JP2011141241A - Gnss receiving device and positioning method - Google Patents

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洋 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve positioning accuracy by reducing an influence of multipath. <P>SOLUTION: A GNSS (Global Navigation Satellite System) receiving device includes: a first delay synchronous loop circuit for generating a replica signal of a C/A code, and synchronizing the replica signal of the C/A code with a positioning signal from a GNSS satellite, to thereby determine a phase of the C/A code; a second delay synchronous loop circuit for generating a replica signal of a P code, and synchronizing the replica signal of the P code with the positioning signal from the GNSS satellite, to thereby determine a phase of the P code; a weighting setting part for setting weighting to a pseudo distance acquired by the phase of the C/A code based on moving speed of the GNSS receiving device; a pseudo distance operation part for determining the pseudo distance based on weighting, the phase of the C/A code determined by the first delay synchronous loop circuit, and the phase of the P code determined by the second delay synchronous loop circuit; and a positioning operation part for positioning based on the pseudo distance. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、GNSS用周回衛星からの信号を受信し、測位するGNSS受信装置及び測位方法に関する。   The present invention relates to a GNSS receiver and a positioning method for receiving and positioning a signal from a GNSS orbiting satellite.

衛星航法(GNSS: Global Navigation Satellite System)とは、航空機から3つの航法衛星(GNSS用周回衛星)(以下、GNSS衛星と呼ぶ)を捕捉することで各GNSS衛星からの距離を得るとともに、4つ目の航法衛星からの信号で時刻合わせを行い、航空機の3次元での飛行位置を得ることができる航法システムである。衛星航法には、全地球的測位システム(GPS: Global Positioning System)、ガリレオ(GALILEO)などが含まれる。   The Global Navigation Satellite System (GNSS) is a system that obtains the distance from each GNSS satellite by capturing three navigation satellites (GNSS orbiting satellites) (hereinafter referred to as GNSS satellites) from the aircraft. It is a navigation system that can obtain the flight position in three dimensions of the aircraft by adjusting the time with the signal from the eye navigation satellite. Satellite navigation includes the Global Positioning System (GPS), Galileo, and others.

例えば、GNSS受信装置は移動体に搭載され、該移動体の位置及び速度を測位する。例えば、GNSS受信装置は、複数のGNSS衛星からの電波を受信することによって、複数のGNSS衛星から当該GNSS受信装置までの距離(擬似距離)をそれぞれ算出し、該擬似距離に基づいて当該GNSS受信装置が搭載された移動体の測位を行う。GNSS衛星により発射された信号は、GNSS衛星とGNSS受信装置との間の距離を電波が伝搬する時間だけ遅れてGNSS受信装置に到達する。従って、複数のGNSS衛星について電波伝搬に要する時間を求めれば、測位演算によってGNSS受信装置の位置を求めることができる。例えば、複数のGNSS衛星により発射された電波は、GNSS受信装置の測距部において、各GNSS衛星からGNSS受信装置までの距離が求められる。そして、測位演算部において、測距部において求められた距離に基づいて、GNSS受信装置の位置が求められる。   For example, the GNSS receiver is mounted on a moving body and measures the position and speed of the moving body. For example, the GNSS receiver receives radio waves from a plurality of GNSS satellites, calculates the distances (pseudo distances) from the plurality of GNSS satellites to the GNSS receiver, and receives the GNSS reception based on the pseudo distances. Measures the moving object equipped with the device. The signal emitted by the GNSS satellite arrives at the GNSS receiver with a delay in the distance between the GNSS satellite and the GNSS receiver by the time the radio wave propagates. Therefore, if the time required for radio wave propagation is obtained for a plurality of GNSS satellites, the position of the GNSS receiver can be obtained by positioning calculation. For example, for radio waves emitted by a plurality of GNSS satellites, the distance from each GNSS satellite to the GNSS receiver is determined by the distance measuring unit of the GNSS receiver. Then, the positioning calculation unit obtains the position of the GNSS receiver based on the distance obtained by the ranging unit.

GNSS受信装置が搭載された移動体において、正確な位置を測定するためには、最低でも4機のGNSS衛星を捕捉できればよい。例えば、郊外では、電波経路を遮蔽する物体が少ないので、移動体で4機以上のGNSS衛星を捕捉することは容易である。一方、都市部では、高層ビル等の建物が密集しており、電波経路を遮蔽する物体が多いので、移動体で4機以上のGNSS衛星を捕捉することは困難である。また、都市部では、GNSS衛星を捕捉できた場合でも、該GNSS衛星からの直接波ばかりでなく、高層ビル等の建物で反射・回折した電波も受信してしまう場合がある。GNSS衛星から送信された電波が反射・回折して、複数の伝搬経路から受信される現象は、マルチパスとも呼ばれる。マルチパスの影響により、受信アンテナとGNSS衛星との間の測距において誤差が生じる。   In order to measure the exact position of a mobile unit equipped with a GNSS receiver, it is sufficient to capture at least four GNSS satellites. For example, in the suburbs, there are few objects blocking the radio wave path, so it is easy to capture four or more GNSS satellites with a mobile object. On the other hand, in urban areas, high-rise buildings and other buildings are densely populated, and there are many objects that block radio wave paths, so it is difficult to capture four or more GNSS satellites with a mobile object. In urban areas, even when a GNSS satellite can be captured, not only a direct wave from the GNSS satellite but also a radio wave reflected and diffracted by a building such as a high-rise building may be received. The phenomenon in which radio waves transmitted from GNSS satellites are reflected and diffracted and received from multiple propagation paths is also called multipath. Due to the multipath effect, an error occurs in ranging between the receiving antenna and the GNSS satellite.

特開2000-266836号公報JP 2000-266836

マルチパスによる測位誤差を減少させる方法として、遅延同期ループ(DLL: Delay-lock loop)の帯域幅を狭めることが提案されている。GPS受信装置は、GPS衛星により送信された擬似雑音符号(PN(pseudo-noise) Sequence)を受信し、該擬似雑音符号とGPS受信装置により発生させた局部擬似雑音符号との相関を取ることにより同期をとる。該同期をとるために遅延同期ループが採用される。   As a method for reducing the positioning error due to multipath, it has been proposed to reduce the bandwidth of a delay-locked loop (DLL). A GPS receiver receives a pseudo-noise code (PN (pseudo-noise) Sequence) transmitted by a GPS satellite, and obtains a correlation between the pseudo-noise code and a local pseudo-noise code generated by the GPS receiver. Synchronize. A delay locked loop is employed to achieve the synchronization.

図1は、GPS受信装置の一例を示す。図1には、主に遅延同期ループ回路が示される。   FIG. 1 shows an example of a GPS receiver. FIG. 1 mainly shows a delay locked loop circuit.

GPS受信装置は、GPS衛星により送信された高周波信号を変換し、中間周波数の信号を出力する高周波回路1と、該高周波回路1により出力される中間周波数の信号に基づいてC/Aコード位相を求める遅延同期ループ回路10と、該遅延同期ループ回路10により出力されるC/Aコード位相に基づいて、衛星距離を算出する距離算出部7とを有する。   The GPS receiver converts a high frequency signal transmitted from a GPS satellite and outputs an intermediate frequency signal, and a C / A code phase based on the intermediate frequency signal output by the high frequency circuit 1. A delay locked loop circuit 10 to be obtained and a distance calculating unit 7 for calculating a satellite distance based on the C / A code phase output from the delay locked loop circuit 10 are provided.

高周波回路1により入力された中間周波数の信号は、乗算器2に入力される。乗算器2では、該中間周波数の信号と、C/Aコード発生器6により入力されるC/Aコードとが乗算されることにより、中間周波数の信号からC/Aコードが除去される。C/Aコードが除去された中間周波数の信号は、積分器3に入力される。積分器3では、C/Aコードが除去された中間周波数の信号(コード残差)を積算する。残差の積算値(C/Aコード位相)は、LPF(Low-pass filter)4、及び距離算出部7に入力される。LPF4では、C/Aコード位相をフィルタリングし、位相残差を出力する。LPF4によりフィルタリングされる帯域幅は、車速に基づいて制御される。LPF4により出力される位相残差は、数値制御発振器5に入力される。数値制御発振器5では、周波数残差に、位相残差を変換し、該周波数残差を出力する。周波数残差は、C/Aコード発生器6に印加される。C/Aコード発生器6は、数値制御発振器5により印加された周波数残差に基づいて、発振周期を調整する。一方、距離算出部7は、積分器3により入力されたC/Aコード位相から擬似距離を算出する。   The intermediate frequency signal input by the high frequency circuit 1 is input to the multiplier 2. The multiplier 2 multiplies the intermediate frequency signal by the C / A code input from the C / A code generator 6 to remove the C / A code from the intermediate frequency signal. The intermediate frequency signal from which the C / A code has been removed is input to the integrator 3. The integrator 3 integrates the intermediate frequency signal (code residual) from which the C / A code has been removed. The residual integrated value (C / A code phase) is input to an LPF (Low-pass filter) 4 and a distance calculation unit 7. LPF4 filters the C / A code phase and outputs a phase residual. The bandwidth filtered by the LPF 4 is controlled based on the vehicle speed. The phase residual output by the LPF 4 is input to the numerically controlled oscillator 5. The numerically controlled oscillator 5 converts the phase residual into a frequency residual and outputs the frequency residual. The frequency residual is applied to the C / A code generator 6. The C / A code generator 6 adjusts the oscillation period based on the frequency residual applied by the numerically controlled oscillator 5. On the other hand, the distance calculation unit 7 calculates a pseudo distance from the C / A code phase input by the integrator 3.

GPS衛星からの電波の反射波の変動周期(フェージング帯域幅)Bfと、DLLのループ帯域幅B1と、マルチパスによる測位誤差との間には、以下の関係が成立することが知られている。Bf/B1が大きいと測位誤差は生じず、Bf/B1が小さいと測位誤差が生じる。また、Bfは、GPS受信装置の移動速度に比例する。従って、GPS受信装置の移動速度が低速の時には、測位誤差が生じるので、DLLのループ帯域幅B1を狭くすることにより、測位誤差を低減できる。   It is known that the following relationship holds between the fluctuation period (fading bandwidth) Bf of the reflected wave of a radio wave from a GPS satellite, the loop bandwidth B1 of the DLL, and the positioning error due to multipath. . When Bf / B1 is large, no positioning error occurs, and when Bf / B1 is small, a positioning error occurs. Bf is proportional to the moving speed of the GPS receiver. Therefore, since a positioning error occurs when the moving speed of the GPS receiver is low, the positioning error can be reduced by narrowing the DLL loop bandwidth B1.

しかし、GPS受信装置の移動速度が所定の速度よりも低速になった場合には、該移動速度に応じて、DLLのループ帯域幅B1を所定の限度以下にすることは困難である。具体的には、ループ帯域幅が2MHz以下となると、C/Aコードを復調可能な帯域幅以下となる。C/Aコードを復調可能な帯域幅以下では、GPS衛星からの信号をデコードできなくなる。該C/Aコードを復調可能な帯域幅は、C/Aコードの変調帯域のナイキスト周波数であってもよい。ループ帯域幅をC/Aコードを復調可能な帯域幅以下にすることは困難であるため、GPS受信装置の移動速度がC/Aコードを復調可能な帯域幅となる所定の速度よりも低速の場合には、DLLのループ帯域幅B1をC/Aコードを復調可能な帯域幅に設定する。   However, when the moving speed of the GPS receiver becomes lower than a predetermined speed, it is difficult to set the loop bandwidth B1 of the DLL below a predetermined limit according to the moving speed. Specifically, when the loop bandwidth is 2 MHz or less, the bandwidth is less than the bandwidth capable of demodulating the C / A code. Below the bandwidth that can demodulate the C / A code, the signal from the GPS satellite cannot be decoded. The bandwidth capable of demodulating the C / A code may be the Nyquist frequency of the modulation band of the C / A code. Since it is difficult to make the loop bandwidth less than the bandwidth that can demodulate the C / A code, the moving speed of the GPS receiver is slower than the predetermined speed that makes the bandwidth that can demodulate the C / A code. In this case, the DLL loop bandwidth B1 is set to a bandwidth capable of demodulating the C / A code.

しかし、GPS受信装置の移動速度がさらに低速になってもDLLのループ帯域幅B1をC/Aコードを復調可能な帯域幅に設定し続ける場合、移動速度に応じて、マルチパスによる測位誤差を低減できない。   However, if you continue to set the loop bandwidth B1 of the DLL to a bandwidth that can demodulate the C / A code even when the GPS receiver's moving speed becomes even slower, the positioning error due to multipath will vary depending on the moving speed. It cannot be reduced.

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、マルチパスの影響を低減し、測位精度を向上させることができるGNSS受信装置及び測位方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a GNSS receiver and a positioning method that can reduce the influence of multipath and improve positioning accuracy.

本GNSS受信装置は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
C/Aコードのレプリカ信号を生成し、該C/Aコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、C/Aコードの位相を求める第1の遅延同期ループ回路と、
Pコードのレプリカ信号を生成し、該Pコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、Pコードの位相を求める第2の遅延同期ループ回路と、
当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記C/Aコードの位相により得られる擬似距離に対する重み付けを設定する重み付け設定部と、
前記重み付け設定部により設定された重み付けと、前記第1の遅延同期ループ回路により求められたC/Aコードの位相と、前記第2の遅延同期ループ回路により求められたPコードの位相に基づいて、擬似距離を求める擬似距離演算部と、
該擬似距離演算部により求められた擬似距離に基づいて、測位を行う測位演算部と
を有する。
This GNSS receiver
A GNSS receiver that performs a positioning operation based on a positioning signal transmitted from a GNSS satellite,
A first delay locked loop circuit that generates a C / A code replica signal and obtains the phase of the C / A code by synchronizing the C / A code replica signal with the positioning signal from the GNSS satellite. When,
A second delay locked loop circuit for generating a P code replica signal, and obtaining a phase of the P code by synchronizing the P code replica signal with the positioning signal from the GNSS satellite;
Based on the moving speed of the GNSS receiver, a weight setting unit that sets a weight for the pseudorange obtained by the phase of the C / A code;
Based on the weight set by the weight setting unit, the phase of the C / A code determined by the first delay locked loop circuit, and the phase of the P code determined by the second delay locked loop circuit , A pseudo distance calculation unit for obtaining a pseudo distance;
A positioning calculation unit that performs positioning based on the pseudo distance obtained by the pseudo distance calculation unit.

