JP2012008013A - Heave amount measuring device - Google Patents

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JP2012008013A JP2010144399A JP2010144399A JP2012008013A JP 2012008013 A JP2012008013 A JP 2012008013A JP 2010144399 A JP2010144399 A JP 2010144399A JP 2010144399 A JP2010144399 A JP 2010144399A JP 2012008013 A JP2012008013 A JP 2012008013A
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heave
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satellites
satellite
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Mikio Nakamura
幹男 中村
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Japan Radio Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that, in a conventional technique, since it has been necessary to receive signals of at least four positioning satellites for measuring an amount of heave, measurement of the amount of heave is interrupted when the receiving of signal is interrupted and the number of satellites decreases to three or less for example.SOLUTION: A heave amount measuring device comprises: positioning means for receiving a radio wave transmitted by three or more positioning satellites to obtain a position of a receiving point from a phase of a code superimposed on the radio wave; means for observing an amount of carrier phase of the radio wave at an observation period, means for filtering the amount of carrier phase obtained by the observation to obtain an amount of heave phase being the amount of carrier phase caused by the amount of heave; and means for calculating the amount of heave from the position of the receiving point, the positions of the satellites, and the amount of heave phase.

Description

この発明は、GPS衛星等の測位用衛星から送信される電波を移動体上で受信して、移動
体のヒーブ量を計測する装置に関するものである。
The present invention relates to an apparatus for receiving a radio wave transmitted from a positioning satellite such as a GPS satellite on a moving body and measuring a heave amount of the moving body.

移動体の上下方向の振動を一般にヒーブ(上下揺)と呼ぶが、特許文献1に示されるように、従来のヒーブ量計測装置は、たとえばGPS衛星等の測位用衛星から送信された電波を受信して、その電波に重畳されている、たとえばC/Aコード等のコード位相から受信点の位置を求め、前回の観測時から今回の観測時までの観測周期における前記電波のキャリア位相変化量を観測する。 Although the vertical vibration of a moving body is generally called heave (up and down), as disclosed in Patent Document 1, a conventional heave amount measuring device receives radio waves transmitted from positioning satellites such as GPS satellites. Then, the position of the reception point is obtained from the code phase such as C / A code superimposed on the radio wave, and the carrier phase change amount of the radio wave in the observation period from the previous observation to the current observation is calculated. Observe.

なお、C/Aコードとは、GPS衛星ごとに割り付けられている識別用のデータのことで、これが受信した信号の中のどの時刻にあるかで、現在どの衛星が見えているのか、そしてどの衛星の電波をどういったタイミングで受信できたか、ということがわかるものである。 The C / A code is identification data assigned to each GPS satellite, which satellite is currently visible at what time in the received signal, and which You can see when the satellite radio waves were received.

またさらに、測位された受信点の位置に対する測位用衛星の移動による上記観測周期におけるキャリア位相の変化分と、前記測位用衛星から送信された電波に重畳されている航法メッセージ中のGPS時刻補正係数から算出した、観測周期の1周期の間における衛星が備える基準発振器のドリフトによって生じるキャリア位相変化分とを、前記観測によるキャリア位相の変化量から差し引いて、受信点の移動に伴うキャリア位相の変化量を求め、4個以上の測位用衛星について求めた上記キャリア位相の変化量から、観測周期における受信点の偏位量を求め、観測周期における受信点の偏位量を積算して受信点の積算偏位量を求めていた。 Furthermore, the change in the carrier phase in the observation period due to the movement of the positioning satellite relative to the position of the positioning reception point, and the GPS time correction coefficient in the navigation message superimposed on the radio wave transmitted from the positioning satellite The carrier phase change caused by the movement of the reception point is calculated by subtracting the carrier phase change caused by the drift of the reference oscillator included in the satellite during one observation period from the amount of change in the carrier phase due to the observation. The amount of deviation of the receiving point in the observation period is obtained from the change amount of the carrier phase obtained for four or more positioning satellites, and the amount of deviation of the receiving point in the observation period is integrated to obtain the amount of the receiving point. The integrated deviation was calculated.

特許4289767Patent 4289767

しかるに前記従来の手段によれば、必ず4個以上の測位用衛星の受信が必要であるため、受信が中断し受信中の測位用衛星が3個以下になった場合、ヒーブ量計測が中断する問題があった。 However, according to the conventional means, since it is necessary to receive four or more positioning satellites, when the reception is interrupted and the number of receiving positioning satellites is three or less, the heave amount measurement is interrupted. There was a problem.

