JP2015087343A - Satellite search method, time correction method, positioning device, and electronic apparatus - Google Patents

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Naoki Gohara
直樹 郷原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate satellite search.SOLUTION: A satellite search method includes the steps of: selecting a correlation data length when performing correlation operation between the input signal of a satellite signal for positioning and a replica code; and performing correlation operation with a selected correlation data length. A positioning device includes: a selection unit for selecting a correlation data length when performing correlation operation between the input signal of the satellite signal for positioning and the replica code; and a correlation operation unit for performing correlation operation with the selected correlation data length.

Description

本発明は、衛星サーチ方法等に関する。   The present invention relates to a satellite search method and the like.

測位用衛星信号を利用した測位システムとして、GPS(Global Positioning System)が広く知られている。GPSでは、複数のGPS衛星信号を捕捉し、捕捉したGPS衛星信号それぞれに重畳して搬送されている航法メッセージを用いた位置計算を行って、GPS受信機の位置や時計誤差(クロックバイアス)を求めている。GPS受信機に対する要望には様々なものがあるが、代表的な要望の1つとして消費電力の低減がある。例えば特許文献1には、GPS衛星信号の捕捉の際に使用する相関器の数を変更して消費電力を低減する技術が開示されている。   A GPS (Global Positioning System) is widely known as a positioning system using positioning satellite signals. In GPS, a plurality of GPS satellite signals are captured, a position calculation is performed using navigation messages carried superimposed on each of the captured GPS satellite signals, and the position of the GPS receiver and clock error (clock bias) are calculated. Looking for. There are various demands for GPS receivers, and one of the typical demands is reduction of power consumption. For example, Patent Document 1 discloses a technique for reducing power consumption by changing the number of correlators used for capturing GPS satellite signals.

特開2009−36749号公報JP 2009-36749 A

また、GPS測位におけるTTFF(Time To First Fix:初回位置算出時間)の短縮も、代表的な要望の1つである。そこで、本発明は、消費電力を低減しつつ、TTFFの短縮化に寄与する技術の実現を課題として考案されたものである。具体的には、GPS衛星の捕捉に要する時間(衛星サーチ時間)を短縮することを課題とする。なお、衛星サーチ時間の短縮は、TTFFの短縮の他、航法メッセージに含まれている時刻情報(Zカウント)を用いた時刻修正に要する時間の短縮にもつながる。   In addition, shortening TTFF (Time To First Fix) in GPS positioning is one of typical requests. Therefore, the present invention has been devised as an object to realize a technique that contributes to shortening of TTFF while reducing power consumption. Specifically, an object is to shorten the time required for capturing a GPS satellite (satellite search time). Note that the reduction in the satellite search time leads to a reduction in the time required for time correction using the time information (Z count) included in the navigation message, in addition to the reduction in TTFF.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実施することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

上記課題を解決するための第1の形態は、測位用衛星信号を受信した受信信号とレプリカコードとを相関演算する際の相関データ長を選択することと、前記選択することによって選択された相関データ長で前記相関演算を行うことと、を含む衛星サーチ方法である。   A first mode for solving the above-described problem is to select a correlation data length when performing a correlation operation between a received signal that has received a positioning satellite signal and a replica code, and a correlation selected by the selection. Performing a correlation calculation with a data length.

また、他の形態として、測位用衛星信号を受信した受信信号とレプリカコードとを相関演算する際の相関データ長を選択する選択部と、前記選択された相関データ長で前記相関演算を行う相関演算部と、を備えた測位装置を構成しても良い。   Further, as another form, a selection unit that selects a correlation data length when performing a correlation operation between a received signal that has received a positioning satellite signal and a replica code, and a correlation that performs the correlation operation with the selected correlation data length You may comprise the positioning apparatus provided with the calculating part.

また、他の形態として、上述の測位装置を備えた電子機器を構成しても良い。   Moreover, you may comprise the electronic device provided with the above-mentioned positioning apparatus as another form.

この第1の形態等によれば、測位用衛星信号の受信信号とレプリカコードとの相関演算を通常よりも短い相関データ長で行うことで、衛星サーチ時間の短縮が可能となる。相関データ長が短いと、相関演算の処理時間が短くなるからである。そこで、可能な範囲で短い相関データ長を選択することで、衛星サーチ時間を可及的に短縮することが可能となる。   According to the first embodiment and the like, the satellite search time can be shortened by performing the correlation calculation between the received signal of the positioning satellite signal and the replica code with a shorter correlation data length than usual. This is because when the correlation data length is short, the processing time of the correlation calculation is shortened. Therefore, the satellite search time can be shortened as much as possible by selecting a short correlation data length as much as possible.

また、第2の形態として、前記相関データ長は、拡散符号長以上であり、且つ、前記受信信号に搬送されている航法メッセージのビット遷移タイミングの間隔より短い長さで相関演算する第1の相関データ長を含み、前記選択することは、コールドスタート時に前記第1の相関データ長を選択することを含む、衛星サーチ方法を構成しても良い。   Further, as a second form, the correlation data length is a spreading code length or longer and a correlation calculation is performed with a length shorter than an interval of bit transition timings of a navigation message carried in the received signal. The correlation data length may be included, and the selection may constitute a satellite search method including selecting the first correlation data length at a cold start.

この第2の形態によれば、コールドスタート時には、拡散符号長以上であり、且つ、受信信号に搬送されている航法メッセージのビット遷移タイミングの間隔より短い長さで相関演算を行って、衛星サーチが行われる。このため、コールドスタートであっても比較的に短時間で衛星サーチを実現することができる。   According to the second embodiment, at the cold start, the correlation calculation is performed with a length that is equal to or longer than the spread code length and shorter than the bit transition timing interval of the navigation message carried in the received signal. Is done. For this reason, even if it is a cold start, a satellite search can be realized in a relatively short time.

また、第3の形態として、サーチ周波数を設定することを更に含み、前記選択することは、前記サーチ周波数に基づいて、前記相関データ長を選択することを含む、衛星サーチ方法を構成しても良い。   Further, as a third aspect, the satellite search method may further include setting a search frequency, and the selecting includes selecting the correlation data length based on the search frequency. good.

この第3の形態によれば、サーチ周波数を設定し、設定したサーチ周波数に基づいて選択した相関データ長で相関演算を行って、衛星サーチが実行される。   According to the third embodiment, the search frequency is set, the correlation calculation is performed with the correlation data length selected based on the set search frequency, and the satellite search is executed.

また、第4の形態として、前記選択することは、前記サーチ周波数が所定の範囲条件を満たす場合には、当該範囲条件を満たさない場合に比べて短い相関データ長を選択することを含む、衛星サーチ方法を構成しても良い。   According to a fourth aspect, the selecting includes selecting a shorter correlation data length when the search frequency satisfies a predetermined range condition than when the search frequency does not satisfy the range condition. A search method may be configured.

この第4の形態によれば、サーチ周波数が所定の広範囲条件を満たすような広い場合には、広範囲条件を満たさないような狭い場合に比べて、短い相関データ長で相関演算を行って衛星サーチが実行される。サーチ周波数が広いほど、相関演算を行う回数が増加する。このため、サーチ周波数が広い場合には、狭い場合に比較して短い相関データ長で相関演算を行うことで、1回の相関演算に要する処理時間を短くして、衛星サーチに要する全体の時間を短縮することが可能となる。   According to the fourth embodiment, when the search frequency is wide so as to satisfy the predetermined wide range condition, the satellite search is performed by performing the correlation calculation with a short correlation data length, compared with the narrow case where the wide range condition is not satisfied. Is executed. The wider the search frequency, the greater the number of correlation calculations. For this reason, when the search frequency is wide, the correlation calculation is performed with a short correlation data length compared with the narrow search frequency, thereby shortening the processing time required for one correlation calculation and the total time required for the satellite search. Can be shortened.