本方法は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における方法であって、
C/Aコードのレプリカ信号を生成するステップと、
該C/Aコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、C/Aコードの位相を求めるステップと、
Pコードのレプリカ信号を生成するステップと、
該Pコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、Pコードの位相を求めるステップと、
当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記C/Aコードの位相により得られる擬似距離に対する重み付けを設定する重み付け設定ステップと、
前記重み付け設定ステップにより設定された重み付けと、前記C/Aコードの位相を求めるステップにより求められたC/Aコードの位相と、前記Pコードの位相を求めるステップにより求められたPコードの位相に基づいて、擬似距離を求める擬似距離演算ステップと、
該測位演算ステップにより求められた擬似距離に基づいて測位を行う測位演算ステップと
を有する。
This method
A method in a GNSS receiver that performs a positioning operation based on a positioning signal transmitted from a GNSS satellite,
Generating a C / A code replica signal;
Obtaining the phase of the C / A code by synchronizing the replica signal of the C / A code and the positioning signal from the GNSS satellite;
Generating a P-code replica signal; and
Obtaining the phase of the P code by synchronizing the replica signal of the P code and the positioning signal from the GNSS satellite;
Based on the moving speed of the GNSS receiver, a weight setting step for setting a weight for the pseudorange obtained by the phase of the C / A code;
The weight set in the weight setting step, the phase of the C / A code obtained by the step of obtaining the phase of the C / A code, and the phase of the P code obtained by the step of obtaining the phase of the P code. A pseudo-range calculation step for obtaining a pseudo-range based on:
A positioning calculation step for performing positioning based on the pseudo distance obtained by the positioning calculation step.

開示のGNSS受信装置及び測位方法によれば、マルチパスの影響を低減し、測位精度を向上させることができる。   According to the disclosed GNSS receiver and positioning method, it is possible to reduce the influence of multipath and improve positioning accuracy.

GNSS受信装置の機能ブロック図の一例である。It is an example of the functional block diagram of a GNSS receiver. 一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a GNSS receiver according to an embodiment. 一実施例に従ったGNSS受信装置におけるスムージング処理部を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the smoothing process part in the GNSS receiver according to one Example. 一実施例に従ったGNSS受信装置における重み係数の設定例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a setting of the weighting coefficient in the GNSS receiver according to one Example. 一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the GNSS receiver according to one Example. 一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a GNSS receiver according to an embodiment. 車両の速度が異なる場合の時間に対するC/Aコード位相の変動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fluctuation | variation of the C / A code phase with respect to time when the speeds of vehicles differ. 一実施例に従ったGNSS受信装置におけるDLLのループ帯域幅の設定例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a setting of the loop bandwidth of DLL in the GNSS receiver according to one Example. 一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the GNSS receiver according to one Example. 一実施例に従ったGNSS受信装置におけるPコード位相距離推定部を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the P code phase distance estimation part in the GNSS receiver according to one Example. 一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the GNSS receiver according to one Example.

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described based on the following embodiments with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are used for those having the same function, and repeated explanation is omitted.

<第1の実施例>
<システム>
本実施例に従った全世界航法衛星システム(GNSS: Global Navigation Satellite System)は、地球周りを周回するGNSS衛星と、地球上に位置し地球上を移動しうるGNSS受信装置100とを備える。本実施例では、GNSSの一例としてGPSについて説明する。GPS以外のGNSSに適用してもよい。
<First embodiment>
<System>
A global navigation satellite system (GNSS) according to this embodiment includes a GNSS satellite that orbits the earth and a GNSS receiver 100 that is located on the earth and can move on the earth. In this embodiment, GPS will be described as an example of GNSS. You may apply to GNSS other than GPS.

GNSS衛星は、航法メッセージ(衛星信号)を地球に向けて常時放送する。航法メッセージには、対応するGNSS衛星に関する衛星軌道情報(エフェメリスやアルマナック)、時計の補正値、電離層の補正係数が含まれる。航法メッセージは、C/Aコードにより拡散され、L1帯の搬送波(周波数:1575.42MHz)に載せられて、地球に向けて常時放送されている。また、航法メッセージは、Pコードにより拡散され、L2帯の搬送波(周波数:1227.6MHz)に載せられて、地球に向けて常時放送されている。   GNSS satellites always broadcast navigation messages (satellite signals) to the earth. The navigation message includes satellite orbit information (ephemeris and almanac) for the corresponding GNSS satellite, clock correction values, and ionospheric correction coefficients. The navigation message is spread by the C / A code, placed on the L1 band carrier (frequency: 1575.42 MHz), and constantly broadcast toward the earth. In addition, the navigation message is spread by the P code, and is always broadcast to the earth on the L2 band carrier (frequency: 1227.6 MHz).

L1帯の搬送波は、C/Aコードで変調されたSin波とPコード(Precision Code)で変調されたCos波との合成波であり、直交変調されている。また、L2帯の搬送波は、Pコードで変調されたCos波であり、直交変調されている。C/Aコード及びPコードは、擬似雑音(Pseudo Noise)符号であり、−1と1とが不規則に周期的に並ぶ符号列である。   The L1 band carrier wave is a combined wave of a sine wave modulated with a C / A code and a Cos wave modulated with a P code (Precision Code), and is orthogonally modulated. The L2 band carrier wave is a Cos wave modulated with a P code and is orthogonally modulated. The C / A code and the P code are pseudo noise codes, and are code strings in which -1 and 1 are arranged irregularly and periodically.

尚、現在、約30個のGNSS衛星が高度約20,000kmの上空で地球を一周しており、55度ずつ傾いた6つの地球周回軌道面があり、各々の軌道面に4個以上のGNSS衛星が均等に配置されている。従って、天空が開けている場所であれば、地球上のどの場所にいても、常時、少なくとも5個以上のGNSS衛星が観測可能である。   Currently, about 30 GNSS satellites orbit the earth at an altitude of about 20,000 km, and there are six orbiting planes inclined by 55 degrees, each with four or more GNSS satellites. Are evenly arranged. Therefore, at least 5 or more GNSS satellites can be observed at any time anywhere on the earth as long as the sky is open.

<GNSS受信装置>
GNSS受信装置100は、例えば、移動体に搭載される。移動体には、車両、自動二輪車、列車、船舶、航空機、ロボットなど、また、人の移動に伴い移動する携帯端末などの情報端末などが含まれる。本実施例では、移動体の一例として、車両に搭載される場合について説明する。
<GNSS receiver>
The GNSS receiver 100 is mounted on a mobile object, for example. The mobile body includes a vehicle, a motorcycle, a train, a ship, an aircraft, a robot, and the like, and an information terminal such as a portable terminal that moves as a person moves. In the present embodiment, a case where it is mounted on a vehicle will be described as an example of a moving body.

本GNSS受信装置100は、L1帯のC/Aコードと同期を行う遅延同期回路(以下、「DLL(L1-C/A)回路」と記載する)と、L1帯のPコードと同期を行う遅延同期回路(以下、「DLL(L1-P)回路」と記載する)と、L2帯のPコードと同期を行う遅延同期回路(以下、「DLL(L2-P) 回路」と記載する)とを有する。   The GNSS receiver 100 synchronizes with a delay synchronization circuit (hereinafter referred to as a “DLL (L1-C / A) circuit”) that synchronizes with an L1 band C / A code and an L1 band P code. A delay synchronization circuit (hereinafter referred to as `` DLL (L1-P) circuit '') and a delay synchronization circuit (hereinafter referred to as `` DLL (L2-P) circuit '') that synchronizes with the P code in the L2 band; Have

本GNSS受信装置100は、DLL(L1-C/A)回路により算出されたC/Aコード位相と、DLL(L1-P)回路とDLL(L2-P) 回路とにより算出されたPコード位相とを用いて、スムージング処理を行う。該スムージング処理では、C/Aコード位相に基づいて算出される擬似距離(以下、「C/Aコード位相距離」と記載する)と、Pコード位相に基づいて算出される擬似距離(以下、「Pコード位相距離」と記載する)とに対して重み付けを行い、両擬似距離をスムージング化、換言すれば移動平均化する。該重み付けは、車両の速度が遅いほどPコード位相の配分(重み付け)が大きくなるように(C/Aコード位相の配分が小さくなるように)、車両の速度が速いほどC/Aコード位相の配分が大きくなるように(Pコード位相の配分(重み付け)が小さくなるように)設定される。   The GNSS receiver 100 includes a C / A code phase calculated by a DLL (L1-C / A) circuit, and a P code phase calculated by a DLL (L1-P) circuit and a DLL (L2-P) circuit. The smoothing process is performed using In the smoothing process, a pseudo distance calculated based on the C / A code phase (hereinafter referred to as “C / A code phase distance”) and a pseudo distance calculated based on the P code phase (hereinafter referred to as “ (Referred to as “P code phase distance”), and both pseudo distances are smoothed, in other words, moving averaged. The weighting is performed so that the distribution (weighting) of the P code phase increases as the vehicle speed decreases (so that the distribution of the C / A code phase decreases), and the C / A code phase increases as the vehicle speed increases. The distribution is set to be large (so that the distribution (weighting) of the P code phase is small).

Pコードは、電離層の誤差などを低減するために使用されることが多い。本GNSS受信装置100では、マルチパスによる誤差を低減するために、Pコードを使用する。Pコードを受信し、該Pコードに基づいて測位を行うだけでも測位精度を向上させることができる。しかし、Pコードは軍用コードで秘匿されており、通常は使用できない。そこでクロス相関等の手法でデコードするが、このような手法でデコードしたPコードは副作用として、信号の強度が弱くなる。信号の強度が弱くなるため、Pコードを測位に使用できるかどうかは、電波環境に依存する。従って、車両の速度が速い場合には電波環境の変動が大きくなるため、Pコードに基づいて測位を行うのは好ましくない。従って、速度が速いほど、C/Aコード位相の配分が大きくなるように設定される。一方、車両の速度が遅い場合には電波環境が安定するため、Pコードに基づいて測位を行うのが好ましい。また、車両の速度が遅くなればなるほどマルチパス下ではC/Aコード位相の誤差は大きくなる。従って、速度が遅いほど、Pコード位相の配分が大きくなるように設定される。   P-codes are often used to reduce ionospheric errors and the like. In the present GNSS receiver 100, a P code is used in order to reduce errors due to multipath. Positioning accuracy can be improved simply by receiving a P code and performing positioning based on the P code. However, the P code is hidden by the military code and cannot be used normally. Therefore, decoding is performed by a technique such as cross-correlation, but the P code decoded by such a technique has a weak signal strength as a side effect. Since the signal strength is weak, whether the P code can be used for positioning depends on the radio wave environment. Therefore, when the vehicle speed is high, fluctuations in the radio wave environment increase, and it is not preferable to perform positioning based on the P code. Accordingly, the higher the speed, the larger the C / A code phase distribution is set. On the other hand, since the radio wave environment is stable when the vehicle speed is low, it is preferable to perform positioning based on the P code. Also, the slower the vehicle speed, the greater the error in the C / A code phase under multipath. Therefore, the lower the speed, the larger the P code phase distribution is set.

また、車両の速度が所定の速度より低速となった場合には、Pコード位相のみを用いてスムージング処理を行う。例えば、Pコード位相のみを用いてスムージング処理が行われるように重み付けが設定される。例えば、該所定の速度は、C/Aコードを復調可能な帯域幅となる速度であってもよい。該C/Aコードを復調可能な帯域幅は、C/Aコードの変調帯域のナイキスト周波数であってもよい。以下、該所定の速度を「速度A」と呼ぶ。車両の速度が速度Aより低速となった場合にPコード位相のみを用いてスムージング処理を行うことにより、車両の速度が速度Aより低速となった場合においてもマルチパスの影響を低減して、衛星擬似距離を求めることができる。   When the vehicle speed is lower than a predetermined speed, the smoothing process is performed using only the P code phase. For example, the weighting is set so that the smoothing process is performed using only the P code phase. For example, the predetermined speed may be a speed that provides a bandwidth capable of demodulating the C / A code. The bandwidth capable of demodulating the C / A code may be the Nyquist frequency of the modulation band of the C / A code. Hereinafter, the predetermined speed is referred to as “speed A”. By performing smoothing processing using only the P code phase when the vehicle speed is lower than the speed A, the influence of multipath is reduced even when the vehicle speed is lower than the speed A. The satellite pseudorange can be obtained.

図2は、本実施例に従ったGNSS受信装置の一例を示す。   FIG. 2 shows an example of a GNSS receiver according to the present embodiment.

本GNSS受信装置100は、高周波回路102を有する。高周波回路102は、アンテナにより受信されたGNSS衛星からの電波をベースバンド信号に変換する。該ベースバンド信号は、乗算器104に入力される。   The GNSS receiver 100 includes a high frequency circuit 102. The high frequency circuit 102 converts radio waves from the GNSS satellite received by the antenna into baseband signals. The baseband signal is input to the multiplier 104.

本GNSS受信装置100は、乗算器104を有する。該乗算器104は、高周波回路102と接続される。乗算器104は、高周波回路102により入力されたベースバンド信号と搬送波(L1帯)のレプリカ信号とを乗算し、搬送波(L1帯)を除去する。搬送波が除去されたベースバンド信号は、遅延同期ループ(DLL(L1-C/A))回路106に入力される。   The GNSS receiver 100 includes a multiplier 104. The multiplier 104 is connected to the high frequency circuit 102. The multiplier 104 multiplies the baseband signal input by the high-frequency circuit 102 and the replica signal of the carrier wave (L1 band), and removes the carrier wave (L1 band). The baseband signal from which the carrier wave has been removed is input to a delay locked loop (DLL (L1-C / A)) circuit 106.

