JP2517155B2 - Ｇｐｓ受信機の疑似雑音符号測定方法 - Google Patents
Ｇｐｓ受信機の疑似雑音符号測定方法Info
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
- G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は全世界測位衛星システムのナブスター（NAVS
TAR）衛星の電波を利用して、測位を行うグローバル・
ポジショニング・システム（GPS）受信機の疑似雑音符
号測定方法に関するものである。
TAR）衛星の電波を利用して、測位を行うグローバル・
ポジショニング・システム（GPS）受信機の疑似雑音符
号測定方法に関するものである。
本明細書において、「位相測定」とは、受信機の内部
基準発振器を基にして作る疑似雑音符号の基準タイミン
グおよび再生搬送波発振器に対する相対測定を意味し、
また、「周波数測定」とは、同じ内部基準発振器を基に
測定する周波数測定と定義する。
基準発振器を基にして作る疑似雑音符号の基準タイミン
グおよび再生搬送波発振器に対する相対測定を意味し、
また、「周波数測定」とは、同じ内部基準発振器を基に
測定する周波数測定と定義する。
従来の技術 最近、航法の分野において、GPS受信機が注目されて
いるが、このGPS受信機を用いた従来の疑似雑音符号測
定方法は、位相の誤差を測定してその結果をフィルタを
介して疑似雑音符号発生器の位相またはタイミングを制
御するフィードバックループにより、疑似雑音符号を追
尾することにより測定を行なう。即ち、第１図は、本出
願人による例えば特開昭63−015182号公報に記載された
GPS受信機であり、第１図において、符号２は複数の衛
星の電波を受けるアンテナ、３はこの受信した信号を増
幅する増幅器、４は周波数変換の局部発振器、５は混合
器、６は中間周波フィルタ、７は増幅器、８は制御部、
９は受信信号を復調しデジタル変換する復調部、10は疑
似雑音符号発生器、11は搬送波を再生する数値制御発振
器をそれぞれ示す。つまり、まずアンテナ２で受信され
た測位衛星１の電波は、混合器５により周波数変換さ
れ、この信号は帯域フィルタ６で帯域制限された後、増
幅器７で増幅される。次に、受信中の衛星固有の符号を
発生する疑似雑音符号発生器10により、復調部９におい
て受信信号との相関が求められ、さらに数値制御発振器
11が出力する再生搬送波により、位相検波される。この
復調部９においては、疑似雑音符号と搬送波の位相誤差
が別々に測定され、制御部８において演算によるフィル
タを介して、その測定結果がそれぞれ疑似雑音符号発生
器10と搬送波を再生する数値制御発振器11に負の帰還さ
れる。そして、この衛星信号への追尾を介して疑似雑音
符号の位相が測定されることになる。
いるが、このGPS受信機を用いた従来の疑似雑音符号測
定方法は、位相の誤差を測定してその結果をフィルタを
介して疑似雑音符号発生器の位相またはタイミングを制
御するフィードバックループにより、疑似雑音符号を追
尾することにより測定を行なう。即ち、第１図は、本出
願人による例えば特開昭63−015182号公報に記載された
GPS受信機であり、第１図において、符号２は複数の衛
星の電波を受けるアンテナ、３はこの受信した信号を増
幅する増幅器、４は周波数変換の局部発振器、５は混合
器、６は中間周波フィルタ、７は増幅器、８は制御部、
９は受信信号を復調しデジタル変換する復調部、10は疑
似雑音符号発生器、11は搬送波を再生する数値制御発振
器をそれぞれ示す。つまり、まずアンテナ２で受信され
た測位衛星１の電波は、混合器５により周波数変換さ
れ、この信号は帯域フィルタ６で帯域制限された後、増
幅器７で増幅される。次に、受信中の衛星固有の符号を
発生する疑似雑音符号発生器10により、復調部９におい
て受信信号との相関が求められ、さらに数値制御発振器
11が出力する再生搬送波により、位相検波される。この
復調部９においては、疑似雑音符号と搬送波の位相誤差
が別々に測定され、制御部８において演算によるフィル
タを介して、その測定結果がそれぞれ疑似雑音符号発生
器10と搬送波を再生する数値制御発振器11に負の帰還さ
れる。そして、この衛星信号への追尾を介して疑似雑音
符号の位相が測定されることになる。
発明が解決しようとする課題 しかし、前述した従来のGPS受信機の疑似雑音符号位
相測定方法によると、衛星の電波が途切れた場合、再度
電波の到来を検出した後、疑似雑音符号の位相が測定可
能な状態となる程度に、衛星信号への追尾が安定するま
でに時間がかかるという課題があった。
相測定方法によると、衛星の電波が途切れた場合、再度
電波の到来を検出した後、疑似雑音符号の位相が測定可
能な状態となる程度に、衛星信号への追尾が安定するま
でに時間がかかるという課題があった。
本発明の第１の課題は、以上のような疑似雑音符号の
位相が測定可能となる時間が長いことに鑑み、短時間の
衛星からの信号の受信により、高い精度で疑似雑音符号
の位相を測定できる疑似雑音符号位相測定方法を得るに
ある。
位相が測定可能となる時間が長いことに鑑み、短時間の
衛星からの信号の受信により、高い精度で疑似雑音符号
の位相を測定できる疑似雑音符号位相測定方法を得るに
ある。
また本発明の第２の課題は、より短い時間で安定的に
疑似雑音符号を追尾して位相を測定できる疑似雑音符号
