JP2003057328A

JP2003057328A - 航法衛星信号受信機

Info

Publication number: JP2003057328A
Application number: JP2001244274A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Tateda; 良文舘田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ナビゲーション装置に使用する航法衛星信号
受信機において、短い走査時間で弱い信号を捉える。【解決手段】衛星信号を走査し追尾する走査追尾チャ
ンネルとは別に、衛星信号の走査だけを行う走査専用チ
ャンネルを設ける。演算手段で、衛星信号の搬送波周波
数や疑似雑音符号の位相を予測する。走査追尾チャンネ
ルでは、相関を評価する積分時間を短くして、符号位相
と周波数のずれを最大で見積もった範囲を走査する。走
査専用チャンネルでは、相関を評価するための積分時間
を長くして感度を高め、確率の高い限定した範囲を走査
する。搬送波周波数や疑似雑音符号の位相が大きくずれ
ても、信号が弱くなければ信号を素早く捉えることがで
きる。信号が弱くても、搬送波周波数や疑似雑音符号の
位相が大きくずれなければ、比較的早く捉えることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航法衛星信号受信
機に関し、特に、航法衛星信号衛星信号の位相やメッセ
ージから時刻を求めて、受信機の位置を測定する航法衛
星信号受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】航法衛星信号受信機（ＧＰＳ：Global P
ositioning System）は、測位衛星からのスペクトル拡
散信号を受信して、搬送波の位相を測定したり、衛星メ
ッセージに基づいて時刻を求めたりすることで、航法衛
星信号受信機の位置を求めることができるシステムであ
る。測位衛星には、米国が運用しているＮＡＶＳＴＡＲ
衛星や、ロシア共和国が運用しているＧＬＯＮＡＳＳ衛
星などがある。航法衛星信号受信機は、カーナビゲーシ
ョンシステムや、船舶の航法装置や、航空機の航法装置
の位置センサーとして、近年広く利用されてきている。

【０００３】航法衛星信号受信機で効率よく位置を求め
るためには、衛星信号を素早く捉える必要がある。衛星
信号を素早く捉えるために、同時に複数の周波数で衛星
信号を走査する航法衛星信号受信機が、特開平07-18124
3号公報に開示されている。図６は、従来の航法衛星信
号受信機の構成を示す機能ブロック図である。図６にお
いて、航法衛星信号衛星１は、位置を測定するための信
号を送信している測位衛星である。アンテナ２は、航法
衛星信号衛星の電波を受けるアンテナである。フィルタ
３は、周波数が1.57542GHzであるＬ１と呼ばれる搬送波
で送られてくる衛星信号を選択するフィルタである。局
部発振器５は、周波数1.608156GHzの局部信号を発生す
る発振器である。混合器６は、局部信号と受信信号を混
合し、中間周波信号を出力する混合器である。フィルタ
７は、混合器が出力する周波数32.736MHzの中間周波信
号のみを通すフィルタである。増幅器８は、中間周波信
号を増幅するアンプである。比較器９は、中間周波信号
を基準電圧と比較して２値のデジタル信号に変換する比
較器である。ラッチ10は、２値化した中間周波信号を標
本化するラッチである。

【０００４】局部発振器11は、中間周波信号を基底帯域
の信号に周波数変換するための周波数32.736MHzの局部
信号を生成する発振器である。混合器12は、中間周波信
号を基底帯域の信号に周波数変換する混合器である。フ
ィルタ13は、混合器12の出力から受信信号の基底帯域以
外の成分を除くフィルタである。基準発振器14は、受信
機の基準クロックを発生する発振器である。逓倍器15
は、基準クロックを４逓倍する逓倍器である。信号処理
部16は、複数の衛星信号を同時並行して走査し、引込み
や追尾や復調などの一連の信号処理を行う信号処理部で
ある。制御部17は、信号処理部16で得た処理結果に基づ
いて、受信機の位置を決定するとともに、受信機の動作
を制御する制御部である。

【０００５】上記のように構成された従来の航法衛星信
号受信機の動作を説明する。複数の航法衛星信号衛星１
の電波を、アンテナ２で受ける。受信信号中の不要な信
号をフィルタ３で除き、増幅器４で増幅する。局部発振
器５と混合器６とフィルタ７で構成する周波数変換回路
で、周波数変換する。変換結果の中間周波信号を、増幅
器８で増幅して振幅制限した後、比較器９において、２
値のロジック信号に変換する。２値化した中間周波信号
を、ラッチ10で標本化する。標本化した信号は、局部発
振器11が出力する中間周波信号に一致した局部Ｉ信号
と、局部Ｉ信号に対し90゜位相の異なる局部Ｑ信号によ
って、直交周波数変換する。以降、この周波数変換した
受信Ｉ信号と受信Ｑ信号について、受信する衛星ごとに
独立した信号処理を行う。

【０００６】信号処理部16では、受信対象衛星固有の疑
似雑音符号と、再生搬送波を発生する。再生搬送波の周
波数は、各局部発振器の周波数の和または差が、衛星信
号の搬送波周波数と一致するように決める。この衛星固
有の疑似雑音符号は、Ｃ／Ａコード（Coarse/Acquisiti
on Code）と呼ばれ、符号速度が1.023Ｍbpsで、符号長
が1023チップであって、周期は１msecである。この疑似
雑音符号と、受信Ｉ信号と受信Ｑ信号それぞれを、衛星
ごとに混合し、再生搬送波で周波数変換した後、時間積
分することにより、相関を求める。

【０００７】この相関が最大となるように、疑似雑音符
号のタイミングを制御することにより、衛星信号の疑似
雑音符号を追尾する。更に、相関の直交成分が零になる
ように、再生搬送波の周波数と位相を制御することによ
り、衛星信号の搬送波を追尾する。疑似雑音符号と搬送
波を追尾している衛星について、衛星が放送している航
法データを受信し、時刻情報を求める。制御部17は、こ
の航法データと時刻情報によって、受信アンテナ２の位
置と時刻を求める。

【０００８】ところで、衛星信号の追尾に至る前の準備
として、衛星信号を走査して捕捉する必要がある。衛星
信号の走査においては、衛星信号の疑似雑音符号タイミ
ングと、搬送波周波数の概略の値を求める。受信Ｉ信号
と受信Ｑ信号に混合する疑似雑音符号のタイミングがほ
ぼ一致し、周波数変換する再生搬送波の周波数もほぼ一
致した場合に、時間積分によって求める相関値は大きな
振幅となる。

【０００９】そこで、走査の段階では、疑似雑音符号タ
イミングと再生搬送波周波数を順次走査して、相関が大
きくなる符号タイミングと搬送波周波数を探す。そし
て、相関が大きくなると、その符号タイミングと搬送波
周波数を初期値として、衛星信号の追尾動作に移行す
る。追尾における疑似雑音符号タイミングと再生搬送波
周波数を制御して、符号タイミングと搬送波周波数をド
リフトさせて、連続的な走査を実現することもできる。

