JP2002250764A - Gps position detector - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、GPS電波強度を
環境センサの出力から推測して、電波強度の強弱に応じ
て行列サーチ処理で行う積算演算の時間を変えて、精度
の高いGPS測位が実行できる新規な機能を備えたGP
S位置検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of estimating GPS radio field intensity from the output of an environmental sensor, and changing the time of integration calculation performed in a matrix search process in accordance with the level of radio field intensity. GP with new functions that can be executed
The present invention relates to an S position detecting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】地球の上空を周回するGPS衛星(以
下、衛星ともいう)から擬似雑音符号化して発信されて
いる微弱な高周波電波(以下、GPS電波)を受信、周
波数変換し、所定の周期でサンプリングし、デジタル化
してGPS信号として取り出し、この取り出したGPS
信号の地上への到達時間、GPS信号に含まれる航法メ
ッセージを解読して地球上の位置情報を正確に測位する
GPS位置検出装置が近時の通信技術の発達に伴って広
く使用されるようになってきた。2. Description of the Related Art Weak high-frequency radio waves (hereinafter referred to as GPS radio waves) transmitted from a GPS satellite orbiting above the earth (hereinafter also referred to as "satellite") by pseudo-noise encoding, frequency-converted, and subjected to a predetermined period , Digitized and extracted as a GPS signal, and the extracted GPS
A GPS position detecting device that decodes a signal's arrival time on the ground and a navigation message included in the GPS signal to accurately determine the position information on the earth has been widely used with the recent development of communication technology. It has become.
【0003】このようなGPS位置検出装置は、可視空
間を周回している少なくとも4つ以上(2次元測位の場
合は3以上)のGPS衛星を捕捉して、それぞれのGP
S衛星から高周波電波の形で擬似雑音符号化されて発信
されているGPS信号を周波数変換し、解読する必要が
あるが、その解読には、周波数変換されたGPS信号
と、捕捉すべき周回衛星のGPS信号に対して予め割り
当てられたコード信号(C/Aコード)とのタイミング
合わせを行って、捕捉すべき周回衛星から発信されてい
るGPS信号に乗せられている航法メッセージを取り出
し(以下、行列サーチ処理という)、取り出した航法メ
ッセージを解読して、所定の演算処理を行う必要があ
る。[0003] Such a GPS position detecting device captures at least four or more (three or more in the case of two-dimensional positioning) GPS satellites orbiting the visible space, and acquires the respective GP satellites.
It is necessary to frequency-convert and decode the GPS signal transmitted from the S satellite after being pseudo-noise-coded in the form of high-frequency radio waves, and the decoding requires the frequency-converted GPS signal and the orbiting satellite to be captured. Of the GPS signal of the GPS satellite is synchronized with a code signal (C / A code) assigned in advance, and a navigation message carried on the GPS signal transmitted from the orbiting satellite to be acquired is extracted (hereinafter, referred to as a GPS message). It is necessary to decode the extracted navigation message and perform predetermined arithmetic processing.
【0004】しかしながら、GPS衛星から発信されて
いるGPS電波は、周囲環境の影響を受けて減衰し、例
えば、高いビルが密集する市街地と、建物がほとんどな
い田舎や田園などでは、GPSアンテナで受信する電波
強度が異なり、電波障害物の多い市街地では電波強度が
減衰し、ノイズを多く含んでいるため、擬似雑音符号化
されたGPS信号から取り出した航法メッセージが解読
不能のエラーになったり、GPS信号のタイミング合わ
せに時間を要したりしているのが現状である。[0004] However, GPS radio waves transmitted from GPS satellites are attenuated by the influence of the surrounding environment. For example, in an urban area where tall buildings are densely located, and in a countryside or a countryside where there are few buildings, the GPS radio wave is received by a GPS antenna. In a city area where there are many radio obstacles, the radio field intensity is attenuated and contains a lot of noise, so that the navigation message extracted from the pseudo-noise-encoded GPS signal becomes an undecipherable error, At present, it takes time to adjust signal timing.
【0005】そこで、このような行列サーチ処理を行う
際に、周波数変換されたGPS信号と、捕捉すべきGP
S衛星に応じたC/Aコードのタイミング合わせを行い
ながら、所定の時間の間は、所定の積算処理を実行し
て、そのときの積算値が所定のしきい値を超えているか
どうかを判別して、タイミング合わせの一致、不一致を
判断することがなされている。このような積算処理をと
もなう行列サーチ処理によれば、周波数変換されたGP
S信号と1023チップのC/Aコードのタイミング合
わせが一致している場合には、積算値が増大する一方、
タイミング合わせが一致していない場合には、積算値が
高くならないようにしているため、その積算値の値によ
りタイミング合わせの判断を行うことができる。Therefore, when performing such a matrix search process, the frequency-converted GPS signal and the GP
A predetermined integration process is executed for a predetermined time while adjusting the timing of the C / A code according to the S satellite, and it is determined whether or not the integrated value at that time exceeds a predetermined threshold value. Then, it is determined whether the timing is matched or not. According to the matrix search processing with such integration processing, the frequency-converted GP
When the timing of the S signal matches the timing of the C / A code of the 1023 chip, the integrated value increases,
If the timing adjustment does not match, the integrated value is prevented from increasing, so that the timing adjustment can be determined based on the integrated value.
【0006】すなわち、GPS電波が微弱である使用条
件を想定して、行列サーチ処理と同時に、このような積
算処理を付加すれば、その積算処理によって算出された
積算値が所定のしきい値を超えたときには、そのときの
タイミング合わせが一致したと判別できるので、その後
は、1023チップのC/Aコードをロックさせて、G
PS信号と、ロックさせた1023チップのC/Aコー
ドとの排他的論理和を順次出力させて、航法メッセージ
を取り出すことができる。[0006] That is, if such integration processing is added simultaneously with the matrix search processing under the assumption that the GPS radio wave is weak, the integrated value calculated by the integration processing will be a predetermined threshold value. If it exceeds, it can be determined that the timing adjustment at that time has coincided. Thereafter, the C / A code of the 1023 chip is locked and G
An exclusive OR of the PS signal and the locked C / A code of the 1023 chip is sequentially output to extract the navigation message.
【0007】そして、このような行列サーチ処理では、
積算演算を行うための積算期間を長くすればするほど、
微弱信号に含まれるノイズが除去できるようになり、微
弱な信号であってもタイミング合わせを確実に行うこと
ができる。In such a matrix search process,
The longer the integration period for performing the integration operation, the more
The noise included in the weak signal can be removed, and the timing can be reliably adjusted even for a weak signal.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
積算演算処理を付加して実行する行列サーチ処理回路を
備えた装置では、例えば、積算期間が1msecのとき
周波数刻みは500Hz、10msecのとき50H
z、100msecのとき5Hzとなるように、積算期
間を長くとれば積算処理の処理時間は指数的に増大する
という欠点があり、ノイズを含む微弱な信号を確実に処
理できるという反面、GPS電波の受信強度が強い場合
にはかえって無駄な時間を要してしまうという問題があ
った。However, in an apparatus provided with a matrix search processing circuit for executing an addition operation by adding an integration operation, for example, the frequency interval is 500 Hz when the integration period is 1 msec and 50 H when the integration period is 10 msec.
When the integration period is lengthened so that the frequency is 5 Hz at 100 msec, the processing time of the integration process increases exponentially, and a weak signal including noise can be reliably processed. If the reception intensity is high, there is a problem that useless time is required.
