JP3412882B2 - 衛星受信機 - Google Patents
衛星受信機Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＧＰＳ(Global Positi
oning System) などに用いられる衛星受信機に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】図２は、従来のこの種の衛星受信機の構
成を示すブロック図であり、図において、１は空中線、
２は高周波部、３はＡ／Ｄ変換部、４は第１相関器、５
は第２相関器、６はコードＤＬＬ(Delay Locked Loop)
部、７はキャリアＰＬＬ(PhaseLocked Loop)部、８は位
置計算部である。次に従来の装置の動作について説明す
る。空中線１で衛星からの信号を受信し、この信号が高
周波部２に出力され、増幅されてＡ／Ｄ変換部３に出力
され、ディジタル変換されて、第１相関器４，第２相関
器５を経てコードＤＬＬ部６およびキャリアＰＬＬ部７
に出力される。 【０００３】そして、コードＤＬＬ部６では、受信した
ディジタル信号のＰＮコードの時間的な遅れ量（または
進み量）を計算し、ＰＮコードの発生時間を用いて各衛
星から受信機までの電波伝搬距離情報を得るための擬似
距離を計算し、位置計算部８へこの擬似距離情報を出力
すると共に、第１相関器４へＰＮコードの時間的な遅れ
量（または進み量）をフィードバックする。 【０００４】一方、キャリアＰＬＬ部６では、受信した
ディジタル信号のキャリアから、位相遅れ量（または位
相進み量）を計算すると共に航法データを取り出し、キ
ャリアと取り出した衛星の軌道データを含む航法データ
を位置計算部８へ出力すると共に、第２相関器５へ位相
遅れ量（または位相進み量）をフィードバックする。そ
して、位置計算部８では、コードＤＬＬ部６から入力さ
れた擬似距離情報を用いて、各衛星から受信機までの電
波伝搬距離を算出し、また、キャリアＰＬＬ部７から入
力されたキャリアの周波数と位相とにより各衛星の速度
情報を得、且つ、航法データから各衛星の軌道データを
得、これらの電波伝搬距離情報，速度情報，軌道データ
から受信機の位置を計算し出力する。 【０００５】また、図２に示すこの種の装置では、コー
ドＤＬＬ部６と第１相関器４とで形成される閉ループお
よびキャリアＰＬＬ部７と第２相関器５とで形成される
閉ループに、周波数特性を持たせており、すなわち、一
般にカット・オフ周波数を定め低域通過周波数特性を持
たせた設計としている。この低域通過周波数特性を得る
ためのカット・オフ周波数は、Ｓ／Ｎ比を向上させるた
めには低い方が良いが、受信機が急激に移動した場合の
追随性の点からは、ある程度は高くしておく必要があ
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】従来の衛星受信機は以
上のように構成され動作するが、実際には閉ループに用
いられるカット・オフ周波数を必要以上に高く設定して
おかねばならず、そのためＳ／Ｎ比が劣化するという問
題がある。すなわち、上述のようにＳ／Ｎ比を向上させ
るためにはカット・オフ周波数は出来るだけ低く、ま
た、受信機が急激に移動した場合の追随性の点からは、
追随できる程度に高くしておけば良いのであるが、キャ
リアＰＬＬ部では５０Ｈｚで変調された航法データを取
り出しており、従って実際には５０Ｈｚが通過できる帯
域でカット・オフ周波数を定めねばならず、このためＳ
／Ｎ比が劣化してしまう。 【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、低いカット・オフ周波数を用いて
Ｓ／Ｎ比を向上させた衛星受信機を得ることを目的とし
ている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明にかかわる衛星受
信機は、ＤＬＬで形成される閉ループおよびＰＬＬで形
成される閉ループで構成される回路を平列に２段の回路
構成とし、第１段目の回路には航法データの変調周波数
である５０Ｈｚが通過する範囲のカット・オフ周波数を
設定して当該第１段目の回路のＰＬＬで形成される閉ル
ープから航法データの抽出のみを行い、第２段目の回路
には上記第１段目の回路のカット・オフ周波数より更に
低いカット・オフ周波数を設定すると共に、上記第１段
目の回路で得た航法データで当該第２段目の回路の出力
から航法データを除去し、当該第２段目の回路のＤＬＬ
で形成される閉ループから擬似距離情報を得、当該２段
目の回路のＰＬＬで形成される閉ループからキャリア周
波数と位相とを得る手段を備えたことを特徴とする。 【０００９】 【作用】本発明の衛星受信機においては上述の構成とす
ることにより、航法データの抽出に支障を来すことな
く、低いカット・オフ周波数の設定により精度の高い擬
似距離情報およびキャリア周波数とその位相とが得られ
る。 【００１０】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例を説明するためのブロック
図であり、図において、１は空中線、２は高周波部、３
