JP2006162501A - 測位信号受信装置および測位信号受信装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部環境に応じて適切なフィルタ特性を設定することにより短時間で高精度の測位を行うことができる測位信号受信装置および測位信号受信装置の制御方法を提供すること。
【解決手段】測位信号を受信して受信信号を取得する信号受信手段と、受信信号を変換してデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換手段と、デジタル信号に対して周波数分離を行うとともに特性が可変であるフィルタ手段と、フィルタ手段の特性を測位信号受信機の動作状態または測位信号受信機外部の環境条件に基づいて変更するフィルタ特性変更手段と、受信信号に含まれる拡散符号の同期を確立する符号同期確立手段と、を有することを特徴とするＧＰＳ受信機１０。
【選択図】図２

Description

本発明は、測位信号受信装置および測位信号受信装置の制御方法に関するものである。

従来より、人工衛星を利用して位置を測位する測位システムとしてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）装置が用いられている。
ＧＰＳ衛星から発信される測位信号は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調された高周波信号であり、受信機により受信された後、周波数変換、Ａ／Ｄ変換、フィルタによる周波数分離、ＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｎｏｉｓｅ）コードの同期等の工程により復調および復号が行われ航法メッセージが取得される。
周波数分離を行うフィルタの特性は、受信機としての性能、たとえばＰＮコードの同期に要する時間や測位精度に影響を与えるため、種々の提案がされている。
特許文献１では、ＰＮコードの同期が確立する前はフィルタの帯域を広くして同期時間の短縮を図り、同期の確立後は狭くして同期の安定性の向上を図る構成が開示されている。
特開平５−１５７８２６号公報（図９等）

近年では、ＧＰＳ受信機は、携帯電話機等の汎用的な小型端末にも、その一機能として搭載されるようになっていきている。そのため、従来の測量専用機に搭載される場合に比べ、屋内等の電波受信環境の悪い場所で測位を行う機会が増えてきている。また、ＧＰＳ受信機を組み込んだ端末の他の構成要素による悪影響、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を発生源とするノイズや携帯電話ユニットの発信する電波による干渉、にさらされることも多くなってきている。
しかし、従来の構成では、ＧＰＳ受信機の動作状態のみに基づいてフィルタの特性を変動させているため、上述のようなＧＰＳ受信機の外部の環境に応じて適切なフィルタ特性を設定することはできない。そのため、外部環境によっては測位に長時間を要したり測位精度が悪くなるという問題があった。

そこで、本発明は、外部環境に応じて適切なフィルタ特性を設定することにより短時間で高精度の測位を行うことができる測位信号受信装置および測位信号受信装置の制御方法を提供することを目的とする。

前記目的は、第１の発明によれば、位置情報衛星から発信される測位信号を受信する測位信号受信装置であって、前記測位信号を受信して受信信号を取得する信号受信手段と、前記受信信号を変換してデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換手段と、前記デジタル信号に対して周波数分離を行うとともに、位相特性と周波数特性を変更することが可能であるフィルタ手段と、前記フィルタ手段の特性を前記測位信号受信機の動作状態および前記測位信号受信機外部の環境条件に基づいて変更するフィルタ特性変更手段と、前記受信信号に含まれる拡散符号の同期を確立する符号同期確立手段と、を有することを特徴とする測位信号受信装置により達成される。

第１の発明の構成によれば、測位信号受信装置は信号受信手段を有していて位置情報衛星、たとえばＧＰＳ衛星、から発信される測位信号を受信して受信信号を取得することができる。受信信号は、一般に高周波のアナログ信号であり、送信信号のほかに多くの雑音も含まれている。また、受信信号は複数の位置情報衛星からの信号を同一の周波数の搬送波により送信するためにスペクトラム拡散通信方式、たとえばＣＤＭＡ方式を用いて変調された信号である。
受信信号は、Ａ／Ｄ変換手段により標本化および量子化が行われデジタル信号に変換される。
デジタル化された受信信号は、フィルタ手段により周波数分離が行われ、所望の測位信号以外の信号成分はできるだけ取り除かれる。フィルタ手段の特性の一つである周波数特性、すなわち、入力信号のなかのどの周波数帯の信号を通過させ、どの周波数帯の信号を除去して出力するかは、フィルタ特性変更手段により変更可能となっている。
フィルタ手段により不要な信号成分を取り除かれた受信信号は、拡散符号の同期を行い特定の位置情報衛星からの送信信号を分離するために符号同期確立手段に送られる。たとえばＣＤＭＡ方式が送信に用いられている場合には、符号同期確立手段では受信機内部で生成した拡散符号と受信信号を乗算し、相関を計算することにより符号の同期を確立する。

