JP3006578B2 - Ｇｐｓ受信機 - Google Patents
Ｇｐｓ受信機Info
- Publication number
- JP3006578B2 JP3006578B2 JP10113860A JP11386098A JP3006578B2 JP 3006578 B2 JP3006578 B2 JP 3006578B2 JP 10113860 A JP10113860 A JP 10113860A JP 11386098 A JP11386098 A JP 11386098A JP 3006578 B2 JP3006578 B2 JP 3006578B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- satellite
- search
- tcxo
- satellite radio
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は人工衛星からの送信電波
を受信して受信機の位置を検出するＧＰＳ受信機に関す
る。
を受信して受信機の位置を検出するＧＰＳ受信機に関す
る。
【０００２】
【従来技術】従来、この種のＧＰＳ受信機においては、
例えば特開昭６３−３０８５８７号公報や特開昭６１−
３４４８６号公報などに示されているようなものがあ
る。このようなＧＰＳ受信機では、衛星電波の捕捉をす
るために疑似雑音符号位相とキャリア周波数のサーチを
行っている。
例えば特開昭６３−３０８５８７号公報や特開昭６１−
３４４８６号公報などに示されているようなものがあ
る。このようなＧＰＳ受信機では、衛星電波の捕捉をす
るために疑似雑音符号位相とキャリア周波数のサーチを
行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＧ
ＰＳ装置においては単にキャリア周波数のサーチを行っ
ている。そのため、ＧＰＳ受信機内の信号処理部に入力
する信号の周波数は基準周波数発振器（以下、ＴＣＸＯ
という）の出力周波数のズレのため、理論的な値と異な
っている。
ＰＳ装置においては単にキャリア周波数のサーチを行っ
ている。そのため、ＧＰＳ受信機内の信号処理部に入力
する信号の周波数は基準周波数発振器（以下、ＴＣＸＯ
という）の出力周波数のズレのため、理論的な値と異な
っている。
【０００４】また、人工衛星は上空を移動するため、人
工衛星から送信されＧＰＳ受信機の信号処理部に入力す
る信号は人工衛星の運動による衛星電波のドップラー効
果を受けている。更に、ＧＰＳ受信機を車両に搭載した
場合には、車両も移動するものであるために、車両の運
動による衛星電波のドップラー効果を受けている。
工衛星から送信されＧＰＳ受信機の信号処理部に入力す
る信号は人工衛星の運動による衛星電波のドップラー効
果を受けている。更に、ＧＰＳ受信機を車両に搭載した
場合には、車両も移動するものであるために、車両の運
動による衛星電波のドップラー効果を受けている。
【０００５】これらの誤差要因の他、受信機の時計誤
差、現在推定している位置誤差等の誤差もあり、それら
によって衛星電波を捕捉するまでの時間が長くなるとい
う問題がある。そこで、本発明は、種々誤差要因によっ
て衛星電波の捕捉時間が長くなることを抑制して早く電
波の捕捉ができるようにすることを目的とする。
差、現在推定している位置誤差等の誤差もあり、それら
によって衛星電波を捕捉するまでの時間が長くなるとい
う問題がある。そこで、本発明は、種々誤差要因によっ
て衛星電波の捕捉時間が長くなることを抑制して早く電
波の捕捉ができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、請求項１に記載の発明のよれば、目的とす
る衛星の電波のサーチ動作を繰り返すことによって前記
衛星の電波を捕捉するように構成されたＧＰＳ受信機に
おいて、基準周波数発振手段の基準周波数をもとに設定
した捕捉対象衛星の周波数予測値に基づき所定のサーチ
周波数範囲内における前記サーチ動作を実行中に前記周
波数予測値の予測誤差要因が減少した後、狭く設定した
サーチ周波数範囲を用いたサーチ動作に移る制御を行う
制御手段を有することを特徴とする。
成するため、請求項１に記載の発明のよれば、目的とす
る衛星の電波のサーチ動作を繰り返すことによって前記
衛星の電波を捕捉するように構成されたＧＰＳ受信機に
おいて、基準周波数発振手段の基準周波数をもとに設定
した捕捉対象衛星の周波数予測値に基づき所定のサーチ
周波数範囲内における前記サーチ動作を実行中に前記周
波数予測値の予測誤差要因が減少した後、狭く設定した
サーチ周波数範囲を用いたサーチ動作に移る制御を行う
制御手段を有することを特徴とする。
【０００７】また、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明において、前記所定のサーチ周波数
範囲は前記周波数予測値の予測の精度の範囲に基づき設
