JP2001311768A

JP2001311768A - マルチパス判定機能付きｇｐｓレシーバ

Info

Publication number: JP2001311768A
Application number: JP2000130624A
Authority: JP
Inventors: Yujiro Matsukura; 雄二郎松倉
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】受信しているＧＰＳ信号が直接波であるかマ
ルチパスによる反射波であるかを、確実に判定すること
のできるＧＰＳレシーバ及びその判定方法を提供する。【解決手段】本発明のＧＰＳレシーバは、複数の受信
チャネルに同一のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信させ
る受信制御手段と、同一のＧＰＳ衛星に関し複数の受信
チャンネルで受信される夫々のＧＰＳ信号から求められ
る夫々の擬似距離、夫々のＧＰＳ信号の夫々の受信レベ
ルの少なくともいずれか一方の指標に基づいて、夫々の
ＧＰＳ信号についてそれが直接波であるかマルチパスに
よる反射波であるかを判定する判定手段を備える。判定
手段は、同一のＧＰＳ衛星に関して夫々の受信チャンネ
ルで受信されている夫々のＧＰＳ信号のうち、求められ
る擬似距離の値が最も小さいＧＰＳ信号を直接波である
と判定し、それ以外のＧＰＳ信号をマルチパスによる反
射波であると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の受信チャン
ネルを有するＧＰＳレシーバに関し、詳しくはＧＰＳレ
シーバにおけるマルチパスの影響の除去に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＧＰＳ（Global Positioning System）
衛星は、Ｌ１波と呼ばれる１５７５.４２ＭＨｚの搬送
波を、擬似ランダム符号発生器で発生される衛星固有の
Ｃ／Ａコードで位相変調した信号を送信している（以
下、この送信信号を「ＧＰＳ信号」と呼ぶ）。ＧＰＳレ
シーバは、このＧＰＳ信号を受信すると共に、ＧＰＳ衛
星とレシーバ自身との距離を測定し（この距離を「擬似
距離」と呼ぶ）、複数の衛星について得られた擬似距離
をもとに幾何学的な演算（測位演算）により自身の位置
を算出している。このとき、３つのＧＰＳ衛星からの擬
似距離を用いて測位演算を行うと、２次元（緯度、経
度）の位置が得られ、４以上のＧＰＳ衛星からの擬似距
離を用いて測位演算を行うと、３次元（緯度、経度、高
度）の位置が得られる。

【０００３】ＧＰＳレシーバによる擬似距離測定の原理
は、次にように説明される。ＧＰＳレシーバは、ＧＰＳ
信号を受信することで、ＧＰＳ衛星が信号を送信した時
刻Ｔ１を知ることができ、また、ＧＰＳレシーバ自身が
持っている時計から現在時刻Ｔ２を得ることができる。
このとき、Ｔ２とＴ１の時間差は、ＧＰＳ衛星からＧＰ
Ｓレシーバまでの電波の到達時間である。したがって、
この時間差に高速を乗じた値ｒ、ｒ＝（Ｔ２−Ｔ１）・（光速）がＧＰＳ衛星からＧＰＳレシーバまでの距離を表すこと
となる。

【０００４】ＧＰＳレシーバが保有する時計は、ＧＰＳ
衛星に搭載される原子時計ほどの精度を持たないため、
ＧＰＳレシーバの時計から得られる時刻Ｔ２には誤差が
含まれることになり、擬似距離ｒには、この時計誤差に
よる影響ｓ_０が含まれることとなる。ＧＰＳレシーバ
は、４つ以上のＧＰＳ衛星からの擬似距離を測定し連立
方程式を解くことで、自身の位置（ｘ、ｙ、ｚ）のみで
なく時計誤差による影響ｓ_０を含めた４つの未知数を演
算によって求めている。このように、測位演算を行うた
めには、複数のＧＰＳ衛星からの電波を同時に受信する
必要があり、ＧＰＳレシーバは、ＧＰＳ信号を捕捉・追
尾するための受信チャンネルを複数備えて構成されてい
る。

【０００５】ところで、市街地等におけるＧＰＳ信号の
受信では、図４に示すように、ＧＰＳ衛星から直接到来
する直接波Ｓと建物等での反射による反射波Ｓｍの複数
の経路から信号が受信される現象が生じる。この現象
は、マルチパスと呼ばれる。反射波Ｓｍと直接波Ｓの経
路の相違から、反射波ＳｍがＧＰＳレシーバに到達する
到達時間と直接波Ｓの到達時間は相違することとなり、
反射波による擬似距離の測定では正しい測定が行われな
いことになる。

