JP2009250618A - Satellite signal receiving system, and noise removal method of satellite signal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用ナビゲーション装置が測位を行うため、衛星信号受信装置を介して衛星信号を受信するシステム,及び衛星信号のノイズ除去方法に関する。 The present invention relates to a system for receiving a satellite signal via a satellite signal receiving device and a method for removing noise from the satellite signal in order for the vehicle navigation device to perform positioning.
車両用ナビゲーション装置が測位を行うためにGPS(Global Positioning System)信号を受信する場合、伝送経路中の同軸ケーブルで発生する損失により信号レベルが低下するのを補うため、GPS受信装置側のエレメントが受信した衛星信号を増幅してナビゲーション装置側に伝送している。
そして、ナビゲーション装置が配置される車室内には、カーオーディオ装置やカーエアコン装置等の様々な電子機器が配置されているため、GPS受信装置のエレメントは、それらが動作する場合に発生するノイズも受信してしまうことが避けられず、測位性能を劣化させる原因となっている。したがって、受信信号に含まれる不要なノイズを除去する処理を行う必要がある。
When a vehicle navigation device receives a GPS (Global Positioning System) signal for positioning, an element on the GPS receiver side is used to compensate for a decrease in signal level due to a loss generated by a coaxial cable in the transmission path. The received satellite signal is amplified and transmitted to the navigation device side.
Since various electronic devices such as a car audio device and a car air conditioner are arranged in the passenger compartment where the navigation device is arranged, the elements of the GPS receiving device also generate noise when they operate. Reception is unavoidable, which is a cause of degradation of positioning performance. Therefore, it is necessary to perform processing for removing unnecessary noise included in the received signal.
例えば、特許文献1には、上記の問題を解決するため、受信信号をA/D変換した後に、GPS受信アンテナ部が受信する混入ノイズNに相関のある参照ノイズ信号Nrを出力する参照ノイズ信号出力部を設け、参照ノイズ信号Nrをもとに混入ノイズNを打ち消すアンチノイズ信号ANを生成し、混入ノイズを含むGPSデジタル信号S”+N”にアンチノイズ信号ANを加算して混入ノイズN(N”)を低減させるノイズ除去部を設けたGPS受信装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1では、受信信号をA/D変換した後デジタル処理によりノイズ除去を行っているため、アナログ信号に混入しているノイズもそのままA/D変換することになる。ここで、電子機器が発生するノイズは、一般にシステムクロック信号の高調波のように特定の周波数に鋭いピークを持っている場合が多い。そのようなノイズを含んだ受信信号をA/D変換すると、ノイズの周波数成分が若干広がる傾向を示すため(図6参照)GPS信号との混信が生じる。したがって、その状態からデジタル処理によるノイズ除去を行っても、ノイズを十分に除去しきれない場合がある。 However, in Patent Document 1, since noise is removed by digital processing after A / D conversion of the received signal, noise mixed in the analog signal is also A / D converted as it is. Here, noise generated by an electronic device generally has a sharp peak at a specific frequency, such as a harmonic of a system clock signal. When A / D conversion is performed on a received signal including such noise, the frequency component of the noise tends to spread slightly (see FIG. 6), causing interference with the GPS signal. Therefore, even if noise removal by digital processing is performed from that state, noise may not be sufficiently removed.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、受信した衛星信号に含まれるノイズを、より適切に除去できる衛星信号受信システム,及び衛星信号のノイズ除去方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a satellite signal receiving system and a satellite signal noise removing method that can more appropriately remove noise contained in a received satellite signal. is there.
請求項1記載の衛星信号受信システムによれば、車両用ナビゲーション装置は、衛星信号受信装置に初期設定信号を送信すると、車室内に配置されている電子機器で、衛星信号の帯域に対してノイズ源となるものが現在動作中であることを示す識別信号を送信し、受信装置は、初期設定信号が与えられると、受信信号を周波数分析手段により分析し、分析した周波数及び信号強度の発振信号を発振信号出力手段に出力させるように設定する。また、位相器により前記発振信号の位相を調整して受信信号に合成し、周波数分析手段により出力される信号のレベルが最低となった場合の位相を、周波数分析手段により分析された周波数及び信号強度と共に記憶手段に記憶させる。尚、「信号強度」は、信号の電力レベル又は振幅レベルを意味する。 According to the satellite signal receiving system of claim 1, when the vehicle navigation device transmits an initial setting signal to the satellite signal receiving device, the electronic device disposed in the vehicle interior causes noise relative to the band of the satellite signal. An identification signal indicating that the source is currently operating is transmitted, and when the initial setting signal is given, the receiving apparatus analyzes the received signal by frequency analysis means, and the oscillation signal of the analyzed frequency and signal strength Is set to output to the oscillation signal output means. The phase of the oscillation signal is adjusted by the phase shifter and synthesized with the received signal, and the frequency and signal analyzed by the frequency analysis means are analyzed when the level of the signal output by the frequency analysis means is minimum. It memorize | stores in a memory | storage means with intensity | strength. “Signal strength” means the power level or amplitude level of a signal.
