JP2595721B2 - Code tracking method for GPS receiver - Google Patents

Code tracking method for GPS receiver

Info

Publication number
JP2595721B2
JP2595721B2 JP17589889A JP17589889A JP2595721B2 JP 2595721 B2 JP2595721 B2 JP 2595721B2 JP 17589889 A JP17589889 A JP 17589889A JP 17589889 A JP17589889 A JP 17589889A JP 2595721 B2 JP2595721 B2 JP 2595721B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
pseudo
noise code
code
demodulation unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP17589889A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0341382A (en
Inventor
良文 舘田
典行 榎本
健 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP17589889A priority Critical patent/JP2595721B2/en
Publication of JPH0341382A publication Critical patent/JPH0341382A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2595721B2 publication Critical patent/JP2595721B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

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電波を利用して,
位置を測定するジーピーエス(GPS)受信機のコード追
尾方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION INDUSTRIAL APPLICATION The present invention utilizes radio waves of the global positioning satellite system,
The present invention relates to a code tracking method for a GPS (GPS) receiver for measuring a position.

従来の技術 従来より,GPS受信機のコード追尾方法においては,使
用する疑似雑音信号を発生する回路を簡易化するため
に,設定位相を大きめに量子化して位相差を測定し,よ
り細かな位相をパターンマッチングにより推定してい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a code tracking method of a GPS receiver, in order to simplify a circuit for generating a pseudo-noise signal to be used, a phase difference is measured by quantizing a set phase to a larger value, and a finer phase is measured. Was estimated by pattern matching.

例えば,本件出願人が先願した特開昭63−15182号公
報記載の構成が知られている。以下第5図から第7図を
用いて簡単にその構成について説明する。
For example, a configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-15182, filed by the applicant of the present invention, is known. The configuration will be briefly described below with reference to FIGS.

第5図において,2は衛星1の電波を受信するアンテ
ナ,3はこの受信した信号を増幅する増幅器,4はこの出力
信号を周波数変換する局部発振器,5は周波数変換する混
合器,6は中間周波信号を選択する帯域フィルタ,7は中間
周波増幅器,8は受信機を制御する制御部,9はこの制御部
へ検波信号を出力する復調部,10は衛星固有の疑似雑音
符号を出力する疑似雑音符号発生器,11は衛星から送ら
れてくる2相の位相変調信号を復調するための搬送波を
再生する数値制御発振器である。第6図は第5図の疑似
雑音発生器10を,更に詳細に説明するブロック図であ
る。10−1は8.184MHzのクロック信号を入力し,1.023MH
zφ0〜φ7のクロックを発生するシフトレジスタ,10−
2は1msecに1度の割合で1/8184msecで量子化した符号
位相値の上位10ビットをプリセットし,前記φ7を計数
するカウンタ,10−3はこのカウンタの値に応じ,制御
部が定める衛星に固有な疑似雑音コードを出力するROM,
10−4はこのROMの出力タイミングを合わせるラッチ,10
−5は制御部からの1/8184msecで量子化した位相の下位
3ビットにより,前記シフトレジスタ8相クロックより
2個のクロックを選ぶセレクタ,10−6はこの選ばれた
クロックにより,疑似雑音コードの位相中心より1/2チ
ップ進んだ位相で疑似雑音コードをラッチするラッチ,1
0−7はこの選ばれたクロックにより,疑似雑音コード
の中心位相で疑似雑音コードをラッチするラッチ,10−
8は1/2チップ遅れた位相で疑似雑音コードをラッチす
るラッチである。
In FIG. 5, 2 is an antenna for receiving the radio wave of the satellite 1, 3 is an amplifier for amplifying the received signal, 4 is a local oscillator for converting the frequency of the output signal, 5 is a mixer for converting the frequency, and 6 is an intermediate unit. 7 is an intermediate frequency amplifier, 8 is a control unit for controlling the receiver, 9 is a demodulation unit that outputs a detection signal to this control unit, and 10 is a pseudo-noise that outputs a pseudo-noise code unique to the satellite. The noise code generator 11 is a numerically controlled oscillator for reproducing a carrier wave for demodulating a two-phase modulated signal sent from a satellite. FIG. 6 is a block diagram for explaining the pseudo noise generator 10 of FIG. 5 in more detail. 10-1 inputs a clock signal of 8.184 MHz, and 1.023 MHz
shift register for generating clocks of zφ0 to φ7, 10-
2 is a counter that presets the upper 10 bits of the code phase value quantized at 1/8184 msec at a rate of once every 1 msec, and counts the φ7. 10-3 is a satellite determined by the control unit according to the value of this counter. ROM that outputs pseudo noise code unique to
10-4 is a latch for adjusting the output timing of this ROM, 10
-5 is a selector for selecting two clocks from the 8-phase clock of the shift register according to the lower 3 bits of the phase quantized at 1/8184 msec from the control unit, and 10-6 is a pseudo noise code based on the selected clock. Latches the pseudo-noise code at a phase 1/2 chip ahead of the phase center of
A latch 0-7 latches the pseudo-noise code at the center phase of the pseudo-noise code by the selected clock.
Reference numeral 8 denotes a latch for latching a pseudo noise code with a phase delayed by 1/2 chip.