定されることを特徴とする。
求項１に記載の発明において、前記所定のサーチ周波数
範囲は前記周波数予測値の予測の精度の範囲に基づき設
定されることを特徴とする。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図１は、本発明の一実施例を示す車両用ＧＰＳ受
信機の構成図である。アンテナ１は、ＧＰＳ衛星からの
衛星電波を捕え電気信号に変換する。この電気信号は増
幅部２で、十分に増幅され、周波数変換部５に入力され
る。周波数変換部５では、基準周波発振器（以下、ＴＣ
ＸＯという）３の出力を周波数逓倍回路４で逓倍した局
部発周波数と受信信号を合成し、周波数変換を行なう。
する。図１は、本発明の一実施例を示す車両用ＧＰＳ受
信機の構成図である。アンテナ１は、ＧＰＳ衛星からの
衛星電波を捕え電気信号に変換する。この電気信号は増
幅部２で、十分に増幅され、周波数変換部５に入力され
る。周波数変換部５では、基準周波発振器（以下、ＴＣ
ＸＯという）３の出力を周波数逓倍回路４で逓倍した局
部発周波数と受信信号を合成し、周波数変換を行なう。
【０００９】なお、その周波数変換は１度のみならず２
度以上の変換を行なう構成であってもよい。信号処理部
６では、周波数変換された受信信号に対して、ＴＣＸＯ
３の信号を用いてキャリア成分の復調、及び擬似雑音符
号の復調を行なう。この動作をサーチ動作といい、復調
に成功して追従している状態を衛星電波を捕捉した状態
という。さらに、信号処理部６では軌道データの復調、
測位計算の処理を行なう。
度以上の変換を行なう構成であってもよい。信号処理部
６では、周波数変換された受信信号に対して、ＴＣＸＯ
３の信号を用いてキャリア成分の復調、及び擬似雑音符
号の復調を行なう。この動作をサーチ動作といい、復調
に成功して追従している状態を衛星電波を捕捉した状態
という。さらに、信号処理部６では軌道データの復調、
測位計算の処理を行なう。
【００１０】この信号処理部６において、サーチ動作か
ら衛星電波捕捉迄を高速にするようにした点に本件の特
徴がある。この信号処理部６は、その動作を実行するた
め、マイクロコンピュータを用いて構成されており、後
述する種々の動作を行わせるためのプログラムに従って
その作動を実行する。この信号処理部６におけるマイク
ロコンピュータの作動について次に説明する。図２はそ
の演算処理を示すフローチャトである。
ら衛星電波捕捉迄を高速にするようにした点に本件の特
徴がある。この信号処理部６は、その動作を実行するた
め、マイクロコンピュータを用いて構成されており、後
述する種々の動作を行わせるためのプログラムに従って
その作動を実行する。この信号処理部６におけるマイク
ロコンピュータの作動について次に説明する。図２はそ
の演算処理を示すフローチャトである。
【００１１】まず、ステップ１００では、衛星の選択お
よび衛星の位置を演算する処理を行う。この場合、ウォ
ームスタートあるいはホットスタートの時と、コールド
スタートの時とでは異なる動作を行なう。ウォームスタ
ートとは、概略軌道データ（オルマナックデータ）及び
概略受信機位置を受信機内に記憶しており、かつ現在の
時間も概略わかっている状態をいう。ホットスタートと
は、更に、詳細軌道データ（エフェメリスデータ）も受
信機内に記憶している状態をいう。コールドスタートと
は、上記２つの状態以外を指している。これらのオルマ
ナックデータ、概略受信機位置、エフェメリスデータに
ついては、前回までの処理にて求められ記憶されたもの
であり、その記憶情報に従って、上記３つの場合にいず
れであるかが判別される。
よび衛星の位置を演算する処理を行う。この場合、ウォ
ームスタートあるいはホットスタートの時と、コールド
スタートの時とでは異なる動作を行なう。ウォームスタ
ートとは、概略軌道データ（オルマナックデータ）及び
概略受信機位置を受信機内に記憶しており、かつ現在の
時間も概略わかっている状態をいう。ホットスタートと
は、更に、詳細軌道データ（エフェメリスデータ）も受
信機内に記憶している状態をいう。コールドスタートと
は、上記２つの状態以外を指している。これらのオルマ
ナックデータ、概略受信機位置、エフェメリスデータに
ついては、前回までの処理にて求められ記憶されたもの
であり、その記憶情報に従って、上記３つの場合にいず
れであるかが判別される。
【００１２】そして、ウォームスタートあるいはホット
スタート時においては、まず概略軌道データより衛星位
置を計算し、その中から可視衛星（受信可能衛星）を判
定する。これら可視衛星の組み合せで測位の精度が良く
なるものを追跡可能な数だけ選択する。また、コールド
スタート時においては、衛星位置が計算できない為、衛
星を最適に選択することは不可能である。従って、衛星
番号１〜３２の衛星を順次サーチする様な選択とする。
スタート時においては、まず概略軌道データより衛星位
置を計算し、その中から可視衛星（受信可能衛星）を判
定する。これら可視衛星の組み合せで測位の精度が良く
