JP3106829B2 - GPS receiver demodulation circuit - Google Patents

GPS receiver demodulation circuit

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JP3106829B2
JP3106829B2 JP32506993A JP32506993A JP3106829B2 JP 3106829 B2 JP3106829 B2 JP 3106829B2 JP 32506993 A JP32506993 A JP 32506993A JP 32506993 A JP32506993 A JP 32506993A JP 3106829 B2 JP3106829 B2 JP 3106829B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は人工衛星の電波を利用し
て位置を測定する、衛星航法分野におけるGPS受信機
の復調回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a demodulation circuit for a GPS receiver in the field of satellite navigation, which measures a position using radio waves of artificial satellites.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、測位衛星の電波を受信し絶対位置
を測定するGPS受信機は、車、船舶や航空機の航法装
置として広く利用されている。従来のGPS受信機に
は、例えば特開平2−103487号公報に記載されて
いるようなものがある。
2. Description of the Related Art In recent years, GPS receivers that receive radio waves from positioning satellites and measure absolute positions have been widely used as navigation devices for cars, ships, and aircraft. 2. Description of the Related Art Conventional GPS receivers include, for example, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-103487.

【0003】以下に従来のGPS受信機について説明す
る。図6は、8チャンネルの32信号を復調する場合の
従来のGPS受信機の復調回路を示すものである。図6
において、1は米国の測位衛星NAVSTARである。
2はアンテナで3は増幅器、4は混合器、5は局部発振
器で、6は中間周波増幅器である。7は直交周波数変換
器、8は局部発振器、9は64個の相関器、10は32
種類の疑似雑音符号発生器、11は64個のフィルタ、
12は32個の直交周波数変換器、13は8種の局部発
振器、14は64個の積分器、15は制御部、16は測
位演算部、17は出力部である。
[0003] A conventional GPS receiver will be described below. FIG. 6 shows a demodulation circuit of a conventional GPS receiver when demodulating 32 signals of 8 channels. FIG.
, 1 is a U.S. positioning satellite NAVSTAR.
2 is an antenna, 3 is an amplifier, 4 is a mixer, 5 is a local oscillator, and 6 is an intermediate frequency amplifier. 7 is an orthogonal frequency converter, 8 is a local oscillator, 9 is 64 correlators, 10 is 32
Kind of pseudo-noise code generator, 11 is 64 filters,
Reference numeral 12 denotes 32 orthogonal frequency converters, 13 denotes eight types of local oscillators, 14 denotes 64 integrators, 15 denotes a control unit, 16 denotes a positioning operation unit, and 17 denotes an output unit.

【0004】以上のように構成されたGPS受信機につ
いて、以下その動作を説明する。まず、複数の測位衛星
1が送出する電波をアンテナ2で受け、受けた信号を増
幅器3で増幅する。増幅した信号は混合器4において局
部発振器5の信号と混合し、中間周波信号に周波変換す
る。この変換した信号を中間周波増幅器6で増幅し、直
交周波数変換器7で局部発振器8の信号により直交変換
し、同相信号Iと直交信号Qを出力する。疑似雑音符号
発生器10において、8個の衛星固有の疑似雑音符号に
ついてそれぞれ4種の位相を持つ合計32種の信号を発
生し、この信号と前記同相信号Iとの相関、および前記
直交した信号Qとの相関の合計64個をそれぞれ64個
の相関器9およびフィルタ11を用いて求める。この直
交した相関結果32組を、8個の衛星に対応した8種の
信号を発生する局部発振器13の出力により、32個の
直交周波数変換器12において周波数変換する。変換し
た基底周波数の信号を、それぞれの疑似雑音符号のタイ
ミングに合わせて、積分器14で時間積分し、積分結果
を制御部15が受け取る。
The operation of the GPS receiver configured as described above will be described below. First, radio waves transmitted by a plurality of positioning satellites 1 are received by the antenna 2, and the received signals are amplified by the amplifier 3. The amplified signal is mixed with the signal of the local oscillator 5 in the mixer 4 and frequency-converted to an intermediate frequency signal. The converted signal is amplified by the intermediate frequency amplifier 6, and quadrature-converted by the signal of the local oscillator 8 by the quadrature frequency converter 7 to output the in-phase signal I and the quadrature signal Q. The pseudo-noise code generator 10 generates a total of 32 signals having four types of phases for each of the eight pseudo-noise codes specific to the satellites, and correlates this signal with the in-phase signal I and performs the orthogonalization. A total of 64 correlations with the signal Q are determined using the 64 correlators 9 and filters 11 respectively. The 32 sets of orthogonal correlation results are frequency-converted in 32 orthogonal frequency converters 12 by outputs of a local oscillator 13 that generates eight kinds of signals corresponding to eight satellites. The converted base frequency signal is time-integrated by the integrator 14 in accordance with the timing of each pseudo noise code, and the control unit 15 receives the integration result.

