JP2006317212A - 測位装置、測位装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】増幅器の雑音信号の影響を排除することができる測位装置等を提供すること。
【解決手段】測位衛星12a等からの信号である衛星信号Cに基づいて測位を行う測位装置20であって、衛星信号Cを受信する衛星信号受信手段と、衛星信号Cを増幅する衛星信号増幅手段32b1と、衛星信号増幅手段32b1が発生する雑音信号N1と同一範囲の信号強度における相殺用雑音信号N2等を生成する相殺用雑音信号生成手段32b2等と、衛星信号増幅手段32b1によって増幅された衛星信号Cに乗せられた雑音信号N1を、相殺用雑音信号N2等によって除去する雑音信号除去手段32d等を有する。
【選択図】図3
【解決手段】測位衛星12a等からの信号である衛星信号Cに基づいて測位を行う測位装置20であって、衛星信号Cを受信する衛星信号受信手段と、衛星信号Cを増幅する衛星信号増幅手段32b1と、衛星信号増幅手段32b1が発生する雑音信号N1と同一範囲の信号強度における相殺用雑音信号N2等を生成する相殺用雑音信号生成手段32b2等と、衛星信号増幅手段32b1によって増幅された衛星信号Cに乗せられた雑音信号N1を、相殺用雑音信号N2等によって除去する雑音信号除去手段32d等を有する。
【選択図】図3
Description
本発明は、測位衛星からの電波を利用する測位装置及び測位装置の制御方法に関するものである。
従来、衛星航法システムである例えば、GPS(Global Positioning System)を利用してGPS受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
このGPS受信機は、GPS衛星の軌道を示す衛星情報(概略衛星軌道情報:アルマナック、精密軌道情報:エフェメリス)に基づいて、GPS衛星からの電波(以後、衛星電波と呼ぶ)に乗せられている擬似雑音符号(以後、PN(Psedo randam noise code)符号と呼ぶ)の一つであるC/A(Clear and AcquisionまたはCoarse and Access)コードを受信する。C/Aコードは、測位の基礎となる符号である。
そして、GPS受信機は、そのC/AコードがどのGPS衛星から発信されたものであるかを特定したうえで、そのC/Aコードの送信時刻と受信時刻に基づいて、GPS衛星とGPS受信機の距離(擬似距離)を算出する。そして、GPS受信機は、3個以上のGPS衛星についての擬似距離と、各GPS衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、GPS受信機の位置を測位するようになっている(例えば、特許文献1)。
ここで、上述の衛星電波は、C/Aコード等のPN符号によってPSK変調されているために、スペクトル幅が広がる。その結果、衛星電波の単位周波数あたりの電力は極めてわずかになる。このため、GPS受信機は、受信した衛星電波(アナログ信号)を増幅器で増幅した上で、デジタル信号に変換して、C/Aコード等の抽出を行っている。
特開平10−339772号公報
このGPS受信機は、GPS衛星の軌道を示す衛星情報(概略衛星軌道情報:アルマナック、精密軌道情報:エフェメリス)に基づいて、GPS衛星からの電波(以後、衛星電波と呼ぶ)に乗せられている擬似雑音符号(以後、PN(Psedo randam noise code)符号と呼ぶ)の一つであるC/A(Clear and AcquisionまたはCoarse and Access)コードを受信する。C/Aコードは、測位の基礎となる符号である。
そして、GPS受信機は、そのC/AコードがどのGPS衛星から発信されたものであるかを特定したうえで、そのC/Aコードの送信時刻と受信時刻に基づいて、GPS衛星とGPS受信機の距離(擬似距離)を算出する。そして、GPS受信機は、3個以上のGPS衛星についての擬似距離と、各GPS衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、GPS受信機の位置を測位するようになっている(例えば、特許文献1)。
ここで、上述の衛星電波は、C/Aコード等のPN符号によってPSK変調されているために、スペクトル幅が広がる。その結果、衛星電波の単位周波数あたりの電力は極めてわずかになる。このため、GPS受信機は、受信した衛星電波(アナログ信号)を増幅器で増幅した上で、デジタル信号に変換して、C/Aコード等の抽出を行っている。
ところが、増幅器自体が雑音信号を発生する。この増幅器の雑音信号は、宇宙の雑音電波と対流圏の雑音電波を合計した電力よりもはるかに大きく、例えば、50倍乃至60倍の電力を有する。したがって、増幅器自体の雑音信号のために、C/Aコード等を抽出する時間が長くかかる場合があるという問題があった。
