JP3544915B2 - 航法支援ｇｐｓ測位システムの地上疑似衛星装置および地上疑似衛星装置の疑似ｇｐｓ衛星信号同期化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航法支援を行うＧＰＳ測位システムに適用され、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式で航行体に測距情報を提供する、航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、国際民間航空機関（ＩＣＡＯ）により規格の標準化が進められているＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）に於いて、特にＧＢＡＳ（Ｇｒｏｕｎｄ Ｂａｓｅｄ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）と称される地上型航法衛星補強システムに適用して好適な航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ＩＣＡＯにより規格の標準化が進められているＧＮＳＳに於いて、特にＧＢＡＳと称される地上型航法衛星補強システムは、空港周辺の比較的狭い地域に対してサービスを提供するもので、空港に設置された複数の地上モニタ受信機から送られたＧＰＳデータを処理し、ＶＨＦデータリンクにより信頼性向上のための補強情報を提供する。また各ＧＰＳ衛星信号を監視して精度向上のための補強情報を航空機に伝達することにより、航空機が着陸するための垂直精度を向上することができる。このようにＧＢＡＳは狭い地域に限定して情報を提供することから高い精度を得ることができる。更にＡＰＬ（Ａｉｒｐｏｒｔ Ｐｓｅｕｄｏｌｉｔｅ）と称される地上疑似衛星を付加し、この地上疑似衛星からＧＰＳ衛星と同様の周波数帯および変調方式で航空機等に測距情報を提供することができる。
【０００４】
このようなＡＰＬを用いて精度向上を図るＧＢＡＳに於いて、ＡＰＬ信号の時刻系はＧＰＳ信号の時刻系と比較して１マイクロ秒以下と規定されている。
【０００５】
前述のとおり、ＡＰＬを用いたＧＢＡＳは規格の標準化が進められている段階であり、具体的なハードウェア回路についての事例は存在しないが、上記規格を満足させるために以下のような方法が提案されていた。
【０００６】
この方法は、汎用ＧＰＳ受信機を用い、当該受信機から出力される１ＰＰＳ（１ｐｕｌｓｅ ｐａｒ ｓｅｃ）のタイミングでＡＰＬ信号を発生する方法である。ＧＰＳ受信機の主機能は自己位置を計算するものであるが、その際、ＧＰＳ受信機内部クロックのＧＰＳシステム時刻からの誤差も計算できる。
【０００７】
最近の汎用受信機はその特質を活かし、ＧＰＳ受信機内部でＧＰＳシステム時刻に同期したタイミング（１ＰＰＳ）信号を生成し、外部に出力するものが一般的である。精度的にはＧＰＳシステム時刻に対して数１００ｎｓを実現できる。この方法はこの１ＰＰＳのタイミングで連続的にＡＰＬ信号の出力タイミングを取り、ＧＰＳシステム時刻に近づけるものである。
【０００８】
しかしながら、上記した１ＰＰＳのタイミングで連続的にＡＰＬ信号の出力タイミングを取る方法は、数１００ｎｓの精度は確保できるものの、その誤差はＧＰＳシステム運用例の選択利用性によるものであり、数分の短周期で誤差が変化する。
【０００９】
このタイミングでＡＰＬ信号を発生すると、機器の基準周波数信号（例えばＯＣＸＯ、ルビジウム、セシウム発振器）をもとに生成した搬送波に対し、ＡＰＬコードは選択利用性の誤差を持ち、搬送波周波数とＡＰＬコード周波数の周波数同期性が崩れ、システム提供上の問題が発生する。
【００１０】
このように１ＰＰＳのタイミングで連続的にＡＰＬ信号の出力タイミングを取る方法は、数分の短周期で誤差が変化することから、機器内部の基準周波数信号をもとに生成された搬送波周波数とＡＰＬコード周波数の周波数同期性が短周期で崩れ、上述したＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を満足することができないという問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ＡＰＬを用いて精度向上を図るＧＢＡＳに於いて、汎用ＧＰＳ受信機を用い、当該受信機から出力される１ＰＰＳのタイミングでＡＰＬ信号を発生する方法は、機器内部の基準周波数信号をもとに生成された搬送波周波数とＡＰＬコード周波数の周波数同期性が短周期で崩れ、上述したＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を満足することができないという問題が生じる。
【００１２】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、ＡＰＬにより精度向上を図るＧＢＡＳに於いて、汎用ＧＰＳ受信機を用いて、ＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を十分に満足でき、これにより信頼性の高い高精度の測距情報を提供することができる航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、汎用ＧＰＳ受信機を用い、システム運用開始時に上記ＧＰＳ受信機より得られる１ＰＰＳのタイミングでＡＰＬコードのコード位置（ＡＰＬ時刻値）を初期設定し、以後は上位装置（ＧＢＡＳの主局）から通達される誤差が規格範囲外となるまで機器内で生成したフリーランの基準周波数信号をベースにＡＰＬコードを生成し、上記通達される誤差が規格範囲外となった際に、再度ＡＰＬコードを１ＰＰＳと同期するように設定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、汎用ＧＰＳ受信機から出力されるタイミング信号と基準周波数信号とを用い、タイミング信号によりＧＰＳシステム時刻の同期をとり、基準周波数信号をもとに搬送波を生成することを特徴とする。
【００１５】
即ち、本発明は、ＧＰＳ衛星信号を受信し当該受信信号からＧＰＳ時刻情報およびタイミング信号を弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、自装置内で生成された基準周波数信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、上記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コードと上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報とをもとに高周波変調された疑似ＧＰＳ衛星信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号送信手段とを有して、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置であって、前記システムの運用開始時に上記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