以上の構成において,以下その動作を説明する。第5
図において無指向性のアンテナ2により衛星1の電波を
受け,増幅器3の出力信号を混合器5により周波数変換
する。この信号を帯域フィルタ6により帯域制限した
後,中間増幅器7で増幅する。この出力信号を復調部9
において衛星毎に復調し,制御部8へ出力する。疑似雑
音発生器10が出力する疑似雑音コードを復調部9に出力
し,受信信号を逆拡散する。衛星データ受信のため,搬
送波を再生する数値制御発振器11の出力を復調部9へ供
給する。さらに,疑似雑音符号発生器10が発生する疑似
雑音コードの位相に対する衛星信号の疑似雑音コードの
位相差を復調部9で検出し,制御部8により衛星信号の
コードに追尾する。そして制御部8において,復調部9
より得られたデータを基に受信アンテナ2の位置を計算
し,外部へ出力する。
The operation of the above configuration will be described below. Fifth
In the figure, the radio wave of the satellite 1 is received by the omnidirectional antenna 2 and the output signal of the amplifier 3 is frequency-converted by the mixer 5. After this signal is band-limited by the band-pass filter 6, it is amplified by the intermediate amplifier 7. This output signal is transmitted to the demodulation unit 9
Demodulated for each satellite and output to the control unit 8. The pseudo-noise code output from the pseudo-noise generator 10 is output to the demodulation unit 9 to despread the received signal. The output of the numerically controlled oscillator 11 for reproducing the carrier is supplied to the demodulator 9 for receiving the satellite data. Further, the phase difference between the pseudo noise code of the satellite signal and the phase of the pseudo noise code generated by the pseudo noise code generator 10 is detected by the demodulation unit 9, and the control unit 8 tracks the satellite signal code. Then, in the control unit 8, the demodulation unit 9
The position of the receiving antenna 2 is calculated based on the obtained data and output to the outside.

次に,疑似雑音発生器10について第6図を用いて説明
する。疑似雑音発生器10は制御部8より1/8184msecで量
子化した13ビットの疑似雑音コードの位相データを受け
取る。このデータの下位3ビットにより,8種類の位相を
持ったクロックφ0〜φ7より,データセレクタにより
2個のクロックを選択する。そしてラッチ10−6により
この選択した衛星信号の疑似雑音コードの位相中心より
1/2チップ進んだ位相で疑似雑音符号をラッチする。次
にラッチ10−7は衛星信号の疑似雑音コードの中心位相
で疑似雑音コードをラッチする。ラッチ10−8は衛星信
号の疑似雑音コードの位相中心より1/2チップ遅れた位
相で疑似雑音コードをラッチする。位相データの上位10
ビットはプリセットカウンタに1msec周期でプリセット
する。そしてROMに書き込まれた疑似雑音コードを順次,
10ビットの位相データに応じたタイミングで読み出す。
以上のように疑似雑音コードの位相は約120nsecの粗さ
で設定する。次に,第7図は復調部9の詳細な構成を示
す。第7図において,搬送波の位相差を検出する検波回
路9−1と,データを受信する検波回路9−2と,コー
ドの位相を測定とする2個の検波回路9−3,9−4より
なる。
Next, the pseudo noise generator 10 will be described with reference to FIG. The pseudo noise generator 10 receives the phase data of the 13-bit pseudo noise code quantized at 1/8184 msec from the control unit 8. Two clocks are selected by the data selector from the clocks φ0 to φ7 having eight kinds of phases by the lower three bits of this data. The phase of the pseudo-noise code of the selected satellite signal is calculated by the latch 10-6.
Latch the pseudo-noise code with the phase advanced by 1/2 chip. Next, the latch 10-7 latches the pseudo noise code at the center phase of the pseudo noise code of the satellite signal. The latch 10-8 latches the pseudo-noise code at a phase delayed by 1/2 chip from the phase center of the pseudo-noise code of the satellite signal. Top 10 in phase data
Bits are preset to the preset counter at a cycle of 1 msec. Then, the pseudo-noise code written in the ROM is
Read at the timing according to the 10-bit phase data.
As described above, the phase of the pseudo noise code is set with a roughness of about 120 nsec. Next, FIG. 7 shows a detailed configuration of the demodulation unit 9. In FIG. 7, a detection circuit 9-1 for detecting a phase difference of a carrier wave, a detection circuit 9-2 for receiving data, and two detection circuits 9-3 and 9-4 for measuring a code phase are provided. Become.