また、第5の形態として、時計部の計時時刻を修正する方法であって、上述の衛星サーチ方法を実行することと、前記衛星サーチ方法で捕捉された測位用衛星信号に基づいて、前記時計部の前記計時時刻を修正することと、を含む時刻修正方法を構成しても良い。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for correcting a time measured by a clock unit, wherein the above-described satellite search method is executed, and the timepiece clock signal is acquired based on a positioning satellite signal captured by the satellite search method. A time correction method including correcting the time measured by the unit may be configured.

また、他の形態として、時計部と、前記相関演算の結果に基づいて、測位用衛星信号を捕捉する衛星捕捉部と、前記衛星捕捉部が捕捉した測位用衛星信号に基づいて、前記時計部の計時時刻を修正する時刻修正部と、を備えた電子機器を構成しても良い。   As another form, the clock unit, a satellite capturing unit that captures a positioning satellite signal based on the result of the correlation calculation, and the clock unit based on the positioning satellite signal captured by the satellite capturing unit You may comprise the electronic device provided with the time correction part which corrects time-measurement time.

この第5の形態等によれば、衛星サーチに要する時間の短縮化によって、捕捉された測位用衛星信号に基づく時計部の計時時刻の修正に要する時間が短縮される。   According to the fifth embodiment and the like, the time required for correcting the time measured by the clock unit based on the acquired positioning satellite signal is shortened by shortening the time required for the satellite search.

最終測位からの経過時間に応じたサーチ周波数の設定の一例。An example of setting the search frequency according to the elapsed time from the last positioning. 携帯型電子機器の構成図。1 is a configuration diagram of a portable electronic device. ベースバンド処理回路部の構成図。The block diagram of a baseband process circuit part. 測位モード処理のフローチャート。The flowchart of a positioning mode process. 測時モード処理のフローチャート。The flowchart of time mode processing. 衛星捕捉処理のフローチャート。The flowchart of a satellite acquisition process. 相関データ長が異なる場合の信号捕捉時間の実験結果。Experimental results of signal acquisition time when the correlation data length is different.

[概要]
測位装置であるGPS受信機は、測位用衛星であるGPS衛星から送信されている測位用衛星信号であるGPS衛星信号を受信し、受信したGPS衛星信号に重畳して搬送されているGPS衛星の軌道情報(エフェメリスやアルマナック)等の航法メッセージに基づいて、GPS受信機の位置や時計誤差を求めている。
[Overview]
A GPS receiver that is a positioning device receives a GPS satellite signal that is a positioning satellite signal transmitted from a GPS satellite that is a positioning satellite, and superimposes the GPS satellite signal that is being carried on the received GPS satellite signal. Based on navigation messages such as orbit information (ephemeris and almanac), the GPS receiver position and clock error are obtained.

GPS衛星がGPS衛星信号を送信する際の周波数(搬送波周波数)は「1.57542[GHz]」と予め規定されているが、GPS衛星やGPS受信機の移動により生ずるドップラーの影響等により、GPS受信機がGPS衛星信号を受信する際の周波数(受信周波数)は、この搬送波周波数からずれが生じる。そのため、GPS受信機は、受信信号と、受信機内部で発生させた擬似的なC/A(Coarse and Acquisition)コードであるレプリカコードとの相関演算を、周波数方向及び位相方向それぞれについて実行することでGPS衛星信号を捕捉し、相関演算結果に基づいて捕捉したGPS衛星信号の受信周波数やコード位相等のメジャメント情報を取得する。   The frequency (carrier frequency) at which a GPS satellite transmits a GPS satellite signal is previously defined as “1.57542 [GHz]”. However, due to the influence of Doppler caused by the movement of the GPS satellite and the GPS receiver, the GPS The frequency at which the receiver receives GPS satellite signals (reception frequency) deviates from this carrier frequency. For this reason, the GPS receiver performs correlation calculation between the received signal and a replica code, which is a pseudo C / A (Coarse and Acquisition) code generated inside the receiver, in each of the frequency direction and the phase direction. The GPS satellite signal is captured by, and measurement information such as the reception frequency and code phase of the captured GPS satellite signal is acquired based on the correlation calculation result.

衛星サーチでは、位相及び周波数それぞれを所定量だけずらしながら受信信号とレプリカコードとの相関演算を繰り返し行う。このため、周波数方向の相関演算を行う範囲(以下、「サーチ周波数」という)が広くなるほど、相関演算の回数が増加し、その結果、衛星サーチに要する時間が長くなる。なお、サーチ周波数は、GPS衛星信号の搬送波周波数である「1.57542[GHz]」を中心とした範囲として定められ、例えば、「±500[Hz]」といったように表される。   In the satellite search, the correlation calculation between the received signal and the replica code is repeatedly performed while shifting the phase and frequency by a predetermined amount. For this reason, as the range in which the correlation calculation in the frequency direction is performed (hereinafter referred to as “search frequency”) becomes wider, the number of correlation calculations increases, and as a result, the time required for the satellite search becomes longer. The search frequency is determined as a range centered on “1.57542 [GHz]”, which is the carrier frequency of the GPS satellite signal, and is expressed as “± 500 [Hz]”, for example.

また、相関演算は、ある瞬間の受信信号とレプリカコードとを乗算した相関値を、所定時間分(換言すると所定の長さ分)積算する演算である。この1回の相関演算の対象とする時間、すなわち受信信号のデータの長さを、以下「相関データ長」という。相関データ長が一定であるならば、相関演算の回数が多いほど、衛星サーチに要する時間は長くなる。サーチ周波数が広い場合には、それだけ相関演算の回数も多くなる。本実施形態では、この相関データ長をサーチ周波数に応じて変更することで、GPS衛星の捕捉に要する時間の短縮を図る。具体的には、サーチ周波数が広い場合には、相関データ長を短くして、1回の相関演算に要する時間(相関処理時間)を短くし、GPS衛星の捕捉に要する時間を短縮する。   In addition, the correlation calculation is an operation in which a correlation value obtained by multiplying the reception signal at a certain moment and the replica code is integrated for a predetermined time (in other words, for a predetermined length). The time to be subjected to one correlation calculation, that is, the data length of the received signal is hereinafter referred to as “correlation data length”. If the correlation data length is constant, the longer the number of correlation calculations, the longer the time required for satellite search. If the search frequency is wide, the number of correlation calculations increases accordingly. In the present embodiment, the correlation data length is changed according to the search frequency to shorten the time required for capturing the GPS satellites. Specifically, when the search frequency is wide, the correlation data length is shortened, the time required for one correlation calculation (correlation processing time) is shortened, and the time required for capturing the GPS satellites is shortened.

サーチ周波数は、いわゆるコールドスタートの場合が最大となる。コールドスタートとは、エフェメリスやアルマナック等の航法メッセージを有しておらず、携帯型電子機器1の天空に位置するGPS衛星すら判定できない状態をスタートして、測位する場合のことである。よって、コールドスタート時には、GPS衛星の初期位置や初期速度、衛星軌道データ等を全く有していない状態であるため、サーチ周波数が最大となるのである。   The search frequency is maximum in the case of so-called cold start. The cold start is a case where positioning is performed by starting a state in which a GPS satellite located in the sky of the portable electronic device 1 cannot be determined without having a navigation message such as ephemeris or almanac. Therefore, at the cold start, since the initial position, initial velocity, satellite orbit data, etc. of the GPS satellite are not included at all, the search frequency is maximized.