置（疑似衛星時刻値）を上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されるタイミング信号に同期化させ、以降の動作時に於いて上記システムの監視を行う上位装置より誤差信号を受け、当該誤差信号が規定範囲を超えた際に上記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を再度上記タイミング信号に同期化させる制御手段を具備してなることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置であって、ＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号からＧＰＳ時刻情報およびタイミング信号を弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、装置内部の動作用基準周波数信号を生成する基準周波数信号発生手段と、上記基準周波数信号発生手段で生成された基準周波数信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、上記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コードと上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報とをもとに上記ＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による疑似ＧＰＳ信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号の生成及び送信手段と、動作開始時に上記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されるタイミング信号に同期化させる初期同期化制御手段と、上記システムの監視を行う上位装置より誤差信号を受け、当該誤差信号が設定範囲を超えた際に上記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を再度上記タイミング信号に同期化させる自走時同期化制御手段とを具備してなることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、航法支援ＧＰＳ測位システムに適用され、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法であって、自装置内で生成した基準周波数信号をもとに疑似ＧＰＳ衛星信号を生成する手段を有し、動作開始時に於いて上記ＧＰＳ衛星より受信したＧＰＳ衛星信号に含まれるタイミング信号に同期させて上記疑似ＧＰＳ衛星信号を生成し、以後の動作時に於いて上記システムの監視を行う上位装置より受けた誤差信号が規定範囲を超えた際に上記タイミング信号に同期させて上記疑似ＧＰＳ衛星信号を生成することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置であって、ＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号から基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とタイミング信号とを弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力された基準周波数信号及びタイミング信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、上記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コード及び上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報をもとに高周波変調された疑似ＧＰＳ衛星信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号送信手段とを具備してなることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置であって、ＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号から基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とタイミング信号とを弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力された基準周波数信号及びタイミング信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力された基準周波数信号を用いて搬送波信号を生成する搬送波発生手段と、上記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コード及び上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報と上記搬送波発生手段で生成された搬送波信号とをもとに上記ＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による疑似ＧＰＳ信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号の生成及び送信手段とを具備してなることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、航法支援ＧＰＳ測位システムに適用され、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法であって、ＧＰＳ衛星信号を受信して当該受信信号から基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とタイミング信号とを弁別出力し、当該弁別出力された基準周波数信号とタイミング信号とを用いて疑似衛星コードを生成するとともに、上記基準周波数信号を用いて搬送波信号を生成し、当該疑似衛星コードと上記ＧＰＳ時刻情報と上記搬送波信号とをもとに高周波変調された疑似ＧＰＳ衛星信号を生成して無線送信することを特徴とする。
【００２１】
上記した航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法により、汎用ＧＰＳ受信機を用いて、ＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を十分に満足でき、これによりＡＰＬを用いて精度向上を図るＧＢＡＳに於いて信頼性の高い高精度の測距情報を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施形態に於けるＡＰＬ装置を含むシステム全体の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図中、１，１，…はＧＰＳ衛星（ＧＰＳ１〜ＧＰＳ４）、２はＧＰＳ航法支援の対象となる航空機、３は航空機２に補強情報を提供するＧＢＡＳである。４乃至６はそれぞれＧＢＡＳ３の構成要素をなすもので、４，４，…はＧＰＳ衛星１より発信されたＧＰＳデータを受信処理する地上モニタ受信機（ＭＲＶ）、５は地上モニタ受信機（ＭＲＶ）４，４，…より受けたＧＰＳデータを処理し、ＶＨＦデータリンクにより信頼性向上のための補強情報を提供するＧＢＡＳ主局、６はＧＰＳ衛星１と同様の周波数帯および変調方式で航空機２に測距情報を提供する本発明の対象となるＡＰＬ装置（地上疑似衛星装置）である。