次に、復調部9の詳細な動作について説明する。制御
部8において衛星信号のコード位相を予測し、疑似雑音
符号発生器10に設定する。そして、制御部8において検
波回路9−3及び9−4が出力する、位相を1/2チップ
前後した疑似雑音コードの位相で測定した検波結果を使
って、衛星信号のコード位相と疑似雑音発生器に設定し
た位相の差を演算により求める。求めた位相の差は、制
御部8において予測した衛星信号のコード位相に対し
て、量子化において切り捨てまたは切り上げた位相の分
だけの誤差を含んでいる。しかし、この誤差分は位相の
値を量子化する際に分かっている値である。そこで、衛
星信号コード位相の測定制度を高めるために、復調部9
の出力振幅と復調部9の応答特性曲線を用いて、制度よ
く前記位相の差を計算した結果と、量子化において付加
された前記誤差分を比較することによって、衛星信号の
コード位相と受信機において予測していた疑似雑音コー
ドの位相の差を求め、この結果を使って位相の測定を行
っている。
Next, a detailed operation of the demodulation unit 9 will be described. The control section 8 predicts the code phase of the satellite signal and sets it in the pseudo-noise code generator 10. The code phase of the satellite signal and the generation of the pseudo noise are generated by using the detection result output from the detection circuits 9-3 and 9-4 in the control unit 8 and measured by the phase of the pseudo noise code whose phase is about 1/2 chip. The difference between the phases set in the detector is calculated. The obtained phase difference includes an error corresponding to the phase of the code phase of the satellite signal predicted by the control unit 8, which is rounded down or rounded up in the quantization. However, this error is a value known when quantizing the phase value. Therefore, in order to enhance the measurement accuracy of the satellite signal code phase, the demodulation unit 9
Using the output amplitude of the demodulation unit 9 and the response characteristic curve of the demodulation unit 9, the result of the phase difference is accurately calculated, and the error added in the quantization is compared with the code phase of the satellite signal and the receiver. The difference between the phases of the pseudo-noise codes predicted in is obtained, and the phase is measured using the result.

発明が解決しようとする課題 しかし,従来のGPS受信機のコード追尾方法は,測定
毎に疑似雑音コードの位相差を計算するので,計算処理
の量が多くなる。また,受信信号に雑音が多い場合,非
線型効果により測位誤差になる可能性がある等の課題が
あった。また,復調部の回路を簡易化するために進相と
遅相の位相差検出に同一の検波回路を使用し,疑似雑音
コードの位相を時系列で切り換えて位相差を検出する場
合,測定時間により疑似雑音コード位相の量子化による
誤差分が違うため,位置測定に誤差が発生し易いという
課題があった。本発明は,上記課題である計算処理時間
の短縮と位置測定誤差を極力,小さくすることを目的と
するものである。
Problems to be Solved by the Invention However, the code tracking method of the conventional GPS receiver calculates the phase difference of the pseudo noise code for each measurement, so that the amount of calculation processing increases. In addition, when the received signal has much noise, there is a problem that a positioning error may be caused due to a non-linear effect. When the same detection circuit is used to detect the phase difference between the leading and lagging phases to simplify the demodulation circuit, and the phase difference is detected by switching the phase of the pseudo noise code in time series, the measurement time Therefore, there is a problem that an error easily occurs in position measurement because an error due to quantization of a pseudo noise code phase is different. An object of the present invention is to reduce the calculation processing time and the position measurement error as much as possible.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため,本発明の技術的解決手段
は,第1に疑似雑音コード位相の設定における量子化に
よる誤差分の値と,復調部の相関特性曲線と,検波結果
の振幅値により,量子化誤差が無い場合の測定値を見積
るようにしたものである。第2に量子化誤差が無い場合
の測定値を見積るようにするとともに,疑似雑音符号の
進相と遅相のコード位相差の比較に同一の検波回路を使
用し,疑似雑音符号コード位相を時系列で切り換えて位
相差を検出するようにしたものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the technical solution of the present invention is to firstly provide a value of an error due to quantization in setting a pseudo noise code phase, a correlation characteristic curve of a demodulation unit, The measurement value when there is no quantization error is estimated based on the amplitude value of the detection result. Second, the measurement value when there is no quantization error is estimated, and the same detection circuit is used to compare the code phase difference between the leading and lagging phases of the pseudo-noise code. The phase difference is detected by switching in a sequence.

作 用 本発明は第1に疑似雑音コード位相の設定における量
子化による誤差分の値と,復調部の相関特性曲線と,検
波結果の振幅値より,量子化誤差が無い場合の相関結果
を見積る事によって,疑似雑音符号コード位相の設定に
おける量子化誤差を除き,さらに複数回の測定結果をフ
ィルタリングし雑音成分を減少させ,測位誤差の増加を
押えるようにするものである。さらに,進相と遅相の位
相差検出に同一の検波回路を使用し,疑似雑音符号の位
相を時系列で切り換えて位相差を検出して,復調部の回
路を簡易化する方法において,量子化した位相を設定す
る相関の測定より,量子化誤差が無い場合の相関結果を
見積るようにする事によって,測定時間によって異なる
量子化による誤差分の違いを除き,異なる時間の測定結
果について,衛星信号と受信機において予測した疑似雑
音コードの間の位相差を求めるようにするものである。
The first aspect of the present invention estimates the correlation result in the case where there is no quantization error from the value of the error due to quantization in setting the pseudo noise code phase, the correlation characteristic curve of the demodulation unit, and the amplitude value of the detection result. In this way, a quantization error in setting the pseudo-noise code phase is removed, and a plurality of measurement results are filtered to reduce the noise component, thereby suppressing an increase in the positioning error. Furthermore, the same detection circuit is used for detecting the phase difference between the leading and lagging phases, the phase of the pseudo-noise code is switched in time series to detect the phase difference, and a method for simplifying the circuit of the demodulation unit is employed. By estimating the correlation result when there is no quantization error from the measurement of the correlation that sets the quantized phase, the difference in the measurement error at different times, except for the difference in the error due to quantization that differs depending on the measurement time, is obtained by using the satellite. A phase difference between a signal and a pseudo-noise code predicted in a receiver is obtained.

