JP2003084055A - 送信源捕捉方法及び受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弱信号相関値と偽信号相互相関値とを識別で
きるようにする。 【解決手段】 検出した相関値が偽信号相互相関によっ
ても得られる低水準の相関値に該当するか否かを判定す
る（２０２，２０３）。該当すると判定した場合は、捕
捉しようとしている衛星に対応するスペクトラム逆拡散
符号以外のスペクトラム逆拡散符号を用いて、かつ各コ
ード位相にて、相関値を検出し、それらの中の最大値を
求める（２０４）。スペクトラム逆拡散コード毎に相関
値の最大値を求めその平均を求めて、続く処理に使用し
てもよい。求めた最大値が十分高水準であり従って受信
信号が他の衛星からの信号であると見なせる場合には
（２０５）、偽信号相互相関であるから捕捉動作を継続
する（２０１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信信号に対する
相関値を複数通りのコード位相にて検出する相関検出動
作と、複数通りのコード位相における相関値から相関値
がピークとなるコード位相を相関ピーク位相として検出
する相関ピーク検出動作とを、複数の送信源のうち捕捉
すべき送信源に対応するスペクトラム逆拡散符号につい
て実行する送信源捕捉方法及び受信機に関する。本発明
を適用できる受信機の一例としては、地球周回軌道上に
ある測位衛星を送信源とし、いずれかの測位衛星を見通
せる空間に存する受信機を測位対象とする測位システム
にて用いられる測位システム用受信機、例えばＧＰＳ衛
星からの信号を受信し当該受信機の位置、速度等の測定
を行うＧＰＳ（Global Positioning System）受信機が
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＧＰＳでは、地球周回軌道上にあるＧＰ
Ｓ衛星から受信した衛星信号に基づく測位演算等によ
り、ＧＰＳ受信機が自分の位置、速度等を検出する。Ｇ
ＰＳ受信機にて測位演算を行うには、原理上必要とされ
る個数以上のＧＰＳ衛星を選択し、それらのＧＰＳ衛星
からの衛星信号を捕捉し、捕捉した衛星信号からデータ
を復調する必要がある。ＧＰＳ衛星から送信される衛星
信号は、その送信時刻、詳細軌道情報、軌道暦情報等を
示す５０ｂｐｓのデータにより変調され、更に衛星毎に
定められたスペクトラム拡散符号によりスペクトラム拡
散された信号であるため、ＧＰＳ受信機では、受信した
衛星信号を、選択したＧＰＳ衛星に対応するスペクトラ
ム逆拡散符号によりスペクトラム逆拡散し、その結果得
られた信号からデータを復調する。ＧＰＳ受信機では、
選択した各ＧＰＳ衛星に係る復調データや、スペクトラ
ム逆拡散を通じ位相制御情報として得られるコード位相
に基づき、測位演算を実行する。なお、ＧＰＳにて使用
されるスペクトラム（逆）拡散符号にはＣ／Ａ（Coarse
Acquisition）コードとＰ（Precision）コードの２種
類があり、両者の間には１エポック当たりチップ数、符
号速度、エポック長等に関する設計上の相違があるが、
いずれも、所定個数のチップから構成される擬似雑音符
号であって各チップ毎に１，０の２値をとる。例えば、
Ｃ／Ａコードは、１エポック当たりチップ数＝１０２
３、符号速度＝１．０２３ＭＨｚ、従って繰り返し周期
（エポック長）＝１ｍｓｅｃのｇｏｌｄ符号である。