【００２５】
図２は本発明の第１実施形態に於けるＡＰＬ装置６の要部の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図２に於いて、１１はＧＰＳタイミング受信機であり、ここではＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号からＧＰＳ時刻情報および１ＰＰＳのタイミング信号（以下１ＰＰＳ信号と称す）を弁別し出力する。
【００２７】
１２は後述する基準周波数信号発生器１８より出力された基準周波数信号を用いてＡＰＬ時刻の下位桁値を示すＡＰＬコード（疑似衛星コード）を生成するＡＰＬコード発生器であり、この第１実施形態では、システム運用開始時に、上記ＧＰＳタイミング受信機１１の１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置（ＡＰＬ時刻下位桁値）を初期設定し、以後は、後述する同期信号発生器１３より同期指示信号を受けるまで、後述する基準周波数信号発生器１８で生成した基準周波数信号をもとにフリーランでＡＰＬコードを生成する。後述する同期信号発生器１３より同期指示信号を受けると、再度上記ＧＰＳタイミング受信機１１の１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置を同期化する。
【００２８】
１３は同期信号発生器であり、図１に示すＧＢＡＳ主局５より受けたＡＰＬ信号時刻誤差情報が規定値を超えた際に、上記ＡＰＬコード発生器１２に同期指示信号を送出して、再度、上記１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置を同期化する。
【００２９】
１４はデータ発生器であり、上記ＧＰＳタイミング受信機１１より出力されるＧＰＳ時刻情報をもとに、送信用のＡＰＬ信号を生成するためのＡＰＬデータを生成し、後述する信号発生器１５に送出する。
【００３０】
１５は送信用のＡＰＬ信号を生成する信号発生器であり、上記ＡＰＬコード発生器１２より出力されたＡＰＬコードと上記データ発生器１４より出力されたＡＰＬデータと後述する搬送波発生器１６より出力された搬送波とをもとにＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による送信用のＡＰＬ信号を生成する。
【００３１】
１６は送信用ＡＰＬ信号の搬送波を生成する搬送波発生器であり、後述する基準周波数信号発生器１８より出力される基準周波数信号をもとにＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式によるＡＰＬ信号を得るための搬送波を生成する。
【００３２】
１７は上記搬送波で変調された送信用ＡＰＬ信号を電力増幅する電力増幅器であり、上記信号発生器１５より出力されたＡＰＬ信号を高周波電力増幅しＡＰＬ送信アンテナより測距情報として送信出力する。
【００３３】
１８はＡＰＬ装置内部の動作用基準周波数信号を生成する基準周波数信号発生器であり、ここではルビジウム発振器またはセシウム発振器により構成される。
【００３４】
ここで上記図２を参照して本発明の第１実施形態に於けるＡＰＬ装置の動作を説明する。
【００３５】
ＧＰＳタイミング受信機１１は、ＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号からＧＰＳ時刻情報および１ＰＰＳ信号を弁別し出力する。
【００３６】
ＡＰＬコード発生器１２は、基準周波数信号発生器１８より出力された基準周波数信号を用いてＡＰＬ時刻の下位桁値を示すＡＰＬコードを生成する。この第１実施形態では、システム運用開始時に、上記ＧＰＳタイミング受信機１１の１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置（ＡＰＬ時刻下位桁値）を初期設定し、以後は、後述する同期信号発生器１３より同期指示信号を受けるまで、後述する基準周波数信号発生器１８で生成した基準周波数信号をもとにフリーランでＡＰＬコードを生成する。同期信号発生器１３より同期指示信号を受けると、再度、上記ＧＰＳタイミング受信機１１の１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置を同期化する。
【００３７】
即ち、ＡＰＬコード発生器１２はＧＰＳタイミング受信機１１から１ＰＰＳ信号を入力するが、システム運用開始時に於いて、その１ＰＰＳ信号のタイミングでＡＰＬコード位置（ＡＰＬ時刻）を初期設定する。ここで上記ＡＰＬコードと搬送波はそれぞれＡＰＬ装置内の基準周波数信号発生器１８から出力される基準周波数信号をもとに生成され、従ってＡＰＬコードと搬送波周波数の周波数同期は完全に取られていることになる。
【００３８】
上記したように１ＰＰＳ信号のタイミングでＡＰＬコードを初期設定していることで、ＡＰＬコード位置は、初期設定時、１ＰＰＳ信号のＧＰＳシステム時刻同期精度の数１００ｎｓ相当の精度で同期している。その後、ＡＰＬコード発生器１２は、上記１ＰＰＳのタイミングを使用せず、基準周波数信号発生器１８より出力されるフリーランの基準周波数信号をベースにＡＰＬコードを発生する。
【００３９】
ここで、基準周波数信号発生器１８として、ルビジウムを使用する場合、周波数確度１×１０−１０ の精度から、ＡＰＬ信号の時刻系がＧＰＳシステム時刻に対して１マイクロ秒以上の誤差になるには
１００００秒かかることになる。この誤差については、ＡＰＬ装置６の上位システムであるＧＢＡＳ主局５が信号をモニタすることにより検出でき、その誤差情報をＡＰＬ装置６に通知し、当該誤差が規定範囲外となった場合、再度、ＡＰＬコードを１ＰＰＳ信号と同期するように設定することで規格を満足する。
【００４０】
なお、１００００秒毎に再設定する方式は、実運用の場合、運用の観点から問題は生じるものの、基準周波数信号発生器１８をルビジウム発振器からセシウム発振器に変更することで再設定の周期はオーダー的に１０倍大きくなる。またＧＰＳシステム時刻同期精度規格の１マイクロ秒が１秒に変更される可能性が高いことから、もし変更されれば再設定の周期が１×１０６ 倍大きくなり運用上の問題も解決される。
【００４１】
次に図３を参照して本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態では、汎用ＧＰＳ受信機から出力される１ＰＰＳ信号に加え、同じくＧＰＳタイミング受信機１１から出力される基準周波数信号を用い、１ＰＰＳ信号によりＧＰＳシステム時刻の同期をとり、基準周波数信号をもとに搬送波を生成する。