【００１０】しかし、相関が大きくなる疑似雑音符号タ
イミングと再生搬送波周波数においても、走査の段階で
受信アンテナに到達する信号が微弱な場合は、相関値が
小さくなり、雑音と区別がつかなくなる。このような場
合の一般的な対処方法として、時間積分において積分時
間を長くする方法が知られている。この方法によると、
積分時間がＮ倍になれば、Ｎ倍程度の感度向上を見込む
ことができる。しかし、信号処理回路で行う走査では、
一回の積分に要する時間がＮ倍となり、判定で有効な周
波数範囲がＮ分の１となり、同じ走査範囲を走査するの
にＮ²倍の時間が必要になる。したがって、同等の走査
時間で10倍の感度向上を実現するには、100倍の処理能
力を持つ信号処理手段が必要である。

【００１１】特開平07-181243号公報に開示されたもの
では、同時に複数の周波数について相関値を評価するこ
とができるようにしている。米国特許第5897605号明細
書には、同時に複数の符号タイミングで相関値を評価す
る方法が開示されている。衛星信号の符号タイミングと
搬送波周波数を予測して、符号タイミングと搬送波周波
数の走査範囲を限定する方法もある。米国特許第566373
4号明細書に開示されているものでは、受信信号を一旦
メモリに保存し、後処理によって高感度を実現してい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の航
法衛星信号受信機では、より高い感度を得るには、大規
模な回路が必要であるという問題がある。衛星信号の符
号タイミングと搬送波周波数を予測して、符号タイミン
グと搬送波周波数の走査範囲を限定する方法では、限定
範囲の逸脱を避けるために、十分な余裕が必要であるな
どの問題がある。後処理を行う方法では、処理能力の高
い信号処理プロセッサが必要であること、連続的な処理
に適さないこと、通信手段や補助をする中央処理装置な
どの施設を別途必要とすること等の問題がある。

【００１３】本発明は、上記従来の問題を解決して、微
弱な衛星信号であっても、簡単な回路で素早く信号を走
査できる航法衛星信号受信機を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、航法衛星信号受信機に、衛星信号走
査追尾用の走査追尾チャンネルと、衛星信号走査用の走
査専用チャンネルと、衛星信号の搬送波周波数と疑似雑
音符号の位相の最大走査範囲を予測する演算手段と、走
査追尾チャンネルと走査専用チャンネルを同時並行動作
させる手段とを備え、走査追尾チャンネルに、直接波受
信信号と衛星固有の疑似雑音符号との相関を評価するた
めに短い時定数で積分する手段を備え、走査専用チャン
ネルに、弱い受信信号と衛星固有の疑似雑音符号との相
関を評価するために長い時定数で積分する手段を備えた
構成とした。

【００１５】このように構成したことにより、衛星の符
号タイミングや搬送波周波数が大きくずれた場合にも、
信号が強ければ素早く捉えることができ、弱い信号であ
っても、時間が経てば捉えることができる。微弱な信号
を捉えるチャンネルを別にしているため、特別な回路や
特殊な演算なしで、最短時間で微弱な信号を捕捉でき
る。

【００１６】また、航法衛星信号受信機の各チャンネル
に、受信信号を１チップより短い積分期間だけ時間積分
して積分信号を出力する積分手段と、位相が異なる複数
の疑似雑音符号を１チップより短い混合期間に順次出力
する疑似雑音発生手段と、積分信号と疑似雑音符号を混
合して混合信号を出力する混合手段と、受信信号と疑似
雑音符号との相関を評価するために混合信号を積分する
手段とを備えた構成とした。

【００１７】このように構成したことにより、衛星信号
の走査において、疑似雑音符号の周期や位相の変化をす
べてカバーしても、複数の疑似雑音符号タイミングを同
時に処理する機能を各チャンネルで共用でき、回路や演
算処理を削減できる。積分する手段のタイミングも同じ
になり、単一のＲＡＭ使用で小型化できる。

【００１８】また、航法衛星信号受信機を、衛星固有の
疑似雑音符号が通過できる最小の帯域を有する狭帯域フ
ィルタ手段と、狭帯域フィルタ手段よりも広い通過帯域
を有する広帯域フィルタ手段と、各フィルタ手段が出力
する信号を選択的に入力して疑似雑音符号との相関を求
める複数のチャンネルと、強い衛星信号を追尾する場合
に広帯域フィルタ手段の出力をチャンネルに入力すると
ともに弱い衛星信号を追尾する場合と衛星信号を走査す
る場合に狭帯域フィルタ手段の出力をチャンネルに入力
する手段とを備えた構成とした。

【００１９】このように構成したことにより、信号の強
い衛星と弱い衛星を柔軟にチャンネルに割り当てること
ができ、衛星信号の走査と追尾が効率的にできる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。

【００２１】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態は、通常の衛星追尾走査回路による衛星信号走査
と並行して、走査専用回路で衛星信号を走査する航法衛
星信号受信機である。衛星信号走査追尾回路とは別の衛
星信号走査専用回路と、帯域幅が異なる２つの中間周波
信号処理回路と、相関評価前の受信信号の標本化周期を
長くするフィルタとを備えている。

【００２２】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る航法衛星信号受信機の構成を示す機能ブロック図であ
る。図１において、航法衛星信号衛星101は、位置を測
定するための情報を、搬送周波数が1.57542GHzである航
法衛星信号衛星信号で送信している測地衛星である。ア
ンテナ102は、航法衛星信号衛星の電波を受けるアンテ
ナである。フィルタ103は、受信信号を濾波するバンド
パスフィルタである。増幅器104は、受信信号を増幅す
るアンプである。局部発振器105は、周波数1.608156GHz
の局部信号を発生する発振器である。混合器106は、局
部信号と受信信号を混合し、周波数32.763MHzの中間周
波信号を出力する混合器である。

【００２３】フィルタ107とフィルタ207は、帯域幅がそ
れぞれ10MHzと２MHzであって、混合器が出力する中間周
波信号のみを通過させるフィルタである。増幅器108と2
08は、中間周波信号を増幅するアンプである。比較器10
9と比較器209は、中間周波信号を基準電圧と比較して、
２値のデジタル信号に変換する比較器である。ラッチ11
0とラッチ210は、２値化した中間周波信号を、周波数6
5.472MHzの標本化信号で標本化するラッチである。局部
発振器111は、中間周波信号を基底帯域近くの信号に周
波数変換する局部信号を生成する発振器である。混合器
112と混合器212は、中間周波信号を基底帯域近くの信号
に周波数変換する混合器である。フィルタ113とフィル
タ213は、混合器112と混合器212の出力から、受信信号
の基底帯域近くより高い成分を除去するローパスフィル
タである。