【０００６】従来、ＧＰＳレシーバは、１つのＧＰＳ衛
星に対し１つの受信チャンネルで受信を行っていた。１
つの受信チャンネルが受信するＧＰＳ信号に基づいて、
それが反射波であるか直接波であることを判定すること
は極めて困難であり、従来、ＧＰＳレシーバで受信した
ＧＰＳ信号が直接波であるかマルチパスによる反射波で
あるかを、確実に判定することのできるＧＰＳレシーバ
はなかった。反射波によって測定された擬似距離を用い
て測位演算が行われた場合、その結果であるＧＰＳ測位
解にもその影響が含まれることとなる。このような場
合、例えば、カーナビゲーションシステム等では、ディ
スプレイに表示される自車の位置が突然別の位置に移動
してしまう所謂位置飛びを起こすこととなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に鑑みてなされた。すなわち、本発明は、受信し
ているＧＰＳ信号が直接波であるかマルチパスによる反
射波であるかを、確実に判定することのできるＧＰＳレ
シーバ、その判定方法、その判定方法をプログラムとし
て格納した記録媒体を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】その為、本発明の請求項
１に記載のＧＰＳレシーバは、複数の受信チャンネルを
備えることにより同時に複数のＧＰＳ信号を受信可能な
ＧＰＳレシーバであって、複数の受信チャネルに同一の
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信させる受信制御手段
と、該同一のＧＰＳ衛星に関し複数の受信チャンネルで
受信される夫々のＧＰＳ信号から求められる夫々の擬似
距離、該夫々のＧＰＳ信号の受信レベルの少なくともい
ずれか一方の指標に基づいて、該夫々のＧＰＳ信号につ
いてそれが直接波であるかマルチパスによる反射波であ
るかを判定する判定手段を備える。直接波から求められ
る擬似距離のみを用いて測位演算を行うことで、ＧＰＳ
測位解からマルチパスによる影響を除去することができ
る。

【０００９】ここで、判定手段は、同一のＧＰＳ衛星に
関して同時に複数の受信チャンネルで受信されているＧ
ＰＳ信号のうち、求められる擬似距離が最小となるＧＰ
Ｓ信号を直接波であると判定し、それ以外の受信信号を
反射波であると判定することができる（請求項２）。

【００１０】また、判定手段は、同一のＧＰＳ衛星に関
して同時に複数の受信チャンネルで受信されているＧＰ
Ｓ信号のうち、受信レベルの値が最も大きいＧＰＳ信号
を直接波であると判定し、それ以外の受信信号を反射波
であると判定することも可能である（請求項３）。

【００１１】また、請求項４に記載のＧＰＳレシーバ
は、判定手段による判定結果を記憶する記憶手段を更に
備える。

【００１２】また、請求項５に記載のＧＰＳレシーバ
は、同一のＧＰＳ衛星に関し複数の受信チャンネルで受
信された夫々のＧＰＳ信号から求められる夫々の擬似距
離、夫々のＧＳＰ信号の受信レベル、夫々のＧＰＳ信号
の受信時刻の３つの情報のうち少なくとも何れか１つの
情報を更に記憶する。

【００１３】判定結果が記憶されているので、時間の経
過と共に１つのＧＰＳ衛星について信号を受信している
受信チャンネルが１チャンネルのみとなった場合であっ
ても、その１チャンネルについて保存されている判定結
果から、そのチャンネルが現在受信するＧＰＳ信号が直
接波であるか反射波であるかを判定することができる
（請求項６）。

【００１４】また、同一のＧＰＳ衛星に関する夫々のＧ
ＰＳ信号の擬似距離、受信レベル、受信時刻のうちの少
なくともいずれか一つが記憶されているので、１つのＧ
ＰＳ衛星について信号を受信している受信チャンネルが
１チャンネルのみとなった場合において、第１の条件と
して、現在の時刻が、記憶手段に記憶される受信状態に
ある１チャンネルの受信時刻から所定時間以上経過して
いる場合と、第２の条件として、受信状態にある１チャ
ンネルのＧＰＳ信号についての擬似距離と、記憶手段に
記憶される受信状態にある１チャンネルについての擬似
距離との差が所定値以上となっている場合の、少なくと
も１つの条件が満たされる場合には、記憶手段に保存さ
れている判定結果を用いるのではなく、受信状態にある
１チャンネルの現在の受信レベルが所定の閾値以上であ
るとき、その１チャンネルで受信されるＧＰＳ信号は直
接波であると判定し、所定の閾値未満であるときは反射
波であると判定することができる（請求項７）。

【００１５】請求項８に記載のＧＰＳレシーバにおける
マルチパス判定方法は、複数の受信チャンネルを備える
ことにより同時に複数のＧＰＳ信号を受信可能なＧＰＳ
レシーバにおいて、複数の受信チャンネルに同一のＧＰ
Ｓ衛星からのＧＰＳ信号を受信させるステップと、前記
同一のＧＰＳ衛星に関する複数の受信信号のうち、求め
られる擬似距離が最も小さい受信信号を直接波であると
判定し、それ以外の受信信号を反射波であると判定する
ステップと、判定結果を記憶するステップと、前記同一
のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する受信チャンネ
ルが１チャンネルのみとなっている場合には、該１チャ
ンネルの現在の受信信号についての判定結果として、記
憶されている該１チャンネルについての判定結果を用い
るステップとを有することを特徴とする。マルチパスが
起きている場合、直接波で測定される擬似距離が最も短
いと推定できるので、以上のステップにより直接波を選
別することができることになる。