なるものを追跡可能な数だけ選択する。また、コールド
スタート時においては、衛星位置が計算できない為、衛
星を最適に選択することは不可能である。従って、衛星
番号１〜３２の衛星を順次サーチする様な選択とする。
【００１３】続くステップ１１０では、ステップ１００
で選択した衛星について、衛星電波の周波数を予測す
る。ウォームスタートあるいはホットスタートの場合は
衛星位置が概略軌道データより計算できるので、ステッ
プ１００で求めた衛星位置から適当な微少時間後の衛星
位置を求め、この微少時間での、衛星・受信機（受信機
内の概略受信機位置データを用いる）間の距離の変化に
より、衛星の速度ｖSiを求め、この衛星の速度ｖSiに基
づきドップラー量△ｆsiを次式で求める。
で選択した衛星について、衛星電波の周波数を予測す
る。ウォームスタートあるいはホットスタートの場合は
衛星位置が概略軌道データより計算できるので、ステッ
プ１００で求めた衛星位置から適当な微少時間後の衛星
位置を求め、この微少時間での、衛星・受信機（受信機
内の概略受信機位置データを用いる）間の距離の変化に
より、衛星の速度ｖSiを求め、この衛星の速度ｖSiに基
づきドップラー量△ｆsiを次式で求める。
【００１４】
【数１】△ｆSi＝ｖSi・ｆO ／Ｃ 但し、ｆO は衛星電波送信周波数（１５７５．４２ＭＨ
ｚ）、Ｃは光速度（２９９８９２４５８ｍ／ｓ）であ
る。また、後述するステップ１６０あるいは１８０のＴ
ＣＸＯズレ量演算手段で求めるＴＣＸＯズレ量△ｆTCXO
と前記衛星の運動によるドップラー量△ｆSiを考慮して
以下の式で、衛星電波の周波数予測値ｆriを求める。
（ΔｆTCXOは計算される迄は０とする。）
ｚ）、Ｃは光速度（２９９８９２４５８ｍ／ｓ）であ
る。また、後述するステップ１６０あるいは１８０のＴ
ＣＸＯズレ量演算手段で求めるＴＣＸＯズレ量△ｆTCXO
と前記衛星の運動によるドップラー量△ｆSiを考慮して
以下の式で、衛星電波の周波数予測値ｆriを求める。
（ΔｆTCXOは計算される迄は０とする。）
【００１５】
【数２】ｆri＝ｆO ＋△ｆSi−△ｆTCXO この実施例では、ＴＣＸＯのズレ量△ｆTCXOは、周波数
逓倍後の値を指している。従って実際のＴＣＸＯの周波
数ズレ量は、△ｆTCXOを逓倍数で割った量となる。
逓倍後の値を指している。従って実際のＴＣＸＯの周波
数ズレ量は、△ｆTCXOを逓倍数で割った量となる。
【００１６】また、コールドスタートの場合は、衛星の
運動によるドップラー量△ｆS を求めることができない
ので衛星電波の周波数予測値ｆriは以下の式で求める。
運動によるドップラー量△ｆS を求めることができない
ので衛星電波の周波数予測値ｆriは以下の式で求める。
【００１７】
【数３】ｆri＝ｆO −△ｆTCXO 続くステップ１２０では、ステップ１００で選択されス
テップ１１０で衛星電波の周波数が予測された衛星につ
いて、サーチ動作を行なう。このステップは、衛星電波
を捕捉するか、擬似雑音符号の全位相について相関計測
を行なっても、相関が得られない場合に終了する。
テップ１１０で衛星電波の周波数が予測された衛星につ
いて、サーチ動作を行なう。このステップは、衛星電波
を捕捉するか、擬似雑音符号の全位相について相関計測
を行なっても、相関が得られない場合に終了する。
【００１８】続くステップ１３０においては、ステップ
１２０の結果に従って、処理を振り分ける。すなわち、
ステップ１２０のサーチ動作で衛星電波が捕捉できた場
合には、処理をステップ１５０へ進め、捕捉できなかっ
た場合には、処理をステップ１４０ヘ進める。ここで、
衛星電波の捕捉に失敗し、ステップ１４０へ進むと、ス
テップ１１０で求めた衛星電波予測周波数の近傍でサー
チ周波数を制御する操作を加えるようにする。衛星運動
によるドップラー量は、概略軌道データ，受信機時計，
受信機の概略位置データの精度により誤差を生じる。ま
たＴＣＸＯのズレ量も、温度等の要因で起こる短期変動
分は補正しきれない。さらに、車両の運動による衛星電
波のドップラー等で、衛星電波の予測周波数と、実際の
周波数に誤差が生じるため衛星電波を捕捉できないこと
がある。このため、衛星電波予測周波数を中心とし、前
記予測の精度の範囲迄、サーチ動作を行なう必要があ
る。又、サーチを何Ｈｚ毎に行なうかは、何Ｈｚズレた
信号まで、擬似雑音符号の相関を求めることができるか
という性能で決定される。
１２０の結果に従って、処理を振り分ける。すなわち、
ステップ１２０のサーチ動作で衛星電波が捕捉できた場
合には、処理をステップ１５０へ進め、捕捉できなかっ
た場合には、処理をステップ１４０ヘ進める。ここで、
衛星電波の捕捉に失敗し、ステップ１４０へ進むと、ス
テップ１１０で求めた衛星電波予測周波数の近傍でサー
チ周波数を制御する操作を加えるようにする。衛星運動
によるドップラー量は、概略軌道データ，受信機時計，
受信機の概略位置データの精度により誤差を生じる。ま
たＴＣＸＯのズレ量も、温度等の要因で起こる短期変動