本GNSS受信装置100は、DLL(L1-C/A) 回路106を有する。該DLL(L1-C/A) 回路106は、乗算器104と接続される。DLL(L1-C/A) 回路106は、乗算器104により入力された信号から、C/Aコードを除去する。DLL(L1-C/A) 回路106は、L1帯のC/Aコードに対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相をずらすことによりC/Aコード同期を行う。C/Aコード同期とは、受信したC/Aコードの位相に対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相を同期させることである。C/Aコードのレプリカ信号とは、GNSS衛星からの衛星信号に乗せられるC/Aコードに対して、+1、−1の並びが同一のコードである。C/Aコードは、1ビットの長さが1μsであり、1ビットに相当する長さが約300mである。DLL(L1-C/A) 回路106に入力された信号から、C/Aコードを除去することによりC/Aコード位相と、航法メッセージとが得られる。DLL(L1-C/A) 回路106は、C/Aコード位相をスムージング処理部108に入力する。DLL(L1-C/A) 回路106の詳細については後述する。   The GNSS receiver 100 includes a DLL (L1-C / A) circuit 106. The DLL (L1-C / A) circuit 106 is connected to the multiplier 104. The DLL (L1-C / A) circuit 106 removes the C / A code from the signal input by the multiplier 104. The DLL (L1-C / A) circuit 106 performs C / A code synchronization by shifting the phase of the C / A code replica signal with respect to the L1 band C / A code. The C / A code synchronization is to synchronize the phase of the C / A code replica signal with the phase of the received C / A code. The C / A code replica signal is a code in which the sequences of +1 and −1 are the same as the C / A code put on the satellite signal from the GNSS satellite. The C / A code has a 1-bit length of 1 μs, and a length corresponding to 1 bit is about 300 m. The C / A code phase and the navigation message are obtained by removing the C / A code from the signal input to the DLL (L1-C / A) circuit 106. The DLL (L1-C / A) circuit 106 inputs the C / A code phase to the smoothing processing unit 108. Details of the DLL (L1-C / A) circuit 106 will be described later.

本GNSS受信装置100は、乗算器112を有する。該乗算器112は、高周波回路102と接続される。乗算器112は、高周波回路102により入力されたベースバンド信号と搬送波(L1帯)のレプリカ信号とを乗算し、搬送波(L1帯)を除去する。搬送波が除去されたベースバンド信号は、遅延同期ループ(DLL(L1-P))回路114に入力される。   The GNSS receiver 100 includes a multiplier 112. The multiplier 112 is connected to the high frequency circuit 102. The multiplier 112 multiplies the baseband signal input by the high-frequency circuit 102 and the replica signal of the carrier wave (L1 band), and removes the carrier wave (L1 band). The baseband signal from which the carrier wave has been removed is input to a delay locked loop (DLL (L1-P)) circuit 114.

本GNSS受信装置100は、DLL(L1-P) 回路114を有する。該DLL(L1-P) 回路114は、乗算器112と接続される。DLL(L1-P) 回路114は、Pコード位相を取得する。Pコードは軍用コードであるWコードにより秘匿されている。Wコードにより秘匿されたPコードは、Yコードと呼ばれる。Pコード位相を取得するためには、L1帯、L2帯の2つの周波数帯を利用するなどの方法によりPコード位相を取得する必要がある。本実施例では、Pコードを取得する方法の一例として、L1帯、L2帯の2つの周波数帯を利用する方法を示す。他の方法により、Pコード位相を取得するようにしてもよい。   The GNSS receiver 100 includes a DLL (L1-P) circuit 114. The DLL (L1-P) circuit 114 is connected to the multiplier 112. The DLL (L1-P) circuit 114 acquires the P code phase. The P code is concealed by the W code, which is a military code. The P code concealed by the W code is called a Y code. In order to acquire the P code phase, it is necessary to acquire the P code phase by a method such as using two frequency bands of the L1 band and the L2 band. In the present embodiment, as an example of a method for acquiring a P code, a method using two frequency bands of the L1 band and the L2 band is shown. The P code phase may be acquired by other methods.

DLL(L1-P) 回路114は、乗算器112により入力された信号と、Pコードのレプリカ信号との相関値を求める。DLL(L1-P) 回路114は、L1帯のPコードに対して、Pコードのレプリカ信号の位相をずらすことによりPコード同期を行う。Pコードのレプリカ信号の初期位相は、DLL(L1-C/A)回路106のC/Aコード発生器1070により通知される。Pコード同期とは、受信したPコードの位相に対して、Pコードのレプリカ信号の位相を同期させることである。DLL(L1-P)回路114は、該相関値を積算する。該相関値が積算される段階では、PコードはWコードにより秘匿された状態である。該相関値が積算された信号からWコードが除去されることにより、Pコード位相が求められる。DLL(L1-P)回路114の詳細については後述する。   The DLL (L1-P) circuit 114 obtains a correlation value between the signal input by the multiplier 112 and the P-code replica signal. The DLL (L1-P) circuit 114 performs P code synchronization by shifting the phase of the P code replica signal with respect to the L1 band P code. The initial phase of the P code replica signal is notified by the C / A code generator 1070 of the DLL (L1-C / A) circuit 106. The P code synchronization is to synchronize the phase of the P code replica signal with the phase of the received P code. The DLL (L1-P) circuit 114 accumulates the correlation values. At the stage where the correlation values are accumulated, the P code is concealed by the W code. The P code phase is obtained by removing the W code from the signal obtained by integrating the correlation values. Details of the DLL (L1-P) circuit 114 will be described later.

本GNSS受信装置100は、高周波回路116を有する。高周波回路116は、アンテナにより受信されたGNSS衛星からの電波をベースバンド信号に変換する。該ベースバンド信号は、乗算器118に入力される。   The GNSS receiver 100 includes a high frequency circuit 116. The high frequency circuit 116 converts radio waves from the GNSS satellite received by the antenna into baseband signals. The baseband signal is input to the multiplier 118.

本GNSS受信装置100は、乗算器118を有する。該乗算器118は、高周波回路116と接続される。乗算器118は、高周波回路116により入力されたベースバンド信号と搬送波(L2帯)のレプリカ信号とを乗算し、搬送波(L2帯)を除去する。搬送波が除去されたベースバンド信号は、遅延同期ループ(DLL(L2-P))回路120に入力される。   The GNSS receiver 100 includes a multiplier 118. The multiplier 118 is connected to the high frequency circuit 116. The multiplier 118 multiplies the baseband signal input by the high-frequency circuit 116 and the replica signal of the carrier wave (L2 band), and removes the carrier wave (L2 band). The baseband signal from which the carrier wave has been removed is input to a delay locked loop (DLL (L2-P)) circuit 120.

本GNSS受信装置100は、DLL(L2-P) 回路120を有する。該DLL(L2-P) 回路120は、乗算器118と接続される。DLL(L2-P) 回路120は、Pコード位相を取得する。DLL(L2-P) 回路120は、乗算器118により入力された信号と、Pコードのレプリカ信号との相関値を求める。DLL(L2-P) 回路120は、L2帯のPコードに対して、Pコードのレプリカ信号の位相をずらすことによりPコード同期を行う。Pコードのレプリカ信号の初期位相は、DLL(L1-C/A)回路106のC/Aコード発生器1070により通知される。Pコード同期とは、受信したPコードの位相に対して、Pコードのレプリカ信号の位相を同期させることである。DLL(L2-P)回路120は、該相関値を積算する。該相関値が積算される段階では、PコードはWコードにより秘匿された状態である。該相関値が積算された信号からWコードが除去されることにより、Pコード位相が求められる。DLL(L2-P)回路120の詳細については後述する。   The GNSS receiver 100 has a DLL (L2-P) circuit 120. The DLL (L2-P) circuit 120 is connected to the multiplier 118. The DLL (L2-P) circuit 120 acquires the P code phase. The DLL (L2-P) circuit 120 obtains a correlation value between the signal input by the multiplier 118 and the P-code replica signal. The DLL (L2-P) circuit 120 performs P code synchronization by shifting the phase of the P code replica signal with respect to the L2 band P code. The initial phase of the P code replica signal is notified by the C / A code generator 1070 of the DLL (L1-C / A) circuit 106. The P code synchronization is to synchronize the phase of the P code replica signal with the phase of the received P code. The DLL (L2-P) circuit 120 integrates the correlation values. At the stage where the correlation values are accumulated, the P code is concealed by the W code. The P code phase is obtained by removing the W code from the signal obtained by integrating the correlation values. Details of the DLL (L2-P) circuit 120 will be described later.

<DLL(L1-C/A)回路>
DLL(L1-C/A)回路106について詳細に説明する。
<DLL (L1-C / A) circuit>
The DLL (L1-C / A) circuit 106 will be described in detail.

DLL(L1-C/A)回路106は、乗算器1062と、積分器1064と、LPF1066と、数値制御発振器1068と、C/Aコード発生器1070とを有する。乗算器1062と、積分器1064と、LPF1066と、数値制御発振器1068と、C/Aコード発生器1070においては、EARLY、LATE、PROMPTに対して処理が行われる。EARLY、LATE、PROMPTのうち1又は2に対して処理が行われるようにしてもよいし、4以上に対して処理が行われるようにしてもよい。   The DLL (L1-C / A) circuit 106 includes a multiplier 1062, an integrator 1064, an LPF 1066, a numerically controlled oscillator 1068, and a C / A code generator 1070. Multiplier 1062, integrator 1064, LPF 1066, numerically controlled oscillator 1068, and C / A code generator 1070 perform processing on EARLY, LATE, and PROMPT. One or two of EARLY, LATE, and PROMPT may be processed, or four or more may be processed.

乗算器1062は、乗算器104と接続される。乗算器1062は、乗算器104により入力された信号と、C/Aコード発生器1070により入力されるC/Aコードのレプリカ信号とを乗算し、C/Aコードを除去する。乗算器1062によりC/Aコードが除去された信号は、積分器1064に入力される。   Multiplier 1062 is connected to multiplier 104. The multiplier 1062 multiplies the signal input from the multiplier 104 by the C / A code replica signal input from the C / A code generator 1070 to remove the C / A code. The signal from which the C / A code has been removed by the multiplier 1062 is input to the integrator 1064.

積分器1064は、乗算器1062と接続される。積分器1064は、乗算器1062によりC/Aコードが除去された信号(コード残差)を積算する。積分器1064は、LPF(Low-pass filter)1066、及びスムージング処理部108に、残差の積算値(C/Aコード位相)を入力する。   The integrator 1064 is connected to the multiplier 1062. The integrator 1064 integrates the signal (code residual) from which the C / A code has been removed by the multiplier 1062. The integrator 1064 inputs an integrated value (C / A code phase) of a residual to an LPF (Low-pass filter) 1066 and a smoothing processing unit 108.

LPF1066は、積分器1064と接続される。LPF1066は、積分器1064により入力されたC/Aコード位相をフィルタリングし、位相残差を出力する。例えば、マルチパスによる反射波の位相変化により変動するC/Aコード位相をフィルタリングする。C/Aコード位相をフィルタリングすることにより、マルチパス誤差を低減できる。LPF1066により出力される位相残差は、数値制御発振器1068に入力される。   The LPF 1066 is connected to the integrator 1064. The LPF 1066 filters the C / A code phase input by the integrator 1064 and outputs a phase residual. For example, the C / A code phase that fluctuates due to the phase change of the reflected wave due to multipath is filtered. Multipath errors can be reduced by filtering the C / A code phase. The phase residual output by the LPF 1066 is input to the numerically controlled oscillator 1068.

数値制御発振器1068は、LPF1066と接続される。数値制御発振器1068は、LPF1066により入力された位相残差を、周波数残差に変換する。数値制御発振器1068は、C/Aコード発生器1070に、周波数残差を入力する。換言すれば、周波数残差は、C/Aコード発生器1070に印加される。   The numerically controlled oscillator 1068 is connected to the LPF 1066. The numerically controlled oscillator 1068 converts the phase residual input by the LPF 1066 into a frequency residual. The numerically controlled oscillator 1068 inputs the frequency residual to the C / A code generator 1070. In other words, the frequency residual is applied to the C / A code generator 1070.

C/Aコード発生器1070は、数値制御発振器1068と接続される。C/Aコード発生器1070は、数値制御発振器1068により印加された周波数残差に基づいて、発振周期を調整し、C/Aコードのレプリカ信号を発生する。C/Aコード発生器1070は、C/Aコードのレプリカ信号を乗算器1062に入力する。また、C/Aコード発生器1070は、DLL(L1-C/A)回路106によりC/Aコード位相を算出した後、該C/Aコード位相をDLL(L1-P)回路114に入力する。   The C / A code generator 1070 is connected to the numerically controlled oscillator 1068. The C / A code generator 1070 adjusts the oscillation period based on the frequency residual applied by the numerically controlled oscillator 1068 and generates a C / A code replica signal. The C / A code generator 1070 inputs the C / A code replica signal to the multiplier 1062. The C / A code generator 1070 calculates the C / A code phase by the DLL (L1-C / A) circuit 106 and then inputs the C / A code phase to the DLL (L1-P) circuit 114. .

<DLL(L1-P)回路>
DLL(L1-P)回路114について詳細に説明する。
<DLL (L1-P) circuit>
The DLL (L1-P) circuit 114 will be described in detail.

DLL(L1-P)回路114は、乗算器1142と、積分器1144と、Wコード除去部1146と、LPF1148と、数値制御発振器1150と、Pコード発生器1152とを有する。乗算器1142と、積分器1144と、Wコード除去部1146と、LPF1148と、数値制御発振器1150と、Pコード発生器1152においては、EARLY、LATE、PROMPTに対して処理が行われる。EARLY、LATE、PROMPTのうち、1又は2に対して処理が行われるようにしてもよいし、4以上に対して処理が行われるようにしてもよい。   The DLL (L1-P) circuit 114 includes a multiplier 1142, an integrator 1144, a W code removal unit 1146, an LPF 1148, a numerically controlled oscillator 1150, and a P code generator 1152. The multiplier 1142, the integrator 1144, the W code removal unit 1146, the LPF 1148, the numerically controlled oscillator 1150, and the P code generator 1152 perform processing on EARLY, LATE, and PROMPT. Among EARLY, LATE, and PROMPT, processing may be performed for 1 or 2, or processing may be performed for four or more.

乗算器1142は、乗算器112と接続される。乗算器1142は、乗算器112により入力された信号と、Pコード発生器1152により入力されるPコードのレプリカ信号とを乗算し、Pコードを除去する。乗算器1142によりPコードが除去された信号は、積分器1144に入力される。   The multiplier 1142 is connected to the multiplier 112. Multiplier 1142 multiplies the signal input from multiplier 112 by the P-code replica signal input from P-code generator 1152, and removes the P-code. The signal from which the P code has been removed by the multiplier 1142 is input to the integrator 1144.

積分器1144は、乗算器1142と接続される。積分器1144は、乗算器1142によりPコードが除去された信号(コード残差)を積算する。積分器1144は、Wコード除去部1146、及びDLL(L2-P)回路120に、残差の積算値を入力する。この段階では、Pコードは、Wコードで秘匿された状態である。   The integrator 1144 is connected to the multiplier 1142. The integrator 1144 integrates the signal (code residual) from which the P code has been removed by the multiplier 1142. The integrator 1144 inputs the residual integrated value to the W code removal unit 1146 and the DLL (L2-P) circuit 120. At this stage, the P code is concealed by the W code.