【0005】制御部15はこの積分結果に応じて、疑似
雑音符号発生器10の符号の位相及び、局部発振器13
の周波数を制御する。衛星の疑似雑音符号の位相と搬送
波の周波数が、受信機で発生する疑似雑音符号の位相と
局部発振器の周波数が概略一致している場合のみ衛星信
号を検出できる。さらに制御部15は信号を復調して軌
道情報受け取り、各衛星が示す時刻を測定するために、
疑似雑音符号と搬送波に追尾するように、疑似雑音符号
発生器10の位相と局部発振器12の周波数を制御す
る。得られた衛星毎の軌道情報と測定した時刻から、測
位演算部16において演算によってアンテナ2の位置を
求め、出力部17より出力する。衛星信号を捕らえるに
は、疑似雑音符号の位相と局部発振器の周波数を走査
し、両者が衛星信号と概略一致したときだけ信号が検出
できるので、通常は補足に長い時間を要する。しかし、
この受信機は復調部を32個持ち、同一衛星信号を並列
処理で走査するので、衛星信号を素早く見いだすことが
できる。
In accordance with the result of the integration, the control unit 15 determines the code phase of the pseudo-noise code generator 10 and the local oscillator 13
To control the frequency. A satellite signal can be detected only when the phase of the pseudo noise code of the satellite and the frequency of the carrier substantially match the phase of the pseudo noise code generated in the receiver and the frequency of the local oscillator. Further, the control unit 15 demodulates the signal, receives the orbit information, and measures the time indicated by each satellite.
The phase of the pseudo-noise code generator 10 and the frequency of the local oscillator 12 are controlled so as to track the pseudo-noise code and the carrier. From the obtained orbit information for each satellite and the measured time, the position of the antenna 2 is obtained by calculation in the positioning calculation unit 16 and output from the output unit 17. In order to capture the satellite signal, the phase of the pseudo-noise code and the frequency of the local oscillator are scanned, and the signal can be detected only when the two substantially match the satellite signal. But,
This receiver has 32 demodulators and scans the same satellite signal in parallel, so that the satellite signal can be found quickly.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、局部発振信号13が発生する局部発振信
号の種類が衛星の数と同数で各々対応しており、乗算器
で構成する相関器とフィルタを多数設けなければなら
ず、回路規模が大きくなり、消費電力が増大し、費用も
増大するという問題点を有していた。
However, in the above-mentioned conventional configuration, the types of local oscillation signals generated by the local oscillation signal 13 correspond to the number of satellites, respectively, and correspond to the number of satellites. A large number of filters must be provided, so that the circuit scale becomes large, the power consumption increases, and the cost increases.

【0007】別の従来例では、相関を求めた後の信号を
高速フーリエ変換して衛星信号を検出する。この方法
は、複数の周波数で同時に衛星信号を検出すことができ
るが、処理が複雑で負荷が重い。
In another conventional example, a satellite signal is detected by performing a fast Fourier transform on the signal for which the correlation has been obtained. This method can detect a satellite signal at a plurality of frequencies at the same time, but the processing is complicated and the load is heavy.

【0008】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、相関器の数を増やすことがなく、消費電力と費用
の増加が少なく、衛星信号を素早く見いだすことができ
るGPS受信機の復調回路を提供することを目的とす
る。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and does not increase the number of correlators, reduces power consumption and cost, and demodulates a GPS receiver that can quickly find a satellite signal. It is intended to provide a circuit.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のGPS受信機の復調回路は、衛星固有の疑似
雑音符号を一種類に1つずつ発生する疑似雑音符号発生
器と、その発生した符号と衛星からの受信信号を乗算す
相関器と、この相関器の出力を時間積分するフィルタ
と、受信する衛星1個に対し複数の異なる周波数の局部
発振信号を同時に発生する局部発振器と、この異なる複
数の局部発振信号をもちいて別々に、上記対応するフィ
ルタで時間積分により得られた相関結果をそれぞれ周波
数変換する周波数変換器と、この異なる周波数に周波数
変換した結果を、それぞれ時間積分する積分器またはフ
ィルタを備えた構成を有している。
In order to achieve this object, a GPS receiver demodulation circuit according to the present invention comprises a pseudo-noise code generator for generating one pseudo-noise code unique to each satellite, and a pseudo-noise code generator for the pseudo-noise code generator. Multiplies the generated code by the received signal from the satellite
And a filter that integrates the output of the correlator over time
When the local oscillator simultaneously generating a plurality of different frequencies of the local oscillation signal to one satellite to receive, separately using the different local oscillator signals, said corresponding Fi
A frequency converter correlation result the frequency conversion respectively obtained Ri by the time integral with filter, the result of the frequency conversion into the different frequencies, and has a configuration including an integrator or filter for integrating each time.