一方、コールドスタートでない場合には、最終測位からの経過時間tに応じて、サーチ周波数を決定する。上述のように、GPS衛星信号の受信周波数は、ドップラー等によって搬送波周波数に対してずれを生じる。つまり、現時点のGPS衛星信号の受信周波数は、最終測位の時点における受信周波数に対して変動している可能性が有るが、その変動幅は、最終測位からの経過時間tが長くなるほど大きくなる。このため、図1に一例を示すように、最終測位からの経過時間tが長いほど、サーチ周波数Fが広くなるように設定する。図1の例では、経過時間tが所定時間に達するまでは経過時間tに対するサーチ周波数Fの傾きを大きくし、所定時間に達して後は、傾きを緩やかにしているが、これは一例である。経過時間tに対してサーチ周波数Fを単調増加させるなどしてもよい。   On the other hand, if it is not a cold start, the search frequency is determined according to the elapsed time t from the final positioning. As described above, the reception frequency of the GPS satellite signal is shifted from the carrier frequency by Doppler or the like. That is, there is a possibility that the reception frequency of the current GPS satellite signal is fluctuating with respect to the reception frequency at the time of the final positioning, but the fluctuation range becomes larger as the elapsed time t from the final positioning becomes longer. For this reason, as shown in FIG. 1, the search frequency F is set to be wider as the elapsed time t from the last positioning is longer. In the example of FIG. 1, the gradient of the search frequency F with respect to the elapsed time t is increased until the elapsed time t reaches a predetermined time, and after the predetermined time is reached, the gradient is made gentle, but this is an example. . The search frequency F may be monotonously increased with respect to the elapsed time t.

可変にする相関データ長の種類には、幾つかを用いる。このうち、最小の相関データ長値(第1の相関データ長)は、GPS衛星信号の拡散符号であるC/Aコードの長さ(拡散符号長)以上(1ミリ秒以上)であり、航法メッセージの1ビットのビット長である「20ミリ秒(すなわち、BTT(Bit Transition Time:ビット遷移タイミング)の間隔」より短い値とする。本実施形態では、航法メッセージのビット長の半分である「10ミリ秒」とする。そして、他の種類の相関データ長は、航法メッセージのビット長に一致する「20ミリ秒」、「100ミリ秒」、及び、「1000ミリ秒」とする。   Several kinds of variable correlation data lengths are used. Among these, the minimum correlation data length value (first correlation data length) is equal to or longer than the length (spreading code length) of the C / A code that is the spreading code of the GPS satellite signal (1 ms or longer). The value is shorter than “20 milliseconds (that is, BTT (Bit Transition Time) interval)”, which is the bit length of one bit of the message.In the present embodiment, “half the bit length of the navigation message” The other types of correlation data lengths are “20 milliseconds”, “100 milliseconds”, and “1000 milliseconds” that match the bit length of the navigation message.

なお、相関データ長が短いと、相関演算の結果として得られる相関パワー(相関値のピークの大きさ)が小さくなり、信号強度が“弱い”GPS衛星が捕捉しにくくなる。実験した結果、本実施形態のGPS受信機10では、相関データ長を最小値の「10ミリ秒」とした相関演算では、信号強度が「約−130dBm以上」のGPS衛星信号を捕捉することに好適であった。   If the correlation data length is short, the correlation power (correlation value peak magnitude) obtained as a result of the correlation calculation becomes small, and it becomes difficult to capture a GPS satellite having a weak signal strength. As a result of the experiment, the GPS receiver 10 of the present embodiment captures a GPS satellite signal having a signal intensity of “about −130 dBm or more” in the correlation calculation with the correlation data length of “10 milliseconds” as the minimum value. It was suitable.

[構成]
図2は、本実施形態における携帯型電子機器1の構成図である。図2によれば、携帯型電子機器1は、GPSアンテナ12と、GPS受信機10と、メイン処理部20と、操作部22と、表示部24と、音出力部26と、通信部28と、時計部30と、メイン記憶部32とを備えて構成される。本実施形態の携帯型電子機器1は、例えば、ランナーズウォッチである。
[Constitution]
FIG. 2 is a configuration diagram of the portable electronic device 1 in the present embodiment. According to FIG. 2, the portable electronic device 1 includes a GPS antenna 12, a GPS receiver 10, a main processing unit 20, an operation unit 22, a display unit 24, a sound output unit 26, and a communication unit 28. The clock unit 30 and the main storage unit 32 are provided. The portable electronic device 1 of this embodiment is a runner's watch, for example.

GPSアンテナ12は、GPS衛星から送信されているGPS衛星信号を含むRF(Radio Frequency)信号を受信するアンテナである。   The GPS antenna 12 is an antenna that receives an RF (Radio Frequency) signal including a GPS satellite signal transmitted from a GPS satellite.

GPS受信機10は、RF受信回路部14と、ベースバンド処理回路部16とを備えて構成される。   The GPS receiver 10 includes an RF receiving circuit unit 14 and a baseband processing circuit unit 16.

RF受信回路部14は、GPSアンテナ12によって受信されたRF信号を中間周波数の信号(IF(Intermediate Frequency)信号)にダウンコンバートし、増幅等した後、デジタル信号に変換して出力する。   The RF receiving circuit unit 14 down-converts an RF signal received by the GPS antenna 12 into an intermediate frequency signal (IF (Intermediate Frequency) signal), amplifies the signal, converts the signal into a digital signal, and outputs the digital signal.

ベースバンド処理回路部16は、RF受信回路部14から入力される受信信号のデータを用いてGPS衛星信号を捕捉・追尾し、捕捉したGPS衛星信号から取り出した時刻情報や衛星軌道データ等を用いて、GPS受信機10(携帯型電子機器1)の位置や時刻を算出する。   The baseband processing circuit unit 16 captures and tracks a GPS satellite signal using the received signal data input from the RF receiving circuit unit 14, and uses time information, satellite orbit data, and the like extracted from the captured GPS satellite signal. Thus, the position and time of the GPS receiver 10 (portable electronic device 1) are calculated.

図3は、ベースバンド処理回路部16の構成図である。図3によれば、ベースバンド処理回路部16は、メモリー部110と、レプリカコード生成部120と、相関演算部130と、BB処理部200と、BB記憶部300とを備えて構成される。   FIG. 3 is a configuration diagram of the baseband processing circuit unit 16. 3, the baseband processing circuit unit 16 includes a memory unit 110, a replica code generation unit 120, a correlation calculation unit 130, a BB processing unit 200, and a BB storage unit 300.

メモリー部110は、RF受信回路部14から入力された受信信号のデータを、所定のサンプル時間間隔でサンプリングしたサンプルデータを記憶する。   The memory unit 110 stores sample data obtained by sampling the received signal data input from the RF receiving circuit unit 14 at a predetermined sample time interval.

レプリカコード生成部120は、C/Aコードのレプリカコードを生成する。具体的には、衛星捕捉部210から指定されたPRN(Pseudo Random Noise)番号のレプリカコードを指定された移相量で生成する。   The replica code generation unit 120 generates a C / A code replica code. Specifically, a replica code having a PRN (Pseudo Random Noise) number designated by the satellite acquisition unit 210 is generated with a designated phase shift amount.

相関演算部130は、メモリー部110に記憶されている受信信号のデータ(サンプルデータ)と、レプリカコード生成部120によって生成されたレプリカコードとの相関演算を行う。このとき、受信信号のデータに対して、衛星捕捉部210によって相関データ長として指定された長さのデータを単位として、レプリカコードとの相関積算を行う。   The correlation calculation unit 130 performs correlation calculation between the received signal data (sample data) stored in the memory unit 110 and the replica code generated by the replica code generation unit 120. At this time, the correlation integration with the replica code is performed on the data of the received signal in units of data having a length specified as the correlation data length by the satellite capturing unit 210.