そして、ナビゲーション装置が初期設定終了信号を送信すると、受信装置は、第1及び第2スイッチ回路を第1信号合成手段側に切り替え、以降に、ノイズ源となる電子機器が動作していることを示す識別信号が送信されると、その識別信号に基づき記憶手段に記憶させた周波数,信号強度及び位相情報を読み出し発振信号出力手段並びに位相器を設定し、位相器より出力される発振信号を受信信号に合成する。ナビゲーション装置は、受信装置より与えられる信号をA/D変換すると、デジタルフィルタリング処理してノイズを除去する。 When the navigation device transmits the initial setting end signal, the receiving device switches the first and second switch circuits to the first signal synthesizing means side, and thereafter the electronic device that is a noise source is operating. When the identification signal is transmitted, the frequency, signal strength, and phase information stored in the storage means is read based on the identification signal, the oscillation signal output means and the phaser are set, and the oscillation signal output from the phaser is received. Composite to signal. When the navigation device performs A / D conversion on the signal given from the receiving device, the navigation device performs digital filtering to remove noise.
斯様に構成すれば、衛星信号受信装置側では、初期設定において車室内に配置されている電子機器が発生するノイズを周波数分析手段により分析した結果に基づき、発振信号出力手段並びに位相器により出力される発振信号によって、アナログ領域でノイズを除去することができる。そして、ナビゲーション装置側では、衛星信号受信装置側でノイズが除去された信号を、更にデジタルフィルタリング処理してノイズを除去する。したがって、受信装置からナビゲーション装置に信号が伝送される間にノイズが混入する余地がある場合でも、デジタル処理でノイズを除去できるので、衛星信号に基づく測位精度の劣化を防止することができる。 With this configuration, the satellite signal receiving device outputs the oscillation signal output means and the phase shifter based on the result of analyzing the noise generated by the electronic equipment disposed in the vehicle interior in the initial setting by the frequency analysis means. Noise can be removed in the analog domain by the oscillation signal. On the navigation device side, the signal from which the noise has been removed on the satellite signal receiving device side is further subjected to digital filtering to remove the noise. Therefore, even when there is room for noise to be mixed while signals are transmitted from the receiving device to the navigation device, noise can be removed by digital processing, so that it is possible to prevent deterioration in positioning accuracy based on satellite signals.
請求項2記載の衛星信号受信システムによれば、車室内にノイズ源となる電子機器が複数配置されている場合、受信装置の制御手段は、複数の電子機器のうち周波数分析手段により分析された周波数で信号強度が最大となったものを、初期設定の終了後に、発振信号出力手段並びに位相器に設定する。すなわち、受信装置側に発振信号出力手段並びに位相器が1組しか用意できない場合でも、最も影響が大きいノイズを除去するように設定して、ノイズの影響を低減できる。
According to the satellite signal receiving system according to
請求項3記載の衛星信号受信システムによれば、衛星信号受信装置に、発振信号出力手段及び位相器の組を複数備え、車室内にノイズ源となる電子機器が複数配置されている場合、制御手段は、初期設定において周波数分析手段により分析された複数の周波数を、複数の発振信号出力手段並びに位相器の組にそれぞれ設定する。すなわち、受信装置側に発振信号出力手段並びに位相器が複数組用意されている場合は、それらを複数のノイズ源に併せてそれぞれ設定すれば、各ノイズを除去することができる。
According to the satellite signal receiving system of
請求項4記載の衛星信号受信システムによれば、ナビゲーション装置の制御信号出力手段は、制御信号を周波数信号で送信し、受信装置の制御手段は、周波数分析手段により分析された制御信号の周波数により当該制御信号を識別する。すなわち、受信装置が備えている周波数分析手段を利用して制御信号を識別できるので、信号を識別するための回路を別途用意する必要がなく、受信装置を小型化することができる。
According to the satellite signal receiving system according to
請求項5記載の衛星信号受信システムによれば、ナビゲーション装置が、受信装置に対して動作用電源を供給するように構成される場合、制御信号出力手段は、動作用電源に周波数信号を重畳して送信し、受信装置は、ナビゲーション装置より送信された重畳信号より、動作用電源と周波数信号とを信号分離手段により分離して、動作用電源を各部に供給すると共に、周波数信号を周波数分析手段に出力する。したがって、ナビゲーション装置から受信装置に制御信号を伝達するための信号線を別途用意する必要がなくなる。
According to the satellite signal receiving system of
請求項6記載の衛星信号受信システムによれば、ナビゲーション装置と受信装置とを同軸ケーブルにより接続して、周波数信号が重畳された動作用電源を送信する。すなわち、受信装置とナビゲーション装置との間は、前述のように受信信号を伝送するため同軸ケーブルにより接続されている場合が多い。そこで、その同軸ケーブルを利用して、ナビゲーション装置から受信装置に動作用電源と周波数信号とを送信すれば、信号線を別途用意する必要がなくなる。 According to the satellite signal receiving system of the sixth aspect, the navigation device and the receiving device are connected by the coaxial cable, and the power supply for operation on which the frequency signal is superimposed is transmitted. That is, the receiving device and the navigation device are often connected by a coaxial cable to transmit a received signal as described above. Therefore, if the operation power supply and the frequency signal are transmitted from the navigation device to the receiving device using the coaxial cable, it is not necessary to prepare a separate signal line.
以下、本発明の一実施例について図1ないし図5を参照して説明する。図1は、衛星信号受信システムの構成を、衛星信号受信装置側を中心として示す機能ブロック図である。GPS受信装置1は、GPSエレメント2(衛星信号受信手段)によりGPS信号を受信すると、その受信信号をスイッチ回路3(デマルチプレクサ,SW1,第1スイッチ回路)を介して合成器4,5(夫々図中で丸数字1,2を付している)に出力選択可能となっている。合成器4(第1信号合成手段)は、通常動作時に使用される受信経路側(通常の受信系)であり、スイッチ回路3を介して与えられる受信信号と、後述する位相器6を介して与えられる発振信号とを加算合成する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the satellite signal receiving system with a focus on the satellite signal receiving device side. When receiving the GPS signal by the GPS element 2 (satellite signal receiving means), the GPS receiver 1 receives the received signal through the switch circuit 3 (demultiplexer, SW1, first switch circuit) and
合成器4の出力信号(RF信号)は、増幅器7により増幅されると、バンドパスフィルタ(BPF)8を介して方向性結合器9に与えられる。方向性結合器9は、与えられたRF信号を、DC/RF分配器10(信号分離手段)を介して同軸ケーブル11により車両用ナビゲーション装置12に送信する。ナビゲーション装置12には、車室内に配置されている他の電子機器、例えばカーステレオや車載テレビなどを含むAV装置やカーエアコン装置等が周辺機器13として接続されており、それらのON/OFF情報が与えられるようになっている。
When the output signal (RF signal) of the
ナビゲーション装置12は、同軸ケーブル11を介して、GPS受信装置1側に動作用電源を供給すると共に、その電源に、制御信号としてRF帯の周波数信号(RF制御信号と称す)を重畳して送信するようになっている。それらは、上記DC/RF分配器10によりDC電源とRF制御信号とに分離されると、電源はGPS受信装置1の各部に供給され、RF制御信号は、方向性結合器9を介して合成器5に出力される。
The
合成器5(第2信号合成手段)は、後述する初期設定時に使用される信号経路に配置されており、スイッチ回路3の出力端子の一方側と、もう1つのスイッチ回路14(SW2,第2スイッチ回路)の出力端子の一方側とが接続されている。スイッチ回路14の入力端子には、前述した位相器6の出力端子が接続されており、合成器5は、GPSエレメント2の受信信号と、位相器6を介して与えられる発振信号とを加算合成する。そして、その合成信号は周波数分析器15(周波数分析手段)に出力される。尚、ナビゲーション装置12側より出力されるRF制御信号は、合成器5を介してそのまま周波数分析器15に出力されるようになっている。
The synthesizer 5 (second signal synthesizing means) is arranged in a signal path used at the time of initial setting described later, and one side of the output terminal of the
制御回路16(制御手段)は、マイクロコンピュータで構成されており、周波数分析器15は、制御回路16のソフトウエアにより実現される機能である。そして、制御回路16は、周波数分析器15の分析結果を参照すると共に、位相器6,スイッチ回路3及び14,発振器17(発振信号出力手段)を制御し、メモリ18(記憶手段)に対してデータの読み書きを行う。発振器17は、例えばNCO(数値制御発振器)で構成され、制御回路16より与えられる制御指令に応じた周波数及び信号強度の発振信号を生成して位相器6に出力する。位相器6は、与えられた発振信号を、制御回路16より与えられる制御指令に応じて移相すると、スイッチ回路14に出力する。
The control circuit 16 (control means) is constituted by a microcomputer, and the
図2は、ナビゲーション装置12側の構成を、本発明の要旨に係る部分について示す機能ブロック図である。ナビゲーション装置12のフロントエンド部21は、GPS受信装置1より与えられるアナログRF信号を、ミキサ22によりリファレンスクロックに基づき生成した中間周波数(IF)信号とミキシングすることで中間周波数帯に変換する。ミキサ22の出力信号は、ローパスフィルタ23を介してデジタルフィルタ部24(デジタルフィルタ手段)に出力される。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration on the
デジタルフィルタ部24では、IF信号をA/D変換すると、デジタル演算によりローパス,若しくはバンドパスフィルタリング処理し、ベースバンド部25に出力する。ベースバンド部25では、NCO26より生成される推定キャリア周波数の発振信号に相当するデータを、乗算器27によりデジタルフィルタ部24の出力データに乗算し、キャリア成分を除去する。尚、ここでは、NCO26より互いに位相が90度異なるI,Q信号に相当するデータを出力させて直交復調を行っても良い。
乗算器27の乗算結果データは、次段の乗算器28に出力され、GPSコード発生器29より出力されるGPSコード(疑似雑音信号)と乗算される。そして、乗算器28の乗算結果データが復調信号処理される。
In the
The multiplication result data of the
制御回路30(制御信号出力手段)は、マイクロコンピュータで構成され、ナビゲーション装置12を統括的に制御する。制御回路30には、前述のように各周辺機器13のON/OFF情報が与えられ、制御回路30は、初期設定プログラム及び上記ON/OFF情報に応じて発振器31(制御信号出力手段)を制御し、周波数が異なる発振信号をRF制御信号として出力させる。そのRF制御信号は、DC/RF合成器32(制御信号出力手段)において電源回路33より与えられるDC電源に重畳されると、同軸ケーブル11を介してGPS受信装置1側に送信される。
The control circuit 30 (control signal output means) is composed of a microcomputer and controls the
図3は、ナビゲーション装置12の制御回路30,及びGPS受信装置1の制御回路16により実行される初期設定処理の内容を示すフローチャートである。初期設定処理は、GPS受信装置1及びナビゲーション装置12が周辺機器13と共に車両に搭載され、出荷される前の段階で行う。その場合、車両を、GPS衛星より送信されるGPS信号を遮蔽可能な環境内に配置する。また、複数の周辺機器13のうち、GPSの信号帯域に影響を及ぼすノイズを放射するものは事前に特定できるため、それらをノイズ除去の対象とする。
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the initial setting process executed by the
ナビゲーション装置12の制御回路30は、初期設定モードで立ち上がると、発振器31に周波数の設定を行い、GPS受信装置1側に初期設定の開始を示す信号を送信する(ステップS1)。上記信号の周波数は、例えば1300MHzなど、GPS信号の帯域(1575.42MHz±1.023MHz)外となる周波数に設定する。
続いて、その時点で動作状態にある周辺機器13を識別するための信号をRF制御信号として送信する(ステップS2)。この識別信号は、例えばTVチューナがONの場合は1400MHz,エアコンONの場合は1420MHzというように、周波数を割り当てておく。この場合、作業者がそれぞれの電源スイッチを操作した信号が、制御回路30にON/OFF情報として与えられる。
When the
Subsequently, a signal for identifying the
GPS受信装置1側では、ステップS1,S2で送信されたRF制御信号が、合成器5を介して周波数分析器15に与えられ、それらの周波数が検出されて制御回路16に出力される(ステップS3)。すると、制御回路16は、初期設定処理が開始されたことを認識し、スイッチ回路3,14が何れも合成器5側を選択するように切り替える(ステップS4)。これにより、動作している周辺機器13が放射したノイズがGPSエレメント2により受信され、スイッチ回路3,合成器5を介して周波数分析器15に出力される。
On the GPS receiver 1 side, the RF control signals transmitted in steps S1 and S2 are applied to the
次に、制御回路16は、周波数分析器15にピークノイズ検索命令を与え(ステップS5)、周波数分析器15は、GPS信号帯域についてピークノイズの周波数及び電力強度を検出し、制御回路16に送信する(ステップS6)。制御回路16は、そのピークノイズの周波数及び電力強度を発振器17に設定し(ステップS7)、相当する発振信号を出力させ、位相器6に、発振器17が出力した発振信号の位相を変化させるように指令を与える(ステップS8)。
Next, the
すると、位相器6は、上記発振信号の位相を0度〜180度の範囲で変化させ、合成器5は、GPSエレメント2が受信しているノイズと、位相器6より出力される発振信号とを合成するので、周波数分析器15には両者の合成信号が与えられる。制御回路16は、周波数分析器15に、ステップS6で検出したピークノイズの電力強度を要求し(ステップS9)、その電力強度が最小となる位相差を判断する(通常は逆相となる。ステップS10)。そして、上記位相差を判断すると、ピークノイズの周波数,電力強度及び前記位相差と、対応する周辺機器13の識別情報とを、ノイズ除去信号情報としてメモリ18に書き込んで記憶させる(ステップS11)。
Then, the phase shifter 6 changes the phase of the oscillation signal in the range of 0 degrees to 180 degrees, and the
次に、ナビゲーション装置12側の制御回路30は、他にノイズ源となる周辺機器13があるか否かを判断し(ステップS12)、ある場合は(YES)ステップS2に戻り、上記周辺機器13の識別信号を送信して同様の検出を行う。一方、他にノイズ源となる周辺機器13がなければ(NO)、GPS受信装置1側に初期設定終了信号(例えば、周波数1310MHz)を送信する(ステップS13)。すると、制御回路16は、その終了信号を認識して、スイッチ回路3,14を合成器4側に切り替える。
Next, the
図4は、以上のように初期設定が完了し、出荷された車両がフィールドにおいて通常動作する場合の処理内容を示すフローチャートである。制御回路30は、周辺機器13のうちノイズ源となるものが、車両の乗員の操作により動作を開始するまで待機し(ステップS21)、ノイズ源が動作を開始すると(YES)、ステップS2と同様に当該周辺機器13を識別するための信号を送信する(ステップS22)。
すると、GPS受信装置1側の制御回路16は、その識別信号を受けて、メモリ16より、識別信号に対応するノイズ除去信号情報を読み出す(ステップS23)。尚、ノイズ源となる周辺機器13が複数存在する場合は、それらのうち、電力強度が最大であるものを選択して読み出すようにする。そして、読み出した各情報を、発振器16及び位相器6にセットして、合成器4にノイズ除去信号を出力させる(ステップS24)。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents when the initial setting is completed as described above and the shipped vehicle normally operates in the field. The
Then, the
ここで、図5は、上記の作用によりノイズが除去されるイメージを周波数スペクトラムで示すものである。図5(a)は、GPSエレメント2によって受信されたGPS信号(破線)と、車室内の周辺機器13が放射するノイズ(一点鎖線)とが重畳された状態であり(実線)、図5(b)は、そのノイズに応じて発生させたノイズ除去信号のイメージである。実際には、ノイズ除去信号は(a)のノイズに対して逆相となっている。そして、図5(c)は、(a)のノイズと(b)のノイズ除去信号とを合成したイメージであり、ノイズが除去され、GPS信号の成分だけが残留している。
Here, FIG. 5 shows an image in which noise is removed by the above-described action in a frequency spectrum. FIG. 5A shows a state in which the GPS signal (broken line) received by the
以上のようにして、GPS受信装置1側においてアナログ領域でノイズが除去されたGPS信号は、ナビゲーション装置12側に送信され、フロントエンド部21を経てデジタルフィルタ部24において更にフィルタリング処理されると、ベースバンド部25に出力される。
As described above, the GPS signal from which noise has been removed in the analog region on the GPS receiver 1 side is transmitted to the
再び、図4を参照する。ステップS24の実行後は、ナビゲーション装置12の制御回路30は、ノイズ源となる周辺機器13の動作状態に変化があるまで待機する(ステップS25)。そして、動作状態に変化が生じると(YES)ノイズ源となる周辺機器13の動作が全てOFFになったか否かを判断し(ステップS26)、全てOFFになった場合は(YES)、GPS受信装置1側に発振器17の動作を停止させる制御信号を出力して、制御回路16に発振器17の動作を停止させる(ステップS27)。それから、ステップS21に移行する。
一方、ステップS26において、周辺機器13のON/OFF状態が切り替わった場合や(何れか1つ以上がON)、追加でONとなった周辺機器13がある場合はステップS2に移行して、それらのON/OFFに応じた識別情報をGPS受信装置1側に送信する。
Reference is again made to FIG. After execution of step S24, the
On the other hand, in step S26, when the ON / OFF state of the
以上のように本実施例によれば、車両用ナビゲーション装置12は、GPS受信装置1に初期設定の開始を示す信号を送信すると共に車室内の周辺機器13でノイズ源となるものが現在動作中であることを示す識別信号を送信し、受信装置1は、初期設定信号が与えられると、受信信号を周波数分析器15により分析し、分析した周波数及び電力強度(信号強度)の発振信号を発振器17に出力させる。また、位相器6により前記発振信号の位相を調整してGPSエレメント2が受信したノイズと合成し、周波数分析器15により出力される信号のレベルが最低となった場合の位相を、周波数分析器15により分析された周波数及び信号強度と共にメモリ18に記憶させる。
As described above, according to the present embodiment, the
そして、ナビゲーション装置12が初期設定終了信号を送信すると、受信装置1は、スイッチ回路3,14を合成器4側に切り替える。以降に、ノイズ源となる周辺機器13が動作していることを示す識別信号が送信されると、その識別信号に応じてメモリ18に記憶させた周波数,信号強度及び位相情報を読み出して発振器17並びに位相器6を設定し、位相器6より出力される発振信号を受信信号に合成し、ナビゲーション装置12は、受信装置1より与えられる信号をA/D変換し、デジタルフィルタ部24によりフィルタリング処理してノイズを除去する。
When the
したがって、GPS受信装置1側では、初期設定において周辺機器13が発生するノイズを周波数分析器15により分析した結果に基づき、発振器17並びに位相器6により出力される発振信号によって、アナログ領域でノイズを除去することができる。そして、ナビゲーション装置12側では、GPS受信装置1側でノイズが除去された信号を、更にデジタルフィルタリング処理してノイズを除去するので、受信装置1からナビゲーション装置12に信号が伝送される間にノイズが混入する余地がある場合でもデジタル処理でノイズを除去でき、GPS信号に基づく測位精度の劣化を防止することができる。
Therefore, on the GPS receiver 1 side, noise is generated in the analog region by the oscillation signal output from the
また、ノイズ源となる周辺機器13が複数配置されている場合、受信装置1の制御回路16は、周波数分析器15により分析された周波数で電力強度が最大となったものを、初期設定の終了後、発振器17及び位相器6に設定する。したがって、受信装置1側に発振器17並びに位相器が1組しか用意できない場合でも、最も影響が大きいノイズを除去するように設定して対処できる。
また、ナビゲーション装置12は、制御信号を周波数信号として送信し、受信装置1の制御回路16は、周波数分析器15により分析されたRF制御信号の周波数により当該信号を識別するので、周波数分析器15を利用して制御信号を識別でき、信号を識別するための回路を別途用意する必要がなく、受信装置1を小型化することができる。
In addition, when a plurality of
The
また、ナビゲーション装置12が、受信装置1にDC電源を供給する場合、DC/RF合成器32によりDC電源にRF制御信号を重畳して送信し、受信装置1は、送信された重畳信号より、DC電源とRF制御信号とをDC/RF分配器10により分離して、動作用電源を各部に供給すると共に、RF制御信号を周波数分析器15に出力する。したがって、ナビゲーション装置12から受信装置1に制御信号を伝達するための信号線を別途用意する必要がなくなる。
When the
加えて、ナビゲーション装置12と受信装置1とを同軸ケーブル11により接続して、RF制御信号が重畳されたDC電源を送信する。すなわち、受信装置1とナビゲーション装置12との間は、受信信号を伝送するため同軸ケーブル11により接続されている場合が多いので、同軸ケーブル11を利用してDC電源とRF制御信号とを送信すれば、信号線を別途用意する必要がなくなる。
In addition, the
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
GPS受信装置1に、発振器17及び位相器6の組を複数備え、ノイズ源となる周辺機器13が複数配置されている場合、制御回路16は、初期設定において周波数分析器15により分析された複数の周波数を、初期設定の終了後に、複数の発振器17並びに位相器6の組にそれぞれ設定するようにしても良い。斯様に構成すれば、各ノイズを除去することができる。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
When the GPS receiver 1 is provided with a plurality of sets of the
ナビゲーション装置12側よりGPS受信装置1にDC電源を供給する場合、RF制御信号を必ずしもDC電源に重畳する必要はなく、両者を独立に送信しても良い。また、必ずしも、ナビゲーション装置12側よりGPS受信装置1にDC電源を供給する必要はない。
制御信号は、周波数信号として送信するものに限らず、レベル信号や位相信号、データコマンド等の形式で送信しても良い。
衛星信号受信装置は、GPS衛星に対応したものに限ることなく、ガリレオ衛星やグロナス衛星などに対応して構成されるものでも良い。
When DC power is supplied to the GPS receiver 1 from the
The control signal is not limited to being transmitted as a frequency signal, but may be transmitted in the form of a level signal, a phase signal, a data command, or the like.
The satellite signal receiving apparatus is not limited to the one corresponding to the GPS satellite, but may be configured corresponding to the Galileo satellite, the Glonus satellite, or the like.
図面中、1はGPS受信装置(衛星信号受信装置)、2はGPSエレメント(衛星信号受信手段)、3はスイッチ回路(第1スイッチ回路)、4,5は合成器(第1,第2信号合成手段)、6は位相器、10はDC/RF分配器(信号分離手段)、11は同軸ケーブル、12は車両用ナビゲーション装置、13は周辺機器(電子機器)、14はスイッチ回路(第2スイッチ回路)、15は周波数分析器(周波数分析手段)、16は制御回路(制御手段)、17は発振器(発振信号出力手段)、18はメモリ(記憶手段)、24はデジタルフィルタ部(デジタルフィルタ手段)、30は制御回路(制御信号出力手段)、31は発振器(制御信号出力手段)、32はDC/RF合成器(制御信号出力手段)を示す。 In the drawings, 1 is a GPS receiver (satellite signal receiver), 2 is a GPS element (satellite signal receiver), 3 is a switch circuit (first switch circuit), and 4 and 5 are synthesizers (first and second signals). Synthesis means), 6 a phase shifter, 10 a DC / RF distributor (signal separation means), 11 a coaxial cable, 12 a vehicle navigation device, 13 a peripheral device (electronic device), and 14 a switch circuit (second 15 is a frequency analyzer (frequency analysis means), 16 is a control circuit (control means), 17 is an oscillator (oscillation signal output means), 18 is a memory (storage means), and 24 is a digital filter section (digital filter). Means), 30 is a control circuit (control signal output means), 31 is an oscillator (control signal output means), and 32 is a DC / RF combiner (control signal output means).
Claims (12)
この衛星信号受信手段により受信された信号の周波数を分析する周波数分析手段と、
発振周波数が制御可能に構成され、設定された周波数の発振信号を設定された信号強度で出力する発振信号出力手段と、
前記発振信号の位相を調整する位相器と、
前記衛星信号受信手段により受信された信号と、前記位相器より出力された信号とを合成して通常の受信系に出力する第1信号合成手段と、
前記衛星信号受信手段により受信された信号と、前記位相器の出力信号とを合成して前記周波数分析手段に出力する第2信号合成手段と、
前記衛星信号受信手段により受信された信号を、前記第1信号合成手段と、前記第2信号合成手段との何れかに出力するように切り替える第1スイッチ回路と、
前記位相器の出力信号を、前記第1信号合成手段と、前記第2信号合成手段との何れかに出力するように切り替える第2スイッチ回路と、
前記発振信号出力手段の発振周波数を制御すると共に、前記第1及び第2スイッチ回路の切り替えを制御する制御手段とを備えて構成される衛星信号受信装置と、
この衛星信号受信装置の前記第1信号合成手段を介して出力される信号が与えられ、
前記信号をA/D変換してデジタルフィルタ処理するデジタルフィルタ手段と、
前記制御手段に制御信号を出力する制御信号出力手段とを備える車両用ナビゲーション装置とで構成され、
前記制御信号出力手段は、前記制御手段に初期設定信号を送信すると、車室内に配置されている電子機器で、前記衛星信号の帯域に対してノイズ源となるものが現在動作中であることを示す識別信号を送信し、
前記制御手段は、前記初期設定信号が与えられると、前記第1及び第2スイッチ回路を前記第2信号合成手段側に切り替え、前記周波数分析手段により分析された周波数及び信号強度の発振信号を前記発振信号出力手段に出力させるように設定すると共に、前記位相器により前記発振信号の位相を調整し、前記周波数分析手段により出力される信号のレベルが最低となった場合の位相を、前記周波数分析手段により分析された周波数及び信号強度と共に記憶手段に記憶させ、
前記制御信号出力手段により、初期設定終了信号が送信されると、前記第1及び第2スイッチ回路を前記第1信号合成手段側に切り替え、
前記衛星信号受信装置の制御手段は、前記制御信号出力手段より、前記ノイズ源となる電子機器が動作していることを示す識別信号が送信されると、前記識別信号に基づき前記記憶手段に記憶させた周波数,信号強度及び位相情報を読み出し、前記発振信号出力手段並びに前記位相器を設定し、前記第1信号合成手段に信号を出力させることを特徴とする衛星信号受信システム。 Satellite signal receiving means for receiving satellite signals;
Frequency analyzing means for analyzing the frequency of the signal received by the satellite signal receiving means;
An oscillation signal output means configured to control the oscillation frequency and to output an oscillation signal having a set frequency at a set signal strength;
A phase shifter for adjusting the phase of the oscillation signal;
First signal synthesizing means for synthesizing the signal received by the satellite signal receiving means and the signal output from the phase shifter and outputting the synthesized signal to a normal receiving system;
Second signal synthesizing means for synthesizing the signal received by the satellite signal receiving means and the output signal of the phase shifter and outputting the synthesized signal to the frequency analyzing means;
A first switch circuit that switches the signal received by the satellite signal receiving means to output to either the first signal synthesizing means or the second signal synthesizing means;
A second switch circuit that switches the output signal of the phase shifter to output to either the first signal synthesis unit or the second signal synthesis unit;
A satellite signal receiving apparatus configured to control an oscillation frequency of the oscillation signal output means and to control switching of the first and second switch circuits;
A signal output via the first signal synthesizing means of this satellite signal receiving device is given,
Digital filter means for A / D converting the signal to perform digital filter processing;
A vehicle navigation device comprising control signal output means for outputting a control signal to the control means,
When the control signal output means transmits an initial setting signal to the control means, an electronic device arranged in a vehicle interior that is a noise source for the band of the satellite signal is currently operating. Send an identification signal indicating
When the initial setting signal is given, the control means switches the first and second switch circuits to the second signal synthesizing means side, and the oscillation signal having the frequency and signal intensity analyzed by the frequency analysis means is sent to the control means. The oscillation signal output means is set to output, and the phase of the oscillation signal is adjusted by the phase shifter, and the phase when the level of the signal output by the frequency analysis means becomes the minimum is determined by the frequency analysis. Memorize in the memory means together with the frequency and signal strength analyzed by the means,
When an initial setting end signal is transmitted by the control signal output means, the first and second switch circuits are switched to the first signal synthesis means side,
When the control signal of the satellite signal receiving apparatus transmits an identification signal indicating that the electronic device as the noise source is operating from the control signal output means, the control signal is stored in the storage means based on the identification signal. A satellite signal receiving system comprising: reading out the frequency, signal intensity and phase information, setting the oscillation signal output means and the phase shifter, and causing the first signal synthesis means to output a signal.
前記制御手段は、前記電子機器のうち前記周波数分析手段により分析された周波数で信号強度が最大となったものを、前記初期設定の終了後に、前記発振信号出力手段並びに前記位相器に設定することを特徴とする請求項1記載の衛星信号受信システム。 When a plurality of electronic devices that are noise sources for the band of the satellite signal are arranged in the vehicle interior,
The control means sets, in the oscillation signal output means and the phase shifter, after the initial setting, the one having the maximum signal intensity at the frequency analyzed by the frequency analysis means among the electronic devices. The satellite signal receiving system according to claim 1.
前記車室内に前記衛星信号の帯域に対してノイズ源となる電子機器が複数配置されている場合、
前記制御手段は、前記初期設定において、前記周波数分析手段により分析された複数の周波数を、前記初期設定の終了後に、前記複数の発振信号出力手段並びに前記位相器の組にそれぞれ設定することを特徴とする請求項1記載の衛星信号受信システム。 The satellite signal receiving device includes a plurality of sets of the oscillation signal output means and the phase shifter,
When a plurality of electronic devices that are noise sources for the band of the satellite signal are arranged in the vehicle interior,
In the initial setting, the control means sets the plurality of frequencies analyzed by the frequency analysis means to the set of the plurality of oscillation signal output means and the phase shifter after completion of the initial setting, respectively. The satellite signal receiving system according to claim 1.
前記制御手段は、前記周波数分析手段により分析された前記制御信号の周波数により、当該制御信号を識別することを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の衛星信号受信システム。 The control signal output means of the vehicle navigation device transmits a control signal output to the control means of the satellite signal receiving device as a frequency signal,
4. The satellite signal receiving system according to claim 1, wherein the control means identifies the control signal based on the frequency of the control signal analyzed by the frequency analysis means.
前記衛星信号受信装置は、前記車両用ナビゲーション装置より送信された重畳信号より、前記動作用電源と前記周波数信号とを分離する信号分離手段を備え、
前記信号分離手段は、前記動作用電源を各部に供給すると共に、前記周波数信号を前記周波数分析手段に出力することを特徴とする請求項4記載の衛星信号受信システム。 The vehicle navigation device is configured to supply operation power to the satellite signal reception device, and the control signal output means transmits the frequency signal superimposed on the operation power supply,
The satellite signal receiving device includes signal separation means for separating the operation power supply and the frequency signal from the superimposed signal transmitted from the vehicle navigation device,
5. The satellite signal receiving system according to claim 4, wherein the signal separating unit supplies the operation power supply to each unit and outputs the frequency signal to the frequency analyzing unit.
前記車両用ナビゲーション装置は、前記同軸ケーブルを介して、前記周波数信号が重畳された動作用電源を送信することを特徴とする請求項5記載の衛星信号受信システム。 The vehicle navigation device and the satellite signal receiving device are connected by a coaxial cable,
6. The satellite signal receiving system according to claim 5, wherein the vehicle navigation device transmits an operation power source on which the frequency signal is superimposed via the coaxial cable.
前記車両用ナビゲーション装置は、前記衛星信号受信装置に初期設定信号を送信すると、車室内に配置されている電子機器で、前記衛星信号の帯域に対してノイズ源となるものが現在動作中であることを示す識別信号を送信し、
前記受信装置は、
前記初期設定信号が与えられると、受信信号を周波数分析手段により分析し、分析した周波数及び信号強度の発振信号を発振信号出力手段に出力させるように設定すると共に、位相器により前記発振信号の位相を調整して前記受信信号と合成し、
前記周波数分析手段により出力される信号のレベルが最低となった場合の位相を、前記周波数分析手段により分析された周波数及び信号強度と共に記憶手段に記憶し、
前記ナビゲーション装置が前記ノイズ源となる電子機器が動作していることを示す識別信号を送信すると、前記識別信号に基づき前記記憶手段に記憶させた周波数,信号強度及び位相情報を読み出して前記発振信号出力手段並びに前記位相器を設定し、前記位相器より出力される発振信号を受信信号に合成し、
前記ナビゲーション装置は、前記受信装置より与えられる信号をA/D変換すると、デジタルフィルタリング処理してノイズを除去することを特徴とする衛星信号のノイズ除去方法。 In the satellite signal noise removing method for removing noise contained in the received signal when the vehicle navigation device uses the satellite signal received by the satellite signal receiving device for positioning,
When the vehicle navigation device transmits an initial setting signal to the satellite signal receiving device, an electronic device arranged in a passenger compartment is currently operating as a noise source for the band of the satellite signal. An identification signal indicating that
The receiving device is:
When the initial setting signal is given, the received signal is analyzed by the frequency analysis means, and the oscillation signal having the analyzed frequency and signal strength is set to be output to the oscillation signal output means, and the phase of the oscillation signal is set by the phase shifter. Is adjusted and combined with the received signal,
The phase when the level of the signal output by the frequency analysis means becomes the lowest is stored in the storage means together with the frequency and signal intensity analyzed by the frequency analysis means,
When the navigation device transmits an identification signal indicating that the electronic device that is the noise source is operating, the frequency, signal strength, and phase information stored in the storage means is read based on the identification signal, and the oscillation signal Set the output means and the phase shifter, synthesize the oscillation signal output from the phase shifter with the received signal,
A satellite signal noise removing method, wherein the navigation device performs digital filtering processing to remove noise when the signal supplied from the receiving device is A / D converted.
前記受信装置は、前記電子機器のうち前記周波数分析手段により分析された周波数で信号強度が最大となったものを、前記発振信号出力手段並びに前記位相器に設定することを特徴とする請求項7記載の衛星信号のノイズ除去方法。 When a plurality of electronic devices that are noise sources for the band of the satellite signal are arranged in the vehicle interior,
8. The receiving apparatus, wherein the electronic device having the maximum signal intensity at the frequency analyzed by the frequency analysis unit is set in the oscillation signal output unit and the phase shifter. The method for removing noise from the satellite signal as described.
前記受信装置に、前記発振信号出力手段及び前記位相器の組を複数備え、
前記受信装置は、前記初期設定において、前記周波数分析手段により分析された複数の周波数を、前記複数の発振信号出力手段並びに前記位相器の組にそれぞれ設定することを特徴とする請求項7記載の衛星信号のノイズ除去方法。 When a plurality of electronic devices that are noise sources for the band of the satellite signal are arranged in the vehicle interior,
The receiver comprises a plurality of sets of the oscillation signal output means and the phase shifter,
8. The receiver according to claim 7, wherein, in the initial setting, the plurality of frequencies analyzed by the frequency analyzing unit are respectively set to the plurality of oscillation signal output units and the set of the phase shifters. A method for removing noise from satellite signals.
前記受信装置は、前記周波数分析手段により分析された前記制御信号の周波数により、当該制御信号を識別することを特徴とする請求項7ないし9の何れかに記載の衛星信号のノイズ除去方法。 The navigation device transmits a control signal to be output to the receiving device as a frequency signal,
The satellite signal noise removal method according to claim 7, wherein the receiving apparatus identifies the control signal based on the frequency of the control signal analyzed by the frequency analysis unit.
前記ナビゲーション装置は、前記動作用電源に前記周波数信号を重畳して送信し、
前記受信装置は、前記ナビゲーション装置より送信された重畳信号より、前記動作用電源と前記周波数信号とを分離し、前記動作用電源を各部に供給することを特徴とする請求項10記載の衛星信号のノイズ除去方法。 When the navigation device is configured to supply operating power to the receiving device,
The navigation device transmits the frequency signal superimposed on the power supply for operation,
11. The satellite signal according to claim 10, wherein the receiving device separates the operation power source and the frequency signal from the superimposed signal transmitted from the navigation device, and supplies the operation power source to each unit. Noise removal method.
前記ナビゲーション装置は、前記同軸ケーブルを介して、前記周波数信号が重畳された動作用電源を送信することを特徴とする請求項11記載の衛星信号のノイズ除去方法。 The navigation device and the receiving device are connected by a coaxial cable,
12. The satellite signal noise removal method according to claim 11, wherein the navigation device transmits an operation power source on which the frequency signal is superimposed via the coaxial cable.
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