【００４２】
図３は本発明の第２実施形態に於けるＡＰＬ装置６の要部の構成を示すブロック図である。
【００４３】
図３に於いて、２１はＧＰＳタイミング受信機であり、ここではＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号から１ＰＰＳ信号と基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とを弁別し出力する。
【００４４】
２２はＡＰＬコード発生器であり、ここでは上記ＧＰＳタイミング受信機２１より出力された基準周波数信号と１ＰＰＳ信号とを用いてＡＰＬ時刻の下位桁値を示すＡＰＬコード（疑似衛星コード）を生成する。
【００４５】
２３はデータ発生器であり、上記ＧＰＳタイミング受信機２１より出力されるＧＰＳ時刻情報をもとに、送信用ＡＰＬ信号を得るためのＡＰＬデータを生成する。
【００４６】
２４は信号発生器であり、上記ＡＰＬコード発生器２２より出力されたＡＰＬコードと上記データ発生器２３より出力されたＡＰＬデータと後述する搬送波発生器２５より出力された搬送波とをもとにＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による送信用のＡＰＬ信号を生成する。
【００４７】
２６はＡＰＬ信号送信用の電力増幅器であり、上記信号発生器２４より出力されたＡＰＬ信号を高周波電力増幅しＡＰＬ送信アンテナより測距情報として送信出力する。
【００４８】
ここで上記図３２を参照して本発明の第２実施形態に於けるＡＰＬ装置の動作を説明する。
【００４９】
ＧＰＳタイミング受信機２１は、ＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号から１ＰＰＳ信号と基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とを弁別し出力する。
【００５０】
ＡＰＬコード発生器２２は、上記ＧＰＳタイミング受信機２１より出力された基準周波数信号と１ＰＰＳ信号とを用いてＡＰＬ時刻の下位桁値を示すＡＰＬコードを生成する。
【００５１】
信号発生器２４は、ＡＰＬコード発生器２２より出力されたＡＰＬコードとデータ発生器２３より出力されたＡＰＬデータと搬送波発生器２５より出力された搬送波とをもとにＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による送信用のＡＰＬ信号を生成し電力増幅器２６に送出する。電力増幅器２６は信号発生器２４より出力されたＡＰＬ信号を高周波電力増幅しＡＰＬ送信アンテナより測距情報として送信出力する。
【００５２】
ここで、ＡＰＬコード発生器２２は、ＧＰＳタイミング受信機２１で受信した１ＰＰＳ信号と基準周波数信号とをもとにＡＰＬコードを生成している。この際、１ＰＰＳ信号が選択利用性の影響を受けているのと同様に基準周波数信号も選択利用性の影響を受けるが、この基準周波数信号を用いて搬送波を生成することで前述した従来技術による周波数同期の問題を回避できる。
【００５３】
上記した本発明の各実施形態により、汎用のＧＰＳ受信機を用いて、ＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を十分に満足でき、これによりＡＰＬを用いて精度向上を図るＧＢＡＳに於いて信頼性の高い高精度の測距情報を提供することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ＡＰＬにより精度向上を図るＧＢＡＳに於いて、汎用ＧＰＳ受信機を用いて、ＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を十分に満足でき、これにより信頼性の高い高精度の測距情報を提供することができる航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に於けるＡＰＬ装置を含むシステム全体の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態に於けるＡＰＬ装置の要部の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第２実施形態に於けるＡＰＬ装置の要部の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…ＧＰＳ衛星
２…ＧＰＳ航法支援の対象となる航空機
３…ＧＢＡＳ（Ｇｒｏｕｎｄ Ｂａｓｅｄ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）
４…地上モニタ受信機（ＭＲＶ）
５…ＧＢＡＳ主局
６…ＡＰＬ装置（地上疑似衛星装置）
１１…ＧＰＳタイミング受信機
１２…ＡＰＬコード発生器
１３…同期信号発生器
１４…データ発生器
１５…信号発生器
１６…搬送波発生器
１７…電力増幅器
１８…基準周波数信号発生器
２１…ＧＰＳタイミング受信機
２２…ＡＰＬコード発生器
２３…データ発生器
２４…信号発生器
２５…搬送波発生器
２６…電力増幅器
【発明の属する技術分野】
本発明は、航法支援を行うＧＰＳ測位システムに適用され、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式で航行体に測距情報を提供する、航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、国際民間航空機関（ＩＣＡＯ）により規格の標準化が進められているＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）に於いて、特にＧＢＡＳ（Ｇｒｏｕｎｄ Ｂａｓｅｄ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）と称される地上型航法衛星補強システムに適用して好適な航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ＩＣＡＯにより規格の標準化が進められているＧＮＳＳに於いて、特にＧＢＡＳと称される地上型航法衛星補強システムは、空港周辺の比較的狭い地域に対してサービスを提供するもので、空港に設置された複数の地上モニタ受信機から送られたＧＰＳデータを処理し、ＶＨＦデータリンクにより信頼性向上のための補強情報を提供する。また各ＧＰＳ衛星信号を監視して精度向上のための補強情報を航空機に伝達することにより、航空機が着陸するための垂直精度を向上することができる。このようにＧＢＡＳは狭い地域に限定して情報を提供することから高い精度を得ることができる。更にＡＰＬ（Ａｉｒｐｏｒｔ Ｐｓｅｕｄｏｌｉｔｅ）と称される地上疑似衛星を付加し、この地上疑似衛星からＧＰＳ衛星と同様の周波数帯および変調方式で航空機等に測距情報を提供することができる。
【０００４】
このようなＡＰＬを用いて精度向上を図るＧＢＡＳに於いて、ＡＰＬ信号の時刻系はＧＰＳ信号の時刻系と比較して１マイクロ秒以下と規定されている。