分は補正しきれない。さらに、車両の運動による衛星電
波のドップラー等で、衛星電波の予測周波数と、実際の
周波数に誤差が生じるため衛星電波を捕捉できないこと
がある。このため、衛星電波予測周波数を中心とし、前
記予測の精度の範囲迄、サーチ動作を行なう必要があ
る。又、サーチを何Ｈｚ毎に行なうかは、何Ｈｚズレた
信号まで、擬似雑音符号の相関を求めることができるか
という性能で決定される。
【００１９】サーチ周波数の制御の仕方は、以下３つの
状態で異なる。１つはウォームスタートあるいはホット
スタート時で、２つ目はコールドスタート時、３つ目は
測位開始後である。ここで、本件の特徴として、サーチ
周波数の制御を、サーチ範囲内を均等に行なうのではな
く、図３に示すごとく前記衛星電波周波数予測値ｆriを
一番頻度を高くし、これから離れるに従って頻度を低く
する。これは建物等による衛星電波の遮断という車両特
有の環境に対する配慮のためである。 （１）ウォームスタートあるいはホットスタート時 衛星電波の周波数予測値ｆriを中心として、 ｆriを中心に、ｆri±ｆnlmt1 まで、ｆstp1単位で±
両方向交互にサーチする。
状態で異なる。１つはウォームスタートあるいはホット
スタート時で、２つ目はコールドスタート時、３つ目は
測位開始後である。ここで、本件の特徴として、サーチ
周波数の制御を、サーチ範囲内を均等に行なうのではな
く、図３に示すごとく前記衛星電波周波数予測値ｆriを
一番頻度を高くし、これから離れるに従って頻度を低く
する。これは建物等による衛星電波の遮断という車両特
有の環境に対する配慮のためである。 （１）ウォームスタートあるいはホットスタート時 衛星電波の周波数予測値ｆriを中心として、 ｆriを中心に、ｆri±ｆnlmt1 まで、ｆstp1単位で±
両方向交互にサーチする。
【００２０】ｆriを中心に、ｆri±ｆnlmt1 まで、ｆ
stp1単位で±両方向交互にサーチし、ｆri＋（２＋ｉ）
・ｆcstp〜ｆri＋（３＋ｉ）・ｆcstpとｆri−（２＋
ｉ）・ｆcstp〜ｆri−（３＋ｉ）・ｆcstpの周波数帯を
交互にｆstp1単位でサーチする。（ｉ＝０） の処理をｉ＝１，２，３と増やしていく。（キャリ
ア周波数のシフト量は±ｆwlmtまで） に戻る。
stp1単位で±両方向交互にサーチし、ｆri＋（２＋ｉ）
・ｆcstp〜ｆri＋（３＋ｉ）・ｆcstpとｆri−（２＋
ｉ）・ｆcstp〜ｆri−（３＋ｉ）・ｆcstpの周波数帯を
交互にｆstp1単位でサーチする。（ｉ＝０） の処理をｉ＝１，２，３と増やしていく。（キャリ
ア周波数のシフト量は±ｆwlmtまで） に戻る。
【００２１】実際の制御は、図４のフローチャートに従
って行なわれる。なお、ｆnlmt1 は、頻度高くサーチす
る範囲を示し、ｆriの精度とＴＣＸＯ周波数の短期変動
量より設定される。ｆstp1は、サーチ単位を示し、捕捉
可能な範囲のキャリア周波数ズレ量より設定される。
って行なわれる。なお、ｆnlmt1 は、頻度高くサーチす
る範囲を示し、ｆriの精度とＴＣＸＯ周波数の短期変動
量より設定される。ｆstp1は、サーチ単位を示し、捕捉
可能な範囲のキャリア周波数ズレ量より設定される。
【００２２】ｆcstpは、頻度低くサーチする周波数帯の
分割の単位を示す。ｆwlmtは、衛星運動によるドップラ
ー量及びＴＣＸＯのズレ量の最大値より設定される。上
記〜の処理によりサーチ周波数は図５に示す範囲内
で変更される。 （２）コールドスタート時 全衛星の衛星電波周波数予測値ｆriを０として、ｆstp2
単位に±両方向に、最大ｆwlmtまでサーチする。この場
合、図６に示す数字の順番でサーチされる。なお、ｆ
stp2は、サーチ単位を示し、ｆstp2＞ｆstp1である。
分割の単位を示す。ｆwlmtは、衛星運動によるドップラ
ー量及びＴＣＸＯのズレ量の最大値より設定される。上
記〜の処理によりサーチ周波数は図５に示す範囲内
で変更される。 （２）コールドスタート時 全衛星の衛星電波周波数予測値ｆriを０として、ｆstp2
単位に±両方向に、最大ｆwlmtまでサーチする。この場
合、図６に示す数字の順番でサーチされる。なお、ｆ
stp2は、サーチ単位を示し、ｆstp2＞ｆstp1である。
【００２３】このコールドスタート時においては、前記
衛星電波の周波数予測値ｆriを求めることができないの
で、サーチ幅は、考えうるドップラー量全ての幅としな
ければならない。さらに、ＴＣＸＯのズレ量も求められ
ていなければ、そのズレ量の予測最大値を含めたサーチ
幅としなければならない。従って、サーチ時間は非常に
長くなる。このため、サーチの単位をウォームスタート
及びホットスタート時より、大きく設定してある（ｆ
stp2＞ｆstp1）。これにより、信号の弱い衛星を捕捉す
る事はできないが、信号の強い衛星を高速で捕捉するこ
とができ、１つの衛星を捕捉したら、後述するＴＣＸＯ
ズレ量演算手段１で、ＴＣＸＯのズレ量を求め、さらに