そこで、本発明は、増幅器の雑音電波の影響を排除することができる測位装置及び測位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、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行う測位装置であって、前記衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、前記衛星信号を増幅する衛星信号増幅手段と、前記衛星信号増幅手段が発生する雑音信号と同一範囲の信号強度における相殺用雑音信号を生成する相殺用雑音信号生成手段と、前記衛星信号増幅手段によって増幅された前記衛星信号に乗せられた前記雑音信号を、前記相殺用雑音信号によって除去する雑音信号除去手段と、前記衛星信号を抽出する衛星信号抽出手段と、
を有することを特徴とする測位装置により達成される。
を有することを特徴とする測位装置により達成される。
第1の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記相殺用雑音信号生成手段を有するから、前記相殺用雑音信号を生成することができる。そして、前記測位装置は、前記雑音信号除去手段を有するから、前記衛星信号増幅手段によって増幅された前記衛星信号に乗せられた前記雑音信号を、前記相殺用雑音信号によって除去することができる。
このため、前記測位装置は、増幅器の雑音信号の影響を排除することができる。
このため、前記測位装置は、増幅器の雑音信号の影響を排除することができる。
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記相殺用雑音信号生成手段は、前記衛星信号増幅手段と同様の構成を有する信号増幅手段で構成されており、前記信号増幅手段は、前記相殺用雑音信号のみを生成する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
第2の発明の構成によれば、前記衛星信号増幅手段と同様の構成を有する信号増幅手段で構成されている前記相殺用雑音信号生成手段が前記相殺用雑音信号を生成するから、前記相殺用雑音信号を生成する専用回路を新たに設計する必要はない。
また、前記信号増幅手段は前記衛星信号増幅手段と同様の構成を有するから、前記衛星信号増幅手段自身が発生する前記雑音信号と同様の前記相殺用雑音信号を生成することができる。
このため、前記雑音信号除去手段によって、効率よく前記雑音信号を除去することができる。
これにより、前記測位装置によれば、前記雑音信号を除去する専用回路を新たに設計する必要がないにも関わらず、前記雑音信号の影響を排除することができる。
また、前記信号増幅手段は前記衛星信号増幅手段と同様の構成を有するから、前記衛星信号増幅手段自身が発生する前記雑音信号と同様の前記相殺用雑音信号を生成することができる。
このため、前記雑音信号除去手段によって、効率よく前記雑音信号を除去することができる。
これにより、前記測位装置によれば、前記雑音信号を除去する専用回路を新たに設計する必要がないにも関わらず、前記雑音信号の影響を排除することができる。
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明のいずれかの構成において、前記衛星信号増幅手段及び前記相殺用雑音信号生成手段の合計数は、前記雑音信号及び前記相殺用雑音信号のガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数の、前記雑音信号及び前記相殺用雑音信号を生成することができる数であることを特徴とする測位装置である。
ガウス分布(正規分布とも呼ぶ)するデータを積算すると、ゼロ(0)に収束する。
この場合、データの数は、多ければ多いほどよい。ただし、用途によってはデータの収束値が完全にゼロ(0)に収束しなくても実用上の問題がない。
この点、第2の発明の構成によれば、前記衛星信号増幅手段及び前記相殺用雑音信号生成手段の合計数は、前記雑音信号及び前記相殺用雑音信号のガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数の、前記雑音信号及び前記相殺用雑音信号を生成することができる数であるから、前記衛星信号の前記雑音信号と前記相殺用雑音信号は、互いに相殺し合い、前記雑音信号は実用上無視できる強度に減衰する。
このため、第3の発明の構成によれば、前記雑音信号を実用上無視できる強度に減衰させることができる。
この場合、データの数は、多ければ多いほどよい。ただし、用途によってはデータの収束値が完全にゼロ(0)に収束しなくても実用上の問題がない。
この点、第2の発明の構成によれば、前記衛星信号増幅手段及び前記相殺用雑音信号生成手段の合計数は、前記雑音信号及び前記相殺用雑音信号のガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数の、前記雑音信号及び前記相殺用雑音信号を生成することができる数であるから、前記衛星信号の前記雑音信号と前記相殺用雑音信号は、互いに相殺し合い、前記雑音信号は実用上無視できる強度に減衰する。