【0010】[0010]

【作用】この構成によって、複数の周波数で同時に衛星
信号を検出することができ、衛星信号を素早く見いだす
ことができる。さらに、複数の局部発振信号を発生する
ことは、相関器を多数設けるよりも容易であり、消費電
力の増加と費用の増加を少なくすることができる。
With this configuration, a satellite signal can be detected simultaneously at a plurality of frequencies, and a satellite signal can be quickly found. Further, it is easier to generate a plurality of local oscillation signals than to provide a large number of correlators, so that an increase in power consumption and an increase in cost can be reduced.

【0011】[0011]

【実施例】以下に述べる第1乃至第4の実施例では8チ
ャンネルの32信号を復調するものとするが、この数に
限定しないことは言うまでもない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the first to fourth embodiments described below, 32 signals of 8 channels are demodulated, but it goes without saying that the number is not limited to this.

【0012】(実施例1)以下本発明の第一の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図1において、
21は測位衛星NAVSTARである。22はアンテナ
で23は増幅器、24は混合器、25は局部発振器で、
26は中間周波増幅器である。27は直交周波数変換
器、28は局部発振器、29は16個の相関器、30は
8種類の疑似雑音符号を発生する疑似雑音符号発生器、
31は16個のフィルタ、32は32個の直交周波数変
換器、33は32種の発振信号を出力する局部発振器、
34は64個の積分器、35は制御部、36は測位演算
部、37は出力部である。
Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG.
Reference numeral 21 denotes a positioning satellite NAVSTAR. 22 is an antenna, 23 is an amplifier, 24 is a mixer, 25 is a local oscillator,
26 is an intermediate frequency amplifier. 27 is an orthogonal frequency converter, 28 is a local oscillator, 29 is 16 correlators, 30 is a pseudo-noise code generator for generating eight kinds of pseudo-noise codes,
31 is 16 filters, 32 is 32 orthogonal frequency converters, 33 is a local oscillator which outputs 32 kinds of oscillation signals,
34 is 64 integrators, 35 is a control unit, 36 is a positioning operation unit, and 37 is an output unit.

【0013】以上のように構成されたGPS受信機にお
いて27から35で示す復調回路についてその動作を説
明する。まず、複数の測位衛星21が送出する電波をア
ンテナ22で受け、受けた信号を増幅器23で増幅す
る。増幅した信号は混合器24において局部発振器25
の信号と混合し、中間周波信号に周波数変換する。この
変換した信号を中間周波増幅器26で増幅し、直交周波
数変換器27において局部発振器28の信号を用いて直
交変換し、同相信号Iと直交信号Qを出力する。疑似雑
音符号発生器30において、8個の衛星固有の疑似雑音
符号を発生し、この信号と前記直交した信号I及びQと
の相関をそれぞれ、相関器29において乗算しフィルタ
31で時間積分を行なって求める。この直交した相関結
果8組を、8個の衛星に対応した32種の信号を発生す
る局部発振器33の出力により、32個の直交周波数変
換器32を用いて周波数変換する。変換した基底周波数
の信号32組を、それぞれの疑似雑音符号のタイミング
に合わせて、64個の積分器34で時間積分し、積分結
果を制御部35が受け取る。図2は、上記の29から3
4までについて、1個の衛星に対応する部分の例を示し
ている。
The operation of the demodulation circuits indicated by 27 to 35 in the GPS receiver configured as described above will be described. First, radio waves transmitted from a plurality of positioning satellites 21 are received by an antenna 22, and the received signals are amplified by an amplifier 23. The amplified signal is passed through a mixer 24 to a local oscillator 25.
And frequency-converted to an intermediate frequency signal. The converted signal is amplified by the intermediate frequency amplifier 26, and quadrature-converted by the quadrature frequency converter 27 using the signal of the local oscillator 28, to output the in-phase signal I and the quadrature signal Q. A pseudo-noise code generator 30 generates eight satellite-specific pseudo-noise codes, multiplies the correlation between the signals and the orthogonal signals I and Q in a correlator 29, and performs time integration in a filter 31. Ask. The eight orthogonal correlation results are frequency-converted using 32 orthogonal frequency converters 32 by the output of a local oscillator 33 that generates 32 types of signals corresponding to eight satellites. The converted 32 sets of base frequency signals are time-integrated by 64 integrators 34 in accordance with the timing of each pseudo noise code, and the control unit 35 receives the integration result. FIG. 2 shows the above 29 to 3
4 shows an example of a portion corresponding to one satellite.