フィルタ手段の特性としてどのようなものが望ましいかは一概に言うことができない。それは、測位信号受信装置の動作状態、測位信号受信装置の外部の環境条件等によって望ましい特性は異なってくるからである。たとえば、受信環境が良好で受信信号の強度が強いことを想定してフィルタ手段の特性を設定していた場合、室内等の受信信号強度が十分に得られない環境においては、測位に長時間を要したり、極端な場合には航法データを十分に取得することができず測位を行えないことも考えられる。
しかし、本発明の測位信号受信装置のフィルタ手段は特性を変更可能なように構成されており、また、測位信号受信装置はフィルタ特性変更手段も有しているから、測位信号受信装置の動作状態または外部の環境に応じてフィルタ手段の特性を最適に設定することができる。
そのため、本発明の測位信号受信装置によれば、短時間で高精度の測位を行うことができる。

好ましくは、第２の発明によれば、第１の発明の構成において、前記フィルタ特性変更手段は、前記信号受信手段が前記受信信号を取得してから前記拡散符号の同期が確立し前記同期が安定して維持されるようになるまでの間は前記フィルタ手段から出力される信号の帯域が狭くなるように前記フィルタの特性を変更し、前記拡散符号の前記同期が確立し安定して同期が維持されるようになった後は前記フィルタ手段から出力される信号の帯域が広くなるように前記フィルタの特性を変更することを特徴とする。

第２の発明の構成によれば、フィルタ特性変更手段は、測位信号受信装置の動作状態、すなわち、拡散符号の同期が安定して維持されるようになったか否かを判断基準としてフィルタ手段の特性を変更する。具体的には、符号同期が安定する前はフィルタ手段の特性を狭帯域とし、符号同期が安定した後はフィルタ手段の特性を広帯域に変更する。
このため、符号同期が安定する前は、受信信号に含まれるノイズ成分を減少させることができ、その結果、測位信号受信装置の感度を向上させることができる。また、符号同期が安定した後は、受信信号の位相特性が広い周波数帯に渡って平坦となり、その結果、測位精度を向上させることができる。

好ましくは、第３の発明によれば、第１の発明の構成において、前記フィルタ特性変更手段は、前記受信信号の信号強度に基づいて前記測位信号受信装置の外部の環境条件を推定し、前記推定した環境条件に基づいて前記フィルタ手段の特性を変更することを特徴とする。

第３の発明の構成によれば、フィルタ特性変更手段は受信信号の信号強度に基づいて推定した環境条件に基づいてフィルタ手段の特性を変更する。
測位信号受信装置が置かれている環境、たとえば、現在位置が見通しのよい屋外であり測位信号を良好に受信できる環境なのか屋内であり測位信号を受信しにくい環境なのかを、測位信号受信装置が直接知ることは困難である。そのためには、たとえば、概略の測位結果と地図データベースを照合する手段等の追加的な構成が必要となる。
しかし、受信信号の強度が強い場合は屋外等の電波の届きやすい環境条件下にあり、受信信号強度が弱い場合には室内等の電波の届きにくい環境条件下にあるという大まかな推定は成り立つ。本発明の測位信号受信装置は、このことを利用してフィルタ手段の特性を変更するので、特別な構成を追加することなく環境条件に応じた適切なフィルタ特性を設定することができる。

好ましくは、第４の発明によれば、第３の発明の構成において、前記フィルタ特性変更手段は、前記受信信号の信号強度が弱い場合には前記フィルタ手段から出力される信号の帯域が狭くなるように前記フィルタの特性を変更し、前記受信信号の信号強度が強い場合には前記フィルタ手段から出力される信号の帯域が広くなるように前記フィルタの特性を変更することを特徴とする。