このため、第3の発明の構成によれば、前記雑音信号を実用上無視できる強度に減衰させることができる。
前記目的は、第4の発明の構成によれば、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行う測位装置が、前記衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号を増幅する衛星信号増幅ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号増幅ステップにおいて発生する雑音信号と同一範囲の信号強度における相殺用雑音信号を生成する相殺用雑音信号生成ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号増幅ステップによって増幅された前記衛星信号に乗せられた前記雑音信号を、前記相殺用雑音信号によって除去する雑音信号除去ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号を抽出する衛星信号抽出ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。
第4の発明の構成によれば、第1の発明の構成と同様に、増幅器の雑音信号の影響を排除することができる。
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。
尚、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。
尚、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。
図1は、本発明の実施の形態の測位システム10を示す概略構成図である。
図2は、GPS衛星12aから送信される衛星信号C1等を示す概略図である。
図1に示すように、測位システム10は、測位衛星である例えば、GPS衛星12a,12b,12c及び12dを有する。GPS12a等は、それぞれ電波S1,S2,S3乃至S4を送信しており、その電波S1等には各種のコード(符号)が乗せられている。そのうちの一つがC/Aコードである。図2の衛星信号C1乃至C20は、C/Aコードを示している。衛星信号C1乃至C20は、例えば、GPS衛星12aから連続的に送信された同一のコードである。例えば、衛星信号C1は衛星信号C2の前に送信されたC/Aコードである。この衛星信号C1等は、衛星信号の一例である。以後、衛星信号C1等を単に、衛星信号Cと呼ぶ。
図2は、GPS衛星12aから送信される衛星信号C1等を示す概略図である。
図1に示すように、測位システム10は、測位衛星である例えば、GPS衛星12a,12b,12c及び12dを有する。GPS12a等は、それぞれ電波S1,S2,S3乃至S4を送信しており、その電波S1等には各種のコード(符号)が乗せられている。そのうちの一つがC/Aコードである。図2の衛星信号C1乃至C20は、C/Aコードを示している。衛星信号C1乃至C20は、例えば、GPS衛星12aから連続的に送信された同一のコードである。例えば、衛星信号C1は衛星信号C2の前に送信されたC/Aコードである。この衛星信号C1等は、衛星信号の一例である。以後、衛星信号C1等を単に、衛星信号Cと呼ぶ。
測位システム10は、端末20を有する。端末20は、GPS装置30を有しており、GPS衛星12a等からの電波S1等に乗せられた衛星信号Cを受信することができる。なお、各GPS衛星12a等の衛星信号Cはそれぞれ異なる。
そして、端末20は、例えば、3個以上の異なるGPS衛星12a等からのC/Aコードを受信して、現在位置を測位することができるようになっている。すなわち、端末20は、測位装置の一例である。衛星信号Cは、1周期が1ミリ秒(ms)であり、300キロメートル(km)の距離に相当する。
端末20は、まず、衛星信号CがどのGPS衛星に対応するものかを特定する。以後、衛星信号CがどのGPS衛星に対応するものかを特定することを、衛星信号Cの抽出とも呼ぶ。次に、例えば、各GPS衛星12a等から衛星信号Cが送信された時刻と衛星信号Cを受信した時刻との時間差分に基づいて、衛星信号Cを乗せた電波S1が光速で伝搬することを利用して、各GPS衛星12a等と端末20との距離(以後、擬似距離と呼ぶ)を算出する。続いて、現在時刻における各GPS衛星12a等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離に基づいて、現在位置の測位演算を行うことができるように構成されている。
なお、図1ではGPS12a等を4個示しているが、GPS衛星12a等は3個でもよいし、5個以上でもよい。