【００２４】基準発振器114は、受信機の基準クロック
（周波数16.368MHz）を発生する発振器である。逓倍器1
15は、基準クロックを４逓倍する逓倍器である。信号処
理部116は、フィルタ113とフィルタ213からの信号を受
け、複数の衛星信号を同時並行して走査するとともに、
引込みと追尾と復調などの一連の信号処理を行う信号処
理部である。制御部117は、信号処理部116で得た処理結
果に基づいて受信機の位置を決定するとともに、受信機
の動作を制御する制御部である。信号走査部118は、フ
ィルタ213からの信号を受け、信号処理部116よりも長い
時間をかけて相関値を評価し、複数の衛星信号を同時並
行して走査する信号走査部である。

【００２５】図２は、本発明の第１の実施の形態におけ
る航法衛星信号受信機の信号走査部118の詳細な構成を
示す機能ブロック図である。図２において、フィルタ12
0は、図１のフィルタ213が出力する信号を、64個のサン
プルずつ時間積分して、標本化のレートを1.023MHzに変
換するフィルタである。疑似雑音発生器121は、走査対
象衛星固有の疑似雑音符号を発生する疑似雑音発生器で
ある。混合器122は、フィルタ120が出力する信号と疑似
雑音発生器121の出力を乗算する混合器である。数値制
御発振器123は、走査対象衛星の搬送波周波数の誤差と
偏差部分について、予測搬送波の同相Ｉ成分と直交Ｑ成
分を発生する発振器である。周波数変換器124は、予測
搬送波で受信信号を直交周波数変換する周波数変換器で
ある。ＲＡＭ125は、直交周波数変換した信号を時間積
分するためのランダムアクセスメモリである。加算器12
6は、ＲＡＭ125が保持する値に、直交周波数変換の出力
を順次累積する加算器である。信号走査部118は、同時
並行して走査できる16個のチャンネルを持っている。ス
イッチ127は、この16個のチャンネルの累積加算結果
を、順次切り替えて出力するスイッチである。

【００２６】局部発振器128は、−150Hzから＋160Hzま
で、32種類の10Hz間隔の局部信号を順次出力する局部信
号発生器である。周波数変換器129は、スイッチ127の出
力を、局部発振器128の出力で直交周波数変換する周波
数変換器である。逓倍器130は、直交周波数変換した信
号を二乗することで、２倍の周波数に逓倍する逓倍器で
ある。ＲＡＭ131は、逓倍器130の出力を、チャンネルや
局部発振器128が出力する周波数に対して、個別に累積
加算結果を保持するランダムアクセスメモリである。加
算器132は、逓倍器130の出力を、ＲＡＭ131が保持する
累積値に累積加算する加算器である。比較器133は、Ｒ
ＡＭ131が保持する累積加算結果の絶対値が、所定のレ
ベルに到達したか否かを判定し、判定結果を、図１の制
御部に出力する比較器である。

【００２７】図３は、本発明の第１の実施の形態におけ
る航法衛星信号受信機のフィルタが出力する信号のタイ
ミング図である。図３（イ）は、フィルタ213が出力す
る信号のタイミングを示す図である。図３（ロ）は、フ
ィルタ120が出力する信号のタイミングを示す図であ
る。

【００２８】上記のように構成された本発明の第１の実
施の形態における航法衛星信号受信機の動作を説明す
る。米国が運用しているＮＡＶＳＴＡＲ衛星の信号を受
ける受信機を想定して説明しているが、ロシア共和国が
運用しているＧＬＯＮＡＳＳ衛星など、これ以外の航法
衛星の信号を受信する航法衛星信号受信機でも適用可能
である。測地衛星からの信号を受信して、衛星からのス
ペクトル拡散信号の位相を測定して、衛星信号が示す時
刻を測定して位置を求める受信機であれば、衛星固有の
疑似雑音符号により信号の振幅を測定して走査追尾でき
る。

【００２９】最初に、図１を参照して、全体の動作を説
明する。複数の航法衛星信号衛星101からの周波数1.575
42GHzの電波を、アンテナ102で受信する。フィルタ103
で、受信した信号から不要な信号を除き、増幅器104で
増幅する。周波数1.608156GHzの局部発振信号を発生す
る局部発振器105と、混合器106と、帯域幅が10MHzのフ
ィルタ107で構成する周波数変換回路で、受信信号を周
波数変換して、周波数32.736MHzの中間周波信号にす
る。中間周波信号を、増幅器108で増幅して、振幅制限
する。

【００３０】その信号を、比較器109で基準電圧と比較
して、２値のロジック信号に変換する。この２値化した
信号を、逓倍器115の出力信号の65.472MHzのレートで、
ラッチ110により標本化する。標本化した信号を、中間
周波信号と同じ周波数の信号を生成する局部発振器111
が出力する局部Ｉ信号と、局部Ｉ信号に対し90゜位相の
異なる局部Ｑ信号によって、直交検波して、ベースバン
ド信号に近い受信Ｉ信号と受信Ｑ信号を得る。受信Ｉ信
号と受信Ｑ信号について、受信する衛星ごとに独立した
信号処理を行う。受信Ｉ信号と受信Ｑ信号には、搬送波
周波数と局部発振信号との誤差あるいは偏差に相当する
搬送波成分が残っている。

【００３１】フィルタ207で帯域幅を２MHzに制限した受
信信号も同様に処理する。すなわち、中間周波信号を、
増幅器208で増幅して振幅制限し、比較器209で２値のロ
ジック信号に変換し、逓倍器115が出力する65.472MHzの
レートで、ラッチ210により標本化する。標本化した信
号を、局部発振器111の出力により、混合器212で直交検
波する。

【００３２】フィルタ113とフィルタ213は、混合器112
と混合器212の出力信号を、２サンプルずつ時間積分す
ることにより、衛星信号を含む受信信号の高調波成分を
除去する。すなわち、標本化レート65.472MHzでサンプ
リングされた信号の標本化レートを、32.736MHzに変換
する。変換後の２ビットの信号を、信号処理部116およ
び信号走査部118へ出力する。

【００３３】信号処理部116では、受信対象の衛星ごと
に、疑似雑音符号と再生搬送波を発生する。この衛星固
有の疑似雑音符号は、Ｃ／Ａコードと呼ばれ、符号速度
が1.023Mbpsであり、符号長が1023チップであって、周
期は１msecである。この疑似雑音符号と、フィルタ113
が出力する受信Ｉ信号と受信Ｑ信号とを、衛星ごとに混
合する。再生搬送波で周波数変換した後、時間積分する
ことにより、相関を求める。この相関が最大となるよう
に、疑似雑音符号のタイミングを制御することにより、
衛星信号の疑似雑音符号を追尾する。

【００３４】相関の直交成分が零になるように、再生搬
送波の周波数と位相を制御することにより、衛星信号の
搬送波を追尾する。疑似雑音符号と搬送波を追尾してい
る衛星について、衛星が放送している航法データを受信
して、時刻タイミングを測定する。制御部117は、この
航法データと時刻タイミングによって、受信アンテナ10
2の位置と時刻を求める。