位相測定方法を得るにある。
疑似雑音符号を追尾して位相を測定できる疑似雑音符号
位相測定方法を得るにある。
本発明の第３の課題は、短い時間の衛星信号の受信
で、より高い精度で疑似雑音符号の位相を受信再開時に
遡って測定できる疑似雑音符号位相測定方法を得るにあ
る。
で、より高い精度で疑似雑音符号の位相を受信再開時に
遡って測定できる疑似雑音符号位相測定方法を得るにあ
る。
本発明の第４の課題は、簡単な構成で、短い時間の衛
星信号の受信により、より高い精度で疑似雑音符号の位
相を測定できる疑似雑音符号位相測定方法を得るにあ
る。
星信号の受信により、より高い精度で疑似雑音符号の位
相を測定できる疑似雑音符号位相測定方法を得るにあ
る。
課題を解決するための手段 これらの課題（目的）を達成するため、本発明にあっ
ては、疑似雑音符号の位相を概略設定し、搬送波の位相
変化分により疑似雑音符号の位相を補正して、相関結果
を予測し、時系列で得られる測定結果を総合して、疑似
雑音符号の概略値と受信信号の位相誤差を求め、差し引
きすることにより疑似雑音符号の位相測定値を得る。ま
た、本発明にあっては、衛星電波が途切れてから、再度
受信を開始した始めの期間は、前述した手段により疑似
雑音符号の位相測定値を得、その後、この位相を初期値
として疑似雑音符号を追尾して位相を測定する。さら
に、本発明においては、衛星からの電波が途切れた場
合、再度受信を開始した始めの期間は、前述した手段に
より疑似雑音符号の位相測定値を得るとともに、搬送波
の位相変化測定値を保存し、十分な精度が得られるよう
になった後、保存している搬送波の位相変化量をもと
に、時間を遡って受信再開時点まで疑似雑音符号の位相
を時系列で精度良く再計算する。
ては、疑似雑音符号の位相を概略設定し、搬送波の位相
変化分により疑似雑音符号の位相を補正して、相関結果
を予測し、時系列で得られる測定結果を総合して、疑似
雑音符号の概略値と受信信号の位相誤差を求め、差し引
きすることにより疑似雑音符号の位相測定値を得る。ま
た、本発明にあっては、衛星電波が途切れてから、再度
受信を開始した始めの期間は、前述した手段により疑似
雑音符号の位相測定値を得、その後、この位相を初期値
として疑似雑音符号を追尾して位相を測定する。さら
に、本発明においては、衛星からの電波が途切れた場
合、再度受信を開始した始めの期間は、前述した手段に
より疑似雑音符号の位相測定値を得るとともに、搬送波
の位相変化測定値を保存し、十分な精度が得られるよう
になった後、保存している搬送波の位相変化量をもと
に、時間を遡って受信再開時点まで疑似雑音符号の位相
を時系列で精度良く再計算する。
作用 したがって、本発明においては、搬送波の位相変化よ
り疑似雑音符号の位相変化を求め、この変化分を差し引
いた疑似雑音符号の予測位相を見積もり、変化分を除い
た予想位相の誤差を一定期間について平均し、疑似雑音
符号の予測値と受信信号の位相誤差を求め、差し引きす
ることにより、疑似雑音の追尾引き込みによらず、素早
く精度の良い疑似雑音符号の位相測定値を得ることにな
る。また、本発明においては、衛星からの電波が途切れ
てから、再度受信を開始した始めの期間、第１の手段に
より疑似雑音符号の位相測定値を得、その後この位相を
初期値として疑似雑音符号を追尾することにより、素早
く高い精度で追尾できる。本発明においては、衛星電波
が途切れてから、再度受信を開始した始めの期間、前述
した手段により疑似雑音符号の位相を測定すると共に、
搬送波の位相変化を保存し、十分な精度が得られるよう
になった後、保存した搬送波の位相変化量を基に、時間
を遡って受信再開時点までの疑似雑音符号の位相を精度
良く再計算することにより、受信再開の開始時期に遡っ
て、受信機の運動経路を精度良く求めることができる。
り疑似雑音符号の位相変化を求め、この変化分を差し引
いた疑似雑音符号の予測位相を見積もり、変化分を除い
た予想位相の誤差を一定期間について平均し、疑似雑音
符号の予測値と受信信号の位相誤差を求め、差し引きす
ることにより、疑似雑音の追尾引き込みによらず、素早
く精度の良い疑似雑音符号の位相測定値を得ることにな
る。また、本発明においては、衛星からの電波が途切れ
てから、再度受信を開始した始めの期間、第１の手段に
より疑似雑音符号の位相測定値を得、その後この位相を
初期値として疑似雑音符号を追尾することにより、素早
く高い精度で追尾できる。本発明においては、衛星電波
が途切れてから、再度受信を開始した始めの期間、前述
した手段により疑似雑音符号の位相を測定すると共に、
搬送波の位相変化を保存し、十分な精度が得られるよう
になった後、保存した搬送波の位相変化量を基に、時間
を遡って受信再開時点までの疑似雑音符号の位相を精度
良く再計算することにより、受信再開の開始時期に遡っ
て、受信機の運動経路を精度良く求めることができる。
実施例 以下、第１図から第３図を用いて本発明の第１実施例
について説明する。
について説明する。
本発明によるGPS受信機は、その制御部以外の受信機
の構成及び動作は従来例の受信機と同様であるので従来
のGPS受信機として説明した第１図にその概念を示して
ある。即ち、本発明によるGPS受信機の復調部９におい
ては、疑似雑音符号と搬送波の位相誤差を別々に測定
し、測定結果が制御部８に引き渡される。
の構成及び動作は従来例の受信機と同様であるので従来
のGPS受信機として説明した第１図にその概念を示して