【０００３】ＧＰＳ受信機におけるスペクトラム逆拡散
は、スペクトラム逆拡散符号と衛星信号との相関値の検
出、検出した相関値と所定のスレッショルドとの比較、
並びにこの比較の結果に基づくスペクトラム逆拡散符号
の位相制御即ちコード位相制御を、伴っている。まず、
スペクトラム逆拡散符号と衛星信号との相関値は、衛星
信号に係る擬似雑音符号の値とスペクトラム逆拡散符号
の値との一致／不一致の度合を示す情報であり、衛星信
号に係る擬似雑音符号の値とスペクトラム逆拡散符号の
値とがエポック全体に亘り一致している状態、即ち衛星
信号に対してスペクトラム逆拡散符号のチップ位置即ち
コード位相が同期している状態では、他の状態に比べて
顕著に大きくなる。そのため、ＧＰＳ受信機では、検出
した相関値をそのスレッショルドと比較し、前者が後者
を上回った場合は“コード位相が同期した”と判定す
る。なお、このスレッショルドは、予め、コード位相同
期状態を他の状態から区別して検出できるよう定めてお
く。ＧＰＳ受信機では、コード位相同期状態になるまで
即ち衛星信号を捕捉するまで、かつ１エポック全体を調
べ終えるのを限度として、スペクトラム逆拡散符号のコ
ード位相を例えば１チップずつずらしつつ、上掲の相関
値検出及びスレッショルド比較を実行する。１エポック
に亘りコード位相をずらして調べたが“同期”との判定
が得られない場合は、衛星信号のキャリアに対して周波
数同期していない可能性があるため局部発振周波数をわ
ずかにずらして再試行する。コード位相同期状態になる
と、衛星信号がスペクトラム逆拡散されデータを復調す
ることが可能になると同時に、そのときのコード位相即
ち相関値がピークになるコード位相を、擬似距離導出に
利用可能になる。一旦衛星信号を捕捉した後は、衛星信
号に係る擬似雑音符号の位相変化に追従するようコード
位相を変化させることにより、その衛星（信号）を追尾
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、受信信
号（ＧＰＳの場合衛星信号）に対するスペクトラム逆拡
散符号のコード位相同期を常に正しく確立するには、相
関値をスレッショルドと単純に比較するという手法で
は、十分でない。それは、（１）スペクトラム逆拡散符
号に対応した送信源（ＧＰＳの場合衛星）とは異なる送
信源からの受信信号に対して発生する弱い相関値即ち偽
信号相互相関値、（２）相関値がピークとなるコード位
相以外の位相において発生する弱い相関値即ち偽位置自
己相関値、（３）送信源との対応関係及びコード位相は
正しいが相関器入力レベルが低い受信信号による弱い相
関値即ち弱信号時相関値等を、単純なスレッショルド比
較では識別できないためである。

【０００５】まず、ＧＰＳにおけるＣ／Ａコードを例と
して考えると、衛星信号波形に歪が全くなく、受信した
衛星信号の相関器への入力レベルが例えば−１１０ｄＢ
ｍ程度と割合高い準理想的な状況下で、その衛星信号の
送信元に対応したスペクトラム逆拡散符号が用いられか
つその衛星信号に対しそのスペクトラム逆拡散符号が正
確にコード位相同期しているとき、１エポック当たり一
致チップ数は、１０２３個となる。一致チップ数と不一
致チップ数の差の絶対値を相関値と称することとする
と、この場合の相関値即ち強信号時相関値は１０２３で
あるといえる。しかし、実際の衛星信号波形は歪んでい
るため、強信号時相関値はこの理想値より低く、例えば
１０２３×４０．０％＝４０９．２程度となる。

【０００６】次に、衛星信号受信レベルが更に２３．７
ｄＢ低く−１３３．７ｄＢｍであれば、２３．７ｄＢ＝
−２０×ｌｏｇ（２．６／４０．０）の式から読みとれ
るように、相関値即ち弱信号時相関値は１０２３×２．
６％＝２６．２となる。

【０００７】他方、衛星信号受信レベルが十分高けれ
ば、偽信号相互相関値が、上掲の弱信号時相関値と同程
度となる場合がある。即ち、ＧＰＳでは、異なるＧＰＳ
衛星に係るＣ／Ａコード同士の相関値が３３まで大きく
なることがあり得るため、上に掲げた強信号時と同程度
の信号強度及び歪であれば、偽信号相互相関値は最大で
３３×４０．０％＝２６．０となり得る。この偽信号相
互相関値は、強信号時より２３．７ｄＢ低いレベルの衛
星信号による弱信号時相関値即ち上掲の２６．２と、ほ
ぼ等しい値である。