第４の発明の構成によれば、フィルタ特性変更手段は受信信号の信号強度が弱い場合にはフィルタ手段の特性を狭帯域とし、信号強度が強い場合にはフィルタ手段の特性を広帯域とする。
このため、受信信号の信号強度が弱い、すなわち外部環境が悪いと推定される場合には感度を向上させることができ、受信信号の信号強度が強い、すなわち外部環境がよいと推定される場合には測位精度を向上させることができる。

好ましくは、第５の発明によれば、第１の発明の構成において、前記フィルタ特性変更手段は、前記受信装置の外部からの妨害信号を除去するように前記フィルタ手段の特性を変更することを特徴とする。

第５の発明の構成によれば、フィルタ特性変更手段は、妨害信号を除去するようにフィルタ手段の特性を変更する。
測位信号受信装置の外部からの妨害信号の有無は環境条件の一要素である。妨害信号としては、たとえば、携帯電話通信等の測位以外の目的で送信される信号や測位信号受信装置とともに同一の筐体に組み込まれている他の機器から発生するノイズ等がある。
このような妨害信号の発生が予想される場合または実際に検出された場合には、本発明の測位信号受信装置はフィルタ手段の特性を変更し、受信信号に含まれる妨害信号を除去することができるので、短時間で高精度の測位を行うことができる。

好ましくは、第６の発明によれば、第５の発明の構成において、前記フィルタ特性変更手段は、前記妨害信号が発生した際に、前記フィルタ手段から出力される信号の出力レベルを低下させるように前記フィルタの特性を変更することを特徴とする。

第６の発明の構成によれば、フィルタ特性変更手段は、妨害信号が発生した際に、信号の出力レベルを低下させるようにフィルタ手段の特性を変更する。信号の出力レベルはフィルタ手段の特性の一つである。
このため、たとえば、スイッチングノイズや携帯電話のバースト送信など不定期かつ短時間の間だけ生じるバーストノイズによる測位への悪影響を緩和することができる。

好ましくは、第７の発明によれば、第１ないし第６の発明のいずれかに記載の構成において、前記フィルタ手段はデジタルフィルタで構成され、前記デジタルフィルタは前記デジタルフィルタの特性を決定するための数値を格納するレジスタを有し、前記フィルタ特性変更手段はソフトウェアで前記レジスタに格納されている前記数値を変更することにより前記測位信号受信装置の動作中に前記デジタルフィルタの特性を変更することを特徴とする。

第７の発明の構成によれば、フィルタ手段は特性を決定するための数値を格納するレジスタを有しているデジタルフィルタにより構成されている。そして、フィルタ特性変更手段は、ソフトウェアでデジタルフィルタのレジスタに格納されている前記数値を変更することによりデジタルフィルタの特性を変更する。フィルタ特性変更手段によるフィルタ特性の変更は、測位信号受信装置の動作中においても行うことができる。
本発明の測位信号受信装置のフィルタ手段は、デジタルフィルタで構成されているので、レジスタに格納されているフィルタ特性を決定付ける数値を変更するフィルタ特性変更手段は、ソフトウェアとして容易に実現することができる。
そのため、測位信号受信装置の使用状態に応じて、デジタルフィルタの通過帯域の増減や特定周波数の除去などといった特性を柔軟に変更することができる。また、デジタルフィルタはアナログフィルタに比べて特性変更を高速にすることができるため、フィルタ特性変更手段は急激な外部環境の変化に高速に追随することができる。

前記目的は、第８の発明の構成によれば、位置情報衛星から発信される測位信号を受信する測位信号受信装置を制御する方法であって、受信信号受信手段が、前記測位信号を受信して受信信号を取得する信号受信ステップと、Ａ／Ｄ変換手段が、前記受信信号を変換してデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換ステップと、特性が可変であるフィルタ手段が、前記デジタル信号に対して周波数分離を行うフィルタリングステップと、フィルタ特性変更手段が、前記フィルタ手段の特性を前記測位信号受信機の動作状態または前記測位信号受信機の外部の環境条件に基づいて変更するフィルタ特性変更ステップと、符号同期確立手段が、前記受信信号に含まれる拡散符号の同期を確立する符号同期確立ステップと、を有することを特徴とする測位信号受信装置の制御方法により達成される。