ある。即ち、本発明によるGPS受信機の復調部９におい
ては、疑似雑音符号と搬送波の位相誤差を別々に測定
し、測定結果が制御部８に引き渡される。
第２図は本発明によるGPS受信機の制御部８の制御手
順を示し、衛星からの電波が途切れた場合、疑似雑音符
号発生器10が制御されてステップ21により疑似雑音符号
が走査され、つづいてステップ22により復調部９により
衛星信号が検出される。そして、ステップ23では、検出
された時の疑似雑音符号の位相が疑似雑音符号発生器10
に設定され、ステップ24で、復調部９により疑似雑音符
号の位相差が測定される。この後、衛星の信号が受信で
きているか否かが確認された後（ステップ25）、ステッ
プ26で疑似雑音符号の位相が変更される。次ぎに、ステ
ップ27では、疑似雑音符号位相の設定値と変更値と再生
搬送波の周波数とから、演算により衛星信号の疑似雑音
符号位相が計算され、この値が測定値として出力され
る。
順を示し、衛星からの電波が途切れた場合、疑似雑音符
号発生器10が制御されてステップ21により疑似雑音符号
が走査され、つづいてステップ22により復調部９により
衛星信号が検出される。そして、ステップ23では、検出
された時の疑似雑音符号の位相が疑似雑音符号発生器10
に設定され、ステップ24で、復調部９により疑似雑音符
号の位相差が測定される。この後、衛星の信号が受信で
きているか否かが確認された後（ステップ25）、ステッ
プ26で疑似雑音符号の位相が変更される。次ぎに、ステ
ップ27では、疑似雑音符号位相の設定値と変更値と再生
搬送波の周波数とから、演算により衛星信号の疑似雑音
符号位相が計算され、この値が測定値として出力され
る。
なお、ステップ22において衛星信号を検出できない場
合は、ステップ21に戻って再び疑似雑音符号が走査され
る。また、ステップ25での衛星信号の確認において、信
号が途切れたことが判った場合も、ステップ21に戻って
再び疑似雑音符号が走査されることになる。勿論、ステ
ップ27で疑似雑音符号位相が出力された後は、ステップ
24に戻って、再び疑似雑音符号の位相差が測定されるこ
とになる。
合は、ステップ21に戻って再び疑似雑音符号が走査され
る。また、ステップ25での衛星信号の確認において、信
号が途切れたことが判った場合も、ステップ21に戻って
再び疑似雑音符号が走査されることになる。勿論、ステ
ップ27で疑似雑音符号位相が出力された後は、ステップ
24に戻って、再び疑似雑音符号の位相差が測定されるこ
とになる。
つぎに、第３図について、本発明によるGPS受信機に
おいて、疑似雑音符号位相を計算する手順の詳細を説明
すると、第３図は疑似雑音符号の位相変化の様子を示し
ており、横軸は衛星信号が受信可能になってからの測定
回数、縦軸は疑似雑音符号の位相とその測定誤差であ
る。第３図において、ｎは測定回、τ（ｎ）は衛星の真
の位相、○印は位相の測定値tn、×印は雑音による位相
の誤差、Tnはｎ回目の位相誤差、破線は一回目の測定が
正しいとして、再生搬送波の周波数から計算した疑似雑
音符号の位相であり、測定の周期は10ミリ秒である。即
ち、一回目の測定で出力する位相t1は、受信可能になっ
た時の疑似雑音符号の位相 t1＝τ（１）＋T0 である。
おいて、疑似雑音符号位相を計算する手順の詳細を説明
すると、第３図は疑似雑音符号の位相変化の様子を示し
ており、横軸は衛星信号が受信可能になってからの測定
回数、縦軸は疑似雑音符号の位相とその測定誤差であ
る。第３図において、ｎは測定回、τ（ｎ）は衛星の真
の位相、○印は位相の測定値tn、×印は雑音による位相
の誤差、Tnはｎ回目の位相誤差、破線は一回目の測定が
正しいとして、再生搬送波の周波数から計算した疑似雑
音符号の位相であり、測定の周期は10ミリ秒である。即
ち、一回目の測定で出力する位相t1は、受信可能になっ
た時の疑似雑音符号の位相 t1＝τ（１）＋T0 である。
なお、T0は位相t1の予測誤差であって、未知の値であ
り、τ（１）も未知の値である。ｎ回目の測定で疑似雑
音発生器に設定変更（ステップ26）する位相値は、再生
搬送波の周波数から計算した疑似雑音符号の位相変化を
Δτ（ｎ）として t1＋Δτ（ｎ） であるので、ステップ24の位相差の測定で得られる位相
差は、 Tn−T0 である。したがって、測定値として出力（ステップ27）
する位相tnは となる。ここに、Tnは雑音成分であってｎが大きくなれ
ば零に漸近する。搬送波追尾の応答速度を100ミリ秒と
し、受信機の加速度に耐えて追尾可能とする。Δτ
（ｎ）は搬送波の位相変化の測定値によって計算する値
であって、衛星信号に含まれる疑似雑音符号の位相測定
に比べ高精度で、受信機と衛星の移動に伴う疑似雑音符
号の位相変化を見積もることができる。
り、τ（１）も未知の値である。ｎ回目の測定で疑似雑
音発生器に設定変更（ステップ26）する位相値は、再生
搬送波の周波数から計算した疑似雑音符号の位相変化を
Δτ（ｎ）として t1＋Δτ（ｎ） であるので、ステップ24の位相差の測定で得られる位相
差は、 Tn−T0 である。したがって、測定値として出力（ステップ27）
する位相tnは となる。ここに、Tnは雑音成分であってｎが大きくなれ
ば零に漸近する。搬送波追尾の応答速度を100ミリ秒と
し、受信機の加速度に耐えて追尾可能とする。Δτ
（ｎ）は搬送波の位相変化の測定値によって計算する値
であって、衛星信号に含まれる疑似雑音符号の位相測定