そして、端末20は、例えば、3個以上の異なるGPS衛星12a等からのC/Aコードを受信して、現在位置を測位することができるようになっている。すなわち、端末20は、測位装置の一例である。衛星信号Cは、1周期が1ミリ秒(ms)であり、300キロメートル(km)の距離に相当する。
端末20は、まず、衛星信号CがどのGPS衛星に対応するものかを特定する。以後、衛星信号CがどのGPS衛星に対応するものかを特定することを、衛星信号Cの抽出とも呼ぶ。次に、例えば、各GPS衛星12a等から衛星信号Cが送信された時刻と衛星信号Cを受信した時刻との時間差分に基づいて、衛星信号Cを乗せた電波S1が光速で伝搬することを利用して、各GPS衛星12a等と端末20との距離(以後、擬似距離と呼ぶ)を算出する。続いて、現在時刻における各GPS衛星12a等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離に基づいて、現在位置の測位演算を行うことができるように構成されている。
なお、図1ではGPS12a等を4個示しているが、GPS衛星12a等は3個でもよいし、5個以上でもよい。
(GPS装置30の構成について)
図3は、GPS装置30の構成を示す概略図である。
図3に示すように、GPS装置30は、RF部32とベースバンド部34で構成される。
RF部32は、アンテナ32aでC/Aコードを受信する。そして、増幅器であるLNA32b1が、衛星信号Cを増幅する。このLNA32b1は、衛星信号増幅手段の一例である。増幅された衛星信号CはLNA32b1自体が発生する雑音N1(図6(c)参照)が乗せられた状態で、積算器32dに入力される。
そして、LNA32b2乃至32bkが生成した相殺用雑音N2等(図6(d),(e)及び(f)参照)も積算器32dに入力され、雑音N1と積算される。LNA32b2乃至32bkは、LNA32b1と同様の構成を有している。このLNA32b2乃至32bkは、相殺用雑音信号生成手段の一例であり、信号増幅手段の一例でもある。そして、積算器32dは、雑音信号除去手段の一例である。
そして、ミキサー32eが、衛星信号Cの周波数を変換する。そして、直交検波器32fが衛星信号CをIQ分離する。続いて、A/Dコンバータ32g1及び32g2が、IQ分離された衛星信号Cをそれぞれデジタル信号に変換するように構成されている。
なお、LNA32b1乃至32bkは、電源32cと接続され、駆動電力の供給を受けている。そして、LNA32b2乃至32bkは、電源32cから電力供給を受けて、相殺用雑音N2等を発生するようになっている。
図3は、GPS装置30の構成を示す概略図である。
図3に示すように、GPS装置30は、RF部32とベースバンド部34で構成される。
RF部32は、アンテナ32aでC/Aコードを受信する。そして、増幅器であるLNA32b1が、衛星信号Cを増幅する。このLNA32b1は、衛星信号増幅手段の一例である。増幅された衛星信号CはLNA32b1自体が発生する雑音N1(図6(c)参照)が乗せられた状態で、積算器32dに入力される。
そして、LNA32b2乃至32bkが生成した相殺用雑音N2等(図6(d),(e)及び(f)参照)も積算器32dに入力され、雑音N1と積算される。LNA32b2乃至32bkは、LNA32b1と同様の構成を有している。このLNA32b2乃至32bkは、相殺用雑音信号生成手段の一例であり、信号増幅手段の一例でもある。そして、積算器32dは、雑音信号除去手段の一例である。
そして、ミキサー32eが、衛星信号Cの周波数を変換する。そして、直交検波器32fが衛星信号CをIQ分離する。続いて、A/Dコンバータ32g1及び32g2が、IQ分離された衛星信号Cをそれぞれデジタル信号に変換するように構成されている。
なお、LNA32b1乃至32bkは、電源32cと接続され、駆動電力の供給を受けている。そして、LNA32b2乃至32bkは、電源32cから電力供給を受けて、相殺用雑音N2等を発生するようになっている。
ベースバンド部34は、RF部32からデジタル信号に変換された衛星信号Cを受信し、衛星信号Cを構成する各チップ(図示せず)ごとにサンプリングして積算し、ベースバンド部34が保持しているC/Aコードとの相関をとることによって、受信した衛星信号Cを特定するように構成されている。このベースバンド部34は、衛星信号抽出手段の一例である。
(端末20の主なハードウエア構成について)
図4は、端末20の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図4に示すように、端末20は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス22を有する。バス22には、CPU(Central Processing Unit)24、記憶装置26等が接続されている。記憶装置は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等である。
また、バス22には、入力装置28、GPS装置30、通信装置36、表示装置38及び時計40が接続されている。
図4は、端末20の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図4に示すように、端末20は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス22を有する。バス22には、CPU(Central Processing Unit)24、記憶装置26等が接続されている。記憶装置は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等である。
また、バス22には、入力装置28、GPS装置30、通信装置36、表示装置38及び時計40が接続されている。
(端末20の主なソフトウエア構成等について)
図5は、端末20の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図6は、衛星信号Cの一例等を示す概略図である。
図5に示すように、端末20は、各部を制御する制御部100、図4のGPS装置30に対応するGPS部102、通信装置36に対応する通信部104、時計40に対応する計時部106等を有している。
端末20は、また、各種プログラムを格納する第1記憶部110、各種情報を格納する第2記憶部150を有する。
図5は、端末20の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図6は、衛星信号Cの一例等を示す概略図である。
図5に示すように、端末20は、各部を制御する制御部100、図4のGPS装置30に対応するGPS部102、通信装置36に対応する通信部104、時計40に対応する計時部106等を有している。
端末20は、また、各種プログラムを格納する第1記憶部110、各種情報を格納する第2記憶部150を有する。
図5に示すように、端末20は、第2記憶部150に、衛星軌道情報152を格納している。衛星軌道情報152は、アルマナック154及びエフェメリス156を含む。アルマナック154は、すべてのGPS衛星12a等の概略の軌道を示す情報であり、エフェメリス156は、各GPS衛星12a等の精密な軌道を示す情報である。端末20は、アルマナック154及びエフェメリス156を、位置の測位のために使用する。
図5に示すように、端末20は、第1記憶部110に、GPS信号受信プログラム112を格納している。GPS信号受信プログラム112は、制御部100が、GPS部102によって、GPS衛星12a等から電波S1等に乗せられた衛星信号Cを受信するためのプログラムである。すなわち、GPS信号受信プログラム112と制御部100は、衛星信号受信手段の一例である。
制御部100からの指令を受けたGPS装置30(図3参照)は、まず、アンテナ32aによって衛星信号Cを受信する。
制御部100からの指令を受けたGPS装置30(図3参照)は、まず、アンテナ32aによって衛星信号Cを受信する。
ここで、衛星信号Cに雑音信号(以後、単に雑音と呼ぶ)が含まれていないとすれば、アンテナ32aが受信する衛星信号Cは図6(a)に示す通りである。しかし、衛星信号Cには、宇宙の雑音や大気圏の雑音という外部の雑音Mが乗っているため、アンテナ32aが受信する衛星信号Cは図6(b)に示す通りとなる。
続いて、衛星信号Cは、LNA32b1(図3参照)に入力される。ここで、LNA32b1自体が、図6(c)に示す雑音N1を発生する。このため、図6(d)に示すように、衛星信号Cが増幅されつつ雑音N1が乗せられた信号が、LNA32b1から出力される。
一方、LNA32b2乃至32bkは、それぞれ相殺用雑音N2等(図6(e)、図6(f)及び図6(g)参照)を生成する。相殺用雑音N2等は、相殺用雑音信号の一例である。なお、LNA32b2乃至32bkがそれぞれ相殺用雑音N2等を生成するが、図6においては、説明の便宜のために、LNA32b2乃至32b4が生成する相殺用雑音N2乃至N4のみを図示
している。
LNA32b2等の構成は、LNA32b1と同様であり、LNA32b2が生成する相殺用雑音N2等は、LNA32b1が発生する雑音N1と同一範囲の信号強度である。
一方、LNA32b2乃至32bkは、それぞれ相殺用雑音N2等(図6(e)、図6(f)及び図6(g)参照)を生成する。相殺用雑音N2等は、相殺用雑音信号の一例である。なお、LNA32b2乃至32bkがそれぞれ相殺用雑音N2等を生成するが、図6においては、説明の便宜のために、LNA32b2乃至32b4が生成する相殺用雑音N2乃至N4のみを図示
している。
LNA32b2等の構成は、LNA32b1と同様であり、LNA32b2が生成する相殺用雑音N2等は、LNA32b1が発生する雑音N1と同一範囲の信号強度である。