前記課題を解決するために、本発明は次の手段とする。つまり、
位置を特定できる3個以上の測位用衛星から送信された電波を受信して、
当該電波に重畳されているコードの位相から受信点の位置を求める測位手段と、
観測周期における前記電波のキャリア位相量を観測する手段と、
前記観測によるキャリア位相量をフィルタしヒーブ量に起因するキャリア位相量であるところのヒーブ位相量を求める手段と、
前記受信点の位置と衛星の位置および前記ヒーブ位相量からヒーブ量を算出する手段と、
を備えたヒーブ量計測装置である。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following means. In other words,
Receive radio waves transmitted from three or more positioning satellites that can identify the position,
Positioning means for determining the position of the receiving point from the phase of the code superimposed on the radio wave;
Means for observing the carrier phase amount of the radio wave in an observation period;
Means for filtering the carrier phase amount by the observation and obtaining a heave phase amount that is a carrier phase amount resulting from the heave amount;
Means for calculating the amount of heave from the position of the receiving point and the position of the satellite and the amount of heave phase;
It is a heave amount measuring apparatus provided with.

このように本発明のヒーブ量計測装置は、3個以上の測位用衛星から送信された電波を受信して、その電波に重畳されているコードの位相から受信点の位置を求め、観測周期における前記電波のキャリア位相量を観測し、前記観測によるキャリア位相量をフィルタしヒーブ量に起因するキャリア位相量(ヒーブ位相量)を求め、前記ヒーブ位相量から、前記観測周期におけるヒーブ量を算出することを特徴としている。 Thus, the heave amount measuring device of the present invention receives radio waves transmitted from three or more positioning satellites, determines the position of the reception point from the phase of the code superimposed on the radio waves, and in the observation period The carrier phase amount of the radio wave is observed, the carrier phase amount by the observation is filtered to obtain a carrier phase amount (heave phase amount) resulting from the heave amount, and the heave amount in the observation period is calculated from the heave phase amount. It is characterized by that.

また、本発明は、
1個または2個の測位用衛星から送信された電波を受信し、
受信衛星の最大仰角があらかじめ決めた値を超える場合に、
最大仰角の衛星のキャリア位相量から、前記観測周期におけるヒーブ量を算出する手段を備えたヒーブ量計測装置である。
The present invention also provides:
Receives radio waves transmitted from one or two positioning satellites,
When the maximum elevation angle of the receiving satellite exceeds a predetermined value,
It is a heave amount measuring device provided with a means for calculating the heave amount in the observation period from the carrier phase amount of the satellite at the maximum elevation angle.

このように、1個または2個の測位用衛星から送信された電波を受信し、受信衛星の最大仰角があらかじめ決めた値(設定仰角)を超える場合に、最大仰角の衛星のキャリア位相量から、前記観測周期におけるヒーブ量を算出することを特徴としている。 As described above, when the radio wave transmitted from one or two positioning satellites is received and the maximum elevation angle of the reception satellite exceeds a predetermined value (set elevation angle), the carrier phase amount of the satellite with the maximum elevation angle is calculated. The amount of heave in the observation period is calculated.

この発明によれば、3個の測位用衛星の受信によりヒーブ量が計算可能であるので、4個以上の測位用衛星を用いる手段と比べて、ヒーブ量計測中断を防止することが可能である。 According to the present invention, since the heave amount can be calculated by receiving three positioning satellites, it is possible to prevent interruption of the heave amount measurement as compared with the means using four or more positioning satellites. .

また、設定仰角以上の高仰角衛星が存在する場合は、精度低下はあるが1個または2個の測位用衛星の受信でもヒーブ量計側が可能であるので、さらにヒーブ量計測中断を防止することが可能である。 Also, if there is a high elevation satellite that is higher than the set elevation angle, the heave meter can be used to receive one or two positioning satellites even though the accuracy is reduced. Is possible.

ヒーブ量計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a heave amount measuring apparatus. 受信チャネルの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a receiving channel. 一つの実施例でのヒーブ量計測装置の測位演算部における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the positioning calculating part of the heave amount measuring apparatus in one Example. 別の実施例でのヒーブ量計測装置の測位演算部における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the positioning calculating part of the heave amount measuring apparatus in another Example. 衛星の仰角と方位角を示した図である。It is the figure which showed the elevation angle and azimuth of the satellite.