BB処理部200は、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサーで実現され、ベースバンド処理回路部16の各部を統括的に制御する。また、BB処理部200は、衛星捕捉部210と、位置算出部220と、時刻修正部230とを有し、携帯型電子機器1の位置を算出する測位モード時には測位モード処理(図4参照)を行い、時計部30の時刻修正を行う測時モード時には測時モード処理(図5参照)を行う。即時モードの場合は、位置の算出は行わない。この測位/測時モードは、ユーザーによる操作部22からの指示に従って切り替え設定される。   The BB processing unit 200 is realized by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor), and comprehensively controls each unit of the baseband processing circuit unit 16. The BB processing unit 200 includes a satellite capturing unit 210, a position calculating unit 220, and a time correcting unit 230, and positioning mode processing (see FIG. 4) in the positioning mode for calculating the position of the portable electronic device 1. In the time measurement mode in which the time of the clock unit 30 is corrected, time measurement mode processing (see FIG. 5) is performed. In the immediate mode, the position is not calculated. The positioning / time mode is switched and set in accordance with an instruction from the operation unit 22 by the user.

衛星捕捉部210は、メモリー部110に記憶された受信信号のデータを用いて、GPS衛星を捕捉する。具体的には、先ず、捕捉対象のGPS衛星について、サーチ周波数を設定する。すなわち、コールドスタートならば、予め定められた最大値にサーチ周波数を設定する。コールドスタートでないならば、最終測位(前回測位)からの経過時間をもとに、サーチ周波数設定テーブル320に従って、サーチ周波数を設定する。サーチ周波数設定テーブル320は、例えば図1に示すような、最終測位からの経過時間tとサーチ周波数Fとの関係を定めたデータテーブルである。本実施形態の衛星捕捉部210は、相関データ長を選択する選択部に相当する。   The satellite capturing unit 210 captures a GPS satellite using the received signal data stored in the memory unit 110. Specifically, first, a search frequency is set for a GPS satellite to be captured. That is, if it is a cold start, the search frequency is set to a predetermined maximum value. If it is not a cold start, the search frequency is set according to the search frequency setting table 320 based on the elapsed time from the last positioning (previous positioning). The search frequency setting table 320 is a data table that defines the relationship between the elapsed time t from the final positioning and the search frequency F as shown in FIG. The satellite acquisition unit 210 of this embodiment corresponds to a selection unit that selects a correlation data length.

次いで、設定したサーチ周波数に応じて、相関演算を行う受信信号のデータの長さである相関データ長を設定する。すなわち、サーチ周波数が最大値に設定されているならば(コールドスタート時に相当)、相関データ長を、予め定められた最小値(第1の相関データ長であり、例えば、10ミリ秒)に設定する。また、サーチ周波数が最大値でない場合には、サーチ周波数に応じて相関データ長を設定する。すなわち、サーチ周波数が所定の閾値以上(サーチ周波数が“広い”)ならば、相関データ長を、第1の相関データ長より長い第2の相関データ長(例えば、20ミリ秒)に設定する。閾値未満(サーチ周波数が“狭い”)ならば、相関データ長を、第2の相関データ長より長い第3の相関データ長(例えば、100ミリ秒)に設定する。サーチ周波数が狭ければ、相関演算の回数が少なくて済むため、より確実にGPS衛星信号を捕捉するために相関データ長を長くするのである。   Next, in accordance with the set search frequency, a correlation data length that is a data length of a reception signal for performing correlation calculation is set. That is, if the search frequency is set to the maximum value (corresponding to cold start), the correlation data length is set to a predetermined minimum value (first correlation data length, for example, 10 milliseconds). To do. If the search frequency is not the maximum value, the correlation data length is set according to the search frequency. That is, if the search frequency is equal to or higher than a predetermined threshold (the search frequency is “wide”), the correlation data length is set to a second correlation data length (for example, 20 milliseconds) that is longer than the first correlation data length. If it is less than the threshold (the search frequency is “narrow”), the correlation data length is set to a third correlation data length (for example, 100 milliseconds) longer than the second correlation data length. If the search frequency is narrow, the number of correlation calculations is small, so that the correlation data length is increased in order to capture the GPS satellite signal more reliably.

そして、設定したサーチ周波数について、設定した相関データ長の相関演算を相関演算部130に行わせる。これがいわゆる周波数方向のサーチ(周波数サーチ)である。また、衛星捕捉部210は、レプリカコード生成部120に、生成するレプリカコードの移相量を変化させて、設定した相関データ長の相関演算を相関演算部130に行わせる。これがいわゆる位相方向のサーチ(位相サーチ)である。周波数方向のサーチ及び位相方向のサーチの結果、相関値のピークが閾値以上であるか否かによって、GPS衛星信号を捕捉したかを判定する。相関値のピークが表れた周波数が受信周波数とされ、相関値のピークが表れた位相がコード位相とされる。また、捕捉したGPS衛星それぞれについて、受信周波数及びコード位相をメジャメントデータ350として取得し、BB記憶部300に記憶する。   Then, the correlation calculation unit 130 is caused to perform a correlation calculation of the set correlation data length for the set search frequency. This is a so-called frequency direction search (frequency search). In addition, the satellite acquisition unit 210 causes the replica code generation unit 120 to change the phase shift amount of the generated replica code, and causes the correlation calculation unit 130 to perform correlation calculation of the set correlation data length. This is a so-called phase direction search (phase search). As a result of the frequency direction search and the phase direction search, it is determined whether or not the GPS satellite signal has been acquired based on whether or not the peak of the correlation value is equal to or greater than a threshold value. The frequency at which the correlation value peak appears is the reception frequency, and the phase at which the correlation value peak appears is the code phase. For each captured GPS satellite, the reception frequency and code phase are acquired as measurement data 350 and stored in the BB storage unit 300.

衛星捕捉部210によるGPS衛星の捕捉に関するデータは、衛星捕捉用データ330として記憶される。衛星捕捉用データ330は、全てのGPS衛星それぞれについて、衛星番号と、サーチ周波数と、高速サーチフラグと、相関データ長と、捕捉成否とを格納している。高速サーチフラグは、「1」か「0」の何れかの値が格納されるフラグであり、「1」が相関データ長を最小値(第1の相関データ長)に設定する、すなわち受信信号のデータとレプリカコードとの1回の相関演算時間を最短とすることを示し、例えばコールドスタート時に「1」に設定される。   Data relating to GPS satellite acquisition by the satellite acquisition unit 210 is stored as satellite acquisition data 330. The satellite acquisition data 330 stores a satellite number, a search frequency, a high-speed search flag, a correlation data length, and acquisition success / failure for all GPS satellites. The high-speed search flag is a flag for storing either “1” or “0”, and “1” sets the correlation data length to the minimum value (first correlation data length), that is, the received signal This indicates that the time required for one correlation operation between the data and the replica code is the shortest, and is set to “1” at a cold start, for example.

位置算出部220は、衛星捕捉部210によって捕捉されたGPS衛星それぞれについて取得された衛星軌道データ340やメジャメントデータ350を用いた位置算出処理を行って、GPS受信機10(携帯型電子機器1)の位置や時計誤差(クロックバイアス)を算出する。位置算出処理としては、例えば最小二乗法やカルマンフィルター等の公知の手法を適用することができる。   The position calculation unit 220 performs a position calculation process using the satellite orbit data 340 and the measurement data 350 acquired for each GPS satellite captured by the satellite capture unit 210, and the GPS receiver 10 (portable electronic device 1). Position and clock error (clock bias) are calculated. As the position calculation process, for example, a known method such as a least square method or a Kalman filter can be applied.

衛星軌道データ340は、アルマナックや各GPS衛星のエフェメリス等のデータであり、受信したGPS衛星信号をデコードすることで取得される。メジャメントデータ350は、受信したGPS衛星信号の受信周波数やコード位相、ドップラー周波数等のデータであり、レプリカコードとの相関演算結果に基づいて取得される。また、位置算出部220によって算出された位置や時計誤差のデータは、測位履歴データ360として蓄積記憶される。   The satellite orbit data 340 is data such as almanac and ephemeris of each GPS satellite, and is acquired by decoding the received GPS satellite signal. The measurement data 350 is data such as the reception frequency, code phase, and Doppler frequency of the received GPS satellite signal, and is acquired based on the correlation calculation result with the replica code. Further, the position and clock error data calculated by the position calculation unit 220 are accumulated and stored as positioning history data 360.