実施例 以下,第1図を参照して本発明の第1実施例について
説明する。第1図は本発明の第1実施例におけるGPS受
信機の回路構成における復調部の応答特性を示す特性図
である。本発明は従来例の第5図から第7図に示したGP
S受信機と同様な回路構成を用いており,ここではこれ
らの説明を省略し本発明固有の部分のみ説明することと
する。
Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a characteristic diagram showing response characteristics of a demodulation unit in a circuit configuration of a GPS receiver according to a first embodiment of the present invention. The present invention employs the conventional GP shown in FIGS.
A circuit configuration similar to that of the S receiver is used, and the description thereof is omitted here, and only the parts unique to the present invention will be described.

まず,位置の測定精度を高めるために,位相を設定す
る際に,切り捨てまたは切り上げた量子化による位相の
誤差分と,復調部9の応答特性を用い,復調部9の出力
振幅より量子化誤差のない位相を設定した場合に得られ
る測定結果を見積る。
First, in order to increase the position measurement accuracy, when setting the phase, the quantization error is calculated from the output amplitude of the demodulation unit 9 using the phase error due to the truncated or rounded-up quantization and the response characteristic of the demodulation unit 9. Estimate the measurement results obtained when setting a phase with no parameters.

第1図は,この見積の具体的な方法を説明するため
の,復調部9の応答特性を説明する図である。横軸は受
信信号と受信機で発生する疑似雑音コードの間の位相差
τ,縦軸は予測される相関結果である。衛星信号と受信
機の疑似雑音コードの位相差について,量子化誤差を含
む正負1/2チップにおける相関結果に対応する,復調部
9が出力する検波結果をk+及びk-,位相の量子化におい
て切り捨てまたは切り上げた量子化による位相の誤差分
をΔτとする。この誤差分Δτは,制御部8において,
衛星信号の疑似雑音コードの位相を予測し,この予測値
を疑似雑音発生器10に設定するために量子化する際に求
める。ただしaは信号の強度,f(τ)は疑似雑音コード
の位相差τに対する復調部9の相関応答,g( )は復調
部9の振幅応答である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a response characteristic of the demodulation unit 9 for explaining a specific method of the estimation. The horizontal axis is the phase difference τ between the received signal and the pseudo-noise code generated in the receiver, and the vertical axis is the predicted correlation result. The phase difference between pseudo-noise code of the satellite signal and the receiver, corresponding to the correlation result in positive and negative half chip including a quantization error, the detection result of the demodulation unit 9 outputs k + and k -, phase quantization Let Δτ be the phase error due to the rounded down or rounded up quantization. This error Δτ is calculated by the controller 8
The phase of the pseudo-noise code of the satellite signal is predicted, and the predicted value is obtained when quantizing to set the pseudo-noise generator 10. Where a is the signal strength, f (τ) is the correlation response of the demodulation unit 9 to the phase difference τ of the pseudo noise code, and g () is the amplitude response of the demodulation unit 9.

そして,量子化誤差がない場合に得られる相関結果K+
とK-を見積る。予測値の誤差をεとして k+=g{a・f(0.5+Δτ+ε)} k-=g{a・f(−0.5+Δτ+ε)} の関係がある。関数g( )の逆関数をG( )で表す
ことにすると, G(k+)=a・f(0.5+Δτ+ε) G(k-)=a・f(−0.5+Δτ+ε) K+=a・f(0.5+ε) ≒G(k+){F+(Δτ)+{F+(Δτ)}’・ε} K-=a・f(−0.5+ε) ≒G(k-){F-(Δτ)+{F-(Δτ)}’・ε} ただし, となる。追尾がかなり正確になると共にεは小さくな
る。
Then, the correlation result K + obtained when there is no quantization error
And K - estimate. K error of the predicted value as ε + = g {a · f (0.5 + Δτ + ε)} k - = a relationship of g {a · f (-0.5 + Δτ + ε)}. If the inverse function of the function g () is represented by G (), G (k + ) = af (0.5 + Δτ + ε) G (k ) = af (−0.5 + Δτ + ε) K + = af (0.5 + ε) ≒ G ( k +) {F + (Δτ) + {F + (Δτ)} '· ε} K - = a · f (-0.5 + ε) ≒ G (k -) {F - (Δτ ) + {F - (Δτ) } '· ε} However, Becomes As the tracking becomes more accurate, ε becomes smaller.

従って K+≒G(k+)・F+(Δτ) K-≒G(k-)・F-(Δτ) としても追尾誤差につながらない。この計算は第5図の
制御部8において行う。
Thus K + ≒ G (k +) · F + (Δτ) K - ≒ G (k -) · F - (Δτ) does not lead to tracking errors as. This calculation is performed by the control unit 8 in FIG.

F+(Δτ),F-(Δτ)及びG(k)は受信機の特性
によって決まる関数であって,ROM等の記憶装置にΔτ,k
に対する表として予め求めておき,表より読みだす事で
計算する。
F + (Δτ), F - (Δτ) and G (k) is a function determined by the characteristics of the receiver, .DELTA..tau in a storage device such as a ROM, k
Is obtained in advance as a table for, and is calculated by reading from the table.

このようにして得られたK+,K-はΔτに比べて時間変
化が緩やかであり,時間について数値計算による1secの
時定数の追尾フィルタで,十分雑音を除いた後,200msec
の周期で相互に比較してコードの位相誤差を求め,位相
を補正する。
K + obtained in this way, K - is the gradual time change as compared with .DELTA..tau, the tracking filter time constant of 1sec Numerical about time, after removing a sufficient noise, 200 msec
The phase error of the code is obtained by comparing with each other at a period of and the phase is corrected.

以上の処理方法によれば,疑似雑音コードの位相設定
における量子化による誤差分の値と,復調部の相関特性
と,検波結果の振幅値より,量子化誤差が無い場合の測
定値を見積るようにした事によって,疑似雑音コードの
位相設定における量子化誤差を除き,さらに複数回の測
定結果をフィルタリングし雑音成分を減少させ,測位誤
差の増加を押える事が出来,疑似雑音符号発生器の簡易
化を容易な処理によって実現出来る。
According to the above processing method, a measurement value in the case where there is no quantization error can be estimated from the value of the error due to quantization in setting the phase of the pseudo noise code, the correlation characteristic of the demodulation unit, and the amplitude value of the detection result. By eliminating the quantization error in the phase setting of the pseudo-noise code, it is possible to reduce the noise component by filtering the measurement results several times and suppress the increase in the positioning error, and to simplify the pseudo-noise code generator. Can be realized by easy processing.

さらに,復調部の相関特性を表にして記録装置に保存
し,表を検索するようにする事により,1つの位相測定に
ついて2回の乗算と加減算などによる簡単な処理とする
ことが出来る。
Furthermore, by storing the correlation characteristics of the demodulation unit in a table and storing it in a recording device, and searching the table, it is possible to perform simple processing such as multiplication and addition / subtraction twice for one phase measurement.

以下,第2図を参照して本発明の第2実施例について
説明する。第2図は本発明の第2実施例におけるGPS受
信機の回路構成における復調部の応答特性を示す図であ
る。受信機の構成は先の従来例と同様であり,説明は省
略する。本実施例においては,第5図の復調部9の相関
特性を線形とする。量子化による位相の設定誤差分と,
復調部9の応答特性を用い,復調部9の出力振幅により
量子化誤差のない位相を設定した場合に得られる測定結
果を見積る手順を、第2図の復調部9の応答を示す図を
用いて説明する。横軸は受信信号と受信機で発生する疑
似雑音コードの間の位相差τ,縦軸は予測される相関結
果である。衛星信号と疑似雑音コードの位相差が,量子
化誤差を含む正負1/2チップとしたときの相関結果をk+
及びk-,位相の誤差分をΔτとする。ただし,Aは信号の
強度,疑似雑音コードの位相差τに対する復調部9の応
答をf(τ)とする。そして,量子化誤差がない場合に
得られる相関結果K+及びK-を見積る。予測値の位相誤差
をεとすれば K+=A・f(0.5+ε) K-=A・f(−0.5+ε) k+=A・f(0.5+Δτ+ε) k-=A・f(−0.5+Δτ+ε) の関係がある。そこで,εが十分小さいとして K+≒k+・F+(Δτ) K-≒k-・F-(Δτ) ただし, とする。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a response characteristic of a demodulation unit in a circuit configuration of a GPS receiver according to a second embodiment of the present invention. The configuration of the receiver is the same as that of the conventional example, and the description is omitted. In this embodiment, the correlation characteristic of the demodulation unit 9 in FIG. 5 is linear. The phase setting error due to quantization and
The procedure for estimating a measurement result obtained when a phase without a quantization error is set by the output amplitude of the demodulation unit 9 using the response characteristics of the demodulation unit 9 will be described with reference to the diagram showing the response of the demodulation unit 9 in FIG. Will be explained. The horizontal axis is the phase difference τ between the received signal and the pseudo-noise code generated in the receiver, and the vertical axis is the predicted correlation result. When the phase difference between the satellite signal and the pseudo-noise code is a positive / negative 1/2 chip including a quantization error, the correlation result is k +
, K , and a phase error Δτ. Here, A is the response of the demodulation unit 9 to the signal strength and the phase difference τ of the pseudo noise code is f (τ). Then, the correlation results K + and K obtained when there is no quantization error are estimated. Assuming that the phase error of the predicted value is ε, K + = A · f (0.5 + ε) K = A · f (−0.5 + ε) k + = A · f (0.5 + Δτ + ε) k = A · f (−0.5 + Δτ + ε). Therefore, as the ε is sufficiently small K + ≒ k + · F + (Δτ) K - ≒ k - · F - (Δτ) However, And

この計算は第5図の制御部8において行う。F+(Δ
τ)及びF-(Δτ)は受信機の特性によって決まる関数
であって,ROM等の記憶装置にΔτに対する表として予め
書き込んでおき,表より読みだす事で計算する。
This calculation is performed by the control unit 8 in FIG. F +
τ) and F (Δτ) are functions determined by the characteristics of the receiver, and are previously written in a storage device such as a ROM as a table for Δτ, and are calculated by reading from the table.