に比べ高精度で、受信機と衛星の移動に伴う疑似雑音符
号の位相変化を見積もることができる。
よって、測定回数の増加とともに、疑似雑音符号の位
相測定における雑音の影響を、加速度に対する性能劣化
なしに軽減することができる。なお、衛星信号の搬送波
に対してはフィードバックによる数百ミリ秒程度の時定
数を持った位相追尾を行うが、搬送波の周波数・位相の
測定は追尾以外の方法によってもよい。
相測定における雑音の影響を、加速度に対する性能劣化
なしに軽減することができる。なお、衛星信号の搬送波
に対してはフィードバックによる数百ミリ秒程度の時定
数を持った位相追尾を行うが、搬送波の周波数・位相の
測定は追尾以外の方法によってもよい。
以上のように、本実施例によれば、衛星信号の疑似雑
音に対してフィードバックによる追尾を行った場合に比
べ、衛星信号の疑似雑音符号の位相を、受信可能になっ
てから得られる最大精度の精度で、逐次測定することが
できる。なお、前記実施例においては、測定周期を10ミ
リ秒とした場合を説明したけれども、目的に応じて別の
周期を選ぶこともできる。しかし、ステップ24での位相
差の測定周期は、早い周期が望ましく、tnの計算のみ間
隔をおいて処理するのが好ましい。さらに、前記実施例
中、ステップ26の疑似雑音符号の位相変更はτ（１）＋
T0にΔτ（ｎ）を加えるものとしたけれども、tn-1を使
って補正を加えてもよい。しかし、この場合は、tnの計
算においてその分を差し引く必要がある。また、疑似雑
音符号発生器に対し符号の位相を量子化して設定するや
り方を採用し、誤差測定において量子化誤差分を差し引
いてもよい。
音に対してフィードバックによる追尾を行った場合に比
べ、衛星信号の疑似雑音符号の位相を、受信可能になっ
てから得られる最大精度の精度で、逐次測定することが
できる。なお、前記実施例においては、測定周期を10ミ
リ秒とした場合を説明したけれども、目的に応じて別の
周期を選ぶこともできる。しかし、ステップ24での位相
差の測定周期は、早い周期が望ましく、tnの計算のみ間
隔をおいて処理するのが好ましい。さらに、前記実施例
中、ステップ26の疑似雑音符号の位相変更はτ（１）＋
T0にΔτ（ｎ）を加えるものとしたけれども、tn-1を使
って補正を加えてもよい。しかし、この場合は、tnの計
算においてその分を差し引く必要がある。また、疑似雑
音符号発生器に対し符号の位相を量子化して設定するや
り方を採用し、誤差測定において量子化誤差分を差し引
いてもよい。
次に、第４図を用いて本発明の第２実施例について説
明する。受信機の構成および動作は前述した第１実施例
とほぼ同様であるので、第１実施例との相違点のみ説明
する。即ち、第４図は制御部８の制御手順であるが、衛
星からの信号が途切れた後、ステップ21の疑似雑音符号
の走査、ステップ22の衛星信号の検出、ステップ23の疑
似雑音符号位相の疑似雑音符号発生器10への設定、ステ
ップ24の位相差の測定、ステップ25の衛星信号の受信確
認、ステップ26の疑似雑音符号の位相変更、ステップ27
の演算による疑似雑音符号位相計算と出力は第１の実施
例と同様である。第２実施例においては、測定の回数ｎ
が500回に到達したか否かがステップ28で判定され、到
達しない場合は、十分な精度でないとしてステップ24に
戻り、疑似雑音符号の位相測定が繰り返えされる。測定
の回数ｎが500回に到達して、受信可能になって５秒経
過した後、ステップ29で符号位相追尾初期値が設定さ
れ、ステップ30で疑似雑音符号位相差が測定され、ステ
ップ31で受信状態の確認、ステップ32で符号位相測定値
を出力し、ステップ33で疑似雑音符号位相変更よりなる
疑似雑音符号の位相追尾が切り換えられる。このステッ
プ29での符号位相追尾フィルタの初期値設定の場合、前
の衛星信号の疑似雑音符号位相測定出力値t500が疑似雑
音符号位相追尾の初期位相とされ、初期速度・加速度等
は零に設定される。
明する。受信機の構成および動作は前述した第１実施例
とほぼ同様であるので、第１実施例との相違点のみ説明
する。即ち、第４図は制御部８の制御手順であるが、衛
星からの信号が途切れた後、ステップ21の疑似雑音符号
の走査、ステップ22の衛星信号の検出、ステップ23の疑
似雑音符号位相の疑似雑音符号発生器10への設定、ステ
ップ24の位相差の測定、ステップ25の衛星信号の受信確
認、ステップ26の疑似雑音符号の位相変更、ステップ27
の演算による疑似雑音符号位相計算と出力は第１の実施
例と同様である。第２実施例においては、測定の回数ｎ
が500回に到達したか否かがステップ28で判定され、到
達しない場合は、十分な精度でないとしてステップ24に
戻り、疑似雑音符号の位相測定が繰り返えされる。測定
の回数ｎが500回に到達して、受信可能になって５秒経
過した後、ステップ29で符号位相追尾初期値が設定さ
れ、ステップ30で疑似雑音符号位相差が測定され、ステ
ップ31で受信状態の確認、ステップ32で符号位相測定値
を出力し、ステップ33で疑似雑音符号位相変更よりなる
疑似雑音符号の位相追尾が切り換えられる。このステッ
プ29での符号位相追尾フィルタの初期値設定の場合、前
の衛星信号の疑似雑音符号位相測定出力値t500が疑似雑
音符号位相追尾の初期位相とされ、初期速度・加速度等
は零に設定される。
次に、ステップ30で復調部９により疑似雑音符号の位