【0014】制御部35はこの積分結果に応じて、疑似
雑音符号発生器30の符号の位相及び、局部発振器33
の周波数を制御する。衛星の疑似雑音符号の位相と搬送
波の周波数が、受信機で発生する疑似雑音符号の位相と
局部発振器の周波数が概略一致している場合のみ衛星信
号を検出できる。さらに制御部35は衛星信号を復調
し、軌道情報受け取り、各衛星が示す時刻を測定するた
めに、疑似雑音符号と搬送波に追尾するように、疑似雑
音符号発生器30の位相と局部発振器33の周波数を制
御する。得られた衛星毎の軌道情報と測定した時刻によ
り、測位演算部36において演算によりアンテナ22の
位置を求め、出力部37より出力する。衛星信号を捕ら
えるために、疑似雑音符号の位相と局部発振器の周波数
を走査し、両者が衛星信号と概略一致したと信号が検出
できる。
The control unit 35 determines the phase of the code of the pseudo-noise code generator 30 and the local oscillator 33 according to the integration result.
To control the frequency. A satellite signal can be detected only when the phase of the pseudo noise code of the satellite and the frequency of the carrier substantially match the phase of the pseudo noise code generated in the receiver and the frequency of the local oscillator. Further, the control unit 35 demodulates the satellite signal, receives the orbit information, and measures the phase indicated by the pseudo noise code generator 30 and the local oscillator 33 so as to track the pseudo noise code and the carrier in order to measure the time indicated by each satellite. Control the frequency. Based on the obtained orbit information for each satellite and the measured time, the position of the antenna 22 is obtained by calculation in the positioning calculation unit 36 and output from the output unit 37. In order to capture the satellite signal, the phase of the pseudo-noise code and the frequency of the local oscillator are scanned, and the signal can be detected when both of them substantially match the satellite signal.

【0015】本実施例によるGPS受信機の復調回路は
32種の局部発振信号を出力する局部発振器を設け、3
2種の周波数に周波数変換するので、8個の衛星にたい
して同時に4種類の周波数で信号を検出することがで
き、これまでの8チャンネルの受信機に比べ4倍の速さ
で周波数を走査できる。また、従来の高速で衛星を捕ら
える復調回路に比べ、少ない回路により簡単な処理で素
早く衛星信号を捕らえることができる。
The demodulation circuit of the GPS receiver according to this embodiment is provided with a local oscillator for outputting 32 types of local oscillation signals.
Since the frequency is converted into two kinds of frequencies, signals can be simultaneously detected at four kinds of frequencies with respect to eight satellites, and the frequency can be scanned four times as fast as a conventional eight-channel receiver. Further, compared with the conventional demodulation circuit which captures a satellite at a high speed, a satellite signal can be quickly captured by simple processing with a small number of circuits.

【0016】図1の構成から明らかなように、本実施例
によるGPS受信機の復調回路は、衛星信号を捕らえる
速さが速い高性能受信機において、消費電力が少ないと
いう優れた効果が得られる。
As is apparent from the configuration shown in FIG. 1, the demodulation circuit of the GPS receiver according to the present embodiment can obtain an excellent effect of low power consumption in a high-performance receiver that can capture satellite signals at a high speed. .

【0017】以上のように本実施例によれば、相関器で
疑似雑音符号に対する相関を求めた後の相関器結果に対
し、複数の局部発振信号によって基底周波数に周波数変
換するようにしたことにより、消費電力と費用の増加が
少ない高性能な受信機を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the correlation result obtained after the correlation with the pseudo noise code is obtained by the correlator is converted into the base frequency by a plurality of local oscillation signals. Thus, a high-performance receiver with little increase in power consumption and cost can be realized.

【0018】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図3において、4
1は測位衛星NAVSTARである。42はアンテナで
43は増幅器、44は混合器、45は局部発振器で、4
6は中間周波増幅器である。47は直交周波数変換器、
48は局部発振器、49は16個の相関器、50は8種
類の疑似雑音符号を発生する疑似雑音符号発生器、51
は16個のフィルタ、52は32個の直交周波数変換
器、53は32種の発振信号を出力する局部発振器、5
4は64個の積分器、55は制御部、56は測位演算
部、57は出力部で、以上は図1の構成と同様なもので
ある。図1の構成と異なるのは58の切替器を直交周波
数変換器52の前に設けた点である。この切替器58に
より、それ以降の信号処理回路がどのチャンネルの信号
を処理するかを選択することができる。
(Embodiment 2) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 3, 4
1 is a positioning satellite NAVSTAR. 42 is an antenna, 43 is an amplifier, 44 is a mixer, 45 is a local oscillator, 4
Reference numeral 6 denotes an intermediate frequency amplifier. 47 is an orthogonal frequency converter,
48 is a local oscillator, 49 is 16 correlators, 50 is a pseudo-noise code generator for generating eight kinds of pseudo-noise codes, 51
Represents 16 filters, 52 represents 32 orthogonal frequency converters, 53 represents a local oscillator for outputting 32 kinds of oscillation signals, 5
4 is 64 integrators, 55 is a control unit, 56 is a positioning operation unit, and 57 is an output unit. The above is the same as the configuration of FIG. The difference from the configuration of FIG. 1 is that 58 switches are provided before the orthogonal frequency converter 52. With this switch 58, it is possible to select which channel a signal processing circuit processes after that.