時刻修正部230は、衛星捕捉部210によって捕捉されたGPS衛星信号に搬送されているデータのうちのZカウントをデコードして時刻情報として取得し、取得した時刻情報を用いて、時計部30の計時時刻を補正する。Zカウントは、航法メッセージのサブフレームに含まれる情報である。GPSの場合、サブフレームの周期が6秒であるため、Zカウントは、遅くとも6秒分のGPS衛星信号を受信できれば取得できる。   The time correction unit 230 decodes the Z count of the data carried in the GPS satellite signal captured by the satellite capturing unit 210 and acquires it as time information, and uses the acquired time information to Correct the time. The Z count is information included in a subframe of the navigation message. In the case of GPS, since the sub-frame period is 6 seconds, the Z count can be acquired if GPS satellite signals for 6 seconds at the latest can be received.

BB記憶部300は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等で実現され、BB処理部200がベースバンド処理回路部16を統括的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶するとともに、BB処理部200の作業領域として用いられ、BB処理部200の演算結果等が一時的に格納される。本実施形態では、BB記憶部300には、ベースバンドプログラム310と、サーチ周波数設定テーブル320と、衛星捕捉用データ330と、衛星軌道データ340と、メジャメントデータ350と、測位履歴データ360とが記憶される。   The BB storage unit 300 is realized by a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or the like, and includes a system program and various functions for the BB processing unit 200 to comprehensively control the baseband processing circuit unit 16. In addition to storing programs, data, and the like for realization, it is used as a work area for the BB processing unit 200, and calculation results and the like of the BB processing unit 200 are temporarily stored. In the present embodiment, the BB storage unit 300 stores a baseband program 310, a search frequency setting table 320, satellite acquisition data 330, satellite orbit data 340, measurement data 350, and positioning history data 360. Is done.

図2に戻り、メイン処理部20は、メイン記憶部32に記憶されたシステムプログラム等の各種プログラムに従って、携帯型電子機器1の各部を統括的に制御する。   Returning to FIG. 2, the main processing unit 20 comprehensively controls each unit of the portable electronic device 1 according to various programs such as a system program stored in the main storage unit 32.

操作部22は、タッチパネルやボタンスイッチ等で構成される入力装置であり、ユーザーの操作に応じた操作信号をメイン処理部20に出力する。   The operation unit 22 is an input device configured with a touch panel, a button switch, and the like, and outputs an operation signal corresponding to a user operation to the main processing unit 20.

表示部24は、LCD(Liquid Crystal Display)等で構成される表示装置であり、メイン処理部20からの表示信号に基づく各種表示を行う。   The display unit 24 is a display device configured by an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and performs various displays based on display signals from the main processing unit 20.

音出力部26は、スピーカー等で構成される音出力装置であり、メイン処理部20からの音信号に基づく各種音声出力を行う。   The sound output unit 26 is a sound output device composed of a speaker or the like, and performs various audio outputs based on the sound signal from the main processing unit 20.

通信部28は、例えば無線LAN(Local Area Network)やBluetooth(登録商標)等の通信装置等で構成され、外部機器との通信を行う。   The communication unit 28 includes a communication device such as a wireless local area network (LAN) or Bluetooth (registered trademark), for example, and performs communication with an external device.

時計部30は、内部時計であり、水晶発振器を有する発振回路を備えて構成され、現在時刻や、指定タイミングからの経過時間等を計時する。   The clock unit 30 is an internal clock and includes an oscillation circuit having a crystal oscillator, and measures the current time, the elapsed time from the designated timing, and the like.

メイン記憶部32は、ROMやRAM等で構成される記憶装置であり、メイン処理部20が携帯型電子機器1の各部を統括的に制御するためのシステムプログラムや、携帯型電子機器1の各種機能を実現するためのプログラムやデータを記憶するとともに、メイン処理部20の作業領域として用いられ、メイン処理部20の演算結果や、操作部22からの操作データ等を一時的に格納する。   The main storage unit 32 is a storage device composed of a ROM, a RAM, and the like. The main processing unit 20 controls a system program for comprehensively controlling each unit of the portable electronic device 1 and various types of the portable electronic device 1. A program and data for realizing the functions are stored and used as a work area of the main processing unit 20 to temporarily store calculation results of the main processing unit 20, operation data from the operation unit 22, and the like.

[処理の流れ]
(A)測位モード
図4は、測位モード処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、BB処理部200が、測位モードの場合に実行する処理である。図4によれば、BB処理部200は、先ず、衛星軌道データ340の有無によって、いわゆるコールドスタートであるか否かを判定し、コールドスタートならば(ステップA1:YES)、全てのGPS衛星について、高速サーチフラグを「1」に設定する(ステップA3)。コールドスタートでないならば(ステップA1:NO)、ステップA3をスキップする。
[Process flow]
(A) Positioning Mode FIG. 4 is a flowchart for explaining the flow of positioning mode processing. This process is a process executed when the BB processing unit 200 is in the positioning mode. According to FIG. 4, the BB processing unit 200 first determines whether or not it is a so-called cold start based on the presence or absence of the satellite orbit data 340. If it is a cold start (step A1: YES), all the GPS satellites are determined. The high-speed search flag is set to “1” (step A3). If it is not a cold start (step A1: NO), step A3 is skipped.

次いで、捕捉対象衛星の選定を行う(ステップA5)。すなわち、衛星軌道データ340を参照して、時計部30で計時されている現在時刻において天空(仰角0度以上)に位置するGPS衛星を判定し、捕捉対象衛星として選定する。但し、コールドスタート等の衛星軌道データ340を有していない場合には、全てのGPS衛星を捕捉対象衛星とする。   Next, a capture target satellite is selected (step A5). That is, with reference to the satellite orbit data 340, a GPS satellite located in the sky (at an elevation angle of 0 ° or more) at the current time measured by the clock unit 30 is determined and selected as a capture target satellite. However, if the satellite orbit data 340 such as a cold start is not provided, all GPS satellites are set as acquisition target satellites.

そして、捕捉対象衛星それぞれを対象としたループAの処理を行う。ループAでは、先ず、衛星軌道データ340を参照して、当該捕捉対象衛星の有効なエフェメリスを有しており、且つ、当該捕捉対象衛星が携帯型電子機器1の現在位置(正確には、前回の測位位置)から可視範囲(例えば仰角0度以上の天空全体としてもよいし、頭頂方向を中心とする仰角が所定角度以上の範囲としてもよい)に位置しているかを判定する(ステップA7)。なお、コールドスタートの場合には、現在位置を有していないので、可視範囲外と判定する。当該捕捉対象衛星の有効なエフェメリスを有していない、或いは、当該捕捉対象衛星が可視範囲外である場合には(ステップA7:NO)、当該捕捉対象衛星の高速サーチフラグを「1」に設定する(ステップA9)捕捉対象衛星の有効なエフェメリスを有しており、且つ、当該捕捉対象衛星が可視範囲内である場合には(ステップA7:YES)、ステップA9をスキップする。   Then, loop A processing is performed for each acquisition target satellite. In the loop A, first, the satellite orbit data 340 is referred to, the effective ephemeris of the capture target satellite is included, and the capture target satellite is the current position of the portable electronic device 1 (more precisely, the previous time) Positioning position) is determined within a visible range (for example, the entire sky with an elevation angle of 0 ° or more, or an elevation angle centered on the crown direction may be a range of a predetermined angle or more) (step A7). . In the case of a cold start, since it does not have the current position, it is determined that it is out of the visible range. If the capture target satellite does not have a valid ephemeris, or if the capture target satellite is outside the visible range (step A7: NO), the fast search flag of the capture target satellite is set to “1”. (Step A9) If the capture target satellite has a valid ephemeris and the capture target satellite is within the visible range (step A7: YES), step A9 is skipped.