はＡ／Ｄ変換部、４は第１相関器、５は第２相関器、６
は第１コードＤＬＬ部、７は第１キャリアＰＬＬ部、８
は位置計算部であり、ここまでは図２に示す従来の装置
と同様であり、同一符号は同一または相当部分を示す。
９は第３相関器、１０は第４相関器、１１は第５相関
器、１２は第２コードＤＬＬ部、１３は第２キャリアＰ
ＬＬ部、１４は航法データ記憶部である。 【００１１】また、図１に示すように本実施例では、Ａ
／Ｄ変換部３の出力は、第１相関器４および第３相関器
９に出力され、第１コードＤＬＬ部６はその出力（ＰＮ
コード）を第１相関器４にだけフィードバックする。ま
た、第１キャリアＰＬＬ部７は取り出した航法データの
みを位置計算部８および航法データ記憶部１４に出力
し、キャリアは第２相関器５にだけフィードバックする
構成となっている。 【００１２】次に動作について説明する。Ａ／Ｄ変換部
３からの出力は第３相関器９で第２コードＤＬＬ部１２
の出力であるＰＮコードとの相関が取られ、次の第４相
関器１０で第２キャリアＰＬＬ部１３の出力であるキャ
リアとの相関が取られ、第５相関器１１に入力される。
また、第５相関器１１には、第１キャリアＰＬＬ部７か
ら出力され航法データ記憶部１４に記憶された航法デー
タが入力され、この航法データと相関が取られ、航法デ
ータが除去されて第２コードＤＬＬ部１２および第２キ
ャリアＰＬＬ部１３に出力される。 【００１３】次の第２コードＤＬＬ部１２では、受信し
たディジタル信号のＰＮコードの時間的な遅れ量（また
は進み量）を計算し、ＰＮコードの発生時間を用いて各
衛星から受信機までの電波伝搬距離情報を得るための擬
似距離を計算し、位置計算部８へこの擬似距離情報を出
力すると共に、第３相関器９へＰＮコードの時間的遅れ
量（または進み量）をフィードバックする。一方、第２
キャリアＰＬＬ部１３では、受信したディジタル信号の
キャリアから、位相遅れ量（または位相進み量）を計算
し、キャリアの周波数と位相を位置計算部８に出力する
と共に、第４相関器１０へ位相遅れ量（または位相進み
量）をフィードバックする。 【００１４】そして、位置計算部８では、第２コードＤ
ＬＬ部１２から入力された擬似距離情報を用いて、各衛
星から受信機までの電波伝搬距離を算出し、第２キャリ
アＰＬＬ部１３から入力されたキャリア周波数と位相と
により各衛星の速度情報を得、さらに第１キャリアＰＬ
Ｌ部７から入力された航法データから各衛星の軌道デー
タを得、これらの電波伝搬距離情報，速度情報，軌道デ
ータにより受信機の位置を計算して出力する。そして、
このような構成において、第１コードＤＬＬ部６と第１
相関器４とで形成される閉ループおよび第１キャリアＰ
ＬＬ部７と第２相関器５とで形成される閉ループでは、
航法データの変調周波数である５０Ｈｚが通過できる帯
域でカット・オフ周波数を設定する必要があるが、第２
コードＤＬＬ部１２と第３相関器９とで形成される閉ル
ープおよび第２キャリアＰＬＬ部１３と第４相関器１０
とで形成される閉ループでは、カット・オフ周波数を、
受信機を急激に移動しても追随が可能な範囲で出来るだ
け低く設定することができ、従ってＳ／Ｎ比の良好な受
信機を構成することができる。 【００１５】すなわち、本実施例では位置計算に必要な
キャリア周波数と位相，擬似距離情報，航法データのう
ち、カット・オフ周波数を低くできない航法データのみ
カット・オフ周波数の高い閉ループから取り出す構成と
することにより、Ｓ／Ｎ比の良好な受信機を得るもので
ある。なお、Ａ／Ｄ変換部３からのディジタル受信信号
には航法データが含まれており、これを除去するため第
５相関器１１で航法データ記憶部１４で記憶された過去
の航法データと相関を取る構成としており、このため航
法データが急激に変化した場合除去できなくなる可能性
があるが、航法データはその性質から部分的にしかもゆ
っくりと変化するので、特に問題は生じない。 【００１６】 【発明の効果】この発明は以上説明したように精度が要
求される情報を得る閉ループの周波数特性を、受信機が
急激に移動した場合の追随性だけを考慮して決定するこ
とができ、低いカット・オフ周波数を用いてＳ／Ｎ比の
良好な高精度の受信機が得られる。従って測量用受信機
など、特に精度の要求される受信機に適するＧＰＳ受信
機が得られる等の効果がある。
oning System) などに用いられる衛星受信機に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】図２は、従来のこの種の衛星受信機の構
成を示すブロック図であり、図において、１は空中線、
２は高周波部、３はＡ／Ｄ変換部、４は第１相関器、５
は第２相関器、６はコードＤＬＬ(Delay Locked Loop)
部、７はキャリアＰＬＬ(PhaseLocked Loop)部、８は位
置計算部である。次に従来の装置の動作について説明す
る。空中線１で衛星からの信号を受信し、この信号が高
周波部２に出力され、増幅されてＡ／Ｄ変換部３に出力
され、ディジタル変換されて、第１相関器４，第２相関
器５を経てコードＤＬＬ部６およびキャリアＰＬＬ部７
に出力される。 【０００３】そして、コードＤＬＬ部６では、受信した