このようにして得られたK+,K-はΔτに比べ時間変化
が緩やかであり,時間について数値計算による1secの時
定数の追尾フィルタで,十分雑音を除いた後,200msecの
周期で相互に比較してコードの位相誤差を求め,位相を
補正する。
K + obtained in this way, K - is the gradual time change compared with .DELTA..tau, the tracking filter time constant of 1sec Numerical about time, after removing a sufficient noise, to each other through a period of 200msec The phase error of the code is obtained by comparison, and the phase is corrected.

以上のように,復調部9を線形特性にする事によっ
て,表の検索を半分に削減でき,処理時間が短縮できる
と共に表も削減できる。
As described above, by making the demodulation unit 9 have a linear characteristic, the retrieval of the table can be reduced by half, the processing time can be reduced, and the table can be reduced.

以下,第3図,及び第4図を参照して本発明の第3実
施例について説明する。第3図は本発明におけるGPS受
信機の回路構成における復調器の構成を示す構成図であ
る。第3図において,5−1,5−2,5−3,5−4はそれぞれ
混合器で,9−1,9−2はそれぞれ検波回路である。その
他の他構成は先の従来例と同様である。以上のような構
成において,以下その動作を説明する。第3図におい
て,検波回路として搬送波の位相を検出する検波回路9
−5と,コードの位相差測定とデータを受信する検波回
路9−6を使用する。検波回路9−5は,数値制御発振
器11で発生する再生搬送波の直交信号により受信信号と
の位相差を検出する。一方,検波回路9−6は第4図に
示すタイミングで,1msecを一区切りとした時分割でコー
ドの位相差の測定とデータの受信を行う。第4図の
(イ)は時分割処理において,受信機が追尾しているコ
ードに対して,検波回路9−6に供給するコードの位相
差である。ただし,先の実施例と同様のコードの位相は
量子化による誤差分Δτに対応するずれを含んでい
る。そして,(ロ)に示す様に相関結果k0,k+及びk-
出力する。そして,k+及びk-は各々に対応したΔτ
よって,先の実施例と同様に(ハ)に示すK+またはK-
計算する。k+とk-は量子化による誤差分と雑音によって
時間変化するが,K+及びK-はΔτによる変化分を除くの
で,雑音による変化のみであって,K+とK-をそれぞれに
ついて時定数1secのフィルタを通し,200msecに1回の割
合でサンプリングするコード追尾フィルタによって変動
を改善することができる。
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the demodulator in the circuit configuration of the GPS receiver according to the present invention. In FIG. 3, 5-1, 5-2, 5-3, and 5-4 are mixers, respectively, and 9-1 and 9-2 are detection circuits, respectively. Other configurations are the same as those of the conventional example. The operation of the above configuration will be described below. In FIG. 3, a detection circuit 9 for detecting the phase of a carrier wave is used as a detection circuit.
-5 and a detector 9-6 for measuring the phase difference of the code and receiving the data. The detection circuit 9-5 detects a phase difference between the received signal and the quadrature signal of the reproduced carrier generated by the numerically controlled oscillator 11. On the other hand, the detection circuit 9-6 measures the code phase difference and receives the data at the timing shown in FIG. FIG. 4A shows the phase difference of the code supplied to the detection circuit 9-6 with respect to the code tracked by the receiver in the time division processing. However, the previous embodiment and similar to the code phase includes a displacement that corresponds to the error of .DELTA..tau m due to quantization. Then, as shown in (b), the correlation results k 0 , k + and k - are output. Then, k + and k - depending .DELTA..tau m corresponding to each previous embodiment as well as (c) shows K + or K - is calculated. k + and k - is a time varying by the error component and the noise due to the quantization, K + and K - since excluding change due .DELTA..tau, be only changed by the noise, K + and K - when the each The variation can be improved by a code tracking filter that samples through a filter of a constant 1 sec and samples once every 200 msec.

なお,K+とK-をフィルタだけでなく,時間について補
間し,同時刻間で比較してもかまわない。さらに,カル
マンフィルタなどのように時間の違う二者を組み合わせ
ることができるフィルタを用いてもよい。
Incidentally, K + and K - not only filter interpolates the time, may be compared among the same time. Furthermore, a filter such as a Kalman filter that can combine two persons having different times may be used.