【０００５】
前述のとおり、ＡＰＬを用いたＧＢＡＳは規格の標準化が進められている段階であり、具体的なハードウェア回路についての事例は存在しないが、上記規格を満足させるために以下のような方法が提案されていた。
【０００６】
この方法は、汎用ＧＰＳ受信機を用い、当該受信機から出力される１ＰＰＳ（１ｐｕｌｓｅ ｐａｒ ｓｅｃ）のタイミングでＡＰＬ信号を発生する方法である。ＧＰＳ受信機の主機能は自己位置を計算するものであるが、その際、ＧＰＳ受信機内部クロックのＧＰＳシステム時刻からの誤差も計算できる。
【０００７】
最近の汎用受信機はその特質を活かし、ＧＰＳ受信機内部でＧＰＳシステム時刻に同期したタイミング（１ＰＰＳ）信号を生成し、外部に出力するものが一般的である。精度的にはＧＰＳシステム時刻に対して数１００ｎｓを実現できる。この方法はこの１ＰＰＳのタイミングで連続的にＡＰＬ信号の出力タイミングを取り、ＧＰＳシステム時刻に近づけるものである。
【０００８】
しかしながら、上記した１ＰＰＳのタイミングで連続的にＡＰＬ信号の出力タイミングを取る方法は、数１００ｎｓの精度は確保できるものの、その誤差はＧＰＳシステム運用例の選択利用性によるものであり、数分の短周期で誤差が変化する。
【０００９】
このタイミングでＡＰＬ信号を発生すると、機器の基準周波数信号（例えばＯＣＸＯ、ルビジウム、セシウム発振器）をもとに生成した搬送波に対し、ＡＰＬコードは選択利用性の誤差を持ち、搬送波周波数とＡＰＬコード周波数の周波数同期性が崩れ、システム提供上の問題が発生する。
【００１０】
このように１ＰＰＳのタイミングで連続的にＡＰＬ信号の出力タイミングを取る方法は、数分の短周期で誤差が変化することから、機器内部の基準周波数信号をもとに生成された搬送波周波数とＡＰＬコード周波数の周波数同期性が短周期で崩れ、上述したＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を満足することができないという問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ＡＰＬを用いて精度向上を図るＧＢＡＳに於いて、汎用ＧＰＳ受信機を用い、当該受信機から出力される１ＰＰＳのタイミングでＡＰＬ信号を発生する方法は、機器内部の基準周波数信号をもとに生成された搬送波周波数とＡＰＬコード周波数の周波数同期性が短周期で崩れ、上述したＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を満足することができないという問題が生じる。
【００１２】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、ＡＰＬにより精度向上を図るＧＢＡＳに於いて、汎用ＧＰＳ受信機を用いて、ＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を十分に満足でき、これにより信頼性の高い高精度の測距情報を提供することができる航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、汎用ＧＰＳ受信機を用い、システム運用開始時に上記ＧＰＳ受信機より得られる１ＰＰＳのタイミングでＡＰＬコードのコード位置（ＡＰＬ時刻値）を初期設定し、以後は上位装置（ＧＢＡＳの主局）から通達される誤差が規格範囲外となるまで機器内で生成したフリーランの基準周波数信号をベースにＡＰＬコードを生成し、上記通達される誤差が規格範囲外となった際に、再度ＡＰＬコードを１ＰＰＳと同期するように設定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、汎用ＧＰＳ受信機から出力されるタイミング信号と基準周波数信号とを用い、タイミング信号によりＧＰＳシステム時刻の同期をとり、基準周波数信号をもとに搬送波を生成することを特徴とする。
【００１５】
即ち、本発明は、ＧＰＳ衛星信号を受信し当該受信信号からＧＰＳ時刻情報およびタイミング信号を弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、自装置内で生成された基準周波数信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、上記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コードと上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報とをもとに高周波変調された疑似ＧＰＳ衛星信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号送信手段とを有して、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置であって、前記システムの運用開始時に上記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置（疑似衛星時刻値）を上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されるタイミング信号に同期化させ、以降の動作時に於いて上記システムの監視を行う上位装置より誤差信号を受け、当該誤差信号が規定範囲を超えた際に上記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を再度上記タイミング信号に同期化させる制御手段を具備してなることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置であって、ＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号からＧＰＳ時刻情報およびタイミング信号を弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、装置内部の動作用基準周波数信号を生成する基準周波数信号発生手段と、上記基準周波数信号発生手段で生成された基準周波数信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、上記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コードと上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報とをもとに上記ＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による疑似ＧＰＳ信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号の生成及び送信手段と、動作開始時に上記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されるタイミング信号に同期化させる初期同期化制御手段と、上記システムの監視を行う上位装置より誤差信号を受け、当該誤差信号が設定範囲を超えた際