JP2002523752A - スプリットｃ／ａコード受信機 - Google Patents
スプリットｃ／ａコード受信機Info
- Publication number
- JP2002523752A JP2002523752A JP2000566694A JP2000566694A JP2002523752A JP 2002523752 A JP2002523752 A JP 2002523752A JP 2000566694 A JP2000566694 A JP 2000566694A JP 2000566694 A JP2000566694 A JP 2000566694A JP 2002523752 A JP2002523752 A JP 2002523752A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- code
- locally generated
- square wave
- split
- receiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
- G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/32—Multimode operation in a single same satellite system, e.g. GPS L1/L2
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
スプリットＣ／Ａコードを別々に捕捉し追跡するＧＰＳ受信機は、20.46MHzの方形波コードとして考えられる10.23MHzの局所発生方形波、及び1.023MHzの局所発生Ｃ／Ａコードを受信信号に整合させる。まず、受信機は局所発生方形波コードの位相を受信信号に整合させ、スプリットＣ／Ａコード自己相関関数の複数のピークの１つを追跡する。次に、局所発生Ｃ／Ａコードの位相を局所発生方形波コードの位相に対してシフトし、局所および受信したＣ／Ａコードを整合させ、相関器をスプリットＣ／Ａのピークの中心に位置決めする。次に、受信機は、局所発生スプリットＣ／Ａコードを用いて、直接ピークの中心を追跡する。
Description
【０００１】
本発明は、一般に全地球的位置決定システム（ＧＰＳ）の受信機に関し、より
詳細には、「スプリットＣ／Ａコード」信号を受信するＧＰＳ受信機に関する。
詳細には、「スプリットＣ／Ａコード」信号を受信するＧＰＳ受信機に関する。
【０００２】
ＧＰＳ受信機は、軌道に乗っているＧＰＳ衛星または他の衛星から受信する信
号に基づいて、その全地球的な位置を決定する。ＧＰＳ衛星は、２つの搬送波、
すなわち1575.42MHzのＬ１搬送波と1227.60 MHzのＬ２搬送波を用いて信号を送
信する。各搬送波は少なくとも２値の擬似ランダム（ＰＲＮ）コードによって変
調される。この擬似ランダムコードは、周期的に繰り返される１と０の外観上ラ
ンダムなシーケンスからなる。ＰＲＮコードの１と０は、「コードチップ」と呼
ばれ、「コードチップタイム」で発生する１から０、または０から１へのコード
の遷移は、「ビット遷移」と呼ばれる。各衛星は一意のＰＲＮコードを使用し、
そのためＧＰＳ受信機は、信号に含まれるＰＲＮコードを求めることにより受信
した信号を特定の衛星に関連付けることができる。
号に基づいて、その全地球的な位置を決定する。ＧＰＳ衛星は、２つの搬送波、
すなわち1575.42MHzのＬ１搬送波と1227.60 MHzのＬ２搬送波を用いて信号を送
信する。各搬送波は少なくとも２値の擬似ランダム（ＰＲＮ）コードによって変
調される。この擬似ランダムコードは、周期的に繰り返される１と０の外観上ラ
ンダムなシーケンスからなる。ＰＲＮコードの１と０は、「コードチップ」と呼
ばれ、「コードチップタイム」で発生する１から０、または０から１へのコード
の遷移は、「ビット遷移」と呼ばれる。各衛星は一意のＰＲＮコードを使用し、
そのためＧＰＳ受信機は、信号に含まれるＰＲＮコードを求めることにより受信
した信号を特定の衛星に関連付けることができる。
【０００３】 ＧＰＳ受信機は、衛星が信号を送信する時間と受信機がその信号を受信する時
間との差を計算する。そして、受信機はその関連した時間差に基づいて衛星から
の距離、即ち「疑似距離（スードレンジ）」を計算する。少なくとも４つの衛星
からの疑似距離を用いて、受信機はその全地球的な位置を決定する。
間との差を計算する。そして、受信機はその関連した時間差に基づいて衛星から
の距離、即ち「疑似距離（スードレンジ）」を計算する。少なくとも４つの衛星
からの疑似距離を用いて、受信機はその全地球的な位置を決定する。
【０００４】 時間差を求めるために、ＧＰＳ受信機はそれぞれのコードのコードチップに整
合することにより、局所発生ＰＲＮコードを受信信号のＰＲＮコードに同期させ
る。次に、局所発生ＰＲＮコードが、衛星の送信時におけるＰＲＮコードの既知
のタイミングからどれくらい時間的にシフトされるかを求め、関連した疑似距離
を計算する。ＧＰＳ受信機が局所発生ＰＲＮコードを受信信号のＰＲＮコードに
厳密に整合させればさせるほど、ＧＰＳ受信機は関連した時間差と疑似距離、お
よびその結果としての全地球的位置をますます精密に求めることができる。
合することにより、局所発生ＰＲＮコードを受信信号のＰＲＮコードに同期させ
る。次に、局所発生ＰＲＮコードが、衛星の送信時におけるＰＲＮコードの既知
のタイミングからどれくらい時間的にシフトされるかを求め、関連した疑似距離
を計算する。ＧＰＳ受信機が局所発生ＰＲＮコードを受信信号のＰＲＮコードに
厳密に整合させればさせるほど、ＧＰＳ受信機は関連した時間差と疑似距離、お
よびその結果としての全地球的位置をますます精密に求めることができる。
【０００５】 コードの同期化動作には、衛星のＰＲＮコードの同期捕捉、およびそのコード
の同期追跡が含まれる。ＰＲＮコードを捕捉するために、ＧＰＳ受信機は通常、
コードチップにより時間的に分離される一連の相関の測定を行う。同期捕捉後、
ＧＰＳ受信機は受信したコードを追跡する。通常、「進みマイナス遅れ（early-
minus-late）」の相関の測定値、すなわち（ｉ）受信した信号のＰＲＮコードに
関連した相関の測定値と局所発生ＰＲＮコードの進みバージョンとの差、および
（ii）受信した信号のＰＲＮコードに関連した相関の測定値と局所ＰＲＮコード
の遅れバージョンとの差の測定である。次に、ＧＰＳ受信機は遅延ロックループ
（ＤＬＬ）で進みマイナス遅れの測定値を使用して、局所ＰＲＮコードと受信Ｐ
ＲＮコードとの不整合に比例する誤差信号を発生する。次に、この誤差信号を用
いてＰＲＮコード発生器を制御し、ＤＬＬ誤差信号を本質的に最小限にするよう
に局所ＰＲＮコードをシフトする。
の同期追跡が含まれる。ＰＲＮコードを捕捉するために、ＧＰＳ受信機は通常、
コードチップにより時間的に分離される一連の相関の測定を行う。同期捕捉後、
ＧＰＳ受信機は受信したコードを追跡する。通常、「進みマイナス遅れ（early-
minus-late）」の相関の測定値、すなわち（ｉ）受信した信号のＰＲＮコードに
関連した相関の測定値と局所発生ＰＲＮコードの進みバージョンとの差、および
（ii）受信した信号のＰＲＮコードに関連した相関の測定値と局所ＰＲＮコード
の遅れバージョンとの差の測定である。次に、ＧＰＳ受信機は遅延ロックループ
（ＤＬＬ）で進みマイナス遅れの測定値を使用して、局所ＰＲＮコードと受信Ｐ
ＲＮコードとの不整合に比例する誤差信号を発生する。次に、この誤差信号を用
いてＰＲＮコード発生器を制御し、ＤＬＬ誤差信号を本質的に最小限にするよう
に局所ＰＲＮコードをシフトする。
【０００６】 また、ＧＰＳ受信機は通常、局所ＰＲＮコードの遅れないバージョンに関連し
た相関の測定値を用いて、衛星の搬送波を局所搬送波に整合させる。このような
ことを行うために、受信機は搬送波追跡位相ロックループを使用する。
た相関の測定値を用いて、衛星の搬送波を局所搬送波に整合させる。このような
ことを行うために、受信機は搬送波追跡位相ロックループを使用する。
【０００７】 ＧＰＳ受信機は、見通し線、またはダイレクトパスの衛星信号だけでなく、マ
ルチパスの信号もまた受信する。このマルチパス信号は異なるパスに沿って伝播
する信号であり、地面、水の固まり、近くのビル等から受信機へと反射した信号
である。マルチパス信号がダイレクトパス信号の後にＧＰＳ受信機に到達してそ
のダイレクトパス信号と合成され、歪んだ受信信号を発生する。相関の測定値（
局所ＰＲＮコードと受信信号との間で相関を測定する）は、マルチパス成分を含
む全体の受信信号に基づいているため、この受信信号の歪みは、コード同期動作
に悪影響を及ぼす。この歪みによりＧＰＳ受信機がダイレクトパス信号ではなく
マルチパス信号に同期しようとする可能性がある。このことは、ダイレクトパス
信号においてコードビット遷移を生じる時点に近接して発生するコードビット遷
移を有するマルチパス信号に、特に当てはまる。
ルチパスの信号もまた受信する。このマルチパス信号は異なるパスに沿って伝播
する信号であり、地面、水の固まり、近くのビル等から受信機へと反射した信号
である。マルチパス信号がダイレクトパス信号の後にＧＰＳ受信機に到達してそ
のダイレクトパス信号と合成され、歪んだ受信信号を発生する。相関の測定値（
局所ＰＲＮコードと受信信号との間で相関を測定する）は、マルチパス成分を含
む全体の受信信号に基づいているため、この受信信号の歪みは、コード同期動作
に悪影響を及ぼす。この歪みによりＧＰＳ受信機がダイレクトパス信号ではなく
マルチパス信号に同期しようとする可能性がある。このことは、ダイレクトパス
信号においてコードビット遷移を生じる時点に近接して発生するコードビット遷
移を有するマルチパス信号に、特に当てはまる。
【０００８】 受信したＰＲＮコードと局所発生ＰＲＮコードをより正確に同期させるための
１つの方法は、米国特許第５，１０１，４１６号、米国特許第５，３９０，２０
７号、および米国特許第５，４９５，４９９号で開示された「狭い相関器（narr
ow correlators）」を使用することであり、これらの開示された全ては、共通の
譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる。進みと遅れの相関の測
定値間の遅延間隔を狭くすることにより、ノイズおよび進みマイナス遅れの測定
におけるマルチパス信号の歪みの悪影響を実質的に減らすように決定していた。
１つの方法は、米国特許第５，１０１，４１６号、米国特許第５，３９０，２０
７号、および米国特許第５，４９５，４９９号で開示された「狭い相関器（narr
ow correlators）」を使用することであり、これらの開示された全ては、共通の
譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる。進みと遅れの相関の測
定値間の遅延間隔を狭くすることにより、ノイズおよび進みマイナス遅れの測定
におけるマルチパス信号の歪みの悪影響を実質的に減らすように決定していた。
【０００９】 ノイズが進みと遅れの相関の測定に相関するように、遅延間隔を狭くする。ま
た、狭い相関器は、多くのマルチパス信号の寄与に比べて、遅れないＰＲＮコー
ドの相関の測定値に関連する相関のピークに一層近接して、本質的に間隔を空け
られる。従って、これらの相関器によって成された進みマイナス遅れの相関の測
定は、それらがピークの周りの大きい間隔で行った場合に比べて大幅に歪みが少
なくなる。相関器を相関のピークにより近づけて配置すればするほど、相関の測
定におけるマルチパス信号の悪影響がますます最小限になる。しかしながら、遅
延間隔はそんなに狭くすることができないため、ＤＬＬは衛星のＰＲＮコードに
ロックすることができず、コードロックを維持できない。そうでなければ、受信
機は、コードに再ロックするために時間を繰り返してかけることなしに、受信信
号のＰＲＮコードを追跡することができない。
た、狭い相関器は、多くのマルチパス信号の寄与に比べて、遅れないＰＲＮコー
ドの相関の測定値に関連する相関のピークに一層近接して、本質的に間隔を空け
られる。従って、これらの相関器によって成された進みマイナス遅れの相関の測
定は、それらがピークの周りの大きい間隔で行った場合に比べて大幅に歪みが少
なくなる。相関器を相関のピークにより近づけて配置すればするほど、相関の測
定におけるマルチパス信号の悪影響がますます最小限になる。しかしながら、遅
延間隔はそんなに狭くすることができないため、ＤＬＬは衛星のＰＲＮコードに
ロックすることができず、コードロックを維持できない。そうでなければ、受信
機は、コードに再ロックするために時間を繰り返してかけることなしに、受信信
号のＰＲＮコードを追跡することができない。
【００１０】 従来のＧＰＳ衛星の場合、Ｌ１搬送波が２つのＰＲＮコード、すなわち1.023M
HzのＣ／Ａコードと10.23MHzのＰコードによって変調される。このＰコードは、
米軍等、政府機密扱いのユーザに対してだけ知らされている暗号化コードで暗号
化されている。Ｌ２搬送波は暗号化されたＰコードにより変調される。一般的に
、前述の参照された特許に従って構成されたＧＰＳ受信機は、局所発生Ｃ／Ａコ
ードおよび局所発生Ｌ１搬送波を用いて衛星信号を捕捉する。同期捕捉後、受信
機は、ＤＬＬの狭い相関器および搬送波追跡ループの遅れない相関器を用いて、
局所発生Ｃ／Ａコードおよび局所発生Ｌ１搬送波を受信信号のＣ／Ａコードおよ
びＬ１搬送波に同期させる。次に、受信機はＣ／Ａコード追跡情報を用いて、そ
のＣ／Ａコードおよび互いの既知のタイミング関係を有するＬ１および／または
Ｌ２のＰコードを追跡することができる。
HzのＣ／Ａコードと10.23MHzのＰコードによって変調される。このＰコードは、
米軍等、政府機密扱いのユーザに対してだけ知らされている暗号化コードで暗号
化されている。Ｌ２搬送波は暗号化されたＰコードにより変調される。一般的に
、前述の参照された特許に従って構成されたＧＰＳ受信機は、局所発生Ｃ／Ａコ
ードおよび局所発生Ｌ１搬送波を用いて衛星信号を捕捉する。同期捕捉後、受信
機は、ＤＬＬの狭い相関器および搬送波追跡ループの遅れない相関器を用いて、
局所発生Ｃ／Ａコードおよび局所発生Ｌ１搬送波を受信信号のＣ／Ａコードおよ
びＬ１搬送波に同期させる。次に、受信機はＣ／Ａコード追跡情報を用いて、そ
のＣ／Ａコードおよび互いの既知のタイミング関係を有するＬ１および／または
Ｌ２のＰコードを追跡することができる。
【００１１】 新たな世代の衛星において、Ｌ２搬送波もＣ／Ａコード、すなわち10.23MHzの
方形波によってさらに変調される。方形波により変調されたＣ／Ａコード（これ
以降「スプリットＣ／Ａコード」と呼ぶ）は、Ｌ２搬送波から±10MHzのオフセ
ットにおいてそのパワースペクトルの最大、またはＰコードのパワースペクトル
のナルの最大を有する。従って、スプリットＣ／Ａコードは、必要に応じてＬ２
Ｐコードを妨害することなく選択的に妨害され得る。
方形波によってさらに変調される。方形波により変調されたＣ／Ａコード（これ
以降「スプリットＣ／Ａコード」と呼ぶ）は、Ｌ２搬送波から±10MHzのオフセ
ットにおいてそのパワースペクトルの最大、またはＰコードのパワースペクトル
のナルの最大を有する。従って、スプリットＣ／Ａコードは、必要に応じてＬ２
Ｐコードを妨害することなく選択的に妨害され得る。
【００１２】 スプリットＣ／Ａコードに関連した自己相関関数は、1.023MHzのＣ／Ａコード
の自己相関関数に対応する包絡線および10.23MHzの方形波の自己相関関数に対応
する包絡線内の複数のピークを有する。従って、２つのチップＣ／Ａコード包絡
線、または0.1Ｃ／Ａコードチップ毎の方形波の自己相関関数のピーク内に２０
個のピークがある。方形波に関連した複数のピークは、それぞれ比較的狭く、ひ
いてはコード追跡の精度を向上させ、ＤＬＬが正しい細いピークを追跡すると見
なす。
の自己相関関数に対応する包絡線および10.23MHzの方形波の自己相関関数に対応
する包絡線内の複数のピークを有する。従って、２つのチップＣ／Ａコード包絡
線、または0.1Ｃ／Ａコードチップ毎の方形波の自己相関関数のピーク内に２０
個のピークがある。方形波に関連した複数のピークは、それぞれ比較的狭く、ひ
いてはコード追跡の精度を向上させ、ＤＬＬが正しい細いピークを追跡すると見
なす。
【００１３】 我々の理解していることは、既知のＧＰＳ受信機が、局所発生スプリットＣ／
ＡコードとＬ２搬送波を用いて従来の態様でスプリットＣ／Ａコードを捕捉して
追跡することである。従って、受信機は、受信機の生成したスプリットＣ／Ａコ
ードのコードチップを、受信したスプリットＣ／Ａコードのコードチップに整合
しようとし、方形波の自己相関関数のピークの中心を追跡する。マルチパス信号
が無い状態で、受信機は、最も大きい振幅を有するピークを追跡することにより
ピークの中心を追跡する。しかしながら、マルチパス信号が受信信号に含まれる
場合、方形波の自己相関関数に関してピークの中心の振幅が、隣接するピークの
振幅に比べて区別できるほど大きくない可能性がある。従って、ＤＬＬは、ピー
クの中心から0.1または0.2Ｃ／Ａコードチップ離れたピークを追跡する可能性が
あり、受信機はそれに対応して不正確な位置の測定値を生じさせる。
ＡコードとＬ２搬送波を用いて従来の態様でスプリットＣ／Ａコードを捕捉して
追跡することである。従って、受信機は、受信機の生成したスプリットＣ／Ａコ
ードのコードチップを、受信したスプリットＣ／Ａコードのコードチップに整合
しようとし、方形波の自己相関関数のピークの中心を追跡する。マルチパス信号
が無い状態で、受信機は、最も大きい振幅を有するピークを追跡することにより
ピークの中心を追跡する。しかしながら、マルチパス信号が受信信号に含まれる
場合、方形波の自己相関関数に関してピークの中心の振幅が、隣接するピークの
振幅に比べて区別できるほど大きくない可能性がある。従って、ＤＬＬは、ピー
クの中心から0.1または0.2Ｃ／Ａコードチップ離れたピークを追跡する可能性が