次いで、衛星捕捉部210が、当該捕捉対象衛星についての衛星捕捉処理(図6参照)を行う(ステップA11)。ループAの処理は、このように行われる。   Next, the satellite capture unit 210 performs satellite capture processing (see FIG. 6) for the capture target satellite (step A11). The process of loop A is performed in this way.

全ての捕捉対象衛星についてのループAの処理を終了すると、位置算出部220が、捕捉されたGPS衛星信号それぞれについて取得したメジャメントデータ350を用いた位置算出処理を行って、GPS受信機10(携帯型電子機器1)の位置及び時計誤差を算出する(ステップA13)。以上の処理を行うと、測位モード処理は終了する。   When the process of loop A for all the capture target satellites is completed, the position calculation unit 220 performs a position calculation process using the measurement data 350 acquired for each captured GPS satellite signal, and the GPS receiver 10 (mobile phone) The position and clock error of the mold electronic device 1) are calculated (step A13). When the above process is performed, the positioning mode process ends.

(B)測時モード
図5は、測時モード処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、BB処理部200が、測時モードの場合に実行する処理である。図5によれば、BB処理部200は、先ず、衛星軌道データ340の有無によって、いわゆるコールドスタートであるか否かを判定し、コールドスタートならば(ステップB1:YES)、全てのGPS衛星について、高速サーチフラグを「1」に設定する(ステップB3)。コールドスタートでないならば(ステップB1:NO)、ステップB3をスキップする。
(B) Timekeeping Mode FIG. 5 is a flowchart for explaining the flow of timekeeping mode processing. This process is a process executed by the BB processing unit 200 in the time measurement mode. According to FIG. 5, the BB processing unit 200 first determines whether or not it is a so-called cold start based on the presence or absence of the satellite orbit data 340. If it is a cold start (step B1: YES), all the GPS satellites are determined. The high-speed search flag is set to “1” (step B3). If it is not a cold start (step B1: NO), step B3 is skipped.

次いで、捕捉対象衛星の選定を行う(ステップB5)。すなわち、衛星軌道データ340を参照して、時計部30で計時されている現在時刻において天空に位置するGPS衛星を判定し、捕捉対象衛星として選定する。但し、コールドスタート等の衛星軌道データ340を有していない場合には、全てのGPS衛星を捕捉対象衛星とする。   Next, a capture target satellite is selected (step B5). That is, with reference to the satellite orbit data 340, a GPS satellite located in the sky at the current time measured by the clock unit 30 is determined and selected as a capture target satellite. However, if the satellite orbit data 340 such as a cold start is not provided, all GPS satellites are set as acquisition target satellites.

そして、捕捉対象衛星それぞれを対象としたループBの処理を行う。ループBでは、先ず、衛星軌道データ340を参照して、当該捕捉対象衛星の有効なエフェメリスを有しており、且つ、当該捕捉対象衛星が携帯型電子機器1の現在位置(正確には、前回の測位位置)から可視範囲に位置しているかを判定する(ステップB7)。なお、コールドスタートの場合には、現在位置を有していないので、可視範囲外と判定する。当該捕捉対象衛星の有効なエフェメリスを有していない、或いは、当該捕捉対象衛星が可視範囲外である場合には(ステップB7:NO)、当該捕捉対象衛星の高速サーチフラグを「1」に設定する(ステップB9)。当該捕捉対象衛星の有効なエフェメリスを有しており、且つ、当該捕捉対象衛星が可視範囲内である場合には(ステップB7:YES)、ステップB9をスキップする。   Then, loop B processing is performed for each of the capture target satellites. In the loop B, first, the satellite orbit data 340 is referred to, the effective ephemeris of the capture target satellite is included, and the capture target satellite is the current position of the portable electronic device 1 (more precisely, the previous time) It is determined whether it is located in the visible range (step B7). In the case of a cold start, since it does not have the current position, it is determined that it is out of the visible range. If the capture target satellite does not have a valid ephemeris, or if the capture target satellite is outside the visible range (step B7: NO), the fast search flag of the capture target satellite is set to “1”. (Step B9). If the capture target satellite has a valid ephemeris and the capture target satellite is within the visible range (step B7: YES), step B9 is skipped.

次いで、衛星捕捉部210が、当該捕捉対象衛星についての衛星捕捉処理(図6参照)を行う(ステップB11)。衛星捕捉処理の結果、当該捕捉対象衛星の捕捉が成功したならば(ステップB13:YES)、その時点でループBの処理を終了する。そして、時刻修正部230が、捕捉したGPS衛星信号をデコードして取得した時刻情報に基づいて、時計部30の計時時刻を修正する(ステップB15)。以上の処理を行うと、測時モードは終了する。   Next, the satellite capture unit 210 performs a satellite capture process (see FIG. 6) for the capture target satellite (step B11). As a result of the satellite acquisition process, if acquisition of the acquisition target satellite is successful (step B13: YES), the process of loop B is terminated at that point. Then, the time correction unit 230 corrects the time measured by the clock unit 30 based on the time information acquired by decoding the captured GPS satellite signal (step B15). When the above processing is performed, the timekeeping mode ends.

(C)衛星捕捉処理
図6は、図4のステップA11及び図5のステップB11で実行される衛星捕捉処理を説明するフローチャートである。図6によれば、衛星捕捉部210は、先ず、捕捉対象衛星の高速サーチフラグを判定し、高速サーチフラグが「1」ならば(ステップC1:YES)、サーチ周波数を最大値に設定するとともに、相関データ長を、最小値の第1の相関データ長である「10ミリ秒」に設定する(ステップC3)。そして、設定したサーチ周波数、及び設定した相関データ長で、受信信号とレプリカコードとの相関演算(周波数方向のサーチ及び位相方向のサーチ)を相関演算部130に行わせて、捕捉対象衛星の捕捉を試みる(ステップC5)。
(C) Satellite Capture Processing FIG. 6 is a flowchart for explaining the satellite capture processing executed in step A11 in FIG. 4 and step B11 in FIG. According to FIG. 6, the satellite acquisition unit 210 first determines the high-speed search flag of the acquisition target satellite. If the high-speed search flag is “1” (step C1: YES), the search frequency is set to the maximum value. The correlation data length is set to “10 milliseconds” that is the first correlation data length of the minimum value (step C3). Then, with the set search frequency and the set correlation data length, the correlation calculation unit 130 performs correlation calculation (frequency direction search and phase direction search) between the received signal and the replica code to acquire the acquisition target satellite. (Step C5).

その結果、相関値のピークが一定値以上となる等、ピークが検出された場合には捕捉対象衛星の捕捉に成功したと判定して(ステップC7:YES)、衛星捕捉処理を終了する。一方、捕捉対象衛星の捕捉に失敗したならば(ステップC7:NO)、続いて、相関データ長を、第1の相関データ長より長い第2の相関データ長である「20ミリ秒」に再設定し(ステップC13)、同様に、設定した相関データ長での相関演算を行わせて捕捉対象衛星の捕捉を試みる(ステップC15)。その結果、捕捉対象衛星の捕捉に失敗したならば(ステップC17:NO)、同様に、相関データ長を、第2の相関データ長より長い第3の相関データ長である「100ミリ秒」、そして「1000ミリ秒」に順に設定し、設定した相関データ長での相関演算を行わせて、捕捉対象衛星の捕捉を試みる(ステップC19〜27)。   As a result, when a peak is detected such that the peak of the correlation value is equal to or greater than a certain value, it is determined that the capture target satellite has been successfully captured (step C7: YES), and the satellite capture process is terminated. On the other hand, if acquisition of the acquisition target satellite fails (step C7: NO), then the correlation data length is reset to “20 milliseconds”, which is the second correlation data length longer than the first correlation data length. Similarly (step C13), similarly, a correlation operation with the set correlation data length is performed to try to capture the capture target satellite (step C15). As a result, if acquisition of the acquisition target satellite fails (step C17: NO), similarly, the correlation data length is set to “100 milliseconds”, which is a third correlation data length longer than the second correlation data length, Then, “1000 milliseconds” is set in order, and a correlation calculation is performed with the set correlation data length to attempt acquisition of the acquisition target satellite (steps C19 to 27).