第８の発明の測位信号受信装置の制御方法によれば、第１の発明と同様に短時間で高精度の測位を行うことができる。

以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかるＧＰＳ受信機１０等を示す概略図である。
測位信号受信装置の一例であるＧＰＳ受信機１０は、信号受信手段の一例であるＧＰＳアンテナ１４を有している。ＧＰＳ受信機１０は、位置情報衛星の一例であるＧＰＳ衛星１２ａないし１２ｄから発信された測位信号Ｓ１ないしＳ４を受信し測位を行う。測位信号Ｓ１ないしＳ４は、搬送波の周波数が１．５７５ＧＨｚの高周波アナログ信号である。また、ＣＤＭＡ方式を用いて送信されている。
なお、ＧＰＳ受信機１０が測位に使用するＧＰＳ衛星は図１に示した４個に限定されず、３個以下でも５個以上でもかまわない。

（ＧＰＳ受信機１０の構成）
図２は、ＧＰＳ受信機１０の構成を示す概略図である。同図で、実線の矢印は受信信号の処理の流れを、白抜きの太い矢印は制御の流れを示している。
ＧＰＳアンテナ１４により受信された受信信号Ｓ１等は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１６に送られる。ＲＦ部１６に送られた受信信号は、ＢＢ（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ）部１８で行う処理に適した形に加工される。ＢＢ部１８では、信号の復調、復号等が行われ最終的には受信信号から航法メッセージが取得される。

ダウンコンバータ２０は、周波数１．５７５ＧＨｚの受信信号をたとえば数百ＫＨｚ程度にダウンコンバートする。これは、高周波数のままでは、この後の処理が行いにくいためである。また、ダウンコンバートの際は一般に、得ようとする出力周波数のほかに、受信信号の周波数を中心として対称の位置にもうひとつの不要な信号のピークが生じる。この不要な信号は、ＲＦ部フィルタ２２により除去される。

ＲＦ部フィルタ２２は、ダウンコンバータ２０から入力された信号から高周波成分を除去する。このフィルタリングの目的は、サンプリング部３６におけるサンプリングが正しく行えるようにすることであるから、サンプリング周波数の２分の１よりも大きい周波数成分を除去する。ＧＰＳ衛星から発信される測位信号は、２ＭＨｚ程度の帯域幅を有しているから、ＦＲ部フィルタ２２の帯域は、たとえば４ＭＨｚ程度となるように構成する。
Ａ／Ｄ変換手段の一例であるＡ／Ｄコンバータ２８は、ＦＲ部フィルタ２２を通過した後のアナログ信号を２値化してＢＢ部１８でデジタル処理ができるようにする。

サンプリング部３６は、Ａ／Ｄコンバータ２８で２値化された信号のサンプリングを行う。サンプリング周波数は入力信号の帯域幅の２倍以上とするが、好ましくはより高い周波数、たとえば入力信号の帯域幅の２．５倍とする。
サンプリング部３６は、サンプリング結果をデジタルフィルタ３８に出力するが、この段階の信号には測位信号のほかにも雑音が多く含まれている。

フィルタ手段の一例であるデジタルフィルタ３８は、サンプリング部３６から入力されたデジタル信号を数値処理し、入力信号の中からＧＰＳ信号以外の信号を極力除去する。
図３は、デジタルフィルタ３８の基本構成を示す概念図である。デジタルフィルタ３８は、レジスタ付き乗算部３８ａと遅延部３８ｂを有していて、レジスタ付き乗算部３８ａのレジスタに設定する数値を変化させることにより、デジタルフィルタ３８の特性、たとえば、周波数特性や出力レベルを変化させることができる。また、図３のデジタルフィルタ３８は基本形であり、複数段を直列に接続することでさらに複雑な特性を持たせたり、並列に配置し、受信する衛星ごとに特性を切り替えたりすることもできる。

符号同期確立手段の一例であるＰＮ符号同期部４０は、デジタルフィルタ３８により抽出された信号に含まれるＰＮコードとＧＰＳ受信機１０でローカルに発生させたＰＮコードの同期を確立させる。ここで、「同期が確立した」とは、送信側のＰＮコードの位相とＧＰＳ受信機内部で発生させたＰＮコードの位相が一致し受信信号の中から特定のＧＰＳ衛星から送信された信号を抽出できるようになった状態を言う。また、同期が確立することを「衛星の捕捉に成功した」と表現することもある。
いったん同期が確立しても、信号受信状況の変動等により同期が失われる場合もある。所定の時間にわたって同期が維持されていることを「同期が安定した」という。

演算部４２は、ＧＰＳ衛星ごとに分離された受信信号を復号し航法メッセージを取得する。演算部４２は次に、取得した航法メッセージに基づいてＧＰＳ受信機１０の現在位置を算出する。出力部４４は、算出された現在位置を、たとえば液晶ディスプレイからなる表示装置に画像として出力する。

制御部３０は、たとえばマイクロプロセッサから構成され、ＧＰＳ受信機１０全体の動作を制御する。記憶部３２に格納されたＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やアプリケーションプログラムを実行し、ＲＦ部１６等のＧＰＳ受信機１０の各構成要素に制御信号を送って制御を行う。
記憶装置の一例である記憶部３２は、たとえばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）により構成され、フィルタ特性変更プログラム３４等の制御部３０が実行するプログラム、演算部３４が取得した航法データ、演算部３４が算出したＧＰＳ受信機１０の現在位置等が格納されている。
なお、記憶部３２はＲＡＭに限らず、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリなど制御部３０が読み取り可能なように情報を格納することができるものであれば何でもよい。

フィルタ特性変更手段の一例であるフィルタ特性変更プログラム３４は、デジタルフィルタ３８のレジスタ付き乗算部３８ａ（図３参照）に設定されている数値を変更することにより、デジタルフィルタ３８の特性を設定するプログラムである。以下、その動作例について説明する。
図４は、携帯電話機１０の動作状態に基づいてフィルタの特性を変更する場合のフィルタ特性変更プログラム３４の動作例を示すフローチャートである。
フィルタ特性変更プログラム３４は、まず、ＰＮコードの同期が確立しているか否かを判定する（ＳＴ１０）。この判定はたとえば定期的にフラグを参照することにより行う。ＰＮコードの同期が確立していない場合には、デジタルフィルタ３８の特性を狭帯域に設定する（ＳＴ１０の判定がＮＯ、ＳＴ１３）。
ＰＮコードの同期が確立している場合には、同期が安定したか否かを判定する（ＳＴ１１）。この判定は、たとえば、あらかじめ設定してある閾値よりも長時間にわたって同期が確立し続けている場合に安定したと判定する。
同期が安定していない場合には、デジタルフィルタの特性を狭帯域に設定する（ＳＴ１１の判定がＮＯ、ＳＴ１３）。このように、符号同期が安定するまではデジタルフィルタ３８の特性を狭帯域に設定するのは、信号に含まれるノイズ成分を減らしＧＰＳ受信機１０の感度を向上させるためである。
ＰＮコードの同期が確立し、かつ安定している場合には、デジタルフィルタ３８の特性を広帯域に設定する（ＳＴ１１の判定がＹＥＳ、ＳＴ１２）。これは、受信信号の広い周波数にわたって位相特性を平坦にして測位精度を向上させるためである。

このようなフィルタ特性変更プログラム３４の動作により、ＧＰＳ受信機１０は、ＰＮコードの同期が安定する前後でデジタルフィルタ３８の特性を変更し、迅速な符号同期（衛星捕捉）と高精度の測位を両立することができる。

図５は、受信信号の強度に基づいてフィルタの特性を変更する場合のフィルタ特性変更プログラム３４の動作例を示すフローチャートである。
まず、受信信号強度が所定の閾値以上か否かを判定する（ＳＴ２０）。この判定は、受信信号強度をフィルタ特性変更プログラム３４が直接取得して行うことができる。また、ＧＰＳ受信機１０が複数の測位モード、たとえば屋外モードと屋内モード、を有していて受信信号強度に応じて動作モードを使い分ける場合には、フィルタ特性変更プログラム３４が現在使用中の測位モードを取得し間接的に受信信号強度を判断してもよい。
受信信号強度があらかじめ設定されている閾値よりも強い場合には、ＧＰＳ受信機１０の外部環境が良好であると推定されるので測位精度を向上させるためにデジタルフィルタ３８の特性を広帯域に設定する（ＳＴ２０の判定がＹＥＳ、ＳＴ２１）。受信信号強度が閾値よりも弱い場合には、ＧＰＳ受信機１０の外部環境が悪いと推定されるので感度を向上させるためにデジタルフィルタ３８の特性を狭帯域に設定する（ＳＴ２０の判定がＮＯ、ＳＴ２２）。以上の動作を位置計算が完了するまで繰り返す（ＳＴ２３）。