に上記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を再度上記タイミング信号に同期化させる自走時同期化制御手段とを具備してなることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、航法支援ＧＰＳ測位システムに適用され、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法であって、自装置内で生成した基準周波数信号をもとに疑似ＧＰＳ衛星信号を生成する手段を有し、動作開始時に於いて上記ＧＰＳ衛星より受信したＧＰＳ衛星信号に含まれるタイミング信号に同期させて上記疑似ＧＰＳ衛星信号を生成し、以後の動作時に於いて上記システムの監視を行う上位装置より受けた誤差信号が規定範囲を超えた際に上記タイミング信号に同期させて上記疑似ＧＰＳ衛星信号を生成することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置であって、ＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号から基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とタイミング信号とを弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力された基準周波数信号及びタイミング信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、上記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コード及び上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報をもとに高周波変調された疑似ＧＰＳ衛星信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号送信手段とを具備してなることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置であって、ＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号から基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とタイミング信号とを弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力された基準周波数信号及びタイミング信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力された基準周波数信号を用いて搬送波信号を生成する搬送波発生手段と、上記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コード及び上記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報と上記搬送波発生手段で生成された搬送波信号とをもとに上記ＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による疑似ＧＰＳ信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号の生成及び送信手段とを具備してなることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、航法支援ＧＰＳ測位システムに適用され、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法であって、ＧＰＳ衛星信号を受信して当該受信信号から基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とタイミング信号とを弁別出力し、当該弁別出力された基準周波数信号とタイミング信号とを用いて疑似衛星コードを生成するとともに、上記基準周波数信号を用いて搬送波信号を生成し、当該疑似衛星コードと上記ＧＰＳ時刻情報と上記搬送波信号とをもとに高周波変調された疑似ＧＰＳ衛星信号を生成して無線送信することを特徴とする。
【００２１】
上記した航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法により、汎用ＧＰＳ受信機を用いて、ＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を十分に満足でき、これによりＡＰＬを用いて精度向上を図るＧＢＡＳに於いて信頼性の高い高精度の測距情報を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施形態に於けるＡＰＬ装置を含むシステム全体の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図中、１，１，…はＧＰＳ衛星（ＧＰＳ１〜ＧＰＳ４）、２はＧＰＳ航法支援の対象となる航空機、３は航空機２に補強情報を提供するＧＢＡＳである。４乃至６はそれぞれＧＢＡＳ３の構成要素をなすもので、４，４，…はＧＰＳ衛星１より発信されたＧＰＳデータを受信処理する地上モニタ受信機（ＭＲＶ）、５は地上モニタ受信機（ＭＲＶ）４，４，…より受けたＧＰＳデータを処理し、ＶＨＦデータリンクにより信頼性向上のための補強情報を提供するＧＢＡＳ主局、６はＧＰＳ衛星１と同様の周波数帯および変調方式で航空機２に測距情報を提供する本発明の対象となるＡＰＬ装置（地上疑似衛星装置）である。
【００２５】
図２は本発明の第１実施形態に於けるＡＰＬ装置６の要部の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図２に於いて、１１はＧＰＳタイミング受信機であり、ここではＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号からＧＰＳ時刻情報および１ＰＰＳのタイミング信号（以下１ＰＰＳ信号と称す）を弁別し出力する。
【００２７】
１２は後述する基準周波数信号発生器１８より出力された基準周波数信号を用いてＡＰＬ時刻の下位桁値を示すＡＰＬコード（疑似衛星コード）を生成するＡＰＬコード発生器であり、この第１実施形態では、システム運用開始時に、上記ＧＰＳタイミング受信機１１の１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置（ＡＰＬ時刻下位桁値）を初期設定し、以後は、後述する同期信号発生器１３より同期指示信号を受けるまで、後述する基準周波数信号発生器１８で生成した基準周波数信号をもとにフリーランでＡＰＬコードを生成する。後述する同期信号発生器１３より同期指示信号を受けると、再度上記ＧＰＳタイミング受信機１１の１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置を同期化する。
【００２８】