そして、LNA32b1から出力された信号(図6(d)参照)及び、LNA32b2乃至32bkから出力された信号(図6(e)乃至(g)参照)は、積算器32dに入力される。
積算器32dにおいては、LNA32b1乃至32bkが生成する雑音N1乃至Nkが互いに相殺し合う。このため、積算器32dから出力される信号は、図6(h)に示すように、LNA32b1に入力する信号(図6(b)参照)をそのまま増幅した信号となり、LNA32b1自体が発生する雑音N1は排除される。
上述のLNA32b2等は、以下の図7を使用して説明するように、その数が多いほど、好ましい。
積算器32dにおいては、LNA32b1乃至32bkが生成する雑音N1乃至Nkが互いに相殺し合う。このため、積算器32dから出力される信号は、図6(h)に示すように、LNA32b1に入力する信号(図6(b)参照)をそのまま増幅した信号となり、LNA32b1自体が発生する雑音N1は排除される。
上述のLNA32b2等は、以下の図7を使用して説明するように、その数が多いほど、好ましい。
図7は、ガウス分布を示す概略図である。
多数のLNA32b1及びLNA32b2等が雑音N1,相殺用雑音N2等を生成すると、その電力値の分布は、図7のガウス分布に示すようになる。これは、雑音N1,相殺用雑音N2等が多ければ多いほど、それらの相殺用雑音N2等を積算するとゼロ(0)に収束することを意味する。したがって、LNA32b1乃至LNA32bkはその数が多いほど、好ましい。
ただし、LNA32b1乃至LNA32bkの数は、ガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数の、雑音N1及び相殺用雑音N2等を生成することができれば実用上は十分である。
雑音N1及び相殺用雑音N2等のガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数であれば、雑音N1は相殺用雑音N2等と、互いに相殺し合い、雑音N1は実用上無視できる強度に減衰する。
このため、LNA32b1乃至32bkの合計数は、雑音N1,相殺用雑音N2等のガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数である。
多数のLNA32b1及びLNA32b2等が雑音N1,相殺用雑音N2等を生成すると、その電力値の分布は、図7のガウス分布に示すようになる。これは、雑音N1,相殺用雑音N2等が多ければ多いほど、それらの相殺用雑音N2等を積算するとゼロ(0)に収束することを意味する。したがって、LNA32b1乃至LNA32bkはその数が多いほど、好ましい。
ただし、LNA32b1乃至LNA32bkの数は、ガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数の、雑音N1及び相殺用雑音N2等を生成することができれば実用上は十分である。
雑音N1及び相殺用雑音N2等のガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数であれば、雑音N1は相殺用雑音N2等と、互いに相殺し合い、雑音N1は実用上無視できる強度に減衰する。
このため、LNA32b1乃至32bkの合計数は、雑音N1,相殺用雑音N2等のガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数である。
続いて、衛星信号C1は、ミキサー32eを通過して、直交検波器32fに入力される。
衛星信号Cは、直交検波器32fによってIQ分離され、それぞれA/Dコンバータ32g1及び32g2に入力される。そして、デジタル信号となった衛星信号Cは、ベースバンド部34に入力される。
ベースバンド部34においては、衛星信号C1をチップ単位でサンプリング処理し、そのサンプリング結果を積算する。そして、積算したサンプリング結果と、ベースバンド部34が有しているC/Aコードの相関をとって、入力した衛星信号CがどのGPS衛星に対応するものかを特定する。
ベースバンド部34においては、衛星信号C1がどのGPS衛星に対応するものかを特定するが、このとき、衛星信号Cの位相も特定している。
衛星信号Cは、直交検波器32fによってIQ分離され、それぞれA/Dコンバータ32g1及び32g2に入力される。そして、デジタル信号となった衛星信号Cは、ベースバンド部34に入力される。
ベースバンド部34においては、衛星信号C1をチップ単位でサンプリング処理し、そのサンプリング結果を積算する。そして、積算したサンプリング結果と、ベースバンド部34が有しているC/Aコードの相関をとって、入力した衛星信号CがどのGPS衛星に対応するものかを特定する。
ベースバンド部34においては、衛星信号C1がどのGPS衛星に対応するものかを特定するが、このとき、衛星信号Cの位相も特定している。