あり、受信機はそれに対応して不正確な位置の測定値を生じさせる。
【００１４】
本発明は、20.46MHzの方形波コードとして考えられる10.23MHzの局所発生方形
波の位相、および1.023MHzの局所発生Ｃ／Ａコードを受信信号に別々に整合させ
ることにより、スプリットＣ／Ａコードを捕捉して追跡するＧＰＳ受信機である
。最初、受信機は、局所発生方形波コードの位相を受信信号に整合させ、スプリ
ットＣ／Ａコードの自己相関関数の複数ピークのうちの１つを追跡する。次に、
局所発生Ｃ／Ａコードの位相を、局所発生方形波コードの位相に対してシフトし
、局所Ｃ／Ａコードと受信したＣ／Ａコードおよび位置をスプリットＣ／Ａのピ
ークの中心上の相関器に整合させる。次に、受信機は、局所発生スプリットＣ／
Ａコードを用いて、直接的にピークの中心を追跡する。
波の位相、および1.023MHzの局所発生Ｃ／Ａコードを受信信号に別々に整合させ
ることにより、スプリットＣ／Ａコードを捕捉して追跡するＧＰＳ受信機である
。最初、受信機は、局所発生方形波コードの位相を受信信号に整合させ、スプリ
ットＣ／Ａコードの自己相関関数の複数ピークのうちの１つを追跡する。次に、
局所発生Ｃ／Ａコードの位相を、局所発生方形波コードの位相に対してシフトし
、局所Ｃ／Ａコードと受信したＣ／Ａコードおよび位置をスプリットＣ／Ａのピ
ークの中心上の相関器に整合させる。次に、受信機は、局所発生スプリットＣ／
Ａコードを用いて、直接的にピークの中心を追跡する。
【００１５】 より詳細には、ＧＰＳ受信機は、局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連する
相関の測定を行うことにより、衛星の信号を捕捉する。次に、受信機は、ＤＬＬ
において局所発生方形波コードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定値を用
いて、局所発生方形波コードを受信信号に整合させる。このように、ＤＬＬ誤差
信号を最小限にするように方形波コードの位相を調節し、自己相関関数の複数ピ
ークのうちの１つを追跡する。
相関の測定を行うことにより、衛星の信号を捕捉する。次に、受信機は、ＤＬＬ
において局所発生方形波コードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定値を用
いて、局所発生方形波コードを受信信号に整合させる。このように、ＤＬＬ誤差
信号を最小限にするように方形波コードの位相を調節し、自己相関関数の複数ピ
ークのうちの１つを追跡する。
【００１６】 ＤＬＬがロックされた場合、受信機は、受信信号に対して局所発生方形波コー
ドの遅れないバージョンを掛け合わせることにより、受信信号から方形波コード
を本質的に取り除く。このことは、受信信号のパワースペクトルをＣ／Ａコード
のパワースペクトルに崩壊させる。次に、受信機は局所発生Ｃ／Ａコードを受信
信号のＣ／Ａコードに整合させる。すなわち、受信機はスプリットＣ／Ａコード
の自己相関関数の包絡線におけるピークを追跡する。このように、ＤＬＬにおい
て局所発生Ｃ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定値を用いて、
Ｃ／Ａコードの位相を方形波コードの位相に対して適切に調整し、ＤＬＬ誤差信
号を最小限にする。２つのピークが送信の時点で一致し、依然として受信機にお
いて時間的に本質的に一致しているため、受信機は、次にスプリットＣ／Ａコー
ドの自己相関関数のピークの中心位置を追跡する。次に、受信機は、ＤＬＬにお
いて局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定
値を用いて、ピークの中心を直接的に追跡する。
ドの遅れないバージョンを掛け合わせることにより、受信信号から方形波コード
を本質的に取り除く。このことは、受信信号のパワースペクトルをＣ／Ａコード
のパワースペクトルに崩壊させる。次に、受信機は局所発生Ｃ／Ａコードを受信
信号のＣ／Ａコードに整合させる。すなわち、受信機はスプリットＣ／Ａコード
の自己相関関数の包絡線におけるピークを追跡する。このように、ＤＬＬにおい
て局所発生Ｃ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定値を用いて、
Ｃ／Ａコードの位相を方形波コードの位相に対して適切に調整し、ＤＬＬ誤差信
号を最小限にする。２つのピークが送信の時点で一致し、依然として受信機にお
いて時間的に本質的に一致しているため、受信機は、次にスプリットＣ／Ａコー
ドの自己相関関数のピークの中心位置を追跡する。次に、受信機は、ＤＬＬにお
いて局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定
値を用いて、ピークの中心を直接的に追跡する。
【００１７】 代案として、受信機が局所発生方形波コードを受信信号に整合させた後、受信
機は、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数における正のピークの位置におい
て局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連した進みマイナス遅れの相関の測定を
行うことにより、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のピークの中心位置を
求める。このように、受信機は、２つの方形波コードチップからなる相関器の遅
延間隔を用いて、正のピークの相対的な振幅を求めて正のピークの中心を選択す
る。次に、受信機は、方形波コードチップの数分の一の遅延間隔を有する狭い相
関器を用いて選択されたピークの中心を追跡する。
機は、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数における正のピークの位置におい
て局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連した進みマイナス遅れの相関の測定を
行うことにより、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のピークの中心位置を
求める。このように、受信機は、２つの方形波コードチップからなる相関器の遅
延間隔を用いて、正のピークの相対的な振幅を求めて正のピークの中心を選択す
る。次に、受信機は、方形波コードチップの数分の一の遅延間隔を有する狭い相
関器を用いて選択されたピークの中心を追跡する。
【００１８】
図１を参照すると、10.23MHzの方形波によって変調された、またはそれとデジ
タル的に混合された1.023MHzのＣ／ＡコードからなるスプリットＣ／Ａコードは
、Ｃ／Ａコードの自己相関関数に対応する包絡線４内に複数のピーク２を含む関
連する自己相関関数１を有する。複数のピーク２は、１，０，１，０・・等の交
番するビットを有する20.46MHzの方形波コードとして考えられる10.23MHzの方形
波の自己相関関数に関連付けられる。理解し易くするために、これ以降、複数の
自己相関関数のピーク２を「マイナピーク」と呼ぶ。
タル的に混合された1.023MHzのＣ／ＡコードからなるスプリットＣ／Ａコードは
、Ｃ／Ａコードの自己相関関数に対応する包絡線４内に複数のピーク２を含む関
連する自己相関関数１を有する。複数のピーク２は、１，０，１，０・・等の交
番するビットを有する20.46MHzの方形波コードとして考えられる10.23MHzの方形
波の自己相関関数に関連付けられる。理解し易くするために、これ以降、複数の
自己相関関数のピーク２を「マイナピーク」と呼ぶ。
【００１９】 マルチパスが無い場合、マイナピークの中心２Ｃの振幅は他のマイナピークの
振幅を超える。「ノーマル」マルチパスが存在する場合、すなわちマルチパス信
号が受信機においてダイレクトパス信号より少ない電力を有する場合、マイナピ
ークの中心２０が依然として他のマイナピークより大きい振幅を有する。しかし
ながら、マイナピークの中心を取り囲むマイナピークが、マイナピークの中心の
振幅に相対的に近接している振幅を有する。従って、外見上最も大きい振幅のマ
イナピークを追跡するＧＰＳ受信機は、マイナピークの中心を追跡し続けること
ができない。以下に説明するＧＰＳ受信機は、ノーマルマルチパスが存在する場
合でも、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のマイナピーク中心を相対的に
迅速に追跡する。
振幅を超える。「ノーマル」マルチパスが存在する場合、すなわちマルチパス信
号が受信機においてダイレクトパス信号より少ない電力を有する場合、マイナピ
ークの中心２０が依然として他のマイナピークより大きい振幅を有する。しかし
ながら、マイナピークの中心を取り囲むマイナピークが、マイナピークの中心の
振幅に相対的に近接している振幅を有する。従って、外見上最も大きい振幅のマ
イナピークを追跡するＧＰＳ受信機は、マイナピークの中心を追跡し続けること
ができない。以下に説明するＧＰＳ受信機は、ノーマルマルチパスが存在する場
合でも、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のマイナピーク中心を相対的に
迅速に追跡する。
【００２０】 例えば、後述する受信機も含まれる全ての既知の受信機において受信アンテナ
の上方の物体から反射した信号等、「シビア」マルチパスが存在する場合、すな
わちマルチパス信号が受信機においてダイレクトパス信号より多い電力を有する
場合、間違ったマイナピークを捕捉しそれにロックする可能性がある。従って、
この種の環境においては注意を払わなければならない。
の上方の物体から反射した信号等、「シビア」マルチパスが存在する場合、すな
わちマルチパス信号が受信機においてダイレクトパス信号より多い電力を有する
場合、間違ったマイナピークを捕捉しそれにロックする可能性がある。従って、
この種の環境においては注意を払わなければならない。
【００２１】 間違ったマイナピークの長期の同期追跡を回避するために、後述するＧＰＳ受
信機は、対象の衛星に一時的に割り当てられる追加のチャネルを含むことができ
る。追加のチャネルは、以下で説明される方形波同期追跡モードで動作する。こ
のモードにおいて、マルチパス信号が沈む（subside）場合、チャネルは正確な
マイナピークの位置の同期追跡に戻る。ＧＰＳ受信機が可動プラットフォーム上
にある場合、追加のチャネルを対象の衛星に割り当てる時間が相対的に短く、ひ
いては後述するＧＰＳ受信機は、シビアマルチパスが発生する環境においても、
マイナピークの中心２Ｃを相対的に迅速に追跡する。
信機は、対象の衛星に一時的に割り当てられる追加のチャネルを含むことができ
る。追加のチャネルは、以下で説明される方形波同期追跡モードで動作する。こ
のモードにおいて、マルチパス信号が沈む（subside）場合、チャネルは正確な
マイナピークの位置の同期追跡に戻る。ＧＰＳ受信機が可動プラットフォーム上
にある場合、追加のチャネルを対象の衛星に割り当てる時間が相対的に短く、ひ
いては後述するＧＰＳ受信機は、シビアマルチパスが発生する環境においても、
マイナピークの中心２Ｃを相対的に迅速に追跡する。
【００２２】 さて、図２も参照すると、ＧＰＳ受信機１０が受信アンテナ１２を介して、見
えるところにある全ての衛星によって送信されるスプリットＣ／Ａコードが含ま
れる合成信号を受信する。合成信号は、ダウンコンバータ１４に印加され、その
ダウンコンバータ１４は、従来の態様で受信Ｌ２信号を、Ａ−Ｄコンバータ１８
と互換性のある周波数の中間周波数（「ＩＦ」）信号に変換する。
えるところにある全ての衛星によって送信されるスプリットＣ／Ａコードが含ま
れる合成信号を受信する。合成信号は、ダウンコンバータ１４に印加され、その
ダウンコンバータ１４は、従来の態様で受信Ｌ２信号を、Ａ−Ｄコンバータ１８
と互換性のある周波数の中間周波数（「ＩＦ」）信号に変換する。
【００２３】 次に、ＩＦ信号は、所望の搬送波周波数において帯域を有するＩＦ帯域フィル
タ１６に印可される。そのフィルタ１６の帯域幅は、スプリットＣ／Ａコードの
主要な高調波が通過できるのに十分な幅、すなわち約３０MHzである。
タ１６に印可される。そのフィルタ１６の帯域幅は、スプリットＣ／Ａコードの
主要な高調波が通過できるのに十分な幅、すなわち約３０MHzである。
【００２４】 Ａ−Ｄコンバータ１８はナイキスト理論を満たすレートでフィルタリングされ
たＩＦ信号をサンプリングし、既知の態様で対応するデジタル同相（Ｉ）信号サ
ンプルおよびデジタル直交（Ｑ）信号サンプルを生成する。ＩおよびＱデジタル
信号サンプルがドップラー除去プロセッサ２０に供給され、そのドップラー除去
プロセッサ２０は、搬送波数値制御発信器（「搬送波ＮＣＯ」）３０から受信す
るＬ２搬送波位相角の推定値に従って信号を回転することにより、ＩおよびＱサ
ンプルのベースバンドを生成するように既知の態様で動作する。
たＩＦ信号をサンプリングし、既知の態様で対応するデジタル同相（Ｉ）信号サ
ンプルおよびデジタル直交（Ｑ）信号サンプルを生成する。ＩおよびＱデジタル
信号サンプルがドップラー除去プロセッサ２０に供給され、そのドップラー除去
プロセッサ２０は、搬送波数値制御発信器（「搬送波ＮＣＯ」）３０から受信す
るＬ２搬送波位相角の推定値に従って信号を回転することにより、ＩおよびＱサ
ンプルのベースバンドを生成するように既知の態様で動作する。
【００２５】 次に、ＩおよびＱサンプルは相関器２２、２３、および２４に供給され、それ
らの相関器のそれぞれは、後述するように、ＩおよびＱサンプルに適切な局所発
生コードの進み、遅れない、および／または遅れのバージョンを掛けることによ
り相関の測定を行う。ＩおよびＱの相関の測定値が、所定の期間それらを累積す
る累積回路２６に供給される。各期間の終わりにおいて、累積回路２６は、Ｉお
よびＱの累積の結果をコントローラ４０に供給し、そのコントローラ４０は、搬
送波ＮＣＯ３０、コードＮＣＯ３４および関連する逓減係数１０の分周器３６、
および相関器スペーシング及び制御回路要素３２を制御する。コントローラ４０
、コードＮＣＯ３４、および相関器スペーシング及び制御回路要素３２の動作は
、以下で詳細に説明する。
らの相関器のそれぞれは、後述するように、ＩおよびＱサンプルに適切な局所発
生コードの進み、遅れない、および／または遅れのバージョンを掛けることによ
り相関の測定を行う。ＩおよびＱの相関の測定値が、所定の期間それらを累積す
る累積回路２６に供給される。各期間の終わりにおいて、累積回路２６は、Ｉお
よびＱの累積の結果をコントローラ４０に供給し、そのコントローラ４０は、搬
送波ＮＣＯ３０、コードＮＣＯ３４および関連する逓減係数１０の分周器３６、
および相関器スペーシング及び制御回路要素３２を制御する。コントローラ４０
、コードＮＣＯ３４、および相関器スペーシング及び制御回路要素３２の動作は
、以下で詳細に説明する。
【００２６】 コードＮＣＯ３４は、20.46MHzの方形波コードとして使用される10.23MHzの方
形波信号を生成する。10.23MHzの方形波信号は、また分周器３６によって分周さ
れ、1.023MHzの局所発生Ｃ／Ａコードを生成するＣ／Ａコード発生器用の1.023M
Hzのクロック信号を生成する。
形波信号を生成する。10.23MHzの方形波信号は、また分周器３６によって分周さ
れ、1.023MHzの局所発生Ｃ／Ａコードを生成するＣ／Ａコード発生器用の1.023M
Hzのクロック信号を生成する。
【００２７】 スプリットＣ／Ａコードに関連する相関の測定値は、20.46MHzの方形波コード
を第１の相関器２２へ、及び1.023MHzのＣ／Ａコードを第２の相関器２４へ同時
に供給することにより、あるいは２つのコードを乗算器４２に供給することによ
り生成される。この乗算器４２はコードを互いに掛け合わせ、例えば相関器２４
のような単一の相関器へその積を供給する。
を第１の相関器２２へ、及び1.023MHzのＣ／Ａコードを第２の相関器２４へ同時
に供給することにより、あるいは２つのコードを乗算器４２に供給することによ
り生成される。この乗算器４２はコードを互いに掛け合わせ、例えば相関器２４
のような単一の相関器へその積を供給する。
【００２８】 Ｌ１信号に関連した同期捕捉と同期追跡の動作に関係なく、スプリットＣ／Ａ
コードとＬ２搬送波の同期捕捉と同期追跡の間における、相関器および関連する
相関器スペーシング及び制御回路要素３２の動作については、後述する。さらに
、搬送波同期追跡の動作については、当該技術者には周知であり、本質的にスプ
リットＣ／Ａコードの使用による変更がないので、詳細に説明しない。
コードとＬ２搬送波の同期捕捉と同期追跡の間における、相関器および関連する
相関器スペーシング及び制御回路要素３２の動作については、後述する。さらに
、搬送波同期追跡の動作については、当該技術者には周知であり、本質的にスプ
リットＣ／Ａコードの使用による変更がないので、詳細に説明しない。
【００２９】 また、図３を参照すると、相関器２３および２４が「遅れない（punctual）」
相関器として動作するように設定され、衛星の信号を捕捉し（ステップ３００）
、相関器２２は事実上ディスエーブルにされる。以下にさらに詳細に説明するよ
うに、相関器２２および２４のそれぞれは、「進みマイナス遅れ」相関器として
も動作でき、コード追跡遅延ロックループ（「ＤＬＬ」）で使用される進みマイ
ナス遅れの相関の測定を行う。代案として、追加の相関器を用いて、コード同期
追跡用進みマイナス遅れ相関の測定値を生成する。
相関器として動作するように設定され、衛星の信号を捕捉し（ステップ３００）
、相関器２２は事実上ディスエーブルにされる。以下にさらに詳細に説明するよ
うに、相関器２２および２４のそれぞれは、「進みマイナス遅れ」相関器として
も動作でき、コード追跡遅延ロックループ（「ＤＬＬ」）で使用される進みマイ
ナス遅れの相関の測定を行う。代案として、追加の相関器を用いて、コード同期
追跡用進みマイナス遅れ相関の測定値を生成する。