（ＧＰＳ受信機１０の主な動作例について）
本実施の形態に係るＧＰＳ受信機１０は以上のように構成されるが、以下、その動作例等について説明する。
図６は、本実施形態であるＧＰＳ受信機１０の主な動作例を示す概略フローチャートである。
ＧＰＳアンテナ１４により、ＧＰＳ衛星１２ａ等から送信される測位信号Ｓ１等を受信し受信信号を取得する（ＳＴ１、信号受信ステップの一例）。この受信信号は周波数１．５７５ＧＨｚの高周波アナログ信号である。
受信信号はダウンコンバータ２０に送られ、たとえば数１００ＫＨｚ程度の周波数にダウンコンバートされる（ＳＴ２）。
ダウンコンバートされた受信信号は、次に、ＲＦ部フィルタ２２に送られ、後のサンプリング工程に支障をきたさないようにサンプリング周波数の２分の１よりも大きい高周波成分をカットされる（ＳＴ３）。
次に、受信信号はＡ／Ｄコンバータ２８およびサンプリング部３６により、信号の２値化およびサンプリングが行われる（ＳＴ４、Ａ／Ｄ変換ステップの一例）。

次に、受信信号から雑音を取り除くためにデジタルフィルタ３８によるフィルタリングが行われる（ＳＴ５、フィルタリングステップの一例）。この段階では、まだＰＮコードの同期は確立していないため、デジタルフィルタ３８の特性は感度を向上させるために狭帯域に設定されている。
ＳＴ１からＳＴ５までのステップで取得されたデジタル信号には、複数のＧＰＳ衛星からの送信信号が混在しているのでデジタル信号はＰＮ符号同期部４０に送られＰＮ符合の同期が行われる（ＳＴ６、符号同期確立ステップの一例）。符号の同期が確立すると特定のＧＰＳ衛星からの信号を分離することができる。しかし、この段階の信号にはまだ雑音が含まれている。
ＰＮコードの同期が確立した後は、測位精度を上げるためにデジタルフィルタ３８の特性を広帯域に変更する（ＳＴ７、フィルタ特性変更ステップの一例）。この変更は、制御部３０が記憶部３２に格納されているフィルタ特性変更プログラム３４を実行することにより行われる。
フィルタの特性が変更された後、再度フィルタリングが行われ受信信号から雑音等が取り除かれる（ＳＴ８）。
１個のＧＰＳ衛星からの送信信号だけを含むようになった受信信号から航法データが取得される。取得した航法データを利用してＧＰＳ受信機１０の現在位置の算出が行われる（ＳＴ９）。

このように、ＧＰＳ受信機１０は、フィルタ特性変更プログラム３４により、ＧＰＳ受信機外部の環境およびＧＰＳ受信機１０の動作状態に応じて、デジタルフィルタ３８の特性を適切に設定することができる。また、フィルタの特性の設定はデジタルフィルタ３８のレジスタに格納されている数値をフィルタ特性変更プログラム３４により変更することにより行うから、きわめて高速に行うことができる。
そのため、ＧＰＳ受信機１０によれば、高精度の測位を短時間で行うことができる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の実施の形態にかかる携帯端末１００等を示す概略図である。
測位信号受信装置の一例である携帯端末１００はＧＰＳアンテナ１４およびＧＰＳ部１１０を有していて、ＧＰＳ衛星１２ａないし１２ｄから送信される測位信号Ｓ１ないしＳ２を受信して測位を行うことができる。
携帯端末１００は、携帯電話部１２０も有していて携帯電話アンテナ１２２により電波を送受信して基地局１３０に接続し、他の携帯電話端末等と通信を行うことができる。携帯電話部１２０が送受信する電波の信号強度は、ＧＰＳ受信部１１０が受信するＧＰＳ衛星１２ａ等からの信号Ｓ１等の信号強度に比べるとはるかに強いため、携帯電話部１２０が送信する電波はＧＰＳ受信部１１０にとっては妨害信号となりうる。