図5に示すように、端末20は、第1記憶部110に、測位プログラム114を格納している。測位プログラム114は、制御部100が、GPS部102の特定結果に基づいて、現在位置を示す現在位置情報158を生成するためのプログラムである。
端末20は、以上のように構成されている。
上述のように、端末20は、LNA32b2等によって、相殺用雑音N2等を生成することができる。そして、端末20は、積算器32dによって、LNA32b1によって増幅された衛星信号Cの雑音N1を、相殺用雑音N2等によって除去することができる。
このため、端末20は、増幅器の雑音信号の影響を排除することができる。
上述のように、端末20は、LNA32b2等によって、相殺用雑音N2等を生成することができる。そして、端末20は、積算器32dによって、LNA32b1によって増幅された衛星信号Cの雑音N1を、相殺用雑音N2等によって除去することができる。
このため、端末20は、増幅器の雑音信号の影響を排除することができる。
また、雑音N1を発生するLNA32b1と同様の構成を有するLNA32b2等によって相殺用雑音N2等を発生するようになっているから、相殺用雑音N2等を生成する専用回路を新たに設計する必要はない。
また、LNA32b2等はLNA32b1と同様の構成を有するから、LNA32b1が発生する雑音N1と同様の相殺用雑音N2等を生成することができる。
このため、積算器32dによって、効率よく雑音N1を除去することができる。
これにより、端末20によれば、雑音N1を除去する専用回路を新たに設計する必要がないにも関わらず、雑音N1の影響を排除することができる。
また、LNA32b2等はLNA32b1と同様の構成を有するから、LNA32b1が発生する雑音N1と同様の相殺用雑音N2等を生成することができる。
このため、積算器32dによって、効率よく雑音N1を除去することができる。
これにより、端末20によれば、雑音N1を除去する専用回路を新たに設計する必要がないにも関わらず、雑音N1の影響を排除することができる。
さらに、LNA32b1乃至32bk等は、雑音N1及び相殺用雑音N2等のガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる数の、相殺用雑音N2等を生成するから、衛星信号Cの雑音N1と相殺用雑音N2等は、互いに相殺し合い、雑音N1は実用上無視できる強度に減衰する。
このため、端末20は、雑音N1を実用上無視できる強度に減衰させることができる。
このため、端末20は、雑音N1を実用上無視できる強度に減衰させることができる。
以上が本実施の形態に係る端末20の構成であるが、以下、その動作例を主に図8を使用して説明する。
図8は端末20の動作例を示す概略フローチャートである。
図8は端末20の動作例を示す概略フローチャートである。
まず、端末20が、例えば、GPS衛星12aから電波S1に乗せられた衛星信号Cを受信する(図8のステップST1)。このステップST1は、衛星信号受信ステップの一例である。
続いて、端末20は、衛星信号Cを増幅し、並行して、相殺用雑音N2等を生成する(ステップST2)。このステップST2は、衛生信号増幅ステップの一例であり、相殺用雑音信号生成ステップの一例でもある。
ステップST2においては、衛星信号Cは増幅されつつ、LNA32b1の雑音N1が乗せられている。
続いて、端末20は、衛星信号Cを増幅し、並行して、相殺用雑音N2等を生成する(ステップST2)。このステップST2は、衛生信号増幅ステップの一例であり、相殺用雑音信号生成ステップの一例でもある。
ステップST2においては、衛星信号Cは増幅されつつ、LNA32b1の雑音N1が乗せられている。
続いて、端末20は、増幅した衛星信号Cと相殺用雑音N2等を積算する(ステップST3)。このステップST3は、雑音信号除去ステップの一例である。
続いて、端末20は、雑音N1が除去された衛星信号Cをサンプリング処理して、どのGPS衛星からの衛星信号かを特定する(ステップST4)。このステップST4は、衛星信号抽出ステップの一例である。
ステップST4においては、端末20は、衛星信号Cの位相も特定する。
なお、端末20は、3個以上のGPS衛星12a等からの衛星信号について、上述のステップST1乃至ステップST4を行なっている。
ステップST4においては、端末20は、衛星信号Cの位相も特定する。
なお、端末20は、3個以上のGPS衛星12a等からの衛星信号について、上述のステップST1乃至ステップST4を行なっている。
続いて、端末20は、現在位置の測位演算を行って、現在位置情報158(図5参照)を生成する(ステップST5)。
続いて、端末20は、現在位置情報158を表示装置38(図4参照)に表示する(ステップST6)。
続いて、端末20は、現在位置情報158を表示装置38(図4参照)に表示する(ステップST6)。
以上で説明したように、端末20は、増幅器の雑音信号の影響を排除することができる。