ディジタル信号のＰＮコードの時間的な遅れ量（または
進み量）を計算し、ＰＮコードの発生時間を用いて各衛
星から受信機までの電波伝搬距離情報を得るための擬似
距離を計算し、位置計算部８へこの擬似距離情報を出力
すると共に、第１相関器４へＰＮコードの時間的な遅れ
量（または進み量）をフィードバックする。 【０００４】一方、キャリアＰＬＬ部６では、受信した
ディジタル信号のキャリアから、位相遅れ量（または位
相進み量）を計算すると共に航法データを取り出し、キ
ャリアと取り出した衛星の軌道データを含む航法データ
を位置計算部８へ出力すると共に、第２相関器５へ位相
遅れ量（または位相進み量）をフィードバックする。そ
して、位置計算部８では、コードＤＬＬ部６から入力さ
れた擬似距離情報を用いて、各衛星から受信機までの電
波伝搬距離を算出し、また、キャリアＰＬＬ部７から入
力されたキャリアの周波数と位相とにより各衛星の速度
情報を得、且つ、航法データから各衛星の軌道データを
得、これらの電波伝搬距離情報，速度情報，軌道データ
から受信機の位置を計算し出力する。 【０００５】また、図２に示すこの種の装置では、コー
ドＤＬＬ部６と第１相関器４とで形成される閉ループお
よびキャリアＰＬＬ部７と第２相関器５とで形成される
閉ループに、周波数特性を持たせており、すなわち、一
般にカット・オフ周波数を定め低域通過周波数特性を持
たせた設計としている。この低域通過周波数特性を得る
ためのカット・オフ周波数は、Ｓ／Ｎ比を向上させるた
めには低い方が良いが、受信機が急激に移動した場合の
追随性の点からは、ある程度は高くしておく必要があ
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】従来の衛星受信機は以
上のように構成され動作するが、実際には閉ループに用
いられるカット・オフ周波数を必要以上に高く設定して
おかねばならず、そのためＳ／Ｎ比が劣化するという問
題がある。すなわち、上述のようにＳ／Ｎ比を向上させ
るためにはカット・オフ周波数は出来るだけ低く、ま
た、受信機が急激に移動した場合の追随性の点からは、
追随できる程度に高くしておけば良いのであるが、キャ
リアＰＬＬ部では５０Ｈｚで変調された航法データを取
り出しており、従って実際には５０Ｈｚが通過できる帯
域でカット・オフ周波数を定めねばならず、このためＳ
／Ｎ比が劣化してしまう。 【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、低いカット・オフ周波数を用いて
Ｓ／Ｎ比を向上させた衛星受信機を得ることを目的とし
ている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明にかかわる衛星受
信機は、ＤＬＬで形成される閉ループおよびＰＬＬで形
成される閉ループで構成される回路を平列に２段の回路
構成とし、第１段目の回路には航法データの変調周波数
である５０Ｈｚが通過する範囲のカット・オフ周波数を
設定して当該第１段目の回路のＰＬＬで形成される閉ル
ープから航法データの抽出のみを行い、第２段目の回路
には上記第１段目の回路のカット・オフ周波数より更に
低いカット・オフ周波数を設定すると共に、上記第１段
目の回路で得た航法データで当該第２段目の回路の出力
から航法データを除去し、当該第２段目の回路のＤＬＬ
で形成される閉ループから擬似距離情報を得、当該２段
目の回路のＰＬＬで形成される閉ループからキャリア周
波数と位相とを得る手段を備えたことを特徴とする。 【０００９】 【作用】本発明の衛星受信機においては上述の構成とす
ることにより、航法データの抽出に支障を来すことな
く、低いカット・オフ周波数の設定により精度の高い擬
似距離情報およびキャリア周波数とその位相とが得られ
る。 【００１０】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例を説明するためのブロック
図であり、図において、１は空中線、２は高周波部、３
はＡ／Ｄ変換部、４は第１相関器、５は第２相関器、６
は第１コードＤＬＬ部、７は第１キャリアＰＬＬ部、８
は位置計算部であり、ここまでは図２に示す従来の装置
と同様であり、同一符号は同一または相当部分を示す。
９は第３相関器、１０は第４相関器、１１は第５相関
器、１２は第２コードＤＬＬ部、１３は第２キャリアＰ
ＬＬ部、１４は航法データ記憶部である。 【００１１】また、図１に示すように本実施例では、Ａ
／Ｄ変換部３の出力は、第１相関器４および第３相関器
９に出力され、第１コードＤＬＬ部６はその出力（ＰＮ
コード）を第１相関器４にだけフィードバックする。ま
た、第１キャリアＰＬＬ部７は取り出した航法データの
みを位置計算部８および航法データ記憶部１４に出力
し、キャリアは第２相関器５にだけフィードバックする
構成となっている。 【００１２】次に動作について説明する。Ａ／Ｄ変換部
３からの出力は第３相関器９で第２コードＤＬＬ部１２
の出力であるＰＮコードとの相関が取られ、次の第４相
関器１０で第２キャリアＰＬＬ部１３の出力であるキャ
リアとの相関が取られ、第５相関器１１に入力される。
また、第５相関器１１には、第１キャリアＰＬＬ部７か
ら出力され航法データ記憶部１４に記憶された航法デー
タが入力され、この航法データと相関が取られ、航法デ
ータが除去されて第２コードＤＬＬ部１２および第２キ
ャリアＰＬＬ部１３に出力される。 【００１３】次の第２コードＤＬＬ部１２では、受信し
たディジタル信号のＰＮコードの時間的な遅れ量（また
は進み量）を計算し、ＰＮコードの発生時間を用いて各
衛星から受信機までの電波伝搬距離情報を得るための擬
似距離を計算し、位置計算部８へこの擬似距離情報を出
力すると共に、第３相関器９へＰＮコードの時間的遅れ
量（または進み量）をフィードバックする。一方、第２
キャリアＰＬＬ部１３では、受信したディジタル信号の
キャリアから、位相遅れ量（または位相進み量）を計算
し、キャリアの周波数と位相を位置計算部８に出力する
と共に、第４相関器１０へ位相遅れ量（または位相進み
量）をフィードバックする。 【００１４】そして、位置計算部８では、第２コードＤ
ＬＬ部１２から入力された擬似距離情報を用いて、各衛
星から受信機までの電波伝搬距離を算出し、第２キャリ
アＰＬＬ部１３から入力されたキャリア周波数と位相と
により各衛星の速度情報を得、さらに第１キャリアＰＬ
Ｌ部７から入力された航法データから各衛星の軌道デー
タを得、これらの電波伝搬距離情報，速度情報，軌道デ
ータにより受信機の位置を計算して出力する。そして、
このような構成において、第１コードＤＬＬ部６と第１
相関器４とで形成される閉ループおよび第１キャリアＰ
ＬＬ部７と第２相関器５とで形成される閉ループでは、
航法データの変調周波数である５０Ｈｚが通過できる帯
域でカット・オフ周波数を設定する必要があるが、第２
コードＤＬＬ部１２と第３相関器９とで形成される閉ル
ープおよび第２キャリアＰＬＬ部１３と第４相関器１０
とで形成される閉ループでは、カット・オフ周波数を、
受信機を急激に移動しても追随が可能な範囲で出来るだ
け低く設定することができ、従ってＳ／Ｎ比の良好な受
信機を構成することができる。 【００１５】すなわち、本実施例では位置計算に必要な
キャリア周波数と位相，擬似距離情報，航法データのう
ち、カット・オフ周波数を低くできない航法データのみ
カット・オフ周波数の高い閉ループから取り出す構成と
することにより、Ｓ／Ｎ比の良好な受信機を得るもので
ある。なお、Ａ／Ｄ変換部３からのディジタル受信信号
には航法データが含まれており、これを除去するため第
５相関器１１で航法データ記憶部１４で記憶された過去
の航法データと相関を取る構成としており、このため航
法データが急激に変化した場合除去できなくなる可能性
があるが、航法データはその性質から部分的にしかもゆ
っくりと変化するので、特に問題は生じない。 【００１６】 【発明の効果】この発明は以上説明したように精度が要
求される情報を得る閉ループの周波数特性を、受信機が
急激に移動した場合の追随性だけを考慮して決定するこ
とができ、低いカット・オフ周波数を用いてＳ／Ｎ比の
良好な高精度の受信機が得られる。従って測量用受信機
など、特に精度の要求される受信機に適するＧＰＳ受信
機が得られる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するためのブロック図
である。 【図２】従来のこの種の衛星受信機を説明するためのブ
ロック図である。 【符号の説明】 １ 空中線 ２ 高周波部 ３ Ａ／Ｄ変換部 ４ 第１相関器 ５ 第２相関器 ６ 第１コードＤＬＬ部 ７ 第１キャリアＰＬＬ部 ８ 位置計算部 ９ 第３相関器 １０ 第４相関器 １１ 第５相関器 １２ 第２コードＤＬＬ部 １３ 第キャリアＰＬＬ部 １４ 航法データ記憶部
である。 【図２】従来のこの種の衛星受信機を説明するためのブ
ロック図である。 【符号の説明】 １ 空中線 ２ 高周波部 ３ Ａ／Ｄ変換部 ４ 第１相関器 ５ 第２相関器 ６ 第１コードＤＬＬ部 ７ 第１キャリアＰＬＬ部 ８ 位置計算部 ９ 第３相関器 １０ 第４相関器 １１ 第５相関器 １２ 第２コードＤＬＬ部 １３ 第キャリアＰＬＬ部 １４ 航法データ記憶部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 5/00 - 5/14
G01C 21/00 - 21/24
G01C 23/00 - 25/00
H04B 1/69 - 1/713
H03L 1/00 - 7/26
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＤＬＬ(Delay Locked Loop)で形成され
る閉ループと、ＰＬＬ(Phase Locked Loop) で形成され
る閉ループとを有し、 衛星からの信号を受信して該信号のキャリア周波数と位
相，該信号のＰＮコードの発生時間を用いた擬似距離情
報，該信号から取り出した航法データを用いて、当該受
信機の位置を算出する衛星受信機において、 上記ＤＬＬで形成される閉ループおよびＰＬＬで形成さ
れる閉ループで構成される回路を並列に２段の回路構成
とし、 第１段目の回路には上記航法データの変調周波数である