【００３５】第２に、衛星信号の走査方法を説明する。
疑似雑音符号と搬送波の追尾に至る前に、信号処理部11
6は、衛星信号を走査して捉える。衛星信号の走査にお
いては、疑似雑音符号タイミングと搬送波周波数の概略
の値を、衛星情報などに基づいて予測する。フィルタ21
3の出力と、信号処理部116で発生した疑似雑音符号とを
混合する。信号処理部116で発生した再生搬送波で周波
数変換して、時間積分して相関値を求める。疑似雑音符
号のタイミングと再生搬送波の周波数が、受信信号とほ
ぼ一致した場合には、相関値が大きな振幅となる。そこ
で、走査の段階では、疑似雑音符号タイミングと再生搬
送波周波数を順次走査して、相関が大きくなるタイミン
グと周波数を探す。そして、相関が大きくなるタイミン
グと周波数を初期値として、衛星信号の追尾動作に移行
する。この走査で、相関値を求める積分時間は、１msec
から４msecとする。

【００３６】符号タイミングと搬送波周波数の走査範囲
は、基準発振器114の精度や、仕様で認める受信機の許
容速度や、衛星の軌道情報や、最新の測位結果などに基
づいて決定する。捕捉対象衛星の符号タイミングと搬送
波周波数が、走査範囲外にならないように、最大のずれ
を想定する。これによって、衛星からの電波が直接アン
テナに到達している場合は、その仰角によらず捉えるこ
とができる。信号処理部116は、符号タイミングと搬送
波周波数の走査範囲を、通常約１秒で走査する。捕捉で
きない場合は、繰り返し走査する。

【００３７】信号走査部118においても、受信する衛星
ごとに、図２に示す疑似雑音発生器121で疑似雑音符号
を発生し、数値制御発振器123で再生搬送波を発生す
る。図３（イ）は、フィルタ213で32.736MHzのレートに
変換した２ビットの信号タイミングを示している。図２
のフィルタ120は、この連続した信号を32個のサンプル
ずつ時間積分することにより、標本化のレートを1.023M
Hzに変換した第１の７ビット信号と、この第１の信号に
対して16サンプル遅れたタイミングで32個のサンプルず
つ時間積分した第２の７ビット信号を交互に出力する。
図３（ロ）は、フィルタ120が出力する信号のタイミン
グを示している。

【００３８】そして、フィルタ120が出力する信号と、
疑似雑音発生器121で発生した疑似雑音符号を、混合器1
22で混合する。周波数変換器124により、再生搬送波で
周波数変換した後、ＲＡＭ125と加算器126で構成した累
積加算器で、時間積分して相関を求める。疑似雑音発生
器121は、第１の７ビット信号と第２の７ビット信号そ
れぞれに対して、16個の異なった位相タイミングを持っ
た疑似雑音符号を順次出力する。したがって、疑似雑音
符号１チップの期間に２回づつ、16種類の位相タイミン
グを持つ疑似雑音符号を出力することになる。この16種
類の位相タイミングは、１チップの整数倍の間隔だけず
れたタイミングである。例えば、２番目の疑似雑音符号
は、１番目の疑似雑音符号と64チップ間隔だけずれたタ
イミングの符号であり、３番目の疑似雑音符号は、１番
目の疑似雑音符号と128チップ間隔だけずれたタイミン
グの符号である。第１の７ビット信号と第２の７ビット
信号は、１／２チップ分タイミングがずれている。１回
で16種類の位相タイミングについて走査するので、約64
回で1023全ての符号タイミングを１／２チップ間隔で走
査したことになる。

【００３９】累積加算器のＲＡＭ125は、これら32種類
の信号を区別して保存し、個別に累積加算する。ＲＡＭ
125で累積加算する期間は、疑似雑音符号の一周期であ
る１msecとして、符号が一回りした時点で、ＲＡＭ125
の別の位置に転送した後、次の疑似雑音符号の周期につ
いて、新たに累積加算を開始する。この積分によって、
帯域幅約500Hzのフィルタを通したことになり、受信信
号を疑似雑音符号で逆拡散した信号を１msec単位で標本
化したことと同じ信号が得られる。以上の処理を、16個
のチャンネルで独立に行う。16個のチャンネルに、それ
ぞれ別個の衛星を割り当てて、走査動作を行うことがで
きる。走査対象衛星が16未満の場合、空きチャンネルに
対して、稼働中の別のチャンネルと同じ衛星を割り付
け、互いに補完して走査を早めることもできる。

【００４０】図２のスイッチ127は、32.736MHzの周波数
の基本処理タイミングで、16個のチャンネルを順次走査
し、1024個の信号で一巡する。すなわち、約１μsecご
とに１つの信号を選択する。１チャンネルで32個の信号
が２つ（ＩとＱ）あり、16チャンネルあるので、全部で
1024個の信号がある。１msecごとに出力される1024個の
信号を、約１μsecで１つずつ選択するので、約１msec
でちょうど一巡する。ＲＡＭ125が、対応するチャンネ
ルについて、疑似雑音符号一周期分の期間積分した結果
を保持している場合は、その積分結果を出力するととも
に、ＲＡＭ125から廃棄する。そして、局部発振器128と
周波数変換器129によって周波数変換し、逓倍器130で２
逓倍して、50bpsの航法データ成分を除く。

【００４１】ＲＡＭ125は、１チャンネル当たり32種類
の位相タイミングに相当する信号を保持しており、32.7
36MHzのタイミング32毎に順次、この疑似雑音符号一周
期分の期間積分した結果を出力する。すなわち、約１μ
secごとに、１つの信号を出力する。そして、この32.73
6MHzのタイミング32の間に、局部発振器128の局部信号
の32種類が一巡して、全部で1024種類の１msec単位で標
本化した信号に相当する中間結果が得られる。これら10
24種類の信号を、個々にＲＡＭ131に累積加算する。

【００４２】ＲＡＭ131の累積加算時間が50msecになっ
た時、比較器133は、累積加算結果の絶対値が所定のレ
ベルに到達したか否かを判定し、結果を制御部に出力す
る。制御部は、所定のレベルに到達した場合は、到達し
た結果に対応する疑似雑音符号の位相と、局部発振器12
8の周波数に数値制御発振器123の周波数を加えて、図２
の信号処理部116に設定して、衛星信号を追尾する。所
定のレベルに到達しなかった場合は、疑似雑音発生器12
1の位相または数値制御発振器123の周波数を変更して、
走査を継続する。１回の走査に50msecかかるので、64回
で3.2secかかる。

【００４３】信号走査部118では、疑似雑音符号の位相
を一巡して、320Hzの周波数幅を走査するのに、約3.2秒
の時間を要することになる。信号処理部116では、何倍
かの周波数範囲を１秒程度で走査することに比べ、走査
に時間が掛かる。信号処理の回路規模や演算処理の負荷
は、信号処理部116に比べ大きい。しかし、受信帯域が1
0Hz程度と狭帯域であるため、雑音が低下し、航法デー
タ成分を除いた衛星信号が全て帯域に収まるので、信号
処理部116に比べ、10dB以上弱い信号を捉えることがで
きる。