この発明の実施形態に係る移動体のヒーブ量計測装置の構成を図を参照して説明する。 A configuration of a moving body heave amount measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は装置全体の構成を示すブロック図である。図1において、1はGPSアンテナ、2はGPSアンテナ1からの高周波信号を増幅するプリアンプ、3は基準発信器、4は基準発信器3の信号から必要な周波数信号を発生する周波数シンセサイザである。 FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the apparatus. In FIG. 1, 1 is a GPS antenna, 2 is a preamplifier for amplifying a high-frequency signal from the GPS antenna 1, 3 is a reference transmitter, and 4 is a frequency synthesizer that generates a necessary frequency signal from the signal of the reference transmitter 3.

5は周波数シンセサイザ4の発生信号と、プリアンプ2で増幅された高周波信号とをミキシングし中間周波信号に変換するダウンコンバータ、6はダウンコンバータ5からの中間周波信号をデジタル信号に変換するAD(アナログデジタル)変換器である。AD変換器6は適正に変換できるよう、AGC(自動利得制御部)7を通してダウンコンバータ5の利得を制御し入力信号の振幅がほぼ一定になるようにする。 A down converter 5 mixes the signal generated by the frequency synthesizer 4 with the high frequency signal amplified by the preamplifier 2 and converts it into an intermediate frequency signal. 6 indicates an AD (analog) that converts the intermediate frequency signal from the down converter 5 into a digital signal. Digital) converter. The AD converter 6 controls the gain of the down-converter 5 through an AGC (automatic gain control unit) 7 so that the conversion can be properly performed so that the amplitude of the input signal becomes substantially constant.

81から8Nは衛星ごとにAD変換器6のデジタル信号を受信しコード位相、キャリア信号の周波数と位相を測定するN個の受信チャネルである。Nは受信機で異なるが、12が一般的である。これは、12個の衛星を受信出来ていると、衛星切り替えが早くなるためである。 Reference numerals 81 to 8N denote N reception channels that receive the digital signal of the AD converter 6 for each satellite and measure the code phase and the frequency and phase of the carrier signal. N varies depending on the receiver, but 12 is common. This is because satellite switching becomes faster when 12 satellites are received.

9は受信チャネル81から8Nのコード位相、キャリア信号の周波数、位相から受信点の位置を演算する測位演算部である。ヒーブ量の演算も測位演算部9で行う。測位演算部9はCPU、ROM、RAM、RTC(リアルタイムクロック)、外部へデータを出力するためのインタフェース、および受信チャネル8に対してデータを入出力するためのインタフェースを備えている。 Reference numeral 9 denotes a positioning calculation unit for calculating the position of the reception point from the code phase of the reception channels 81 to 8N, the frequency and phase of the carrier signal. The positioning calculation unit 9 also calculates the heave amount. The positioning calculation unit 9 includes a CPU, ROM, RAM, RTC (real time clock), an interface for outputting data to the outside, and an interface for inputting / outputting data to / from the reception channel 8.

図2は受信チャネル81から8Nのいずれか一つの構成を示すブロック図である。102はキャリア位相データを発生するキャリアNCO(Numerically Controlled Oscillator:数値制御発振器)、104はキャリアNCO102のキャリア位相データをSIN(正弦)デジタル信号に変換するSINテーブル、106はキャリアNCO102のキャリア位相データをCOS(余弦)デジタル信号に変換するCOSテーブルである。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of any one of the reception channels 81 to 8N. Reference numeral 102 denotes a carrier NCO (Numerically Controlled Oscillator) that generates carrier phase data, 104 denotes a SIN table that converts carrier phase data of the carrier NCO 102 into a SIN (sine) digital signal, and 106 denotes carrier phase data of the carrier NCO 102. It is a COS table converted into a COS (cosine) digital signal.

そして、108はAD変換器6のデジタル信号とSINテーブル104のSINデジタル信号と乗算しI成分を復調するためのミキサ、110はAD変換器6のデジタル信号とCOSテーブル106のCOSデジタル信号と乗算しQ成分を復調するためのミキサである。 A mixer 108 multiplies the digital signal of the AD converter 6 and the SIN digital signal of the SIN table 104 to demodulate the I component, and 110 multiplies the digital signal of the AD converter 6 and the COS digital signal of the COS table 106. This is a mixer for demodulating the Q component.