（携帯端末１００の構成）
図８は、携帯端末１００の構成を示す概略図である。同図で、実線の矢印は受信信号の処理の流れを、白抜きの太い矢印は制御の流れを示している。ＧＰＳアンテナ１４およびＧＰＳ部１１０の構成は、図２のＧＰＳ受信機１０と同様であるが、フィルタ特性変更プログラム３４の動作方法が異なっている。

図９は、外部の環境条件の一例である妨害信号の有無に基づいてフィルタの特性を変更する場合のフィルタ特性変更プログラム３４の動作例を示すフローチャートである。
まず、受信信号の中に妨害信号が含まれているか否かを判断する（ＳＴ３０）。
妨害信号が検出された場合には、フィルタ特性変更プログラム３４は、検出された妨害信号をカットする方向にレジスタ付き乗算部３８ａに格納されている数値を変更し、デジタルフィルタ３８の特性を変更する（ＳＴ３０の判定がＹＥＳ、ＳＴ３１）。
妨害信号が検出されない場合はレジスタ付き乗算部３８ａの数値を変更することによりデジタルフィルタ３８ａの特性を通常の特性に設定する（ＳＴ３０の判定がＮＯ、ＳＴ３２）。
フィルタ特性変更プログラム３４は、ＧＰＳ部１１０が測位を終了するまで実行を続ける（ＳＴ３３）。

携帯端末１００は携帯電話部１２０を有しているため、携帯電話部１２０が送信する信号がＧＰＳアンテナ１４により受信され、ＧＰＳ部１１０にとっては妨害信号となることが予想される。
このように、妨害信号の発生とその周波数がわかっている場合には、デジタルフィルタの設定は、その妨害信号の周波数を選択的に減衰させる特性とすることで、ＧＰＳの受信性能を損なわずに妨害信号の影響を低減することができる。

図１０は、外部の環境条件の一例である妨害信号の有無に基づいてフィルタの特性を変更する場合のフィルタ特性変更プログラム３４の別の動作例を示すフローチャートである。
まず、受信信号の中に妨害信号が含まれているか否かを判断する（ＳＴ４０）。
妨害信号が検出された場合には、フィルタ特性変更プログラム３４は、デジタルフィルタ３８の出力信号のレベルを下げる方向にレジスタ付き乗算部３８ａに格納されている数値を変更し、デジタルフィルタ３８の特性を変更する（ＳＴ４０の判定がＹＥＳ、ＳＴ４１）。
妨害信号が検出されない場合はレジスタ付き乗算部３８ａの数値を変更することによりデジタルフィルタ３８の特性を通常の特性に設定する（ＳＴ４０の判定がＮＯ、ＳＴ４２）。
フィルタ特性変更プログラム３４は、ＧＰＳ部１１０が測位を終了するまで実行を続ける（ＳＴ４３）。

妨害信号がある場合にフィルタから出力される信号の出力レベルを低下させることは従来から行われている。しかし、動作周波数が数１０Ｈｚ程度のレベル調整回路をアナログ回路で構成していたため、スイッチングノイズや携帯電話のバースト送信による妨害等の急速な環境変化には追随することができなかった。
しかし、本発明の携帯端末１００では出力レベルの調整をデジタル回路であるため高速に動作できるデジタルフィルタ３８により行うから急速な環境変化に追随しデジタルフィルタ３８の特性を最適に保つことができる。

このように、携帯端末１００によれば、フィルタ特性変更プログラム３４が妨害信号の発生を検出し、デジタルフィルタ３８の周波数特性または出力レベルを適切に設定することができる。
そのため、妨害信号の発生する環境においても高精度の測位を短時間で行うことができる。