【0019】上記のように構成されたGPS受信機の復
調回路について、以下その動作を説明する。概略の動作
は第1の実施例と同様であるが、いくつかのチャンネル
で衛星信号を捕らえた後の動作が異なる。最初、切替器
58は入力信号を図1と同様の接続をするが、あるチャ
ンネルが衛星の信号を捕らえた後は、このチャンネルで
衛星信号を追尾するために必要な1個の直交周波数変換
器52を残し、残りの直交周波数変換器52を他のチャ
ンネルに対応するフィルタ51の出力に切り替えること
ができる。
The operation of the demodulation circuit of the GPS receiver configured as described above will be described below. The general operation is the same as that of the first embodiment, but the operation after capturing satellite signals on some channels is different. Initially, the switch 58 connects the input signal in the same way as in FIG. 1, but after a certain channel captures a satellite signal, a single orthogonal frequency converter necessary for tracking the satellite signal on this channel is used. The remaining orthogonal frequency converter 52 can be switched to the output of the filter 51 corresponding to another channel while leaving 52.

【0020】以上のように、切替器58を設けることに
より、いくつかのチャンネルが衛星信号を捕らえた後、
残ったチャンネルに直交周波数変換器を割り当てるの
で、残りのチャンネルはより早く衛星信号を捕らえるよ
うになる。
As described above, by providing the switch 58, after some channels capture satellite signals,
The assignment of the orthogonal frequency converter to the remaining channels allows the remaining channels to catch the satellite signal faster.

【0021】(実施例3)以下本発明の第3の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図4において、6
1は測位衛星NAVSTARである。62はアンテナで
63は増幅器、64は混合器、65は局部発振器で、6
6は中間周波増幅器である。67は直交周波数変換器、
68は局部発振器、69は16個の相関器、70は8種
類の疑似雑音符号を発生する疑似雑音符号発生器、71
は16個のフィルタ、72は1個の直交周波数変換器、
73は32種の発振信号を順次出力する局部発振器、7
4は積分器、75は制御部、76は測位演算部、77は
出力部で、以上は図1の構成と同様なものである。図1
の構成と異なるのは79の並列直列変換器を直交周波数
変換器72の前に設け、直交周波数変換器72を1組と
し、局部発振器73を32種の信号を周期的に順次出力
するようにし、積分器74は64個のメモリと1個の加
算器で構成した点である。なお、本実施例では72から
79までのブロックはデジタル回路または演算装置を使
用する等価な演算処理を用いるのが適当である。
(Embodiment 3) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG.
1 is a positioning satellite NAVSTAR. 62 is an antenna, 63 is an amplifier, 64 is a mixer, 65 is a local oscillator, 6
Reference numeral 6 denotes an intermediate frequency amplifier. 67 is an orthogonal frequency converter,
68 is a local oscillator, 69 is 16 correlators, 70 is a pseudo-noise code generator for generating eight types of pseudo-noise codes, 71
Is 16 filters, 72 is one orthogonal frequency converter,
73 is a local oscillator for sequentially outputting 32 kinds of oscillation signals;
4 is an integrator, 75 is a control unit, 76 is a positioning operation unit, 77 is an output unit, and the above is the same as the configuration of FIG. FIG.
The configuration is different from that of the first embodiment in that 79 parallel-to-serial converters are provided before the orthogonal frequency converter 72, the orthogonal frequency converter 72 is set as one set, and the local oscillator 73 outputs 32 kinds of signals periodically and sequentially. , The integrator 74 is composed of 64 memories and one adder. In the present embodiment, it is appropriate that the blocks from 72 to 79 use equivalent arithmetic processing using a digital circuit or an arithmetic device.

【0022】上記のように構成されたGPS受信機の復
調回路について、以下その動作を説明する。概略の動作
は第1の実施例と同様であるが、疑似雑音符号の符号速
度をfとして、中間周波数をf、直交周波数変換器72
は4fで標本化した受信信号を処理する。局部発振器6
8は1fとし、周波数変換後の出力は基底周波数の直交
信号Qで、衛星信号のドップラーシフトと受信機の周波
数誤差を合わせた周波数の搬送波が、疑似雑音符号とデ
ータで変調された信号である。次に、相関器69の出力
をフィルタ71した信号はデータのみで変調された信号
となり、標本化の周期をf/32とする。次に、並列直
列変換器79により8チャンネルの並列信号を時間順次
信号に変換する。変換後の受信信号はf/4の周期で出
力する。次に、この順次信号IとQ信号を直交周波数変
換し、さらにIとQの周波数変換した信号を積分器74
において、64個のメモリに順次累積加算する。疑似雑
音符号の整数倍を区切りとして累積加算74した結果を
制御部75に出力する。
The operation of the demodulation circuit of the GPS receiver configured as described above will be described below. The general operation is the same as that of the first embodiment, except that the code rate of the pseudo noise code is f, the intermediate frequency is f, and the orthogonal frequency converter 72 is
Processes the received signal sampled at 4f. Local oscillator 6
8 is 1f, the output after frequency conversion is an orthogonal signal Q of the base frequency, and a carrier wave of a frequency obtained by combining the Doppler shift of the satellite signal and the frequency error of the receiver is a signal modulated by a pseudo noise code and data. . Next, the signal obtained by filtering the output of the correlator 69 is a signal modulated only by data, and the sampling cycle is f / 32. Next, the parallel signal of eight channels is converted into a time sequential signal by the parallel / serial converter 79. The converted received signal is output at a period of f / 4. Next, the sequential signals I and Q are subjected to orthogonal frequency conversion, and the I and Q frequency-converted signals are further integrated into an integrator 74.
, The cumulative addition is sequentially performed on the 64 memories. The result of the cumulative addition 74 with an integer multiple of the pseudo noise code as a delimiter is output to the control unit 75.

【0023】以上のように、並列直列変換器79を設け
ることにより、直交周波数変換器の数を少なくすること
ができ、累積加算器の構成も簡単にすることができる。
As described above, by providing the parallel-serial converter 79, the number of orthogonal frequency converters can be reduced, and the configuration of the accumulator can be simplified.

【0024】(実施例4)以下本発明の第4の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。本実施例では図4
における局部発振器73を図5の構成とする。81は図
4の制御部75により設定された周波数を蓄える8個の
周波数メモリ、82は8チャンネルの位相を蓄える位相
メモリ、83は位相を更新する加算器、84は位相を振
幅に変換する三角関数表である。以上は8チャンネルの
局部発振器を構成する数値制御発振器であるが、本実施
例ではこれに以下の構成を加えている。85は5ビット
の計数器、86は計数器の出力を桁上げするシフタ、8
7は位相を変更する加減算器である。
(Embodiment 4) Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, FIG.
Has the configuration shown in FIG. Reference numeral 81 denotes eight frequency memories for storing the frequency set by the control unit 75 in FIG. 4, 82 a phase memory for storing the phases of eight channels, 83 an adder for updating the phase, and 84 a triangle for converting the phase to amplitude. It is a function table. The above is the numerically controlled oscillator constituting the eight-channel local oscillator. In this embodiment, the following configuration is added. 85 is a 5-bit counter, 86 is a shifter that carries the output of the counter, 8
7 is an adder / subtracter for changing the phase.

【0025】上記のように構成されたGPS受信機の復
調回路について、以下その動作を説明する。概略の動作
は第3の実施例と同様である。32種の信号を周期的に
順次出力する図4に示す局部発振器73について、チャ
ンネルに対応した8個の数値制御発振器は、メモリ82
に蓄えた8チャンネルの位相に、メモリ81に蓄えた8
チャンネルの周波数情報を、f/32の周期で加算器8
3により、チャンネルごとに順次加算することで実現す
る。さらにこの加算結果に対して、計数器85の値nに
対し1周期のn/32の位相と見立て、−1倍、0倍、
1倍、2倍の4種類の位相を、制御部の制御によって、
シフタ86と加減算器87を用いて、前記8チャンネル
の位相に順次加えることで32種類の局部発振信号を発
生する。さらに、計数器86はf/32の周期で計数す
る。このような処理によって、各チャンネルの数値制御
発振器の発振周波数に対しほぼ、−1KHz、0KH
z、+1KHz、+2KHzの信号を順次出力する。以
上のように、数値制御発振器が発生する信号の位相に、
計数器の値を加えることにより、信号の種類を容易に増
やすことができる。
The operation of the demodulation circuit of the GPS receiver configured as described above will be described below. The general operation is the same as that of the third embodiment. As for the local oscillator 73 shown in FIG. 4 which periodically and sequentially outputs 32 kinds of signals, eight numerically controlled oscillators corresponding to channels are stored in a memory 82.
In the phase of the eight channels stored in
The frequency information of the channel is added to the adder 8 at a period of f / 32.
3 is realized by successively adding for each channel. Further, with respect to the result of the addition, assuming that the phase of the cycle is n / 32 with respect to the value n of the counter 85, −1 times, 0 times,
By the control of the control unit, four types of phases, 1 times and 2 times,
Using a shifter 86 and an adder / subtractor 87, 32 types of local oscillation signals are generated by sequentially adding the phases to the eight channels. Further, the counter 86 counts at a period of f / 32. By such processing, the oscillation frequency of the numerically controlled oscillator of each channel is substantially -1 KHz, 0 KH
Signals of z, +1 KHz, and +2 KHz are sequentially output. As described above, the phase of the signal generated by the numerically controlled oscillator
By adding the value of the counter, the types of signals can be easily increased.