【００３０】 同期捕捉モードで動作中、相関器２３および２４は、乗算器４６および４２に
よってそれぞれ生成される、局所発生スプリットＣ／Ａコードの進みバージョン
と遅れバージョンを受信する。乗算器４６および４２のそれぞれは、Ｃ／Ａコー
ド発生器３８により生成された局所発生Ｃ／Ａコードに対して、コードＮＣＯ３
４により生成された方形波コードを掛け合わせる、またはそれらをデジタル的に
混合する。方形波コードはコードＮＣＯ３４から直接的に乗算器４６へ供給され
る。コントローラ４０の制御下にあるスイッチ４４は、方形波コードを乗算器４
２へ供給する。
よってそれぞれ生成される、局所発生スプリットＣ／Ａコードの進みバージョン
と遅れバージョンを受信する。乗算器４６および４２のそれぞれは、Ｃ／Ａコー
ド発生器３８により生成された局所発生Ｃ／Ａコードに対して、コードＮＣＯ３
４により生成された方形波コードを掛け合わせる、またはそれらをデジタル的に
混合する。方形波コードはコードＮＣＯ３４から直接的に乗算器４６へ供給され
る。コントローラ４０の制御下にあるスイッチ４４は、方形波コードを乗算器４
２へ供給する。
【００３１】 以下でさらに詳細に説明するように、相関器２２は、全て１の信号がその相関
器へ供給されることによりディスエーブルにされ、ＩおよびＱの値が変更されず
にその相関器を通過する。代案として、ディスエーブル信号が相関器に供給され
、本質的に同じ結果を生じさせる。
器へ供給されることによりディスエーブルにされ、ＩおよびＱの値が変更されず
にその相関器を通過する。代案として、ディスエーブル信号が相関器に供給され
、本質的に同じ結果を生じさせる。
【００３２】 相関器２３および２４は、時間的に間隔をおいた相関の測定値を取ることによ
り、所定のしきい値を超える相関の電力をサーチする（ステップ３０２）。相関
の電力はＩ2＋Ｑ2として計算され、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のマ
イナピーク２の全てが、0.5方形波サイクル毎にナルを有する正となる。ナルの
測定を避けるため、相関の測定は0.5方形波サイクルの倍数以外の時間で行われ
る。図１０のシステムにおいて、相関の測定はＣ／Ａコードチップよりわずかに
少ない分だけ間隔があけられる。
り、所定のしきい値を超える相関の電力をサーチする（ステップ３０２）。相関
の電力はＩ2＋Ｑ2として計算され、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のマ
イナピーク２の全てが、0.5方形波サイクル毎にナルを有する正となる。ナルの
測定を避けるため、相関の測定は0.5方形波サイクルの倍数以外の時間で行われ
る。図１０のシステムにおいて、相関の測定はＣ／Ａコードチップよりわずかに
少ない分だけ間隔があけられる。
【００３３】 ひとたびスプリットＣ／Ａコードが検出されると、すなわち相関器２３または
２４に関連する相関の電力が所定のしきい値を超えると、受信機は、搬送波追跡
位相ロックループにおいて相関の測定値を用いて搬送波ＮＣＯを制御し、局所発
生搬送波を受信搬送波に整合させる（ステップ３０４）。図２のシステムは、搬
送波援用コード追跡を行い、搬送波追跡情報を用いて既知の態様でコードＮＣＯ
３４を制御する（ステップ３０６）。
２４に関連する相関の電力が所定のしきい値を超えると、受信機は、搬送波追跡
位相ロックループにおいて相関の測定値を用いて搬送波ＮＣＯを制御し、局所発
生搬送波を受信搬送波に整合させる（ステップ３０４）。図２のシステムは、搬
送波援用コード追跡を行い、搬送波追跡情報を用いて既知の態様でコードＮＣＯ
３４を制御する（ステップ３０６）。
【００３４】 ひとたび搬送波追跡ループがロックされると（ステップ３０８）、受信機は「
方形波コード追跡モード」で動作する。従って、受信機は相関器２２をその追跡
モードに切り替え、相関器２２は方形波コードの進みバージョンおよび遅れバー
ジョンに従って進みマイナス遅れの相関の測定を行う（ステップ３１０）。相関
器２３はスプリットＣ／Ａコードを受信し続け、搬送波追跡ループで使用される
相関の測定を行い、局所発生搬送波と受信搬送波との間の整合を維持する。相関
器２４は遅れない相関器として動作し続け、Ｃ／Ａコードの遅れないバージョン
に従って相関の測定を行う。図５に関して以下に説明するように、コードの種々
のバージョンが相関器スペーシング及び制御回路要素３２により生成される。
方形波コード追跡モード」で動作する。従って、受信機は相関器２２をその追跡
モードに切り替え、相関器２２は方形波コードの進みバージョンおよび遅れバー
ジョンに従って進みマイナス遅れの相関の測定を行う（ステップ３１０）。相関
器２３はスプリットＣ／Ａコードを受信し続け、搬送波追跡ループで使用される
相関の測定を行い、局所発生搬送波と受信搬送波との間の整合を維持する。相関
器２４は遅れない相関器として動作し続け、Ｃ／Ａコードの遅れないバージョン
に従って相関の測定を行う。図５に関して以下に説明するように、コードの種々
のバージョンが相関器スペーシング及び制御回路要素３２により生成される。
【００３５】 進みマイナス遅れモードで動作中の相関器２２は、方形波コードの進みバージ
ョンと遅れバージョンが異なる場合、ゼロでない相関の測定を行う。搬送波追跡
情報の他に、ＤＬＬにおいて進みマイナス遅れの測定値を用いて、およびＤＬＬ
によって生成された誤差信号を用いて、コードＮＣＯ３４を制御する（ステップ
３１２）。コードＮＣＯ３４をＤＬＬの誤差信号に従って調整し、局所発生方形
波コードを受信した方形波コードに整合された状態にし、ひいてはＤＬＬの誤差
信号を減らす。
ョンと遅れバージョンが異なる場合、ゼロでない相関の測定を行う。搬送波追跡
情報の他に、ＤＬＬにおいて進みマイナス遅れの測定値を用いて、およびＤＬＬ
によって生成された誤差信号を用いて、コードＮＣＯ３４を制御する（ステップ
３１２）。コードＮＣＯ３４をＤＬＬの誤差信号に従って調整し、局所発生方形
波コードを受信した方形波コードに整合された状態にし、ひいてはＤＬＬの誤差
信号を減らす。
【００３６】 以下でさらに詳述するように、進み遅れの遅延間隔が、相関器スペーシング及
び制御回路要素３２により設定される。衛星が十分な帯域幅で送信し、同様に受
信機が十分な帯域幅で動作する場合、受信機における方形波コードの自己相関関
数は、少なくともいくぶん先細りのピークを有する。従って、進みマイナス遅れ
の相関の測定に関連する遅延間隔は、より正確に同期追跡するために方形波コー
ドチップの数分の１に設定される。そうでなければ、自己相関関数のピークが一
層丸められる場合、遅延間隔は１つの方形波コードチップに設定されてもよい。
び制御回路要素３２により設定される。衛星が十分な帯域幅で送信し、同様に受
信機が十分な帯域幅で動作する場合、受信機における方形波コードの自己相関関
数は、少なくともいくぶん先細りのピークを有する。従って、進みマイナス遅れ
の相関の測定に関連する遅延間隔は、より正確に同期追跡するために方形波コー
ドチップの数分の１に設定される。そうでなければ、自己相関関数のピークが一
層丸められる場合、遅延間隔は１つの方形波コードチップに設定されてもよい。
【００３７】 ひとたびＤＬＬがロックされると（ステップ３１４）、２つの方形波コードが
整合され、ＤＬＬがマイナピーク２の１つを追跡し続ける。しかしながら、ＤＬ
Ｌはマイナピークの中心２Ｃを追跡する必要はない。
整合され、ＤＬＬがマイナピーク２の１つを追跡し続ける。しかしながら、ＤＬ
Ｌはマイナピークの中心２Ｃを追跡する必要はない。
【００３８】 相関器を比較的迅速にマイナピークの中心へと移動させるために、受信機は、
Ｃ／Ａコードの位相が方形波コードの位相に対して調整される「Ｃ／Ａコード追
跡モード」で動作する。このモードにおいて、受信機は相関器２２を遅れないモ
ードへと戻すように切り替え、この相関器は受信信号に方形波コードの遅れない
バージョンを掛け合わせることにより、相関の測定を行う。このことは、本質的
に方形波コードを受信したスプリットＣ／Ａコードから分割し、受信信号の電力
スペクトルをＣ／Ａコードの電力スペクトルへと崩壊させる（ステップ３１６）
。
Ｃ／Ａコードの位相が方形波コードの位相に対して調整される「Ｃ／Ａコード追
跡モード」で動作する。このモードにおいて、受信機は相関器２２を遅れないモ
ードへと戻すように切り替え、この相関器は受信信号に方形波コードの遅れない
バージョンを掛け合わせることにより、相関の測定を行う。このことは、本質的
に方形波コードを受信したスプリットＣ／Ａコードから分割し、受信信号の電力
スペクトルをＣ／Ａコードの電力スペクトルへと崩壊させる（ステップ３１６）
。
【００３９】 受信機はまた、相関器２４をその追跡モードにも設定し、局所発生Ｃ／Ａコー
ドに関連する進みマイナス遅れの相関の測定を行う（ステップ３１８）。スイッ
チ４４が位置Ｂの状態で、局所発生コードに全て１の信号を掛け合わせる乗算器
４２により、コードが供給される。図５に関して以下で説明するように、相関器
２４の遅延間隔は好適には、相関器スペーシング及び制御回路要素３２によりＣ
／Ａコードチップの数分の１に設定される。
ドに関連する進みマイナス遅れの相関の測定を行う（ステップ３１８）。スイッ
チ４４が位置Ｂの状態で、局所発生コードに全て１の信号を掛け合わせる乗算器
４２により、コードが供給される。図５に関して以下で説明するように、相関器
２４の遅延間隔は好適には、相関器スペーシング及び制御回路要素３２によりＣ
／Ａコードチップの数分の１に設定される。
【００４０】 ＤＬＬにおいて相関器２４により行われた進みマイナス遅れの相関の測定値を
用いて、逓減係数１０の分周器３６の動作を制御する。ＤＬＬの誤差信号に応じ
て、コントローラ４０は、分周器に関連する最も速いクロックから全体的または
部分的なサイクルをスティール（steal）し、あるいはそのクロックへ全体的ま
たは部分的なサイクルを加える。これにより、Ｃ／Ａコード発生器３８により生
成されたＣ／Ａコードの位相が、局所発生方形波コードの位相に対してシフトさ
れ（ステップ３２）、ＤＬＬがロックされた場合に相関器２４を本質的に包絡線
４のピーク３に位置づける。この動作モードにおいて、コードＮＣＯ３４を搬送
波追跡情報に従って調整し、受信機および／または衛星が互いに対して移動する
際、局所発生方形波コードと受信方形波コードとの整合を維持する。
用いて、逓減係数１０の分周器３６の動作を制御する。ＤＬＬの誤差信号に応じ
て、コントローラ４０は、分周器に関連する最も速いクロックから全体的または
部分的なサイクルをスティール（steal）し、あるいはそのクロックへ全体的ま
たは部分的なサイクルを加える。これにより、Ｃ／Ａコード発生器３８により生
成されたＣ／Ａコードの位相が、局所発生方形波コードの位相に対してシフトさ
れ（ステップ３２）、ＤＬＬがロックされた場合に相関器２４を本質的に包絡線
４のピーク３に位置づける。この動作モードにおいて、コードＮＣＯ３４を搬送
波追跡情報に従って調整し、受信機および／または衛星が互いに対して移動する
際、局所発生方形波コードと受信方形波コードとの整合を維持する。
【００４１】 衛星において、Ｃ／Ａコードと方形波コードは、搬送波を変調する前にデジタ
ル的に混合される。従って、衛星において、方形波コード自己相関関数のマイナ
ピークの中心２Ｃは、包絡線のピーク３、すなわちＣ／Ａコード自己相関関数の
ピークに一致する。受信機においては、マルチパスの影響、および／または受信
機での信号処理の影響のため、包絡線４のマイナピークの中心２Ｃおよびピーク
３は、正確に一致できない。しかしながら、２つのピークは時間的に十分に近接
しており、Ｃ／Ａコード自己相関関数のピークの正確な追跡は、隣接するピーク
ではなく、マイナピークの中心２Ｃの位置を追跡するために相関器を位置決めす
ることによる。
ル的に混合される。従って、衛星において、方形波コード自己相関関数のマイナ
ピークの中心２Ｃは、包絡線のピーク３、すなわちＣ／Ａコード自己相関関数の
ピークに一致する。受信機においては、マルチパスの影響、および／または受信
機での信号処理の影響のため、包絡線４のマイナピークの中心２Ｃおよびピーク
３は、正確に一致できない。しかしながら、２つのピークは時間的に十分に近接
しており、Ｃ／Ａコード自己相関関数のピークの正確な追跡は、隣接するピーク
ではなく、マイナピークの中心２Ｃの位置を追跡するために相関器を位置決めす
ることによる。
【００４２】 ひとたびＤＬＬが包絡線４のピーク３を追跡すると（ステップ３２２）、スプ
リットＣ／Ａコード自己相関関数のマイナピークの中心２Ｃを直接的に追跡する
「スプリットＣ／Ａコード追跡モード」で受信機は動作する（ステップ３２４）
。このモードにおいて、相関器２４は、受信したスプリットＣ／Ａコードに対し
て乗算器４２により生成された局所発生スプリットＣ／Ａコードを掛け合わせる
。このため、スイッチ４４は位置Ａに移動し、乗算器は、Ｃ／Ａコード発生器３
８により生成された局所発生Ｃ／ＡコードおよびコードＮＣＯ３４により生成さ
れた10.23MHzの方形波を再び掛け合わせる、あるいはそれらをデジタル的に再び
混合する。
リットＣ／Ａコード自己相関関数のマイナピークの中心２Ｃを直接的に追跡する
「スプリットＣ／Ａコード追跡モード」で受信機は動作する（ステップ３２４）
。このモードにおいて、相関器２４は、受信したスプリットＣ／Ａコードに対し
て乗算器４２により生成された局所発生スプリットＣ／Ａコードを掛け合わせる
。このため、スイッチ４４は位置Ａに移動し、乗算器は、Ｃ／Ａコード発生器３
８により生成された局所発生Ｃ／ＡコードおよびコードＮＣＯ３４により生成さ
れた10.23MHzの方形波を再び掛け合わせる、あるいはそれらをデジタル的に再び
混合する。
【００４３】 このモードにおいて、相関器スペーシング及び制御回路要素３２は、全て１の
信号を相関器２２へ与え、その相関器をディスエーブルにする。代案として、受
信機はアサートにされたディスエーブル信号を相関器２２へ供給してもよい。
信号を相関器２２へ与え、その相関器をディスエーブルにする。代案として、受
信機はアサートにされたディスエーブル信号を相関器２２へ供給してもよい。
【００４４】 相関器２４は、方形波コードチップの数分の１である遅延間隔を用いて、局所
発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定を行う。
この結果をＤＬＬで用いて、および関連するＤＬＬの誤差信号を用いて、コード
ＮＣＯ３４を制御し、局所発生スプリットＣ／Ａコードと受信したコードとの整
合を微調整する（ステップ３２６）。このモードにおいて、相関器２３は、スプ
リットＣ／Ａコードに従って相関の測定を続け、局所および受信したＬ２搬送波
の整合を維持する。
発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定を行う。
この結果をＤＬＬで用いて、および関連するＤＬＬの誤差信号を用いて、コード
ＮＣＯ３４を制御し、局所発生スプリットＣ／Ａコードと受信したコードとの整
合を微調整する（ステップ３２６）。このモードにおいて、相関器２３は、スプ
リットＣ／Ａコードに従って相関の測定を続け、局所および受信したＬ２搬送波
の整合を維持する。
【００４５】 ＤＬＬがマイナピークの中心２Ｃにロックした状態で、受信機は既知の態様で
その全地球的な位置を求め、Ｃ／Ａコードだけ、または暗号化されたＰコードを
追跡することにより得られるものより高い精度を実現する。
その全地球的な位置を求め、Ｃ／Ａコードだけ、または暗号化されたＰコードを
追跡することにより得られるものより高い精度を実現する。
【００４６】 代案として、受信機が方形波コードを同期追跡した後、受信機はスプリットＣ
／Ａコードを用いてマイナピークの中心２Ｃを検索することができる。ここで、
図２と図４を参照すると、Ｃ／Ａコード追跡モードで動作中の受信機は、相関器
２３および２４を用いて、かつ相関器２２をディスエーブルにして、スプリット
Ｃ／Ａコード自己相関関数のマイナピークで進みと遅れの相関の測定を行う（ス
テップ４００）。従って、相関器２３および２４は、0.5方形波サイクルの倍数
だけ間隔があけられる。
／Ａコードを用いてマイナピークの中心２Ｃを検索することができる。ここで、
図２と図４を参照すると、Ｃ／Ａコード追跡モードで動作中の受信機は、相関器
２３および２４を用いて、かつ相関器２２をディスエーブルにして、スプリット
Ｃ／Ａコード自己相関関数のマイナピークで進みと遅れの相関の測定を行う（ス
テップ４００）。従って、相関器２３および２４は、0.5方形波サイクルの倍数
だけ間隔があけられる。
【００４７】 図１に示したように、方形波コードの相関関数のピークは、正と負の交番であ
る。従って、コントローラ４０は、２つの相関器２３および２４により生成され
た進みと遅れの相関の測定値に基づいた進みプラス遅れ（early-plus-late）と
してＤＬＬ用の誤差信号を計算する。ＤＬＬにおいて相関の測定値を用いて（ス
テップ４０２）、局所発生Ｃ／Ａコードの位相を局所発生方形波コードの位相に
対してシフトするために、逓減係数１０の分周器３６に関連する最も速いクロッ
クからサイクルをスティールするか、またはそのクロックにサイクルを加えるか
どうかを決定する。
る。従って、コントローラ４０は、２つの相関器２３および２４により生成され
た進みと遅れの相関の測定値に基づいた進みプラス遅れ（early-plus-late）と
してＤＬＬ用の誤差信号を計算する。ＤＬＬにおいて相関の測定値を用いて（ス
テップ４０２）、局所発生Ｃ／Ａコードの位相を局所発生方形波コードの位相に
対してシフトするために、逓減係数１０の分周器３６に関連する最も速いクロッ
クからサイクルをスティールするか、またはそのクロックにサイクルを加えるか
どうかを決定する。
【００４８】 相関器２３により行われた相関の測定値を搬送波追跡ループでも用いて、受信
した搬送波と局所発生搬送波との間の整合を維持する。
した搬送波と局所発生搬送波との間の整合を維持する。
【００４９】 ＤＬＬの誤差信号が最小へと低減されると（ステップ４０４）、受信機は、関