Wコード除去部1146は、積分器1144と接続される。Wコード除去部1146は、積分器1144により入力されたPコード位相と、DLL(L2-P)回路120により入力されたPコード位相に基づいて、互いに打ち消し合うことにより、Wコードを除去する。Wコード除去部1146によりWコードが除去されたPコード位相は、スムージング処理部108に入力されるとともに、LPF1148に入力される。   W code removal unit 1146 is connected to integrator 1144. The W code removal unit 1146 removes the W code by canceling each other based on the P code phase input by the integrator 1144 and the P code phase input by the DLL (L2-P) circuit 120. The P code phase from which the W code has been removed by the W code removal unit 1146 is input to the smoothing processing unit 108 and also input to the LPF 1148.

LPF1148は、Wコード除去部1146と接続される。LPF1148は、Wコード除去部1146により入力されたPコード位相をフィルタリングし、位相残差を出力する。LPF1148により出力される位相残差は、数値制御発振器1150に入力される。   The LPF 1148 is connected to the W code removal unit 1146. The LPF 1148 filters the P code phase input by the W code removal unit 1146 and outputs a phase residual. The phase residual output by the LPF 1148 is input to the numerically controlled oscillator 1150.

数値制御発振器1150は、LPF1148と接続される。数値制御発振器1150は、LPF1148により入力された位相残差を、周波数残差に変換する。数値制御発振器1150は、Pコード発生器1152に、周波数残差を入力する。換言すれば、周波数残差は、Pコード発生器1152に印加される。   The numerically controlled oscillator 1150 is connected to the LPF 1148. The numerically controlled oscillator 1150 converts the phase residual input by the LPF 1148 into a frequency residual. The numerically controlled oscillator 1150 inputs the frequency residual to the P code generator 1152. In other words, the frequency residual is applied to the P code generator 1152.

Pコード発生器1152は、C/Aコード発生器1070と、数値制御発振器1150と、乗算部1142と接続される。Pコード発生器1152には、C/Aコード発生器1070により、C/Aコード位相を示す情報が入力される。Pコード発生器1152は、該C/Aコード位相を示す情報に基づいて、Pコードの初期位相を設定する。Pコードの初期位相を設定した後、Pコード発生器1152は、数値制御発振器1150により印加された周波数残差に基づいて、発振周期を調整し、Pコードのレプリカ信号を発生する。Pコード発生器1152は、Pコードのレプリカ信号を乗算器1142に入力する。   P code generator 1152 is connected to C / A code generator 1070, numerically controlled oscillator 1150, and multiplier 1142. Information indicating the C / A code phase is input to the P code generator 1152 from the C / A code generator 1070. The P code generator 1152 sets the initial phase of the P code based on the information indicating the C / A code phase. After setting the initial phase of the P code, the P code generator 1152 adjusts the oscillation period based on the frequency residual applied by the numerically controlled oscillator 1150 and generates a P code replica signal. The P code generator 1152 inputs the P code replica signal to the multiplier 1142.

<DLL(L2-P)回路>
DLL(L2-P)回路120について詳細に説明する。
<DLL (L2-P) circuit>
The DLL (L2-P) circuit 120 will be described in detail.

DLL(L2-P)回路120は、乗算器1202と、積分器1204と、Wコード除去部1206とを有する。乗算器1202と、積分器1204と、Wコード除去部1206においては、EARLY、LATE、PROMPTに対して処理が行われる。EARLY、LATE、PROMPTのうち、1又は2に対して処理が行われるようにしてもよいし、4以上に対して処理が行われるようにしてもよい。   The DLL (L2-P) circuit 120 includes a multiplier 1202, an integrator 1204, and a W code removal unit 1206. Multiplier 1202, integrator 1204, and W code removal section 1206 perform processing on EARLY, LATE, and PROMPT. Among EARLY, LATE, and PROMPT, processing may be performed for 1 or 2, or processing may be performed for four or more.

乗算器1202は、乗算器118と、Pコード発生器1152と接続される。乗算器1202は、乗算器118により入力された信号と、Pコード発生器1152により入力されるPコードのレプリカ信号とを乗算し、Pコードを除去する。乗算器1202によりPコードが除去された信号は、積分器1204に入力される。   Multiplier 1202 is connected to multiplier 118 and P code generator 1152. Multiplier 1202 multiplies the signal input from multiplier 118 by the P-code replica signal input from P-code generator 1152, and removes the P-code. The signal from which the P code has been removed by the multiplier 1202 is input to the integrator 1204.

積分器1204は、乗算器1202と接続される。積分器1204は、乗算器1202によりPコードが除去された信号(コード残差)を積算する。積分器1204は、Wコード除去部1206、及びDLL(L1-P)回路114のWコード除去部1146に、残差の積算値を入力する。この段階では、Pコードは、Wコードで秘匿された状態である。   The integrator 1204 is connected to the multiplier 1202. The integrator 1204 integrates the signal from which the P code is removed by the multiplier 1202 (code residual). The integrator 1204 inputs the accumulated residual value to the W code removal unit 1206 and the W code removal unit 1146 of the DLL (L1-P) circuit 114. At this stage, the P code is concealed by the W code.

Wコード除去部1206は、積分器1204と接続される。Wコード除去部1206は、積分器1204により入力されたPコード位相と、DLL(L1-P)回路114により入力されたPコード位相に基づいて、互いに打ち消し合うことにより、Wコードを除去する。Wコード除去部1206により、Wコードが除去されたPコード位相は、スムージング処理部108に入力されるとともに、LPF1148に入力される。   W code removal unit 1206 is connected to integrator 1204. The W code removal unit 1206 removes the W code by canceling each other based on the P code phase input by the integrator 1204 and the P code phase input by the DLL (L1-P) circuit 114. The P code phase from which the W code has been removed by the W code removal unit 1206 is input to the smoothing processing unit 108 and also input to the LPF 1148.

LPF1148は、Wコード除去部1206と接続される。LPF1148は、Wコード除去部1206により入力されたPコード位相をフィルタリングし、位相残差を出力する。LPF1148により出力される位相残差は、数値制御発振器1150に入力される。   LPF 1148 is connected to W code removal section 1206. The LPF 1148 filters the P code phase input by the W code removal unit 1206 and outputs a phase residual. The phase residual output by the LPF 1148 is input to the numerically controlled oscillator 1150.

数値制御発振器1150は、LPF1148により入力された位相残差を、周波数残差に変換する。数値制御発振器1150は、Pコード発生器1152に、周波数残差を入力する。換言すれば、周波数残差は、Pコード発生器1152に印加される。   The numerically controlled oscillator 1150 converts the phase residual input by the LPF 1148 into a frequency residual. The numerically controlled oscillator 1150 inputs the frequency residual to the P code generator 1152. In other words, the frequency residual is applied to the P code generator 1152.

Pコード発生器1152は、C/Aコード発生器1070により、C/Aコード位相を示す情報が入力される。Pコード発生器1152は、該C/Aコード位相を示す情報に基づいて、Pコードの初期位相を設定する。Pコードの初期位相を設定した後、Pコード発生器1152は、数値制御発振器1150により印加された周波数残差に基づいて、発振周期を調整し、Pコードのレプリカ信号を発生する。Pコード発生器1152は、Pコードのレプリカ信号を乗算器1142及び1202に入力する。   The P code generator 1152 receives information indicating the C / A code phase from the C / A code generator 1070. The P code generator 1152 sets the initial phase of the P code based on the information indicating the C / A code phase. After setting the initial phase of the P code, the P code generator 1152 adjusts the oscillation period based on the frequency residual applied by the numerically controlled oscillator 1150 and generates a P code replica signal. The P code generator 1152 inputs a P code replica signal to the multipliers 1142 and 1202.

<スムージング処理部>
本GNSS受信装置100は、スムージング処理部108を有する。スムージング処理部108は、積分器1064と、Wコード除去部1146、及び1206と接続される。スムージング処理部108は、DLL(L1-C/A)106により入力されたC/Aコード位相に基づいて、擬似距離を求め、DLL(L1-P)114及び/又はDLL(L2-P)120により入力されたPコード位相に基づいて擬似距離を求め、両擬似距離に対して重み付けを行うことによりスムージング処理を行う。
<Smoothing processing unit>
The GNSS receiver 100 includes a smoothing processing unit 108. The smoothing processing unit 108 is connected to the integrator 1064 and the W code removal units 1146 and 1206. The smoothing processing unit 108 obtains a pseudorange based on the C / A code phase input by the DLL (L1-C / A) 106, and obtains the DLL (L1-P) 114 and / or DLL (L2-P) 120. The pseudo distance is obtained based on the P code phase inputted by the above and a smoothing process is performed by weighting both pseudo distances.

図3は、スムージング処理部108の詳細を示す。   FIG. 3 shows details of the smoothing processing unit 108.

スムージング処理部108は、重み係数設定部1082と、衛星擬似距離演算部1084とを有する。   The smoothing processing unit 108 includes a weight coefficient setting unit 1082 and a satellite pseudorange calculation unit 1084.

重み係数設定部1082は、スムージング処理を行う際に、重み係数Mを設定する。該重み係数Mは、衛星捕捉直後は零とし、時間と共に徐々に増加し、ある値に達すると固定するようにしてもよい。該重み係数の最大値は、車両の速度によって変化させるようにしてもよい。該重み係数Mは、C/Aコード位相により得られる擬似距離に対するものであってもよい。C/Aコード位相により得られる擬似距離に対する重み付けが設定されれば、Pコード位相により得られる擬似距離に対する重み付けも一意に設定されるためである。逆に、該重み係数Mは、Pコード位相により得られる擬似距離に対するものであってもよい。Pコード位相により得られる擬似距離に対する重み付けが設定されれば、C/Aコード位相により得られる擬似距離に対する重み付けも一意に設定されるためである。例えば、Pコード位相により得られる擬似距離に対する重み付けと、C/Aコード位相により得られる擬似距離に対する重み付けとの和は1であってもよい。   The weighting factor setting unit 1082 sets the weighting factor M when performing the smoothing process. The weighting factor M may be set to zero immediately after capturing the satellite, gradually increase with time, and fixed when reaching a certain value. You may make it change the maximum value of this weighting coefficient with the speed of a vehicle. The weighting factor M may be for the pseudorange obtained by the C / A code phase. This is because if the weight for the pseudo distance obtained by the C / A code phase is set, the weight for the pseudo distance obtained by the P code phase is also uniquely set. Conversely, the weighting factor M may be for the pseudorange obtained by the P code phase. This is because if the weight for the pseudo distance obtained by the P code phase is set, the weight for the pseudo distance obtained by the C / A code phase is also uniquely set. For example, the sum of the weighting for the pseudorange obtained by the P code phase and the weighting for the pseudorange obtained by the C / A code phase may be 1.

図4は、重み係数設定部1082により設定される重み係数Mの最大値の一例を示す。重み係数設定部1082は、低速になるほど搬送波位相の重み係数の最大値を大きな値とする。重み係数設定部1082は、車両の速度が速度A以下となった場合には、重み係数の最大値を無限大とする。   FIG. 4 shows an example of the maximum value of the weighting factor M set by the weighting factor setting unit 1082. The weighting factor setting unit 1082 increases the maximum value of the weighting factor of the carrier phase as the speed decreases. The weighting factor setting unit 1082 sets the maximum value of the weighting factor to infinity when the vehicle speed is equal to or lower than the speed A.

また、速度Aは、車両の速度と、GNSS衛星の軌道情報により設定されてもよい。該速度Aの情報は、GNSS受信装置100がマップ情報として有するようにしてもよいし、GNSS受信装置100において、GNSS衛星から受信した軌道情報に基づいて計算するようにしてもよい。また、速度Aは予め一定値に設定されてもよい。   The speed A may be set based on the speed of the vehicle and the orbit information of the GNSS satellite. The speed A information may be included in the GNSS receiver 100 as map information, or may be calculated based on orbit information received from a GNSS satellite in the GNSS receiver 100. Further, the speed A may be set to a constant value in advance.

衛星擬似距離演算部1084は、重み係数設定部1082と接続される。衛星擬似距離演算部1084には、遅延同期ループ回路106からC/Aコード位相が入力され、重み係数設定部1082により重み係数Mが入力され、DLL(L1-P)回路114及びDLL(L2-P)回路120によりPコード位相が入力される。   The satellite pseudorange calculation unit 1084 is connected to the weight coefficient setting unit 1082. The satellite pseudorange calculation unit 1084 receives the C / A code phase from the delay locked loop circuit 106, receives the weighting factor M from the weighting factor setting unit 1082, and receives the DLL (L1-P) circuit 114 and the DLL (L2-L2). P) The P code phase is input by the circuit 120.

衛星擬似距離演算部1084は、DLL(L1-C/A)回路106により入力されたC/Aコード位相に基づいて、擬似距離を求める。該擬似距離をC/Aコード位相距離ρ1 (ti)と呼ぶ。添え字の「i」はエポックを示す。一般的に、擬似距離ρは、GNSS衛星でC/Aコードが0ビット目であるとしてC/AコードのNビット目が受信されている場合には、ρ=N×300として求めることができる。すなわち、受信したC/AコードのGNSS衛星のコード位相時刻とGNSS受信装置の時刻との差を測定することにより、擬似距離ρを算出できる。衛星擬似距離演算部1084は、入力されたPコード位相に基づいて、擬似距離を求める。該擬似距離をPコード位相距離ρ2 (ti)と呼ぶ。添え字の「i」はエポックを示す。擬似距離ρは、GNSS衛星でPコードが0ビット目であるとしてPコードのNビット目が受信されている場合には、ρ=N×300として求めることができる。すなわち、受信したPコードのGNSS衛星のコード位相時刻とGNSS受信装置の時刻との差を測定することにより、擬似距離ρを算出できる。 The satellite pseudorange calculation unit 1084 obtains a pseudorange based on the C / A code phase input by the DLL (L1-C / A) circuit 106. The pseudorange is referred to as C / A code phase distance ρ 1 (t i ). The subscript “i” indicates an epoch. In general, the pseudorange ρ can be obtained as ρ = N × 300 when the GNSS satellite receives the Nth bit of the C / A code on the assumption that the C / A code is the 0th bit. . That is, the pseudorange ρ can be calculated by measuring the difference between the code phase time of the GNSS satellite of the received C / A code and the time of the GNSS receiver. The satellite pseudorange calculation unit 1084 obtains a pseudorange based on the input P code phase. The pseudorange is referred to as P code phase distance ρ 2 (t i ). The subscript “i” indicates an epoch. The pseudorange ρ can be obtained as ρ = N × 300 when the GNSS satellite is receiving the Nth bit of the P code assuming that the P code is the 0th bit. That is, the pseudorange ρ can be calculated by measuring the difference between the code phase time of the received GNSS satellite of the P code and the time of the GNSS receiver.