【００４４】本実施の形態では、遮蔽の無い衛星の信号
を、短い時間で走査する信号処理部116と、微弱な信号
をも捉える高感度な走査機能を共に備えて、両者で並行
して衛星信号を走査する。その結果、衛星の符号タイミ
ングや搬送波周波数が大きくずれる特別な場合にも、素
早く信号を捉えることができ、弱い信号であっても、時
間が経過すれば捉えることができる。弱い信号を走査す
るための機能が別になっているので、目的に応じた回路
規模またはＤＳＰなどによる演算負荷を独立に設定し
て、高感度の走査機能が制約無しに実現できる。

【００４５】走査追尾チャンネルでは、積分時間を短く
し、走査専用チャンネルでは、積分時間を長くし、多数
の候補点を同時並行処理によって評価する。強い衛星信
号であれば、走査追尾チャンネルで素早く信号を捉える
ことができ、弱い信号であっても、時間をかければ走査
専用チャンネルで捉えられる。

【００４６】追尾しているチャンネルや、衛星を割り当
てていない空きチャンネルでは、対応するＲＡＭ125と
ＲＡＭ131の要素を、稼働中のチャンネルに再配置し
て、有効利用を図ることもできる。

【００４７】高感度な走査を行う際には、受信機で発生
する疑似雑音符号と受信信号を混合する前に、衛星信号
の搬送波が疑似雑音符号のチップレートより十分低い周
波数になるように周波数変換する。疑似雑音符号の１チ
ップ期間を単位として、時間積分した後に、疑似雑音符
号の整数倍だけ互いに異なる複数のタイミングを持った
疑似雑音符号を、時間順次で発生させるので、受信機の
疑似雑音符号と受信信号の混合と、その後の加算器一組
で、複数のタイミングについての処理ができる。累積加
算値を保持する部分に、集積度の高いランダムアクセス
メモリが利用でき、回路規模を小さくできる。

【００４８】衛星信号の帯域を制限するフィルタ113と2
13を、帯域幅が広いフィルタ113と帯域幅が狭いフィル
タ213とすることができる。追尾において信号が弱くな
い場合は、帯域幅が広いフィルタ113を使う。信号を走
査する時または追尾において信号が弱い時は、帯域幅が
狭いフィルタ213を使用する。そうすることにより、追
尾精度と感度があがる。帯域幅が広いフィルタ113は、
マルチパスを軽減する信号処理を行う場合に重要である
が、雑音を受ける帯域が広いので、受信感度が低下す
る。信号を走査する時または追尾において、信号が弱い
場合に限り帯域を制限するので、最大の感度と追尾精度
が得られる。

【００４９】狭帯域フィルタ213の帯域幅を、衛星が送
信する疑似雑音符号が通過できる程度の帯域幅とし、広
帯域フィルタ113の帯域幅を、狭帯域フィルタ213よりも
広い帯域幅とすることができる。強い衛星信号を追尾す
る場合には、広帯域フィルタ113の出力を選択してチャ
ンネルに入力するように構成する。弱い衛星信号を追尾
する場合と、衛星信号を走査する場合には、狭帯域フィ
ルタ213の出力を選択してチャンネルに入力するように
構成する。こうすることにより、衛星信号のタイミング
を高い精度で測定でき、衛星信号の走査や、衛星信号の
強度が弱い場合の追尾においては、高感度で受信でき
る。

【００５０】上記のように、本発明の第１の実施の形態
では、航法衛星信号受信機に、衛星追尾とは別に、衛星
信号の走査に特化した回路を設け、通常の走査と同時並
行して高感度で走査する構成としたので、比較的簡単な
回路でも、微弱な衛星信号を捉えて追尾することができ
る。

【００５１】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態は、広い範囲と狭い範囲を同時に走査する航法衛
星信号受信機である。第２の実施の形態における航法衛
星信号受信機の基本的な構成は、図１の機能ブロック図
に示した第１の実施の形態における航法衛星信号受信機
の構成と同じである。

【００５２】制御部117で、衛星信号の疑似雑音符号タ
イミングと搬送波周波数が、走査の範囲外にならないよ
うに、最大のずれを想定した走査の範囲を求める。この
範囲よりも狭くて、衛星信号を捉える確率が高い、疑似
雑音符号タイミングと搬送波周波数の走査範囲を求め
る。

【００５３】信号処理部116で衛星信号を走査する範囲
を、最大のずれを想定した走査範囲とする。衛星からの
電波が直接アンテナに到達している場合は、衛星の疑似
雑音符号タイミングや搬送波周波数のずれが大きい場合
でも、素早く信号を捉えることができる。

【００５４】信号走査部118で衛星信号を走査する範囲
を、衛星信号を捕捉できる確率の高い範囲に限定した走
査範囲とする。衛星信号が弱い場合であっても、衛星の
疑似雑音符号タイミングや搬送波周波数のずれが大きく
ない場合、短時間で衛星信号を捉えることができる。

【００５５】同じ範囲を走査すると、信号走査部118
は、信号処理部116よりも多くの時間が必要である。し
かし、捕捉確率の高い範囲に限定した走査範囲は、最大
のずれを想定した走査範囲に比べ、非常に狭くなるのが
一般的である。そのため、信号走査部118で広い範囲を
走査する場合に比べると、同じ回路規模または演算負荷
であっても、短い時間で弱い衛星信号を捉えることがで
きる。

【００５６】本実施の形態では、衛星信号の疑似雑音符
号タイミングと搬送波周波数が、走査の範囲外にならな
いような最大のずれを想定した走査範囲と、衛星信号が
捕捉できる確率が高い限定した走査範囲を求めている。
素早い走査ができるチャンネルの信号処理部116で、最
大のずれを想定した走査範囲を走査するとともに、弱い
衛星信号を捉えるチャンネルの信号走査部118で、限定
した走査範囲を走査する。

【００５７】両者で並行して衛星信号を走査するので、
衛星の疑似雑音符号タイミングや搬送波周波数が大きく
ずれた場合でも、強い信号であれば素早く信号を捉える
ことができる。疑似雑音符号タイミングや搬送波周波数
のずれが通常の範囲であれば、弱い信号であっても素早
く捉えることができる。弱い信号を走査する回路で走査
する範囲が限定されているので、小さい回路や少ないＤ
ＳＰ処理量でも高性能にできる。

【００５８】走査追尾チャンネルは積分時間を短くし
て、広い範囲を走査する。走査専用チャンネルは積分時
間を長くし、捕捉確率が高い狭い範囲を走査する。疑似
雑音符号タイミングや搬送波周波数が大きくずれた場合
でも、走査追尾チャンネルで素早く対応できる。ずれが
小さければ弱い信号であっても、走査専用チャンネルで
素早く捉えられる。