連する進み遅れの遅延差、または相関器の間隔を方形波コードチップの数分の１
まで狭め、より正確にマイナピークの中心２Ｃを追跡する（ステップ４０６）。
さて、相関の測定値は、スプリットＣ／Ａコードの同じ自己相関関数のピークに
関連付けられているため、相関器２４はその進みマイナス遅れモードで動作させ
られる。ＤＬＬにおいて相関器２４からの進みマイナス遅れの相関の測定値を用
いて、コードＮＣＯを制御し、局所発生方形波コードおよびＣ／Ａコードの双方
の位相を同期するように調整する（ステップ４０８）。
連する進み遅れの遅延差、または相関器の間隔を方形波コードチップの数分の１
まで狭め、より正確にマイナピークの中心２Ｃを追跡する（ステップ４０６）。
さて、相関の測定値は、スプリットＣ／Ａコードの同じ自己相関関数のピークに
関連付けられているため、相関器２４はその進みマイナス遅れモードで動作させ
られる。ＤＬＬにおいて相関器２４からの進みマイナス遅れの相関の測定値を用
いて、コードＮＣＯを制御し、局所発生方形波コードおよびＣ／Ａコードの双方
の位相を同期するように調整する（ステップ４０８）。
【００５０】 さて、図５を参照すると、相関器スペーシング及び制御回路要素３２には、プ
ログラマブル遅延回路４８と５０が含まれる。プログラマブル遅延回路４８と５
０は、コントローラ４０の制御下で、スイッチ５６を介してそれらに供給される
コードの遅れないバージョンと遅れのバージョンを生成する。スイッチ５６はま
た、コントローラの制御下で、同期捕捉モードとスプリットＣ／Ａコード追跡モ
ードの双方においてスプリットＣ／Ａコードを遅延回路に供給する。方形波コー
ド追跡モード中、スイッチ５６は方形波コードを遅延回路に供給し、Ｃ／Ａコー
ド追跡モード中にはＣ／Ａコードを遅延回路に供給する。
ログラマブル遅延回路４８と５０が含まれる。プログラマブル遅延回路４８と５
０は、コントローラ４０の制御下で、スイッチ５６を介してそれらに供給される
コードの遅れないバージョンと遅れのバージョンを生成する。スイッチ５６はま
た、コントローラの制御下で、同期捕捉モードとスプリットＣ／Ａコード追跡モ
ードの双方においてスプリットＣ／Ａコードを遅延回路に供給する。方形波コー
ド追跡モード中、スイッチ５６は方形波コードを遅延回路に供給し、Ｃ／Ａコー
ド追跡モード中にはＣ／Ａコードを遅延回路に供給する。
【００５１】 プログラマブル遅延回路５２は、相関器２３用のスプリットＣ／Ａコードの遅
れないバージョンを生成する。別のプログラマブル遅延回路５４は、方形波コー
ド追跡モード中にスイッチ５８を介して相関器２４に供給されるＣ／Ａコードの
遅れないバージョンを生成する。代案として、スプリットＣ／Ａコードの進みバ
ージョンに関連して相関の測定を行う相関器２３を用いて、遅延回路５２を除く
ことができる。
れないバージョンを生成する。別のプログラマブル遅延回路５４は、方形波コー
ド追跡モード中にスイッチ５８を介して相関器２４に供給されるＣ／Ａコードの
遅れないバージョンを生成する。代案として、スプリットＣ／Ａコードの進みバ
ージョンに関連して相関の測定を行う相関器２３を用いて、遅延回路５２を除く
ことができる。
【００５２】 同期捕捉モード中、スイッチ５８は位置Ａにあり、スプリットＣ／Ａコードの
遅れバージョンを相関器２４へ供給する。次に、方形波追跡モード中、スイッチ
は位置Ｂに移動し、Ｃ／Ａコードの進みバージョンまたは遅れないバージョンを
相関器２４へ供給する。また、残りの追跡モード中、スイッチは位置Ｃに移動し
、Ｃ／ＡコードおよびスプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの信
号を相関器へ適宜供給する。
遅れバージョンを相関器２４へ供給する。次に、方形波追跡モード中、スイッチ
は位置Ｂに移動し、Ｃ／Ａコードの進みバージョンまたは遅れないバージョンを
相関器２４へ供給する。また、残りの追跡モード中、スイッチは位置Ｃに移動し
、Ｃ／ＡコードおよびスプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの信
号を相関器へ適宜供給する。
【００５３】 同期捕捉中、スイッチ６０は位置Ａにあり、相関器を本質的にディスエーブル
にする全て１の信号を相関器２２へ供給する。方形波追跡モード中、スイッチ６
０は位置Ｂに移動し、進みマイナス遅れの方形波コードを相関器へ供給する。Ｃ
／Ａコード追跡モードにおいて、スイッチは位置Ｃに移動し、プログラマブル遅
延回路６２により生成される方形波コードの遅れないバージョンを相関器へ供給
する。受信機がスプリットＣ／Ａ追跡モードで動作している場合、スイッチ６０
は再び位置Ａに移動し、全て１の信号を相関器２２へ供給する。
にする全て１の信号を相関器２２へ供給する。方形波追跡モード中、スイッチ６
０は位置Ｂに移動し、進みマイナス遅れの方形波コードを相関器へ供給する。Ｃ
／Ａコード追跡モードにおいて、スイッチは位置Ｃに移動し、プログラマブル遅
延回路６２により生成される方形波コードの遅れないバージョンを相関器へ供給
する。受信機がスプリットＣ／Ａ追跡モードで動作している場合、スイッチ６０
は再び位置Ａに移動し、全て１の信号を相関器２２へ供給する。
【００５４】 コントローラ４０は、プログラマブル遅延回路４８と５０の遅延を適切に設定
することにより、所望の進み遅れ遅延間隔、すなわちコードの進みバージョンと
遅れバージョンとの間の時間を設定する。従って、コントローラは、例えば１つ
のＣ／Ａコードチップから方形波コードチップの数分の１まで、進み遅れの遅延
間隔を変更できる。
することにより、所望の進み遅れ遅延間隔、すなわちコードの進みバージョンと
遅れバージョンとの間の時間を設定する。従って、コントローラは、例えば１つ
のＣ／Ａコードチップから方形波コードチップの数分の１まで、進み遅れの遅延
間隔を変更できる。
【００５５】 Ｃ／Ａコード追跡モード中、受信機が代わりにスプリットＣ／Ａコードを使用
する場合、図４に関して上述したように、スイッチ５６は、方形波コード追跡モ
ード以外の全ての動作モードの間、スプリットＣ／Ａコードをプログラマブル遅
延回路４８と５０へ向ける。方形波コード追跡モード中、そのスイッチは方形波
コードをプログラマブル遅延回路４８と５０へ向ける。
する場合、図４に関して上述したように、スイッチ５６は、方形波コード追跡モ
ード以外の全ての動作モードの間、スプリットＣ／Ａコードをプログラマブル遅
延回路４８と５０へ向ける。方形波コード追跡モード中、そのスイッチは方形波
コードをプログラマブル遅延回路４８と５０へ向ける。
【００５６】 上述した説明は、本発明の特定の実施態様に制限されるものではない。しかし
ながら、本発明に対してその利点のいくつかまたは全ての達成とともに変形と修
正を行えることは、明らかである。例えば、ドップラープロセッサや、累算器ダ
ンププロセッサ等の種々のプロセッサは、相関器も包含するコンポーネントに含
めることができる。代案として、相関器の種々のコンポーネントは、単一の乗算
器や累算器等の独立したシステムコンポーネントに含めることができる。従って
、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の厳密な思想および範囲の中に入るよ
うに全てのかかる変形と修正をカバーすることである。
ながら、本発明に対してその利点のいくつかまたは全ての達成とともに変形と修
正を行えることは、明らかである。例えば、ドップラープロセッサや、累算器ダ
ンププロセッサ等の種々のプロセッサは、相関器も包含するコンポーネントに含
めることができる。代案として、相関器の種々のコンポーネントは、単一の乗算
器や累算器等の独立したシステムコンポーネントに含めることができる。従って
、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の厳密な思想および範囲の中に入るよ
うに全てのかかる変形と修正をカバーすることである。
【図１】 スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数の図である。
【図２】 本発明に従って構成された受信機の機能ブロック図である。
【図３】 図２の受信機の動作に関するフローチャートである。
【図４】 図２の受信機の代替の動作に関するフローチャートである。
【図５】 図２の受信機に含まれる、相関器コントロールとスペーシング回路要素の機能
ブロック図である。
ブロック図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月２７日（２００１．２．２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 スプリットＣ／Ａコード受信機
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】 本発明は、一般に全地球的位置決定システム（ＧＰＳ）の受信機に関し、より
詳細には、「スプリットＣ／Ａコード」信号を受信するＧＰＳ受信機に関する。
詳細には、「スプリットＣ／Ａコード」信号を受信するＧＰＳ受信機に関する。
【０００２】
【発明の背景】 ＧＰＳ受信機は、軌道に乗っているＧＰＳ衛星または他の衛星から受信する信
号に基づいて、その全地球的な位置を決定する。ＧＰＳ衛星は、２つの搬送波、
すなわち1575.42MHzのＬ１搬送波と1227.60 MHzのＬ２搬送波を用いて信号を送
信する。各搬送波は少なくとも２値の擬似ランダム（ＰＲＮ）コードによって変
調される。この擬似ランダムコードは、周期的に繰り返される１と０の外観上ラ
ンダムなシーケンスからなる。ＰＲＮコードの１と０は、「コードチップ」と呼
ばれ、「コードチップタイム」で発生する１から０、または０から１へのコード
の遷移は、「ビット遷移」と呼ばれる。各衛星は一意のＰＲＮコードを使用し、
そのためＧＰＳ受信機は、信号に含まれるＰＲＮコードを求めることにより受信
した信号を特定の衛星に関連付けることができる。
号に基づいて、その全地球的な位置を決定する。ＧＰＳ衛星は、２つの搬送波、
すなわち1575.42MHzのＬ１搬送波と1227.60 MHzのＬ２搬送波を用いて信号を送
信する。各搬送波は少なくとも２値の擬似ランダム（ＰＲＮ）コードによって変
調される。この擬似ランダムコードは、周期的に繰り返される１と０の外観上ラ
ンダムなシーケンスからなる。ＰＲＮコードの１と０は、「コードチップ」と呼
ばれ、「コードチップタイム」で発生する１から０、または０から１へのコード
の遷移は、「ビット遷移」と呼ばれる。各衛星は一意のＰＲＮコードを使用し、
そのためＧＰＳ受信機は、信号に含まれるＰＲＮコードを求めることにより受信
した信号を特定の衛星に関連付けることができる。
【０００３】 ＧＰＳ受信機は、衛星が信号を送信する時間と受信機がその信号を受信する時
間との差を計算する。そして、受信機はその関連した時間差に基づいて衛星から
の距離、即ち「疑似距離（スードレンジ）」を計算する。少なくとも４つの衛星
からの疑似距離を用いて、受信機はその全地球的な位置を決定する。
間との差を計算する。そして、受信機はその関連した時間差に基づいて衛星から
の距離、即ち「疑似距離（スードレンジ）」を計算する。少なくとも４つの衛星
からの疑似距離を用いて、受信機はその全地球的な位置を決定する。
【０００４】 時間差を求めるために、ＧＰＳ受信機はそれぞれのコードのコードチップに整
合することにより、局所発生ＰＲＮコードを受信信号のＰＲＮコードに同期させ
る。次に、局所発生ＰＲＮコードが、衛星の送信時におけるＰＲＮコードの既知
のタイミングからどれくらい時間的にシフトされるかを求め、関連した疑似距離
を計算する。ＧＰＳ受信機が局所発生ＰＲＮコードを受信信号のＰＲＮコードに
厳密に整合させればさせるほど、ＧＰＳ受信機は関連した時間差と疑似距離、お
よびその結果としての全地球的位置をますます精密に求めることができる。
合することにより、局所発生ＰＲＮコードを受信信号のＰＲＮコードに同期させ
る。次に、局所発生ＰＲＮコードが、衛星の送信時におけるＰＲＮコードの既知
のタイミングからどれくらい時間的にシフトされるかを求め、関連した疑似距離
を計算する。ＧＰＳ受信機が局所発生ＰＲＮコードを受信信号のＰＲＮコードに
厳密に整合させればさせるほど、ＧＰＳ受信機は関連した時間差と疑似距離、お
よびその結果としての全地球的位置をますます精密に求めることができる。
【０００５】 コードの同期化動作には、衛星のＰＲＮコードの同期捕捉、およびそのコード
の同期追跡が含まれる。ＰＲＮコードを捕捉するために、ＧＰＳ受信機は通常、
コードチップにより時間的に分離される一連の相関の測定を行う。同期捕捉後、
ＧＰＳ受信機は受信したコードを追跡する。通常、「進みマイナス遅れ（early-
minus-late）」の相関の測定値、すなわち（ｉ）受信した信号のＰＲＮコードに
関連した相関の測定値と局所発生ＰＲＮコードの進みバージョンとの差、および
（ii）受信した信号のＰＲＮコードに関連した相関の測定値と局所ＰＲＮコード
の遅れバージョンとの差の測定である。次に、ＧＰＳ受信機は遅延ロックループ
（ＤＬＬ）で進みマイナス遅れの測定値を使用して、局所ＰＲＮコードと受信Ｐ
ＲＮコードとの不整合に比例する誤差信号を発生する。次に、この誤差信号を用
いてＰＲＮコード発生器を制御し、ＤＬＬ誤差信号を本質的に最小限にするよう
に局所ＰＲＮコードをシフトする。
の同期追跡が含まれる。ＰＲＮコードを捕捉するために、ＧＰＳ受信機は通常、
コードチップにより時間的に分離される一連の相関の測定を行う。同期捕捉後、
ＧＰＳ受信機は受信したコードを追跡する。通常、「進みマイナス遅れ（early-
minus-late）」の相関の測定値、すなわち（ｉ）受信した信号のＰＲＮコードに
関連した相関の測定値と局所発生ＰＲＮコードの進みバージョンとの差、および
（ii）受信した信号のＰＲＮコードに関連した相関の測定値と局所ＰＲＮコード
の遅れバージョンとの差の測定である。次に、ＧＰＳ受信機は遅延ロックループ
（ＤＬＬ）で進みマイナス遅れの測定値を使用して、局所ＰＲＮコードと受信Ｐ
ＲＮコードとの不整合に比例する誤差信号を発生する。次に、この誤差信号を用
いてＰＲＮコード発生器を制御し、ＤＬＬ誤差信号を本質的に最小限にするよう
に局所ＰＲＮコードをシフトする。
【０００６】 また、ＧＰＳ受信機は通常、局所ＰＲＮコードの遅れないバージョンに関連し
た相関の測定値を用いて、衛星の搬送波を局所搬送波に整合させる。このような
ことを行うために、受信機は搬送波追跡位相ロックループを使用する。
た相関の測定値を用いて、衛星の搬送波を局所搬送波に整合させる。このような
ことを行うために、受信機は搬送波追跡位相ロックループを使用する。
【０００７】 ＧＰＳ受信機は、見通し線、またはダイレクトパスの衛星信号だけでなく、マ
ルチパスの信号もまた受信する。このマルチパス信号は異なるパスに沿って伝播
する信号であり、地面、水の固まり、近くのビル等から受信機へと反射した信号
である。マルチパス信号がダイレクトパス信号の後にＧＰＳ受信機に到達してそ
のダイレクトパス信号と合成され、歪んだ受信信号を発生する。相関の測定値（
局所ＰＲＮコードと受信信号との間で相関を測定する）は、マルチパス成分を含
む全体の受信信号に基づいているため、この受信信号の歪みは、コード同期動作
に悪影響を及ぼす。この歪みによりＧＰＳ受信機がダイレクトパス信号ではなく
マルチパス信号に同期しようとする可能性がある。このことは、ダイレクトパス
信号においてコードビット遷移を生じる時点に近接して発生するコードビット遷
移を有するマルチパス信号に、特に当てはまる。
ルチパスの信号もまた受信する。このマルチパス信号は異なるパスに沿って伝播
する信号であり、地面、水の固まり、近くのビル等から受信機へと反射した信号
である。マルチパス信号がダイレクトパス信号の後にＧＰＳ受信機に到達してそ
のダイレクトパス信号と合成され、歪んだ受信信号を発生する。相関の測定値（
局所ＰＲＮコードと受信信号との間で相関を測定する）は、マルチパス成分を含
む全体の受信信号に基づいているため、この受信信号の歪みは、コード同期動作
に悪影響を及ぼす。この歪みによりＧＰＳ受信機がダイレクトパス信号ではなく
マルチパス信号に同期しようとする可能性がある。このことは、ダイレクトパス
信号においてコードビット遷移を生じる時点に近接して発生するコードビット遷
移を有するマルチパス信号に、特に当てはまる。
【０００８】 受信したＰＲＮコードと局所発生ＰＲＮコードをより正確に同期させるための
１つの方法は、米国特許第５，１０１，４１６号、米国特許第５，３９０，２０
７号、および米国特許第５，４９５，４９９号で開示された「狭い相関器（narr
ow correlators）」を使用することであり、これらの開示された全ては、共通の
譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる。進みと遅れの相関の測
定値間の遅延間隔を狭くすることにより、ノイズおよび進みマイナス遅れの測定
におけるマルチパス信号の歪みの悪影響を実質的に減らすように決定していた。
１つの方法は、米国特許第５，１０１，４１６号、米国特許第５，３９０，２０
７号、および米国特許第５，４９５，４９９号で開示された「狭い相関器（narr
ow correlators）」を使用することであり、これらの開示された全ては、共通の
譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる。進みと遅れの相関の測
定値間の遅延間隔を狭くすることにより、ノイズおよび進みマイナス遅れの測定
におけるマルチパス信号の歪みの悪影響を実質的に減らすように決定していた。
【０００９】 ノイズが進みと遅れの相関の測定に相関するように、遅延間隔を狭くする。ま
た、狭い相関器は、多くのマルチパス信号の寄与に比べて、遅れないＰＲＮコー
ドの相関の測定値に関連する相関のピークに一層近接して、本質的に間隔を空け
られる。従って、これらの相関器によって成された進みマイナス遅れの相関の測
定は、それらがピークの周りの大きい間隔で行った場合に比べて大幅に歪みが少