衛星擬似距離演算部1084は、C/Aコード位相距離ρ1 (ti)と、Pコード位相距離ρ2 (ti)と、重み係数Mに基づいて、衛星擬似距離を求める。例えば、衛星擬似距離演算部1084は、式(1)により衛星擬似距離を求める。 The satellite pseudorange calculation unit 1084 obtains the satellite pseudorange based on the C / A code phase distance ρ 1 (t i ), the P code phase distance ρ 2 (t i ), and the weighting factor M. For example, the satellite pseudorange calculation unit 1084 obtains the satellite pseudorange by Equation (1).

Figure 2011141241
衛星擬似距離演算部1084は、衛星擬似距離を測位演算部110に入力する。
Figure 2011141241
The satellite pseudorange calculation unit 1084 inputs the satellite pseudorange to the positioning calculation unit 110.

本GNSS受信装置100は、測位演算部110を有する。測位演算部110は、スムージング処理部108と接続される。測位演算部110は、航法メッセージに含まれる衛星軌道情報に基づいて、GNSS衛星のワールド座標系での現在位置を計算する。尚、GNSS衛星は、人工衛星の1つであるので、その運動は、地球重心を含む一定面内(軌道面)に限定される。また、GNSS衛星の軌道は地球重心を1つの焦点とする楕円運動であり、ケプラーの方程式を逐次数値計算することで、軌道面上でのGNSS衛星の位置を計算できる。また、GNSS衛星の位置は、GNSS衛星の軌道面とワールド座標系の赤道面が回転関係にあることを考慮して、軌道面上でのGNSS衛星の位置を3次元的な回転座標変換することで得られる。尚、ワールド座標系とは、地球重心を原点として、赤道面内で互いに直交するX軸及びY軸、並びに、この両軸に直交するZ軸により定義される。   The GNSS receiver 100 includes a positioning calculation unit 110. The positioning calculation unit 110 is connected to the smoothing processing unit 108. The positioning calculation unit 110 calculates the current position of the GNSS satellite in the world coordinate system based on the satellite orbit information included in the navigation message. Since the GNSS satellite is one of artificial satellites, its movement is limited to a certain plane (orbital plane) including the center of gravity of the earth. The orbit of the GNSS satellite is an elliptical motion with the earth's center of gravity as one focal point, and the position of the GNSS satellite on the orbital plane can be calculated by sequentially calculating the Kepler equation. In addition, the position of the GNSS satellite shall be converted to a three-dimensional rotational coordinate from the position of the GNSS satellite on the orbital plane in consideration of the rotational relationship between the orbital plane of the GNSS satellite and the equatorial plane of the world coordinate system. It is obtained with. The world coordinate system is defined by an X axis and a Y axis that are orthogonal to each other within the equator plane, and a Z axis that is orthogonal to both axes with the center of gravity of the earth as the origin.

測位演算部110は、衛星位置の算出結果と、スムージング処理部108により入力された衛星擬似距離の演算結果に基づいて、当該GNSS受信装置100の位置を測位する。当該GNSS受信装置100の位置は、3つのGNSS衛星100に対して得られるそれぞれの衛星擬似距離及び衛星位置を用いて、三角測量の原理で導出されてよい。この場合、衛星擬似距離は時計誤差を含むので、4つ目のGNSS衛星に対して得られる衛星擬似距離及び衛星位置を用いて、時計誤差成分が除去される。測位演算部110は、(現在)位置を出力する。   The positioning calculation unit 110 measures the position of the GNSS receiver 100 based on the calculation result of the satellite position and the calculation result of the satellite pseudorange input by the smoothing processing unit 108. The position of the GNSS receiver 100 may be derived on the principle of triangulation using the respective satellite pseudoranges and satellite positions obtained for the three GNSS satellites 100. In this case, since the satellite pseudorange includes a clock error, the clock error component is removed using the satellite pseudorange and the satellite position obtained for the fourth GNSS satellite. The positioning calculation unit 110 outputs the (current) position.

尚、GNSS衛星の位置の測位方法としては、このような単独測位に限られず、干渉測位(既知の点に設置された固定局での受信データを併用する方式)であってもよい。干渉測位の場合、固定局及び当該GNSS受信装置100にてそれぞれ得られる擬似距離の1重位相差や2重位相差等を用いて当該GNSS受信装置100の位置が測位される。   The positioning method of the position of the GNSS satellite is not limited to such independent positioning, but may be interference positioning (a method in which received data at a fixed station installed at a known point is used in combination). In the case of interference positioning, the position of the GNSS receiver 100 is measured using a single phase difference, a double phase difference, or the like of pseudoranges obtained by the fixed station and the GNSS receiver 100, respectively.

<本GNSS受信装置の動作>
図5は、本GNSS受信装置100の動作を示すフローチャートである。
<Operation of this GNSS receiver>
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the GNSS receiver 100.

本GNSS受信装置100は、C/Aコード位相を求める(ステップS502)。例えば、DLL(L1-C/A) 回路106は、GNSS衛星からの測位信号と、C/Aコードのレプリカ信号との同期をとることによりC/Aコード位相を求める。   The GNSS receiver 100 obtains the C / A code phase (step S502). For example, the DLL (L1-C / A) circuit 106 obtains the C / A code phase by synchronizing the positioning signal from the GNSS satellite with the C / A code replica signal.

本GNSS受信装置100は、Pコード位相を求める(ステップS504)。例えば、DLL(L1-P)回路114は、GNSS衛星からの測位信号からL1帯の搬送波が除去された信号とPコードのレプリカ信号との同期をとることによりWコードにより秘匿されたPコード位相を求める。ここで、Pコードの初期位相は、DLL(L1-C/A)回路106により入力される。DLL(L2-P)回路120は、GNSS衛星からの測位信号からL2帯の搬送波が除去された信号とPコードのレプリカ信号との同期をとることによりWコードにより秘匿されたPコード位相を求める。DLL(L1-P)回路114は、当該DLL(L1-P)回路114により求められたPコード位相と、DLL(L2-P)回路120により求められたPコード位相とを打ち消し合うことによりWコードを除去し、Pコード位相を求める。DLL(L2-P)回路120は、当該DLL(L2-P)回路120により求められたPコード位相と、DLL(L1-P)回路114により求められたPコード位相とを打ち消し合うことによりWコードを除去し、Pコード位相を求める。   The GNSS receiver 100 obtains the P code phase (step S504). For example, the DLL (L1-P) circuit 114 has a P code phase concealed by the W code by synchronizing a signal obtained by removing the L1 band carrier from the positioning signal from the GNSS satellite and a replica signal of the P code. Ask for. Here, the initial phase of the P code is input by the DLL (L1-C / A) circuit 106. The DLL (L2-P) circuit 120 obtains the P code phase concealed by the W code by synchronizing the signal obtained by removing the L2 band carrier from the positioning signal from the GNSS satellite and the P code replica signal. . The DLL (L1-P) circuit 114 cancels the P code phase obtained by the DLL (L1-P) circuit 114 and the P code phase obtained by the DLL (L2-P) circuit 120 by canceling each other. Remove code and determine P-code phase. The DLL (L2-P) circuit 120 cancels the P code phase obtained by the DLL (L2-P) circuit 120 and the P code phase obtained by the DLL (L1-P) circuit 114 by canceling each other. Remove code and determine P-code phase.

本GNSS受信装置100は、車両の速度に基づいて、C/Aコード位相により得られる擬似距離に対する重み係数を設定する(ステップS506)。例えば、重み係数設定部1082は、DLL(L1-C/A)106により入力されたC/Aコード位相により得られる擬似距離に対する重み係数を求める。   The GNSS receiver 100 sets a weighting factor for the pseudorange obtained from the C / A code phase based on the vehicle speed (step S506). For example, the weighting factor setting unit 1082 obtains a weighting factor for the pseudo distance obtained from the C / A code phase input by the DLL (L1-C / A) 106.

本GNSS受信装置100は、GNSS衛星とGNSS受信装置100との擬似距離を求める(ステップS508)。例えば、スムージング処理部108は、ステップS506により設定されたC/Aコード位相により得られる擬似距離に対する重み係数に基づいて、C/Aコード位相距離ρ1 (ti)と、Pコード位相距離ρ2 (ti)とに対して重み付けを行い、衛星擬似距離を求める。 The GNSS receiver 100 obtains the pseudo distance between the GNSS satellite and the GNSS receiver 100 (step S508). For example, the smoothing processing unit 108 determines the C / A code phase distance ρ 1 (t i ) and the P code phase distance ρ based on the weighting factor for the pseudo distance obtained from the C / A code phase set in step S506. 2 (t i ) is weighted to determine the satellite pseudorange.

衛星擬似距離が求められた後、該衛星擬似距離に基づいて、(現在)位置が求められる。   After the satellite pseudorange is determined, the (current) position is determined based on the satellite pseudorange.

本実施例によれば、スムージング処理において、C/Aコード位相により得られる擬似距離と、Pコード位相により得られる擬似距離に対して重み付けを行う。該重み付けは、車両の速度が遅いほど、Pコード位相により得られる擬似距離の配分(重み付け)が大きく、C/Aコード位相により得られる擬似距離の配分(重み付け)が小さくなるように設定される。C/Aコード位相と比較して、Pコード位相はマルチパス誤差が小さいため、Pコード位相により衛星距離を求めることにより、測位精度を向上させることができる。   According to the present embodiment, in the smoothing process, the pseudo distance obtained from the C / A code phase and the pseudo distance obtained from the P code phase are weighted. The weighting is set such that the lower the vehicle speed, the larger the pseudorange distribution (weighting) obtained by the P code phase and the smaller the pseudorange distribution (weighting) obtained by the C / A code phase. . Since the P code phase has a smaller multipath error than the C / A code phase, the positioning accuracy can be improved by obtaining the satellite distance from the P code phase.

また、車両の速度が所定の速度より低速となった場合には、Pコード位相のみを用いてスムージング処理を行う。Pコード位相のみを用いてスムージング処理を行うことにより、車両の速度が所定の速度より低速となった場合においてもマルチパスの影響を低減して、衛星距離を求めることができる。   When the vehicle speed is lower than a predetermined speed, the smoothing process is performed using only the P code phase. By performing the smoothing process using only the P code phase, the influence of multipath can be reduced and the satellite distance can be obtained even when the vehicle speed is lower than a predetermined speed.

また、車両の速度が高速となるに従って、C/Aコード位相による擬似距離の配分を大きくし、Pコード位相による擬似距離の配分を小さくする。C/Aコードと比較して、Pコード位相は当該GNSS受信装置100における受信感度が低くなる場合がある。特に、車両の速度が高速になるほど受信電波の状態の変化が激しくなる。或る速度で、Pコード位相による擬似距離からC/Aコードによる擬似距離に切り換えると、該切り換え前後における擬似距離が不連続となる。そこで、本GNSS受信装置100は、C/Aコードによる擬似距離と、Pコードによる擬似距離を求める。本GNSS受信装置100は、高速域ではC/Aコード位相による擬似距離の重みを大きくし、Pコード位相による擬似距離の重みを小さくする。本GNSS受信装置100は、低速域ではPコード位相による擬似距離の重みを大きくし、C/Aコード位相による擬似距離の重みを小さくする。   Also, as the vehicle speed increases, the pseudo distance distribution by the C / A code phase is increased and the pseudo distance distribution by the P code phase is decreased. In comparison with the C / A code, the P code phase may have lower reception sensitivity in the GNSS receiver 100. In particular, the change in the state of the received radio wave becomes more severe as the vehicle speed increases. When the pseudo distance based on the P code phase is switched to the pseudo distance based on the C / A code at a certain speed, the pseudo distance before and after the switching becomes discontinuous. Therefore, the GNSS receiver 100 obtains a pseudo distance using a C / A code and a pseudo distance using a P code. This GNSS receiver 100 increases the pseudorange weight based on the C / A code phase in the high-speed range and decreases the pseudorange weight based on the P code phase. The GNSS receiving apparatus 100 increases the pseudorange weight based on the P code phase and decreases the pseudorange weight based on the C / A code phase in the low speed range.

<第2の実施例>
<システム>
本実施例に従ったGNSSは、第1の実施例と同様である。
<Second embodiment>
<System>
The GNSS according to this embodiment is the same as that of the first embodiment.

<GNSS受信装置>
図6は、本実施例に従ったGNSS受信装置100を示す。第1の実施例において示したGNSS受信装置100と、ループ帯域幅設定部122を有する点で異なる。
<GNSS receiver>
FIG. 6 shows a GNSS receiver 100 according to the present embodiment. It differs from the GNSS receiver 100 shown in the first embodiment in that it has a loop bandwidth setting unit 122.

ループ帯域幅設定部122は、LPF1066と接続される。ループ帯域幅設定部122には、車速情報が入力される。   The loop bandwidth setting unit 122 is connected to the LPF 1066. Vehicle speed information is input to the loop bandwidth setting unit 122.

図7は、積分器1064により出力されるC/Aコード位相の特性を示す。   FIG. 7 shows the characteristics of the C / A code phase output by the integrator 1064.

車速が速い場合には、時間に対して、C/Aコード位相の変動の周期が短くなる。車速が遅い場合には、車速が速い場合とは逆に、時間に対して、C/Aコード位相の変動の周期が長くなる。   When the vehicle speed is high, the C / A code phase fluctuation period becomes shorter with respect to time. When the vehicle speed is slow, contrary to when the vehicle speed is fast, the C / A code phase fluctuation period becomes longer with respect to time.

従って、C/Aコード位相の変動を除去するためには、車両の速度が速い場合にはDLL106におけるループ帯域幅を大きな値に設定し、車両の速度が遅い場合にはDLL106におけるループ帯域幅を小さな値に設定するのが好ましい。   Therefore, in order to eliminate the C / A code phase fluctuation, the loop bandwidth in the DLL 106 is set to a large value when the vehicle speed is high, and the loop bandwidth in the DLL 106 is set when the vehicle speed is low. It is preferable to set a small value.

ループ帯域幅設定部122は、車速情報に基づいて、DLLのループ帯域幅を変化させる。   The loop bandwidth setting unit 122 changes the loop bandwidth of the DLL based on the vehicle speed information.