一方、捕捉対象衛星の高速サーチフラグが「0」ならば(ステップC1:NO)、最終測位からの経過時間tに応じて、サーチ周波数を設定する(ステップC9)。そして、設定したサーチ周波数が所定の閾値以上ならば(ステップC11:YES)、相関データ長を第2の相関データ長である「20ミリ秒」に設定し(ステップC13)、設定したサーチ周波数で、設定した相関データ長での相関演算を行わせて、捕捉対象衛星の捕捉を試みる(ステップC15)。その結果、捕捉対象衛星の捕捉に成功したならば(ステップC17:YES)、衛星捕捉処理を終了する。一方、捕捉対象衛星の捕捉に失敗したならば(ステップC17:NO)、同様に、相関データ長を第3の相関データ長である「100ミリ秒」、そして、第3の相関データ長より長い第4の相関データ長である「1000ミリ秒」に順に設定し、設定した相関データ長での相関演算を行わせて捕捉対象衛星の捕捉を試みる(ステップC19〜C27)。   On the other hand, if the high-speed search flag of the acquisition target satellite is “0” (step C1: NO), the search frequency is set according to the elapsed time t from the final positioning (step C9). If the set search frequency is equal to or greater than a predetermined threshold (step C11: YES), the correlation data length is set to “20 milliseconds” that is the second correlation data length (step C13), and the set search frequency is set. Then, a correlation operation with the set correlation data length is performed to try to acquire the acquisition target satellite (step C15). As a result, if the acquisition of the acquisition target satellite is successful (step C17: YES), the satellite acquisition process is terminated. On the other hand, if acquisition of the acquisition target satellite fails (step C17: NO), similarly, the correlation data length is the third correlation data length “100 milliseconds” and is longer than the third correlation data length. The fourth correlation data length is set to “1000 milliseconds” in order, and the acquisition of the capture target satellite is attempted by performing a correlation calculation with the set correlation data length (steps C19 to C27).

また、設定したサーチ周波数が所定の閾値未満ならば(ステップC11:NO)、相関データ長を第3の相関データ長である「100ミリ秒」に設定し(ステップC19)、同様に、設定した相関データ長での相関演算を行わせて、捕捉対象衛星の捕捉を試みる(ステップC21)。その結果、捕捉対象衛星の捕捉に成功したならば(ステップC23:YES)、衛星捕捉処理を終了する。一方、捕捉対象衛星の捕捉に失敗したならば(ステップC23:NO)、同様に、相関データ長を第4の相関データ長である「1000ミリ秒」に設定し(ステップC25)、設定した相関データ長での相関演算を行わせて捕捉対象衛星の捕捉を試みる(ステップC27)。以上の処理を行うと、衛星捕捉処理を終了する。   If the set search frequency is less than the predetermined threshold (step C11: NO), the correlation data length is set to “100 milliseconds” that is the third correlation data length (step C19). A correlation calculation is performed with the correlation data length to attempt acquisition of the acquisition target satellite (step C21). As a result, if acquisition of the acquisition target satellite is successful (step C23: YES), the satellite acquisition processing is terminated. On the other hand, if acquisition of the acquisition target satellite fails (step C23: NO), similarly, the correlation data length is set to the fourth correlation data length “1000 milliseconds” (step C25), and the set correlation is set. An attempt is made to acquire the acquisition target satellite by performing a correlation operation with the data length (step C27). When the above processing is performed, the satellite acquisition processing is terminated.

[実験結果]
本実施形態におけるGPS受信機10についての実験結果を説明する。図7は、信号捕捉時間の測定結果を示す図である。図7において、横軸は測定回数、縦軸は信号捕捉時間(単位は、ミリ秒)である。
[Experimental result]
The experimental result about the GPS receiver 10 in this embodiment is demonstrated. FIG. 7 is a diagram illustrating a measurement result of the signal acquisition time. In FIG. 7, the horizontal axis represents the number of measurements, and the vertical axis represents the signal acquisition time (unit: milliseconds).

この実験では、相関データ長を「10ミリ秒」及び「20ミリ秒」のそれぞれに設定して、GPS衛星信号が捕捉されるまでの時間(信号捕捉時間)の測定を、複数回(30回以上)行った。また、相関データ長による信号捕捉時間の違いを比較するため、その他の条件は同じとした。すなわち、全てのGPS衛星について、サーチ周波数を「±6kHz」、ドップラー周波数を「3kHz」とした。また、信号捕捉時間の違いを明確にするために、1番目から順に衛星捕捉処理を行って、1番目から31番目までの31機のGPS衛星の捕捉に失敗し、32番目のGPS衛星が捕捉された場合を測定した。   In this experiment, the correlation data length is set to “10 milliseconds” and “20 milliseconds”, and the time until the GPS satellite signal is acquired (signal acquisition time) is measured a plurality of times (30 times). And so on. The other conditions were the same in order to compare the difference in the signal acquisition time depending on the correlation data length. That is, for all GPS satellites, the search frequency was “± 6 kHz” and the Doppler frequency was “3 kHz”. In addition, in order to clarify the difference in signal acquisition time, satellite acquisition processing is performed in order from the first, and acquisition of 31 GPS satellites from the first to 31st fails, and the 32nd GPS satellite is acquired. When measured.

この実験結果によれば、衛星捕捉時間は、相関データ長を「20ミリ秒」とした場合には平均して「約3600ミリ秒」前後であった。これに対して、相関データ長を「10ミリ秒」とした場合には平均して「約2600ミリ秒」前後であった。すなわち、相関データ長を短くすることで、衛星捕捉時間を短くできることが確認された。本実験結果によれば、相関データ長を「20ミリ秒」から「10ミリ秒」とすることで、約「1000ミリ秒」の短縮が実現できたといえる。   According to the results of this experiment, the satellite acquisition time was on the order of “about 3600 milliseconds” on average when the correlation data length was “20 milliseconds”. On the other hand, when the correlation data length is “10 milliseconds”, the average is about “about 2600 milliseconds”. That is, it was confirmed that the satellite acquisition time can be shortened by shortening the correlation data length. According to the result of this experiment, it can be said that by reducing the correlation data length from “20 milliseconds” to “10 milliseconds”, a reduction of about “1000 milliseconds” can be realized.

[作用効果]
このように、本実施形態によれば、GPS衛星信号の受信信号とレプリカコードとの相関演算における相関データ長を変更して、GPS衛星信号の捕捉を行う。具体的には、コールドスタート時には、相関データ長を最小値(例えば、10ミリ秒)とする。コールドスタート時でない場合には、サーチ周波数に応じて相関データ長を設定する。すなわち、サーチ周波数が“広い”場合には、相関データ長を短くして1回の相関演算に要する処理時間を短くする。これにより、GPS衛星信号の捕捉(衛星サーチ)に要する時間の短縮が図れる。
[Function and effect]
Thus, according to this embodiment, the GPS satellite signal is captured by changing the correlation data length in the correlation calculation between the received signal of the GPS satellite signal and the replica code. Specifically, at the cold start, the correlation data length is set to a minimum value (for example, 10 milliseconds). If it is not during a cold start, the correlation data length is set according to the search frequency. That is, when the search frequency is “wide”, the correlation data length is shortened to shorten the processing time required for one correlation calculation. As a result, the time required for capturing the GPS satellite signal (satellite search) can be shortened.

[変形例]
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下に変形例について説明するが、変形例の説明にあたっては実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Modification]
The applicable embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Modifications will be described below. In the description of the modification, the same reference numerals are given to the same components as those in the embodiment, and the description thereof is omitted.