なくなる。相関器を相関のピークにより近づけて配置すればするほど、相関の測
定におけるマルチパス信号の悪影響がますます最小限になる。しかしながら、遅
延間隔はそんなに狭くすることができないため、ＤＬＬは衛星のＰＲＮコードに
ロックすることができず、コードロックを維持できない。そうでなければ、受信
機は、コードに再ロックするために時間を繰り返してかけることなしに、受信信
号のＰＲＮコードを追跡することができない。
た、狭い相関器は、多くのマルチパス信号の寄与に比べて、遅れないＰＲＮコー
ドの相関の測定値に関連する相関のピークに一層近接して、本質的に間隔を空け
られる。従って、これらの相関器によって成された進みマイナス遅れの相関の測
定は、それらがピークの周りの大きい間隔で行った場合に比べて大幅に歪みが少
なくなる。相関器を相関のピークにより近づけて配置すればするほど、相関の測
定におけるマルチパス信号の悪影響がますます最小限になる。しかしながら、遅
延間隔はそんなに狭くすることができないため、ＤＬＬは衛星のＰＲＮコードに
ロックすることができず、コードロックを維持できない。そうでなければ、受信
機は、コードに再ロックするために時間を繰り返してかけることなしに、受信信
号のＰＲＮコードを追跡することができない。
【００１０】 従来のＧＰＳ衛星の場合、Ｌ１搬送波が２つのＰＲＮコード、すなわち1.023M
HzのＣ／Ａコードと10.23MHzのＰコードによって変調される。このＰコードは、
米軍等、政府機密扱いのユーザに対してだけ知らされている暗号化コードで暗号
化されている。Ｌ２搬送波は暗号化されたＰコードにより変調される。一般的に
、前述の参照された特許に従って構成されたＧＰＳ受信機は、局所発生Ｃ／Ａコ
ードおよび局所発生Ｌ１搬送波を用いて衛星信号を捕捉する。同期捕捉後、受信
機は、ＤＬＬの狭い相関器および搬送波追跡ループの遅れない相関器を用いて、
局所発生Ｃ／Ａコードおよび局所発生Ｌ１搬送波を受信信号のＣ／Ａコードおよ
びＬ１搬送波に同期させる。次に、受信機はＣ／Ａコード追跡情報を用いて、そ
のＣ／Ａコードおよび互いの既知のタイミング関係を有するＬ１および／または
Ｌ２のＰコードを追跡することができる。
HzのＣ／Ａコードと10.23MHzのＰコードによって変調される。このＰコードは、
米軍等、政府機密扱いのユーザに対してだけ知らされている暗号化コードで暗号
化されている。Ｌ２搬送波は暗号化されたＰコードにより変調される。一般的に
、前述の参照された特許に従って構成されたＧＰＳ受信機は、局所発生Ｃ／Ａコ
ードおよび局所発生Ｌ１搬送波を用いて衛星信号を捕捉する。同期捕捉後、受信
機は、ＤＬＬの狭い相関器および搬送波追跡ループの遅れない相関器を用いて、
局所発生Ｃ／Ａコードおよび局所発生Ｌ１搬送波を受信信号のＣ／Ａコードおよ
びＬ１搬送波に同期させる。次に、受信機はＣ／Ａコード追跡情報を用いて、そ
のＣ／Ａコードおよび互いの既知のタイミング関係を有するＬ１および／または
Ｌ２のＰコードを追跡することができる。
【００１１】 新たな世代の衛星において、Ｌ２搬送波もＣ／Ａコード、すなわち10.23MHzの
方形波によってさらに変調される。方形波により変調されたＣ／Ａコード（これ
以降「スプリットＣ／Ａコード」と呼ぶ）は、Ｌ２搬送波から±10MHzのオフセ
ットにおいてそのパワースペクトルの最大、またはＰコードのパワースペクトル
のナルの最大を有する。従って、スプリットＣ／Ａコードは、必要に応じてＬ２ Ｐコードを妨害することなく選択的に妨害され得る。
方形波によってさらに変調される。方形波により変調されたＣ／Ａコード（これ
以降「スプリットＣ／Ａコード」と呼ぶ）は、Ｌ２搬送波から±10MHzのオフセ
ットにおいてそのパワースペクトルの最大、またはＰコードのパワースペクトル
のナルの最大を有する。従って、スプリットＣ／Ａコードは、必要に応じてＬ２ Ｐコードを妨害することなく選択的に妨害され得る。
【００１２】 スプリットＣ／Ａコードに関連した自己相関関数は、1.023MHzのＣ／Ａコード
の自己相関関数に対応する包絡線および10.23MHzの方形波の自己相関関数に対応
する包絡線内の複数のピークを有する。従って、２つのチップＣ／Ａコード包絡
線、または0.1Ｃ／Ａコードチップ毎の方形波の自己相関関数のピーク内に２０
個のピークがある。方形波に関連した複数のピークは、それぞれ比較的狭く、ひ
いてはコード追跡の精度を向上させ、ＤＬＬが正しい細いピークを追跡すると見
なす。
の自己相関関数に対応する包絡線および10.23MHzの方形波の自己相関関数に対応
する包絡線内の複数のピークを有する。従って、２つのチップＣ／Ａコード包絡
線、または0.1Ｃ／Ａコードチップ毎の方形波の自己相関関数のピーク内に２０
個のピークがある。方形波に関連した複数のピークは、それぞれ比較的狭く、ひ
いてはコード追跡の精度を向上させ、ＤＬＬが正しい細いピークを追跡すると見
なす。
【００１３】 我々の理解していることは、既知のＧＰＳ受信機が、局所発生スプリットＣ／
ＡコードとＬ２搬送波を用いて従来の態様でスプリットＣ／Ａコードを捕捉して
追跡することである。従って、受信機は、受信機の生成したスプリットＣ／Ａコ
ードのコードチップを、受信したスプリットＣ／Ａコードのコードチップに整合
しようとし、方形波の自己相関関数のピークの中心を追跡する。マルチパス信号
が無い状態で、受信機は、最も大きい振幅を有するピークを追跡することにより
ピークの中心を追跡する。しかしながら、マルチパス信号が受信信号に含まれる
場合、方形波の自己相関関数に関してピークの中心の振幅が、隣接するピークの
振幅に比べて区別できるほど大きくない可能性がある。従って、ＤＬＬは、ピー
クの中心から0.1または0.2Ｃ／Ａコードチップ離れたピークを追跡する可能性が
あり、受信機はそれに対応して不正確な位置の測定値を生じさせる。
ＡコードとＬ２搬送波を用いて従来の態様でスプリットＣ／Ａコードを捕捉して
追跡することである。従って、受信機は、受信機の生成したスプリットＣ／Ａコ
ードのコードチップを、受信したスプリットＣ／Ａコードのコードチップに整合
しようとし、方形波の自己相関関数のピークの中心を追跡する。マルチパス信号
が無い状態で、受信機は、最も大きい振幅を有するピークを追跡することにより
ピークの中心を追跡する。しかしながら、マルチパス信号が受信信号に含まれる
場合、方形波の自己相関関数に関してピークの中心の振幅が、隣接するピークの
振幅に比べて区別できるほど大きくない可能性がある。従って、ＤＬＬは、ピー
クの中心から0.1または0.2Ｃ／Ａコードチップ離れたピークを追跡する可能性が
あり、受信機はそれに対応して不正確な位置の測定値を生じさせる。
【００１４】 Fenton等による米国特許第５，７３６，９６１号は、２つの搬送波Ｌ１とＬ２
及び専用／捕捉（Ｃ／Ａ）コードを用いる２重周波数全地球的位置決定（ＧＰＳ
）システムを教示する。ＧＰＳ受信機は、多数の衛星からの信号を受信し、Ｃ／
Ａコードを用いて（I）送信コードの到着時間の差と、（II）関連する搬送波の
相対的な位相とを求め、ＧＰＳ受信機の位置を計算する。
及び専用／捕捉（Ｃ／Ａ）コードを用いる２重周波数全地球的位置決定（ＧＰＳ
）システムを教示する。ＧＰＳ受信機は、多数の衛星からの信号を受信し、Ｃ／
Ａコードを用いて（I）送信コードの到着時間の差と、（II）関連する搬送波の
相対的な位相とを求め、ＧＰＳ受信機の位置を計算する。
【００１５】
【発明の概要】 本発明は、20.46MHzの方形波コードとして考えられる10.23MHzの局所発生方形
波の位相、および1.023MHzの局所発生Ｃ／Ａコードを受信信号に別々に整合させ
ることにより、スプリットＣ／Ａコードを捕捉して追跡するＧＰＳ受信機である
。最初、受信機は、局所発生方形波コードの位相を受信信号に整合させ、スプリ
ットＣ／Ａコードの自己相関関数の複数ピークのうちの１つを追跡する。次に、
局所発生Ｃ／Ａコードの位相を、局所発生方形波コードの位相に対してシフトし
、局所Ｃ／Ａコードと受信したＣ／Ａコードおよび位置をスプリットＣ／Ａのピ
ークの中心上の相関器に整合させる。次に、受信機は、局所発生スプリットＣ／
Ａコードを用いて、直接的にピークの中心を追跡する。
波の位相、および1.023MHzの局所発生Ｃ／Ａコードを受信信号に別々に整合させ
ることにより、スプリットＣ／Ａコードを捕捉して追跡するＧＰＳ受信機である
。最初、受信機は、局所発生方形波コードの位相を受信信号に整合させ、スプリ
ットＣ／Ａコードの自己相関関数の複数ピークのうちの１つを追跡する。次に、
局所発生Ｃ／Ａコードの位相を、局所発生方形波コードの位相に対してシフトし
、局所Ｃ／Ａコードと受信したＣ／Ａコードおよび位置をスプリットＣ／Ａのピ
ークの中心上の相関器に整合させる。次に、受信機は、局所発生スプリットＣ／
Ａコードを用いて、直接的にピークの中心を追跡する。
【００１６】 より詳細には、ＧＰＳ受信機は、局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連する
相関の測定を行うことにより、衛星の信号を捕捉する。次に、受信機は、ＤＬＬ
において局所発生方形波コードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定値を用
いて、局所発生方形波コードを受信信号に整合させる。このように、ＤＬＬ誤差
信号を最小限にするように方形波コードの位相を調節し、自己相関関数の複数ピ
ークのうちの１つを追跡する。
相関の測定を行うことにより、衛星の信号を捕捉する。次に、受信機は、ＤＬＬ
において局所発生方形波コードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定値を用
いて、局所発生方形波コードを受信信号に整合させる。このように、ＤＬＬ誤差
信号を最小限にするように方形波コードの位相を調節し、自己相関関数の複数ピ
ークのうちの１つを追跡する。
【００１７】 ＤＬＬがロックされた場合、受信機は、受信信号に対して局所発生方形波コー
ドの遅れないバージョンを掛け合わせることにより、受信信号から方形波コード
を本質的に取り除く。このことは、受信信号のパワースペクトルをＣ／Ａコード
のパワースペクトルに崩壊させる。次に、受信機は局所発生Ｃ／Ａコードを受信
信号のＣ／Ａコードに整合させる。すなわち、受信機はスプリットＣ／Ａコード
の自己相関関数の包絡線におけるピークを追跡する。このように、ＤＬＬにおい
て局所発生Ｃ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定値を用いて、
Ｃ／Ａコードの位相を方形波コードの位相に対して適切に調整し、ＤＬＬ誤差信
号を最小限にする。２つのピークが送信の時点で一致し、依然として受信機にお
いて時間的に本質的に一致しているため、受信機は、次にスプリットＣ／Ａコー
ドの自己相関関数のピークの中心位置を追跡する。次に、受信機は、ＤＬＬにお
いて局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定
値を用いて、ピークの中心を直接的に追跡する。
ドの遅れないバージョンを掛け合わせることにより、受信信号から方形波コード
を本質的に取り除く。このことは、受信信号のパワースペクトルをＣ／Ａコード
のパワースペクトルに崩壊させる。次に、受信機は局所発生Ｃ／Ａコードを受信
信号のＣ／Ａコードに整合させる。すなわち、受信機はスプリットＣ／Ａコード
の自己相関関数の包絡線におけるピークを追跡する。このように、ＤＬＬにおい
て局所発生Ｃ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定値を用いて、
Ｃ／Ａコードの位相を方形波コードの位相に対して適切に調整し、ＤＬＬ誤差信
号を最小限にする。２つのピークが送信の時点で一致し、依然として受信機にお
いて時間的に本質的に一致しているため、受信機は、次にスプリットＣ／Ａコー
ドの自己相関関数のピークの中心位置を追跡する。次に、受信機は、ＤＬＬにお
いて局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定
値を用いて、ピークの中心を直接的に追跡する。
【００１８】 代案として、受信機が局所発生方形波コードを受信信号に整合させた後、受信
機は、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数における正のピークの位置におい
て局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連した進みマイナス遅れの相関の測定を
行うことにより、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のピークの中心位置を
求める。このように、受信機は、２つの方形波コードチップからなる相関器の遅
延間隔を用いて、正のピークの相対的な振幅を求めて正のピークの中心を選択す
る。次に、受信機は、方形波コードチップの数分の一の遅延間隔を有する狭い相
関器を用いて選択されたピークの中心を追跡する。
機は、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数における正のピークの位置におい
て局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連した進みマイナス遅れの相関の測定を
行うことにより、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のピークの中心位置を
求める。このように、受信機は、２つの方形波コードチップからなる相関器の遅
延間隔を用いて、正のピークの相対的な振幅を求めて正のピークの中心を選択す
る。次に、受信機は、方形波コードチップの数分の一の遅延間隔を有する狭い相
関器を用いて選択されたピークの中心を追跡する。
【００１９】
【例示的な実施例の詳細な説明】 図１を参照すると、10.23MHzの方形波によって変調された、またはそれとデジ
タル的に混合された1.023MHzのＣ／ＡコードからなるスプリットＣ／Ａコードは
、Ｃ／Ａコードの自己相関関数に対応する包絡線４内に複数のピーク２を含む関
連する自己相関関数１を有する。複数のピーク２は、１，０，１，０・・等の交
番するビットを有する20.46MHzの方形波コードとして考えられる10.23MHzの方形
波の自己相関関数に関連付けられる。理解し易くするために、これ以降、複数の
自己相関関数のピーク２を「マイナピーク」と呼ぶ。
タル的に混合された1.023MHzのＣ／ＡコードからなるスプリットＣ／Ａコードは
、Ｃ／Ａコードの自己相関関数に対応する包絡線４内に複数のピーク２を含む関
連する自己相関関数１を有する。複数のピーク２は、１，０，１，０・・等の交
番するビットを有する20.46MHzの方形波コードとして考えられる10.23MHzの方形
波の自己相関関数に関連付けられる。理解し易くするために、これ以降、複数の
自己相関関数のピーク２を「マイナピーク」と呼ぶ。
【００２０】 マルチパスが無い場合、マイナピークの中心２Ｃの振幅は他のマイナピークの
振幅を超える。「ノーマル」マルチパスが存在する場合、すなわちマルチパス信
号が受信機においてダイレクトパス信号より少ない電力を有する場合、マイナピ
ークの中心２Ｃが依然として他のマイナピークより大きい振幅を有する。しかし
ながら、マイナピークの中心を取り囲むマイナピークが、マイナピークの中心の
振幅に相対的に近接している振幅を有する。従って、外見上最も大きい振幅のマ
イナピークを追跡するＧＰＳ受信機は、マイナピークの中心を追跡し続けること
ができない。以下に説明するＧＰＳ受信機は、ノーマルマルチパスが存在する場
合でも、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のマイナピーク中心を相対的に
迅速に追跡する。
振幅を超える。「ノーマル」マルチパスが存在する場合、すなわちマルチパス信
号が受信機においてダイレクトパス信号より少ない電力を有する場合、マイナピ
ークの中心２Ｃが依然として他のマイナピークより大きい振幅を有する。しかし
ながら、マイナピークの中心を取り囲むマイナピークが、マイナピークの中心の
振幅に相対的に近接している振幅を有する。従って、外見上最も大きい振幅のマ
イナピークを追跡するＧＰＳ受信機は、マイナピークの中心を追跡し続けること
ができない。以下に説明するＧＰＳ受信機は、ノーマルマルチパスが存在する場
合でも、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のマイナピーク中心を相対的に
迅速に追跡する。
【００２１】 例えば、後述する受信機も含まれる全ての既知の受信機において受信アンテナ
の上方の物体から反射した信号等、「シビア」マルチパスが存在する場合、すな
わちマルチパス信号が受信機においてダイレクトパス信号より多い電力を有する
場合、間違ったマイナピークを捕捉しそれにロックする可能性がある。従って、
この種の環境においては注意を払わなければならない。
の上方の物体から反射した信号等、「シビア」マルチパスが存在する場合、すな
わちマルチパス信号が受信機においてダイレクトパス信号より多い電力を有する
場合、間違ったマイナピークを捕捉しそれにロックする可能性がある。従って、
この種の環境においては注意を払わなければならない。
【００２２】 間違ったマイナピークの長期の同期追跡を回避するために、後述するＧＰＳ受
信機は、対象の衛星に一時的に割り当てられる追加のチャネルを含むことができ
る。追加のチャネルは、以下で説明される方形波同期追跡モードで動作する。こ
のモードにおいて、マルチパス信号が沈む（subside）場合、チャネルは正確な
マイナピークの位置の同期追跡に戻る。ＧＰＳ受信機が可動プラットフォーム上
にある場合、追加のチャネルを対象の衛星に割り当てる時間が相対的に短く、ひ
いては後述するＧＰＳ受信機は、シビアマルチパスが発生する環境においても、
マイナピークの中心２Ｃを相対的に迅速に追跡する。
信機は、対象の衛星に一時的に割り当てられる追加のチャネルを含むことができ