図8は、DLLのループ帯域幅の設定例を示す。図8に示されるように、例えば、車両の速度が低速となるに従って、DLLのループ帯域幅を狭くする。DLLのループ帯域幅を狭くすることにより、測位誤差を低減できる。   FIG. 8 shows an example of setting the DLL loop bandwidth. As shown in FIG. 8, for example, as the vehicle speed decreases, the loop bandwidth of the DLL is reduced. By narrowing the DLL loop bandwidth, positioning errors can be reduced.

また、ループ帯域幅設定部122は、車両の速度が所定の速度Aよりも低速の場合には、DLLのループ帯域幅をC/Aコードを復調可能な帯域幅とする。該所定の速度Aは、GPS受信装置の移動速度がC/Aコードを復調可能な帯域幅となる速度に設定されるのが好ましい。DLLのループ帯域幅をC/Aコードを復調可能な帯域幅とすることによりGPS衛星からの信号をデコードできなくなることを防止できる。該C/Aコードを復調可能な帯域幅は、C/Aコードの変調帯域のナイキスト周波数であってもよい。   In addition, when the vehicle speed is lower than the predetermined speed A, the loop bandwidth setting unit 122 sets the loop bandwidth of the DLL as a bandwidth capable of demodulating the C / A code. The predetermined speed A is preferably set to a speed at which the moving speed of the GPS receiving device has a bandwidth capable of demodulating the C / A code. By making the loop bandwidth of the DLL a bandwidth that can demodulate the C / A code, it is possible to prevent the GPS satellite signal from being decoded. The bandwidth capable of demodulating the C / A code may be the Nyquist frequency of the modulation band of the C / A code.

ループ帯域幅設定部122は、DLLのループ帯域幅の設定値をLPF1066に入力する。
LPF1066は、ループ帯域幅設定部122により設定されたループ帯域幅により、C/Aコード位相をフィルタリングし、位相残差を出力する。
The loop bandwidth setting unit 122 inputs the set value of the loop bandwidth of the DLL to the LPF 1066.
The LPF 1066 filters the C / A code phase according to the loop bandwidth set by the loop bandwidth setting unit 122 and outputs a phase residual.

<本GNSS受信装置の動作>
図9は、本GNSS受信装置100の動作を示すフローチャートである。図9には、図5を参照して説明したフローチャートにおけるステップS502に含まれる処理が主に示される。
<Operation of this GNSS receiver>
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the GNSS receiver 100. FIG. 9 mainly shows processing included in step S502 in the flowchart described with reference to FIG.

GNSS受信装置100は、車両の速度に基づいて、ループ帯域幅を設定する(ステップS902)。例えば、ループ帯域幅設定部122は、車速情報に基づいて、ループ帯域幅を設定する。例えば、ループ帯域幅設定部122は、車両の速度が低速となるに従って、DLLのループ帯域幅を狭くする。また、ループ帯域幅設定部114は、車両の速度がGPS受信装置の移動速度がC/Aコードを復調可能な帯域幅となる速度よりも低速の場合には、DLLのループ帯域幅をC/Aコードを復調可能な帯域幅とする。該ループ帯域幅は、LPF1066に入力される。   The GNSS receiver 100 sets the loop bandwidth based on the vehicle speed (step S902). For example, the loop bandwidth setting unit 122 sets the loop bandwidth based on the vehicle speed information. For example, the loop bandwidth setting unit 122 narrows the loop bandwidth of the DLL as the vehicle speed decreases. Further, the loop bandwidth setting unit 114 sets the DLL loop bandwidth to C / C when the speed of the vehicle is lower than the speed at which the moving speed of the GPS receiver is a bandwidth capable of demodulating the C / A code. Let A code be a demodulatable bandwidth. The loop bandwidth is input to the LPF 1066.

GNSS受信装置100は、ステップ902により設定されたループ帯域幅により、C/Aコード位相をフィルタリングする(ステップS904)。例えば、LPF1066は、ループ帯域幅設定部122により設定されたループ帯域幅で、C/Aコード位相をフィルタリングする。   The GNSS receiver 100 filters the C / A code phase according to the loop bandwidth set in step 902 (step S904). For example, the LPF 1066 filters the C / A code phase with the loop bandwidth set by the loop bandwidth setting unit 122.

本実施例によれば、車両の速度に基づいて、DLL(L1-C/A)回路のループ帯域幅を変化させることにより、測位誤差を低減できる。該DLL(L1-C/A)回路のループ帯域幅は、車両の速度が低速となるほど狭くする。また、移動速度がC/Aコードを復調可能な帯域幅となる所定の速度よりも低速の場合には、DLL(L1-C/A)回路のループ帯域幅をC/Aコードを復調可能な帯域幅とする。DLL(L1-C/A)回路のループ帯域幅をC/Aコードを復調可能な帯域幅とすることにより、GPS衛星からの信号をデコードできなくなるのを防止できる。   According to the present embodiment, the positioning error can be reduced by changing the loop bandwidth of the DLL (L1-C / A) circuit based on the speed of the vehicle. The loop bandwidth of the DLL (L1-C / A) circuit is narrowed as the vehicle speed decreases. Also, when the moving speed is lower than the predetermined speed that can demodulate the C / A code, the C / A code can be demodulated using the loop bandwidth of the DLL (L1-C / A) circuit. Bandwidth. By making the loop bandwidth of the DLL (L1-C / A) circuit a bandwidth capable of demodulating the C / A code, it is possible to prevent the signal from the GPS satellite from being unable to be decoded.

本実施例において、車両の速度に基づいて、DLL (L1-P)回路のループ帯域幅を変化させるようにしてもよい。具体的には、車両の速度が低速となるほど狭くする。しかし、PコードのDLLの帯域幅は十分広いため、極低速でのみ制限するのが好ましい。   In this embodiment, the loop bandwidth of the DLL (L1-P) circuit may be changed based on the speed of the vehicle. Specifically, it is narrowed as the vehicle speed decreases. However, the P-code DLL bandwidth is wide enough that it is preferable to limit it only at very low speeds.

<第3の実施例>
<システム>
本実施例に従ったGNSSは、第1の実施例と同様である。
<Third embodiment>
<System>
The GNSS according to this embodiment is the same as that of the first embodiment.

<GNSS受信装置>
本実施例に従ったGNSS受信装置100は、第1及び第2の実施例において示したGNSS受信装置100に、Pコード位相距離推定部124を有するようにしたものである。
<GNSS receiver>
The GNSS receiver 100 according to the present embodiment has a P code phase distance estimation unit 124 in addition to the GNSS receiver 100 shown in the first and second embodiments.

図10は、Pコード位相距離推定部124を示す。   FIG. 10 shows the P code phase distance estimation unit 124.

Pコード位相距離推定部124は、衛星追尾判定部1242と、搬送波位相距離差分値演算部1244と、Pコード位相距離演算部1248とを有する。搬送波位相距離差分値演算部1244はメモリ1246を有し、Pコード位相距離演算部1248もメモリ1250を有する。   The P code phase distance estimation unit 124 includes a satellite tracking determination unit 1242, a carrier phase distance difference value calculation unit 1244, and a P code phase distance calculation unit 1248. The carrier phase distance difference value calculation unit 1244 has a memory 1246, and the P code phase distance calculation unit 1248 also has a memory 1250.

Pコード位相距離推定部124は、DLL(L1-P)回路114、DLL(L2-P)回路120、及びスムージング処理部108と接続される。Pコード位相距離推定部124は、搬送波位相積算値を用いて、位相距離の差分値を算出する。Pコード位相距離推定部124は、DLL(L1-P)回路114及び/又はDLL(L2-P)回路120がGNSS衛星をロストしていないかどうかを判定する。DLL(L1-P)回路114及び/又はDLL(L2-P)回路120がGNSS衛星をロストしたと判定された場合には、Pコード位相距離推定部124は、搬送波位相積算値により求めた相対距離変化によりPコード位相距離を推定する。Pコード位相距離推定部124は、スムージング処理部108に、Pコード位相距離を入力する。スムージング処理部108では、Pコード位相距離推定部124によりPコード位相距離が入力された場合、該Pコード位相距離を用いて衛星擬似距離が求められる。一方、DLL(L1-P)回路114及び/又はDLL(L2-P)回路120がGNSS衛星をロストしたと判定されない場合には、Pコード位相距離推定部124は、スムージング処理部108に、DLL(L1-P)回路114及び/又はDLL(L2-P)回路120により入力されるPコード位相を入力する。さらに、Pコード位相距離推定部124は、Pコード位相に基づいて、Pコード位相距離を算出し、記憶する。   The P code phase distance estimation unit 124 is connected to the DLL (L1-P) circuit 114, the DLL (L2-P) circuit 120, and the smoothing processing unit 108. The P code phase distance estimation unit 124 calculates the difference value of the phase distance using the carrier phase integrated value. The P code phase distance estimation unit 124 determines whether the DLL (L1-P) circuit 114 and / or the DLL (L2-P) circuit 120 has lost the GNSS satellite. When it is determined that the DLL (L1-P) circuit 114 and / or the DLL (L2-P) circuit 120 has lost the GNSS satellite, the P code phase distance estimation unit 124 calculates the relative value obtained from the carrier phase integrated value. Estimate P-code phase distance by distance change. The P code phase distance estimation unit 124 inputs the P code phase distance to the smoothing processing unit 108. When the P code phase distance is input from the P code phase distance estimation unit 124, the smoothing processing unit 108 obtains a satellite pseudorange using the P code phase distance. On the other hand, if it is not determined that the DLL (L1-P) circuit 114 and / or the DLL (L2-P) circuit 120 has lost the GNSS satellite, the P code phase distance estimation unit 124 sends a DLL to the smoothing processing unit 108. The P code phase input by the (L1-P) circuit 114 and / or the DLL (L2-P) circuit 120 is input. Further, the P code phase distance estimation unit 124 calculates and stores the P code phase distance based on the P code phase.

衛星追尾判定部1242は、DLL(L1-P)回路114、DLL(L2-P)回路120、及びスムージング処理部108と接続される。衛星追尾判定部1242は、当該GNSS受信装置100がGNSS衛星をロストしていないかどうかを判定する。換言すれば、当該GNSS受信装置100によりGNSS衛星が追尾できているかどうかを判定する。例えば、衛星追尾判定部1242には、電波状態情報が入力される。衛星追尾判定部1242は、電波状態情報に基づいて、該電波状態情報が所定の電波状態を満たさない場合に、GNSS衛星を追尾できていないと判定するようにしてもよい。   The satellite tracking determination unit 1242 is connected to the DLL (L1-P) circuit 114, the DLL (L2-P) circuit 120, and the smoothing processing unit 108. The satellite tracking determination unit 1242 determines whether or not the GNSS receiver 100 has lost the GNSS satellite. In other words, it is determined whether the GNSS satellite can be tracked by the GNSS receiver 100. For example, the radio wave status information is input to the satellite tracking determination unit 1242. The satellite tracking determination unit 1242 may determine that the GNSS satellite is not tracked based on the radio wave state information when the radio wave state information does not satisfy a predetermined radio wave state.

また、衛星追尾判定部1242は、DLL(L1-P)回路114及び/又はDLL(L2−P)回路120における受信信号とPコードのレプリカ信号との間の相関ピークを観測するようにしてもよい。衛星追尾判定部1242は、相関ピークの閾値以下に、相関ピークのピーク値が低下した場合に、追尾できていないと判定するようにしてもよい。該相関ピークの閾値は、GNSS衛星の仰角に基づいて変更するようにしてもよい。   The satellite tracking determination unit 1242 may observe a correlation peak between the received signal and the P-code replica signal in the DLL (L1-P) circuit 114 and / or the DLL (L2-P) circuit 120. Good. The satellite tracking determination unit 1242 may determine that tracking has not been performed when the peak value of the correlation peak decreases below the correlation peak threshold value. The correlation peak threshold value may be changed based on the elevation angle of the GNSS satellite.

また、衛星追尾判定部1242は、地図情報に基づいて、例えば、高層ビルや木々などの障害物によりGNSS衛星からの電波がさえぎられるかどうかを判定するようにしてもよい。電波がさえぎられると判定される場合には、衛星追尾判定部1242は、GNSS衛星を追尾できないと判定するようにしてもよい。   Further, the satellite tracking determination unit 1242 may determine whether the radio wave from the GNSS satellite is blocked by an obstacle such as a high-rise building or trees based on the map information. If it is determined that the radio wave is blocked, the satellite tracking determination unit 1242 may determine that the GNSS satellite cannot be tracked.

衛星追尾判定部1242は、GNSS衛星を追尾できていると判定した場合には、DLL(L1-P)回路114及び/又はDLL(L2-P)回路120により入力されるPコード位相をスムージング処理部108、及びPコード位相距離演算部1248に入力する。また、衛星追尾判定部1242は、GNSS衛星を追尾できていないと判定した場合には、DLL(L1-P)回路114及び/又はDLL(L2-P)回路120により入力されるPコード位相は誤っていると判断し、該Pコード位相をスムージング処理部108に入力しない。衛星追尾判定部1242は、DLL(L1-P)回路114及び/又はDLL(L2-P)回路120により入力されるPコード位相が誤っていると判断した場合、Pコード位相距離演算部1248にPコード位相距離を出力するように命令する。   When the satellite tracking determination unit 1242 determines that the GNSS satellite can be tracked, the satellite tracking determination unit 1242 smoothes the P code phase input by the DLL (L1-P) circuit 114 and / or the DLL (L2-P) circuit 120. Unit 108 and P code phase distance calculation unit 1248. In addition, when the satellite tracking determination unit 1242 determines that the GNSS satellite cannot be tracked, the P code phase input by the DLL (L1-P) circuit 114 and / or the DLL (L2-P) circuit 120 is It is determined that it is incorrect, and the P code phase is not input to the smoothing processing unit. When the satellite tracking determination unit 1242 determines that the P code phase input by the DLL (L1-P) circuit 114 and / or the DLL (L2-P) circuit 120 is incorrect, the satellite tracking determination unit 1242 Command to output P code phase distance.