この衛星から概略軌道データを収集することにより、以
後の衛星捕捉迄の時間を短縮することが可能となる。
衛星電波の周波数予測値ｆriを求めることができないの
で、サーチ幅は、考えうるドップラー量全ての幅としな
ければならない。さらに、ＴＣＸＯのズレ量も求められ
ていなければ、そのズレ量の予測最大値を含めたサーチ
幅としなければならない。従って、サーチ時間は非常に
長くなる。このため、サーチの単位をウォームスタート
及びホットスタート時より、大きく設定してある（ｆ
stp2＞ｆstp1）。これにより、信号の弱い衛星を捕捉す
る事はできないが、信号の強い衛星を高速で捕捉するこ
とができ、１つの衛星を捕捉したら、後述するＴＣＸＯ
ズレ量演算手段１で、ＴＣＸＯのズレ量を求め、さらに
この衛星から概略軌道データを収集することにより、以
後の衛星捕捉迄の時間を短縮することが可能となる。
【００２４】実際の制御は図７のフローチャートに従っ
て行なわれる。 （３）測位開始後 衛星電波予測周波数ｆriを中心に、±ｆnlmt2 まで前記
ｆstp1単位で±両方向交互にサーチする。この場合、図
８に示す数字の順番でサーチされる。なお、ｆ
nlmt2 は、サーチする範囲を示し、ｆnlmt2 ＞ｆnlmt1
である。
て行なわれる。 （３）測位開始後 衛星電波予測周波数ｆriを中心に、±ｆnlmt2 まで前記
ｆstp1単位で±両方向交互にサーチする。この場合、図
８に示す数字の順番でサーチされる。なお、ｆ
nlmt2 は、サーチする範囲を示し、ｆnlmt2 ＞ｆnlmt1
である。
【００２５】測位を行なった場合は、受信機の時計が正
確に補正され、又、受信機位置も正確になる。さらに、
ＴＣＸＯズレ量も後述するＴＣＸＯズレ量演算手段２で
正確に求めることができるため、サーチ幅を狭くする事
ができ、新しい衛星の電波捕捉迄の時間を高速化するこ
とができる。実際の制御は図７のフローチャートに示す
ものと同様であるが、ｆstp2をｆst p1に、ｆwlmtをｆ
nlmt2 にして処理が実行される点で異なる。
確に補正され、又、受信機位置も正確になる。さらに、
ＴＣＸＯズレ量も後述するＴＣＸＯズレ量演算手段２で
正確に求めることができるため、サーチ幅を狭くする事
ができ、新しい衛星の電波捕捉迄の時間を高速化するこ
とができる。実際の制御は図７のフローチャートに示す
ものと同様であるが、ｆstp2をｆst p1に、ｆwlmtをｆ
nlmt2 にして処理が実行される点で異なる。
【００２６】以上がステップ１４０の動作であるが、上
述したサーチの幅・単位等の値ｆst p1、ｆstp2、ｆ
nlmt1 、ｆnlmt2 は、システムに応じて様々に設定する
ことができる。以上の様にステップ１２０，１３０，１
４０の動作が衛星電波の捕捉に成功するまで繰返され
る。
述したサーチの幅・単位等の値ｆst p1、ｆstp2、ｆ
nlmt1 、ｆnlmt2 は、システムに応じて様々に設定する
ことができる。以上の様にステップ１２０，１３０，１
４０の動作が衛星電波の捕捉に成功するまで繰返され
る。
【００２７】衛星電波の捕捉に成功した場合、制御は続
くステップ１５０に移される。ステップ１５０では衛星
電波の捕捉に成功した衛星の数を管理しており、これが
２つ以下の場合と３つ以上の場合で処理を振り分ける。
２つ以下の場合は、ステップ１６０へ、３つ以上の場合
は、ステップ１７０へ処理を移行する。ステップ１６０
では、衛星電波に含まれる時刻情報で、受信機時計を概
略補正し、これと上記した概略もしくは詳細軌道データ
より衛星運動によるドップラー量を求める。このドップ
ラー量と実測周波数の差をＴＣＸＯのズレ量として求め
る。また、捕捉に成功した衛星が２個有る場合には、そ
れぞれで求めたＴＣＸＯのズレ量の平均を求め、この値
をＴＣＸＯのズレ量とする。また、このステップでは、
ステップ１４０のサーチ周波数の制御の初期化も行な
う。初期化とは、サーチ周波数を衛星電波周波数予測値
に戻すことをいう。
くステップ１５０に移される。ステップ１５０では衛星
電波の捕捉に成功した衛星の数を管理しており、これが
２つ以下の場合と３つ以上の場合で処理を振り分ける。
２つ以下の場合は、ステップ１６０へ、３つ以上の場合
は、ステップ１７０へ処理を移行する。ステップ１６０
では、衛星電波に含まれる時刻情報で、受信機時計を概
略補正し、これと上記した概略もしくは詳細軌道データ
より衛星運動によるドップラー量を求める。このドップ
ラー量と実測周波数の差をＴＣＸＯのズレ量として求め
る。また、捕捉に成功した衛星が２個有る場合には、そ
れぞれで求めたＴＣＸＯのズレ量の平均を求め、この値
をＴＣＸＯのズレ量とする。また、このステップでは、
ステップ１４０のサーチ周波数の制御の初期化も行な
う。初期化とは、サーチ周波数を衛星電波周波数予測値
に戻すことをいう。
【００２８】ここで求めたＴＣＸＯのズレ量には、車両
の運動が考慮されていない、受信機位置が正確でない等
の理由により誤差が含まれている。ステップ１５０で、