る。追加のチャネルは、以下で説明される方形波同期追跡モードで動作する。こ
のモードにおいて、マルチパス信号が沈む（subside）場合、チャネルは正確な
マイナピークの位置の同期追跡に戻る。ＧＰＳ受信機が可動プラットフォーム上
にある場合、追加のチャネルを対象の衛星に割り当てる時間が相対的に短く、ひ
いては後述するＧＰＳ受信機は、シビアマルチパスが発生する環境においても、
マイナピークの中心２Ｃを相対的に迅速に追跡する。
【００２３】 さて、図２も参照すると、ＧＰＳ受信機１０が受信アンテナ１２を介して、見
えるところにある全ての衛星によって送信されるスプリットＣ／Ａコードが含ま
れる合成信号を受信する。合成信号は、ダウンコンバータ１４に印加され、その
ダウンコンバータ１４は、従来の態様で受信Ｌ２信号を、Ａ−Ｄコンバータ１８
と互換性のある周波数の中間周波数（「ＩＦ」）信号に変換する。
えるところにある全ての衛星によって送信されるスプリットＣ／Ａコードが含ま
れる合成信号を受信する。合成信号は、ダウンコンバータ１４に印加され、その
ダウンコンバータ１４は、従来の態様で受信Ｌ２信号を、Ａ−Ｄコンバータ１８
と互換性のある周波数の中間周波数（「ＩＦ」）信号に変換する。
【００２４】 次に、ＩＦ信号は、所望の搬送波周波数において帯域を有するＩＦ帯域フィル
タ１６に印可される。そのフィルタ１６の帯域幅は、スプリットＣ／Ａコードの
主要な高調波が通過できるのに十分な幅、すなわち約３０MHzである。
タ１６に印可される。そのフィルタ１６の帯域幅は、スプリットＣ／Ａコードの
主要な高調波が通過できるのに十分な幅、すなわち約３０MHzである。
【００２５】 Ａ−Ｄコンバータ１８はナイキスト理論を満たすレートでフィルタリングされ
たＩＦ信号をサンプリングし、既知の態様で対応するデジタル同相（Ｉ）信号サ
ンプルおよびデジタル直交（Ｑ）信号サンプルを生成する。ＩおよびＱデジタル
信号サンプルがドップラー除去プロセッサ２０に供給され、そのドップラー除去
プロセッサ２０は、搬送波数値制御発信器（「搬送波ＮＣＯ」）３０から受信す
るＬ２搬送波位相角の推定値に従って信号を回転することにより、ＩおよびＱサ
ンプルのベースバンドを生成するように既知の態様で動作する。
たＩＦ信号をサンプリングし、既知の態様で対応するデジタル同相（Ｉ）信号サ
ンプルおよびデジタル直交（Ｑ）信号サンプルを生成する。ＩおよびＱデジタル
信号サンプルがドップラー除去プロセッサ２０に供給され、そのドップラー除去
プロセッサ２０は、搬送波数値制御発信器（「搬送波ＮＣＯ」）３０から受信す
るＬ２搬送波位相角の推定値に従って信号を回転することにより、ＩおよびＱサ
ンプルのベースバンドを生成するように既知の態様で動作する。
【００２６】 次に、ＩおよびＱサンプルは相関器２２、２３、および２４に供給され、それ
らの相関器のそれぞれは、後述するように、ＩおよびＱサンプルに適切な局所発
生コードの進み、遅れない、および／または遅れのバージョンを掛けることによ
り相関の測定を行う。ＩおよびＱの相関の測定値が、所定の期間それらを累積す
る累積回路２６に供給される。各期間の終わりにおいて、累積回路２６は、Ｉお
よびＱの累積の結果をコントローラ４０に供給し、そのコントローラ４０は、搬
送波ＮＣＯ３０、コードＮＣＯ３４および関連する逓減係数１０の分周器３６、
および相関器スペーシング及び制御回路要素３２を制御する。コントローラ４０
、コードＮＣＯ３４、および相関器スペーシング及び制御回路要素３２の動作は
、以下で詳細に説明する。
らの相関器のそれぞれは、後述するように、ＩおよびＱサンプルに適切な局所発
生コードの進み、遅れない、および／または遅れのバージョンを掛けることによ
り相関の測定を行う。ＩおよびＱの相関の測定値が、所定の期間それらを累積す
る累積回路２６に供給される。各期間の終わりにおいて、累積回路２６は、Ｉお
よびＱの累積の結果をコントローラ４０に供給し、そのコントローラ４０は、搬
送波ＮＣＯ３０、コードＮＣＯ３４および関連する逓減係数１０の分周器３６、
および相関器スペーシング及び制御回路要素３２を制御する。コントローラ４０
、コードＮＣＯ３４、および相関器スペーシング及び制御回路要素３２の動作は
、以下で詳細に説明する。
【００２７】 コードＮＣＯ３４は、20.46MHzの方形波コードとして使用される10.23MHzの方
形波信号を生成する。10.23MHzの方形波信号は、また分周器３６によって分周さ
れ、1.023MHzの局所発生Ｃ／Ａコードを生成するＣ／Ａコード発生器用の1.023M
Hzのクロック信号を生成する。
形波信号を生成する。10.23MHzの方形波信号は、また分周器３６によって分周さ
れ、1.023MHzの局所発生Ｃ／Ａコードを生成するＣ／Ａコード発生器用の1.023M
Hzのクロック信号を生成する。
【００２８】 スプリットＣ／Ａコードに関連する相関の測定値は、20.46MHzの方形波コード
を第１の相関器２２へ、及び1.023MHzのＣ／Ａコードを第２の相関器２４へ同時
に供給することにより、あるいは２つのコードを乗算器４２に供給することによ
り生成される。この乗算器４２はコードを互いに掛け合わせ、例えば相関器２４
のような単一の相関器へその積を供給する。
を第１の相関器２２へ、及び1.023MHzのＣ／Ａコードを第２の相関器２４へ同時
に供給することにより、あるいは２つのコードを乗算器４２に供給することによ
り生成される。この乗算器４２はコードを互いに掛け合わせ、例えば相関器２４
のような単一の相関器へその積を供給する。
【００２９】 Ｌ１信号に関連した同期捕捉と同期追跡の動作に関係なく、スプリットＣ／Ａ
コードとＬ２搬送波の同期捕捉と同期追跡の間における、相関器および関連する
相関器スペーシング及び制御回路要素３２の動作については、後述する。さらに
、搬送波同期追跡の動作については、当該技術者には周知であり、乗算器４９に
おいて３８と３４からの信号を混合することにより生成されるスプリットＣ／Ａ
コードの使用による変更が本質的にないので、詳細に説明しない。
コードとＬ２搬送波の同期捕捉と同期追跡の間における、相関器および関連する
相関器スペーシング及び制御回路要素３２の動作については、後述する。さらに
、搬送波同期追跡の動作については、当該技術者には周知であり、乗算器４９に
おいて３８と３４からの信号を混合することにより生成されるスプリットＣ／Ａ
コードの使用による変更が本質的にないので、詳細に説明しない。
【００３０】 また、図３を参照すると、相関器２３および２４が「遅れない（punctual）」
相関器として動作するように設定され、衛星の信号を捕捉し（ステップ３００）
、相関器２２は事実上ディスエーブルにされる。以下にさらに詳細に説明するよ
うに、相関器２２および２４のそれぞれは、「進みマイナス遅れ」相関器として
も動作でき、コード追跡遅延ロックループ（「ＤＬＬ」）で使用される進みマイ
ナス遅れの相関の測定を行う。代案として、追加の相関器を用いて、コード同期
追跡用進みマイナス遅れ相関の測定値を生成する。
相関器として動作するように設定され、衛星の信号を捕捉し（ステップ３００）
、相関器２２は事実上ディスエーブルにされる。以下にさらに詳細に説明するよ
うに、相関器２２および２４のそれぞれは、「進みマイナス遅れ」相関器として
も動作でき、コード追跡遅延ロックループ（「ＤＬＬ」）で使用される進みマイ
ナス遅れの相関の測定を行う。代案として、追加の相関器を用いて、コード同期
追跡用進みマイナス遅れ相関の測定値を生成する。
【００３１】 同期捕捉モードで動作中、相関器２３および２４は、乗算器４６および４２に
よってそれぞれ生成される、局所発生スプリットＣ／Ａコードの進みバージョン
と遅れバージョンを受信する。乗算器４６および４２のそれぞれは、Ｃ／Ａコー
ド発生器３８により生成された局所発生Ｃ／Ａコードに対して、コードＮＣＯ３
４により生成された方形波コードを掛け合わせる、またはそれらをデジタル的に
混合する。方形波コードはコードＮＣＯ３４から直接的に乗算器４６へ供給され
る。コントローラ４０の制御下にあるスイッチ４４は、方形波コードを乗算器４
２へ供給する。
よってそれぞれ生成される、局所発生スプリットＣ／Ａコードの進みバージョン
と遅れバージョンを受信する。乗算器４６および４２のそれぞれは、Ｃ／Ａコー
ド発生器３８により生成された局所発生Ｃ／Ａコードに対して、コードＮＣＯ３
４により生成された方形波コードを掛け合わせる、またはそれらをデジタル的に
混合する。方形波コードはコードＮＣＯ３４から直接的に乗算器４６へ供給され
る。コントローラ４０の制御下にあるスイッチ４４は、方形波コードを乗算器４
２へ供給する。
【００３２】 以下でさらに詳細に説明するように、相関器２２は、全て１の信号がその相関
器へ供給されることによりディスエーブルにされ、ＩおよびＱの値が変更されず
にその相関器を通過する。代案として、ディスエーブル信号が相関器に供給され
、本質的に同じ結果を生じさせる。
器へ供給されることによりディスエーブルにされ、ＩおよびＱの値が変更されず
にその相関器を通過する。代案として、ディスエーブル信号が相関器に供給され
、本質的に同じ結果を生じさせる。
【００３３】 相関器２３および２４は、時間的に間隔をおいた相関の測定値を取ることによ
り、所定のしきい値を超える相関の電力をサーチする（ステップ３０２）。相関
の電力はＩ2＋Ｑ2として計算され、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のマ
イナピーク２の全てが、0.5方形波サイクル毎にナルを有する正となる。ナルの
測定を避けるため、相関の測定は0.5方形波サイクルの倍数以外の時間で行われ
る。図１０のシステムにおいて、相関の測定はＣ／Ａコードチップよりわずかに
少ない分だけ間隔があけられる。
り、所定のしきい値を超える相関の電力をサーチする（ステップ３０２）。相関
の電力はＩ2＋Ｑ2として計算され、スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数のマ
イナピーク２の全てが、0.5方形波サイクル毎にナルを有する正となる。ナルの
測定を避けるため、相関の測定は0.5方形波サイクルの倍数以外の時間で行われ
る。図１０のシステムにおいて、相関の測定はＣ／Ａコードチップよりわずかに
少ない分だけ間隔があけられる。
【００３４】 ひとたびスプリットＣ／Ａコードが検出されると、すなわち相関器２３または
２４に関連する相関の電力が所定のしきい値を超えると、受信機は、搬送波追跡
位相ロックループにおいて相関の測定値を用いて搬送波ＮＣＯを制御し、局所発
生搬送波を受信搬送波に整合させる（ステップ３０４）。図２のシステムは、搬
送波援用コード追跡を行い、搬送波追跡情報を用いて既知の態様でコードＮＣＯ
３４を制御する（ステップ３０６）。
２４に関連する相関の電力が所定のしきい値を超えると、受信機は、搬送波追跡
位相ロックループにおいて相関の測定値を用いて搬送波ＮＣＯを制御し、局所発
生搬送波を受信搬送波に整合させる（ステップ３０４）。図２のシステムは、搬
送波援用コード追跡を行い、搬送波追跡情報を用いて既知の態様でコードＮＣＯ
３４を制御する（ステップ３０６）。
【００３５】 ひとたび搬送波追跡ループがロックされると（ステップ３０８）、受信機は「
方形波コード追跡モード」で動作する。従って、受信機は相関器２２をその追跡
モードに切り替え、相関器２２は方形波コードの進みバージョンおよび遅れバー
ジョンに従って進みマイナス遅れの相関の測定を行う（ステップ３１０）。相関
器２３はスプリットＣ／Ａコードを受信し続け、搬送波追跡ループで使用される
相関の測定を行い、局所発生搬送波と受信搬送波との間の整合を維持する。相関
器２４は遅れない相関器として動作し続け、Ｃ／Ａコードの遅れないバージョン
に従って相関の測定を行う。図５に関して以下に説明するように、コードの種々
のバージョンが相関器スペーシング及び制御回路要素３２により生成される。
方形波コード追跡モード」で動作する。従って、受信機は相関器２２をその追跡
モードに切り替え、相関器２２は方形波コードの進みバージョンおよび遅れバー
ジョンに従って進みマイナス遅れの相関の測定を行う（ステップ３１０）。相関
器２３はスプリットＣ／Ａコードを受信し続け、搬送波追跡ループで使用される
相関の測定を行い、局所発生搬送波と受信搬送波との間の整合を維持する。相関
器２４は遅れない相関器として動作し続け、Ｃ／Ａコードの遅れないバージョン
に従って相関の測定を行う。図５に関して以下に説明するように、コードの種々
のバージョンが相関器スペーシング及び制御回路要素３２により生成される。
【００３６】 進みマイナス遅れモードで動作中の相関器２２は、方形波コードの進みバージ
ョンと遅れバージョンが異なる場合、ゼロでない相関の測定を行う。搬送波追跡
情報の他に、ＤＬＬにおいて進みマイナス遅れの測定値を用いて、およびＤＬＬ
によって生成された誤差信号を用いて、コードＮＣＯ３４を制御する（ステップ
３１２）。コードＮＣＯ３４をＤＬＬの誤差信号に従って調整し、局所発生方形
波コードを受信した方形波コードに整合された状態にし、ひいてはＤＬＬの誤差
信号を減らす。
ョンと遅れバージョンが異なる場合、ゼロでない相関の測定を行う。搬送波追跡
情報の他に、ＤＬＬにおいて進みマイナス遅れの測定値を用いて、およびＤＬＬ
によって生成された誤差信号を用いて、コードＮＣＯ３４を制御する（ステップ
３１２）。コードＮＣＯ３４をＤＬＬの誤差信号に従って調整し、局所発生方形
波コードを受信した方形波コードに整合された状態にし、ひいてはＤＬＬの誤差
信号を減らす。
【００３７】 以下でさらに詳述するように、進み遅れの遅延間隔が、相関器スペーシング及
び制御回路要素３２により設定される。衛星が十分な帯域幅で送信し、同様に受
信機が十分な帯域幅で動作する場合、受信機における方形波コードの自己相関関
数は、少なくともいくぶん先細りのピークを有する。従って、進みマイナス遅れ
の相関の測定に関連する遅延間隔は、より正確に同期追跡するために方形波コー
ドチップの数分の１に設定される。そうでなければ、自己相関関数のピークが一
層丸められる場合、遅延間隔は１つの方形波コードチップに設定されてもよい。
び制御回路要素３２により設定される。衛星が十分な帯域幅で送信し、同様に受
信機が十分な帯域幅で動作する場合、受信機における方形波コードの自己相関関
数は、少なくともいくぶん先細りのピークを有する。従って、進みマイナス遅れ
の相関の測定に関連する遅延間隔は、より正確に同期追跡するために方形波コー
ドチップの数分の１に設定される。そうでなければ、自己相関関数のピークが一
層丸められる場合、遅延間隔は１つの方形波コードチップに設定されてもよい。
【００３８】 ひとたびＤＬＬがロックされると（ステップ３１４）、２つの方形波コードが
整合され、ＤＬＬがマイナピーク２の１つを追跡し続ける。しかしながら、ＤＬ
Ｌはマイナピークの中心２Ｃを追跡する必要はない。
整合され、ＤＬＬがマイナピーク２の１つを追跡し続ける。しかしながら、ＤＬ
Ｌはマイナピークの中心２Ｃを追跡する必要はない。
【００３９】 相関器を比較的迅速にマイナピークの中心へと移動させるために、受信機は、
Ｃ／Ａコードの位相が方形波コードの位相に対して調整される「Ｃ／Ａコード追
跡モード」で動作する。このモードにおいて、受信機は相関器２２を遅れないモ
ードへと戻すように切り替え、この相関器は受信信号に方形波コードの遅れない
バージョンを掛け合わせることにより、相関の測定を行う。このことは、本質的
に方形波コードを受信したスプリットＣ／Ａコードから分割し、受信信号の電力
スペクトルをＣ／Ａコードの電力スペクトルへと崩壊させる（ステップ３１６）
。
Ｃ／Ａコードの位相が方形波コードの位相に対して調整される「Ｃ／Ａコード追
跡モード」で動作する。このモードにおいて、受信機は相関器２２を遅れないモ
ードへと戻すように切り替え、この相関器は受信信号に方形波コードの遅れない
バージョンを掛け合わせることにより、相関の測定を行う。このことは、本質的
に方形波コードを受信したスプリットＣ／Ａコードから分割し、受信信号の電力
スペクトルをＣ／Ａコードの電力スペクトルへと崩壊させる（ステップ３１６）
。
【００４０】 受信機はまた、相関器２４をその追跡モードにも設定し、局所発生Ｃ／Ａコー
ドに関連する進みマイナス遅れの相関の測定を行う（ステップ３１８）。スイッ
チ４４が位置Ｂの状態で、局所発生コードに全て１の信号を掛け合わせる乗算器
４２により、コードが供給される。図５に関して以下で説明するように、相関器
２４の遅延間隔は好適には、相関器スペーシング及び制御回路要素３２によりＣ
／Ａコードチップの数分の１に設定される。
ドに関連する進みマイナス遅れの相関の測定を行う（ステップ３１８）。スイッ
チ４４が位置Ｂの状態で、局所発生コードに全て１の信号を掛け合わせる乗算器
４２により、コードが供給される。図５に関して以下で説明するように、相関器
２４の遅延間隔は好適には、相関器スペーシング及び制御回路要素３２によりＣ
／Ａコードチップの数分の１に設定される。
【００４１】 ＤＬＬにおいて相関器２４により行われた進みマイナス遅れの相関の測定値を
用いて、逓減係数１０の分周器３６の動作を制御する。ＤＬＬの誤差信号に応じ
て、コントローラ４０は、分周器に関連する最も速いクロックから全体的または
部分的なサイクルをスティール（steal）し、あるいはそのクロックへ全体的ま
たは部分的なサイクルを加える。これにより、Ｃ／Ａコード発生器３８により生
成されたＣ／Ａコードの位相が、局所発生方形波コードの位相に対してシフトさ
れ（ステップ３２）、ＤＬＬがロックされた場合に相関器２４を本質的に包絡線
４のピーク３に位置づける。この動作モードにおいて、コードＮＣＯ３４を搬送
波追跡情報に従って調整し、受信機および／または衛星が互いに対して移動する
際、局所発生方形波コードと受信方形波コードとの整合を維持する。
用いて、逓減係数１０の分周器３６の動作を制御する。ＤＬＬの誤差信号に応じ
て、コントローラ４０は、分周器に関連する最も速いクロックから全体的または