搬送波位相距離差分値演算部1244には、搬送波位相積算値が入力される。該搬送波位相積算値は、位相同期回路(PLL: Phase Locked Loop)(図示なし)により入力される。該搬送波位相積算値は、1エポック毎のドップラー周波数により算出してもよい。例えば、ドップラー周波数を積算する。搬送波位相距離差分値演算部1244は、搬送波位相積算値から擬似距離を求める。該擬似距離は、搬送波位相距離Φとも呼ばれる。搬送波位相距離差分値演算部1244は、搬送波位相距離Φをメモリ1246に記憶する。搬送波位相距離Φをメモリ1246に記憶した後、搬送波位相距離差分値演算部1244は、次のエポックで入力された搬送波位相積算値から搬送波位相距離を求める。搬送波位相距離差分値演算部1244は、該搬送波位相距離と、メモリ1246に記憶されている1エポック前の搬送波擬似距離との差(Φii-1)(iは、エポックを示す)を求め、メモリ1246に記憶するとともに、Pコード位相距離演算部1248に入力する。 The carrier wave phase difference difference calculation unit 1244 receives the carrier wave phase integrated value. The carrier phase integrated value is input by a phase locked loop (PLL) (not shown). The carrier phase integrated value may be calculated from the Doppler frequency for each epoch. For example, the Doppler frequency is integrated. The carrier phase distance difference value calculation unit 1244 obtains a pseudo distance from the carrier phase integrated value. The pseudorange is also called a carrier phase distance Φ. The carrier phase distance difference value calculation unit 1244 stores the carrier phase distance Φ in the memory 1246. After the carrier phase distance Φ is stored in the memory 1246, the carrier phase distance difference value calculation unit 1244 obtains the carrier phase distance from the carrier phase integrated value input in the next epoch. The carrier phase distance difference value calculation unit 1244 is a difference (Φ ii-1 ) between the carrier phase distance and the carrier pseudo distance one epoch before stored in the memory 1246 (where i represents an epoch). Is stored in the memory 1246 and input to the P code phase distance calculation unit 1248.

Pコード位相距離演算部1248は、衛星追尾判定部1242、搬送波位相距離差分値演算部1244、及びスムージング処理部108と接続される。Pコード位相距離演算部1248には、搬送波位相距離差分値演算部1244により搬送波位相距離の差分値(Φii-1)が入力される。また、Pコード位相距離演算部1248には、衛星追尾判定部1242によりPコード位相が入力される。また、Pコード位相距離演算部1248には、所定の場合に衛星追尾判定部1242によりPコード位相距離を出力する命令が入力される。 The P code phase distance calculation unit 1248 is connected to the satellite tracking determination unit 1242, the carrier phase distance difference value calculation unit 1244, and the smoothing processing unit 108. A carrier phase distance difference value (Φ i −Φ i−1 ) is input to the P code phase distance calculator 1248 by the carrier phase distance difference value calculator 1244. Further, the P code phase distance calculation unit 1248 receives the P code phase from the satellite tracking determination unit 1242. In addition, the P code phase distance calculation unit 1248 receives a command for outputting the P code phase distance by the satellite tracking determination unit 1242 in a predetermined case.

Pコード位相距離演算部1248は、衛星追尾判定部1242により入力されたPコード位相からPコード位相距離を求める。該Pコード位相距離は、メモリ1250に記憶される。また、Pコード位相距離演算部1248は、搬送波位相距離差分値演算部1244により入力される搬送波位相距離の差分値(Φii-1)に基づいて、Pコード位相距離を求める。例えば、Pコード位相距離演算部1248は、式(2)により、Pコード位相距離を求める。 The P code phase distance calculation unit 1248 obtains the P code phase distance from the P code phase input by the satellite tracking determination unit 1242. The P code phase distance is stored in the memory 1250. The P code phase distance calculation unit 1248 obtains the P code phase distance based on the difference value (Φ ii-1 ) of the carrier phase distance input by the carrier phase distance difference value calculation unit 1244. For example, the P code phase distance calculation unit 1248 obtains the P code phase distance using Equation (2).

Figure 2011141241
式(2)において、ρ2(ti-1)は、メモリ1250に記憶された値を用いる。Pコード位相距離演算部1248は、新たに求めたPコード位相距離をメモリ1250に記憶する。Pコード位相距離演算部1248は、衛星追尾判定部1242により入力されるPコード位相距離を出力する命令に従って、スムージング処理部108に、Pコード位相距離を入力する。
Figure 2011141241
In equation (2), ρ 2 (t i-1 ) uses a value stored in the memory 1250. The P code phase distance calculation unit 1248 stores the newly obtained P code phase distance in the memory 1250. The P code phase distance calculation unit 1248 inputs the P code phase distance to the smoothing processing unit 108 in accordance with a command for outputting the P code phase distance input by the satellite tracking determination unit 1242.

<本GNSS受信装置の動作>
図11は、本GNSS受信装置100の動作を示すフローチャートである。
<Operation of this GNSS receiver>
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the GNSS receiver 100.

図11において、ステップS1102−S1104、及びS1112−S1114は、図5を参照して説明したS502−S508と同様である。従って、ステップS1106から説明する。   In FIG. 11, steps S1102-S1104 and S1112-S1114 are the same as S502-S508 described with reference to FIG. Therefore, it demonstrates from step S1106.

本GNSS受信装置100は、GNSS衛星をロストしたかどうかを判定する(ステップS1106)。例えば、衛星追尾判定部1242は、電波状態情報に基づいて、GNSS衛星をロストしたかどうかを判定するようにしてもよい。   The GNSS receiver 100 determines whether or not the GNSS satellite is lost (step S1106). For example, the satellite tracking determination unit 1242 may determine whether the GNSS satellite is lost based on the radio wave state information.

GNSS衛星をロストしたと判定した場合(ステップS1106:YES)、本GNSS受信装置100は、搬送波位相距離の差分値に基づいて、Pコード位相距離を求める(ステップS1108)。例えば、搬送波位相距離差分値演算部1244は、搬送波位相距離の差分を求める。Pコード位相距離演算部1248は、搬送波位相距離差分値演算部1244により求められた搬送波位相距離の差分値に基づいて、Pコード位相距離を求める。   When it is determined that the GNSS satellite has been lost (step S1106: YES), the GNSS receiver 100 obtains the P code phase distance based on the difference value of the carrier phase distance (step S1108). For example, the carrier phase distance difference value calculation unit 1244 obtains a difference in carrier phase distance. The P code phase distance calculation unit 1248 obtains the P code phase distance based on the difference value of the carrier phase distance obtained by the carrier phase distance difference value computation unit 1244.

GNSS衛星をロストしたと判定されない場合(ステップS1106:NO)、本GNSS受信装置100は、Pコード位相に基づいて、Pコード位相距離を求める(ステップS1110)。例えば、スムージング処理部108の衛星擬似距離演算部1084は、Pコード位相に基づいて、Pコード位相距離を求める。   When it is not determined that the GNSS satellite is lost (step S1106: NO), the GNSS receiver 100 obtains a P code phase distance based on the P code phase (step S1110). For example, the satellite pseudorange calculation unit 1084 of the smoothing processing unit 108 obtains the P code phase distance based on the P code phase.

本実施例によれば、GNSS衛星をロストしていないかどうかを判定できる。また、GNSS衛星をロストした場合でも、搬送波位相により衛星距離を求めることができる。   According to the present embodiment, it can be determined whether or not the GNSS satellite is lost. Even when the GNSS satellite is lost, the satellite distance can be obtained from the carrier phase.

上述した実施例によれば、GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置が提供される。   According to the above-described embodiment, there is provided a GNSS receiver that performs a positioning calculation based on a positioning signal transmitted from a GNSS satellite.

該GNSS受信装置は、
C/Aコードのレプリカ信号を生成し、該C/Aコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、C/Aコードの位相を求める、DLL(L1-C/A)回路としての第1の遅延同期ループ回路と、
Pコードのレプリカ信号を生成し、該Pコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、Pコードの位相を求める、DLL(L1-P)回路、DLL(L2-P)回路としての第2の遅延同期ループ回路と、
当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記C/Aコードの位相により得られる擬似距離に対する重み付けを設定する重み付け設定部と、
前記重み付け設定部により設定された重み付けと、前記第1の遅延同期ループ回路により求められたC/Aコードの位相と、前記第2の遅延同期ループ回路により求められたPコードの位相に基づいて、擬似距離を求める、スムージング処理部108としての擬似距離演算部と、
該擬似距離演算部により求められた擬似距離に基づいて、測位を行う測位演算部と
を有する。
The GNSS receiver is
Generate a C / A code replica signal and synchronize the C / A code replica signal with the positioning signal from the GNSS satellite to obtain the phase of the C / A code, DLL (L1-C / A) a first delay locked loop circuit as a circuit;
A DLL (L1-P) circuit, a DLL (L2-P2) circuit that generates a P-code replica signal and obtains the phase of the P-code by synchronizing the P-code replica signal with the positioning signal from the GNSS satellite. P) a second delay locked loop circuit as a circuit;
Based on the moving speed of the GNSS receiver, a weight setting unit that sets a weight for the pseudorange obtained by the phase of the C / A code;
Based on the weight set by the weight setting unit, the phase of the C / A code determined by the first delay locked loop circuit, and the phase of the P code determined by the second delay locked loop circuit A pseudo distance calculation unit as the smoothing processing unit 108 for obtaining a pseudo distance;
A positioning calculation unit that performs positioning based on the pseudo distance obtained by the pseudo distance calculation unit.

スムージング処理において、C/Aコード位相により得られる擬似距離と、Pコード位相により得られる擬似距離に対して重み付けを行う際に、車両の速度に基づいて該重み付けを変化させる。例えば、車両の速度が遅いほど、C/Aコード位相により得られる擬似距離の配分(重み付け)が小さくなるように設定する。その結果、Pコード位相により得られる擬似距離の配分(重み付け)が大きくなる。C/Aコード位相と比較して、Pコード位相はマルチパス誤差が小さいため、Pコード位相により衛星距離を求めることにより、測位精度を向上させることができる。   In the smoothing process, when weighting the pseudo distance obtained by the C / A code phase and the pseudo distance obtained by the P code phase, the weight is changed based on the speed of the vehicle. For example, the lower the vehicle speed, the smaller the pseudorange distribution (weighting) obtained by the C / A code phase is set. As a result, the distribution (weighting) of the pseudo distance obtained by the P code phase increases. Since the P code phase has a smaller multipath error than the C / A code phase, the positioning accuracy can be improved by obtaining the satellite distance from the P code phase.

さらに、
当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記第1の遅延同期ループ回路のループ帯域幅を設定するループ帯域幅設定部
を有し、
前記第1の遅延同期ループ回路は、前記ループ帯域幅設定部により設定されたループ帯域幅に基づいて、C/Aコードの位相を求める。
further,
A loop bandwidth setting unit that sets a loop bandwidth of the first delay locked loop circuit based on a moving speed of the GNSS receiver;
The first delay locked loop circuit obtains the phase of the C / A code based on the loop bandwidth set by the loop bandwidth setting unit.

車両の速度に基づいて、DLL(L1-C/A)回路のループ帯域幅を変化させることにより、測位誤差を低減できる。すなわち、車両の速度に応じて、ループ帯域幅と、C/Aコード位相、Pコード位相の重み係数とを変化させることにより、マルチパス誤差を低減できる。C/Aコードの変調帯域以下となるような低速域においても、Pコード位相を用いることによりマルチパス誤差を低減できる。すなわち、全速度域において、マルチパス誤差を低減できる。   The positioning error can be reduced by changing the loop bandwidth of the DLL (L1-C / A) circuit based on the vehicle speed. That is, the multipath error can be reduced by changing the loop bandwidth and the weighting coefficient of the C / A code phase and the P code phase according to the speed of the vehicle. Multipath errors can be reduced by using the P-code phase even in a low-speed region that is equal to or less than the modulation band of the C / A code. That is, multipath errors can be reduced in the entire speed range.

さらに、
前記ループ帯域幅設定部は、当該GNSS受信装置の速度が低速になるほど、前記ループ帯域幅を狭い値に設定する。
further,
The loop bandwidth setting unit sets the loop bandwidth to a narrower value as the speed of the GNSS receiver becomes lower.

DLL(L1-C/A)回路のループ帯域幅を車両の速度が低速となるほど狭くすることにより、測位精度を向上させることができる。   By narrowing the loop bandwidth of the DLL (L1-C / A) circuit as the vehicle speed decreases, the positioning accuracy can be improved.

さらに、
前記ループ帯域幅設定部は、当該GNSS受信装置の速度が、前記第1の遅延同期ループ回路におけるC/Aコードを復調可能な帯域幅となる所定の速度以下となる場合、該C/Aコードを復調可能な帯域幅に、前記ループ帯域幅を設定する。
further,
The loop bandwidth setting unit, when the speed of the GNSS receiver is equal to or lower than a predetermined speed that is a bandwidth capable of demodulating the C / A code in the first delay locked loop circuit, Is set to a bandwidth that can be demodulated.

DLL(L1-C/A)回路のループ帯域幅をC/Aコードを復調可能な帯域幅とすることにより、GPS衛星からの信号をデコードできなくなるのを防止できる。   By making the loop bandwidth of the DLL (L1-C / A) circuit a bandwidth capable of demodulating the C / A code, it is possible to prevent the signal from the GPS satellite from being unable to be decoded.

さらに、
前記重み付け設定部は、当該GNSS受信装置の速度が低速になるほど、前記重み付けを小さな値に設定する。
further,
The weighting setting unit sets the weighting to a smaller value as the speed of the GNSS receiver becomes lower.

C/Aコード位相の重み付けが小さな値となるほどPコード位相の重み付けが大きくなる。Pコード位相の重み付けが大きくなることにより、車両の速度が低速となった場合においてもマルチパスの影響を低減して、衛星距離を求めることができる。   The smaller the C / A code phase weight, the greater the P code phase weight. By increasing the weighting of the P code phase, the satellite distance can be obtained by reducing the influence of multipath even when the vehicle speed is low.

さらに、
前記重み付け設定部は、当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記Pコードの位相により得られる擬似距離に対する重み付けを、当該GNSS受信装置の速度が低速になるほど大きな値に設定する。
further,
The weight setting unit sets the weight for the pseudo distance obtained from the phase of the P code based on the moving speed of the GNSS receiver to a larger value as the speed of the GNSS receiver decreases.

Pコード位相の重み付けが大きな値となるほどC/Aコード位相の重み付けが小さくなる。Pコード位相の重み付けが大きくなることにより、車両の速度が低速となった場合においてもマルチパスの影響を低減して、衛星距離を求めることができる。   The greater the P code phase weight, the smaller the C / A code phase weight. By increasing the weighting of the P code phase, the satellite distance can be obtained by reducing the influence of multipath even when the vehicle speed is low.

さらに、
前記重み付け設定部は、当該GNSS受信装置の速度が所定の速度以下となる場合、前記重み付けを最小値に設定する。
further,
The weighting setting unit sets the weighting to a minimum value when the speed of the GNSS receiving apparatus is equal to or lower than a predetermined speed.

Pコード位相のみを用いてスムージング処理を行うことにより、車両の速度が所定の速度より低速となった場合においてもマルチパスの影響を低減して、衛星距離を求めることができる。   By performing the smoothing process using only the P code phase, the influence of multipath can be reduced and the satellite distance can be obtained even when the vehicle speed is lower than a predetermined speed.

さらに、
GNSS衛星を追尾できているかどうかを判定する衛星追尾判定部と、
搬送波位相に基づいて擬似距離を求め、該擬似距離の所定の時間における差分を求める、搬送波位相距離差分値演算部としての差分値演算部と、
該差分値演算部により求められた差分に基づいて、Pコード位相により求められる擬似距離を推定する、Pコード位相距離演算部としての擬似距離推定部と
を有し、
前記擬似距離演算部は、前記衛星追尾判定部によりGNSS衛星を追尾できていないと判定された場合、擬似距離推定部により推定された擬似距離に基づいて、前記GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める。
further,
A satellite tracking determination unit that determines whether a GNSS satellite can be tracked;
A differential value calculation unit as a carrier phase distance difference value calculation unit that calculates a pseudo distance based on the carrier phase and calculates a difference at a predetermined time of the pseudo distance;
A pseudo-range estimation unit as a P-code phase distance calculation unit that estimates a pseudo-range calculated from the P-code phase based on the difference obtained by the difference value calculation unit;
When the satellite tracking determination unit determines that the GNSS satellite has not been tracked, the pseudo distance calculation unit, based on the pseudo distance estimated by the pseudo distance estimation unit, between the GNSS satellite and the GNSS receiver. Find the pseudo distance between.

本実施例によれば、GNSS衛星をロストした場合でも衛星距離を求めることができる。ノイズなどにより瞬間的にPコードを追尾できない状況となった場合でも、PLLを用いて搬送波位相(キャリア位相)を算出することにより、Pコード位相の変化量を引き継いで使用することができる。ノイズなどにより瞬間的にPコードを追尾できない状況となった場合でも、Pコード位相を使用し続けることができる。   According to the present embodiment, the satellite distance can be obtained even when the GNSS satellite is lost. Even when the P code cannot be tracked instantaneously due to noise or the like, the change amount of the P code phase can be taken over by calculating the carrier phase (carrier phase) using the PLL. Even when the P code cannot be tracked instantaneously due to noise or the like, the P code phase can continue to be used.

本実施例によれば、GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における方法が提供される。   According to the present embodiment, there is provided a method in a GNSS receiver that performs a positioning calculation based on a positioning signal transmitted from a GNSS satellite.

該方法は、
C/Aコードのレプリカ信号を生成するステップと、
該C/Aコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、C/Aコードの位相を求めるステップと、
Pコードのレプリカ信号を生成するステップと、
該Pコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、Pコードの位相を求めるステップと、
当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記C/Aコードの位相により得られる擬似距離に対する重み付けを設定する重み付け設定ステップと、
前記重み付け設定ステップにより設定された重み付けと、前記C/Aコードの位相を求めるステップにより求められたC/Aコードの位相と、前記Pコードの位相を求めるステップにより求められたPコードの位相に基づいて、擬似距離を求める擬似距離演算ステップと、
該擬似距離演算ステップにより求められた擬似距離に基づいて測位を行う測位演算ステップと
を有する。
The method
Generating a C / A code replica signal;
Obtaining the phase of the C / A code by synchronizing the replica signal of the C / A code and the positioning signal from the GNSS satellite;
Generating a P-code replica signal; and
Obtaining the phase of the P code by synchronizing the replica signal of the P code and the positioning signal from the GNSS satellite;
Based on the moving speed of the GNSS receiver, a weight setting step for setting a weight for the pseudorange obtained by the phase of the C / A code;
The weight set in the weight setting step, the phase of the C / A code obtained by the step of obtaining the phase of the C / A code, and the phase of the P code obtained by the step of obtaining the phase of the P code. A pseudo-range calculation step for obtaining a pseudo-range based on:
A positioning calculation step for performing positioning based on the pseudo distance obtained by the pseudo distance calculation step.

以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に従った装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。   Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, each embodiment is merely an example, and those skilled in the art will understand various variations, modifications, alternatives, substitutions, and the like. I will. For convenience of explanation, an apparatus according to an embodiment of the present invention has been described using a functional block diagram, but such an apparatus may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various variations, modifications, alternatives, substitutions, and the like are included without departing from the spirit of the present invention.

1 高周波回路
2 乗算器
3 積分器
4 低域通過フィルタ(LPF: Low-Pass Filter)
5 数値制御発振器
6 C/Aコード発生器
7 距離算出部
10 遅延同期ループ(DLL: Delay-Locked Loop)回路
100 GNSS受信装置
102 高周波回路
104 乗算器
106 遅延同期ループ回路(DLL(L1-C/A) 回路)
1062 乗算器
1064 積分器
1066 低域通過フィルタ
1068 数値制御発振器
1070 C/Aコード発生器
108 スムージング処理部
1082 重み係数設定部
1084 衛星擬似距離演算部
110 測位演算部
112 乗算部
114 遅延同期ループ回路(DLL(L1-P) 回路)
1142 乗算部
1144 積分器
1146 Wコード除去部
1148 低域通過フィルタ
1150 数値制御発振器
1152 Pコード発生器
116 高周波回路
118 乗算部
120 遅延同期ループ回路(DLL(L2-P))
1202 乗算部
1204 積分器
1206 Wコード除去部
122 ループ帯域幅設定部
124 Pコード位相距離推定部
1242 衛星追尾判定部
1244 搬送波位相距離差分値演算部
1246 メモリ
1248 Pコード位相距離演算部
1250 メモリ
1 High-frequency circuit 2 Multiplier 3 Integrator 4 Low-pass filter (LPF)
5 Numerical Control Oscillator 6 C / A Code Generator 7 Distance Calculation Unit 10 Delay-Locked Loop (DLL) Circuit 100 GNSS Receiver 102 High Frequency Circuit 104 Multiplier 106 Delay Locked Loop Circuit (DLL (L1-C / A) Circuit)
1062 Multiplier 1064 Integrator 1066 Low-pass filter 1068 Numerically controlled oscillator 1070 C / A code generator 108 Smoothing processing unit 1082 Weight coefficient setting unit 1084 Satellite pseudorange calculation unit 110 Positioning calculation unit 112 Multiplying unit 114 Delay synchronous loop circuit ( DLL (L1-P) circuit)
1142 Multiplier 1144 Integrator 1146 W Code Eliminator 1148 Low-Pass Filter 1150 Numerical Control Oscillator 1152 P Code Generator 116 High Frequency Circuit 118 Multiplier 120 Delay Delayed Loop Circuit (DLL (L2-P))
1202 Multiplying unit 1204 Integrator 1206 W code removal unit 122 Loop bandwidth setting unit 124 P code phase distance estimation unit 1242 Satellite tracking determination unit 1244 Carrier phase distance difference value calculation unit 1246 Memory 1248 P code phase distance calculation unit 1250 Memory

Claims (9)

GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
C/Aコードのレプリカ信号を生成し、該C/Aコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、C/Aコードの位相を求める第1の遅延同期ループ回路と、
Pコードのレプリカ信号を生成し、該Pコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、Pコードの位相を求める第2の遅延同期ループ回路と、
当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記C/Aコードの位相により得られる擬似距離に対する重み付けを設定する重み付け設定部と、
前記重み付け設定部により設定された重み付けと、前記第1の遅延同期ループ回路により求められたC/Aコードの位相と、前記第2の遅延同期ループ回路により求められたPコードの位相に基づいて、擬似距離を求める擬似距離演算部と、
該擬似距離演算部により求められた擬似距離に基づいて、測位を行う測位演算部と
を有するGNSS受信装置。
A GNSS receiver that performs a positioning operation based on a positioning signal transmitted from a GNSS satellite,
A first delay locked loop circuit that generates a C / A code replica signal and obtains the phase of the C / A code by synchronizing the C / A code replica signal with the positioning signal from the GNSS satellite. When,
A second delay locked loop circuit for generating a P code replica signal, and obtaining a phase of the P code by synchronizing the P code replica signal with the positioning signal from the GNSS satellite;
Based on the moving speed of the GNSS receiver, a weight setting unit that sets a weight for the pseudorange obtained by the phase of the C / A code;
Based on the weight set by the weight setting unit, the phase of the C / A code determined by the first delay locked loop circuit, and the phase of the P code determined by the second delay locked loop circuit , A pseudo distance calculation unit for obtaining a pseudo distance;
A positioning calculation unit that performs positioning based on the pseudo distance obtained by the pseudo distance calculation unit.
請求項1に記載のGNSS受信装置において、
当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記第1の遅延同期ループ回路のループ帯域幅を設定するループ帯域幅設定部
を有し、
前記第1の遅延同期ループ回路は、前記ループ帯域幅設定部により設定されたループ帯域幅に基づいて、C/Aコードの位相を求めるGNSS受信装置。
In the GNSS receiver according to claim 1,
A loop bandwidth setting unit that sets a loop bandwidth of the first delay locked loop circuit based on a moving speed of the GNSS receiver;
The first delay locked loop circuit is a GNSS receiver that obtains a phase of a C / A code based on a loop bandwidth set by the loop bandwidth setting unit.
請求項2に記載のGNSS受信装置において、
前記ループ帯域幅設定部は、当該GNSS受信装置の速度が低速になるほど、前記ループ帯域幅を狭い値に設定するGNSS受信装置。
The GNSS receiver according to claim 2,
The loop bandwidth setting unit is a GNSS receiver that sets the loop bandwidth to a narrower value as the speed of the GNSS receiver decreases.
請求項2又は3に記載のGNSS受信装置において、
前記ループ帯域幅設定部は、当該GNSS受信装置の速度が、前記第1の遅延同期ループ回路におけるC/Aコードを復調可能な帯域幅となる所定の速度以下となる場合、該C/Aコードを復調可能な帯域幅に、前記ループ帯域幅を設定するGNSS受信装置。
In the GNSS receiver according to claim 2 or 3,
The loop bandwidth setting unit, when the speed of the GNSS receiver is equal to or lower than a predetermined speed that is a bandwidth capable of demodulating the C / A code in the first delay locked loop circuit, A GNSS receiver that sets the loop bandwidth to a bandwidth that can be demodulated.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のGNSS受信装置において、
前記重み付け設定部は、当該GNSS受信装置の速度が低速になるほど、前記重み付けを小さな値に設定するGNSS受信装置。
In the GNSS receiver according to any one of claims 1 to 4,
The weighting setting unit is a GNSS receiving apparatus that sets the weighting to a smaller value as the speed of the GNSS receiving apparatus becomes lower.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のGNSS受信装置において、
前記重み付け設定部は、当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記Pコードの位相により得られる擬似距離に対する重み付けを、当該GNSS受信装置の速度が低速になるほど大きな値に設定するGNSS受信装置。
In the GNSS receiver according to any one of claims 1 to 4,
The weighting setting unit is a GNSS receiving device that sets the weighting for the pseudo distance obtained from the phase of the P code based on the moving speed of the GNSS receiving device to a larger value as the speed of the GNSS receiving device becomes lower.
請求項5に記載のGNSS受信装置において、
前記重み付け設定部は、当該GNSS受信装置の速度が所定の速度以下となる場合、前記重み付けを最小値に設定するGNSS受信装置。
In the GNSS receiver according to claim 5,
The weighting setting unit is a GNSS receiving apparatus that sets the weighting to a minimum value when the speed of the GNSS receiving apparatus is equal to or lower than a predetermined speed.
請求項1ないし7のいずれか1項に記載のGNSS受信装置において、
GNSS衛星を追尾できているかどうかを判定する衛星追尾判定部と、
搬送波位相に基づいて擬似距離を求め、該擬似距離の所定の時間における差分を求める差分値演算部と、
該差分値演算部により求められた差分に基づいて、Pコード位相により求められる擬似距離を推定する擬似距離推定部と
を有し、
前記擬似距離演算部は、前記衛星追尾判定部によりGNSS衛星を追尾できていないと判定された場合、擬似距離推定部により推定された擬似距離に基づいて、前記GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求めるGNSS受信装置。
In the GNSS receiver according to any one of claims 1 to 7,
A satellite tracking determination unit that determines whether a GNSS satellite can be tracked;
A difference value calculation unit for obtaining a pseudo distance based on a carrier phase and obtaining a difference at a predetermined time of the pseudo distance;
A pseudo-range estimation unit that estimates a pseudo-range obtained from the P-code phase based on the difference obtained by the difference value computation unit;
When the satellite tracking determination unit determines that the GNSS satellite has not been tracked, the pseudo distance calculation unit, based on the pseudo distance estimated by the pseudo distance estimation unit, between the GNSS satellite and the GNSS receiver. A GNSS receiver that calculates the pseudo distance between the two.
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における方法であって、
C/Aコードのレプリカ信号を生成するステップと、
該C/Aコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、C/Aコードの位相を求めるステップと、
Pコードのレプリカ信号を生成するステップと、
該Pコードのレプリカ信号と前記GNSS衛星からの測位信号との同期をとることにより、Pコードの位相を求めるステップと、
当該GNSS受信装置の移動速度に基づいて、前記C/Aコードの位相により得られる擬似距離に対する重み付けを設定する重み付け設定ステップと、
前記重み付け設定ステップにより設定された重み付けと、前記C/Aコードの位相を求めるステップにより求められたC/Aコードの位相と、前記Pコードの位相を求めるステップにより求められたPコードの位相に基づいて、擬似距離を求める擬似距離演算ステップと、
該擬似距離演算ステップにより求められた擬似距離に基づいて測位を行う測位演算ステップと
を有する方法。
A method in a GNSS receiver that performs a positioning operation based on a positioning signal transmitted from a GNSS satellite,
Generating a C / A code replica signal;
Obtaining the phase of the C / A code by synchronizing the replica signal of the C / A code and the positioning signal from the GNSS satellite;
Generating a P-code replica signal; and
Obtaining the phase of the P code by synchronizing the replica signal of the P code and the positioning signal from the GNSS satellite;
Based on the moving speed of the GNSS receiver, a weight setting step for setting a weight for the pseudorange obtained by the phase of the C / A code;
The weight set in the weight setting step, the phase of the C / A code obtained by the step of obtaining the phase of the C / A code, and the phase of the P code obtained by the step of obtaining the phase of the P code. A pseudo-range calculation step for obtaining a pseudo-range based on:
A positioning calculation step of performing positioning based on the pseudo distance obtained by the pseudo distance calculation step.
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