捕捉に成功した衛星が３つ以上あると判定した場合は、
ステップ１７０で衛星電波の追跡・測位処理が行なわれ
る。測位については、特開昭６３−１９８８８７号等に
記載されたものと同様である。
の運動が考慮されていない、受信機位置が正確でない等
の理由により誤差が含まれている。ステップ１５０で、
捕捉に成功した衛星が３つ以上あると判定した場合は、
ステップ１７０で衛星電波の追跡・測位処理が行なわれ
る。測位については、特開昭６３−１９８８８７号等に
記載されたものと同様である。
【００２９】ステップ１８０では、ステップ１７０で求
めた最新の受信機位置を用いて、ＴＣＸＯのズレ量を正
確に求める。例えば衛星を４個用いて、緯度・経度・高
度を求める３次元測位の後では、以下の様にして求め
る。測位によって求まった受信機の位置を座標の原点と
し、東をＥ軸、北をＮ軸、上方向をＵ軸とするＥＮＵ座
標を定める。このＥＮＵ座標上での各衛星の位置を求
め、受信機から衛星へ向かう単位ベクトルの各座標軸へ
の方向余弦を求め、以下の行列を作成する。
めた最新の受信機位置を用いて、ＴＣＸＯのズレ量を正
確に求める。例えば衛星を４個用いて、緯度・経度・高
度を求める３次元測位の後では、以下の様にして求め
る。測位によって求まった受信機の位置を座標の原点と
し、東をＥ軸、北をＮ軸、上方向をＵ軸とするＥＮＵ座
標を定める。このＥＮＵ座標上での各衛星の位置を求
め、受信機から衛星へ向かう単位ベクトルの各座標軸へ
の方向余弦を求め、以下の行列を作成する。
【００３０】
【数４】 但し、ｎ1 はＥＮＵ座標系において衛星へ向かう単位ベ
クトルのＮ軸への方向余弦を示し、ｅi はＥＮＵ座標系
において衛星へ向かう単位ベクトルのｅ軸への方向余弦
を示し、ｕi はＥＮＵ座標系において衛星へ向かう単位
ベクトルのｕ軸への方向余弦を示している。
クトルのＮ軸への方向余弦を示し、ｅi はＥＮＵ座標系
において衛星へ向かう単位ベクトルのｅ軸への方向余弦
を示し、ｕi はＥＮＵ座標系において衛星へ向かう単位
ベクトルのｕ軸への方向余弦を示している。
【００３１】衛星ｉの電波の実測周波数と、前述した衛
星の運動によるドップラー量△ｆsiとの差が、車両の運
動と、ＴＣＸＯのズレによって生じる。これをｆｄｕｉ
とすると、このｆｄｕｉは次式で求めることができる。
星の運動によるドップラー量△ｆsiとの差が、車両の運
動と、ＴＣＸＯのズレによって生じる。これをｆｄｕｉ
とすると、このｆｄｕｉは次式で求めることができる。
【００３２】
【数５】ｆｄｕｉ＝実測周波数−（ｆｏ＋Δｆｓｉ） 数式２、数式３より、
【００３３】
【数６】 但し、ｆｎ，ｆｅ，ｆｕは、車両の速度のｎ，ｅ，ｕ軸
成分のドップラ−換算値である。
成分のドップラ−換算値である。
【００３４】従って、上記式により、ＴＣＸＯのズレ量
ΔｆTCXOを正確に求めることができる。また、衛星を３
個用いて、高度を固定し緯度・経度を求める２次元測位
の後では、３次元測位と同様に次式を用いて求める。
ΔｆTCXOを正確に求めることができる。また、衛星を３
個用いて、高度を固定し緯度・経度を求める２次元測位
の後では、３次元測位と同様に次式を用いて求める。
【００３５】
【数７】 なお、このステップ１８０にて求められたＴＣＸＯのズ
レ量ΔｆTCXOは、この信号処理部６内の記憶装置（バッ
テリバックアップされたもの）に記憶保持され、この記
憶保持された値は次回の車両始動時のステップ１１０の
周波数予測演算に供される。
レ量ΔｆTCXOは、この信号処理部６内の記憶装置（バッ
テリバックアップされたもの）に記憶保持され、この記
憶保持された値は次回の車両始動時のステップ１１０の
周波数予測演算に供される。
【００３６】なお、上記実施例では、基準周波発振器に
ＴＣＸＯをもちいたが、これは水晶発振器等の他の発振
手段を用いてもよい。また、上記した衛星電波の周波数
予測を正確にするものは、車両以外の用途のＧＰＳ受信
機にも適用できる。
ＴＣＸＯをもちいたが、これは水晶発振器等の他の発振
手段を用いてもよい。また、上記した衛星電波の周波数
予測を正確にするものは、車両以外の用途のＧＰＳ受信
機にも適用できる。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、サー
チ動作を実行中に周波数予測値の予測誤差要因が減少し
た後、狭く設定したサーチ周波数範囲を用いたサーチ動
作に移る制御を行うようにしているので、種々誤差要因
によって衛星電波の捕捉時間が長くなることを抑制して
早く電波の捕捉ができるという優れた効果がある。
チ動作を実行中に周波数予測値の予測誤差要因が減少し
た後、狭く設定したサーチ周波数範囲を用いたサーチ動
作に移る制御を行うようにしているので、種々誤差要因
によって衛星電波の捕捉時間が長くなることを抑制して
早く電波の捕捉ができるという優れた効果がある。
【図１】本発明を適用したＧＰＳ受信機の構成を示した
図である。
図である。
【図２】信号処理部におけるマイクロコンピュータの演