【００１６】また、請求項９に記載のＧＰＳレシーバに
おけるマルチパス判定方法は、複数の受信チャンネルを
備えることにより同時に複数のＧＰＳ信号を受信可能な
ＧＰＳレシーバにおいて、複数の受信チャンネルに同一
のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信させるステップ
と、前記同一のＧＰＳ衛星に関する複数の受信信号のう
ち、受信レベルが最も大きい受信信号を直接波であると
判定し、それ以外の受信信号を反射波であると判定する
ステップとを有すること特徴とする。マルチパスにより
建物で反射してくる電波は、直接波よりも信号強度が減
衰していると推定できるので、以上のステップにより直
接波の選別ができることになる。また、判定結果を記憶
するステップと、同一のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を
受信する受信チャンネルが１チャンネルのみとなってい
る場合には、該１チャンネルの現在の受信信号について
の判定結果として、記憶されている該１チャンネルにつ
いての判定結果用いるステップとを更に有するようにし
ても良い（請求項１０）。

【００１７】同一のＧＰＳ衛星からの信号を複数の受信
チャンネルで受信させたとき、該同一のＧＰＳ衛星につ
いて受信状態にある受信チャンネルについての擬似距離
がすべて等しい場合には、該受信状態にある夫々の受信
チャネルの１つ以外の受信チャンネルで、所定時間経過
後、該同一のＧＰＳ衛星からの信号を受信するステップ
によって、同一のＧＰＳ衛星に関して２以上の異なる擬
似距離が得られるまでＧＰＳ信号の受信を続けることが
望ましい（請求項１１）。

【００１８】また、請求項１２に記載のＧＰＳレシーバ
におけるマルチパス判定方法は、前記判定結果を記憶す
るステップは、同一のＧＰＳ衛星に関し複数の受信チャ
ンネルで受信される夫々のＧＰＳ信号から求められる夫
々の擬似距離、夫々のＧＳＰ信号の受信レベル、夫々の
ＧＰＳ信号の受信時刻の３つの情報のうち少なくとも何
れか１つの情報を更に記憶する。また、前記記憶されて
いる該１チャンネルについて判定結果を用いるステップ
は、第１の条件として、現在の時刻が、記憶されている
該１チャンネルについての受信時刻から所定時間以上経
過している場合と、第２の条件として、該１チャンネル
についての現在の擬似距離と、記憶されている該１チャ
ンネルについての擬似距離との差が所定値以上となって
いる場合の、少なくとも１つの条件が満たされる場合
に、該１チャンネルの現在の受信レベルが所定の閾値以
上であるならば該１チャンネルの受信信号が直接波であ
ると判定し、該１チャンネルの現在の受信レベルが所定
の閾値未満であるならば該１チャンネルの受信信号が反
射波であると判定するステップを含む。すなわち、１つ
のチャンネルのみが受信状態にある状況において、時間
の経過等により、記憶されている判定結果を用いること
が適切でないと判断される場合には、記憶されている判
定結果が用いられずに、その１つのチャンネルが現在受
信している受信信号の受信レベルを用いて直接波／反射
波の判定が行われる。

【００１９】以上のマルチパス判定方法で直接波である
と判定された擬似距離のみを用いてＧＰＳ測位解を算出
することで、ＧＰＳ測位解からマルチパスの影響を除去
することが可能となる（請求項１３）。

【００２０】請求項１４に記載の発明は、以上のマルチ
パス判定方法又はＧＰＳ測位解からマルチパスの影響を
除去する方法を、ＧＰＳレシーバ内部のＣＰＵが、読み
込み、実行可能なプログラムとして格納した記憶媒体で
ある。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のＧＰＳレシーバ
２０の機能を概略的に表すブロック図である。また、図
２は、１つのＧＰＳ衛星からの信号を複数の受信チャン
ネルで同時に受信させる機能を持つ受信制御手段２２の
機能を説明するために、ＧＰＳレシーバ２０の一部を詳
細に表したブロック図である。始めに、図１を参照して
ＧＰＳレシーバ２０の動作を説明する。

【００２２】ＧＰＳ衛星から送信される搬送波周波数
１，５７５．４２ＭＨｚのＧＰＳ信号は、アンテナ１で
捉えられ、周波数変換回路２に入力される。周波数変換
回路２は、アンテナ１から入力されるＧＰＳ信号と、基
準周波数発生器４の発振周波数をもとにシンセサイザ３
が発生させる局部発振周波数とを乗算することで、アン
テナ１から入力されるＧＰＳ信号の搬送波周波数を、中
間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートする。この中間周
波数の信号は、ＡＤ変換部５によってデジタル信号に変
換される。