120はコード位相データを発生するコードNCO、122は受信処理部150より設定された衛星のPNコードの番号とコードNCO120のコード位相データに対応したC/Aコード信号を発生するC/Aコード発生器で、124は所定のコード位相のずれ(実施例では0.5チップ)を有する3種のC/Aコードを発生するため、コード位相をずらすシフトレジスタである。発生した信号は、コード位相の早い順にE信号、P信号、L信号と呼ぶ。 120 is a code NCO for generating code phase data, 122 is a C / A code generation for generating a C / A code signal corresponding to the PN code number of the satellite set by the reception processing unit 150 and the code phase data of the code NCO 120 A shift register 124 shifts the code phase in order to generate three types of C / A codes having a predetermined code phase shift (0.5 chip in the embodiment). The generated signals are called an E signal, a P signal, and an L signal in order from the earliest code phase.

126はミキサ108の出力信号とシフトレジスタのE信号とを乗算するミキサであり、128は該ミキサの出力信号を積分することによって相関IEを求める積分器である。同様に、130はミキサ108の出力信号とシフトレジスタのP信号とを乗算するミキサであり、132は該ミキサの出力信号を積分することによって相関IPを求める積分器である。また、134はミキサ108の出力信号とシフトレジスタのL信号とを乗算するミキサであり、136は該ミキサの出力信号を積分することによって相関ILを求める積分器である。 126 is a mixer that multiplies the output signal of the mixer 108 and the E signal of the shift register, and 128 is an integrator that obtains a correlation IE by integrating the output signal of the mixer. Similarly, 130 is a mixer that multiplies the output signal of the mixer 108 and the P signal of the shift register, and 132 is an integrator that obtains a correlation IP by integrating the output signal of the mixer. Reference numeral 134 denotes a mixer that multiplies the output signal of the mixer 108 and the L signal of the shift register. Reference numeral 136 denotes an integrator that obtains a correlation IL by integrating the output signal of the mixer.

138はミキサ110の出力信号とシフトレジスタのE信号とを乗算するミキサであり、140は該ミキサの出力信号を積分することによって相関QEを求める積分器である。同様に、142はミキサ110の出力信号とシフトレジスタのP信号とを乗算するミキサであり、144は該ミキサの出力信号を積分することによって相関QPを求める積分器である。また、146はミキサ110の出力信号とシフトレジスタのL信号とを乗算するミキサであり、148は該ミキサの出力信号を積分することによって相関QLを求める積分器である。 Reference numeral 138 denotes a mixer that multiplies the output signal of the mixer 110 and the E signal of the shift register, and reference numeral 140 denotes an integrator that obtains a correlation QE by integrating the output signal of the mixer. Similarly, 142 is a mixer that multiplies the output signal of the mixer 110 and the P signal of the shift register, and 144 is an integrator that obtains a correlation QP by integrating the output signal of the mixer. Reference numeral 146 denotes a mixer that multiplies the output signal of the mixer 110 and the L signal of the shift register, and reference numeral 148 denotes an integrator that obtains a correlation QL by integrating the output signal of the mixer.

受信処理部150はキャリアの追尾のため、積分器132の出力データと積分器144の出力データからキャリア周波数を求め、キャリアNCO102に設定する。キャリアNCOに設定する周波数をf[Hz]、設定間隔をt秒とする。設定間隔は受信機で異なるが、実施例では0.005秒である。中間周波の名目周波数をf0[Hz]とすると、
はt秒間でのキャリア位相変化量となる。受信処理部150は、このキャリア位相変化量を積算しキャリア位相量を得る。
The reception processing unit 150 obtains a carrier frequency from the output data of the integrator 132 and the output data of the integrator 144 for tracking the carrier, and sets the carrier frequency in the carrier NCO 102. The frequency set for the carrier NCO is f [Hz] and the set interval is t seconds. The setting interval differs depending on the receiver, but is 0.005 seconds in the embodiment. If the nominal frequency of the intermediate frequency is f0 [Hz],
Is the amount of carrier phase change in t seconds. The reception processing unit 150 integrates the carrier phase change amount to obtain the carrier phase amount.