相差が測定され、ステップ31において衛星の信号が受信
できているか否か確認された後、測定した位相差が符号
位相追尾フィルタに入力される。この符号位相追尾フィ
ルタは５秒程度の遅い時定数であり、位相変化の早い成
分は再生搬送波の周波数から演算により求められ、ステ
ップ32で符号位相追尾フィルタの出力と加え会わせた値
が符号位相測定値として出力され、この測定した位相値
がステップ33においてさらに疑似雑音符号発生器10に設
定され、ステップ26で疑似雑音符号の位相が変更され、
続いて、ステップ30の疑似雑音符号位相差測定からの処
理が繰り返されることになる。したがって、第１実施例
による場合、受信可能になってから得られる最大精度の
精度で、疑似雑音符号の位相を逐次測定することができ
るけれども、測定回数の増加にともない、累積加算の値
が大きくなり、演算精度が必要になるが、測定回数があ
る程度以上多くなると、演算の割に精度は向上しない。
これに対して、第２実施例によると、十分精度が得られ
るようになった後、従来のようにフィードバックによる
追尾に切り換えるので、測定回数とともに必要な演算精
度が増加することはなく、受信開始後からの最大精度に
近い測定が連続して可能となる。
相差が測定され、ステップ31において衛星の信号が受信
できているか否か確認された後、測定した位相差が符号
位相追尾フィルタに入力される。この符号位相追尾フィ
ルタは５秒程度の遅い時定数であり、位相変化の早い成
分は再生搬送波の周波数から演算により求められ、ステ
ップ32で符号位相追尾フィルタの出力と加え会わせた値
が符号位相測定値として出力され、この測定した位相値
がステップ33においてさらに疑似雑音符号発生器10に設
定され、ステップ26で疑似雑音符号の位相が変更され、
続いて、ステップ30の疑似雑音符号位相差測定からの処
理が繰り返されることになる。したがって、第１実施例
による場合、受信可能になってから得られる最大精度の
精度で、疑似雑音符号の位相を逐次測定することができ
るけれども、測定回数の増加にともない、累積加算の値
が大きくなり、演算精度が必要になるが、測定回数があ
る程度以上多くなると、演算の割に精度は向上しない。
これに対して、第２実施例によると、十分精度が得られ
るようになった後、従来のようにフィードバックによる
追尾に切り換えるので、測定回数とともに必要な演算精
度が増加することはなく、受信開始後からの最大精度に
近い測定が連続して可能となる。
次に、第５図は本発明の第３実施例を示し、第３実施
例による受信機の構成および動作は、第１の実施例の場
合とほぼ同様であるので、第１実施例との相違点のみを
説明する。即ち、第１実施例の場合と同様に、信号が途
切れた後、ステップ21で疑似雑音符号を走査し、ステッ
プ22で衛星信号を検出し、ステップ23で疑似雑音符号位
相を疑似雑音符号発生器10へ設定し、ステップ24で位相
差を測定し、ステップ25で衛星信号の受信を確認し、ス
テップ26で疑似雑音符号の位相を変更し、ステップ27で
演算による疑似雑音符号位相計算と出力を行なう。第２
実施例の場合、ステップ26の疑似雑音発生器に設定変更
の際、再生搬送波の周波数から計算した疑似雑音符号の
位相変化をΔτ（ｎ）逐次保存しておく。そして、測定
の回数ｎが500回に到達したか否かをステップ28で判定
し、受信可能になって５秒経過して回数ｎが500回に到
達した後、符号位相変化をその前に測定した位相t
500と、保存したΔτ（ｎ）を使ってtnを回数499から１
まで逆算し出力する（ステップ34）。この場合、tnの計
算は tn＝t500−Δτ（500）＋Δτ（ｎ） により行うが、第３実施例においては、第２実施例と同
様に、ステップ29での符号位相追尾初期値の設定以降の
処理が行なわれる。したがって、測定回数が十分多くな
った時点で、受信再開の初期までに、位相雑音が少ない
高い精度で、疑似雑音符号の位相の変化履歴を求めるこ
とができる。
例による受信機の構成および動作は、第１の実施例の場
合とほぼ同様であるので、第１実施例との相違点のみを
説明する。即ち、第１実施例の場合と同様に、信号が途
切れた後、ステップ21で疑似雑音符号を走査し、ステッ
プ22で衛星信号を検出し、ステップ23で疑似雑音符号位
相を疑似雑音符号発生器10へ設定し、ステップ24で位相
差を測定し、ステップ25で衛星信号の受信を確認し、ス
テップ26で疑似雑音符号の位相を変更し、ステップ27で
演算による疑似雑音符号位相計算と出力を行なう。第２
実施例の場合、ステップ26の疑似雑音発生器に設定変更
の際、再生搬送波の周波数から計算した疑似雑音符号の
位相変化をΔτ（ｎ）逐次保存しておく。そして、測定
の回数ｎが500回に到達したか否かをステップ28で判定
し、受信可能になって５秒経過して回数ｎが500回に到
達した後、符号位相変化をその前に測定した位相t
500と、保存したΔτ（ｎ）を使ってtnを回数499から１
まで逆算し出力する（ステップ34）。この場合、tnの計
算は tn＝t500−Δτ（500）＋Δτ（ｎ） により行うが、第３実施例においては、第２実施例と同
様に、ステップ29での符号位相追尾初期値の設定以降の
処理が行なわれる。したがって、測定回数が十分多くな
った時点で、受信再開の初期までに、位相雑音が少ない
高い精度で、疑似雑音符号の位相の変化履歴を求めるこ
とができる。
なお、第３実施例の場合、Δτ（ｎ）の保存とtnの逆