【００２３】ＡＤ変換部５でデジタル信号に変換された
信号は、計８つ存在する受信チャンネル１９の夫々に入
力される。受信チャンネル１９は、ＧＰＳ信号を捕捉・
追尾する機能を担っている。ＧＰＳレシーバ２０には受
信チャネル１９が計８つ設けられているので、ＧＰＳ衛
星から送信される電波を同時に計８つ捕捉・追尾するこ
とが可能である。なお、ＧＰＳレＳ−バ２０では、受信
チャンネルの数が合計８つであるとしているが、受信チ
ャンネルの数をさらに増加させてＧＰＳレシーバを構成
することも可能である。

【００２４】ＡＤ変換部５からの信号は、キャリア相関
部６に入力され、キャリアＮＣＯ７で発生されるクロッ
ク信号と乗算される。キャリ相関部６からの出力信号は
ＣＰＵ１１に入力され、ＣＰＵ１１は、ＡＤ変換部５か
らキャリア相関部６に入力される搬送波周波数と、キャ
リＮＣＯ７で発生されるクロック信号の周波数及び位相
が等しくなるように、キャリアＮＣＯ制御信号１８によ
ってキャリアＮＣＯ７を制御する。以上の制御により、
キャリア相関部６からは搬送波周波数成分が除去された
信号が、ＣＡコード相関部８に対して出力される。

【００２５】ＣＡコード相関部８では、キャリ相関部８
からの信号と、コードＮＣＯ１０で発生されるＣ／Ａコ
ードのクロック周波数をもとにＣＡコード発生部９で発
生される擬似ランダムコードの信号とが乗算される。ま
た、ＣＡコード相関部８からの出力信号はＣＰＵ１１に
入力され、ＣＰＵ１１は、キャリア相関部６からＣＡコ
ード相関部８に入力される信号と、コードＮＣＯ及びＣ
Ａコード発生部９で発生される擬似ランダムコード信号
の周波数及び位相が等しくなるように、コードＮＣＯ制
御信号１９によって、コードＮＣＯ１０及びＣＡコード
発生部９を制御する。なお、ＣＡコード発生部９では、
捕らえようとするＧＰＳ衛星固有のＣ／Ａコードが発生
される。

【００２６】以上の制御により、受信チャンネル１９か
らＣＰＵ１１に入力される信号は、Ｃ／Ａコードの成分
が除去されたベースバンド信号となる。ＣＰＵ１１は、
ベースバンド信号２２から、衛星時計の時刻情報、衛星
位置情報（ephemeris）等を含む航法データを復調す
る。また、ＣＰＵ１１は、ＧＰＳ信号の到着時間をもと
に擬似距離を算出し、受信したＧＰＳ信号の搬送波周波
数の、本来の周波数からのドップラーシフト量を取得す
る。ＣＰＵ１１は、４つのＧＰＳ衛星からの擬似距離に
基づいて測位演算を実行する。メモリ１２には、ＣＰＵ
１１が実行すべきプログラムその他の情報が記憶され
る。

【００２７】図２は、ＧＰＳレシーバ２０の機能の一部
を詳細に示したブロックである。図２に示す受信制御部
２２、擬似距離／受信Ｃ／Ｎ（Ｃ／Ｎ；搬送波電力対雑
音電力比）演算部２３、判定部２４は、ＣＰＵ１１内部
の１機能として実現される。受信制御手段２２は、２つ
の受信チャンネルで同じＧＰＳ衛星からの信号が受信さ
れるように、各受信チャンネル１９を制御する。この制
御は、コードＮＣＯ制御信号１９、キャリアＮＣＯ制御
信号１８等によって行われる。例えば、チャンネルＣｈ
１，Ｃｈ２では、１つのＧＰＳ衛星ＳＶ_１からの信号が
夫々受信されるように制御される。図２に示すように、
受信制御手段２２は、４つのＧＰＳ衛星（ＳＶ_１〜ＳＶ
_４）からの信号が、それぞれ２つの受信チャンネルで受
信されるように制御を行う。

【００２８】図４で示したように、マルチパス状況下で
は、ＧＳＰ衛星からＧＰＳレシーバには直接波Ｓ以外に
反射波Ｓｍが到来する。直接波Ｓと反射波Ｓｍの関係は
次のように表される。Ｓｍ（ｔ）＝α・Ｓ（ｔ−β）ただし、ｔ；時間０＜α＜１，β＞０すなわち、反射波Ｓｍは、建物などで反射して到来する
ため、直接波Ｓよりも信号の強度が弱く、かつ、直接波
Ｓよりも到来時刻が遅れる。受信制御手段２２は、チャ
ンネルＣｈ１でＧＰＳ衛星ＳＶ_１からの信号を受信した
場合、チャンネルＣｈ２ではＧＰＳ衛星ＳＶ_１からの信
号であって到来時刻が異なるものが受信されるように動
作する。したがって、チャンネルＣｈ１、Ｃｈ２のどち
らか一方で直接波Ｓを、他方で反射波Ｓｍを受信するこ
とが可能となる。

【００２９】このように、２つのチャンネルで１つのＧ
ＰＳ衛星からの信号を受信する場合、時間の経過にした
がって変化する受信状況は、以下述べる３つのケース
（ケース（Ａ），ケース（Ｂ），ケース（Ｃ））に分け
られ、ＧＰＳレシーバ２０はそれぞれのケースに応じ受
信信号に対する直接波／反射波の判定を行う。なお、以
下の説明では、簡単のため、受信チャンネルＣｈ１、Ｃ
ｈ２で受信される信号を対象とした動作について説明す
るが、他の受信チャンネルに関しても同様の動作が行わ
れる。

【００３０】２つの受信チャンネルＣｈ１，Ｃｈ２で共
に受信している状況では（ケース（Ａ））、擬似距離／
受信Ｃ／Ｎ演算部２３では、Ｃｈ１及びＣｈ２で受信し
た信号に基づいて擬似距離が測定されるとともに、受信
した信号の受信レベルを表す受信Ｃ／Ｎも求められる。
受信Ｃ／Ｎは、受信した信号に含まれる搬送波の電力
と、雑音の電力との比をとることによって求められる。
判定部２４は、Ｃｈ１、Ｃｈ２の受信信号から求められ
た夫々の擬似距離を比較し、小さい擬似距離となる受信
チャンネルの受信信号を直接波、他方の受信チャンネル
の受信信号を反射波と判定する。判定を行った際の時
刻、夫々の擬似距離、受信Ｃ／Ｎ及び判定結果は、メモ
リ１２に保存され、これらデータについての最新のもの
が得られた場合、その内容は更新される。

【００３１】Ｃｈ１、Ｃｈ２のどちらか一方のみが受信
している状況では（ケース（Ｂ））、判定部２４は、受
信状態にある受信チャネルの受信信号が直接波であるか
反射波であるかの判定として、その受信状況にある受信
チャネルについてメモリ１２に保存された判定結果を継
承する。ただし、ケースＢの状況に入ってから所定時間
以上経過した場合、或いは受信状況にある受信チャネル
についての現在の擬似距離とメモリ１２に保存されてい
る擬似距離との差が所定値以上となった場合には、時間
の経過によりメモリ１２に保存されている判定結果を用
いることが適切でなくなったと考えられるため、メモリ
１２内部に保存された判定結果は用いられない。

【００３２】Ｃｈ１、Ｃｈ２のどちらか一方のみが受信
している状況であって、上記のようにメモリ１２内部に
記憶されている判定結果を用いることができない状況、
又は、判定結果自体がメモリ１２に保存されていない状
況では（ケース（Ｃ））、判定部２４は、受信状況にあ
る受信チャンネルの受信Ｃ／Ｎと所定の閾値との比較を
行う。判定部２４は、その受信Ｃ／Ｎが閾値以上である
場合、受信信号が直接波であると判定し、その受信Ｃ／
Ｎが閾値未満である場合、受信信号が反射波であると判
定する。

【００３３】図３は、時間の経過と共に推移するＣｈ
１、Ｃｈ２での受信状況の変化の１例を示している。時
刻ｔ０は、ＧＰＳレシーバ２０の受信の開始時刻であ
る。時刻ｔ０からｔ１の区間ａでは、いまだＧＰＳ信号
が受信されておらず、直接波／反射波の判定は行われな
い。区間ｂでは、Ｃｈ１のみが受信状態にあるため、前
記ケース（Ｃ）の動作が適用され、直接波であると判定
された場合には、その受信チャネルについての擬似距離
がＣＰＵ１１における測位演算に使用される。区間ｃで
は、Ｃｈ１、Ｃｈ２共に受信状態にあるので、区間ｂに
ついての判定結果としてメモリ１２に保存されている結
果にかかわりなく、ケース（Ａ）の動作によって判定が
行われる。

【００３４】区間ｄは、Ｃｈ２が非受信となった状況で
あり、ケース（Ｂ）の動作が適用され、メモリ１２に保
存されているＣｈ１に関する判定結果が直接波であると
きは区間ｄにおけるＣｈ１の受信信号は直接波とみなさ
れ、メモリ１２に保存されている判定結果が反射波であ
るときはＣｈ１の受信信号は反射波であるとみなされ
る。区間ｅは、区間ａと同様である。

【００３５】区間ｆでは、始めに、区間ｃからの経過時
間が確認される。経過時間（現在の時刻−ｔ３）が所定
時間以内で、かつ、時刻ｔ３において測定されたＣｈ２
に関する擬似距離と、現在の時刻において測定された擬
似距離との差が所定値以下である場合には、Ｃｈ２の現
在の受信信号についての判定として区間ｃの判定結果が
継承され、それ以外の場合は、ケース（Ｃ）の動作が適
用される。