【0009】本発明は、このような事情に鑑みて開発さ
れたものであり、その目的は、GPS電波強度を環境セ
ンサの出力値によって推測判別する手段を設けて、周回
衛星から発信されるGPS信号を捕捉するために実行さ
れる行列サーチ処理を、積算演算処理の積算期間を自動
的に切り替えながら制御して、電波強度の強弱に応じた
GPS測位が迅速に実行できる新規な機能を備えたGP
S位置検出装置を提供することにある。The present invention has been developed in view of such circumstances, and has as its object to provide means for estimating and discriminating the GPS radio field intensity based on the output value of an environment sensor, and to provide a GPS signal transmitted from an orbiting satellite. A new function is provided to control the matrix search process executed to capture signals while automatically switching the integration period of the integration calculation process, and to quickly execute GPS positioning according to the strength of radio wave intensity. GP
An object of the present invention is to provide an S position detecting device.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載のGPS位置検出装置は、GPSア
ンテナと、GPS電波の受信強度を推測するための周囲
の環境条件を検知する環境センサと、GPS衛星捕捉の
ための行列サーチ処理回路を含んだGPS測位演算処理
部とを備えており、次のような特徴を有している。According to a first aspect of the present invention, there is provided a GPS position detecting apparatus for detecting a GPS antenna and surrounding environmental conditions for estimating the reception intensity of a GPS radio wave. It has an environment sensor and a GPS positioning calculation processing section including a matrix search processing circuit for capturing GPS satellites, and has the following features.
【0011】すなわち、このGPS位置検出装置では、
行列サーチ処理回路に、所定の積算演算処理を実行する
機能を付加し、環境センサの出力によって推測されたG
PS電波の受信強度に応じて、上記積算演算処理を選択
的に実行させて、GPS衛星からのGPS電波を捕捉し
て、航法メッセージを解読するようにしている。That is, in this GPS position detecting device,
The matrix search processing circuit is provided with a function of executing a predetermined integration calculation process, and the G estimated by the output of the environment sensor is added.
According to the reception strength of the PS radio wave, the above-described integration calculation process is selectively executed to capture the GPS radio wave from the GPS satellite and decode the navigation message.
【0012】ここで、所定の積算演算処理には、行列サ
ーチ処理とともに実行される、GPS信号と擬似雑音符
号化用のコード信号による演算処理を含んでおり、この
積算演算処理機能を有する行列サーチ処理回路は、演算
を実行する積算期間を電波強度に応じて適宜変更できる
ように構成されている。例えば、積算期間の短い積算処
理を実行する回路と長い処理を実行する回路の2つを含
むもの、あるいは積算期間の短い積算処理を実行する回
路と長い処理を実行する回路と中程度の積算期間の積算
処理を実行する回路の3つを含むもの、などがこれに該
当する。Here, the predetermined integration operation processing includes an operation processing using a GPS signal and a code signal for pseudo noise encoding, which is executed together with the matrix search processing. The processing circuit is configured so that the integration period for executing the calculation can be appropriately changed according to the radio wave intensity. For example, a circuit that includes two circuits, one that performs integration processing with a short integration period and one that performs long processing, or a circuit that performs integration processing with a short integration period and a circuit that performs long processing, and a circuit that performs a long integration. And the like including three circuits for executing the integration processing of the above.
【0013】請求項2では、請求項1において、行列サ
ーチ処理回路は、積算期間の長短異なる積算演算処理を
実行する2以上の行列サーチ処理回路に分離構成されて
おり、これらの分離構成された行列サーチ処理回路のい
ずれか一方が、環境センサの出力によって推測されたG
PS電波の受信強度に応じて選択的に作動される構成に
している。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the matrix search processing circuit is separated into two or more matrix search processing circuits that execute integration calculation processes having different lengths of integration periods. Either of the matrix search processing circuits outputs the G estimated by the output of the environment sensor.
The operation is selectively performed according to the reception intensity of the PS radio wave.
【0014】請求項3では、請求項1又は2において、
行列サーチ処理回路における積算演算は、GPS電波か
ら周波数変換されデジタルコード化されたGPS信号
と、GPS信号の擬似雑音符号化に使用されたコード信
号との排他的論理和を、コード信号を順次ビットシフト
させるごとに、環境センサの出力によって推測されたG
PS電波の受信強度に応じて設定された積算期間にわた
って出力させ、その間に出力されたGPS信号と、コー
ド信号との排他的論理和出力を積算する演算を繰り返
し、その結果として、積算値が所定のしきい値を超えた
ときには、GPS信号に対するコード信号をロックさせ
て、GPS信号との排他的論理和を順次出力させて航法
メッセージを取り出す処理を実行するものである。According to a third aspect, in the first or second aspect,
In the multiplication operation in the matrix search processing circuit, the exclusive OR of a GPS signal, which is frequency-converted from a GPS radio wave and is digitally coded, and a code signal used for pseudo-noise coding of the GPS signal are sequentially bit-coded. For each shift, G estimated by the output of the environment sensor
The operation of outputting the exclusive-OR output of the GPS signal output during the integration period set according to the reception intensity of the PS radio wave and the code signal during that period is repeated, and as a result, the integrated value becomes a predetermined value. When the threshold value is exceeded, a code signal for the GPS signal is locked, an exclusive OR with the GPS signal is sequentially output, and processing for extracting the navigation message is executed.
【0015】行列サーチ処理回路では、GPS信号と、
コード信号とのタイミング合わせを行って得た排他的論
理和出力に対して、所定の積算演算を所定の時間だけ、
コード信号を順次ビットシフトさせて行っており、それ
ぞれの積算演算においては、GPS信号とコード信号と
の排他的論理和出力によってビットの一致を判断し、一
致したビットを積算しており、その結果として得られた
積算値が所定のしきい値を超えたときには、GPS信号
と、コード信号とのタイミング合わせが一致したものと
みなして、GPS信号に対するコード信号のビットシフ
トをロックさせて、演算処理を停止し、以後は航法メッ
セージを取り出す処理を行っている。In the matrix search processing circuit, a GPS signal and
A predetermined integration operation is performed for a predetermined time on the exclusive OR output obtained by performing timing adjustment with the code signal for a predetermined time.
The code signal is sequentially shifted by bits. In each integration operation, the bit match is determined based on the exclusive OR output of the GPS signal and the code signal, and the matched bits are integrated. When the integrated value obtained as above exceeds a predetermined threshold value, it is considered that the timing alignment between the GPS signal and the code signal matches, and the bit shift of the code signal with respect to the GPS signal is locked, and the arithmetic processing is performed. Is stopped, and thereafter, processing for extracting the navigation message is performed.
【0016】例えば、信号処理部が、所定の時間を積算
期間パラメータとして行列サーチ処理回路に与えるか、
あるいはプログラムを選択的に切り替えるような構成に
すれば、積算期間の異なる複数の回路を持つ必要がな
く、ハード構成を簡易化できる。For example, whether the signal processing unit gives a predetermined time to the matrix search processing circuit as an integration period parameter,
Alternatively, if the configuration is such that the program is selectively switched, there is no need to have a plurality of circuits having different integration periods, and the hardware configuration can be simplified.
【0017】請求項4では、請求項2又は3において、
環境センサとして照度センサを用いており、GPS位置
検出装置は、その内部に設けたクロック手段で計時され
た現在時刻と照度センサとの出力によって、昼間で所定
の照度レベルを超えている場合には、積算期間の短い積
算演算処理を実行して、行列サーチ処理を行う一方、昼
間で所定の照度レベルより低い場合には、積算期間の長
い積算演算処理を実行して、行列サーチ処理を行い、G
PS信号とコード信号とのタイミング合わせを行うこと
を特徴とする。According to a fourth aspect, in the second or third aspect,
An illuminance sensor is used as an environment sensor, and the GPS position detecting device is configured to output a current time measured by a clock unit provided therein and an output from the illuminance sensor when the illuminance exceeds a predetermined illuminance level in the daytime. In the meantime, while performing the matrix search processing by executing the integration calculation processing with a short integration period, if the illumination level is lower than a predetermined illuminance level in the daytime, the integration processing with the long integration period is performed to perform the matrix search processing. G
It is characterized in that the timing of the PS signal and the code signal is adjusted.
【0018】請求項5では、請求項2又は3において、
環境センサは、画像センサで構成され、GPS位置検出
装置は、画像センサで撮像された周囲画像から空間周波
数分布を分析する画像処理回路をさらに備えており、画
像処理回路によって分析された周囲画像において、低い
周波数成分が多く含まれている場合には、積算期間の短
い積算演算処理を実行して、行列サーチ処理を行う一
方、その周囲画像において、高い周波数成分が多く含ま
れている場合には、積算期間の長い積算演算処理を実行
して、行列サーチ処理を行い、GPS信号とコード信号
とのタイミング合わせを行うことを特徴とする。According to claim 5, in claim 2 or 3,
The environment sensor includes an image sensor, and the GPS position detection device further includes an image processing circuit that analyzes a spatial frequency distribution from a surrounding image captured by the image sensor. In the case where many low frequency components are included, an integration operation process with a short integration period is executed to perform a matrix search process, while in the case where the surrounding image includes many high frequency components, The present invention is characterized in that a matrix search process is performed by executing an integration operation process having a long integration period, and the timing of a GPS signal and a code signal is adjusted.
【0019】請求項6では、GPS位置検出装置は、室
外、室内を選択する使用モード選択設定スイッチを設け
ており、この使用モード選択設定スイッチによって設定
されているモードに応じて、上記いずれかの行列サーチ
処理が選択的に実行されて、GPS信号とコード信号と
のタイミング合わせを行うことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, the GPS position detecting device is provided with a use mode selection setting switch for selecting outdoor or indoor, and any one of the above modes is set according to the mode set by the use mode selection setting switch. It is characterized in that the matrix search processing is selectively executed and the timing of the GPS signal and the code signal is adjusted.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面とともに説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0021】図1は、本発明のGPS位置検出装置の要
部構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a main configuration of a GPS position detecting device according to the present invention.
【0022】GPS位置検出装置Aは、GPSアンテナ
1で受信されたGPS電波(RF信号)を中間周波数信
号IFに変換するための高周波処理部2、GPS電波の
強度を推測判別し、積算期間の長短異なる行列サーチ処
理回路4、5のいずれを選択するかの判断をして切り替
え制御を行う信号処理部3、GPS測位のために必要な
データ処理と演算を実行するGPS測位演算処理部B、
GPS電波強度を推測するために用いられる環境センサ
を構成する照度センサ11の出力値から明度を分析する
明度分析部10を備えている。なお、携帯電話網などの
ネットワークとの双方向通信を行うための通信処理部を
備えてもよい。The GPS position detecting device A is a high frequency processing unit 2 for converting a GPS radio wave (RF signal) received by the GPS antenna 1 into an intermediate frequency signal IF. A signal processing unit 3 that determines which of the matrix search processing circuits 4 and 5 having different lengths to select and performs switching control, a GPS positioning calculation processing unit B that performs data processing and calculations required for GPS positioning,
A lightness analyzing unit 10 is provided for analyzing lightness from an output value of an illuminance sensor 11 constituting an environment sensor used for estimating GPS radio wave intensity. Note that a communication processing unit for performing two-way communication with a network such as a mobile phone network may be provided.
【0023】GPS測位演算処理部Bは、CPUとその
周辺回路から構成されており、機能的には、GPSアン
テナ1で受信された、擬似雑音符号化処理されたGPS
信号から、特定の周回衛星からのGPS信号を捕捉して
航法メッセージを取り出すためのGPS衛星捕捉追尾処
理部C、GPS衛星捕捉追尾処理部Cによって取り出さ
れた航法メッセージを解読し、擬似距離を計測し、所定
の演算処理を行って、緯度、経度情報を算出する航法メ
ッセージ解読/演算処理部Dより構成されている。The GPS positioning operation processing section B is composed of a CPU and its peripheral circuits. Functionally, the GPS positioning operation processing section B receives a pseudo-noise-encoded GPS signal received by the GPS antenna 1.
GPS signal from a specific orbiting satellite to capture GPS signals from the orbiting satellite and extract navigation messages from the signals, and decode the navigation messages extracted by the GPS satellite acquisition and tracking processing unit C to measure the pseudorange The navigation message decoding / arithmetic processing unit D performs predetermined arithmetic processing to calculate latitude and longitude information.
【0024】GPS衛星捕捉処理回路Bでは、GPS測
位に必要な4以上(2次元測位の場合は3以上)の周回
衛星から、擬似雑音符号化されて発信されているGPS
信号を捕捉するため、周波数変換後、サンプリングさ
れ、デジタル処理されたGPS信号と、それぞれの周回
衛星について割り当てられたC/Aコードのタイミング
合わせによる行列サーチ処理が行われ、サーチ処理の結
果、タイミングが一致したC/Aコードをロックさせ
て、GPS信号から航法メッセージが順次取り出され
る。In the GPS satellite acquisition processing circuit B, pseudo-noise-encoded GPS signals transmitted from four or more orbiting satellites required for GPS positioning (three or more in the case of two-dimensional positioning) are transmitted.
In order to capture the signal, a matrix search process is performed by adjusting the timing of the frequency-converted, sampled, digitally processed GPS signal and the C / A code assigned to each orbiting satellite. Are locked, and the navigation messages are sequentially extracted from the GPS signal.
【0025】このような行列サーチ処理では、ドップラ
ー効果及び発振機の誤差を考慮して、周波数を所定値刻
みで(たとえば、500Hz)移動させて追尾すべき衛
星の擬似雑音符号を取り出し、その擬似雑音符号にその
衛星に割り当てたC/Aコードの符号化パターンを同期
合わせして、航法メッセージ(H、Lまたは1、0のコ
ード信号)を抽出する。In such a matrix search process, taking into account the Doppler effect and the error of the oscillator, the frequency is shifted by a predetermined value (for example, 500 Hz) to extract the pseudo noise code of the satellite to be tracked, The navigation message (H, L or 1,0 code signal) is extracted by synchronizing the coding pattern of the C / A code assigned to the satellite with the noise code.
【0026】すべての周回衛星からは、それぞれの衛星
ごとに1023チップのC/Aコードを割り当てて、擬
似雑音符号化によって位相変調されたGPS電波が、同
じ周波数で発信されているが、GPSアンテナ1で受信
されたGPS電波は、検波、増幅された後、中間周波数
信号として取り出され、この取り出された中間周波数信
号はさらに所定周期でサンプリングされ、量子化され、
デジタル化されたGPS信号として取り出される。From all the orbiting satellites, a GPS radio wave phase-modulated by pseudo noise coding with a C / A code of 1023 chips assigned to each satellite is transmitted at the same frequency. The GPS radio wave received at 1 is detected and amplified, and then extracted as an intermediate frequency signal. The extracted intermediate frequency signal is further sampled and quantized at a predetermined cycle,
It is extracted as a digitized GPS signal.