(A)処理の主体
上述の実施形態では、相関データ長の設定をベースバンド処理回路部16のBB処理部200が実行するものとして説明したが、これを携帯型電子機器1のメイン処理部20が実行することとしてもよい。
(A) Subject of processing In the above embodiment, the setting of the correlation data length has been described as being executed by the BB processing unit 200 of the baseband processing circuit unit 16, but this is the main processing unit 20 of the portable electronic device 1. May be executed.

(B)電子機器
上述の実施形態では、電子機器の一種であるランナーズウォッチに本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な電子機器はこれに限られるわけではない。例えば、カーナビゲーション装置や携帯型ナビゲーション装置、パソコン、PDA(Personal Digital Assistant)、携帯電話、腕時計といった他の電子機器についても同様に適用することが可能である。
(B) Electronic Device In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a runners watch that is a kind of electronic device has been described as an example. However, the electronic device to which the present invention is applicable is not limited to this. Absent. For example, the present invention can be similarly applied to other electronic devices such as a car navigation device, a portable navigation device, a personal computer, a PDA (Personal Digital Assistant), a mobile phone, and a wristwatch.

これらの電子機器のうち、上述の相関データ長の設定は、測時モードを有するGPS付き腕時計に特に好適である。GPS付き腕時計は、限られた容量の電池で長時間(例えば、数カ月、1年など)動作することが求められるので、消費電力を抑制したいという強い要求がある。測時モードの場合、1基のGPS衛星からZカウントが取得できれば良い。一般的な環境であれば、信号強度が第1の相関データ長で捕捉可能な信号強度のGPS衛星が数基は存在する。第1の相関データ長を用いて、このような衛星を短時間に捕捉することで、時刻の補正に要する時間を短縮でき、その結果、消費電力を抑制できるからである。   Among these electronic devices, the above-described setting of the correlation data length is particularly suitable for a GPS wristwatch having a time measurement mode. A GPS wristwatch is required to operate for a long time (for example, several months, one year, etc.) with a battery having a limited capacity, and thus there is a strong demand for suppressing power consumption. In the timekeeping mode, it is sufficient that the Z count can be acquired from one GPS satellite. In a general environment, there are several GPS satellites whose signal strength can be captured with the first correlation data length. This is because, by capturing such a satellite in a short time using the first correlation data length, the time required for time correction can be shortened, and as a result, power consumption can be suppressed.

(C)衛星測位システム
上述の実施形態では、衛星測位システムとしてGPSを例に挙げて説明したが、WAAS(Wide Area Augmentation System)、QZSS(Quasi Zenith Satellite System)、GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO、BeiDou(BeiDou Navigation Satellite System)等の他の衛星測位システムであってもよい。
(C) Satellite positioning system In the above-described embodiment, the GPS has been described as an example of the satellite positioning system, but WAAS (Wide Area Augmentation System), QZSS (Quasi Zenith Satellite System), GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System), Other satellite positioning systems such as GALILEO and BeiDou (BeiDou Navigation Satellite System) may be used.

1 携帯型電子機器、12 GPSアンテナ、10 GPS受信機、
14 RF受信回路部、16 ベースバンド処理回路部、110 メモリー部、
120 レプリカコード生成部、130 相関演算部、200 BB処理部、
210 衛星捕捉部、220 位置算出部、230 時刻修正部、300 BB記憶部、
310 ベースバンドプログラム、320 サーチ周波数設定テーブル、
330 衛星捕捉用データ、340 衛星軌道データ、350 メジャメントデータ、
360 測位履歴データ、20 メイン処理部、22 操作部、24 表示部、
26 音出力部、28 通信部、30 時計部、32 メイン記憶部
1 portable electronic device, 12 GPS antenna, 10 GPS receiver,
14 RF receiving circuit section, 16 baseband processing circuit section, 110 memory section,
120 replica code generation unit, 130 correlation calculation unit, 200 BB processing unit,
210 satellite acquisition unit, 220 position calculation unit, 230 time correction unit, 300 BB storage unit,
310 baseband program, 320 search frequency setting table,
330 satellite acquisition data, 340 satellite orbit data, 350 measurement data,
360 positioning history data, 20 main processing section, 22 operation section, 24 display section,
26 sound output unit, 28 communication unit, 30 clock unit, 32 main storage unit

Claims (8)

測位用衛星信号を受信した受信信号とレプリカコードとを相関演算する際の相関データ長を選択することと、
前記選択することによって選択された相関データ長で前記相関演算を行うことと、
を含む衛星サーチ方法。
Selecting a correlation data length when performing a correlation operation between a received signal received a positioning satellite signal and a replica code;
Performing the correlation operation with the correlation data length selected by the selection;
Search method including satellite.
前記相関データ長は、拡散符号長以上であり、且つ、前記受信信号に搬送されている航法メッセージのビット遷移タイミングの間隔より短い長さで相関演算する第1の相関データ長を含み、
前記選択することは、コールドスタート時に前記第1の相関データ長を選択することを含む、
請求項1に記載の衛星サーチ方法。
The correlation data length includes a first correlation data length that is greater than or equal to a spreading code length and performs a correlation operation with a length shorter than an interval of bit transition timing of a navigation message carried in the received signal,
The selecting includes selecting the first correlation data length at a cold start;
The satellite search method according to claim 1.
サーチ周波数を設定することを更に含み、
前記選択することは、前記サーチ周波数に基づいて、前記相関データ長を選択することを含む、
請求項1又は2に記載の衛星サーチ方法。
Further comprising setting a search frequency;
The selecting includes selecting the correlation data length based on the search frequency;
The satellite search method according to claim 1 or 2.
前記選択することは、前記サーチ周波数が所定の範囲条件を満たす場合には、当該範囲条件を満たさない場合に比べて短い相関データ長を選択することを含む、
請求項3に記載の衛星サーチ方法。
The selecting includes selecting a short correlation data length when the search frequency satisfies a predetermined range condition as compared with a case where the search frequency does not satisfy the range condition.
The satellite search method according to claim 3.
時計部の計時時刻を修正する方法であって、
請求項1〜4の何れか一項に記載の衛星サーチ方法を実行することと、
前記衛星サーチ方法で捕捉された測位用衛星信号に基づいて、前記時計部の前記計時時刻を修正することと、
を含む時刻修正方法。
A method for correcting the clock time of a clock part,
Performing the satellite search method according to any one of claims 1 to 4,
Correcting the timekeeping time of the clock unit based on the positioning satellite signal captured by the satellite search method;
Time correction method including
測位用衛星信号を受信した受信信号とレプリカコードとを相関演算する際の相関データ長を選択する選択部と、
前記選択された相関データ長で前記相関演算を行う相関演算部と、
を備えた測位装置。
A selection unit that selects a correlation data length when performing a correlation operation between the received signal and the replica code received from the positioning satellite signal;
A correlation calculation unit for performing the correlation calculation with the selected correlation data length;
Positioning device equipped with.
請求項6に記載の測位装置を備えた電子機器。   An electronic apparatus comprising the positioning device according to claim 6. 時計部と、
前記相関演算の結果に基づいて、測位用衛星信号を捕捉する衛星捕捉部と、
前記衛星捕捉部が捕捉した測位用衛星信号に基づいて、前記時計部の計時時刻を修正する時刻修正部と、
を備えた請求項7に記載の電子機器。
A clock part,
Based on the result of the correlation calculation, a satellite capturing unit that captures a positioning satellite signal;
Based on the positioning satellite signal captured by the satellite capturing unit, a time correcting unit that corrects the time measured by the clock unit;
The electronic device according to claim 7, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018004601A (en) * 2016-07-08 2018-01-11 三菱電機株式会社 Radio source position estimation device
CN111158029A (en) * 2018-11-07 2020-05-15 北京金坤科创技术有限公司 Adaptive variable search capture window length dynamic adjustment method for positioning equipment

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