１３は同期信号発生器であり、図１に示すＧＢＡＳ主局５より受けたＡＰＬ信号時刻誤差情報が規定値を超えた際に、上記ＡＰＬコード発生器１２に同期指示信号を送出して、再度、上記１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置を同期化する。
【００２９】
１４はデータ発生器であり、上記ＧＰＳタイミング受信機１１より出力されるＧＰＳ時刻情報をもとに、送信用のＡＰＬ信号を生成するためのＡＰＬデータを生成し、後述する信号発生器１５に送出する。
【００３０】
１５は送信用のＡＰＬ信号を生成する信号発生器であり、上記ＡＰＬコード発生器１２より出力されたＡＰＬコードと上記データ発生器１４より出力されたＡＰＬデータと後述する搬送波発生器１６より出力された搬送波とをもとにＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による送信用のＡＰＬ信号を生成する。
【００３１】
１６は送信用ＡＰＬ信号の搬送波を生成する搬送波発生器であり、後述する基準周波数信号発生器１８より出力される基準周波数信号をもとにＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式によるＡＰＬ信号を得るための搬送波を生成する。
【００３２】
１７は上記搬送波で変調された送信用ＡＰＬ信号を電力増幅する電力増幅器であり、上記信号発生器１５より出力されたＡＰＬ信号を高周波電力増幅しＡＰＬ送信アンテナより測距情報として送信出力する。
【００３３】
１８はＡＰＬ装置内部の動作用基準周波数信号を生成する基準周波数信号発生器であり、ここではルビジウム発振器またはセシウム発振器により構成される。
【００３４】
ここで上記図２を参照して本発明の第１実施形態に於けるＡＰＬ装置の動作を説明する。
【００３５】
ＧＰＳタイミング受信機１１は、ＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号からＧＰＳ時刻情報および１ＰＰＳ信号を弁別し出力する。
【００３６】
ＡＰＬコード発生器１２は、基準周波数信号発生器１８より出力された基準周波数信号を用いてＡＰＬ時刻の下位桁値を示すＡＰＬコードを生成する。この第１実施形態では、システム運用開始時に、上記ＧＰＳタイミング受信機１１の１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置（ＡＰＬ時刻下位桁値）を初期設定し、以後は、後述する同期信号発生器１３より同期指示信号を受けるまで、後述する基準周波数信号発生器１８で生成した基準周波数信号をもとにフリーランでＡＰＬコードを生成する。同期信号発生器１３より同期指示信号を受けると、再度、上記ＧＰＳタイミング受信機１１の１ＰＰＳ信号受信タイミングでＡＰＬコード位置を同期化する。
【００３７】
即ち、ＡＰＬコード発生器１２はＧＰＳタイミング受信機１１から１ＰＰＳ信号を入力するが、システム運用開始時に於いて、その１ＰＰＳ信号のタイミングでＡＰＬコード位置（ＡＰＬ時刻）を初期設定する。ここで上記ＡＰＬコードと搬送波はそれぞれＡＰＬ装置内の基準周波数信号発生器１８から出力される基準周波数信号をもとに生成され、従ってＡＰＬコードと搬送波周波数の周波数同期は完全に取られていることになる。
【００３８】
上記したように１ＰＰＳ信号のタイミングでＡＰＬコードを初期設定していることで、ＡＰＬコード位置は、初期設定時、１ＰＰＳ信号のＧＰＳシステム時刻同期精度の数１００ｎｓ相当の精度で同期している。その後、ＡＰＬコード発生器１２は、上記１ＰＰＳのタイミングを使用せず、基準周波数信号発生器１８より出力されるフリーランの基準周波数信号をベースにＡＰＬコードを発生する。
【００３９】
ここで、基準周波数信号発生器１８として、ルビジウムを使用する場合、周波数確度１×１０−１０ の精度から、ＡＰＬ信号の時刻系がＧＰＳシステム時刻に対して１マイクロ秒以上の誤差になるには
１００００秒かかることになる。この誤差については、ＡＰＬ装置６の上位システムであるＧＢＡＳ主局５が信号をモニタすることにより検出でき、その誤差情報をＡＰＬ装置６に通知し、当該誤差が規定範囲外となった場合、再度、ＡＰＬコードを１ＰＰＳ信号と同期するように設定することで規格を満足する。
【００４０】
なお、１００００秒毎に再設定する方式は、実運用の場合、運用の観点から問題は生じるものの、基準周波数信号発生器１８をルビジウム発振器からセシウム発振器に変更することで再設定の周期はオーダー的に１０倍大きくなる。またＧＰＳシステム時刻同期精度規格の１マイクロ秒が１秒に変更される可能性が高いことから、もし変更されれば再設定の周期が１×１０６ 倍大きくなり運用上の問題も解決される。
【００４１】
次に図３を参照して本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態では、汎用ＧＰＳ受信機から出力される１ＰＰＳ信号に加え、同じくＧＰＳタイミング受信機１１から出力される基準周波数信号を用い、１ＰＰＳ信号によりＧＰＳシステム時刻の同期をとり、基準周波数信号をもとに搬送波を生成する。
【００４２】
図３は本発明の第２実施形態に於けるＡＰＬ装置６の要部の構成を示すブロック図である。
【００４３】
図３に於いて、２１はＧＰＳタイミング受信機であり、ここではＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号から１ＰＰＳ信号と基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とを弁別し出力する。
【００４４】
２２はＡＰＬコード発生器であり、ここでは上記ＧＰＳタイミング受信機２１より出力された基準周波数信号と１ＰＰＳ信号とを用いてＡＰＬ時刻の下位桁値を示すＡＰＬコード（疑似衛星コード）を生成する。
【００４５】
２３はデータ発生器であり、上記ＧＰＳタイミング受信機２１より出力されるＧＰＳ時刻情報をもとに、送信用ＡＰＬ信号を得るためのＡＰＬデータを生成する。
【００４６】
２４は信号発生器であり、上記ＡＰＬコード発生器２２より出力されたＡＰＬコードと上記データ発生器２３より出力されたＡＰＬデータと後述する搬送波発生器２５より出力された搬送波とをもとにＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による送信用のＡＰＬ信号を生成する。
【００４７】
２６はＡＰＬ信号送信用の電力増幅器であり、上記信号発生器２４より出力されたＡＰＬ信号を高周波電力増幅しＡＰＬ送信アンテナより測距情報として送信出力する。
【００４８】
ここで上記図３２を参照して本発明の第２実施形態に於けるＡＰＬ装置の動作を説明する。
【００４９】
ＧＰＳタイミング受信機２１は、ＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号から１ＰＰＳ信号と基準周波数信号とＧＰＳ時刻情報とを弁別し出力する。
【００５０】
ＡＰＬコード発生器２２は、上記ＧＰＳタイミング受信機２１より出力された基準周波数信号と１ＰＰＳ信号とを用いてＡＰＬ時刻の下位桁値を示すＡＰＬコードを生成する。