【0027】擬似雑音符号化されたこのようなGPS信
号は、1周期が1msecで送信され、航法メッセージ
は、その20倍の20msecを1ビットとして送信さ
れる。Such a pseudo-encoded GPS signal is transmitted with a period of 1 msec, and the navigation message is transmitted with 20 times 20 msec as one bit.
【0028】行列サーチ処理の基本的な考え方では、1
023チップのC/Aコードと、GPS信号とのタイミ
ング合わせがずれておれば、航法メッセージは解読でき
ず、したがって、1023チップのC/AコードとGP
S信号とのタイミングが完全に一致されるまで、捕捉す
べき衛星に応じたC/Aコードのタイミング合わせが1
023チップの1ビット単位で順次ビットシフトさせて
行われ、両者のタイミング合わせが一致した時点で、G
PS位置検出装置の内部に設けたC/Aコード発生回路
から発生させている1023ビットのC/Aコードのビ
ットシフトをロックさせ、航法メッセージからGPS測
位に必要な各種の情報が解読されることとなる。The basic concept of the matrix search process is as follows.
If the C / A code of the 023 chip and the GPS signal are out of alignment, the navigation message cannot be decoded, and therefore the C / A code of the 1023 chip and the GP
Until the timing with the S signal is completely matched, the timing adjustment of the C / A code according to the satellite to be acquired is 1
This is performed by sequentially shifting the bits in units of 1 bit of the H.023 chip.
Lock the bit shift of the 1023-bit C / A code generated from the C / A code generation circuit provided inside the PS position detection device, and decode various information necessary for GPS positioning from the navigation message. Becomes
【0029】図7の(a)〜(c)は、航法メッセ−ジ
の擬似雑音符号化処理と、その解読処理の基本動作を示
している。FIGS. 7A to 7C show the basic operation of the pseudo-noise encoding of the navigation message and the decoding thereof.
【0030】GPS衛星側では、(a)に示したよう
に、航法メッセージは、C/Aコードを用いて擬似雑音
符号化され、GPS信号として生成され、生成されたG
PS信号はさらに位相変調された周波数の高い微弱なG
PS電波として放射される。On the GPS satellite side, as shown in (a), the navigation message is pseudo-noise coded using the C / A code, is generated as a GPS signal, and the generated G is generated.
The PS signal is further phase-modulated and has a weak G with a high frequency.
It is emitted as PS radio waves.
【0031】これに対して、GPS端末側では、GPS
アンテナでGPS電波を受信した後、デジタル化された
GPS信号が、C/Aコードとのタイミング合わせのた
め、C/Aコードをビットシフトさせながら、行列サー
チ処理がなされ、航法メッセージは、GPS信号とC/
Aコードとの排他的論理和として出力される。On the other hand, on the GPS terminal side, the GPS
After receiving the GPS radio wave with the antenna, the digitized GPS signal is subjected to matrix search processing while bit-shifting the C / A code in order to match the timing with the C / A code. And C /
It is output as an exclusive OR with the A code.
【0032】この場合の排他的論理和出力は、GPS信
号とC/Aコードとのタイミングが一致しておれば、
(b)に示したような、長い1ビットの信号となった航
法メッセージが取り出されるが、GPS信号とC/Aコ
ードとのタイミングが不一致の場合は、(c)に示した
ような、櫛歯状の出力が取り出され、航法メッセージは
エラーとなる。In this case, the exclusive OR output is obtained if the timings of the GPS signal and the C / A code match.
A navigation message that is a long 1-bit signal as shown in (b) is extracted, but if the timing of the GPS signal and the C / A code do not match, a comb as shown in (c) is used. The toothed output is retrieved and the navigation message fails.
【0033】本発明では、行列サーチ処理回路4、5
が、ビットシフトごとに後に詳述する積算演算処理を実
行しているため、その演算処理によって積算された積算
値が所定のしきい値を超えていればタイミングが合致し
たものとみなすことができ、そのため、ノイズを含んだ
信号であってもGPS信号とのタイミング合わせを行う
ことができる。ここでは、行列サーチ処理回路4は積算
期間の長い積算演算処理を実行し、行列サーチ処理回路
5は積算期間の短い積算演算処理を実行する。In the present invention, the matrix search processing circuits 4, 5
However, since the integration calculation process described in detail later is executed for each bit shift, if the integration value integrated by the calculation process exceeds a predetermined threshold value, it can be considered that the timing is matched. Therefore, even if the signal includes noise, the timing can be adjusted with the GPS signal. Here, the matrix search processing circuit 4 executes an integration operation with a long integration period, and the matrix search processing circuit 5 executes an integration operation with a short integration period.
【0034】GPS測位では、このような方法で、4つ
の捕捉すべきGPS衛星に対する行列サーチ処理が順
次、あるいは並行して実行され、それぞれのGPS衛星
から取り出された航法メッセージが解読されて、後のG
PS測位演算処理部Bにおいて所定の演算処理がなされ
た結果、GPS位置検出装置の地球上における緯度、経
度が正確に算出される。In the GPS positioning, a matrix search process for the four GPS satellites to be captured is executed sequentially or in parallel in such a manner, and the navigation messages extracted from the respective GPS satellites are decoded. G
As a result of the predetermined calculation processing performed by the PS positioning calculation processing section B, the latitude and longitude of the GPS position detection device on the earth are accurately calculated.
【0035】図1に示された実施例では、GPS衛星捕
捉追尾処理Cに、微弱なGPS信号を処理するための積
算期間の長い行列サーチ処理回路4と、通常強度の信号
を処理するための積算期間の短い行列サーチ処理回路5
とを分離して設けており、信号処理部3は、後述するよ
うに、照度センサ11からの入力による明度の分析結果
に従い、上記の行列サーチ処理回路4、5を切り替え選
択しながら、行列サーチ処理を実行するようにしてい
る。In the embodiment shown in FIG. 1, the GPS satellite acquisition and tracking processing C includes a matrix search processing circuit 4 having a long integration period for processing a weak GPS signal and a signal for processing a signal of normal strength. Matrix search processing circuit 5 with short integration period
The signal processing unit 3 switches and selects the matrix search processing circuits 4 and 5 according to the analysis result of the brightness by the input from the illuminance sensor 11 as described later. The processing is executed.
【0036】すなわち、信号処理部3は、昼間で所定の
照度レベルを超えている場合には、積算期間の短い行列
サーチ処理回路5を作動させる一方、昼間で所定の照度
レベルを低下している場合には、積算期間の長い行列サ
ーチ処理回路4を作動させて、GPS信号とコード信号
とのタイミング合わせを行う(請求項2、4)。That is, when the signal processing section 3 exceeds the predetermined illuminance level in the daytime, the signal processing section 3 activates the matrix search processing circuit 5 having a short integration period, while decreasing the predetermined illuminance level in the daytime. In this case, the timing of the GPS signal and the code signal is adjusted by operating the matrix search processing circuit 4 having a long integration period (claims 2 and 4).
【0037】また、航法メッセージ解読/演算処理部D
は、捕捉した周回衛星から発信されるGPS信号に乗せ
られた時刻と、端末の地上での受信時刻との差から、端
末と周回衛星までの距離を擬似的に算出する計測部6
と、GPS衛星捕捉追尾処理部Cによって捕捉されたG
PS信号から取り出された航法メッセ−ジを解読するデ
ータ解読部7と、これらの擬似距離と航法メッセージに
基づいて、GPS位置検出装置の緯度、経度位置を算出
するための測位演算部8とを備えている。The navigation message decoding / operation processing unit D
Is a measuring unit 6 for calculating the distance between the terminal and the orbiting satellite in a pseudo manner from the difference between the time on the GPS signal transmitted from the captured orbiting satellite and the reception time of the terminal on the ground.
And G captured by the GPS satellite capture and tracking processing unit C.
A data decoding unit 7 for decoding the navigation message extracted from the PS signal, and a positioning calculation unit 8 for calculating the latitude and longitude positions of the GPS position detecting device based on the pseudorange and the navigation message are provided. Have.
【0038】計測部6では、捕捉した衛星と受信地との
間の擬似距離を算出し、データ解読部7では、航法メッ
セージからGPS時、時計の補正値、衛星の軌道情報
(エフェメリス)を取り出して、衛星の座標位置を算出
する。そして、測位演算部8では、計測部6で算出した
擬似距離と、データ解読部7で算出した少なくとも4以
上の衛星の座標位置から、地球上における受信地の緯
度、経度を算出する。The measuring unit 6 calculates the pseudo distance between the captured satellite and the receiving location, and the data decoding unit 7 extracts GPS time, clock correction value, and satellite orbit information (ephemeris) from the navigation message. Then, the coordinate position of the satellite is calculated. Then, the positioning calculation unit 8 calculates the latitude and longitude of the receiving place on the earth from the pseudo distance calculated by the measurement unit 6 and the coordinate positions of at least four or more satellites calculated by the data decoding unit 7.
【0039】なお、本発明における行列サーチ処理回路
は、このような回路構成に限定されず、1つの行列サー
チ処理回路を共用して、環境センサの出力に応じて、適
切な積算期間の積算演算処理を選択的に実行できる構成
であってもよい(請求項3)。Note that the matrix search processing circuit of the present invention is not limited to such a circuit configuration, and one matrix search processing circuit may be used in common to perform an integration operation for an appropriate integration period in accordance with the output of the environmental sensor. A configuration that can selectively execute processing may be adopted (claim 3).
【0040】図2は、環境センサとして画像センサを用
いたGPS位置検出装置の要部構成の一例を示すブロッ
ク図である(請求項5)。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a main configuration of a GPS position detecting device using an image sensor as an environment sensor.
【0041】この装置Aは、GPSアンテナ1と、高周
波処理部2と、信号処理部3と、GPS測位演算処理部
Bと、環境センサとしてCCDカメラ13と、明度を分
析するための画像処理部12とを含んで構成される。The apparatus A includes a GPS antenna 1, a high frequency processing unit 2, a signal processing unit 3, a GPS positioning operation processing unit B, a CCD camera 13 as an environment sensor, and an image processing unit for analyzing brightness. 12 are included.
【0042】画像処理部12では、CCDカメラ13で
撮像した画像を、公知の離散コサイン変換などの演算処
理を行って画像に含まれる空間周波数分布を解析処理
し、そこに含まれる空間周波数の高低成分の度合いを分
析する。The image processing unit 12 analyzes the image captured by the CCD camera 13 to perform a known arithmetic operation such as a discrete cosine transform to analyze a spatial frequency distribution included in the image. Analyze the degree of the components.
【0043】信号処理部3では、この判断に基づき、G
PS電波の受信強度を推測して、積算期間の長い行列サ
ーチ処理回路4か、積算期間の短い行列サーチ処理回路
5の切り替えを行う。The signal processing unit 3 determines G
The reception strength of the PS radio wave is estimated, and the matrix search processing circuit 4 having a long integration period or the matrix search processing circuit 5 having a short integration period is switched.
【0044】すなわち、画像処理部12が解析した画像
が山野や田園のように景色が単調な場合には、図3
(a)のように低い空間周波数成分が多く含まれている
が、ビルが密集して立ち並ぶ市街地である場合には、図
3(b)のように高い空間周波数成分が多く含まれてい
るので、これらを識別する。そして、低い空間周波数成
分が多く含まれている場合は、GPS電波の受信強度が
強いものと推測して、積算期間の短い行列サーチ処理回
路5を選択して処理を実行するが、高い空間周波数成分
が多く含まれている場合には、GPS電波の受信強度が
微弱であると推測して、積算期間の長い行列サーチ処理
回路4が選択される。なお、夜間の場合には、CCDカ
メラ13を暗視カメラに置き換えて使用すればよい。That is, when the image analyzed by the image processing unit 12 has a monotonous scenery such as a mountain or a rural area, FIG.
As shown in FIG. 3A, many low spatial frequency components are included. However, in an urban area where buildings are densely lined, many high spatial frequency components are included as shown in FIG. 3B. , Identify these. If many low spatial frequency components are included, it is assumed that the reception intensity of the GPS radio wave is high, and the matrix search processing circuit 5 with a short integration period is selected to execute the processing. When many components are included, it is assumed that the reception intensity of the GPS radio wave is weak, and the matrix search processing circuit 4 having a long integration period is selected. At night, the CCD camera 13 may be replaced with a night vision camera.
【0045】以上に示すGPS位置検出装置Aは、照度
センサ11またはCCDカメラ13により出力される値
によってGPS電波の受信強度を推測するものである
が、さらに、室内外を選択する使用モード選択設定スイ
ッチを設けて、選択設定されたモードに応じてGPS電
波の受信強度の強弱を判断して、行列サーチ処理回路
4、5を選択的に作動するようにしてもよい(請求項
6)。The GPS position detecting device A described above estimates the reception intensity of the GPS radio wave based on the value output from the illuminance sensor 11 or the CCD camera 13, and further sets a use mode selection for selecting indoor or outdoor. A switch may be provided to selectively operate the matrix search processing circuits 4 and 5 by judging the strength of the reception intensity of the GPS radio wave according to the selected and set mode.
【0046】次に、本発明において実施されている積算
演算処理を含む行列サーチ処理の一例を説明する。Next, an example of a matrix search process including an integration operation process performed in the present invention will be described.
【0047】GPS電波の受信強度が微弱な場合、周波
数変換されたGPS信号には多くのノイズ成分が含まれ
ている。そのため、この周波数変換されたGPS信号
と、捕捉すべきGPS衛星に応じた1023チップのC
/Aコードのタイミング合わせを行って航法メッセージ
を取り出す行列サーチ処理(積算演算処理をともなわな
いもの)を実行しても、タイミングが一致しないため航
法メッセージはエラーとなり、解読不能になってしま
う。When the reception strength of the GPS radio wave is weak, the frequency-converted GPS signal contains many noise components. Therefore, the frequency-converted GPS signal and the 1023-chip C signal corresponding to the GPS satellite to be captured are used.
Even if a matrix search process (without multiplication operation process) for extracting the navigation message by adjusting the timing of the / A code is executed, the navigation message becomes an error and cannot be decoded because the timing does not match.
【0048】そこで、行列サーチ処理回路4、5では、
このような行列サーチ処理を行う際に、周波数変換され
たGPS信号と、捕捉すべきGPS衛星に応じたC/A
コードのタイミング合わせを行いながら、所定期間、所
定の積算演算処理を行い、そのときの積算値を判別し
て、タイミング合わせの一致、不一致を判断できるよう
にしている。そのため、このような行列サーチ処理で
は、復調されたGPS信号と1023チップのC/Aコ
ードのタイミング合わせが一致している場合には、積算
値を増大させ、タイミング合わせが一致していない場合
には積算値が高くならないような演算処理が採用されて
いる。Therefore, in the matrix search processing circuits 4 and 5,
When performing such a matrix search process, the frequency-converted GPS signal and the C / A corresponding to the GPS satellite to be captured are used.
A predetermined integration calculation process is performed for a predetermined period while the timing of the code is adjusted, and the integrated value at that time is determined, so that it is possible to determine whether the timing alignment matches or not. Therefore, in such a matrix search process, if the timing of the demodulated GPS signal matches the timing of the C / A code of the 1023 chip, the integrated value is increased. Employs an arithmetic processing that does not increase the integrated value.
【0049】なお、本実施例においては、行列サーチ処
理回路4は積算期間が長く設定され、5は短く設定され
ているが、3種以上の積算期間の異なる回路で構成され
ていてもよい。In this embodiment, the matrix search processing circuit 4 has a long integration period and a short integration period 5. However, the matrix search processing circuit 4 may be composed of three or more circuits having different integration periods.
【0050】このような積算期間の設定は、通常はGP
S位置検出装置の初期設定として工場出荷の前に行われ
るが、ユーザが使用条件を考慮して、積算期間の長い行
列サーチ処理と、短い行列サーチ処置の時間を、それぞ
れ設定できるようにしてもよい。The setting of such an integration period is usually performed by GP
The initial setting of the S position detecting device is performed before shipment from the factory. However, in consideration of the use conditions, the user may be able to set a long matrix search process with a long integration period and a short matrix search process. Good.
【0051】図4に、積算期間の長い行列サーチ処理、
図5に、積算期間の短い行列サーチ処理の基本概念をそ
れぞれ示す。FIG. 4 shows a matrix search process with a long integration period.
FIG. 5 shows the basic concept of the matrix search processing with a short integration period.
【0052】ここに、(a)は、積算演算処理の基本原
理を示すもので、GPS信号との排他的論理和を採るた
めに、ビットシフトを固定した状態で繰り返し出力され
る1023チップのC/Aコードの出力期間を、積算期
間に対応させて示しており、(b)は、行列サーチ処理
において、1023チップのC/Aコードのビットシフ
トを行い、積算演算を行ったときに得られるスペクトラ
ム拡散図を示すものであり、横軸には、ビットシフトを
行って積算演算を実行した場合のC/Aコードのサーチ
条件(タイミング合わせ)、縦軸には、積算演算処理に
よって得られた積算値を検出エネルギーとして示してい
る。なお、これらの図では、符号を考慮して、積算した
値の2乗値を検出エネルギーとして示している。Here, (a) shows the basic principle of the integration operation processing. In order to take an exclusive OR with the GPS signal, the C3 of the 1023 chip repeatedly output with the bit shift fixed. The output period of the / A code is shown corresponding to the integration period, and (b) is obtained when the C / A code of 1023 chips is bit-shifted and the integration operation is performed in the matrix search process. FIG. 4 shows a spread spectrum diagram, in which the horizontal axis represents a search condition (timing adjustment) of a C / A code when a bit shift is performed and an integration operation is performed, and the vertical axis represents an integration calculation process. The integrated value is shown as detected energy. In these figures, the square value of the integrated value is shown as the detected energy in consideration of the sign.
【0053】図5に示す行列サーチ処理回路5の積算演
算処理は、積算期間が1msecであるのに対して、図
4示す行列サーチ処理回路4の積算期間は20msec
と長く、さらに行列サーチ処理の周波数刻みも20倍に
なるため、行列サーチ処理回路4の積算演算処理に比べ
て400倍の時間を要する。The integration period of the matrix search processing circuit 5 shown in FIG. 5 is 1 msec, whereas the integration period of the matrix search processing circuit 4 shown in FIG. 4 is 20 msec.
Since the frequency step of the matrix search processing is also increased by a factor of 20, the time required for the matrix search processing circuit 4 is 400 times longer than that of the integration calculation processing.
【0054】積算演算処理は、強度の弱いGPS電波で
あってもタイミング合わせを行えるようにしたものであ
るが、本発明では、処理の迅速性を図るため、電波強度
を環境センサの計測により推測し、電波強度がある程度
強い場合には時間を要しない行列サーチ処理回路5を選
択して、短時間でタイミング合わせができるようにして
いる。In the integration calculation process, the timing can be adjusted even with a weak GPS radio wave. However, in the present invention, the radio wave intensity is estimated by measurement of an environment sensor in order to speed up the process. If the radio wave intensity is strong to some extent, the matrix search processing circuit 5 which does not require time is selected so that the timing can be adjusted in a short time.
【0055】ついで、積算演算処理について、さらに詳
細に説明する。Next, the integration calculation processing will be described in more detail.
【0056】図6のステップ101〜107は、このよ
うな行列サーチ処理において、C/Aコードをビットシ
フトさせるごとに実行される積算演算処理の基本動作を
示すタイムチャートである。Steps 101 to 107 in FIG. 6 are time charts showing the basic operation of the integration calculation process executed every time the C / A code is bit-shifted in such a matrix search process.
【0057】行列サーチ処理回路4、5は、積算開始の
指令を受けると、デジタル化されたGPS信号と、捕捉
すべき周回衛星のGPS信号に割り当てられた、102
3チップのC/Aコードとの排他的論理和を出力する。Upon receiving the command to start integration, the matrix search processing circuits 4 and 5 receive the digitized GPS signal and the 102 signals assigned to the GPS signals of the orbiting satellites to be captured.
An exclusive OR with a 3-chip C / A code is output.
【0058】すなわち、1023チップのC/Aコード
のすべてのビット信号と、高周波部2で周波数変換され
た後、デジタル化されたGPS信号の対応したビット信
号との間で排他的論理和が出力され、すべての出力値を
積算して積算値が算出される。That is, an exclusive OR is output between all the bit signals of the C / A code of 1023 chips and the corresponding bit signals of the digitized GPS signals after the frequency conversion by the high frequency unit 2. Then, all output values are integrated to calculate an integrated value.
【0059】このような積算演算が、C/Aコードのビ
ットを固定した状態で、所定の積算期間の間、繰り返し
行われ、そのような積算期間の間、積算値が所定のしき
い値を超えない場合には、C/Aコードは、ビットシフ
トされて、同じような積算演算が繰り返しなされるが、
いずれかの積算期間の間に、積算値が所定のしきい値を
超えると、その時点でC/Aコードのビットシフトは停
止され、以後はC/Aコードを固定した状態でGPS信
号との排他的論理和が出力され、航法メッセージとして
取り出される。Such an integration operation is repeatedly performed for a predetermined integration period with the bits of the C / A code fixed, and during such an integration period, the integrated value reaches a predetermined threshold value. If not, the C / A code is bit-shifted and the same multiplication operation is repeated.
When the integrated value exceeds a predetermined threshold value during any of the integration periods, the bit shift of the C / A code is stopped at that time, and thereafter, the C / A code and the GPS signal are kept fixed. An exclusive OR is output and extracted as a navigation message.
【0060】GPS信号に乗せられた航法メッセージ
は、図7に示したように、C/Aコードよりビット率が
十分に長い、「H」と「L」あるいは「1」と「0」の
信号の組み合わせとして出力されるので、GPS信号と
C/Aコードとの排他的論理和は、両者のタイミングが
一致している場合にも、航法メッセージの符号に応じた
符号「H」、「L」あるいは「1」、「0」を持つ。そ
のため、積算演算では、その符号を識別する必要がある
が、符号を区別することなくしきい値チェックを行うた
め、積算値を2乗した値を真の積算値としており、この
積算値が所定のしきい値を超えたときには、排他的論理
和の出力には、「H」、「L」あるいは「1」、「0」
のいずれかの1ビットの長い航法メッセージが取り出さ
れたものとみなしている。As shown in FIG. 7, the navigation message carried on the GPS signal has a bit rate sufficiently longer than that of the C / A code and is a signal of "H" and "L" or "1" and "0". , The exclusive-OR of the GPS signal and the C / A code is determined by the codes “H” and “L” corresponding to the code of the navigation message even when the timings of both signals coincide. Alternatively, it has “1” and “0”. Therefore, in the integration operation, it is necessary to identify the code, but in order to perform a threshold check without distinguishing the code, a value obtained by squaring the integration value is used as a true integration value. When the threshold value is exceeded, the exclusive-OR output indicates "H", "L" or "1", "0".
Are considered to have been retrieved.
【0061】なお、GPS信号は、航法メッセージのそ
れに比べて1ビット長(約20msec)が極めて短い
1023ビットのC/Aコード(1msec)を用い
て、擬似雑音符号化されているので、このような積算演
算は、航法メッセージの1ビット長よりも短い時間幅で
行われる。Note that the GPS signal is pseudo-noise-coded using a 1023-bit C / A code (1 msec) whose bit length (about 20 msec) is extremely short compared to that of the navigation message. Such a multiplication operation is performed in a time width shorter than one bit length of the navigation message.
【0062】行列サーチ処理では、以上のような積算演
算処理を行っている積算期間において、積算値が所定の
しきい値を超えなかったときには、GPS信号とC/A
コードとのタイミング合わせが不一致であったとみなし
て、C/Aコードは、ビットシフトがなされた後、同じ
ような積算演算処理が繰り返し行われる一方、いずれか
の積算期間において、積算値が所定のしきい値を超えた
ときには、GPS信号とC/Aコードのタイミング合わ
せが一致したものとみなされ、以後のビットシフトは停
止されて、そのC/AコードをロックしてGPS信号と
の排他的論理和出力が、順次出力されて、航法メッセー
ジが取り出される。In the matrix search process, if the integrated value does not exceed a predetermined threshold value during the integration period in which the above-described integration calculation process is being performed, the GPS signal and the C / A
Assuming that the timing of the C / A code did not match the code, the C / A code is repeatedly subjected to the same integration calculation processing after the bit shift, while the integration value of the C / A code is a predetermined value in any integration period. When the threshold value is exceeded, it is considered that the timing of the GPS signal and the C / A code match, and the subsequent bit shift is stopped, the C / A code is locked, and the exclusive use of the GPS signal is performed. The OR output is sequentially output to extract the navigation message.
【0063】なお、積算演算処理は、以上のような方法
に限定されず、演算した値によってタイミング合わせの
一致、不一致が識別できる方法であればよい。It should be noted that the integration operation is not limited to the method described above, and any method may be used as long as it can discriminate between coincidence and non-coincidence of timing alignment based on the calculated value.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上の説明からも理解できるように、請
求項1〜3に記載の本発明装置によれば、環境センサを
用いてGPS電波の受信強度を推測しているので、受信
電波が微弱と推測したときには、行列サーチ処理には積
算期間の長い積算演算処理が付加実行される。したがっ
て、ノイズを含んだ微弱電波であっても衛星捕捉を確実
に行うことができる。一方、GPS電波の受信強度が十
分に高い場合には、積算期間の短い積算演算処理を付加
した行列サーチ処理を実行するため、測位の迅速化が図
れる。As can be understood from the above description, according to the present invention, the reception intensity of the GPS radio wave is estimated using the environment sensor. When it is inferred that it is weak, an integration operation with a long integration period is additionally executed in the matrix search process. Therefore, satellite capture can be performed reliably even with a weak radio wave including noise. On the other hand, when the reception intensity of the GPS radio wave is sufficiently high, the matrix search processing with the addition of the integration operation with a short integration period is executed, so that the positioning can be speeded up.
【0065】特に、請求項2では、行列サーチ処理回路
を、積算期間の長い行列サーチ処理回路と、積算期間の
短い行列サーチ処理回路に分離構成しているので、複数
の行列処理回路の中から適切な回路を電波強度に応じて
選択して実行することができる。また、請求項3では、
1つの行列サーチ処理回路を共用し、信号処理部におい
て、実行するプログラム又は積算期間パラメータを選択
的に切り替える構成であるため、ハード構成を簡易化で
きる。In particular, in the present invention, the matrix search processing circuit is separated into a matrix search processing circuit having a long integration period and a matrix search processing circuit having a short integration period. An appropriate circuit can be selected and executed according to the radio wave intensity. In claim 3,
Since the configuration is such that one matrix search processing circuit is shared and the program to be executed or the integration period parameter is selectively switched in the signal processing unit, the hardware configuration can be simplified.
【0066】請求項4によれば、環境センサが照度セン
サで構成されているため、昼夜等の照度を判断して、G
PS電波の受信強度を推測して、受信強度に応じていず
れかの行列サーチ処理を実行することができる。According to the fourth aspect, since the environment sensor is constituted by an illuminance sensor, the illuminance at day or night is determined, and
It is possible to estimate the reception strength of the PS radio wave and execute any of the matrix search processes according to the reception strength.
【0067】さらに、請求項5によれば、画像センサで
撮像された周囲画像から空間周波数分布を分析している
ため、周波数成分の多少により、周囲のGPS電波強度
を推測して、同様な制御ができる。Further, according to the fifth aspect, since the spatial frequency distribution is analyzed from the surrounding image picked up by the image sensor, the surrounding GPS radio field intensity is estimated based on the frequency component, and the same control is performed. Can be.
【0068】請求項6では、室外、室内を選択する使用
モード選択設定スイッチを設けているため、ユーザが、
GPS電波強度を使用条件に応じて推測して、いずれの
行列サーチ処理を選択するか自由に設定できる。According to the sixth aspect, since the use mode selection setting switch for selecting the outdoor or the indoor is provided, the user can
By estimating the GPS radio field intensity according to the use conditions, it is possible to freely set which matrix search process to select.
【図1】環境センサに照度センサを用いたGPS位置検
出装置の要部構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a main configuration of a GPS position detection device using an illuminance sensor as an environment sensor.
【図2】環境センサに画像センサを用いたGPS位置検
出装置の要部構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a main configuration of a GPS position detecting device using an image sensor as an environment sensor.
【図3】(a)は、低い周波数成分を多く含んだ周囲画
像の分析結果を模式的に示す図、(b)は、高い周波数
成分を多く含んだ周囲画像の分析結果を模式的に示す図
である。3A is a diagram schematically illustrating an analysis result of a surrounding image including many low frequency components, and FIG. 3B is a diagram schematically illustrating an analysis result of a surrounding image including many high frequency components. FIG.
【図4】積算期間の長い積算演算処理を実行する行列サ
ーチ処理の基本原理を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a basic principle of a matrix search process for executing an integration operation process with a long integration period.
【図5】積算期間の短い積算演算処理を実行する行列サ
ーチ処理の基本原理を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a basic principle of a matrix search process for executing an integration operation process with a short integration period.
【図6】行列サーチ処理において実行される積算演算処
理の基本手順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a basic procedure of an integration operation performed in a matrix search process.
【図7】GPS衛星におけるGPS信号の擬似雑音符号
化処理と、GPS端末における擬似雑音符号化されたG
PS信号から航法メッセージを取り出す解読処理を示す
基本原理説明図である。FIG. 7 is a diagram illustrating pseudo noise encoding processing of a GPS signal in a GPS satellite and pseudo noise encoded G in a GPS terminal.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a basic principle showing a decoding process for extracting a navigation message from a PS signal.