【００３６】以上で説明を行ったＣＰＵ１１によって実
行される直接波／反射波の判定処理ルーチンのフローチ
ャートを図５から図７に示す。なお、図５から図７に示
すフローチャートは、Ｃｈ１及びＣｈ２での受信信号に
対する処理を表しているが、これらの処理はすべての受
信チャンネルの受信信号に関して実行される。本判定処
理ルーチンが起動されると、始めにＣｈ１が受信状態に
あるかどうかが確認され（Ｓ５０１）、Ｃｈ１が受信状
態にあり（Ｓ５０１：ＹＥＳ）さらにＣｈ２も受信状態
にある場合には（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、Ｓ５０３の判定
が行われる。

【００３７】Ｓ５０３では、Ｃｈ１の擬似距離とＣｈ２
の擬似距離が等しいか否かが判定される。２つの擬似距
離が等しい場合は（Ｓ５０３：ＮＯ）、Ｃｈ２での信号
の受信が中止され（Ｓ５１０）、所定時間待った後、Ｃ
ｈ１が捕捉しているＧＰＳ衛星（ＳＶ_１）と同じＧＰＳ
衛星（ＳＶ_１）からの信号を受信するために、周波数サ
ーチを含めた信号の捕捉動作がＣｈ２において開始され
る。

【００３８】一方、Ｃｈ１の擬似距離とＣｈ２の擬似距
離が異なる場合は（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、Ｓ５０４にお
いて２つの擬似距離の大小が比較される。Ｃｈ１の擬似
距離の方が小さい場合には（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、Ｃｈ
１の受信信号が直接波であると判定され、判定結果が変
数Ｃｈ１．Ｓｔａｔｕｓに、判定時刻が変数Ｃｈ１．Ｔ
ｉｍｅに、Ｃｈ１の擬似距離が変数Ｃｈ１．Ｐｒに夫々
保存される（Ｓ５０５）。また、Ｃｈ２の受信信号は反
射波であると判定され、判定結果が変数Ｃｈ２．Ｓｔａ
ｔｕｓに、判定時刻が変数Ｃｈ２．Ｔｉｍｅに、Ｃｈ２
の擬似距離が変数Ｃｈ２．Ｐｒに夫々保存される（Ｓ５
０６）。その後、再びＳ５０１からの処理が繰り返し実
行される。なお、Ｓ５０４でＣｈ１の擬似距離の方が大
きいと判定される場合には、Ｃｈ２での受信信号が直接
波であると判定され、Ｃｈ１での受信信号が反射波であ
ると判定され、Ｓ５０５、Ｓ５０６と同様に各パラメー
タが夫々の変数に保存される（Ｓ５０７，Ｓ５０８）。

【００３９】Ｓ５０１でＣｈ１が受信状態にないと判定
され（Ｓ５０１：ＮＯ）、Ｓ５０９においてＣｈ２が受
信状態にあると判定された場合は（Ｓ５０９：ＹＥ
Ｓ）、図６に示す処理が実行される。図６は、Ｃｈ２の
みが受信状態にある場合の直接波／反射波の判定処理を
表している。また、Ｓ５０２で、Ｃｈ２が受信状態にな
いと判定された場合には、図７に示す処理が実行され
る。図７は、Ｃｈ１のみが受信状態にある場合の直接波
／反射波の判定処理を表している。図６、図７の判定処
理の方法は同じであるため、以下図６の場合について説
明を行う。

【００４０】図６の判定処理では、始めに現在の時刻
と、変数Ｃｈ２．Ｔｉｍｅとの差が所定時間以内である
かどうかが判定される（Ｓ５２０）。この差が所定時間
以内であり（Ｓ５２０：ＹＥＳ）、かつ、Ｃｈ２の現在
の擬似距離と変数Ｃｈ２．Ｐｒに保存されている擬似距
離との差が所定値以内である場合には（Ｓ５２１：ＹＥ
Ｓ）、Ｓ５２２において変数Ｃｈ２．Ｓｔａｔｕｓに保
存された判定結果の確認が行われる。変数Ｃｈ２．Ｓｔ
ａｔｕｓの内容が直接波である場合には（Ｓ５２２：Ｙ
ＥＳ）、Ｃｈ２の現在の受信信号は、直接波であると判
定される（Ｓ５２３）。Ｓ５２２において、変数Ｃｈ
２．Ｓｔａｔｕｓの内容が反射波である場合には（Ｓ５
２２：ＮＯ）、Ｃｈ２の現在の受信信号は、反射波であ
ると判定される（Ｓ５２４）。

【００４１】Ｓ５２０において、現在の時刻と変数Ｃｈ
２．Ｔｉｍｅとの差が所定時間以内でないと判定され
（Ｓ５２０：ＮＯ）、又は、Ｓ５２１において、Ｃｈ２
の現在の擬似距離と変数Ｃｈ２．Ｐｒに保存されている
擬似距離との差が所定値以内でないと判定される場合に
は（Ｓ５２１：ＮＯ）、Ｃｈ２における信号の受信レベ
ルである受信Ｃ／Ｎが所定の閾値以上であるか否かの判
定が行われる（Ｓ５２５）。受信Ｃ／Ｎが閾値以上であ
る場合には（Ｓ５２５：ＹＥＳ）、Ｃｈ２の現在の受信
信号は直接波であると判定され（Ｓ５２６）、受信Ｃ／
Ｎが閾値未満である場合には（Ｓ５２５：ＮＯ）、Ｃｈ
２の現在の受信信号は反射波であると判定される（Ｓ５
２７）。その後、Ｓ５０１からの処理が再び開始され
る。

【００４２】なお、上述の実施形態は、受信制御手段２
２が、１つのＧＰＳ衛星からの信号を同時に受信させる
受信チャンネルの数は２つであったが、この数を増加さ
せ、２つ以上の受信チャンネルで１つのＧＰＳ衛星から
の信号を受信させることも可能である。この場合、判定
部２４は、各受信チャンネルの受信信号のうち、それら
の受信信号から求められる擬似距離が最も小さい値とな
るものを直接波であると判定し、それ以外の受信信号を
反射波であると判定する。

【００４３】また、上述の実施形態において判定部２４
は、擬似距離／受信Ｃ／Ｎ演算部２３で求められる擬似
距離を用いて直接波／反射波の判定を行ったが、直接波
／反射波の判断の指標として受信Ｃ／Ｎを使用し、複数
の受信チャンネルの受信信号のうち、それらの受信信号
の受信Ｃ／Ｎの値が最も大きくなるものを直接波である
と判定し、それ以外の受信信号を反射波であると判定す
ることも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信しているＧＰＳ信号が直接波であるか、マルチパス
による反射波であるかを確実に判定することが可能であ
る。直接波であると判定された受信信号についての擬似
距離のみを用いてＧＰＳ測位演算を行うことで、ＧＰＳ
測位解からマルチパスによる影響を除去することが可能
である。したがって、本発明のＧＰＳレシーバを用い
て、ナビゲーションシステムを構成した場合、ナビゲー
ションシステムとしての測位の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＧＰＳレシーバの機能の概略を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明のＧＰＳレシーバの機能の１部を詳細を
表すブロック図である。