【００５９】信号処理部116が衛星信号を走査する範囲
を、最大のずれを想定した走査範囲とし、信号走査部11
8が衛星信号を走査する範囲を、捕捉確率の高い範囲に
限定した走査範囲としたが、衛星信号の走査における信
号処理部116と信号走査部118の回路機能の実質的な差を
なくし、設定した機能に違いがあるだけにすれば、役割
を逆にすることもできる。多くの種類の疑似雑音符号タ
イミングと再生搬送波の周波数について、同時並行処理
によって評価する機能を利用して、衛星信号を追尾する
際に、マルチパス信号の検出処理を行うこともできる。

【００６０】上記のように、本発明の第２の実施の形態
では、航法衛星信号受信機を、広い範囲と狭い範囲を同
時に走査する構成としたので、比較的簡単な回路でも、
微弱な衛星信号を素早く捉えて追尾することができる。

【００６１】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態は、各チャンネルの処理タイミングを共通にした
航法衛星信号受信機である。第３の実施の形態における
航法衛星信号受信機の基本的な構成は、図１の機能ブロ
ック図に示した第１の実施の形態における航法衛星信号
受信機の構成と同じである。

【００６２】第１、２の実施の形態では、基本処理タイ
ミングを32.736MHzとしたが、第３の実施の形態では、
基本処理タイミングが、衛星信号の疑似雑音符号の周期
に比べ幾分先行する様に、基本処理タイミングを、32.7
36MHzより100Hz以上高い周波数に設定する。この信号
を、高速クロックと呼ぶ。

【００６３】受信信号の疑似雑音符号１チップを単位と
して、フィルタ120で積分する。このとき、捕捉対象衛
星の信号の予測タイミングに最も近い高速クロックを割
り当てて時間積分する。時間積分の期間は、高速クロッ
クの32クロック以下とする。これを積分期間と呼ぶ。積
分期間は、受信信号の疑似雑音符号１チップより短い期
間となる。時間積分の周期は、受信信号の疑似雑音符号
の予測タイミングに合わせる。

【００６４】疑似雑音発生器121以降の処理では、16種
類の疑似雑音符号の発生と混合の処理タイミングを、全
てのチャンネルで共通にする。高速クロックの16クロッ
ク期間を、混合期間と呼ぶ。混合期間の周期は、高速ク
ロック周期の32倍とする。擬似雑音発生器121で、２チ
ップを超える位相差を有する16種類の疑似雑音符号を並
列で発生する。この16種類の異なった位相の疑似雑音符
号を、混合期間に高速クロックのタイミングで順次出力
する。積分結果と疑似雑音符号を混合し、混合結果を周
波数変換し、変換結果を１周期分積分する。

【００６５】積分結果を混合期間の処理タイミングに合
わせる段階で、時間のずれを調整する。捕捉対象衛星の
信号の周期は、混合期間の周期より長いので、チャンネ
ル共通の混合期間に積分結果が間に合わない場合がでて
くる。その場合は、擬似雑音発生器121で符号の進みを
１チップ分遅らせることで、疑似雑音符号のタイミング
を、対応する積分結果のタイミングに合わせる。

【００６６】チャンネル間で処理のタイミングを共通に
できるので、時間積分に使用するメモリのアドレス信号
が複数のチャンネル間で共通になり、累積加算用メモリ
を、集積度の高いランダムアクセスメモリに一体化でき
る。

【００６７】上記のように、本発明の第３の実施の形態
では、航法衛星信号受信機の各チャンネルの処理タイミ
ングを共通にしたので、受信機を小型化できる。

【００６８】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態は、受信機の動作を止めた場合も、受信機の動特
性と衛星走査範囲をメモリに保持しておく航法衛星信号
受信機である。

【００６９】図４は、本発明の第４の実施の形態におけ
る航法衛星信号受信機の構成を示す機能ブロック図であ
る。図４において、ＲＡＭ134は、受信アンテナの位置
や速度などに関する動的特性を保存するランダムアクセ
スメモリである。その他の基本的な構成は、第１の実施
の形態と同じである。

【００７０】上記のように構成された本発明の第４の実
施の形態における航法衛星信号受信機の動作を説明す
る。衛星信号が捕捉できる確率が高い走査範囲を、受信
機の仕様で定める動特性を考慮して決定するようにして
も、受信機は広い応用範囲があって、様々な使われ方を
するので、早い速度と強い加速度を想定する必要があ
る。そこで、受信機自体で動特性を求めて、使われ方に
合った走査範囲を設定する。汎用受信機であっても、動
きの少ない用途であれば、弱い衛星信号を短い時間で捉
えることができるようになる。

【００７１】受信機の速度や加速度などの動きを測定す
る手段と、動きデータを保持する手段と、速度や加速度
などの動きデータの保持値と測定値を比較する手段と、
大きい方を保持値とする手段と、保持値を標準値に漸近
させる手段とを設ける。使用状況に合った走査範囲を自
動的に設定するので、高速移動の場合は強い信号を受信
できる機会が多くなり、広い範囲を走査しても短時間で
捕捉でき、動きのない場合は、狭い範囲を走査するの
で、弱い衛星信号であっても、短時間で捕捉できる。

【００７２】航法衛星信号受信機の初期状態において、
図４に示すＲＡＭ134は、受信機の最大水平速度、最大
垂直速度、最大水平加速度、最大垂直加速度、経過時間
を保持する。そして、受信機の初期化手続きによって、
最大水平速度、最大垂直速度、最大水平加速度、最大垂
直加速度を、予め仕様で定める標準値に初期化し、経過
時間を０とする。

【００７３】受信機が速い速度で移動している時は、衛
星信号の受信状況が短い時間で変化するので、短時間の
内に強い信号が受信できる機会がある。そのため、動特
性が静的な値になっていても、測定した水平速度、垂直
速度、水平加速度、垂直加速度の最大値が残るようにし
ているので、素早くより適した値に修正できる。

【００７４】航法衛星信号受信機に対して、外部から動
特性を初期化する命令を受け取った場合にも同様に、保
存している最大水平速度、最大垂直速度、最大水平加速
度、最大垂直加速度を、予め仕様で定める標準値に初期
化し、経過時間を０に初期化する。なお、この標準値
は、ゆっくりとした動きに対応した０でない値が適当で
ある。受信機を静止させた場合に、受信機内に保持して
いる衛星の情報などを破棄することなしに、直ちに標準
値に戻して、速やかに新たな使用状況に対処できる。

【００７５】図５は、ＲＡＭ134の内容を更新する処理
の流れ図である。図５を参照しながら、更新の処理を説
明する。ステップ301で、位置測定完了の合図を受け
て、更新処理を開始する。ステップ302で、経過時間を
計数し、経過時間の計数値が１日に到達したか否かを判
定する。１日に達した場合は、ステップ303を実行す
る。１日に達していない場合は、ステップ304を実行す
る。

【００７６】ステップ303で、経過時間を０に初期化す
るとともに、最大水平速度、最大垂直速度、最大水平加
速度、最大垂直加速度を、それぞれの標準値に向けて、
10日の時定数で漸近させる。ステップ304で、衛星信号
に基づいて測定した受信機の水平速度、垂直速度、水平
加速度、垂直加速度を、保持しているそれぞれ対応した
最大値と比較する。いずれかの観測した最大値が、保存
している最大値を超えた場合は、ステップ305を実行す
る。超えない場合は、ステップ306に進む。ステップ305
で、保存最大値を、観測した最大値に変更し、経過時間
を０に初期化する。ステップ306で、動特性の更新を終
了する。

【００７７】経過時間は、位置が測定できた回数を示し
ており、衛星信号が途切れて測位ができない場合や、受
信機の動作が停止している場合は、最後の測定で計数し
た経過時間の値を保持する。管理保存している受信機の
動特性を使って、衛星信号が捕捉できる確率が高い走査
範囲をさらに限定する。つまり、限定した符号タイミン
グと搬送波周波数の走査範囲を、更に限定する。

【００７８】信号処理部116の走査範囲を、衛星信号の
疑似雑音符号タイミングと搬送波周波数が走査の範囲外
にならないような、最大のずれを想定した走査範囲とす
る。高い確率で衛星信号が捕捉できる疑似雑音符号タイ
ミングと搬送波周波数の走査範囲を、受信機の動特性を
使って更に限定する。これを、信号走査部118が衛星信
号を走査する範囲とする。

【００７９】受信機の動特性を測定して保持するので、
受信機が使用されている状況に合わせて、捕捉する確率
を損なわずに走査範囲をより狭くできる。動きの少ない
用途であれば、限定した範囲を走査して、弱い衛星信号
を短い時間で捕らえることができる。強い信号であれ
ば、衛星の疑似雑音符号タイミングや搬送波周波数が、
捕捉確率が高いと予想した範囲外にずれた場合でも、素
早く信号を捉えることができる。

【００８０】測定した水平速度、垂直速度、水平加速
度、垂直加速度が、保持している最大値を超えた時、直
ちに保持している最大値と入れ替える。したがって、速
い速度で移動している受信機でも、保持している動特性
の最大値が短時間で適正値に修正される。

【００８１】受信機が備える基準発振器の周波数変化特
性についても、同様の処理で、符号タイミングと搬送波
周波数の走査範囲を限定できる。衛星信号によって、位
置または速度を測定する際に、受信機が備える基準発振
器の周波数と時間変化率を求める。受信機の温度変化を
生む要因の一つである通電後の経過時間も求める。これ
らのデータを保持し、測定値と比較して周波数変化特性
を更新する。受信機の動特性の場合と同様に、これらの
データに基づいて、衛星信号が捕捉できる確率が高い範
囲を、更に限定する。受信機の動作環境に合った狭い走
査範囲を、周波数変化特性に基づいて設定できるので、
弱い衛星信号をより短い時間で捕らえることができる。

【００８２】上記のように、本発明の第４の実施の形態
では、航法衛星信号受信機を、受信機の動作を止めた場
合も、ランダムアクセスメモリに、走査範囲を保持して
おく構成としたので、動特性に基づいて、走査範囲をさ
らに限定することができる。

【００８３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明では、衛星信号走査追尾用の走査追尾チャ
ンネルと、衛星信号走査用の走査専用チャンネルと、衛
星信号の搬送波周波数と疑似雑音符号の位相の最大走査
範囲を予測する演算手段と、走査追尾チャンネルと走査
専用チャンネルを同時並行動作させる手段とを具備する
航法衛星信号受信機の走査追尾チャンネルに、直接波受
信信号と衛星固有の疑似雑音符号との相関を評価するた
めに短い時定数で積分する手段を備え、走査専用チャン
ネルに、弱い受信信号と衛星固有の疑似雑音符号との相
関を評価するために長い時定数で積分する手段を備えた
ので、衛星の疑似雑音符号タイミングや搬送波周波数が
大きくずれる特別な場合にも、素早く信号を捉えること
ができ、弱い信号であっても、時間が経過すれば捉える
ことができるとともに、弱い信号を走査するためのチャ
ンネルが別になっているので、回路形式や演算処理を独
立に設定でき、目的に応じた高感度の走査機能が実現で
きるという効果が得られる。

【００８４】また、請求項２記載の発明では、演算手段
に、衛星信号の搬送波周波数と疑似雑音符号の最大走査
範囲中の衛星信号を捕捉できる確率が高い部分である高
確率範囲を求める手段を設け、走査専用チャンネルに、
高確率範囲のみを走査する手段を設けたので、微弱な信
号を短い時間で捉えることができるという効果が得られ
る。

【００８５】また、請求項３記載の発明では、衛星信号
走査追尾用の走査追尾チャンネルと、衛星信号走査用の
走査専用チャンネルと、衛星信号の搬送波周波数と疑似
雑音符号の位相の最大走査範囲を予測する演算手段と、
走査追尾チャンネルと走査専用チャンネルを同時並行動
作させる手段とを具備する航法衛星信号受信機の走査追
尾チャンネルと走査専用チャンネルに、受信信号を１チ
ップより短い積分期間だけ時間積分して積分信号を出力
する積分手段と、位相が異なる複数の疑似雑音符号を１
チップより短い混合期間に順次出力する疑似雑音発生手
段と、積分信号と疑似雑音符号を混合して混合信号を出
力する混合手段と、受信信号と疑似雑音符号との相関を
評価するために混合信号を積分する手段とを備えたの
で、各チャンネルで処理が共通になり、少ない回路と演
算処理で多くの疑似雑音符号タイミングについて並列で
走査できるとともに、積分手段に集積度の高いランダム
アクセスメモリが利用できるという効果が得られる。

【００８６】また、請求項４記載の発明では、積分手段
に、走査対象衛星の予測疑似雑音符号のタイミングに合
わせて基本処理タイミングを選択的に割り当てて予測疑
似雑音符号の１チップ期間よりも短い積分期間で受信信
号を時間積分して積分信号を出力する手段を備え、疑似
雑音発生手段に、積分期間より短くて複数のチャンネル
で共通の複数回の基本処理タイミングからなる混合期間
において基本処理タイミングの周期に合わせて異なった
位相の疑似雑音符号を順次出力する手段と、積分信号が
混合期間に間に合わない場合には対応する疑似雑音符号
の発生タイミングを混合期間の１周期分だけ遅らせる手
段とを備えたので、共通の回路を使用することで、航法
衛星信号受信機を小型化できるという効果が得られる。

【００８７】また、請求項５記載の発明では、衛星固有
の疑似雑音符号が通過できる最小の帯域を有する狭帯域
フィルタ手段と、狭帯域フィルタ手段よりも広い通過帯
域を有する広帯域フィルタ手段と、各フィルタ手段が出
力する信号を選択的に入力して疑似雑音符号との相関を
求める複数のチャンネルと、強い衛星信号を追尾する場
合に広帯域フィルタ手段の出力をチャンネルに入力する
とともに弱い衛星信号を追尾する場合と衛星信号を走査
する場合に狭帯域フィルタ手段の出力をチャンネルに入
力する手段とを備えたので、少ない回路の追加で、高い
精度と高い感度が両立できるという効果が得られる。