【0026】なお、第1と第2の実施例において機能を
示すブロックで説明したが、各ブロックはアナログ回
路、デジタル回路で構成でき、演算装置を使用する等価
な演算処理を用いる事もできる。第3と第4の実施例に
おいて復調部をデジタル回路で構成するとしたが、演算
装置を使用する等価な演算処理を用いる事もできる。第
2の実施例において、切替器58の接続は最初入力信号
を第1と同様の接続をするとしたがこれに限定しない。
第4の実施例では−1KHz、0KHz、+1KHz、
+2KHzの周波数差をもった信号を発生するとした
が、標本化の周期や計数器86を変更して、異なった周
波数差を実現することもできる。さらに、加算器83は
他の素子で同等の機能を実現することもできる。
In the first and second embodiments, the blocks showing the functions have been described. However, each block can be composed of an analog circuit and a digital circuit, and equivalent arithmetic processing using an arithmetic unit can be used. In the third and fourth embodiments, the demodulation unit is constituted by a digital circuit. However, equivalent arithmetic processing using an arithmetic unit may be used. In the second embodiment, the switching device 58 is initially connected to the input signal in the same manner as the first connection, but is not limited to this.
In the fourth embodiment, -1 KHz, 0 KHz, +1 KHz,
Although a signal having a frequency difference of +2 KHz is generated, a different frequency difference can be realized by changing the sampling cycle and the counter 86. Further, the adder 83 can realize the same function with another element.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように本発明は、衛星固有の疑似
雑音符号を一種類に1つずつ発生する疑似雑音符号発生
器と、その発生した符号と衛星からの受信信号のを乗算
する相関器と、この相関器の出力を時間積分するフィル
タと、受信する衛星1個に対し複数の異なる周波数の局
部発振信号を同時に発生する局部発振器と、この異なる
複数の局部発振信号をもちいて別々に、上記受信するこ
の1個の衛星に対応する上記フィルタで時間積分により
得られた相関結果を複数の周波数に周波数変換する周波
数変換器と、この異なる周波数に周波数変換した結果
を、それぞれ時間積分する積分器またはフィルタを備え
たことにより、同時に複数の周波数について信号を検出
でき、また、回路規模を増大させる相関器を多数設ける
必要がない。したがって、少ないハードウェアで構成で
き、このことにより、消費電力の増加と費用の増加が少
なく、衛星を素早く見いだすことができる優れたGPS
受信機の復調回路を実現するものである。
As described above, the present invention provides a pseudo-noise code generator for generating one pseudo-noise code unique to a satellite, and multiplies the generated code by a signal received from the satellite.
And a filter that integrates the output of this correlator over time.
And a local oscillator for simultaneously generating a plurality of local oscillation signals of different frequencies for one satellite to be received, and separately using the plurality of different local oscillation signals for the one satellite to be received. a frequency converter for frequency-converting the correlation results more obtained to the time integral with the filter into a plurality of frequency by the result of the frequency conversion into the different frequency, with an integrator or filter for integrating each time, at the same time Signals can be detected for a plurality of frequencies, and there is no need to provide many correlators for increasing the circuit scale. Therefore, it can be configured with a small amount of hardware, and therefore, an excellent GPS that can find a satellite quickly with little increase in power consumption and cost.
This is to realize a demodulation circuit of the receiver.

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

【図1】本発明の第1の実施例におけるGPS受信機の
復調回路のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a demodulation circuit of a GPS receiver according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施例における1チャンネル対応部分のブロ
ック図
FIG. 2 is a block diagram of a portion corresponding to one channel in the embodiment.

【図3】本発明の第2の実施例におけるGPS受信機の
復調回路のブロック図
FIG. 3 is a block diagram of a demodulation circuit of a GPS receiver according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例におけるGPS受信機の
復調回路のブロック図
FIG. 4 is a block diagram of a demodulation circuit of a GPS receiver according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例における局部発振器のブ
ロック図
FIG. 5 is a block diagram of a local oscillator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】従来のGPS受信機における復調回路のブロッ
ク図
FIG. 6 is a block diagram of a demodulation circuit in a conventional GPS receiver.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 測位衛星 22 アンテナ 23 増幅器 24 混合器 25 局部発振器 26 中間周波増幅器 27 直交周波数変換器 28 局部発振器 29 相関器 30 疑似雑音符号発生器 31 フィルタ 32 直交周波数変換器 33 局部発振器 34 積分器 35 制御部 36 測位演算部 37 出力部 Reference Signs List 21 positioning satellite 22 antenna 23 amplifier 24 mixer 25 local oscillator 26 intermediate frequency amplifier 27 orthogonal frequency converter 28 local oscillator 29 correlator 30 pseudo-noise code generator 31 filter 32 orthogonal frequency converter 33 local oscillator 34 integrator 35 controller 36 Positioning calculation unit 37 Output unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−178372(JP,A) 特開 平3−170890(JP,A) 特開 平5−164834(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 5/00 - 5/14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-178372 (JP, A) JP-A-3-170890 (JP, A) JP-A-5-164834 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 5/00-5/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 受信する衛星固有の疑似雑音符号を一種
類に1つずつ発生する疑似雑音符号発生器と、その発生
した符号と衛星からの受信信号とを乗算する相関器と、
この相関器の出力を時間積分するフィルタと、前記受信
する少なくとも衛星1個に対し複数の異なる周波数の局
部発振信号を同時に発生する局部発振器と、この異なる
複数の局部発振信号をもちいて別々に、前記の受信する
この1個の衛星に対応する前記フィルタで時間積分に
り得られた相関結果を複数の周波数に周波数変換する周
波数変換器と、この異なる周波数に周波数変換した結果
を、それぞれ時間積分する積分器またはフィルタを備え
たGPS受信機の復調回路。
1. A kind of pseudo-noise code unique to a satellite to be received
A pseudo-noise code generator generated one by one in each class, a correlator for multiplying the generated code by a received signal from a satellite,
A filter for time-integrating the output of the correlator, a local oscillator for simultaneously generating a plurality of local oscillation signals of different frequencies for at least one received satellite, and separately using the plurality of different local oscillation signals, A frequency converter for converting the correlation result obtained by time integration by the filter corresponding to the one received satellite into a plurality of frequencies, and a result of frequency conversion to the different frequencies , A demodulation circuit of a GPS receiver including an integrator or a filter for time-integrating.
【請求項2】 複数の受信チャンネルを有し、複数の相
関結果と複数の周波数変換器の接続を変更する切り替え
機能を有する請求項1に記載のGPS受信機の復調回
路。
2. The demodulation circuit of a GPS receiver according to claim 1, wherein the demodulation circuit has a plurality of reception channels and has a switching function of changing a connection between a plurality of correlation results and a plurality of frequency converters.
【請求項3】 複数の受信チャンネルを有し、複数の相
関結果を時間順次信号に変換する並列直列変換器と、こ
の出力信号を順次周波数変換する受信チャンネルより少
ない数の周波数変換器と、順次異なった周波数の局部信
号を発生する発振器と、周波数変換結果を順次、個別に
時間積分する積分器またはフィルタを備えた請求項1ま
たは請求項2に記載のGPS受信機の復調回路。
3. A parallel-serial converter having a plurality of reception channels and converting a plurality of correlation results into a time-sequential signal, a number of frequency converters smaller than the number of reception channels for sequentially frequency-converting the output signal, and 3. The demodulation circuit of a GPS receiver according to claim 1, further comprising: an oscillator for generating local signals having different frequencies; and an integrator or a filter for sequentially and individually time integrating the frequency conversion results.
【請求項4】 チャンネルに対応した局部発振信号の位
相を変更する手段と、この位相の変更方法を定める計数
器を設け、前記局部発振信号の周波数を変更する事によ
り、周波数を変更した複数の局部発振信号を出力する局
部発振器を有する請求項1乃至3のいずれかに記載のG
PS受信機の復調回路。
4. A means for changing the phase of a local oscillation signal corresponding to a channel, and a counter for determining a method of changing the phase, wherein a plurality of frequency-changed local oscillation signals are changed by changing the frequency of the local oscillation signal. 4. The G according to claim 1, further comprising a local oscillator for outputting a local oscillation signal.
Demodulation circuit of PS receiver.
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