従来構成と
比較して捕捉モードと追跡モードとにおいて実使用され
るキャリア発生器とコード用発振器との個数には変化が
ないから、構成要素を削減しながらも捕捉や追尾の処理
に要する時間を従来構成と同程度に保つことができる。
しかも、同じレジスタを第1の相関値の保持用と第2の
相関値の保持用とに共用することができるから、従来構
成よりもレジスタの個数を削減することができ、コスト
の低減につながる。また、従来構成と比較して捕捉モー
ドと追跡モードとのレジスタの個数に変化が生じないか
ら、構成要素を削減しながらも従来構成と同程度の性能
を得ることができる。
【0018】請求項4の発明は、GPS衛星から受信し
たGPS信号の搬送波に相当するキャリア信号を生成し
搬送波とキャリア信号との相関値である第1の相関値を
求めるとともに、GPS信号に含まれるPNコードに相
当するPNコードを生成し両者の相関値である第2の相
関値を求める機能をそれぞれ備えた複数個の信号処理回
路と、各信号処理回路で得られる第1の相関値に基づい
てGPS信号を捕捉する捕捉モードと第2の相関値に基
づいてGPS信号を追尾する追尾モードとを切換可能に
備えた信号追尾回路と、生成したPNコードを用いてG
PS信号から復調される航法データに基づいてGPS衛
星までの疑似距離を求める疑似距離演算部とを設け、前
記各信号処理回路で生成される第1の相関値および第2
の相関値を保持して前記信号追尾回路に渡すSRAMを
設けたものである。この構成によれば、レジスタよりも
SRAMのほうが大容量を得やすいから、SRAMを積
算に用いることで部品点数を少なくしながらも従来構成
と同程度の性能を得ることができる。
【0019】請求項5の発明は、請求項1ないし請求項
3の発明において、前記捕捉モードと前記追尾モードと
の選択命令を前記信号追尾回路から与えるものである。
この構成によれば、捕捉と追尾との指示を与えている信
号追尾回路が捕捉モードと追尾モードとの指示を与える
から、受信状態に追従した制御が可能になる。
【0020】請求項6の発明は、請求項1ないし請求項
3の発明において、前記各信号処理回路がGPS信号を
捕捉しているか追尾しているかの別を保持する処理モー
ド保持回路を備え、前記捕捉モードと前記追尾モードと
の選択命令を前記信号追尾回路とは別に設けた処理モー
ド保持回路から制御回路を通して与えるものである。こ
の構成によれば、各信号処理回路ごとの情報に基づいて
捕捉モードと追尾モードとの指示を与えるから、受信状
態に追従した制御が可能になる。
【0021】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)本実施形態
は、図1に示すように、積算器として用いるレジスタ2
1a,21b,……を複数の信号処理回路4で共用する
ようにしたものである。つまり、図11に示した従来構
成では各信号処理回路4ごとに4個ずつのレジスタ14
a〜14dを設けていたから信号処理回路4のチャンネ
ル数の4倍の個数のレジスタ14a〜14dを必要とし
ていたのに対して、本実施形態では信号処理回路4のチ
ャンネル数の2倍の個数のレジスタ21a,21b,…
…によって図11に示した従来構成と同様に機能させる
ものである。図1において図11と同符号を付した部材
は同機能を備えるものであるから説明を省略し、以下で
は従来構成との相違点を中心に説明する。
【0022】すなわち、本実施形態では各信号処理回路
4に設けた4個の位相比較器13a〜13dと積算器と
して用いるレジスタ21a,21b,……との間にセレ
クタ18を設けてあり、位相比較器13a,13bの出
力をレジスタ21a,21b,……に入力する状態と、
位相比較器13c,13dの出力をレジスタ21a,2
1b,……に入力する状態とをセレクタ18により切り
換えるようになっている。セレクタ18は信号追尾回路
5により制御され、捕捉処理の期間には位相比較器13
a,13bの出力がレジスタ21a,21b,……に入
力され、追尾処理の期間には位相比較器13c,13d
の出力がレジスタ21a,21b,……に入力される。
【0023】すなわち、捕捉処理の期間には図2に示す
接続状態になり、追尾処理の期間には図3に示す接続状
態になる。各信号処理回路4における位相比較器13a
〜13dとレジスタ21a,21b,……との接続関係
を切り換えるセレクタ18は信号追尾回路5により制御
される。つまり、信号追尾回路5がGPS信号の捕捉処
理を行う期間であるか、GPS信号の追尾処理を行う期
間であるかに応じてセレクタ18が切り換えられる。
【0024】図2に示す接続状態では、すべてのレジス
タ21a,21b,……が同相成分Iと直交成分Qとの
相関値R(I),R(Q)を求めるために用いられる。
また、図3に示す接続状態では、すべてのレジスタ21
a,21b,……がGPS信号に含まれるPNコードと
EコードおよびLコードに対する相関値R(E),R
(L)を求めるために用いられる。このように、レジス
タ21a,21b,……を捕捉処理用の相関値R
(I),R(Q)を求める目的と、追尾処理用の相関値
R(E),R(L)を求める目的とに共用しているか
ら、従来構成のように各信号処理回路4にレジスタを4
個ずつ設ける場合に比較すると、レジスタ21a,21
b,……の個数が少なくなり(信号処理回路4の個数の
2倍でよい)、部品点数の削減になり、結果的にコスト
を低減することができる。他の構成および動作は従来構
成と同様である。
【0025】(第2の実施の形態)第1の実施の形態で
は、積算器として用いるレジスタ21a,21b,……
を捕捉処理と追尾処理とで共用するものであったが、本
実施形態ではキャリア発生器12とコード用発振器15
とがともにNCOを用いていることを利用し、NCOの
個数を信号処理回路4の個数に1を加えた個数としたも
のである。つまり、図11に示した従来構成では信号処
理回路4の2倍の個数のNCOを必要としていたのに対
して、本実施形態では信号処理回路4の個数に1を加え
た個数のNCOのみで同処理を可能としている。
【0026】捕捉処理の期間には図4に示すようにNC
Oのうちの1個だけをコード用発振器15として用い、
残りのNCOをキャリア発生器12として用いる。した
がって、キャリア発生器12は信号処理回路4の個数分
設けることができ、複数個のキャリア発生器12で並行
してGPS信号を捕捉するから、GPS信号を短時間で
捕捉することが可能になる。
【0027】一方、追尾処理の期間には図5に示すよう
にNCOのうちの1個だけをキャリア発生器12として
用い、残りのNCOをコード用発振器15として用い
る。この場合はコード用発振器15を信号処理回路4の
個数分設けることができ、複数種類のPNコードを生成
するから、GPS信号を追尾して短時間でGPS衛星を
特定することが可能になる。
【0028】図4に示す状態と図5に示す状態とを切り
換えるには、図4および図5に示す最下段の信号処理回
路4に用いている2個のNCOについては、それぞれキ
ャリア発生器12およびコード用発振器15として固定
的に用い、他のNCOについてはそれぞれキャリア発生
器12とコード用発振器15とに選択的に用いるように
図示しないセレクタで出力経路を選択する。
【0029】なお、捕捉処理の際にコード用発振器15
を1個とし、追尾処理の際にキャリア発生器12を1個
としているが、必ずしもこれに限定されるものではな
く、必要に応じてそれぞれ複数個設けるようにしてもよ
い。この場合でもNCOの個数は従来構成よりも少なく
することが可能である。他の構成および動作は第1の実
施の形態と同様である。
【0030】(第3の実施の形態)本実施形態は、第1
の実施の形態と第2の実施の形態とを組み合わせた構成
を有するものであって、図6に捕捉処理の期間における
接続状態を示す。すなわち、捕捉処理の期間には第1の
実施の形態のようにレジスタ21a,21b,……を相
関値R(I),R(Q)の積算に用いるとともに、第2
の実施の形態のようにNCOのうちの1個を残してNC
Oをキャリア発生器12に用いるのである。また、図示
していない追尾処理の期間には第1の実施の形態のよう
にレジスタ21a,21b,……を相関値R(E),R
(L)の積算に用いるとともに、第2の実施の形態のよ
うにNCOのうち1個を残してNCOをコード用発振器
15に用いるのである。
【0031】このような構成を採用することによって、
レジスタ21a,21b,……およびNCOの個数をと
もに従来構成よりも低減することができ、部品点数を減
らしてコストを削減することが可能になる。他の構成お
よび動作は第1の実施の形態と同様である。
【0032】ところで、本実施形態では、レジスタ21
a,21b,……により積算するデータの選択およびN
COの用途の選択を行う命令は、図7のようにマイコン
からなる信号追尾回路5から出力されるように構成して
いる。つまり、信号追尾回路5では各信号処理回路4に
対応したチャネルの処理モード(捕捉処理の期間か追尾
処理の期間かの別)をチャネルごとにどのように設定す
べきかを判断しているから、信号追尾回路5では処理モ
ードに応じてレジスタ21a,21b,……により積算
するデータの選択およびNCOの用途が可能になる。た
だし、この命令は図8のように各信号処理回路4に付設
した処理モード保持回路7に設定されている処理モード
に基づいて制御回路8から出力するようにしてもよい。
処理モード保持回路7は各チャネルの処理モードを保持
する回路であって、処理モード保持回路7の内容に応じ
て制御回路8を通して信号処理回路4を制御する。
【0033】(第4の実施の形態)本実施形態は図9に
示すように従来構成において各信号処理回路4ごとに設
けていたレジスタ14a〜14dに代えて各信号処理回
路4で共用される1個のSRAM22を設けたものであ
る。SRAM22はレジスタ14a〜14dに比較する
と大量にデータを格納することができるから、従来構成
と同機能を持たせながらも部品点数を削減することが可
能になる。また、第1の実施の形態と同様に、捕捉処理
の期間と追尾処理の期間とでSRAM22に格納するデ
ータを異ならせるようにすれば、SRAM22として容
量の比較的小さいものを用いることが可能になる。他の
構成および動作は第1の実施の形態と同様である。
【0034】
【発明の効果】請求項1の発明は、GPS衛星から受信
したGPS信号の搬送波に相当するキャリア信号を生成
し搬送波とキャリア信号との相関値である第1の相関値
を求めるとともに、GPS信号に含まれるPNコードに
相当するPNコードを生成し両者の相関値である第2の
相関値を求める機能をそれぞれ備えた複数個の信号処理
回路と、各信号処理回路で得られる第1の相関値に基づ
いてGPS信号を捕捉する機能と第2の相関値に基づい
てGPS信号を追尾する機能とを備えた信号追尾回路
と、生成したPNコードを用いてGPS信号から復調さ
れる航法データに基づいてGPS衛星までの疑似距離を
求める疑似距離演算部とを設け、前記各信号処理回路が
共用するレジスタを設け、GPS信号を捕捉する捕捉モ
ードでは前記レジスタに各信号処理回路で生成した第1
の相関値を保持させて前記信号追尾回路に渡し、GPS
信号を追尾する追尾モードでは前記レジスタに各信号処
理回路で生成した第2の相関値を保持させて前記信号追
尾回路に渡すものであり、同じレジスタを第1の相関値
の保持用と第2の相関値の保持用とに共用することがで
きるから、従来構成よりもレジスタの個数を削減するこ
とができ、コストの低減につながるという利点がある。
また、従来構成と比較して捕捉モードと追跡モードとの
レジスタの個数に変化が生じないから、構成要素を削減
しながらも従来構成と同程度の性能を得ることができ
る。
【0035】請求項2の発明は、GPS衛星から受信し
たGPS信号の搬送波に相当するキャリア信号を生成し
搬送波とキャリア信号との相関値である第1の相関値を
求めるとともに、GPS信号に含まれるPNコードに相
当するPNコードを生成し両者の相関値である第2の相
関値を求める機能をそれぞれ備えた複数個の信号処理回
路と、各信号処理回路で得られる第1の相関値に基づい
てGPS信号を捕捉する機能と第2の相関値に基づいて
GPS信号を追尾する機能とを備えた信号追尾回路と、
生成したPNコードを用いてGPS信号から復調される
航法データに基づいてGPS衛星までの疑似距離を求め
る疑似距離演算部とを設け、前記キャリア信号を生成す
るキャリア発生器と前記PNコードを生成する際に用い
るコード用発振器とをそれぞれ数値制御発振器を用いて
構成し、GPS信号を捕捉する捕捉モードでは各信号処
理回路ごとに設けた数値制御発振器をキャリア発生器と
して用いるとともに少なくとも1つの数値制御発振器を
複数の信号処理回路で共用するコード用発振器として用
い、GPS信号を追尾する追尾モードでは各信号処理回
路ごとに設けた数値制御発振器をコード用発振器として
用いるとともに少なくとも1つの数値制御発振器を複数
の信号処理回路で共用するキャリア発生器として用いる
ものであり、数値制御発振器で構成されたキャリア発生
器とコード用発振器との一部を供用することができるか
ら、従来構成よりも数値制御発振器の個数を削減するこ
とができ、コストの低減につながるという利点がある。
また、従来構成と比較して捕捉モードと追跡モードとに
おいて実使用されるキャリア発生器とコード用発振器と
の個数には変化がないから、構成要素を削減しながらも
捕捉や追尾の処理に要する時間を従来構成と同程度に保
つことができる。
【0036】請求項3の発明は、GPS衛星から受信し
たGPS信号の搬送波に相当するキャリア信号を生成し
搬送波とキャリア信号との相関値である第1の相関値を
求めるとともに、GPS信号に含まれるPNコードに相
当するPNコードを生成し両者の相関値である第2の相
関値を求める機能をそれぞれ備えた複数個の信号処理回
路と、各信号処理回路で得られる第1の相関値に基づい
てGPS信号を捕捉する機能と第2の相関値に基づいて
GPS信号を追尾する機能とを備えた信号追尾回路と、
生成したPNコードを用いてGPS信号から復調される
航法データに基づいてGPS衛星までの疑似距離を求め
る疑似距離演算部とを設け、前記キャリア信号を生成す
るキャリア発生器と前記PNコードを生成する際に用い
るコード用発振器とをそれぞれ数値制御発振器を用いて
構成し、前記各信号処理回路が共用するレジスタを設
け、GPS信号を捕捉する捕捉モードでは、各信号処理
回路ごとに設けた数値制御発振器をキャリア発生器とし
て用いるとともに少なくとも1つの数値制御発振器を複
数の信号処理回路で共用するコード用発振器として用
い、かつ前記レジスタに各信号処理回路で生成した第1
の相関値を保持させて前記信号追尾回路に渡し、GPS
信号を追尾する追尾モードでは、各信号処理回路ごとに
設けた数値制御発振器をコード用発振器として用いると
ともに少なくとも1つの数値制御発振器を複数の信号処
理回路で共用するキャリア発生器として用い、かつ前記
レジスタに各信号処理回路で生成した第2の相関値を保
持させて前記信号追尾回路に渡すものであり、数値制御
発振器で構成されたキャリア発生器とコード用発振器と
の一部を供用することができるから、従来構成よりも数
値制御発振器の個数を削減することができ、コストの低
減につながるという利点がある。また、従来構成と比較
して捕捉モードと追跡モードとにおいて実使用されるキ
ャリア発生器とコード用発振器との個数には変化がない
から、構成要素を削減しながらも捕捉や追尾の処理に要
する時間を従来構成と同程度に保つことができる。しか
も、同じレジスタを第1の相関値の保持用と第2の相関
値の保持用とに共用することができるから、従来構成よ
りもレジスタの個数を削減することができ、コストの低
減につながる。また、従来構成と比較して捕捉モードと
追跡モードとのレジスタの個数に変化が生じないから、
構成要素を削減しながらも従来構成と同程度の性能を得
ることができる。
【0037】請求項4の発明は、GPS衛星から受信し
たGPS信号の搬送波に相当するキャリア信号を生成し
搬送波とキャリア信号との相関値である第1の相関値を
求めるとともに、GPS信号に含まれるPNコードに相
当するPNコードを生成し両者の相関値である第2の相
関値を求める機能をそれぞれ備えた複数個の信号処理回
路と、各信号処理回路で得られる第1の相関値に基づい
てGPS信号を捕捉する捕捉モードと第2の相関値に基
づいてGPS信号を追尾する追尾モードとを切換可能に
備えた信号追尾回路と、生成したPNコードを用いてG
PS信号から復調される航法データに基づいてGPS衛
星までの疑似距離を求める疑似距離演算部とを設け、前
記各信号処理回路で生成される第1の相関値および第2
の相関値を保持して前記信号追尾回路に渡すSRAMを
設けたものであり、レジスタよりもSRAMのほうが大
容量を得やすいから、SRAMを積算に用いることで部
品点数を少なくしながらも従来構成と同程度の性能を得
ることができるという利点がある。
【0038】請求項5の発明は、請求項1ないし請求項
3の発明において、前記捕捉モードと前記追尾モードと
の選択命令を前記信号追尾回路から与えるものであり、
捕捉と追尾との指示を与えている信号追尾回路が捕捉モ
ードと追尾モードとの指示を与えるから、受信状態に追
従した制御が可能になるという利点がある。
【0039】請求項6の発明は、請求項1ないし請求項
3の発明において、前記各信号処理回路がGPS信号を
捕捉しているか追尾しているかの別を保持する処理モー
ド保持回路を備え、前記捕捉モードと前記追尾モードと
の選択命令を前記信号追尾回路とは別に設けた処理モー
ド保持回路から制御回路を通して与えるものであり、各
信号処理回路ごとの情報に基づいて捕捉モードと追尾モ
ードとの指示を与えるから、受信状態に追従した制御が
可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す要部ブロック
図である。
【図2】同上の一動作状態を示す要部ブロック図であ
る。
【図3】同上の他動作状態を示す要部ブロック図であ
る。
【図4】本発明の第2の実施の形態の一動作状態を示す
要部ブロック図である。
【図5】同上の他動作状態を示す要部ブロック図であ
る。
【図6】本発明の第3の実施の形態の一動作状態を示す
要部ブロック図である。
【図7】同上の制御経路を示すブロック図である。
【図8】同上の他の制御形態を示すブロック図である。
【図9】本発明の第4の実施の形態を示す要部ブロック
図である。
【図10】GPS受信装置の全体構成を示すブロック図
である。
【図11】従来構成を示す要部ブロック図である。
【符号の説明】
4 信号処理回路 5 信号追尾回路 6 疑似距離演算部 7 処理モード保持回路 8 制御回路 12 キャリア発生器 15 コード用発振器 21a,21b,…… レジスタ 22 SRAM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上柳 秀樹 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 山本 泰子 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 5J062 AA01 CC07 DD04 DD14 5K022 EE02 EE32

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GPS衛星から受信したGPS信号の搬
    送波に相当するキャリア信号を生成し搬送波とキャリア
    信号との相関値である第1の相関値を求めるとともに、
    GPS信号に含まれるPNコードに相当するPNコード
    を生成し両者の相関値である第2の相関値を求める機能
    をそれぞれ備えた複数個の信号処理回路と、各信号処理
    回路で得られる第1の相関値に基づいてGPS信号を捕
    捉する機能と第2の相関値に基づいてGPS信号を追尾
    する機能とを備えた信号追尾回路と、生成したPNコー
    ドを用いてGPS信号から復調される航法データに基づ
    いてGPS衛星までの疑似距離を求める疑似距離演算部
    とを設け、前記各信号処理回路が共用するレジスタを設
    け、GPS信号を捕捉する捕捉モードでは前記レジスタ
    に各信号処理回路で生成した第1の相関値を保持させて
    前記信号追尾回路に渡し、GPS信号を追尾する追尾モ
    ードでは前記レジスタに各信号処理回路で生成した第2
    の相関値を保持させて前記信号追尾回路に渡すことを特
    徴とするGPS受信装置。
  2. 【請求項2】 GPS衛星から受信したGPS信号の搬
    送波に相当するキャリア信号を生成し搬送波とキャリア
    信号との相関値である第1の相関値を求めるとともに、
    GPS信号に含まれるPNコードに相当するPNコード
    を生成し両者の相関値である第2の相関値を求める機能
    をそれぞれ備えた複数個の信号処理回路と、各信号処理
    回路で得られる第1の相関値に基づいてGPS信号を捕
    捉する機能と第2の相関値に基づいてGPS信号を追尾
    する機能とを備えた信号追尾回路と、生成したPNコー
    ドを用いてGPS信号から復調される航法データに基づ
    いてGPS衛星までの疑似距離を求める疑似距離演算部
    とを設け、前記キャリア信号を生成するキャリア発生器
    と前記PNコードを生成する際に用いるコード用発振器
    とをそれぞれ数値制御発振器を用いて構成し、GPS信
    号を捕捉する捕捉モードでは各信号処理回路ごとに設け
    た数値制御発振器をキャリア発生器として用いるととも
    に少なくとも1つの数値制御発振器を複数の信号処理回
    路で共用するコード用発振器として用い、GPS信号を