部分的なサイクルをスティール（steal）し、あるいはそのクロックへ全体的ま
たは部分的なサイクルを加える。これにより、Ｃ／Ａコード発生器３８により生
成されたＣ／Ａコードの位相が、局所発生方形波コードの位相に対してシフトさ
れ（ステップ３２）、ＤＬＬがロックされた場合に相関器２４を本質的に包絡線
４のピーク３に位置づける。この動作モードにおいて、コードＮＣＯ３４を搬送
波追跡情報に従って調整し、受信機および／または衛星が互いに対して移動する
際、局所発生方形波コードと受信方形波コードとの整合を維持する。
【００４２】 衛星において、Ｃ／Ａコードと方形波コードは、搬送波を変調する前にデジタ
ル的に混合される。従って、衛星において、方形波コード自己相関関数のマイナ
ピークの中心２Ｃは、包絡線のピーク３、すなわちＣ／Ａコード自己相関関数の
ピークに一致する。受信機においては、マルチパスの影響、および／または受信
機での信号処理の影響のため、包絡線４のマイナピークの中心２Ｃおよびピーク
３は、正確に一致できない。しかしながら、２つのピークは時間的に十分に近接
しており、Ｃ／Ａコード自己相関関数のピークの正確な追跡は、隣接するピーク
ではなく、マイナピークの中心２Ｃの位置を追跡するために相関器を位置決めす
ることによる。
ル的に混合される。従って、衛星において、方形波コード自己相関関数のマイナ
ピークの中心２Ｃは、包絡線のピーク３、すなわちＣ／Ａコード自己相関関数の
ピークに一致する。受信機においては、マルチパスの影響、および／または受信
機での信号処理の影響のため、包絡線４のマイナピークの中心２Ｃおよびピーク
３は、正確に一致できない。しかしながら、２つのピークは時間的に十分に近接
しており、Ｃ／Ａコード自己相関関数のピークの正確な追跡は、隣接するピーク
ではなく、マイナピークの中心２Ｃの位置を追跡するために相関器を位置決めす
ることによる。
【００４３】 ひとたびＤＬＬが包絡線４のピーク３を追跡すると（ステップ３２２）、スプ
リットＣ／Ａコード自己相関関数のマイナピークの中心２Ｃを直接的に追跡する
「スプリットＣ／Ａコード追跡モード」で受信機は動作する（ステップ３２４）
。このモードにおいて、相関器２４は、受信したスプリットＣ／Ａコードに対し
て乗算器４２により生成された局所発生スプリットＣ／Ａコードを掛け合わせる
。このため、スイッチ４４は位置Ａに移動し、乗算器は、Ｃ／Ａコード発生器３
８により生成された局所発生Ｃ／ＡコードおよびコードＮＣＯ３４により生成さ
れた10.23MHzの方形波を再び掛け合わせる、あるいはそれらをデジタル的に再び
混合する。
リットＣ／Ａコード自己相関関数のマイナピークの中心２Ｃを直接的に追跡する
「スプリットＣ／Ａコード追跡モード」で受信機は動作する（ステップ３２４）
。このモードにおいて、相関器２４は、受信したスプリットＣ／Ａコードに対し
て乗算器４２により生成された局所発生スプリットＣ／Ａコードを掛け合わせる
。このため、スイッチ４４は位置Ａに移動し、乗算器は、Ｃ／Ａコード発生器３
８により生成された局所発生Ｃ／ＡコードおよびコードＮＣＯ３４により生成さ
れた10.23MHzの方形波を再び掛け合わせる、あるいはそれらをデジタル的に再び
混合する。
【００４４】 このモードにおいて、相関器スペーシング及び制御回路要素３２は、全て１の
信号を相関器２２へ与え、その相関器をディスエーブルにする。代案として、受
信機はアサートにされたディスエーブル信号を相関器２２へ供給してもよい。
信号を相関器２２へ与え、その相関器をディスエーブルにする。代案として、受
信機はアサートにされたディスエーブル信号を相関器２２へ供給してもよい。
【００４５】 相関器２４は、方形波コードチップの数分の１である遅延間隔を用いて、局所
発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定を行う。
この結果をＤＬＬで用いて、および関連するＤＬＬの誤差信号を用いて、コード
ＮＣＯ３４を制御し、局所発生スプリットＣ／Ａコードと受信したコードとの整
合を微調整する（ステップ３２６）。このモードにおいて、相関器２３は、スプ
リットＣ／Ａコードに従って相関の測定を続け、局所および受信したＬ２搬送波
の整合を維持する。
発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定を行う。
この結果をＤＬＬで用いて、および関連するＤＬＬの誤差信号を用いて、コード
ＮＣＯ３４を制御し、局所発生スプリットＣ／Ａコードと受信したコードとの整
合を微調整する（ステップ３２６）。このモードにおいて、相関器２３は、スプ
リットＣ／Ａコードに従って相関の測定を続け、局所および受信したＬ２搬送波
の整合を維持する。
【００４６】 ＤＬＬがマイナピークの中心２Ｃにロックした状態で、受信機は既知の態様で
その全地球的な位置を求め、Ｃ／Ａコードだけ、または暗号化されたＰコードを
追跡することにより得られるものより高い精度を実現する。
その全地球的な位置を求め、Ｃ／Ａコードだけ、または暗号化されたＰコードを
追跡することにより得られるものより高い精度を実現する。
【００４７】 代案として、受信機が方形波コードを同期追跡した後、受信機はスプリットＣ
／Ａコードを用いてマイナピークの中心２Ｃを検索することができる。ここで、
図２と図４を参照すると、Ｃ／Ａコード追跡モードで動作中の受信機は、相関器
２３および２４を用いて、かつ相関器２２をディスエーブルにして、スプリット
Ｃ／Ａコード自己相関関数のマイナピークで進みと遅れの相関の測定を行う（ス
テップ４００）。従って、相関器２３および２４は、0.5方形波サイクルの倍数
だけ間隔があけられる。
／Ａコードを用いてマイナピークの中心２Ｃを検索することができる。ここで、
図２と図４を参照すると、Ｃ／Ａコード追跡モードで動作中の受信機は、相関器
２３および２４を用いて、かつ相関器２２をディスエーブルにして、スプリット
Ｃ／Ａコード自己相関関数のマイナピークで進みと遅れの相関の測定を行う（ス
テップ４００）。従って、相関器２３および２４は、0.5方形波サイクルの倍数
だけ間隔があけられる。
【００４８】 図１に示したように、方形波コードの相関関数のピークは、正と負の交番であ
る。従って、コントローラ４０は、２つの相関器２３および２４により生成され
た進みと遅れの相関の測定値に基づいた進みプラス遅れ（early-plus-late）と
してＤＬＬ用の誤差信号を計算する。ＤＬＬにおいて相関の測定値を用いて（ス
テップ４０２）、局所発生Ｃ／Ａコードの位相を局所発生方形波コードの位相に
対してシフトするために、逓減係数１０の分周器３６に関連する最も速いクロッ
クからサイクルをスティールするか、またはそのクロックにサイクルを加えるか
どうかを決定する。
る。従って、コントローラ４０は、２つの相関器２３および２４により生成され
た進みと遅れの相関の測定値に基づいた進みプラス遅れ（early-plus-late）と
してＤＬＬ用の誤差信号を計算する。ＤＬＬにおいて相関の測定値を用いて（ス
テップ４０２）、局所発生Ｃ／Ａコードの位相を局所発生方形波コードの位相に
対してシフトするために、逓減係数１０の分周器３６に関連する最も速いクロッ
クからサイクルをスティールするか、またはそのクロックにサイクルを加えるか
どうかを決定する。
【００４９】 相関器２３により行われた相関の測定値を搬送波追跡ループでも用いて、受信
した搬送波と局所発生搬送波との間の整合を維持する。
した搬送波と局所発生搬送波との間の整合を維持する。
【００５０】 ＤＬＬの誤差信号が最小へと低減されると（ステップ４０４）、受信機は、関
連する進み遅れの遅延差、または相関器の間隔を方形波コードチップの数分の１
まで狭め、より正確にマイナピークの中心２Ｃを追跡する（ステップ４０６）。
さて、相関の測定値は、スプリットＣ／Ａコードの同じ自己相関関数のピークに
関連付けられているため、相関器２４はその進みマイナス遅れモードで動作させ
られる。ＤＬＬにおいて相関器２４からの進みマイナス遅れの相関の測定値を用
いて、コードＮＣＯを制御し、局所発生方形波コードおよびＣ／Ａコードの双方
の位相を同期するように調整する（ステップ４０８）。
連する進み遅れの遅延差、または相関器の間隔を方形波コードチップの数分の１
まで狭め、より正確にマイナピークの中心２Ｃを追跡する（ステップ４０６）。
さて、相関の測定値は、スプリットＣ／Ａコードの同じ自己相関関数のピークに
関連付けられているため、相関器２４はその進みマイナス遅れモードで動作させ
られる。ＤＬＬにおいて相関器２４からの進みマイナス遅れの相関の測定値を用
いて、コードＮＣＯを制御し、局所発生方形波コードおよびＣ／Ａコードの双方
の位相を同期するように調整する（ステップ４０８）。
【００５１】 さて、図５を参照すると、相関器スペーシング及び制御回路要素３２には、プ
ログラマブル遅延回路４８と５０が含まれる。プログラマブル遅延回路４８と５
０は、コントローラ４０の制御下で、スイッチ５６を介してそれらに供給される
コードの遅れないバージョンと遅れのバージョンを生成する。スイッチ５６はま
た、コントローラの制御下で、同期捕捉モードとスプリットＣ／Ａコード追跡モ
ードの双方においてスプリットＣ／Ａコードを遅延回路に供給する。方形波コー
ド追跡モード中、スイッチ５６は方形波コードを遅延回路に供給し、Ｃ／Ａコー
ド追跡モード中にはＣ／Ａコードを遅延回路に供給する。
ログラマブル遅延回路４８と５０が含まれる。プログラマブル遅延回路４８と５
０は、コントローラ４０の制御下で、スイッチ５６を介してそれらに供給される
コードの遅れないバージョンと遅れのバージョンを生成する。スイッチ５６はま
た、コントローラの制御下で、同期捕捉モードとスプリットＣ／Ａコード追跡モ
ードの双方においてスプリットＣ／Ａコードを遅延回路に供給する。方形波コー
ド追跡モード中、スイッチ５６は方形波コードを遅延回路に供給し、Ｃ／Ａコー
ド追跡モード中にはＣ／Ａコードを遅延回路に供給する。
【００５２】 プログラマブル遅延回路５２は、相関器２３用のスプリットＣ／Ａコードの遅
れないバージョンを生成する。別のプログラマブル遅延回路５４は、方形波コー
ド追跡モード中にスイッチ５８を介して相関器２４に供給されるＣ／Ａコードの
遅れないバージョンを生成する。代案として、スプリットＣ／Ａコードの進みバ
ージョンに関連して相関の測定を行う相関器２３を用いて、遅延回路５２を除く
ことができる。
れないバージョンを生成する。別のプログラマブル遅延回路５４は、方形波コー
ド追跡モード中にスイッチ５８を介して相関器２４に供給されるＣ／Ａコードの
遅れないバージョンを生成する。代案として、スプリットＣ／Ａコードの進みバ
ージョンに関連して相関の測定を行う相関器２３を用いて、遅延回路５２を除く
ことができる。
【００５３】 同期捕捉モード中、スイッチ５８は位置Ａにあり、スプリットＣ／Ａコードの
遅れバージョンを相関器２４へ供給する。次に、方形波追跡モード中、スイッチ
は位置Ｂに移動し、Ｃ／Ａコードの進みバージョンまたは遅れないバージョンを
相関器２４へ供給する。また、残りの追跡モード中、スイッチは位置Ｃに移動し
、Ｃ／ＡコードおよびスプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの信
号を相関器へ適宜供給する。
遅れバージョンを相関器２４へ供給する。次に、方形波追跡モード中、スイッチ
は位置Ｂに移動し、Ｃ／Ａコードの進みバージョンまたは遅れないバージョンを
相関器２４へ供給する。また、残りの追跡モード中、スイッチは位置Ｃに移動し
、Ｃ／ＡコードおよびスプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの信
号を相関器へ適宜供給する。
【００５４】 同期捕捉中、スイッチ６０は位置Ａにあり、相関器を本質的にディスエーブル
にする全て１の信号を相関器２２へ供給する。方形波追跡モード中、スイッチ６
０は位置Ｂに移動し、進みマイナス遅れの方形波コードを相関器へ供給する。Ｃ
／Ａコード追跡モードにおいて、スイッチは位置Ｃに移動し、プログラマブル遅
延回路６２により生成される方形波コードの遅れないバージョンを相関器へ供給
する。受信機がスプリットＣ／Ａ追跡モードで動作している場合、スイッチ６０
は再び位置Ａに移動し、全て１の信号を相関器２２へ供給する。
にする全て１の信号を相関器２２へ供給する。方形波追跡モード中、スイッチ６
０は位置Ｂに移動し、進みマイナス遅れの方形波コードを相関器へ供給する。Ｃ
／Ａコード追跡モードにおいて、スイッチは位置Ｃに移動し、プログラマブル遅
延回路６２により生成される方形波コードの遅れないバージョンを相関器へ供給
する。受信機がスプリットＣ／Ａ追跡モードで動作している場合、スイッチ６０
は再び位置Ａに移動し、全て１の信号を相関器２２へ供給する。
【００５５】 コントローラ４０は、プログラマブル遅延回路４８と５０の遅延を適切に設定
することにより、所望の進み遅れ遅延間隔、すなわちコードの進みバージョンと
遅れバージョンとの間の時間を設定する。従って、コントローラは、例えば１つ
のＣ／Ａコードチップから方形波コードチップの数分の１まで、進み遅れの遅延
間隔を変更できる。
することにより、所望の進み遅れ遅延間隔、すなわちコードの進みバージョンと
遅れバージョンとの間の時間を設定する。従って、コントローラは、例えば１つ
のＣ／Ａコードチップから方形波コードチップの数分の１まで、進み遅れの遅延
間隔を変更できる。
【００５６】 Ｃ／Ａコード追跡モード中、受信機が代わりにスプリットＣ／Ａコードを使用
する場合、図４に関して上述したように、スイッチ５６は、方形波コード追跡モ
ード以外の全ての動作モードの間、スプリットＣ／Ａコードをプログラマブル遅
延回路４８と５０へ向ける。方形波コード追跡モード中、そのスイッチは方形波
コードをプログラマブル遅延回路４８と５０へ向ける。
する場合、図４に関して上述したように、スイッチ５６は、方形波コード追跡モ
ード以外の全ての動作モードの間、スプリットＣ／Ａコードをプログラマブル遅
延回路４８と５０へ向ける。方形波コード追跡モード中、そのスイッチは方形波
コードをプログラマブル遅延回路４８と５０へ向ける。
【００５７】 上述した説明は、本発明の特定の実施態様に制限されるものではない。しかし
ながら、本発明に対してその利点のいくつかまたは全ての達成とともに変形と修
正を行えることは、明らかである。例えば、ドップラープロセッサや、累算器ダ
ンププロセッサ等の種々のプロセッサは、相関器も包含するコンポーネントに含
めることができる。代案として、相関器の種々のコンポーネントは、単一の乗算
器や累算器等の独立したシステムコンポーネントに含めることができる。従って
、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の範囲の中に入るように全てのかかる
変形と修正をカバーすることである。
ながら、本発明に対してその利点のいくつかまたは全ての達成とともに変形と修
正を行えることは、明らかである。例えば、ドップラープロセッサや、累算器ダ
ンププロセッサ等の種々のプロセッサは、相関器も包含するコンポーネントに含
めることができる。代案として、相関器の種々のコンポーネントは、単一の乗算
器や累算器等の独立したシステムコンポーネントに含めることができる。従って
、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の範囲の中に入るように全てのかかる
変形と修正をカバーすることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 スプリットＣ／Ａコードの自己相関関数の図である。
【図２】 本発明の実施態様に従って構成された受信機の機能ブロック図である。
【図３】 図２の受信機の動作に関するフローチャートである。
【図４】 図２の受信機の代替の動作に関するフローチャートである。
【図５】 図２の受信機に含まれる、相関器コントロールとスペーシング回路要素の機能
ブロック図である。
ブロック図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ａ
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２Ａ】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バン・ディーレンドンク，アルバート，ジ ェイ アメリカ合衆国カリフォルニア州94024， ロス・アルトス，シーナ・アベニュー・ 1131 Ｆターム(参考） 5J062 AA08 AA13 CC07 DD05 5K022 EE02 EE36 【要約の続き】
Claims (14)
- 【請求項１】 スプリットＣ／Ａコード化された信号を受信するためのＧＰＳ受信機であって
、 Ａ．局所発生Ｃ／Ａコードを生成するためのＣ／Ａコード発生器と、 Ｂ．局所発生方形波コードを生成するための方形波コード発生器と、 Ｃ．前記局所発生Ｃ／Ａコードと前記局所発生方形波コードとをデジタル的に混
合して、局所発生スプリットＣ／Ａコードを生成するための手段と、 Ｄ．以下で使用するための相関の測定値を生成するための相関器と、 前記局所発生方形波コードを受信信号に含まれる方形波コードに同期させるため
、 (ii)前記局所発生Ｃ／Ａコードを受信信号に含まれるＣ／Ａコードに同期させ
るため、及び (iii)前記局所発生スプリットＣ／Ａコードを受信信号に含まれるスプリット
Ｃ／Ａコードに同期させるため、 Ｅ．前記局所発生方形波コードに関連する相関の測定値に応じて、前記方形波コ
ード発生器により生成された方形波コードの位相を調節するための手段と、及び Ｆ．前記局所発生Ｃ／Ａコードに関連する相関の測定値に応じて、局所発生方形
波コードの位相に対して、前記Ｃ／Ａコード発生器により生成されたＣ／Ａコー
ドの位相を調節するための手段とを含む、受信機。 - 【請求項２】 前記方形波コード発生器がコードＮＣＯであり、及び 前記局所発生方形波コードの位相を調節するための手段が、前記局所発生スプ
リットＣ／Ａコードに関連する相関の測定値に従ってスプリットＣ／Ａコードの