以上のように,進相と遅相の位相差検出に同一の検波
回路を使用し,疑似雑音コードの位相を時系列で切り換
えて位相差を検出すると共に,量子化した疑似雑音コー
ドの位相による測定値と,量子化による誤差分を使っ
て,量子化誤差が無い場合の測定値を見積るようにする
事によって,測定時間によって異なる量子化誤差の違い
を除くので、異なる時間の測定結果について,衛星信号
と受信機において測定した疑似雑音コードの間のコード
位相差を精度よく求めることができる事に加え、復調部
の回路を更に簡易化する事が出来る。また,同一の検波
回路で進相と遅相の相関を測定するので,別々の検波器
を用いるのに比べ,検波特性の違いに起因する誤差が少
なくなる。
As described above, the same detection circuit is used to detect the phase difference between the leading phase and the lagging phase, the phase of the pseudo noise code is switched in time series to detect the phase difference, and the phase of the quantized pseudo noise code is detected. By using the measured value and the error due to quantization to estimate the measured value when there is no quantization error, the difference in quantization error that differs depending on the measurement time is removed. The code phase difference between the satellite signal and the pseudo noise code measured at the receiver can be accurately obtained, and the circuit of the demodulation unit can be further simplified. Further, since the correlation between the leading phase and the late phase is measured by the same detection circuit, errors caused by differences in detection characteristics are reduced as compared with the case where separate detectors are used.

なお,以上は説明を簡略にするための1チャンネルの
受信機として説明したが,復調部,疑似雑音発生器及び
数値制御発振器を複数個設ける事によってマルチチャネ
ル受信機にすることが出来る。
Although a single-channel receiver has been described above for the sake of simplicity, a multi-channel receiver can be provided by providing a plurality of demodulators, pseudo-noise generators, and numerically controlled oscillators.

発明の効果 以上のように本発明の効果としては,疑似雑音符号発
生器の簡易化を容易な処理によって実現できる。復調部
を線形特性にする事によって,表の検索を半分に削減で
き,処理時間が短縮できると共に表も削減できる。進相
と遅相の位相差検出を同一の検波回路を使用する事によ
り,復調部の回路を更に簡易化する事が出来ると共に,
別々の検波器を用いるのに比べ,検波特性の違いに起因
する誤差も少い。
Effect of the Invention As described above, as the effect of the present invention, simplification of the pseudo-noise code generator can be realized by easy processing. By making the demodulation unit have a linear characteristic, the number of table searches can be reduced by half, the processing time can be reduced, and the number of tables can be reduced. By using the same detection circuit for detecting the phase difference between the leading phase and the lagging phase, the circuit of the demodulation unit can be further simplified and
Compared to using separate detectors, there is less error due to differences in detection characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1実施例を説明するためのGPS受信
機の復調部の応答特性を説明する図,第2図は本発明の
第2の実施例を説明するためのGPS受信機の復調部の応
答特性を説明する図,第3図は本発明の第3実施例を説
明するためのGPS受信機の復調部の構成図,第4図は同
じく本発明の第3実施例を説明するためのGPS受信機の
復調部の処理タイミング図,第5図,第6図,及び第7
図は従来のGPS受信機を説明するための,それぞれGPS受
信機のブロック図,疑似雑音発生器のブロック図,及び
復調回路のブロック図である。 1……衛星,2……アンテナ,8……制御部,9……復調部,1
0……疑似雑音符号発生器,11……数値制御発生器。
FIG. 1 is a diagram for explaining a response characteristic of a demodulation unit of a GPS receiver for explaining a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a GPS receiver for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating a response characteristic of a demodulation unit of the present invention, FIG. 3 is a configuration diagram of a demodulation unit of a GPS receiver for explaining a third embodiment of the present invention, and FIG. FIGS. 5, 6, and 7 are processing timing diagrams of the demodulation unit of the GPS receiver for explanation.
FIG. 1 is a block diagram of a GPS receiver, a block diagram of a pseudo-noise generator, and a block diagram of a demodulation circuit for explaining a conventional GPS receiver. 1 ... satellite, 2 ... antenna, 8 ... control unit, 9 ... demodulation unit, 1
0: pseudo-noise code generator, 11: numerical control generator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−142429(JP,A) 特開 昭63−215140(JP,A) 特開 昭63−15181(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-142429 (JP, A) JP-A-63-215140 (JP, A) JP-A-63-15181 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】衛星の電波を受けるアンテナと,受信信号
を増幅する増幅器と,疑似雑音符号発生器と,搬送波を
再生する数値制御発振器と,受信信号を検波する復調部
と,受信機を制御する制御部により構成し,前記疑似雑
音符号発生器に,前記制御部により疑似雑音コードの位
相を量子化して設定し,この量子化において切り捨てま
たは切り上げたことによる誤差分と、復調部の応答特性
と、復調部の出力振幅とを用い、量子化誤差のない位相
を設定した場合に得られる相関結果を見積り,衛星信号
の疑似雑音コードとの位相を求め,疑似雑音コードを追
尾することを特徴とするGPS受信機のコード追尾方法。
1. An antenna for receiving a radio wave from a satellite, an amplifier for amplifying a received signal, a pseudo-noise code generator, a numerically controlled oscillator for reproducing a carrier wave, a demodulation unit for detecting a received signal, and controlling a receiver. The control unit quantizes and sets the phase of the pseudo-noise code in the pseudo-noise code generator. The error caused by rounding down or rounding-up in the quantization and the response characteristic of the demodulation unit Estimate the correlation result obtained when a phase without quantization error is set using the output amplitude of the demodulator and the output amplitude of the demodulator, find the phase with the pseudo-noise code of the satellite signal, and track the pseudo-noise code GPS receiver code tracking method.
【請求項2】復調部の相関特性と振幅特性を,記憶装置
に表にして登録し,この表を使って,復調部の出力振幅
により,量子化誤差のない位相を設定した場合に得られ
る相関結果を見積ることを特徴とする請求項1記載のGP
S受信機のコード追尾方法。
2. The correlation characteristic and the amplitude characteristic of the demodulation unit are registered in a table in a storage device, and the table is obtained by using this table to set a phase without a quantization error by the output amplitude of the demodulation unit. 2. The GP according to claim 1, wherein the correlation result is estimated.
S receiver code tracking method.
【請求項3】復調部を線形特性にし,この復調部の相関
特性を記憶装置に表として登録し,この表を使って,復
調部の出力振幅より,量子化誤差のない位相を設定した
場合に得られる相関結果を見積ることを特徴とする請求
項1記載のGPS受信機のコード追尾方法。
3. A demodulator having a linear characteristic, a correlation characteristic of the demodulator being registered in a storage device as a table, and a phase having no quantization error being set based on the output amplitude of the demodulator using the table. The code tracking method for a GPS receiver according to claim 1, wherein the correlation result obtained in (1) is estimated.
【請求項4】疑似雑音コードの位相を進相と遅相として
相関を求める測定に、同一の検波回路を使用し,疑似雑
音符号の位相を時系列で切り換えて位相差を検出すると
共に,測定時間の異なる測定結果の間で,受信信号と受
信機で予測した疑似雑音符号の間の位相差を求めること
を特徴とする請求項1,2,または3記載のGPS受信機のコ
ード追尾方法。
4. The same detection circuit is used for measurement for obtaining a correlation with the phase of a pseudo-noise code as an early phase and a late phase, and a phase difference is detected by switching the phase of a pseudo-noise code in a time series, and the measurement is performed. 4. The code tracking method for a GPS receiver according to claim 1, wherein a phase difference between a received signal and a pseudo-noise code predicted by the receiver is obtained between measurement results at different times.
JP17589889A 1989-07-07 1989-07-07 Code tracking method for GPS receiver Expired - Fee Related JP2595721B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17589889A JP2595721B2 (en) 1989-07-07 1989-07-07 Code tracking method for GPS receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17589889A JP2595721B2 (en) 1989-07-07 1989-07-07 Code tracking method for GPS receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0341382A JPH0341382A (en) 1991-02-21
JP2595721B2 true JP2595721B2 (en) 1997-04-02