【図３】２つの受信チャンネルの受信状態の推移を表す
図である。

【図４】マルチパスの状況を説明するための図である。

【図５】図６、図７とともに、本発明のＧＰＳレシーバ
におけるマルチパス判定処理を表すフローチャートであ
る。

【図６】図５、図７とともに、本発明のＧＰＳレシーバ
におけるマルチパス判定処理を表すフローチャートであ
る。

【図７】図５、図６とともに、本発明のＧＰＳレシーバ
におけるマルチパス判定処理を表すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１アンテナ２周波数変換回路３シンセサイザ部４基準周波数発生器５ＡＤ変換部６キャリア相関部７キャリアＮＣＯ８ＣＡコード相関部９ＣＡコード発生部１０コードＮＣＯ１１ＣＰＵ１２メモリ１９受信チャンネル２０ＧＰＳレシーバ２２受信制御部２３擬似距離／受信Ｃ／Ｎ演算部２４判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の受信チャンネルを備えることによ
り同時に複数のＧＰＳ信号を受信可能なＧＰＳレシーバ
であって、複数の受信チャネルに同一のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信
号を受信させる受信制御手段と、該同一のＧＰＳ衛星に関し複数の受信チャンネルで受信
される夫々のＧＰＳ信号から求められる夫々の擬似距
離、該夫々のＧＰＳ信号の受信レベルの少なくともいず
れか一方の指標に基づいて、該夫々のＧＰＳ信号につい
てそれが直接波であるかマルチパスによる反射波である
かを判定する判定手段を備えること、を特徴とするＧＰ
Ｓレシーバ。
【請求項２】前記判定手段は、前記夫々のＧＰＳ信号
のうち求められる擬似距離が最も小さいＧＰＳ信号を直
接波であると判定し、それ以外のＧＰＳ信号を反射波で
あると判定すること、を特徴とする請求項１に記載のＧ
ＰＳレシーバ。
【請求項３】前記判定手段は、前記夫々のＧＰＳ信号
のうち受信レベルが最も大きいＧＰＳ信号を直接波であ
ると判定し、それ以外のＧＰＳ信号を反射波であると判
定すること、を特徴とする請求項１に記載のＧＰＳレシ
−バ。
【請求項４】前記判定手段による判定結果を保存する
記憶手段を更に備えること、を特徴とする請求項１から
請求項３のいずれかに記載のＧＰＳレシーバ。
【請求項５】前記記憶手段は、前記同一のＧＰＳ衛星に関し複数の受信チャンネルで受
信される夫々のＧＰＳ信号から求められる夫々の擬似距
離、夫々のＧＳＰ信号の受信レベル、夫々のＧＰＳ信号
の受信時刻の３つの情報のうち少なくとも何れか１つの
情報を更に記憶すること、を特徴とする請求項４に記載
のＧＰＳレシーバ。
【請求項６】前記判定手段は、前記制御手段によって同一のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信
号を受信するように制御される夫々の受信チャンネルの
うち何れか１チャンネルのみが受信状態にある場合にお
いて、該１チャネルに関する現在の判定結果として、前記記憶
手段に保存されている該１チャンネルについての判定結
果を用いること、を特徴とする請求項５に記載のＧＰＳ
レシーバ。
【請求項７】前記判定手段は、前記制御手段によって同一のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信
号を受信するように制御される夫々の受信チャンネルの
うち何れか１チャンネルのみが受信状態にある場合にお
いて、第１の条件として、現在の時刻が、前記記憶手段に記憶
されている該１チャンネルの受信時刻から所定時間以上
経過している場合と、第２の条件として、該１チャンネルについての擬似距離
と、前記記憶手段に記憶されている該１チャンネルにつ
いての擬似距離との差が所定値以上となっている場合
の、少なくとも１つの条件が満たされる場合には、該１チャンネルについての現在の受信レベルが所定の閾
値以上であるならば該１チャンネルで受信されるＧＰＳ
信号は直接波であると判定し、該１チャンネルについての現在の受信レベルが所定の閾
値未満であるならば該１チャンネルの受信されるＧＰＳ
信号は反射波であると判定すること、を特徴とする請求
項６に記載のＧＰＳレシーバ。
【請求項８】複数の受信チャンネルを備えることによ
り同時に複数のＧＰＳ信号を受信可能なＧＰＳレシーバ
において、複数の受信チャンネルに同一のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ
信号を受信させるステップと、前記同一のＧＰＳ衛星に関する複数の受信信号のうち、
求められる擬似距離が最も小さい受信信号を直接波であ
ると判定し、それ以外の受信信号を反射波であると判定
するステップと、判定結果を記憶するステップと、前記同一のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する受信
チャンネルが１チャンネルのみとなっている場合には、
該１チャンネルの現在の受信信号についての判定結果と
して、記憶されている該１チャンネルについての判定結
果を用いるステップとを有すること、を特徴とするＧＰ
Ｓレシーバにおけるマルチパス判定方法。
【請求項９】複数の受信チャンネルを備えることによ
り同時に複数のＧＰＳ信号を受信可能なＧＰＳレシーバ
において、複数の受信チャンネルに同一のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ
信号を受信させるステップと、前記同一のＧＰＳ衛星に関する複数の受信信号のうち、
受信レベルが最も大きい受信信号を直接波であると判定
し、それ以外の受信信号を反射波であると判定するステ
ップと、を有すること特徴とする、ＧＰＳレシーバにお
けるマルチパス判定方法。
【請求項１０】判定結果を記憶するステップと、前記同一のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する受信
チャンネルが１チャンネルのみとなっている場合には、
該１チャンネルの現在の受信信号についての判定結果と
して、記憶されている該１チャンネルについての判定結
果用いるステップとを更に有すること、を特徴とする請
求項９に記載のＧＰＳレシーバにおけるマルチパス判定
方法。
【請求項１１】前記複数の受信チャンネルに同一のＧ
ＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信させるステップは、該同一のＧＰＳ衛星に関して受信状態にある夫々の受信
チャンネルについての夫々の擬似距離がすべて等しい場
合には、該受信状態にある夫々の受信チャネルの１つ以
外の受信チャンネルで、所定時間経過後、該同一のＧＰ
Ｓ衛星からのＧＰＳ信号を受信するステップを含むこ
と、を特徴とする請求項８又は請求項１０に記載のＧＰ
Ｓレシーバにおけるマルチパス判定方法。
【請求項１２】前記判定結果を記憶するステップは、前記同一のＧＰＳ衛星に関し複数の受信チャンネルで受
信される夫々のＧＰＳ信号から求められる夫々の擬似距
離、夫々のＧＳＰ信号の受信レベル、夫々のＧＰＳ信号
の受信時刻の３つの情報のうち少なくとも何れか１つの
情報を記憶するステップを更に含み、前記記憶されている該１チャンネルについての判定結果
を用いるステップは、第１の条件として、現在の時刻が、記憶されている該１
チャンネルについての受信時刻から所定時間以上経過し
ている場合と、第２の条件として、該１チャンネルについての現在の擬
似距離と、記憶されている該１チャンネルについての擬
似距離との差が所定値以上となっている場合の、少なく
とも１つの条件が満たされる場合に、該１チャンネルの現在の受信レベルが所定の閾値以上で
あるならば該１チャンネルの受信信号が直接波であると
判定し、該１チャンネルの現在の受信レベルが所定の閾値未満で
あるならば該１チャンネルの受信信号が反射波であると
判定するステップを含むこと、を特徴とする請求項８又
は請求項１０又は請求項１１に記載のマルチパス判定方
法。
【請求項１３】請求項８から請求項１２の何れかに記
載のマルチパス判定方法を有し、直接波であると判定された擬似距離のみを用いてＧＰＳ
測位解を算出すること、を特徴とするＧＰＳ測位演算方
法。
【請求項１４】請求項８から請求項１３の何れかに記
載の方法をＧＰＳレシーバ内部のＣＰＵが、読み込み、
実行可能なプログラムとして格納した記憶媒体。