A GPS位置検出装置 B GPS測位演算処理部 1 GPSアンテナ 4 積算期間の長い行列サーチ処理回路 5 積算期間の短い行列サーチ処理回路 10 明度分析部 11 照度センサ 12 画像処理部 13 画像センサ Reference Signs List A GPS position detection device B GPS positioning calculation processing unit 1 GPS antenna 4 Matrix search processing circuit with long integration period 5 Matrix search processing circuit with short integration period 10 Lightness analysis unit 11 Illuminance sensor 12 Image processing unit 13 Image sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 淳一 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 末藤 卓也 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 福田 正仁 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 阪本 浩司 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 辻本 郁夫 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 奥野 健治 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 藏前 健治 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 川本 和宏 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 DD05 DD12 DD22 DD23 EE01 EE03 FF00 FF02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Junichi Suzuki 1048 Kazuma Kadoma, Osaka Pref.Matsushita Electric Works, Ltd. Inventor Masahito Fukuda 1048 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Pref. (72) Inventor Koji Sakamoto 1048 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Pref. 1048 Matsushita Electric Works Co., Ltd. ) Inventor Kazuhiro Kawamoto 1048 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd. F-term (reference) 5 J062 AA01 CC07 DD05 DD12 DD22 DD23 EE01 EE03 FF00 FF02
Claims (6)
を推測するための周囲の環境条件を検知する環境センサ
と、GPS衛星捕捉のための行列サーチ処理回路を含ん
だGPS測位演算処理部とを備えたGPS位置検出装置
であって、 上記行列サーチ処理回路に、所定の積算演算処理を実行
する機能を付加し、 上記環境センサの出力によって推測されたGPS電波の
受信強度に応じて、上記積算演算処理を選択的に実行さ
せて、GPS衛星からのGPS電波を捕捉して、航法メ
ッセージを解読することを特徴とする、 GPS位置検出装置。1. A GPS antenna, an environment sensor for detecting a surrounding environment condition for estimating a reception intensity of a GPS radio wave, and a GPS positioning operation processing unit including a matrix search processing circuit for capturing a GPS satellite. A GPS position detecting device comprising: a matrix search processing circuit having a function of executing a predetermined integration calculation process; wherein the integration is performed in accordance with a reception intensity of a GPS radio wave estimated from an output of the environment sensor. A GPS position detecting device for selectively executing arithmetic processing, capturing GPS radio waves from GPS satellites, and decoding navigation messages.
演算処理を実行する2以上の行列サーチ処理回路に分離
構成されており、 これらの分離構成された行列サーチ処理回路のいずれか
一方が、上記環境センサの出力によって推測されたGP
S電波の受信強度に応じて選択的に作動される構成にし
ている、 GPS位置検出装置。2. The matrix search processing circuit according to claim 1, wherein said matrix search processing circuit is separated into two or more matrix search processing circuits for executing integration calculation processes having different lengths of integration periods. Either one of the processing circuits outputs the GP estimated by the output of the environmental sensor.
A GPS position detection device, wherein the GPS position detection device is configured to be selectively operated according to the reception intensity of an S radio wave.
波から周波数変換されデジタルコード化されたGPS信
号と、GPS信号の擬似雑音符号化に使用されたコード
信号との排他的論理和を、コード信号を順次ビットシフ
トさせるごとに、上記環境センサの出力によって推測さ
れたGPS電波の受信強度に応じて設定された積算期間
にわたって出力させ、その間に出力されたGPS信号
と、コード信号との排他的論理和出力を積算する演算を
繰り返し、その結果として、積算値が所定のしきい値を
超えたときには、GPS信号に対するコード信号をロッ
クさせて、GPS信号との排他的論理和を順次出力させ
て航法メッセージを取り出す処理を実行する、 GPS位置検出装置。3. The multiplication operation in the matrix search processing circuit according to claim 1, wherein the multiplication operation in the matrix search processing circuit is performed by digitally encoding a GPS signal by frequency conversion from a GPS radio wave and a code signal used for pseudo-noise encoding of the GPS signal. Every time the code signal is sequentially bit-shifted, the exclusive OR is output over an integration period set in accordance with the reception intensity of the GPS radio wave estimated by the output of the environment sensor, and the GPS output during that time is output. The operation of integrating the exclusive-OR output of the signal and the code signal is repeated. As a result, when the integrated value exceeds a predetermined threshold value, the code signal for the GPS signal is locked, and A GPS position detecting device for performing a process of sequentially outputting exclusive ORs and extracting a navigation message.
手段で計時された現在時刻と上記照度センサとの出力に
よって、昼間で所定の照度レベルを超えている場合に
は、積算期間の短い積算演算処理を実行して、行列サー
チ処理を行う一方、昼間で所定の照度レベルより低い場
合には、積算期間の長い積算演算処理を実行して、行列
サーチ処理を行い、GPS信号とコード信号とのタイミ
ング合わせを行うことを特徴とする、 GPS位置検出装置。4. The illuminance sensor according to claim 2, wherein the environment sensor comprises an illuminance sensor, and the GPS position detecting device includes a current time measured by clock means provided therein and the illuminance sensor. When the output exceeds the predetermined illuminance level in the daytime, an integration calculation process with a short integration period is performed to perform a matrix search process, while in the daytime, when the illuminance level is lower than the predetermined illuminance level, A GPS position detecting device, which performs an integration operation process having a long integration period, performs a matrix search process, and performs timing adjustment of a GPS signal and a code signal.
囲画像から空間周波数分布を分析する画像処理回路をさ
らに備えており、 上記画像処理回路によって分析された周囲画像におい
て、低い周波数成分が多く含まれている場合には、積算
期間の短い積算演算処理を実行して、行列サーチ処理を
行う一方、その周囲画像において、高い周波数成分が多
く含まれている場合には、積算期間の長い積算演算処理
を実行して、行列サーチ処理を行い、GPS信号とコー
ド信号とのタイミング合わせを行うことを特徴とするG
PS位置検出装置。5. The image processing device according to claim 2, wherein the environment sensor is constituted by an image sensor, and the GPS position detecting device analyzes a spatial frequency distribution from a surrounding image picked up by the image sensor. The image processing circuit further includes a circuit, and when the surrounding image analyzed by the image processing circuit includes a large number of low frequency components, an integration operation process with a short integration period is performed to perform a matrix search process. If the surrounding image contains a lot of high frequency components, it is necessary to execute a long-time integration calculation process, perform a matrix search process, and perform timing matching between the GPS signal and the code signal. Characteristic G
PS position detector.
モード選択設定スイッチを設けており、 この使用モード選択設定スイッチによって設定されてい
るモードに応じて、上記いずれかの行列サーチ処理が選
択的に実行されて、GPS信号とコード信号とのタイミ
ング合わせを行うことを特徴とする、 GPS位置検出装置。6. The GPS position detecting device according to claim 2, further comprising a use mode selection setting switch for selecting between outdoor and indoor, and a mode set by the use mode selection setting switch. A GPS position detecting device, wherein any one of the matrix search processes described above is selectively executed in accordance with the above, and the timing of the GPS signal and the code signal is adjusted.
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---|---|---|---|
JP2001048161A JP2002250764A (en) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | Gps position detector |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2001-02-23 JP JP2001048161A patent/JP2002250764A/en not_active Withdrawn
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