    追尾する追尾モードでは各信号処理回路ごとに設けた数
    値制御発振器をコード用発振器として用いるとともに少
    なくとも1つの数値制御発振器を複数の信号処理回路で
    共用するキャリア発生器として用いることを特徴とする
    GPS受信装置。
  3. 【請求項3】 GPS衛星から受信したGPS信号の搬
    送波に相当するキャリア信号を生成し搬送波とキャリア
    信号との相関値である第1の相関値を求めるとともに、
    GPS信号に含まれるPNコードに相当するPNコード
    を生成し両者の相関値である第2の相関値を求める機能
    をそれぞれ備えた複数個の信号処理回路と、各信号処理
    回路で得られる第1の相関値に基づいてGPS信号を捕
    捉する機能と第2の相関値に基づいてGPS信号を追尾
    する機能とを備えた信号追尾回路と、生成したPNコー
    ドを用いてGPS信号から復調される航法データに基づ
    いてGPS衛星までの疑似距離を求める疑似距離演算部
    とを設け、前記キャリア信号を生成するキャリア発生器
    と前記PNコードを生成する際に用いるコード用発振器
    とをそれぞれ数値制御発振器を用いて構成し、前記各信
    号処理回路が共用するレジスタを設け、GPS信号を捕
    捉する捕捉モードでは、各信号処理回路ごとに設けた数
    値制御発振器をキャリア発生器として用いるとともに少
    なくとも1つの数値制御発振器を複数の信号処理回路で
    共用するコード用発振器として用い、かつ前記レジスタ
    に各信号処理回路で生成した第1の相関値を保持させて
    前記信号追尾回路に渡し、GPS信号を追尾する追尾モ
    ードでは、各信号処理回路ごとに設けた数値制御発振器
    をコード用発振器として用いるとともに少なくとも1つ
    の数値制御発振器を複数の信号処理回路で共用するキャ
    リア発生器として用い、かつ前記レジスタに各信号処理
    回路で生成した第2の相関値を保持させて前記信号追尾
    回路に渡すことを特徴とするGPS受信装置。
  4. 【請求項4】 GPS衛星から受信したGPS信号の搬
    送波に相当するキャリア信号を生成し搬送波とキャリア
    信号との相関値である第1の相関値を求めるとともに、
    GPS信号に含まれるPNコードに相当するPNコード
    を生成し両者の相関値である第2の相関値を求める機能
    をそれぞれ備えた複数個の信号処理回路と、各信号処理
    回路で得られる第1の相関値に基づいてGPS信号を捕
    捉する捕捉モードと第2の相関値に基づいてGPS信号
    を追尾する追尾モードとを切換可能に備えた信号追尾回
    路と、生成したPNコードを用いてGPS信号から復調
    される航法データに基づいてGPS衛星までの疑似距離
    を求める疑似距離演算部とを設け、前記各信号処理回路
    で生成される第1の相関値および第2の相関値を保持し
    て前記信号追尾回路に渡すSRAMを設けたことを特徴
    とするGPS受信装置。
  5. 【請求項5】 前記捕捉モードと前記追尾モードとの選
    択命令を前記信号追尾回路から与えることを特徴とする
    請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のGPS
    受信装置。
  6. 【請求項6】 前記各信号処理回路がGPS信号を捕捉
    しているか追尾しているかの別を保持する処理モード保
    持回路を備え、前記捕捉モードと前記追尾モードとの選
    択命令を前記信号追尾回路とは別に設けた処理モード保
    持回路から制御回路を通して与えることを特徴とする請
    求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のGPS受
    信装置。
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JP2008512960A (ja) * 2004-09-07 2008-04-24 クゥアルコム・インコーポレイテッド サブキャリアの相互排他的部分集合を利用するofdm位置配置信号通信

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