算処理を示すフローチャートである。
算処理を示すフローチャートである。
【図３】サ−チ周波数制御の説明に供する説明図であ
る。
る。
【図４】ウォ−ムスタート及びホットスタート時のサ−
チ周波数制御を示すフローチャートである。
チ周波数制御を示すフローチャートである。
【図５】ウォ−ムスタート及びホットスタート時のサ−
チ周波数制御を説明するための説明図である。
チ周波数制御を説明するための説明図である。
【図６】コールドスタート時のサ−チ周波数制御を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図７】コールドスタート時のサ−チ周波数制御を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図８】測位開始後のサ−チ周波数制御を説明するため
の説明図である。
の説明図である。
１ アンテナ ２ 増幅部 ３ 基準周波発振器 ６ 信号処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−226610（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−308587（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−235078（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−181875（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 5/00 - 5/14 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 目的とする衛星の電波のサーチ動作を繰
り返すことによって前記衛星の電波を捕捉するように構
成されたＧＰＳ受信機において、 基準周波数発振手段の基準周波数をもとに設定した捕捉
対象衛星の周波数予測値に基づき所定のサーチ周波数範
囲内における前記サーチ動作を実行中に前記周波数予測
値の予測誤差要因が減少した後、狭く設定したサーチ周
波数範囲を用いたサーチ動作に移る制御を行う制御手段
を有することを特徴とするＧＰＳ受信機。 - 【請求項２】 前記所定のサーチ周波数範囲は前記周波
数予測値の予測の精度の範囲に基づき設定されることを
特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113860A JP3006578B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Ｇｐｓ受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113860A JP3006578B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Ｇｐｓ受信機 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9654591A Division JPH04326079A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Ｇｐｓ受信機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10268024A JPH10268024A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3006578B2 true JP3006578B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=14622908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10113860A Expired - Lifetime JP3006578B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Ｇｐｓ受信機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3006578B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10059540B4 (de) * | 1999-12-03 | 2009-11-26 | DENSO CORPORATION, Kariya-shi | GPS-Empfänger der eine Suchfrequenzband-Umschaltfunktion aufweist |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003222667A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Japan Radio Co Ltd | Ｇｐｓ受信機 |
-
1998
- 1998-04-23 JP JP10113860A patent/JP3006578B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10059540B4 (de) * | 1999-12-03 | 2009-11-26 | DENSO CORPORATION, Kariya-shi | GPS-Empfänger der eine Suchfrequenzband-Umschaltfunktion aufweist |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10268024A (ja) | 1998-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5034935B2 (ja) | 測位方法、プログラム、測位装置及び電子機器 | |
| US7777673B2 (en) | Positioning method, positioning device, and program | |
| JP3576177B2 (ja) | 単一受信機使用ｇｐｓ指向又は姿勢システム | |
| US7180446B2 (en) | Continuous integration based satellite navigational signal acquisition | |
| KR101095197B1 (ko) | 무선 주파수 신호 추적 방법 | |
| JPH04326079A (ja) | Ｇｐｓ受信機 | |
| US8134496B2 (en) | Position calculating method and position calculating device | |
| US20090096671A1 (en) | Positioning method, program, positioning device, and electronic apparatus | |
| JP5450915B2 (ja) | 基準時刻誤差の決定方法及び電子装置 | |
| JP2009133702A (ja) | 測位装置 | |
| EP3362818B1 (en) | Satellite navigation receiver with fixed point sigma rho filter | |
| JP3006578B2 (ja) | Ｇｐｓ受信機 | |
| JP2006250681A (ja) | Ｇｐｓレシーバにおけるサーチ周波数の設定方法、ｇｐｓレシーバ、及び、車載器 | |
| JP3236259B2 (ja) | Ｇｐｓ受信機 | |
| JP3168980B2 (ja) | Ｇｐｓ受信機 | |
| WO2006069852A1 (en) | System and method for improving gps signal processing in a mobile phone by using mems | |
| JP3851376B2 (ja) | 測位システム衛星信号受信機 | |
| JP3168981B2 (ja) | Ｇｐｓ受信機 | |
| CN113311455B (zh) | 一种卫星信号分析方法及系统 | |
| US6618006B1 (en) | Method for defining the error of reference time and an electronic device | |
| JPH10268026A (ja) | Ｇｐｓ受信機 | |
| JP2002500773A (ja) | 電子ナビゲーション装置 | |
| US6882306B2 (en) | Method for determining a position of an electronic device using a satellite positioning system | |
| JPH11109020A (ja) | 衛星電波捕捉システム | |
| JP2002022818A (ja) | Ｇｐｓ受信機及びナビゲーションシステム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991026 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091126 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101126 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111126 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111126 Year of fee payment: 12 |