Family

ID=16004162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17589889A Expired - Fee Related JP2595721B2 (en) 1989-07-07 1989-07-07 Code tracking method for GPS receiver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2595721B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60138820D1 (en) * 2000-09-23 2009-07-09 Nxp Bv METHOD FOR GENERATING A TIMEROUS SIGNAL
CN108828634A (en) * 2018-04-26 2018-11-16 北京理工雷科雷达技术研究院有限公司 A method of the tracking mistake of code ring caused by overcoming narrowband anti-interference

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62142429A (en) * 1985-12-17 1987-06-25 Sony Corp Phase locked loop
JPH0823577B2 (en) * 1986-07-07 1996-03-06 松下電器産業株式会社 GPS receiver
JPS63215140A (en) * 1987-03-04 1988-09-07 Hitachi Ltd Carrier recovery circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0341382A (en) 1991-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7561638B2 (en) Demodulation apparatus and receiving apparatus
US5192957A (en) Sequencer for a shared channel global positioning system receiver
US8442097B2 (en) Apparatus for and method of making pulse-shape measurements
US4894842A (en) Precorrelation digital spread spectrum receiver
RU2280261C2 (en) Method and device for compensating for frequency error of heterodyne
US4841544A (en) Digital direct sequence spread spectrum receiver
US4800577A (en) GPS receiver
JP4154609B2 (en) Satellite signal reception processing apparatus and satellite signal reception processing method
JP2002531988A (en) DS-CDMA signal receiver for satellite navigation system
JP2007520100A (en) GPS receiver using differential correlation
JP2595721B2 (en) Code tracking method for GPS receiver
JP3090117B2 (en) Spread spectrum signal demodulator
JP2943376B2 (en) Spread spectrum signal demodulator
JPH05297105A (en) Gps signal reception processing device
US20050058221A1 (en) Additive dc component detection included in an input burst signal
JP3826808B2 (en) Demodulator and receiver
JP3298597B2 (en) GPS receiver
JP2917990B2 (en) Pseudo-noise code generator
JP3090116B2 (en) Spread spectrum signal demodulator
JP2003032144A (en) Spread spectrum signal acquisition device and method
JP3489202B2 (en) GPS receiver
JP2666578B2 (en) Spread spectrum signal receiver
Rambo Receiver Processing Software Design of the Rockwell International DoD Standard GPS Receivers
JP2692391B2 (en) Spread spectrum signal receiver
JP3147075B2 (en) Synchronization maintenance device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees