JP3526281B2 - Ｇｐｓ受信機およびｇｐｓ受信機の故障診断方法 - Google Patents
Ｇｐｓ受信機およびｇｐｓ受信機の故障診断方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己診断可能なＧ
ＰＳ（衛星航法システム）受信機およびＧＰＳ受信機の
故障診断方法に関するものである。
ＰＳ（衛星航法システム）受信機およびＧＰＳ受信機の
故障診断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星から送信さ
れる疑似雑音符号と搬送波で位相変調された信号を受信
し、復調して取得した衛星からのデータ（以下、航法メ
ッセージと記す）に測位演算処理を施して位置を測定す
る装置である。測位計算のためには、複数の航法メッセ
ージが必要なため、ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星
に対応した受信回路（以下、受信チャネルと記す）を備
えている。
れる疑似雑音符号と搬送波で位相変調された信号を受信
し、復調して取得した衛星からのデータ（以下、航法メ
ッセージと記す）に測位演算処理を施して位置を測定す
る装置である。測位計算のためには、複数の航法メッセ
ージが必要なため、ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星
に対応した受信回路（以下、受信チャネルと記す）を備
えている。
【０００３】以下、従来のＧＰＳ受信機について図３を
参照して説明する。図３は、一般的なＧＰＳ受信機の構
成を示すものである。図３において、１はアンテナ、２
はアンプ、３はミキサ、４は局部発振器、５はＡＤコン
バータである。６、７、８、９は、それぞれ、複数の受
信チャネルに対応する検波復調部、１０から１３は疑似
雑音発生器、１８から２１は発振器、６から９および１
４から１７はミキサ、２２から２５はフィルタ、２６か
ら２９は加算器、３０から３３はレジスタ、３４は航法
メッセージ解析部、３５はＲＡＭである。
参照して説明する。図３は、一般的なＧＰＳ受信機の構
成を示すものである。図３において、１はアンテナ、２
はアンプ、３はミキサ、４は局部発振器、５はＡＤコン
バータである。６、７、８、９は、それぞれ、複数の受
信チャネルに対応する検波復調部、１０から１３は疑似
雑音発生器、１８から２１は発振器、６から９および１
４から１７はミキサ、２２から２５はフィルタ、２６か
ら２９は加算器、３０から３３はレジスタ、３４は航法
メッセージ解析部、３５はＲＡＭである。
【０００４】一般的に、ＧＰＳ受信機は４チャネル以上
の受信回路を装備しており、ここでは、４つの受信チャ
ネルを有する受信機について説明する。
の受信回路を装備しており、ここでは、４つの受信チャ
ネルを有する受信機について説明する。
【０００５】まず、ＧＰＳ衛星からの電波をアンテナ１
で受信する。アンプ２で増幅した受信信号と局部発振器
４からの周波数出力をミキサ３に入力する事で中間周波
数帯の周波数の信号に変換し、ＡＤコンバータ５でデジ
タル変換する。
で受信する。アンプ２で増幅した受信信号と局部発振器
４からの周波数出力をミキサ３に入力する事で中間周波
数帯の周波数の信号に変換し、ＡＤコンバータ５でデジ
タル変換する。
【０００６】第１番目の受信チャネルに対応する検波復
調部３６において、疑似雑音発生器１０で発生した疑似
雑音信号をミキサ６に入力してＡＤコンバータ５の出力
から受信信号に変調された疑似雑音成分を取り除く。ミ
キサ６の出力と発振器１８で生成した出力をミキサ１４
に入力して搬送波成分とドップラー周波数成分を除去す
る。フィルタ２２で高周波成分を除去した後に加算器２
６とレジスタ３０からなる積算器で相関値を計算する。
第２番目から第４番目の受信チャネルについても同様に
して、それぞれ検波復調部３７から３９で相関値を計算
する。
調部３６において、疑似雑音発生器１０で発生した疑似
雑音信号をミキサ６に入力してＡＤコンバータ５の出力
から受信信号に変調された疑似雑音成分を取り除く。ミ
キサ６の出力と発振器１８で生成した出力をミキサ１４
に入力して搬送波成分とドップラー周波数成分を除去す
る。フィルタ２２で高周波成分を除去した後に加算器２
６とレジスタ３０からなる積算器で相関値を計算する。
第２番目から第４番目の受信チャネルについても同様に
して、それぞれ検波復調部３７から３９で相関値を計算
する。
【０００７】以上により計算した４つのＧＰＳ衛星に対
応する相関値を、航法メッセージを解析する測位計算部
３４で信号解析して航法メッセージを取り出した後にＲ
ＡＭ３５に航法メッセージとして蓄える。
応する相関値を、航法メッセージを解析する測位計算部
３４で信号解析して航法メッセージを取り出した後にＲ
ＡＭ３５に航法メッセージとして蓄える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＧＰＳ受信機では、ＲＡＭは自己診断できるが、受信回
路を診断するためにはＧＰＳ受信機外部に検査信号生成
のためのパターン発生器を接続する必要があった。この
ため、測位計算結果に異常がある場合、原因がＧＰＳ衛
星状態等のＧＰＳ受信機外部の要因か、またはＧＰＳ衛
星からの電波は正常に受信できるが復調できない等のＧ
ＰＳ受信機自体の要因かを特定する事が難しかった。
ＧＰＳ受信機では、ＲＡＭは自己診断できるが、受信回
路を診断するためにはＧＰＳ受信機外部に検査信号生成
のためのパターン発生器を接続する必要があった。この
ため、測位計算結果に異常がある場合、原因がＧＰＳ衛
星状態等のＧＰＳ受信機外部の要因か、またはＧＰＳ衛
星からの電波は正常に受信できるが復調できない等のＧ
ＰＳ受信機自体の要因かを特定する事が難しかった。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、測位計算結果の異常が受信機外部または受信機自
体に因るものかを特定できる精度の高い自己診断が可能
なＧＰＳ受信機およびＧＰＳ受信機の故障診断方法を提
供する事を目的とする。
ので、測位計算結果の異常が受信機外部または受信機自
体に因るものかを特定できる精度の高い自己診断が可能
なＧＰＳ受信機およびＧＰＳ受信機の故障診断方法を提
供する事を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載のＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛
星に対応した受信回路（第１から第４の受信チャンネル
用検波復調部３６から３９）で取得した前記ＧＰＳ衛星
からの複数の航法メッセージに基づいて測位計算を行う
ＧＰＳ受信機において、前記複数の受信回路の中の一つ
の受信回路（第４の受信チャンネル用検波復調部３９）
の疑似雑音発生器（疑似雑音発生器１３）と搬送波周波
数発振器（発信器２１）との各出力信号の合成により生
成した自己診断のための検査信号を他の受信回路（第１
から第３の受信チャンネル用検波復調部３６から３８）
で計算した結果と、あらかじめ計算した基準値との比較
により、受信回路の動作を診断することを特徴とする。
に、請求項１に記載のＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛
星に対応した受信回路（第１から第４の受信チャンネル
用検波復調部３６から３９）で取得した前記ＧＰＳ衛星
からの複数の航法メッセージに基づいて測位計算を行う
ＧＰＳ受信機において、前記複数の受信回路の中の一つ
の受信回路（第４の受信チャンネル用検波復調部３９）
の疑似雑音発生器（疑似雑音発生器１３）と搬送波周波
数発振器（発信器２１）との各出力信号の合成により生
成した自己診断のための検査信号を他の受信回路（第１
から第３の受信チャンネル用検波復調部３６から３８）
で計算した結果と、あらかじめ計算した基準値との比較
により、受信回路の動作を診断することを特徴とする。
【００１１】また、請求項２に記載のＧＰＳ受信機は、
複数のＧＰＳ衛星に対応した受信回路（第１から第４の
受信チャンネル用検波復調部３６から３９）で取得した
前記ＧＰＳ衛星からの複数の航法メッセージに基づいて
測位計算を行うＧＰＳ受信機において、前記複数の受信
回路の中から被検査回路として任意に選択された受信回
路（第１の受信チャンネル用検波復調部３６）で、他の
受信回路（第２から第４の受信チャンネル用検波復調部
３７から３９）のそれぞれの疑似雑音発生器（疑似雑音
発生器１１から１３）と搬送波周波数発振器（発信器１
９から２１）との各出力信号の合成により生成した自己
診断のための検査信号を計算した結果と、あらかじめ計
算した基準値との比較により、受信回路の動作を診断す
ることを特徴とする。
複数のＧＰＳ衛星に対応した受信回路（第１から第４の
受信チャンネル用検波復調部３６から３９）で取得した
前記ＧＰＳ衛星からの複数の航法メッセージに基づいて
測位計算を行うＧＰＳ受信機において、前記複数の受信
回路の中から被検査回路として任意に選択された受信回
路（第１の受信チャンネル用検波復調部３６）で、他の
受信回路（第２から第４の受信チャンネル用検波復調部
３７から３９）のそれぞれの疑似雑音発生器（疑似雑音
発生器１１から１３）と搬送波周波数発振器（発信器１
９から２１）との各出力信号の合成により生成した自己
診断のための検査信号を計算した結果と、あらかじめ計
算した基準値との比較により、受信回路の動作を診断す
ることを特徴とする。
【００１２】本発明によれば、受信回路の構成する疑似
雑音発生器、搬送波周波数発振器を自己診断用の検査信
号の生成に用いることで、検査信号をＧＰＳ受信機内部
で発生することができるため、ＧＰＳ受信機外部に検査
信号生成のための発生器を接続することなく、測位計算
結果の異常が受信機外部または受信機自体に因るものか
を特定できる。
雑音発生器、搬送波周波数発振器を自己診断用の検査信
号の生成に用いることで、検査信号をＧＰＳ受信機内部
で発生することができるため、ＧＰＳ受信機外部に検査
信号生成のための発生器を接続することなく、測位計算
結果の異常が受信機外部または受信機自体に因るものか
を特定できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実
施形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものである。
一般的に、ＧＰＳ受信機は４チャネル以上の受信回路を
装備しており、本実施形態では、４つの受信チャネルを
有する受信機について説明する。４つの受信チャネルの
中で、第４番目の受信チャネルを検査信号の生成に使用
している。
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実
施形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものである。
一般的に、ＧＰＳ受信機は４チャネル以上の受信回路を
装備しており、本実施形態では、４つの受信チャネルを
有する受信機について説明する。４つの受信チャネルの
中で、第４番目の受信チャネルを検査信号の生成に使用
している。
【００１４】図１において、４０から４３は、２値入力
から１出力を選択する２値セレクタ、４４は、ミキサ１
７の出力信号を正規化する正規化回路である。なお、図
３に示した部分と同一部分には同一符号を付して詳細な
説明を省略する。
から１出力を選択する２値セレクタ、４４は、ミキサ１
７の出力信号を正規化する正規化回路である。なお、図
３に示した部分と同一部分には同一符号を付して詳細な
説明を省略する。
【００１５】ＧＰＳ受信機の第４番目の受信チャネルに
おいて、通常動作状態ではセレクタ４３は、ＡＤコンバ
ータ５の出力信号を選択しており従来例と同じ動作をす
る。
おいて、通常動作状態ではセレクタ４３は、ＡＤコンバ
ータ５の出力信号を選択しており従来例と同じ動作をす
る。
【００１６】以下、自己診断時の説明をする。まず、第
４番目の受信チャネルのセレクタ４３では、論理”１”
固定入力を選択する。第１番目から第３番目のＧＰＳ受
信チャネルのセレクタ４０から４２は、正規化回路４４
の出力を選択する。第４番目の受信チャネルの、ミキサ
９の出力は疑似雑音発生器１３の出力信号となり、ミキ
サ１７の出力は疑似雑音発生器１３の出力信号と発振器
２１の出力信号とを混合した信号となる。ミキサ１７の
出力を正規化回路４４で検波復調部３６から３８の各入
力のセレクタ６から８のビット幅に合わせて変換する事
で、第１番目から３番目の受信チャネルの検波復調部３
６から３８に対する検査信号が生成できる。
４番目の受信チャネルのセレクタ４３では、論理”１”
固定入力を選択する。第１番目から第３番目のＧＰＳ受
信チャネルのセレクタ４０から４２は、正規化回路４４
の出力を選択する。第４番目の受信チャネルの、ミキサ
９の出力は疑似雑音発生器１３の出力信号となり、ミキ
サ１７の出力は疑似雑音発生器１３の出力信号と発振器
２１の出力信号とを混合した信号となる。ミキサ１７の
出力を正規化回路４４で検波復調部３６から３８の各入
力のセレクタ６から８のビット幅に合わせて変換する事
で、第１番目から３番目の受信チャネルの検波復調部３
６から３８に対する検査信号が生成できる。
【００１７】第１番目から第３番目の受信チャネルの検
波復調部３６から３８では、生成された検査パターン
を、通常の受信時と同様に処理をして相関値を計算し、
あらかじめ計算した基準となる相関値と測位計算部３４
で比較照合する事で、回路が正常動作しているか否かを
判定する事ができる。
波復調部３６から３８では、生成された検査パターン
を、通常の受信時と同様に処理をして相関値を計算し、
あらかじめ計算した基準となる相関値と測位計算部３４
で比較照合する事で、回路が正常動作しているか否かを
判定する事ができる。
【００１８】以上のように本実施形態によれば、２値セ
レクタ４０、４１、４２、４３、正規化回路４４をＧＰ
Ｓ受信機に内蔵する事で、測位計算結果に異常がある場
合、ＧＰＳ衛星状態等のＧＰＳ受信機外部の要因か、ま
たはＧＰＳ衛星からの電波は正常に受信できるが復調で
きない等のＧＰＳ受信機自体の要因かを自己診断により
特定する事が可能となる。
レクタ４０、４１、４２、４３、正規化回路４４をＧＰ
Ｓ受信機に内蔵する事で、測位計算結果に異常がある場
合、ＧＰＳ衛星状態等のＧＰＳ受信機外部の要因か、ま
たはＧＰＳ衛星からの電波は正常に受信できるが復調で
きない等のＧＰＳ受信機自体の要因かを自己診断により
特定する事が可能となる。
【００１９】図２は、本発明の他の実施形態におけるＧ
ＰＳ受信機の構成を示すものである。図２において、４
５から４８は、３値入力から１出力を選択する３値セレ
クタ、４９から５２は２値入力から１出力を選択する２
値セレクタ、５３は加算器である。なお、図３に示した
部分と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略
する。
ＰＳ受信機の構成を示すものである。図２において、４
５から４８は、３値入力から１出力を選択する３値セレ
クタ、４９から５２は２値入力から１出力を選択する２
値セレクタ、５３は加算器である。なお、図３に示した
部分と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略
する。
【００２０】上記受信機において、通常動作状態ではセ
レクタ４５から４８は、ＡＤコンバータ５の出力信号を
選択しており従来例と同じ動作をする。
レクタ４５から４８は、ＡＤコンバータ５の出力信号を
選択しており従来例と同じ動作をする。
【００２１】以下、自己診断時の動作を説明する。ま
ず、検査対象となる受信チャネルを設定する。例えば、
第１番目得の受信チャネルの検波復調部３６を検査対象
とする場合、第２番目から第４番目の受信チャネルの検
波復調部３７から３９が検査用信号生成器として動作す
る。この場合、第１番目の受信チャネルに対応するセレ
クタ４５は正規化回路４４の出力を選択する。第２番目
から第４番目の受信チャネルに対応するセレクタ４６か
ら４８では論理”１”入力を選択する。第２番目の受信
チャネルの検波復調部３７では、ミキサ７の出力は疑似
雑音発生器１１の出力信号となり、ミキサ１５の出力は
疑似雑音発生器１１の出力信号と発振器１９の出力信号
とを混合した信号となる。
ず、検査対象となる受信チャネルを設定する。例えば、
第１番目得の受信チャネルの検波復調部３６を検査対象
とする場合、第２番目から第４番目の受信チャネルの検
波復調部３７から３９が検査用信号生成器として動作す
る。この場合、第１番目の受信チャネルに対応するセレ
クタ４５は正規化回路４４の出力を選択する。第２番目
から第４番目の受信チャネルに対応するセレクタ４６か
ら４８では論理”１”入力を選択する。第２番目の受信
チャネルの検波復調部３７では、ミキサ７の出力は疑似
雑音発生器１１の出力信号となり、ミキサ１５の出力は
疑似雑音発生器１１の出力信号と発振器１９の出力信号
とを混合した信号となる。
【００２２】第３番目および第４番目の受信チャネルの
検波復調部３２、３３においても、第２番目の受信チャ
ネルの検波復調部３７と同様の動作をする事により、ミ
キサ１６と１７から疑似雑音発生器１２、１３と発振器
２０、２１の出力信号とを混合した信号を出力する。セ
レクタ５２は論理”０”入力を選択し、セレクタ４９か
ら５１は、それぞれミキサ１５、１６、１７の出力を選
択する。
検波復調部３２、３３においても、第２番目の受信チャ
ネルの検波復調部３７と同様の動作をする事により、ミ
キサ１６と１７から疑似雑音発生器１２、１３と発振器
２０、２１の出力信号とを混合した信号を出力する。セ
レクタ５２は論理”０”入力を選択し、セレクタ４９か
ら５１は、それぞれミキサ１５、１６、１７の出力を選
択する。
【００２３】このようにセレクタを設定する事で、加算
器５３では、第２番目から第４番目の受信チャネルの検
波復調部３７から３９の疑似雑音発生器１１から１３に
発振器１９から２１の出力を混合した信号を加算し、正
規化回路４４で検波復調部３６のミキサ６のビット幅に
合わせて変換する事で、第１番目の受信チャネルの検波
復調部３６に対する検査信号が生成できる。
器５３では、第２番目から第４番目の受信チャネルの検
波復調部３７から３９の疑似雑音発生器１１から１３に
発振器１９から２１の出力を混合した信号を加算し、正
規化回路４４で検波復調部３６のミキサ６のビット幅に
合わせて変換する事で、第１番目の受信チャネルの検波
復調部３６に対する検査信号が生成できる。
【００２４】第１番目の受信チャネルの検波復調部３６
の測位演算部３４では、生成された検査信号を、通常の
受信時と同様に処理する事で相関値を計算し、あらかじ
め計算した基準となる相関値と比較照合する事で、回路
が正常動作しているか否かを判定する事ができる。
の測位演算部３４では、生成された検査信号を、通常の
受信時と同様に処理する事で相関値を計算し、あらかじ
め計算した基準となる相関値と比較照合する事で、回路
が正常動作しているか否かを判定する事ができる。
【００２５】以上のように本実施形態によれば、３値セ
レクタ４５から４８および２値セレクタ４９から５２、
加算器５３、正規化回路４４をＧＰＳ受信機に内蔵する
事で、測位計算結果に異常がある場合、ＧＰＳ衛星状態
等のＧＰＳ受信機外部の要因か、ＧＰＳ衛星からの電波
は正常に受信できるが復調できない等のＧＰＳ受信機自
体の要因かを自己診断により特定する事が可能となる。
レクタ４５から４８および２値セレクタ４９から５２、
加算器５３、正規化回路４４をＧＰＳ受信機に内蔵する
事で、測位計算結果に異常がある場合、ＧＰＳ衛星状態
等のＧＰＳ受信機外部の要因か、ＧＰＳ衛星からの電波
は正常に受信できるが復調できない等のＧＰＳ受信機自
体の要因かを自己診断により特定する事が可能となる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、自己診断用の検査信号
をＧＰＳ受信機内部で発生することができるため、ＧＰ
Ｓ受信機外部に検査信号生成のための発生器を接続する
ことなく、測位計算結果の異常が受信機外部または受信
機自体に因るものかを特定できる。
をＧＰＳ受信機内部で発生することができるため、ＧＰ
Ｓ受信機外部に検査信号生成のための発生器を接続する
ことなく、測位計算結果の異常が受信機外部または受信
機自体に因るものかを特定できる。
【図１】本発明の一実施形態におけるＧＰＳ受信機の構
成図。
成図。
【図２】本発明の他の実施形態におけるＧＰＳ受信機の
構成図。
構成図。
【図３】従来のＧＰＳ受信機の構成図。
１ アンテナ
２ アンプ
３ ミキサ
４ 局部発振器
５ ＡＤコンバータ
６〜９ ミキサ
１０〜１３ 疑似雑音発生器
１４〜１７ ミキサ
１８〜２１ 発振器
２２〜２５ ローパスフィルタ
２６〜２９ 加算器
３０〜３３ レジスタ
３４ 測位計算部
３５ ＲＡＭ
３６ 第１の受信チャネル用検波復調部
３７ 第２の受信チャネル用検波復調部
３８ 第３の受信チャネル用検波復調部
３９ 第４の受信チャネル用検波復調部
４０〜４３ ２値セレクタ
４４ 正規化回路
４５〜４８ ３値セレクタ
４９〜５２ ２値セレクタ
５３ 加算器
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のＧＰＳ衛星に対応した受信回路で
取得した前記ＧＰＳ衛星からの複数の航法メッセージに
基づいて測位計算を行うＧＰＳ受信機において、 前記複数の受信回路の中の一つの受信回路の疑似雑音発
生器と搬送波周波数発振器との各出力信号の合成により
生成した自己診断のための検査信号を他の受信回路で計
算した結果と、あらかじめ計算した基準値との比較によ
り、受信回路の動作を診断することを特徴とするＧＰＳ
受信機。 - 【請求項２】 複数のＧＰＳ衛星に対応した受信回路で
取得した前記ＧＰＳ衛星からの複数の航法メッセージに
基づいて測位計算を行うＧＰＳ受信機において、 前記複数の受信回路の中から被検査回路として任意に選
択された受信回路で、他の受信回路のそれぞれの疑似雑
音発生器と搬送波周波数発振器との各出力信号の合成に
より生成した自己診断のための検査信号を計算した結果
と、あらかじめ計算した基準値との比較により、受信回
路の動作を診断することを特徴とするＧＰＳ受信機。 - 【請求項３】 複数のＧＰＳ衛星に対応した受信回路で
取得した前記ＧＰＳ衛星からの複数の航法メッセージに
基づいて測位計算を行うＧＰＳ受信機の故障診断方法に
おいて、 前記複数の受信回路の中の少なくとも１つの受信回路の
疑似雑音発生器と搬送波周波数発振器との各出力信号の
合成により自己診断のための検査信号を生成し、該検査
信号を他の受信回路で計算した結果とあらかじめ計算し
た基準値とを比較し、比較結果に基づいて受信回路の故
障を診断する、ことを特徴とするＧＰＳ受信機の故障診
断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191383A JP3526281B2 (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | Ｇｐｓ受信機およびｇｐｓ受信機の故障診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191383A JP3526281B2 (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | Ｇｐｓ受信機およびｇｐｓ受信機の故障診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003004836A JP2003004836A (ja) | 2003-01-08 |
| JP3526281B2 true JP3526281B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=19030016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191383A Expired - Fee Related JP3526281B2 (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | Ｇｐｓ受信機およびｇｐｓ受信機の故障診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526281B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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