【０００８】このように弱信号時相関値と偽信号相互相
関値は近い値をとりうるし、電波環境次第では後者の方
が大きいこともあり得る。そのため、確実に弱信号時相
関値を“同期”と判定し偽信号相互相関値を“非同期”
と判定できるようにスレッショルドを定めるのは難し
い。結果として、従来は、弱信号時相関値から“コード
位相＝非同期”と判定してしまうおそれや、偽信号相互
相関値から“コード位相＝同期”と判定してしまうおそ
れを、受信機設計上内包していた。同様の問題は、弱信
号時相関値と偽位置自己相関値との間でも生じる。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、送信源毎に異なる
スペクトラム拡散符号によりスペクトラム拡散した信号
が送信され受信機ではいずれか所定個数の送信源を選択
しそれぞれに対応するスペクトラム逆拡散符号により受
信信号をスペクトラム逆拡散する無線システムにおい
て、受信機における相関検出値に現れる弱信号時相関値
と偽信号相互相関値（及び偽位置自己相関値）とを、よ
り確実に識別できるようにすることを、その目的の一つ
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、（１）受信信号に対する相関値を
複数通りのコード位相にて検出する相関検出動作と、複
数通りのコード位相における相関値から相関値がピーク
となるコード位相を相関ピーク位相として検出する相関
ピーク検出動作とを、複数の送信源（例えば衛星）のう
ち捕捉すべき送信源に対応するスペクトラム逆拡散符号
について実行する送信源捕捉方法において、（２）相関
ピーク位相における相関値が、捕捉すべき送信源にて使
用されていないスペクトラム拡散符号によりスペクトラ
ム拡散されている受信信号との相関たる偽信号相互相関
によっては得られないほど高水準である強信号相関値
か、それとも偽信号相互相関によっても得られるほど低
水準である判別困難相関値かを判別する強信号検出ステ
ップと、（３）強信号検出ステップにて判別困難相関値
と判別された場合に、他のいずれのスペクトラム逆拡散
符号を用いても強信号相関値は得られないのか、それと
も他のいずれかのスペクトラム逆拡散符号を用いれば強
信号相関値が得られるのかを調べる他符号測定ステップ
と、（４）強信号検出ステップにて強信号相関値と判別
された場合及び他符号測定ステップにて得られないと判
別された場合に、上記受信信号の送信源を捕捉したもの
と見なして、当該相関ピーク位相を初期値とした送信源
追尾動作を開始させる追尾動作移行ステップと、（５）
他符号測定ステップにて得られると判別された場合に、
上記受信信号の送信源を捕捉してはおらず偽信号相互相
関が発生したに過ぎないと見なして、引き続き相関検出
動作及び相関ピーク検出動作を実行し又はそれらを一時
休止若しくは中止する追尾動作移行阻止ステップとを有
し、（６）偽信号相互相関により生じた相関ピーク位相
を初期値とした送信源追尾動作の実行を、回避すること
を特徴とする。

【００１１】このように、偽信号相互相関によっても得
られるほど低水準の相関ピークを検出した場合に、他の
スペクトラム逆拡散コードを用いれば強信号相互相関値
が得られるのか、裏返せば上記低水準の相関ピークが偽
信号相互相関によるものであるのかを調べるようにした
ため、弱信号時相関値と偽信号相互相関値とをより確実
に識別でき、コード位相同期の誤確立等の障害は発生し
にくくなる。

【００１２】また、他符号測定ステップにおいては、例
えば、（１）捕捉すべき送信源と同じ無線システムに属
する他の送信源により使用されるスペクトラム拡散符号
に対応する他の複数通りのスペクトラム逆拡散コードを
用い、かつ全てのコード位相にて、受信信号に対する相
関値を検出する測定ステップと、（２）他の複数通りの
スペクトラム逆拡散符号を用いたとき得られる相関値を
代表する代表相関値を、測定ステップにおける測定の結
果に基づき導出する代表相関値導出ステップと、（３）
上記代表相関値に基づき、他のいずれのスペクトラム逆
拡散符号を用いても強信号相関値は得られないのか、そ
れとも他のいずれかのスペクトラム逆拡散符号を用いれ
ば強信号相関値が得られるのかを調べる判別ステップと
を、実行する。これらのステップの実行に際しては、従
来から用いられている相関器やソフトウエア部品等を利
用できるため、本発明を実施するために回路規模が肥大
し又は開発コストが顕著にかさむことはない。

【００１３】更に、上記代表相関値としては、測定ステ
ップにて検出された複数通りの相関値の中から検出した
最大値や、測定ステップにて検出された複数通りの相関
値に基づきスペクトラム逆拡散符号毎に求めた相関値の
平均値を、用いることができる。前者を用いた方が偽信
号相互相関値を正しく検出できる可能性が高いが、後者
を用いれば受信信号に対する局部発振信号の周波数ずれ
の影響を受けにくい等、互いに一長一短がある。

【００１４】更に、判別ステップでは、例えば、偽信号
相互相関によっては得られない高水準を示す強信号最小
スレッショルドと、上記代表相関値との比較により、他
のいずれかのスペクトラム逆拡散符号を用いても強信号
相関値は得られないのか、それとも他のいずれかのスペ
クトラム逆拡散符号を用いれば強信号相関値が得られる
のかを調べる。また、強信号検出ステップでは、例え
ば、（１）受信信号のレベルが低いために生じることが
ありかつ偽信号相関によっても生じることがある低水準
を示す弱信号最小スレッショルドと、相関ピーク位相に
おける相関値とを比較する第１比較ステップと、（２）
偽信号相互相関によっては得られない高水準を示す弱信
号最大スレッショルドと、相関ピーク位相における相関
値とを比較する第２比較ステップとを実行し、（３）相
関ピーク位相における相関値について、弱信号最小スレ
ッショルドより低い水準を有することが判明した場合は
引き続き相関検出動作及び相関ピーク検出動作を実行し
又はそれらを一時休止若しくは中止させ、弱信号最小ス
レッショルドより高いが弱信号最大スレッショルドより
低い水準を有することが判明した場合は判別困難相関値
と判別し、弱信号最大スレッショルドより高い水準を有
することが判明した場合は強信号相関値と判別する。こ
のように、本発明における各種判別は各種スレッショル
ドの適当な設定の下に好適かつ簡便に実現できる。

【００１５】そして、本発明は、受信機に係る発明とし
て表現できる。即ち、本発明は、（１）送信源にて使用
され得るスペクトラム拡散符号に対応した複数通りのス
ペクトラム逆拡散符号のうち捕捉すべき送信源に対応す
るものを選び、選んだスペクトラム逆拡散符号を用いて
受信信号をスペクトラム逆拡散する受信機であって、
（２）本発明に係る送信源捕捉方法を実行する手段と、
（３）その結果上記受信信号の送信源を捕捉したものと
判別された場合に、以後、上記相関ピーク位相を初期値
としてスペクトラム逆拡散符号のコード位相制御を実行
することによって、上記送信源からの受信信号をスペク
トラム逆拡散すると同時に当該送信源を追尾する手段
と、（４）捕捉及び追尾されている送信源からの受信信
号をスペクトラム逆拡散して得られる信号から、送信源
により提供されるデータを復調再生する手段と、を備え
ることを特徴とする。本発明に係る受信機は、更に、地
球周回軌道上にある測位衛星を上記送信源とし、いずれ
かの測位衛星を見通せる空間に存する受信機を測位対象
とする測位システムにて、用いられる測位システム用受
信機であって、上記相関ピーク位相と上記データとを利
用してその現在位置を導出する手段を備えることを特徴
とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。

【００１７】（１）全体機能及び動作 図１に、本発明の一実施形態に係るＧＰＳ受信機の概略
機能構成を示す。この図に示す受信機では、衛星信号
は、アンテナ１０１により受信され、周波数変換部１０
２にてダウンコンバートされ、Ａ／Ｄ変換部１０３によ
りサンプリングされ、相関器１０４に入力される。相関
器１０４及び信号発生器１０５は、測位演算に必要な衛
星の個数、捕捉・追尾すべき衛星信号に係るスペクトラ
ム拡散符号の１エポック当たりチップ数、更には許容さ
れる装置規模・コスト等に応じて、またＩ，Ｑ各相に対
応して、複数個設け、パラレルに又はシーケンシャルに
動作させる。受信制御部１０６は、位置・速度演算部１
１２からの情報に応じかつ相関器１０４の出力に基づ
き、信号発生器１０５の動作、特に発生させる局部発振
信号の周波数、発生させるスペクトラム逆拡散コード
（擬似雑音符号）の種類、発生させる各スペクトラム逆
拡散コードのコード位相等を制御する。

【００１８】相関器１０４、受信制御部１０６及び信号
発生器（図中の「擬似雑音符号及び局部発振信号発生
器」）１０５は、キャリア周波数及びコード位相双方に
関し、衛星信号に対する同期ループを構成している。

【００１９】まず、受信制御部１０６は、位置・速度演
算部１１２が選択した組合せに属する衛星それぞれに対
応するスペクトラム逆拡散符号を、信号発生器１０５に
より発生させ、そのコード位相を、相関器１０４の出力
たる相関値がピークとなるよう制御する（「捕捉」）。
この制御によって衛星信号に対するスペクトラム逆拡散
符号のコード位相同期が確立され、従ってその衛星信号
がスペクトラム逆拡散された状態では、データ復調部１
１０にてその衛星信号からデータを復調することができ
る。復調されたデータ例えば送信元衛星の詳細軌道情報
や送信時刻に関するデータは、位置・速度演算部１１２
に供給される。受信制御部１０６は、この状態即ちコー
ド位相同期状態が維持されるよう、逐次得られる相関値
に基づき信号発生器１０５におけるコード位相を制御す
る（「追尾」）。

【００２０】また、相関器１０４の入力段以前にある図
示しない部材（又は周波数変換部１０２）において、信
号発生器１０５から供給される局部発振信号により、衛
星信号がより低い周波数に変換される。コード位相同期
を確立する対象となる衛星信号は、この周波数変換後の
衛星信号である。ここに、信号発生器１０５における局
部発振周波数がずれていると、一旦コード位相同期を確
立しても時間経過に伴いその同期は容易にはずれるた
め、上述のコード位相同期ループとしての動作だけで
は、衛星信号を追尾することはできない。受信制御部１
０６は、スペクトラム逆拡散符号の１エポックに亘りコ
ード位相をずらして調べたがコード位相同期を確立でき
ない場合等に、信号発生器１０５における局部発振周波
数をわずかに調整する等、相関値に基づく局部発振周波
数制御を行って、局部発振周波数を衛星信号のキャリア
周波数に対して同期させる（キャリア周波数同期ルー
プ）。

【００２１】衛星信号に対するキャリア周波数同期及び
コード位相同期が共に確立されている状態、即ち相関器
１０４を介してスペクトラム逆拡散された衛星信号が得
られる状態では、受信制御部１０６は、相関器１０４に
てスペクトラム逆拡散された衛星信号をデータ復調部１
１０に供給し詳細軌道情報等のデータを復調させる一方
で、同期制御を通じて得られる情報のうち信号発生器１
０５におけるコード位相を擬似距離測定部１０９及び擬
似速度測定部１０８に与え、信号発生器１０５における
局部発振信号周波数をドップラー周波数測定部１１１に
与える。擬似距離測定部１０９は、コード位相に基づき
衛星信号の送信元に対する擬似距離、即ちコード擬似距
離を求める。擬似速度測定部１０８は、コード位相の時
間変化を検出して衛星信号の送信元に対する受信機の移
動速度、即ち擬似速度を求める。ドップラー周波数測定
部１１１は、局部発振周波数の変化から、衛星信号キャ
リア周波数のドップラー変移、ひいては送信元に対する
受信機の移動速度即ちドップラー速度を求める。

【００２２】位置・速度演算部１１２は、データ復調部
１１０により復調されたデータに加え、擬似距離測定部
１０９により求められたコード擬似距離等を用いて、受
信機の位置を演算する。また、位置・速度演算部１１２
は、擬似速度測定部１０８により求められた擬似速度
や、ドップラー周波数測定部１１１における測定結果に
基づき、地球表面又は中心に対する受信機の移動速度を
演算する。位置・速度演算部１１２は、図示しない表示
装置、音声出力装置、通信回線等を介して、演算結果等
を使用者に知らせる。位置・速度演算部１１２は、更
に、データ復調部１１０によって復調された情報、過去
に取得・演算し蓄積しておいた情報等に基づき、測位に
使用する衛星の組合せを選択して、選択したＧＰＳ衛星
からの衛星信号を受信（捕捉・追尾）するよう受信制御
部１０６に指示する。

【００２３】（２）偽信号相互相関への対策 本実施形態においては、弱信号相関値と偽信号相互相関
値とを識別し、検出された相関ピーク（相関値のピー
ク）が偽信号相互相関値である場合には、その相関ピー
クに係るコード位相（相関ピーク位相）ではコード位相
同期を確立しないようにしている。ここでは、そのため
に受信制御部１０６により実行される手順を、２通り
（図２及び図３）示す。

【００２４】まず、図２に示す手順では、受信制御部１
０６は、捕捉すべき衛星に係るスペクトラム逆拡散符号
（図中の「ＰＮコード」）を用いて任意のコード位相に
て検出した相関値（図中の「所定のcodechipの相関
値」）を、相関器１０４から受け取る（２０１）。受信
制御部１０６は、この相関値が弱信号最小スレッショル
ド以上であるか否かを判別し（２０２）、弱信号最小ス
レッショルド以上であると判別した場合は更に弱信号最
大スレッショルド以下であるか否かを判別する（２０
３）。弱信号最小スレッショルドは、受信信号のレベル
が低いために生じることがあり、かつ、偽信号相関によ
っても生じることがある低水準相関を示すスレッショル
ドであり、弱信号最大スレッショルドは、偽信号相互相
関によっては得られない高水準相関を示すスレッショル
ドである。

【００２５】従って、ステップ２０３で弱信号最大スレ
ッショルド以上と判別された場合は、その相関値は、偽
信号相互相関によっては得られないほど高水準の相関
値、即ち強信号相関値たる相関ピークであると見なせる
ため、受信制御部１０６は、図示した手順を脱して、当
該相関ピークに係るコード位相でのコード位相同期確立
動作（図中の「受信処理」）に移行する。また、ステッ
プ２０２で弱信号最小スレッショルド以下と判別された
場合は、その相関値は、相関ピークを示していないと見
なせるため、図示の如くステップ２０１に戻り、引き続
き相関検出動作及び相関ピーク検出動作を実行する。或
いは、それらの動作を一時的に休止し又は中止する。

【００２６】ステップ２０２で弱信号最小スレッショル
ド以上と判別されステップ２０３で弱信号最大スレッシ
ョルド以下と判別された場合は、その相関値（相関ピー
ク）については、受信信号の相関器入力レベルが低いた
めに低水準であるのか、それとも、捕捉すべき衛星にて
使用されていないスペクトラム拡散符号によりスペクト
ラム拡散されている受信信号に対する相関値即ち偽信号
相互相関値であるために低水準であるのかを、単純には
判別できない判別困難相関値であると見なす。ステップ
２０２及び２０３の実行を通じて、偽信号相互相関によ
っても得られるほど低水準の相関値に属するこのような
判別困難相関値が発見されると、受信制御部１０６は、
他のいずれのスペクトラム逆拡散符号を用いても強信号
相関値は得られないのか、それとも他のいずれかのスペ
クトラム逆拡散符号を用いれば強信号相関値が得られる
のかを、実測、最大値演算及びスレッショルド判別によ
って調べる（２０４，２０５）。

【００２７】即ち、受信制御部１０６は、他のＧＰＳ衛
星に対応するものを含めた３２又は３７通りのスペクト
ラム逆拡散コードそれぞれについて、かつ１０２３通り
ある全てのコード位相にて、受信信号に対する相関値を
相関器１０４により検出し、それらの中から最大値即ち
最大相関値を求める（２０４）。その際局部発振周波数
は変えない。受信制御部１０６は、この最大相関値が、
偽信号相互相関によっては得られない高水準相関を示す
強信号最小スレッショルド以上である場合は、他のいず
れかのスペクトラム逆拡散符号を用いれば強信号相関値
が得られると判別する（２０５）。これは、言い換えれ
ば、裏返せばステップ２０１で得た低水準の相関ピーク
が偽信号相互相関によるものである、ということであ
る。そこで、受信制御部１０６は、ステップ２０１に戻
るか、或いは図示の手順の実行を一時休止又は中止す
る。逆に、ステップ２０５にて、最大相関値が強信号最
小スレッショルド未満であると判別された場合は、他の
いずれかのスペクトラム逆拡散符号を用いても強信号相
関値は得られない、裏返せばステップ２０１で得た低水
準の相関ピークが弱信号によるものである、ということ
であるから、受信制御部１０６は、当該相関ピークに係
るコード位相でのコード位相同期確立動作に移行する。

【００２８】このように、図２に示した手順によれば、
偽信号相互相関により生じた相関ピーク位相を初期値と
した送信源追尾動作の実行を、回避することができる。
従来から使用されているハードウエアを用いてまたソフ
トウエア等のわずかな変更にて実施できるため、経済性
も高い。

【００２９】図２の手順に対する図３の手順の相違点の
うち最も大きいものは、ステップ２０４にて全相関値の
最大値たる最大相関値を検出しているのに対し、図３中
のステップ３０４ではスペクトラム逆拡散コード毎に求
めた相関値を更にスペクトラム逆拡散コード間で平均し
たもの即ち平均相関値を、検出していることである。即
ち、図２の手順で判別対象となる最大相関値は、ステッ
プ２０１で検出した相関値が偽信号相互相関値である場
合は、概ね、捕捉すべき衛星以外の衛星に対応するスペ
クトラム逆拡散コードについての強信号相関値を示すも
のとなる。これに対し、ある衛星について強信号相関が
発生していれば、他の衛星について、５４３〜５４４チ
ップ程度の一致を示す比較的強い偽信号相互相関が約２
５％程度という比較的高い確率で発生する。そのため、
図３の手順で判別対象となる平均相関値は、ステップ２
０１で検出した相関値が偽信号相互相関値である場合
は、概ね、捕捉すべき衛星以外の衛星に対応するスペク
トラム逆拡散コードについての強信号相関値と、それ以
外のスペクトラム逆拡散コードについての偽信号相互相
関値等との平均値になる。これに伴い、図３における平
均相関値は一般に図２における最大相関値より小さくな
ることから、ステップ３０５における強信号最小スレッ
ショルドはステップ２０５における強信号最小スレッシ
ョルドより小さい値に設定する。なお、図３の手順中、
ステップ３０１，３０２，３０３は図２中のステップ２
０１，２０２，２０３と同じである。

【００３０】図３の手順における平均相関値も、図２の
手順における最大相関値と同様、他のスペクトラム逆拡
散コードについての強信号相関の有無を反映している。
そのため、図３に示す手順によっても、偽信号相互相関
により生じた相関ピーク位相を初期値とした送信源追尾
動作の実行を回避できる、経済性が良好である等の効果
が得られる。

【００３１】また、最大相関値の方が一般に平均相関値
より大きな値になり、従ってノイズとの分離が容易であ
るため、図２に示した手順の方が偽信号相互相関値を正
しく検出できる可能性が高い。反面、いずれかの衛星に
ついてキャリア周波数に対する局部発振周波数の周波数
ずれがあると、図２に示した手順ではその衛星に係る相
関ピーク自体を検出しにくい。平均化することによっ
て、他のある衛星における強信号相関の発生だけでなく
それ以外の衛星における偽信号相互相関の発生をも、強
信号最小スレッショルドとの比較対象に算入できるた
め、図３に示した手順では、当該周波数ずれの影響を抑
えることができるし、偽信号相互相関の原因となってい
る衛星をより正確に特定できる。

【００３２】（３）補遺 偽位置自己相関値と弱信号時相関値については、１エポ
ックに属する全てのチップ（Ｃ／Ａコードでは１０２３
個）について相関値を検出することによって、即ち、１
０２３通りのコード位相全てについて相関値を調べその
中で最大の相関値を示すコード位相であってその相関値
が十分大きいものを選ぶことによって、両者を識別する
ことができる。この処理は、相関値が弱信号最大スレッ
ショルド以下であり、かつ偽信号相互相関でもない場合
に行えば足りるため、図２又は図３に示す手順であれば
ステップ２０５又は３０５実行後受信処理移行前に行
う。

【００３３】本発明はＣ／Ａコードに限定されるもので
はなく、原理的にはＰコードにも適用できる。本発明
は、各種の補強又は修正が施されたＧＰＳ受信機、例え
ばＤＧＰＳ機能を有するＧＰＳ受信機等にも、適用でき
る。更に、ＧＰＳ受信機に限らず、複数種類のスペクト
ラム拡散コードを選択的に使用してスペクトラム拡散さ
れた信号を受信する受信機、特にその受信レベルが非常
に低くなることがある受信機一般に、本発明を適用でき
る。本発明は、１エポック当たりチップ数が多いもの、
偽信号相互相関値が比較的大きくなりやすいもの、送受
信機間が非同期のもの等に対して適用した場合に、その
効果が顕著になる。

【００３４】また、本願出願人は、特願２０００−３４
３０５６号において相関値判定のためのスレッショルド
を相関値判定の結果に追従して変化させる手法を、提案
している。この手法によっても弱信号による支障の一部
に対処できるが、迅速性・信頼性という面では本発明の
方が優れている。即ち、本発明では、受信機の位置等に
関する測位結果を使用することなしに偽信号相互相関値
と弱信号相関値とを識別できるため、使用する測位結果
が得られる以前の時点における偽信号相互相関値の影響
を、防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るＧＰＳ受信機の機
能構成を示すブロック図である。

【図２】 本実施形態における弱信号分離手順の一例を
示すフローチャートである。

【図３】 本実施形態における弱信号分離手順の一例を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１ アンテナ、１０４ 相関器、１０５ 擬似雑音
符号及び局部発振信号発生器、１０６ 受信制御部、１
０７ 相関値記憶部、１１１ ドップラー周波数測定
部、１１２ 位置・速度演算部。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号に対する相関値を複数通りのコ
   ード位相にて検出する相関検出動作と、複数通りのコー
   ド位相における相関値から相関値がピークとなるコード
   位相を相関ピーク位相として検出する相関ピーク検出動
   作とを、複数の送信源のうち捕捉すべき送信源に対応す
   るスペクトラム逆拡散符号について実行する送信源捕捉
   方法において、 相関ピーク位相における相関値が、捕捉すべき送信源に
   て使用されていないスペクトラム拡散符号によりスペク
   トラム拡散されている受信信号との相関たる偽信号相互
   相関によっては得られないほど高水準である強信号相関
   値か、それとも偽信号相互相関によっても得られるほど
   低水準である判別困難相関値かを判別する強信号検出ス
   テップと、 強信号検出ステップにて判別困難相関値と判別された場
   合に、他のいずれのスペクトラム逆拡散符号を用いても
   強信号相関値は得られないのか、それとも他のいずれか
   のスペクトラム逆拡散符号を用いれば強信号相関値が得
   られるのかを調べる他符号測定ステップと、 強信号検出ステップにて強信号相関値と判別された場合
   及び他符号測定ステップにて得られないと判別された場
   合に、上記受信信号の送信源を捕捉したものと見なし
   て、当該相関ピーク位相を初期値とした送信源追尾動作
   を開始させる追尾動作移行ステップと、 他符号測定ステップにて得られると判別された場合に、
   上記受信信号の送信源を捕捉してはおらず偽信号相互相
   関が発生したに過ぎないと見なして、引き続き相関検出
   動作及び相関ピーク検出動作を実行し又はそれらを一時
   休止若しくは中止する追尾動作移行阻止ステップとを有
   し、 偽信号相互相関により生じた相関ピーク位相を初期値と
   した送信源追尾動作の実行を、回避することを特徴とす
   る送信源捕捉方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の送信源捕捉方法におい
   て、 他符号測定ステップが、 捕捉すべき送信源と同じ無線システムに属する他の送信
   源により使用されるスペクトラム拡散符号に対応する他
   の複数通りのスペクトラム逆拡散コードを用い、かつ全
   てのコード位相にて、受信信号に対する相関値を検出す
   る測定ステップと、 他の複数通りのスペクトラム逆拡散符号を用いたとき得
   られる相関値を代表する代表相関値を、測定ステップに
   おける測定の結果に基づき導出する代表相関値導出ステ
   ップと、 上記代表相関値に基づき、他のいずれのスペクトラム逆
   拡散符号を用いても強信号相関値は得られないのか、そ
   れとも他のいずれかのスペクトラム逆拡散符号を用いれ
   ば強信号相関値が得られるのかを調べる判別ステップと
   を、 含むことを特徴とする送信源捕捉方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の送信源捕捉方法におい
   て、 代表相関値導出ステップが、測定ステップにて検出され
   た複数通りの相関値の中から、その最大値を上記代表相
   関値として検出するステップであることを特徴とする送
   信源捕捉方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の送信源捕捉方法におい
   て、 代表相関値導出ステップが、測定ステップにて検出され
   た複数通りの相関値に基づき、スペクトラム逆拡散符号
   毎の相関値の平均値を求め、求めた平均値を上記代表相
   関値として検出するステップであることを特徴とする送
   信源捕捉方法。
5. 【請求項５】 請求項３又は４記載の送信源捕捉方法に
   おいて、 判別ステップが、偽信号相互相関によっては得られない
   高水準を示す強信号最小スレッショルドと、上記代表相
   関値との比較により、他のいずれのスペクトラム逆拡散
   符号を用いても強信号相関値は得られないのか、それと
   も他のいずれかのスペクトラム逆拡散符号を用いれば強
   信号相関値が得られるのかを調べるステップであること
   を特徴とする送信源捕捉方法。
6. 【請求項６】 請求項３又は４記載の送信源捕捉方法に
   おいて、 強信号検出ステップが、 受信信号のレベルが低いために生じることがありかつ偽
   信号相関によっても生じることがある低水準を示す弱信
   号最小スレッショルドと、相関ピーク位相における相関
   値とを比較する第１比較ステップと、 偽信号相互相関によっては得られない高水準を示す弱信
   号最大スレッショルドと、相関ピーク位相における相関
   値とを比較する第２比較ステップとを含み、 相関ピーク位相における相関値について、弱信号最小ス
   レッショルドより低い水準を有することが判明した場合
   は引き続き相関検出動作及び相関ピーク検出動作を実行
   し又はそれらを一時休止若しくは中止させ、弱信号最小
   スレッショルドより高いが弱信号最大スレッショルドよ
   り低い水準を有することが判明した場合は判別困難相関
   値と判別し、弱信号最大スレッショルドより高い水準を
   有することが判明した場合は強信号相関値と判別するこ
   とを特徴とする送信源捕捉方法。
7. 【請求項７】 送信源にて使用され得るスペクトラム拡
   散符号に対応した複数通りのスペクトラム逆拡散符号の
   うち捕捉すべき送信源に対応するものを選び、選んだス
   ペクトラム逆拡散符号を用いて受信信号をスペクトラム
   逆拡散する受信機であって、 請求項１乃至６のいずれか記載の送信源捕捉方法を実行
   する手段と、 その結果上記受信信号の送信源を捕捉したものと判別さ
   れた場合に、以後、上記相関ピーク位相を初期値として
   スペクトラム逆拡散符号のコード位相制御を実行するこ
   とによって、上記送信源からの受信信号をスペクトラム
   逆拡散すると同時に当該送信源を追尾する手段と、 捕捉及び追尾されている送信源からの受信信号をスペク
   トラム逆拡散して得られる信号から、送信源により提供
   されるデータを復調再生する手段と、 を備えることを特徴とする受信機。
8. 【請求項８】 請求項７記載の受信機であって、地球周
   回軌道上にある測位衛星を上記送信源とし、いずれかの
   測位衛星を見通せる空間に存する受信機を測位対象とす
   る測位システムにて、用いられる測位システム用受信機
   において、 上記相関ピーク位相と上記データとを利用してその現在
   位置を導出する手段を備えることを特徴とする測位シス
   テム用受信機。