また、受信処理部150はC/Aコードの追尾のため、積分器128の出力データと積分器140の出力データと積分器136の出力データと積分器148の出力データからコード位相を求め、コードNCO120に設定する。受信処理部150は前記のようにして算出したキャリア位相量とコード位相を測位計算部9に出力する。 The reception processing unit 150 obtains a code phase from the output data of the integrator 128, the output data of the integrator 140, the output data of the integrator 136, and the output data of the integrator 148 for tracking the C / A code. Set to NCO120. The reception processing unit 150 outputs the carrier phase amount and code phase calculated as described above to the positioning calculation unit 9.

図3は測位演算部9における処理手順を示すフローチャートである。まず、S200において、現在受信中の複数の衛星についてのコード位相を前記のように受信処理部150が求め、これが測位演算部9に入力される。 FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in the positioning calculation unit 9. First, in S200, the reception processing unit 150 obtains code phases for a plurality of satellites currently being received as described above, and these are input to the positioning calculation unit 9.

次に、S202において、前回の測位位置と衛星の航法データより算出した衛星位置を用いて方向余弦を算出する。S204において、測位可能(受信中の衛星数が3個以上)である場合はS206の処理へ進むが、受信中の衛星数が2個以下の場合はS200の処理へ戻る。S206において、測位計算を行い、受信点の位置を算出する。S208において、受信処理部150によって前記のように求められたキャリア位相量を入力する。 Next, in S202, the direction cosine is calculated using the satellite position calculated from the previous positioning position and the satellite navigation data. In S204, if positioning is possible (the number of satellites being received is three or more), the process proceeds to S206, but if the number of satellites being received is two or less, the process returns to S200. In S206, positioning calculation is performed to calculate the position of the reception point. In step S208, the carrier phase amount obtained as described above by the reception processing unit 150 is input.

次にS210において、以下のようにヒーブ成分を抽出する。ヒーブ成分の周波数成分がfc[Hz]以上とする場合、カットオフ周波数がfc[Hz]のデジタルHPF(ハイパスフィルタ)を通すことによって直流や低周波数成分を除去し、ヒーブ量に起因するキャリア位相量を求める。その際、遅れや進みが発生しないように、通過域での位相変化が小さいフィルタを選択する。このようにフィルタリングして求まるヒーブ量に起因するキャリア位相量を、ヒーブ位相量と呼ぶ。 Next, in S210, heave components are extracted as follows. When the frequency component of the heave component is greater than or equal to fc [Hz], a direct current or low frequency component is removed by passing through a digital HPF (high pass filter) having a cutoff frequency of fc [Hz], and the carrier phase resulting from the heave amount Find the amount. At this time, a filter having a small phase change in the pass band is selected so that no delay or advance occurs. The carrier phase amount resulting from the heave amount obtained by filtering in this way is referred to as a heave phase amount.

次にS212においてヒーブ量を以下のように計算する。一例として3衛星受信時の処理について、図5を参照して説明する。 Next, in S212, the amount of heave is calculated as follows. As an example, a process when receiving three satellites will be described with reference to FIG.

3衛星のヒーブ位相量をθ1、θ2、θ3とする。3衛星の仰角をE1、E2、E3とする。3衛星の方位角をA1、A2、A3とする。なお、衛星の仰角、方位角は前回の測位位置と衛星の航法データより算出した衛星位置とから算出する。受信点の東方向、北方向、上方向の偏位をX,Y,Zとする。それぞれの変数の関係は図5に示すとおりである。さらに、測位衛星のキャリアの波長をλとする。GPSでは一般に約0.19mとされている。 Let the heave phase amounts of the three satellites be θ1, θ2, and θ3. The elevation angles of the three satellites are E1, E2, and E3. The azimuth angles of the three satellites are A1, A2, and A3. The elevation angle and azimuth angle of the satellite are calculated from the previous positioning position and the satellite position calculated from the satellite navigation data. Let X, Y, and Z be the deviations in the east, north, and upward directions of the reception point. The relationship between each variable is as shown in FIG. Further, the wavelength of the positioning satellite carrier is λ. In GPS, it is generally about 0.19 m.

例えば図5のように衛星が一つであれば、該衛星の方位角をA、仰角をEとした場合に、受信点の偏位による衛星までの距離変化は、偏位ベクトルと衛星への単位ベクトルの内積になる。また距離変化はヒーブ位相量に波長を乗じた値に等しくなることにより、数2が成立する。
ここで、ヒーブ量の計算にあたってX方向の要素とY方向の要素が出現するのは、受信点が垂直方向のみの揺れではなく、斜め方向に揺れることを想定しているためである。
For example, if there is one satellite as shown in FIG. 5, when the azimuth angle of the satellite is A and the elevation angle is E, the change in the distance to the satellite due to the deviation of the reception point is It is the inner product of unit vectors. Further, the distance change is equal to the value obtained by multiplying the heave phase amount by the wavelength, so that Formula 2 is established.
Here, the X-direction element and the Y-direction element appear in the calculation of the heave amount because it is assumed that the reception point swings not in the vertical direction but in the diagonal direction.

数2を3個の衛星に拡張し、行列表現すると数3のようになり、さらに数4と数5を定義する。
数3、数4、および数5におけるm、H、pは数6の関係にある。
これは、数7のように変形できる。
When formula 2 is expanded to three satellites and expressed as a matrix, formula 3 is obtained, and formulas 4 and 5 are further defined.
M, H, and p in Equations 3, 4, and 5 have the relationship of Equation 6.
This can be transformed as shown in Equation 7.

未知数は、変位量X、Y、およびZの3個であるから、前記3個の連立方程式を用いれば数5のそれぞれの要素を得ることができる。ここで、受信点の上方向の偏位Zが本発明によって算出したい値であるところのヒーブ量である。 Since there are three unknowns, that is, displacement amounts X, Y, and Z, each element of Equation 5 can be obtained by using the three simultaneous equations. Here, the deviation Z in the upward direction of the reception point is the heave amount at which the value to be calculated by the present invention is obtained.

なお、4衛星以上受信の場合は、従来技術と同様に最小自乗法を適用してヒーブ量を計算することができる。本発明によれば、受信できる衛星が3個であってもヒーブ量を計算できるのである。その後はS200処理へ戻り、以上の処理を所定の観測周期で繰り返す。 In the case of receiving four or more satellites, the heave amount can be calculated by applying the method of least squares as in the prior art. According to the present invention, the amount of heave can be calculated even if three satellites can be received. Thereafter, the process returns to S200, and the above processes are repeated at a predetermined observation cycle.

さらに、別の実施の形態として、図4に測位演算部9の処理手順を示す。S300、S302、S304、S306、S310、S312、S314は図3に対応した処理があり前記のように説明したので省略する。 Furthermore, as another embodiment, FIG. 4 shows a processing procedure of the positioning calculation unit 9. Steps S300, S302, S304, S306, S310, S312, and S314 are the same as those in FIG.

前記別の実施の形態とは、S304にて測位が可能でない場合、つまりここまで説明した手段によれば受信衛星が1個あるいは2個の場合であってもヒーブ量を計算できる手段である。 The other embodiment is a means for calculating the amount of heave even when positioning is not possible in S304, that is, according to the means described so far, even when there are one or two receiving satellites.

つまり、S308において、受信中の衛星の最大仰角が事前に設定した閾値であるところの、設定仰角以上かどうかを調べ、設定仰角以上の場合はS316において、最大仰角の衛星のキャリア位相量を入力する。ここで最大仰角とは、受信できている衛星のそれぞれの仰角のうち最大の値を示すものである。 That is, in S308, it is checked whether or not the maximum elevation angle of the receiving satellite is a preset threshold value, and if it is equal to or greater than the set elevation angle, if it is equal to or greater than the set elevation angle, the carrier phase amount of the satellite with the maximum elevation angle is input in S316. To do. Here, the maximum elevation angle indicates the maximum value of the elevation angles of the satellites that can be received.

次にS318において、受信衛星が3個である場合のS210と同様にハイパスフィルタを用いてヒーブ成分を抽出しヒーブ位相量を求める。さらにS320において、ヒーブ位相量に波長λを掛けヒーブ量を求める。その後はS300処理へ戻り、以上の処理を所定の観測周期で繰り返す。 Next, in S318, a heave component is extracted using a high-pass filter in the same manner as in S210 when there are three receiving satellites, and a heave phase amount is obtained. In step S320, the heave phase amount is multiplied by the wavelength λ to obtain the heave amount. Thereafter, the process returns to S300, and the above process is repeated at a predetermined observation cycle.

この場合、設定仰角は、衛星が真上に有る状態に近似できる程度の値であり、従って、最大仰角が設定仰角以上であれば、数4においてcos(E)を0と置くことができ、ヒーブ量の算出において数5のZ以外の成分であるところの方位方向の影響を無視できることを根拠としている。 In this case, the set elevation angle is a value that can be approximated to a state in which the satellite is directly above. Therefore, if the maximum elevation angle is equal to or greater than the set elevation angle, cos (E) can be set to 0 in Formula 4. This is based on the fact that the influence of the azimuth direction, which is a component other than Z in Formula 5, can be ignored in calculating the heave amount.

なお、本発明において、ヒーブ成分の抽出に用いたハイパスフィルタの形態は、カットオフ周波数がヒーブ成分の周波数の下限以上であれば、これをなんら限定するものではない。 In the present invention, the form of the high-pass filter used for extracting the heave component is not particularly limited as long as the cutoff frequency is equal to or higher than the lower limit of the frequency of the heave component.

また、本発明において、使用環境としてGPS信号の受信を例として説明したが、その他の衛星であっても原理は同じであり、対象をGPS衛星に限定するものではない。 In the present invention, the reception of GPS signals has been described as an example of the usage environment, but the principle is the same for other satellites, and the target is not limited to GPS satellites.

また、図2のシフトレジスタ124において、ビットシフト量を0.5チップとして説明したが、このビットシフト量に限定するものではない。 In the shift register 124 of FIG. 2, the bit shift amount is described as 0.5 chip, but the bit shift amount is not limited to this.

1…GPSアンテナ、 2…プリアンプ、
3…基準発振器、 4…周波数シンセサイザ、
5…ダウンコンバータ、 6…AD変換器、
7…AGC、 81〜8N…受信チャネル、
9…測位演算部、
102…キャリアNCO、 104…SINテーブル、
106…COSテーブル、 120…コードNCO、
122…コード発生器、 124…シフトレジスタ、
108,110,126,130,134,138,142,146…ミキサ、
128,132,136,140,144,148…積分器、
150…受信処理部。

1 ... GPS antenna, 2 ... Preamplifier,
3 ... reference oscillator 4 ... frequency synthesizer,
5 ... Down converter, 6 ... AD converter,
7: AGC, 81-8N: Receive channel,
9 ... positioning calculation part,
102 ... carrier NCO, 104 ... SIN table,
106: COS table, 120: Code NCO,
122: Code generator 124: Shift register
108,110,126,130,134,138,142,146 ... mixer,
128, 132, 136, 140, 144, 148 ... integrator,
150: Reception processing unit.

Claims (2)

位置を特定できる3個以上の測位用衛星から送信された電波を受信して、
当該電波に重畳されているコードの位相から受信点の位置を求める測位手段と、
観測周期における前記電波のキャリア位相量を観測する手段と、
前記観測によるキャリア位相量をフィルタしヒーブ量に起因するキャリア位相量であるところのヒーブ位相量を求める手段と、
前記受信点の位置と衛星の位置および前記ヒーブ位相量からヒーブ量を算出する手段と、
を備えたヒーブ量計測装置。
Receive radio waves transmitted from three or more positioning satellites that can identify the position,
Positioning means for determining the position of the receiving point from the phase of the code superimposed on the radio wave;
Means for observing the carrier phase amount of the radio wave in an observation period;
Means for filtering the carrier phase amount by the observation and obtaining a heave phase amount that is a carrier phase amount resulting from the heave amount;
Means for calculating the amount of heave from the position of the receiving point and the position of the satellite and the amount of heave phase;
Heave amount measuring device equipped with.
請求項1に記載されたヒーブ量計測装置であって、
1個または2個の測位用衛星から送信された電波を受信し、
受信衛星の最大仰角があらかじめ決めた値を超える場合に、
最大仰角の衛星のキャリア位相量から、前記観測周期におけるヒーブ量を算出する手段を備えたヒーブ量計測装置。

The heave amount measuring device according to claim 1,
Receives radio waves transmitted from one or two positioning satellites,
When the maximum elevation angle of the receiving satellite exceeds a predetermined value,
A heave amount measuring device comprising means for calculating a heave amount in the observation period from a carrier phase amount of a satellite having a maximum elevation angle.

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