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。
12a,12b,12c,12d・・・GPS衛星、20・・・端末、30・・・GPS装置、32・・・RF部、32a・・・アンテナ、32b1乃至32bk・・・LNA、32c・・・電源、32d・・・積算器、32e・・・ミキサー、32g1,32g2・・・A/Dコンバータ、34・・・ベースバンド部
Claims (4)
- 測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行う測位装置であって、
前記衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、
前記衛星信号を増幅する衛星信号増幅手段と、
前記衛星信号増幅手段が発生する雑音信号と同一範囲の信号強度における相殺用雑音信号を生成する相殺用雑音信号生成手段と、
前記衛星信号増幅手段によって増幅された前記衛星信号に乗せられた前記雑音信号を、前記相殺用雑音信号によって除去する雑音信号除去手段と、
前記衛星信号を抽出する衛星信号抽出手段と、
を有することを特徴とする測位装置。 - 前記相殺用雑音信号生成手段は、前記衛星信号増幅手段と同様の構成を有する信号増幅手段で構成されており、
前記信号増幅手段は、前記相殺用雑音信号のみを生成する構成となっていることを特徴とする請求項1に記載の測位装置。 - 前記衛星信号増幅手段及び前記相殺用雑音信号生成手段の合計数は、前記雑音信号及び前記相殺用雑音信号のガウス分布の偏差が、1シグマ(σ)以内となる前記雑音信号及び前記相殺用雑音信号を生成することができる数であることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の測位装置。
- 測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて測位を行う測位装置が、前記衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号を増幅する衛星信号増幅ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号増幅ステップにおいて発生する雑音信号と同一範囲の信号強度における相殺用雑音信号を生成する相殺用雑音信号生成ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号増幅ステップにおいて増幅された前記衛星信号に乗せられた前記雑音信号を、前記相殺用雑音信号によって除去する雑音信号除去ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号を抽出する衛星信号抽出ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005138094A JP2006317212A (ja) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | 測位装置、測位装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005138094A JP2006317212A (ja) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | 測位装置、測位装置の制御方法 |
Publications (1)
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JP2006317212A true JP2006317212A (ja) | 2006-11-24 |
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Family Applications (1)
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JP2005138094A Withdrawn JP2006317212A (ja) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | 測位装置、測位装置の制御方法 |
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Country | Link |
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-
2005
- 2005-05-11 JP JP2005138094A patent/JP2006317212A/ja not_active Withdrawn
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