【００５１】
信号発生器２４は、ＡＰＬコード発生器２２より出力されたＡＰＬコードとデータ発生器２３より出力されたＡＰＬデータと搬送波発生器２５より出力された搬送波とをもとにＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による送信用のＡＰＬ信号を生成し電力増幅器２６に送出する。電力増幅器２６は信号発生器２４より出力されたＡＰＬ信号を高周波電力増幅しＡＰＬ送信アンテナより測距情報として送信出力する。
【００５２】
ここで、ＡＰＬコード発生器２２は、ＧＰＳタイミング受信機２１で受信した１ＰＰＳ信号と基準周波数信号とをもとにＡＰＬコードを生成している。この際、１ＰＰＳ信号が選択利用性の影響を受けているのと同様に基準周波数信号も選択利用性の影響を受けるが、この基準周波数信号を用いて搬送波を生成することで前述した従来技術による周波数同期の問題を回避できる。
【００５３】
上記した本発明の各実施形態により、汎用のＧＰＳ受信機を用いて、ＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を十分に満足でき、これによりＡＰＬを用いて精度向上を図るＧＢＡＳに於いて信頼性の高い高精度の測距情報を提供することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ＡＰＬにより精度向上を図るＧＢＡＳに於いて、汎用ＧＰＳ受信機を用いて、ＡＰＬ信号の時刻系とＧＰＳ信号の時刻系との誤差規定を十分に満足でき、これにより信頼性の高い高精度の測距情報を提供することができる航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置、及び地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に於けるＡＰＬ装置を含むシステム全体の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態に於けるＡＰＬ装置の要部の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第２実施形態に於けるＡＰＬ装置の要部の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…ＧＰＳ衛星
２…ＧＰＳ航法支援の対象となる航空機
３…ＧＢＡＳ（Ｇｒｏｕｎｄ Ｂａｓｅｄ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）
４…地上モニタ受信機（ＭＲＶ）
５…ＧＢＡＳ主局
６…ＡＰＬ装置（地上疑似衛星装置）
１１…ＧＰＳタイミング受信機
１２…ＡＰＬコード発生器
１３…同期信号発生器
１４…データ発生器
１５…信号発生器
１６…搬送波発生器
１７…電力増幅器
１８…基準周波数信号発生器
２１…ＧＰＳタイミング受信機
２２…ＡＰＬコード発生器
２３…データ発生器
２４…信号発生器
２５…搬送波発生器
２６…電力増幅器
Claims (3)
- ＧＰＳ衛星信号を受信し当該受信信号からＧＰＳ時刻情報およびタイミング信号を弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、自装置内で生成された基準周波数信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、前記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コードと前記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報とをもとに高周波変調された疑似ＧＰＳ衛星信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号送信手段とを有して、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置であって、前記システムの運用開始時に、前記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を前記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されるタイミング信号に同期化させ、以降の動作時に於いて前記システムの監視を行う上位装置より誤差信号を受け、当該誤差信号が規定範囲を超えた際に前記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を再度前記タイミング信号に同期化させる制御手段を具備してなることを特徴とする航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置。
- ＧＰＳ衛星信号を受信し、当該受信信号からＧＰＳ時刻情報およびタイミング信号を弁別し出力するＧＰＳ衛星信号受信手段と、
装置内部の動作用基準周波数信号を生成する基準周波数信号発生手段と、
前記基準周波数信号発生手段で生成された基準周波数信号を用いて疑似衛星コードを生成する疑似衛星コード発生手段と、
前記疑似衛星コード発生手段で生成された疑似衛星コードと前記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されたＧＰＳ時刻情報とをもとに前記ＧＰＳ衛星信号と同様の周波数帯及び変調方式による疑似ＧＰＳ信号を生成し無線送信する疑似ＧＰＳ衛星信号の生成及び送信手段と、
動作開始時に前記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を前記ＧＰＳ衛星信号受信手段より出力されるタイミング信号に同期化させる初期同期化制御手段と、
前記システムの監視を行う上位装置より誤差信号を受け、当該誤差信号が設定範囲を超えた際に前記疑似衛星コード発生手段により生成される疑似衛星コードのコード位置を前記タイミング信号に同期化させる自走時同期化制御手段とを具備してなることを特徴とする航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置。 - 航法支援ＧＰＳ測位システムに適用され、ＧＰＳ衛星と同様の周波数帯及び変調方式による測距情報を航行体に提供する地上疑似衛星装置の疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法であって、
自装置内で生成した基準周波数信号をもとに疑似ＧＰＳ衛星信号を生成する手段を有し、
動作開始時に前記ＧＰＳ衛星より受信したＧＰＳ衛星信号を処理することで得られるタイミング信号に同期させて前記疑似ＧＰＳ衛星信号を生成し、
以後の動作時に於いて前記システムの監視を行う上位装置より受けた誤差信号が規定範囲を超えた際に前記タイミング信号に同期させて前記疑似ＧＰＳ衛星信号を生成することを特徴とする航法支援ＧＰＳ測位システムの地上疑似衛星装置に於ける疑似ＧＰＳ衛星信号同期化方法。
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