位相も調整する、請求項１の受信機。 - 【請求項３】 前記Ｃ／Ａコードの位相をシフトするための手段が、前記コードＮＣＯにより
生成された方形波コード信号を分周して前記Ｃ／Ａコード発生器用のクロック信
号を生成する逓減係数１０の分周器である、請求項２の受信機。 - 【請求項４】 前記Ｃ／Ａコードの位相をシフトするための手段が、前記逓減係数１０の分周
器を制御するクロックから全体的なサイクル又は部分的なサイクルをスティール
する、あるいはそのクロックへ全体的なサイクル又は部分的なサイクルを加える
ための手段を含む、請求項３の受信機。 - 【請求項５】 局所発生搬送波を受信信号の搬送波に整合するための搬送波同期化手段を更に
含む、請求項１の受信機。 - 【請求項６】 前記搬送波同期化手段が、前記方形波コードを整合するための手段へ搬送波情
報を提供し、前記受信機、及び前記スプリットＣ／Ａコードを送信する衛星の相
対的な移動を補償する、請求項５の受信機。 - 【請求項７】 局所発生スプリットＣ／Ａコードを受信信号のスプリットＣ／Ａコードに同期
させる方法であって、 Ａ．局所発生方形波コードを生成し、その局所発生方形波コードに関連する進み
マイナス遅れの相関の測定値を用いてその局所発生方形波コードを前記受信信号
の方形波コードと整合させる、ステップと、 Ｂ．前記受信信号に局所発生方形波コードの遅れないバージョンを掛けることに
より、前記受信信号から前記方形波コードを取り除く、ステップと、 Ｃ．局所発生Ｃ／Ａコードを生成し、その局所発生Ｃ／Ａコードに関連する進み
マイナス遅れの相関の測定値を用いて、前記局所発生方形波コードの位相に対し
てその局所発生Ｃ／Ａコードの位相をシフトすることにより、その局所発生Ｃ／
Ａコードを前記受信信号のＣ／Ａコードと整合させる、ステップと、及び Ｄ．局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関の測定
値を用いて、前記スプリットＣ／Ａコードを同期追跡する、ステップを含む方法
。 - 【請求項８】 前記局所発生方形波コードと前記局所発生Ｃ／Ａコードとをデジタル的に混合
することにより、前記局所発生スプリットＣ／Ａコードを生成する、ステップを
更に含む、請求項７の方法。 - 【請求項９】 局所発生搬送波を前記受信信号の搬送波と整合させるステップを更に含む、請
求項７の方法。 - 【請求項１０】 前記局所発生方形波コードの位相を調節するために搬送波整合情報を用いるス
テップを更に含む、請求項９の方法。 - 【請求項１１】 局所発生スプリットＣ／Ａコードを受信信号のスプリットＣ／Ａコードに同期
させる方法であって、 Ａ．局所発生方形波コードを生成し、その局所発生方形波コードに関連する進み
マイナス遅れの相関の測定値を用いてその局所発生方形波コードを前記受信信号
の方形波コードと整合させる、ステップと、 Ｂ．前記スプリットＣ／Ａコードに関連する自己相関関数のピークの位置で行わ
れる、前記局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れの相関
の測定に従って、前記局所発生スプリットＣ／Ａコードに含まれる局所発生Ｃ／
Ａコードの位相をシフトする、ステップと、 Ｃ．局所発生スプリットＣ／Ａコードに関連する進みマイナス遅れ相関の測定値
を用いて前記スプリットＣ／Ａコードを同期追跡する、ステップとを含む方法。 - 【請求項１２】 前記局所発生方形波コードと前記局所発生Ｃ／Ａコードとをデジタル的に混合
することにより、前記局所発生スプリットＣ／Ａコードを生成する、ステップを
更に含む、請求項１１の方法。 - 【請求項１３】 局所発生搬送波を前記受信信号の搬送波と整合させるステップを更に含む、請
求項１１の方法。 - 【請求項１４】 前記局所発生方形波コードの位相を調節するために搬送波整合情報を用いるス
テップを更に含む、請求項１３の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/138,932 | 1998-08-24 | ||
| US09/138,932 US6184822B1 (en) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | Split C/A code receiver |
| PCT/IB1999/001663 WO2000011491A2 (en) | 1998-08-24 | 1999-08-16 | Split c/a code receiver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002523752A true JP2002523752A (ja) | 2002-07-30 |
Family
ID=22484314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000566694A Pending JP2002523752A (ja) | 1998-08-24 | 1999-08-16 | スプリットｃ／ａコード受信機 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6184822B1 (ja) |
| EP (1) | EP1110098B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002523752A (ja) |
| AU (1) | AU749500B2 (ja) |
| CA (1) | CA2322643C (ja) |
| DE (1) | DE69902282T2 (ja) |
| NO (1) | NO20004361L (ja) |
| WO (1) | WO2000011491A2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007505287A (ja) * | 2003-07-14 | 2007-03-08 | ヨーロピアン・スペース・エージェンシー | ガリレオ交流バイナリ・オフセット搬送波（ＡｌｔＢＯＣ）信号を処理するためのハードウェア・アーキテクチャ |
| JP2016528774A (ja) * | 2013-06-27 | 2016-09-15 | キネテイツク・リミテツド | 信号処理 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2001271393A1 (en) | 2000-06-23 | 2002-01-08 | Sportvision, Inc. | Track model constraint for gps position |
| ATE486291T1 (de) | 2000-06-23 | 2010-11-15 | Sportvision Inc | Auf gps basierendes verfolgungssystem |
| US7132980B2 (en) * | 2002-11-01 | 2006-11-07 | Sirf Technology, Inc. | Multi-function device with positioning system and shared processor |
| WO2005022187A2 (en) | 2003-09-02 | 2005-03-10 | Sirf Technology, Inc. | Control and features for satellite positioning system receivers |
| US7822105B2 (en) * | 2003-09-02 | 2010-10-26 | Sirf Technology, Inc. | Cross-correlation removal of carrier wave jamming signals |
| US20060048881A1 (en) * | 2004-09-08 | 2006-03-09 | Evans Richard B | Laser-assisted placement of veiled composite material |
| US7702040B1 (en) * | 2006-04-12 | 2010-04-20 | Sirf Technology, Inc. | Method and apparatus for frequency discriminator and data demodulation in frequency lock loop of digital code division multiple access (CDMA) receivers |
| TW201024780A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-01 | Altek Corp | Electronic device for decoding navigation data by using phase angle variation and method thereof |
| US11340353B2 (en) * | 2019-02-14 | 2022-05-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multipath mitigation for GNSS receivers |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5736961A (en) | 1995-10-06 | 1998-04-07 | Novatel, Inc. | Dual Frequency global positioning system |
| US5724046A (en) * | 1996-02-01 | 1998-03-03 | Trimble Navigation Limited | Method and system for using a single code generator to provide multi-phased independently controllable outputs in a navigation satellite receiver |
| US6160841A (en) * | 1996-05-24 | 2000-12-12 | Leica Geosystems Inc. | Mitigation of multipath effects in global positioning system receivers |
| US6044071A (en) | 1997-09-12 | 2000-03-28 | Stanford Telecommunications, Inc. | Signal structure for global positioning systems |
-
1998
- 1998-08-24 US US09/138,932 patent/US6184822B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-08-16 AU AU59928/99A patent/AU749500B2/en not_active Expired
- 1999-08-16 DE DE69902282T patent/DE69902282T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-16 WO PCT/IB1999/001663 patent/WO2000011491A2/en active IP Right Grant
- 1999-08-16 EP EP99967838A patent/EP1110098B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-16 CA CA002322643A patent/CA2322643C/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-16 JP JP2000566694A patent/JP2002523752A/ja active Pending
-
2000
- 2000-09-01 NO NO20004361A patent/NO20004361L/no not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007505287A (ja) * | 2003-07-14 | 2007-03-08 | ヨーロピアン・スペース・エージェンシー | ガリレオ交流バイナリ・オフセット搬送波（ＡｌｔＢＯＣ）信号を処理するためのハードウェア・アーキテクチャ |
| JP2016528774A (ja) * | 2013-06-27 | 2016-09-15 | キネテイツク・リミテツド | 信号処理 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2322643A1 (en) | 2000-03-02 |
| CA2322643C (en) | 2006-04-11 |
| AU5992899A (en) | 2000-03-14 |
| AU749500B2 (en) | 2002-06-27 |
| WO2000011491A2 (en) | 2000-03-02 |
| NO20004361D0 (no) | 2000-09-01 |
| NO20004361L (no) | 2001-02-05 |
| DE69902282D1 (de) | 2002-08-29 |
| DE69902282T2 (de) | 2003-01-16 |
| US6184822B1 (en) | 2001-02-06 |
| EP1110098B1 (en) | 2002-07-24 |
| WO2000011491A3 (en) | 2000-05-18 |
| EP1110098A2 (en) | 2001-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5293170A (en) | Global positioning system receiver digital processing technique | |
| US7142589B2 (en) | Global positioning system code phase detector with multipath compensation and method for reducing multipath components associated with a received signal | |
| JP4646901B2 (ja) | パルス波形測定を行うための装置及び方法 | |
| EP1644753B1 (en) | A HARDWARE ARCHITECTURE FOR PROCESSING GALILEO ALTERNATE BINARY OFFSET CARRIER (AltBOC) SIGNALS | |
| US5414729A (en) | Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by making use of multiple correlator time delay spacing | |
| US7742518B2 (en) | Discriminator function for GPS code alignment | |
| US5724046A (en) | Method and system for using a single code generator to provide multi-phased independently controllable outputs in a navigation satellite receiver | |
| EP0762654B1 (en) | Method and apparatus for accurate frequency synthesis using global positioning system timing information | |
| US6532255B1 (en) | Method and arrangement for minimizing the autocorrelation error in the demodulation of a spread-spectrum signal subject to multipath propagation | |
| US10324193B2 (en) | Device for tracking a satellite radionavigation signal in a multipath environment | |
| EP1661426B1 (en) | Method for the mitigation of cdma cross-correlation artifacts and the improvement of signal-to-noise ratios in tdma location networks | |
| US8284818B2 (en) | Spread spectrum transmission systems | |
| CA2229069A1 (en) | Multipath error reduction in a spread spectrum receiver for ranging applications | |
| JP2002523752A (ja) | スプリットｃ／ａコード受信機 | |
| EP2188907B1 (en) | Method and device for multipath mitigation | |
| JP2003255036A (ja) | 受信装置 | |
| JP2005283203A (ja) | 衛星航法装置 | |
| JP2004271190A (ja) | 衛星航法信号受信方法及びその装置 |