５０Ｈｚが通過する範囲のカット・オフ周波数を設定し
て当該第１段目の回路のＰＬＬで形成される閉ループか
ら航法データの抽出のみを行い、 第２段目の回路には上記第１段目の回路のカット・オフ
周波数より更に低いカット・オフ周波数を設定すると共
に、上記第１段目の回路で得た航法データで当該第２段
目の回路の出力から航法データを除去し、当該第２段目
の回路のＤＬＬで形成される閉ループから上記擬似距離
情報を得、当該２段目の回路のＰＬＬで形成される閉ル
ープから上記キャリア周波数と位相を得る手段、 を備えたことを特徴とする衛星受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29596393A JP3412882B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 衛星受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29596393A JP3412882B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 衛星受信機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128431A JPH07128431A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3412882B2 true JP3412882B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17827358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29596393A Expired - Fee Related JP3412882B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 衛星受信機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412882B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230013600A1 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Circuits and Methods for a Cascade Phase Locked Loop |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100366618B1 (ko) * | 2000-03-31 | 2003-01-09 | 삼성전자 주식회사 | 클럭 신호의 듀티 사이클을 보정하는 지연 동기 루프 회로및 지연 동기 방법 |
| GB201016079D0 (en) * | 2010-09-24 | 2010-11-10 | St Microelectronics Res & Dev | Apparatus & method |
| US9176232B2 (en) | 2011-12-30 | 2015-11-03 | Csr Technology Inc. | Method and apparatus for managing and configuring tracker components for enhanced sensitivity tracking of GNSS signals |
| US9459353B2 (en) | 2011-12-30 | 2016-10-04 | Csr Technology Inc. | Method and apparatus for managing tracking loops for enhanced sensitivity tracking of GNSS signals |
-
1993
- 1993-11-02 JP JP29596393A patent/JP3412882B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230013600A1 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Circuits and Methods for a Cascade Phase Locked Loop |
| US11595050B2 (en) * | 2021-07-16 | 2023-02-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Circuits and methods for a cascade phase locked loop |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07128431A (ja) | 1995-05-19 |
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