【００８８】また、請求項６記載の発明では、衛星信号
に基づいて受信機の速度と加速度を含む動特性を測定し
て動特性情報を出力する手段と、動特性情報を保持する
保持手段と、動特性情報に基づいて高確率範囲をさらに
限定する手段とを備えたので、少ない回路の追加や少な
い演算負荷の増加によって、動きの少ない用途であれ
ば、弱い信号を短い時間で捉えることができるという効
果が得られる。

【００８９】また、請求項７記載の発明では、保持して
いる動特性情報を受信機の外部からの命令により標準の
動特性情報に初期化する手段を備えたので、必要な場合
には航法衛星信号受信機を初期化できるという効果が得
られる。

【００９０】また、請求項８記載の発明では、保持して
いる動特性情報を時間と共に標準の動特性情報に漸近さ
せる手段と、保持している動特性情報と測定した動特性
情報とを比較して大きい方の特性値を保持手段に格納す
る手段とを備えたので、動特性が変動する場合でも、動
特性の最適な値に基づいて走査範囲を限定できるという
効果が得られる。

【００９１】また、請求項９記載の発明では、受信機が
備える基準発振器の発振周波数と時間変化率を測定する
手段と、通電後の経過時間を求める手段と、基準発振器
の周波数変化特性情報を保持する手段と、周波数変化特
性情報に基づいて高確率範囲をさらに限定する手段とを
備えたので、周波数変化特性に見合った狭い走査範囲を
設定できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における航法衛星信
号受信機の機能ブロック図、

【図２】本発明の第１の実施の形態における航法衛星信
号受信機の信号走査部の機能ブロック図、

【図３】本発明の第１の実施の形態における航法衛星信
号受信機のフィルタが出力する信号のタイミング図、

【図４】本発明の第４の実施の形態における航法衛星信
号受信機の機能ブロック図、

【図５】本発明の第４の実施の形態における航法衛星信
号受信機の動特性を更新する処理の流れ図、

【図６】従来の航法衛星信号受信機の機能ブロック図で
ある。

【符号の説明】

102 アンテナ 103,107,113 フィルタ 120,207,213 フィルタ 104 増幅器 105,111,123,128 発振器 106,112,122,212 混合器 109,209 比較器 110,210 ラッチ 114 基準発振器 115,130 逓倍器 116 信号処理部 117 制御部 118 信号走査部 121 疑似雑音発生器 124,129 周波数変換器 125,131,134 ランダムアクセスメモリ 126,132 加算器 127 スイッチ 133 比較器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星信号走査追尾用の走査追尾チャンネ
ルと、衛星信号走査用の走査専用チャンネルと、衛星信
号の搬送波周波数と疑似雑音符号の位相の最大走査範囲
を予測する演算手段と、前記走査追尾チャンネルと前記
走査専用チャンネルを同時並行動作させる手段とを具備
する航法衛星信号受信機において、前記走査追尾チャン
ネルは、短い時定数で積分する手段を備え、前記走査専
用チャンネルは、長い時定数で積分する手段を備えたこ
とを特徴とする航法衛星信号受信機。
【請求項２】前記演算手段に、衛星信号の搬送波周波
数と疑似雑音符号の最大走査範囲中の衛星信号を捕捉で
きる確率が高い部分である高確率範囲を求める手段を設
け、前記走査専用チャンネルに、前記高確率範囲のみを
走査する手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載
の航法衛星信号受信機。
【請求項３】衛星信号走査追尾用の走査追尾チャンネ
ルと、衛星信号走査用の走査専用チャンネルと、衛星信
号の搬送波周波数と疑似雑音符号の位相の最大走査範囲
を予測する演算手段と、前記走査追尾チャンネルと前記
走査専用チャンネルを同時並行動作させる手段とを具備
する航法衛星信号受信機において、前記走査追尾チャン
ネルと前記走査専用チャンネルは、受信信号を１チップ
より短い積分期間だけ時間積分して積分信号を出力する
積分手段と、位相が異なる複数の疑似雑音符号を１チッ
プより短い混合期間に順次出力する疑似雑音発生手段
と、前記積分信号と前記疑似雑音符号を混合して混合信
号を出力する混合手段と、前記受信信号と前記疑似雑音
符号との相関を評価するために前記混合信号を積分する
手段とを備えたことを特徴とする航法衛星信号受信機。
【請求項４】前記積分手段は、走査対象衛星の予測疑
似雑音符号のタイミングに合わせて基本処理タイミング
を選択的に割り当てて前記予測疑似雑音符号の１チップ
期間よりも短い積分期間で受信信号を時間積分して積分
信号を出力する手段を備え、前記疑似雑音発生手段は、
前記積分期間より短くて複数のチャンネルで共通の複数
回の基本処理タイミングからなる混合期間において前記
基本処理タイミングの周期に合わせて異なった位相の疑
似雑音符号を順次出力する手段と、前記積分信号が前記
混合期間に間に合わない場合には対応する疑似雑音符号
の発生タイミングを前記混合期間の１周期分だけ遅らせ
る手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の航
法衛星信号受信機。
【請求項５】衛星固有の疑似雑音符号が通過できる最
小の帯域を有する狭帯域フィルタ手段と、前記狭帯域フ
ィルタ手段よりも広い通過帯域を有する広帯域フィルタ
手段と、前記各フィルタ手段が出力する信号を選択的に
入力して前記疑似雑音符号との相関を求める複数のチャ
ンネルと、強い衛星信号を追尾する場合に前記広帯域フ
ィルタ手段の出力を前記チャンネルに入力するとともに
弱い衛星信号を追尾する場合と衛星信号を走査する場合
に前記狭帯域フィルタ手段の出力を前記チャンネルに入
力する手段とを備えたことを特徴とする航法衛星信号受
信機。
【請求項６】前記衛星信号に基づいて受信機の速度と
加速度を含む動特性を測定して動特性情報を出力する手
段と、前記動特性情報を保持する保持手段と、前記動特
性情報に基づいて前記高確率範囲をさらに限定する手段
とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の航法衛星
信号受信機。
【請求項７】保持している動特性情報を受信機の外部
からの命令により標準の動特性情報に初期化する手段を
備えたことを特徴とする請求項６に記載の航法衛星信号
受信機。
【請求項８】保持している動特性情報を時間と共に標
準の動特性情報に漸近させる手段と、保持している動特
性情報と測定した動特性情報とを比較して大きい方の特
性値を前記保持手段に格納する手段とを備えたことを特
徴とする請求項６に記載の航法衛星信号受信機。
【請求項９】受信機が備える基準発振器の発振周波数
と時間変化率を測定する手段と、通電後の経過時間を求
める手段と、前記基準発振器の周波数変化特性情報を保
持する手段と、前記周波数変化特性情報に基づいて前記
高確率範囲をさらに限定する手段とを備えたことを特徴
とする請求項６〜８のいずれかに記載の航法衛星信号受
信機。