本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。

本発明の実施の形態にかかるＧＰＳ受信機等を示す概略図である。 図１のＧＰＳ受信機の主な構成を示す概略図である。 デジタルフィルタの構成を示す概念図である。 フィルタ特性変更プログラムの動作例を示すフローチャートである。 フィルタ特性変更プログラムの動作例を示すフローチャートである。 図１のＧＰＳ受信機の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかる携帯端末等を示す概略図である。 図７の携帯端末の主な構成を示す概略図である。 フィルタ特性変更プログラムの動作例を示すフローチャートである。 フィルタ特性変更プログラムの動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０・・・ＧＰＳ受信機、１２ａないし１２ｄ・・・ＧＰＳ衛星、１４・・・ＧＰＳアンテナ、２０・・・ダウンコンバータ、２２・・・ＲＦ部フィルタ、２８・・・Ａ／Ｄコンバータ、３０・・・制御部、３２・・・記憶部、３４・・・フィルタ特性変更プログラム、３６・・・サンプリング部、３８・・・デジタルフィルタ、４０・・・ＰＮ符号同期部、４２・・・演算部、４４・・・出力部、１００・・・携帯端末、１２０・・・携帯電話部、１２２・・・携帯電話アンテナ

Claims (8)

1. 位置情報衛星から発信される測位信号を受信する測位信号受信装置であって、
   前記測位信号を受信して受信信号を取得する信号受信手段と、
   前記受信信号を変換してデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換手段と、
   前記デジタル信号に対して周波数分離を行うとともに、特性を変更することが可能であるフィルタ手段と、
   前記フィルタ手段の特性を前記測位信号受信機の動作状態および前記測位信号受信機外部の環境条件に基づいて変更するフィルタ特性変更手段と、
   前記受信信号に含まれる拡散符号の同期を確立する符号同期確立手段と、
   を有することを特徴とする測位信号受信装置。
2. 前記フィルタ特性変更手段は、前記信号受信手段が前記受信信号を取得してから前記拡散符号の同期が確立し前記同期が安定して維持されるようになるまでの間は前記フィルタ手段から出力される信号の帯域が狭くなるように前記フィルタの特性を変更し、前記拡散符号の前記同期が確立し安定して同期が維持されるようになった後は前記フィルタ手段から出力される信号の帯域が広くなるように前記フィルタの特性を変更することを特徴とする請求項１に記載の測位信号受信装置。
3. 前記フィルタ特性変更手段は、前記受信信号の信号強度に基づいて前記測位信号受信装置の外部の環境条件を推定し、前記推定した環境条件に基づいて前記フィルタ手段の特性を変更することを特徴とする請求項１に記載の測位信号受信装置。
4. 前記フィルタ特性変更手段は、前記受信信号の信号強度が弱い場合には前記フィルタ手段から出力される信号の帯域が狭くなるように前記フィルタの特性を変更し、前記受信信号の信号強度が強い場合には前記フィルタ手段から出力される信号の帯域が広くなるように前記フィルタの特性を変更することを特徴とする請求項３に記載の測位信号受信装置。
5. 前記フィルタ特性変更手段は、前記受信装置の外部からの妨害信号を除去するように前記フィルタ手段の特性を変更することを特徴とする請求項１に記載の測位信号受信装置。
6. 前記フィルタ特性変更手段は、前記妨害信号が発生した際に、前記フィルタ手段から出力される信号の出力レベルを低下させるように前記フィルタの特性を変更することを特徴とする請求項５に記載の測位信号受信装置。
7. 前記フィルタ手段はデジタルフィルタで構成され、前記デジタルフィルタは前記デジタルフィルタの特性を決定するための数値を格納するレジスタを有し、前記フィルタ特性変更手段はソフトウェアで前記レジスタに格納されている前記数値を変更することにより前記測位信号受信装置の動作中に前記デジタルフィルタの特性を変更することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の測位信号受信装置。
8. 位置情報衛星から発信される測位信号を受信する測位信号受信装置を制御する方法であって、
   受信信号受信手段が、前記測位信号を受信して受信信号を取得する信号受信ステップと、
   Ａ／Ｄ変換手段が、前記受信信号を変換してデジタル信号を生成するＡ／Ｄ変換ステップと、
   特性が可変であるフィルタ手段が、前記デジタル信号に対して周波数分離を行うフィルタリングステップと、
   フィルタ特性変更手段が、前記フィルタ手段の特性を前記測位信号受信機の動作状態または前記測位信号受信機の外部の環境条件に基づいて変更するフィルタ特性変更ステップと、
   符号同期確立手段が、前記受信信号に含まれる拡散符号の同期を確立する符号同期確立ステップと、
   を有することを特徴とする測位信号受信装置の制御方法。

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