算は処理が変わるまでの全ての測定について行うが、疑
似雑音符号の位相測定値が実際に必要とする、適当な間
隔をおいた値のみについて、保存と再計算してもよい。
また、ステップ34では一連の処理の中で逆算出力を順次
処理を行ったが、測定回数が十分大きくなった後であれ
ば、並列処理、オフライン処理の何れであってもよい。
勿論、本発明においては、制御に支障がない範囲で他の
処理も順序を入れ換えてもよい。
算は処理が変わるまでの全ての測定について行うが、疑
似雑音符号の位相測定値が実際に必要とする、適当な間
隔をおいた値のみについて、保存と再計算してもよい。
また、ステップ34では一連の処理の中で逆算出力を順次
処理を行ったが、測定回数が十分大きくなった後であれ
ば、並列処理、オフライン処理の何れであってもよい。
勿論、本発明においては、制御に支障がない範囲で他の
処理も順序を入れ換えてもよい。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、信号が途切れた後、
受信可能になってから得られる最大精度の精度で、疑似
雑音符号の位相を逐次測定することができる。また、本
発明によると、測定回数とともにデータ処理がやっかい
になることはなく、受信開始から最大精度に近い測定が
連続して可能となる。さらに、本発明によると、受信再
開の初期まで、位相雑音が少ない高い精度で、疑似雑音
符号の位相の変化履歴を求めることができる。
受信可能になってから得られる最大精度の精度で、疑似
雑音符号の位相を逐次測定することができる。また、本
発明によると、測定回数とともにデータ処理がやっかい
になることはなく、受信開始から最大精度に近い測定が
連続して可能となる。さらに、本発明によると、受信再
開の初期まで、位相雑音が少ない高い精度で、疑似雑音
符号の位相の変化履歴を求めることができる。
第１図から第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は本発明によるGPS受信機の概念図、第２図は本発明に
よる制御部のフローチャート、第３図は疑似雑音符号の
位相変化状態図、第４図は本発明の第２実施例による制
御部のフローチャート、第５図は本発明の第３実施例に
よるフローチャートである。 １……測位衛星、２……アンテナ、３……増幅器、４…
…局部発振器、５……混合器、６……中間周波フィル
タ、７……増幅器、８……制御部、９……復調部、10…
…疑似雑音符号発生器、11……数値制御発振器、21……
符号の走査、22……衛星信号の検出、23……疑似雑音符
号の位相設定、24……確認、26……疑似雑音符号位相変
更、27……疑似雑音符号位相測定値出力、28……測定の
回数判定処理、29……符号相追尾初期設定、30……疑似
雑音符号位相差測定、31……受信確認、32……符号位相
測定値出力、33……疑似雑音符号位相変更、34……符号
位相変化逆算出力。
は本発明によるGPS受信機の概念図、第２図は本発明に
よる制御部のフローチャート、第３図は疑似雑音符号の
位相変化状態図、第４図は本発明の第２実施例による制
御部のフローチャート、第５図は本発明の第３実施例に
よるフローチャートである。 １……測位衛星、２……アンテナ、３……増幅器、４…
…局部発振器、５……混合器、６……中間周波フィル
タ、７……増幅器、８……制御部、９……復調部、10…
…疑似雑音符号発生器、11……数値制御発振器、21……
符号の走査、22……衛星信号の検出、23……疑似雑音符
号の位相設定、24……確認、26……疑似雑音符号位相変
更、27……疑似雑音符号位相測定値出力、28……測定の
回数判定処理、29……符号相追尾初期設定、30……疑似
雑音符号位相差測定、31……受信確認、32……符号位相
測定値出力、33……疑似雑音符号位相変更、34……符号
位相変化逆算出力。
Claims (3)
- 【請求項１】疑似雑音符号発振器と、疑似雑音符号の位
相を測定する手段と、搬送波周波数を測定する手段と、
これらを制御する制御手段を有し、衛星電波が途切れて
から再度受信が可能になった時、衛星信号の疑似雑音符
号の位相を概略測定し、その後刻々と変化する搬送波の
位相変化測定値より疑似雑音符号の位相変化量を逐次求
めると共に、前記概略の位相と位相変化量の２者により
受信信号の疑似雑音符号の位相を予測し、この予測値を
前記疑似雑音符号発振器に設定し、前記衛星信号の疑似
雑音符号の位相と疑雑音符号発振器の出力位相の差を測
定する手段により、疑似雑音符号について予測値と受信
信号の位相差を時間と共に逐次求め、さらにこの逐次求
めた位相差を平均し、この平均値を前記疑似雑音符号の
位相の予測値より差し引いた値を疑似雑音符号の位相測
定値とするGPS受信機の疑似雑音符号測定方法。 - 【請求項２】衛星電波が途切れた後、再度受信を開始
し、十分な精度で疑似雑音符号の位相が測定できるまで
の期間は、請求項１記載の疑似雑音符号測定方法により
疑似雑音符号の位相を測定し、その後は以前に得られた
疑似雑音符号の位相により、疑似雑音符号の位相追尾フ
ィルタの初期値を決定し、フィードバックによる疑似雑
音符号の位相追尾を行って、疑似雑音符号の位相を測定
する請求項１記載のGPS受信機の疑似雑音符号測定方
法。 - 【請求項３】衛星電波が途切れた後、再度受信を開始
し、十分な精度で疑似雑音符号の位相が測定できるまで
の期間は、請求項１記載の疑似雑音符号測定方法により
疑似雑音符号の位相を測定すると共に、搬送波の位相変
化測定値を用いて計算した疑似雑音符号の位相の変化を
保存し、十分な精度が得られるようになった後、この十
分な精度が得られた疑似雑音符号の位相測定値より、こ
の位相測定において、搬送波の位相変化測定値を用いて
計算した疑似雑音符号の位相変化分を除いた値に、前記
保持している疑似雑音符号の位相変化を加えることによ
り、時間を遡って疑似雑音符号の位相を再計算する請求
項１記載のGPS受信機の疑似雑音符号測定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2127259A JP2517155B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | Ｇｐｓ受信機の疑似雑音符号測定方法 |
| US07/701,273 US5081462A (en) | 1990-05-16 | 1991-05-16 | Method of deriving phase of pseudo-random code signal in global positioning system receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2127259A JP2517155B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | Ｇｐｓ受信機の疑似雑音符号測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0420889A JPH0420889A (ja) | 1992-01-24 |
| JP2517155B2 true JP2517155B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=14955619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2127259A Expired - Fee Related JP2517155B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | Ｇｐｓ受信機の疑似雑音符号測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5081462A (ja) |
| JP (1) | JP2517155B2 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5271034A (en) * | 1991-08-26 | 1993-12-14 | Avion Systems, Inc. | System and method for receiving and decoding global positioning satellite signals |
| US5323164A (en) * | 1992-03-16 | 1994-06-21 | Pioneer Electronic Corporation | Satellite radio wave capturing method for a global positioning system (GPS) receiver |
| US5657232A (en) * | 1993-03-17 | 1997-08-12 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Onboard positioning system |
| US5587715A (en) * | 1993-03-19 | 1996-12-24 | Gps Mobile, Inc. | Method and apparatus for tracking a moving object |
| JPH07190769A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Sokkia Co Ltd | Ｇｐｓ干渉測位方法 |
| JPH0951295A (ja) * | 1995-08-04 | 1997-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | データ受信装置 |
| JP3231624B2 (ja) * | 1996-05-17 | 2001-11-26 | 松下電器産業株式会社 | Ｇｐｓ受信機 |
| JPH1020014A (ja) * | 1996-07-09 | 1998-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 位置検出装置 |
| GB9826044D0 (en) * | 1998-11-28 | 1999-01-20 | Koninkl Philips Electronics Nv | Receiver for DS-CDMA signals |
| GB9928356D0 (en) * | 1999-12-01 | 2000-01-26 | Koninkl Philips Electronics Nv | Method and apparatus for code phase correlation |
| US6980586B1 (en) * | 1999-05-24 | 2005-12-27 | Intel Corporation | Pseudo-noise encoded digital data clock recovery |
| JP4277151B2 (ja) * | 2000-01-31 | 2009-06-10 | ソニー株式会社 | 全地球測位システムの受信装置及び復調処理制御方法 |
| JP5177336B2 (ja) * | 2000-09-23 | 2013-04-03 | エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム | 時間シフトされた信号発生方法 |
| US6804493B2 (en) * | 2002-04-03 | 2004-10-12 | The Aerospace Corporation | Mobile surface terminal communication system |
| US6944422B2 (en) * | 2003-04-18 | 2005-09-13 | Motorola, Inc. | Method and device for detecting an interference condition |
| EP2184056B1 (en) | 2007-08-27 | 2019-04-24 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Process for production of tablets containing both crystalline cellulose and granules |
| KR101627633B1 (ko) * | 2009-07-13 | 2016-06-07 | 삼성전자주식회사 | 기지국들로부터 전송되는 고유의 시퀀스들을 이용하여 단말의 위치를 추정하는 장치 및 방법 |
| US9041600B2 (en) * | 2011-02-08 | 2015-05-26 | Cambridge Silicon Radio Limited | Use of GPS to detect repetitive motion |
| DE102014212488B4 (de) * | 2014-06-27 | 2016-02-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Gesichertes Bereitstellen eines Replika-Pseudo-Zufallsrauschcodes an eine Empfängereinheit |
| US10094931B2 (en) | 2016-02-23 | 2018-10-09 | Samsung Electronics Co., Ltd | Detection of, and processing of signals within a null zone by a global navigation satellite system receiver |
| US9945901B1 (en) * | 2016-10-18 | 2018-04-17 | Analog Devices, Inc. | Measuring and correcting non-idealities of a system |
| US10838071B1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-11-17 | The Aerospace Corporation | Reducing user multipath error and acquisition time in satellite navigation receivers |
| CN112272052B (zh) * | 2020-10-13 | 2022-04-19 | 中国人民解放军63921部队 | 一种用于大规模卫星星座伪码复用设备及方法 |
| CN117687053B (zh) * | 2024-02-02 | 2024-04-12 | 北京凯芯微科技有限公司 | 宽带复合导航信号跟踪方法及装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4894662A (en) * | 1982-03-01 | 1990-01-16 | Western Atlas International, Inc. | Method and system for determining position on a moving platform, such as a ship, using signals from GPS satellites |
-
1990
- 1990-05-16 JP JP2127259A patent/JP2517155B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-16 US US07/701,273 patent/US5081462A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0420889A (ja) | 1992-01-24 |
| US5081462A (en) | 1992-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |