JP3730387B2 - Satellite navigation receiver - Google Patents

Satellite navigation receiver Download PDF

Info

Publication number
JP3730387B2
JP3730387B2 JP36606297A JP36606297A JP3730387B2 JP 3730387 B2 JP3730387 B2 JP 3730387B2 JP 36606297 A JP36606297 A JP 36606297A JP 36606297 A JP36606297 A JP 36606297A JP 3730387 B2 JP3730387 B2 JP 3730387B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
delay time
satellite
group delay
code
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 - Fee Related
Application number
JP36606297A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11183585A (en
Inventor
正晋 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP36606297A priority Critical patent/JP3730387B2/en
Publication of JPH11183585A publication Critical patent/JPH11183585A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3730387B2 publication Critical patent/JP3730387B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は衛星航法受信機、特に受信機内の信号遅延時間を通常の信号受信動作を妨げることなく校正して正確な測位動作を行う衛星航法受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
米国のGPSやロシアのGLONASS等の衛星航法システムでは、良く知られているように、衛星から送信される信号の送信時刻とその信号がユーザ受信機で受信される受信時刻との差から、衛星と受信機との間の距離を算出し、同時に算出される複数個の衛星からの距離を基に、ユーザ受信機の位置を測位計算している。
このとき、衛星時刻とユーザ時刻とは同期が取れてないため、お互いの時刻にはオフセットが生じているのが一般的である。従って算出された衛星と受信機間の距離には、この時刻のオフセットに相当する距離誤差が含まれており、算出された距離は真の距離ではないことから擬似距離と呼ばれている。
【0003】
この擬似距離は、衛星から送信された信号を復調することによって得られる航法データと、復調に使用したPNコードの位相から信号の送信時刻を求めると同時に、ユーザ受信機内に内蔵される時計の時刻を読み取り、その差分を計算することによって求められる。
各衛星に対する擬似距離には、上述のように、全衛星に対し共通の衛星時刻とユーザ時刻間のオフセットに相当する均等な距離誤差が含まれているが、この時計オフセットに相当する共通の距離誤差を未知数に加えて連立方程式を解くことにより、正確な測位が可能となる。
【0004】
然しながらアンテナで受信された信号が信号処理部で復調されるまでの受信機内の経路で、各衛星の信号によって群遅延時間が異なった場合、この遅延時間の差分に相当する測位誤差が含まれてしまう。
衛星の信号によって群遅延時間が異なってしまう原因は、主に周波数変換部に挿入されているフィルタの群遅延時間周波数特性が一定でないことに起因し、すなわちフィルタを介することによって周波数の相違で信号の群遅延時間が異なるためであり、従ってGPS衛星航法システムのように、そのシステムの構成上同一周波数の信号を送信している場合には特に大きな問題とはならないが(厳密に言えばGPS衛星航法システムでも各信号のドップラー周波数偏移が異なるので、群遅延時間が僅かに異なることになるが)、各衛星の信号を送信周波数を変えることによって分割しているGLONASS衛星航法システムでは、衛星毎に送信周波数が562.5kHzづつ異なっているために大きな問題となる。
【0005】
従って従来の衛星航法受信機とくにGLONASS衛星航法受信機では、この群遅延時間の差を極力少なくするような方法が検討されている。
例えば、信号周波数選択用フィルタの群遅延時間周波数特性を一定にするような回路設計の採用や、周波数によって異なる群遅延時間の差を予め測定しておいて測位計算を行う際に予め測定しておいた群遅延時間差で各衛星の擬似距離を補正することで誤差の少ない測位を行う方法等が検討されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように衛星航法受信機では、群遅延時間差を極力少なくするような方法が検討されているが、信号周波数選択用フィルタの群遅延時間周波数特性を一定にする回路設計の採用には以下のような問題が生じる。
例えば、受信機内部で用いるフィルタの中で最も群遅延時間周波数特性を一定にすることが難しい狭帯域のフィルタ(中間周波数以降のフィルタ)に、LCフィルタ等を用いて特別な設計を施す必要があが、このためにはLCフィルタが使用できる周波数帯に受信機の中間周波数を設定するようにした周波数構成を選択しなければならず、周波数構成の自由度が奪われてしまうことになり、加えてフィルタ設計自体の自由度も制限されてしまう。
【0007】
また一般的には、フィルタの信号通過帯域内の群遅延時間周波数特性を一定にするためには、帯域幅を広く設定して信号の通過周波数帯の群遅延周波数特性を一定にするか、群遅延特性を一定にするタイプのフィルタを用い信号の通過周波数帯の群遅延時間を一定にする必要があるが、どちらの方法を採用しても信号帯域外のカットオフ特性が犠牲になるため、信号帯域外の耐妨害波特性を低下させてしまう。
また、SAW帯域制限フィルタを受信機に用いて群遅延時間周波数特性を極力一定にするような設計を施す場合でも、入出力部分の多重反射によって通過帯域内に10nsec(距離に換算すると3m)程度のリップルを持った群遅延時間周波数特性となってしまい、その結果として、この時間差に衛星航法システムの幾何学的精度を掛け合わせた精度に相当する大きな測位誤差が生じる。
【0008】
また、周波数によって異なる群遅延時間の差を予め測定しておいて測位計算を行う際に予め測定しておいた群遅延時間差で各衛星の擬似距離を補正する方法では以下のような問題が生じる。
すなわち、受信機内部の群遅延時間差を、ある定まった温度下で予め測定してデータとして記憶し、実際に測位に使用する衛星航法システムの信号を受信して得られた擬似距離に、予め測定した群遅延時間差を補正して、衛星の信号によって異なる群遅延時間差が測定結果に与える誤差を減少させる方法では、群遅延時間差を予め測定した温度下においては誤差の少ない測位が可能となるが、受信機の温度変化によってフィルタの群遅延時間周波数特性が変化してしまうので、周囲温度が変化した場合に群遅延時間差の影響を取り除くことができない。
【0009】
従ってこの方式では、受信機の温度制御を行って温度を一定に保つ手段を付加するか、どの温度でも補正が行えるように予め使用する全温度範囲における群遅延時間の差を測定しデータとして記憶し、実際に擬似距離を測定する際の受信機の温度を検出することで、温度に対応した擬似距離補正を可能にするように構成しなければならないが、前者の場合にはヒーターやその制御回路を設ける必要があるため受信機が大型化,複雑化する。また後者の場合は測定したデータの経年変化を含めた再現性に問題が生じる。
【0010】
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、周囲環境変化により受信機内で発生する周波数の相違に基づく群遅延時間の差をリアルタイムで補正して正確な測位が行える衛星航法受信機を提供することを目的としている。
【0011】
なお本願出願人は、上述のような問題点を解決する発明として、平成9年10月1日に「GLONASS受信機」と題する特許出願(特願平9−283192号)を行っている。
この先行出願は、搬送周波数がそれぞれ相違する複数の衛星からの信号を受信してその到達時間を算出すると共に、受信機内部で発生する信号の伝送遅延が各搬送周波数によって相違する遅延時間のズレをキャリブレーションするGLONASS受信機において、受信機内部で前記各搬送周波数とそれぞれ同一周波数の擬似信号(パイロット信号)を発生させてこの擬似信号の各周波数別の遅延時間を常時測定し、常時測定される遅延時間を用いて受信中の前記衛星信号からの信号データをリアルタイムにキャリブレーションすることで、群遅延時間の差に基づく測位誤差を補正することとしている。
本願は上述の先行出願の技術を利用して更に正確な補正を行い正確な測位データを出力する衛星航法受信機を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる衛星航法受信機は、
複数の衛星からの信号を受信して各信号の到達時間で測位計算を行うと共に、受信機内部で生じる信号の群遅延時間の差を補正する衛星航法受信機において、各衛星からの信号それぞれの搬送波周波数,信号レベル,PNコード,PNコード周波数およびPNコード位相を検出する衛星信号検出手段と、前記衛星信号検出手段で検出されたそれぞれの信号と同一周波数,同一信号レベル,同一PNコード,同一PNコード周波数で、PNコードの位相を異ならせた擬似信号を発生させる擬似信号発生手段と、前記擬似信号発生手段で発生させたそれぞれの擬似信号が受信機内部で生じる群遅延時間を測定する群遅延時間測定手段と、前記群遅延時間測定手段で測定された群遅延時間を用いて前記各衛星からのそれぞれの信号が受信機内部で生じる群遅延時間の差をリアルタイムに補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【0013】
また前記擬似信号発生手段で発生させるそれぞれの擬似信号は、対応する衛星からの実信号とPNコードの位相を1チップ以上離した信号であることを特徴とする。
【0014】
本発明の衛星航法受信機は上述のようにPNコードの位相のみ実信号と異なる擬似信号で群遅延時間差を計測して補正する構成としたので、群遅延時間差の補正がより正確に行え、より正確な測位が可能となる。
また擬似信号を実信号とPNコードの位相を1チップ以上離した信号としたので実信号での測位動作を妨げることなく群遅延時間の差の計測が可能となる。
またGPS衛星航法受信機,GLONASS衛星航法受信機どちらにも実施でき、さらに両用の衛星航法受信機にも実施できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の衛星航法受信機の装置構成の一実施形態を示すブロック図である。
図1において、1はアンテナ部であり、衛星航法システムの各衛星から送信される電波信号を受信して電気信号に変換し混合器2に送る動作を行う。
混合器2では、この衛星からの実信号と後述する擬似信号(群遅延時間測定用擬似信号とも言う)とを混合し、周波数変換部3に送る。
周波数変換部3では、送られてくる信号を帯域制限フィルタで帯域制限し、且つ復調処理が可能な周波数へ周波数変換する。
このとき周波数変換に使用する局部発振信号は局発部4で作られており、局発部4の内部には高安定な信号源を基準として位相同期をかけるシンセサイザ回路が構成されている。
衛星の周波数によって群遅延時間に差が生じてしまう主な原因は、この周波数変換部3における帯域制限フィルタの影響によるものである。
【0016】
周波数変換部3で周波数変換された信号は、A/D変換部5に入力され、復調部6でディジタルデータ処理が可能なように1ビットのディジタル信号に変換される。
そしてディジタル化された信号は復調部6に入力され、衛星選択部8によって選択された衛星に対して信号捕捉・追尾制御部7が動作し復調が行われる。
そして復調された衛星からの実信号は、搬送波周波数・レベル検出部9,PNコード周波数・位相検出部10によって、その搬送波周波数,信号レベル,PNコード,PNコード周波数及びその位相が検出され、検出されたこれらのデータがコード遅延時間測定制御部11に送られる。
【0017】
コード遅延時間測定制御部11では、これらのデータから擬似信号発生部20で発生させる群遅延時間測定用擬似信号を制御する。すなわち擬似信号発生部20において、各衛星からのそれぞれの実信号と、同一搬送波周波数,同一信号レベル,同一PNコード,同一PNコード周波数の信号であって、復調部6で復調されている衛星からの実信号の受信測位動作に影響を与えないように、1チップ以上PNコードの位相を異ならせて、それぞれの群遅延時間測定用擬似信号を発生させるように、擬似信号発生部20内の搬送波周波数制御部12,PNコード周波数・位相制御部13を制御する。
【0018】
搬送波周波数制御部12は、搬送波発生部14を制御して同一周波数の搬送波を発生させる。
またPNコード周波数・位相制御部13とコード遅延時間測定制御部11は、PNコード発生部15を制御して、上述のように衛星の信号受信を妨げることのないように位相を制御した同一PNコードを発生させる。
そして搬送波発生部14で作り出された搬送波は、コード遅延時間測定制御部11の制御により、搬送波レベル制御部16で、遅延時間を測定しようとしている実衛星信号の搬送波と同じ出力レベルに制御されて変調部17に入力される。変調部17では、入力された搬送波をPNコード発生部15から入力されたPNコードで変調し、群遅延時間測定用擬似信号を生成して混合器2に送出する。
【0019】
混合器2に入力された群遅延時間測定用擬似信号は、衛星からの実信号が受信機内部で通過する経路と同じ経路で、周波数変換部3から復調部6まで送られることになる。
この群遅延時間測定用擬似信号は、群遅延時間を求めようとする衛星からの実信号と、PNコードの位相を除いて同じであるため、受信機内部で群遅延時間を測定しようとする衛星からの実信号と同様の群遅延時間が生じる。
すなわち本発明の群遅延時間測定用擬似信号は、上述の先行技術のように搬送波周波数だけでなく、信号レベル,PNコード及びPNコード周波数を実信号と一致させることとしたので、実信号の群遅延時間の差により近い群遅延時間の差を計測することができるようになる。
また、コード遅延時間測定制御部11の制御によって発生させたPNコードの位相と擬似信号を復調したときのPNコードの位相とを比較することで、周波数変換部3を含んだこの経路におけるこの信号の群遅延時間を測定することができる。
また、この群遅延時間測定用擬似信号は、衛星からの実信号とPNコードが1チップ以上異なるため、PNコードの相関関係によって現在受信されている衛星からの実信号の受信動作を妨げることはなく、全く別の信号として復調することができる。
以上のような動作を、群遅延時間を測定しようとしている各衛星の信号に対して行うことによって、各衛星からの実信号の群遅延時間の差を求めることができる。
【0020】
そして群遅延時間測定用擬似信号の発生から混合器2への入力までの経路における群遅延時間差をゼロにすることによって、測定される時間差は、混合器2への入力から復調器6までの遅延時間差、すなわち求めようとする各衛星の信号間で異なる群遅延時間の差と同様にすることができる。
擬似信号発生部20で群遅延時間測定用擬似信号を発生させてから混合器2へ入力するまでの群遅延時間差を一定にするためには、変調部17から混合器2への入力までの経路に、周波数特性を有するようなフィルタ等の回路を挿入せず、直接接続することで可能となる。
【0021】
このようにして求めた群遅延時間測定用擬似信号の発生から復調までの時間差を、測位に使用している各衛星の実信号に対して求める。
具体的な方法としては、現在受信している各衛星の信号(例えば1からNの衛星)に対して、例えば100msec毎に時間で分割して、衛星1,衛星2,衛星3,・・・,衛星N,といった順番で群遅延時間測定用擬似信号を発生させ、発生させた群遅延時間測定用擬似信号を用いて割り当てられた時間内に群遅延時間を求める。
この測定動作を繰り返すことによって、受信測位している各衛星からの信号に対してリアルタイムに受信機内で発生する群遅延時間の差を測定することができる。
このようにして求めた群遅延時間は遅延時間検出部18に送られる。
遅延時間検出部18では、以上のような動作によって求められた各衛星に対する群遅延時間からその差分を求め、周波数変換部3における遅延時間の差のデータとして測位計算部19に送る。
測位計算部19では、この群遅延時間の差を各衛星からの信号で測定した擬似距離のオフセット値として、擬似距離を補正し、補正した擬似距離で測位計算を行う。
この場合、実衛星信号の群遅延時間をそれぞれゼロとする補正を行っても良く、また群遅延時間の差がゼロとなる補正を行っても良い。
【0022】
なお図1に示す装置構成は一実施形態であり、本願発明は各衛星からの信号の搬送波周波数,信号レベル,PNコード,PNコード周波数およびPNコード位相を検出し、同一周波数,同一信号レベル,同一PNコード,同一PNコード周波数で、PNコードの位相が異なる擬似信号を発生させ、この擬似信号で受信機内部で生じる群遅延時間を測定し、測定した群遅延時間を用いて各衛星からのそれぞれの信号の群遅延時間の差を補正することを要旨とするものであり、装置構成が図1の実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の衛星航法受信機は、各衛星から受信される実信号を検出し、実信号とPNコードの位相だけ相違させた群遅延時間測定用擬似信号を生成し、この群遅延時間測定用擬似信号で群遅延時間の差を検出して実信号の群遅延時間の差を補正する構成としたので、群遅延特性を一定にする特殊なフィルタを使用することなく全ての使用条件下で高精度な測位が可能となる。
このため帯域制限フィルタや受信機の周波数構成に対して設計の自由度が制限されることがなく、また帯域外の耐妨害波特性を損なうことのない受信機を構成できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の衛星航法受信機の装置構成の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 アンテナ部
2 混合器
3 周波数変換部
4 局部発振部
5 A/D変換部
6 復調部
7 信号捕捉・追尾制御部
8 衛星選択部
9 搬送波周波数・レベル検出部
10 PNコード周波数・位相検出部
11 コード遅延時間測定制御部
12 搬送波周波数制御部
13 PNコード周波数・位相制御部
14 搬送波発生部
15 PNコード発生部
16 搬送波レベル制御部
17 変調部
18 遅延時間検出部
19 測位計算部
20 擬似信号発生部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a satellite navigation receiver, and more particularly to a satellite navigation receiver that calibrates a signal delay time in the receiver without disturbing a normal signal reception operation and performs an accurate positioning operation.
[0002]
[Prior art]
As is well known, in satellite navigation systems such as GPS in the US and GLONASS in Russia, the satellite is determined from the difference between the transmission time of the signal transmitted from the satellite and the reception time at which the signal is received by the user receiver. The position of the user receiver is calculated based on the distance from a plurality of satellites calculated simultaneously.
At this time, since the satellite time and the user time are not synchronized, it is common that an offset is generated between each other. Therefore, the calculated distance between the satellite and the receiver includes a distance error corresponding to the offset of this time, and the calculated distance is not a true distance, and thus is called a pseudo distance.
[0003]
This pseudo-range is obtained from the navigation data obtained by demodulating the signal transmitted from the satellite and the phase of the PN code used for demodulation, and at the same time the time of the clock built in the user receiver. Is calculated by calculating the difference.
As described above, the pseudorange for each satellite includes an equal distance error corresponding to the offset between the satellite time common to all satellites and the user time, but the common distance corresponding to this clock offset. Accurate positioning is possible by adding simultaneous errors to unknowns and solving simultaneous equations.
[0004]
However, in the path in the receiver until the signal received by the antenna is demodulated by the signal processor, if the group delay time differs depending on the signal of each satellite, a positioning error corresponding to the difference in this delay time is included. End up.
The reason why the group delay time differs depending on the satellite signal is mainly due to the fact that the group delay time frequency characteristic of the filter inserted in the frequency converter is not constant, that is, the signal due to the difference in frequency through the filter. Therefore, it is not a big problem when signals of the same frequency are transmitted due to the structure of the system like a GPS satellite navigation system (strictly speaking, GPS satellites In the navigation system, the Doppler frequency shift of each signal is different, so the group delay time is slightly different.) However, in the GLONASS satellite navigation system in which the signal of each satellite is divided by changing the transmission frequency, However, the transmission frequency is different every 562.5 kHz, which is a big problem.
[0005]
Therefore, in a conventional satellite navigation receiver, particularly a GLONASS satellite navigation receiver, a method for reducing the difference in the group delay time as much as possible has been studied.
For example, adopt circuit design that makes the frequency characteristics of the group delay time of the signal frequency selection filter constant, or measure in advance when performing positioning calculation by measuring the difference in group delay time depending on the frequency in advance. A method of performing positioning with little error by correcting the pseudorange of each satellite with the difference in the group delay time is being studied.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the satellite navigation receiver, a method for reducing the group delay time difference as much as possible has been studied. However, the following circuit design is adopted to adopt a circuit design that makes the group frequency characteristics of the signal frequency selection filter constant. Such a problem arises.
For example, a narrow-band filter (filter after the intermediate frequency) where it is most difficult to make the group delay time frequency characteristics the most constant among the filters used in the receiver needs to be specially designed using an LC filter or the like. However, for this purpose, it is necessary to select a frequency configuration in which the intermediate frequency of the receiver is set in a frequency band in which the LC filter can be used, and the degree of freedom of the frequency configuration is deprived. In addition, the degree of freedom of the filter design itself is limited.
[0007]
In general, in order to make the group delay time frequency characteristic within the signal pass band of the filter constant, the bandwidth is set wide to make the group delay frequency characteristic of the signal pass frequency band constant, It is necessary to make the group delay time of the signal pass frequency band constant by using a filter of a type that makes the delay characteristic constant, but since either method is used, the cutoff characteristic outside the signal band is sacrificed, The anti-jamming characteristic outside the signal band is degraded.
Even when a SAW band limiting filter is used in the receiver to make the group delay time frequency characteristic as constant as possible, multiple reflections at the input and output parts cause a delay of about 10 nsec (3 m in terms of distance) within the pass band. As a result, a large positioning error corresponding to the accuracy obtained by multiplying the time difference by the geometric accuracy of the satellite navigation system is generated.
[0008]
In addition, the following problems arise in the method of correcting the pseudorange of each satellite with the group delay time difference measured in advance when measuring the difference in group delay time depending on the frequency and performing the positioning calculation. .
In other words, the group delay time difference inside the receiver is measured in advance at a certain temperature and stored as data, and measured in advance to the pseudo distance obtained by receiving the satellite navigation system signal actually used for positioning. In the method of correcting the group delay time difference and reducing the error given to the measurement result by the group delay time difference depending on the satellite signal, positioning with less error is possible under the temperature where the group delay time difference is measured in advance. Since the group delay time frequency characteristic of the filter changes due to the temperature change of the receiver, the influence of the group delay time difference cannot be removed when the ambient temperature changes.
[0009]
Therefore, in this method, a means for keeping the temperature constant by controlling the temperature of the receiver is added, or the difference in the group delay time in the entire temperature range used in advance is measured and stored as data so that any temperature can be corrected. However, by detecting the temperature of the receiver when actually measuring the pseudorange, it must be configured to enable pseudorange correction corresponding to the temperature. In the former case, the heater and its control are required. Since it is necessary to provide a circuit, the receiver becomes larger and more complicated. In the latter case, there is a problem in reproducibility including the secular change of measured data.
[0010]
The present invention has been made to solve such a problem, and is a satellite navigation reception capable of performing accurate positioning by correcting a difference in group delay time based on a difference in frequency generated in a receiver due to a change in ambient environment in real time. The purpose is to provide a machine.
[0011]
The present applicant filed a patent application (Japanese Patent Application No. 9-283192) entitled “GLONASS receiver” on October 1, 1997 as an invention for solving the above-mentioned problems.
In this prior application, signals from a plurality of satellites having different carrier frequencies are received and their arrival times are calculated. At the same time, the transmission delay of the signal generated inside the receiver is different from each other. In a GLONASS receiver that calibrates, a pseudo signal (pilot signal) having the same frequency as each of the carrier frequencies is generated inside the receiver, and the delay time for each frequency of the pseudo signal is constantly measured. The positioning error based on the difference in group delay time is corrected by calibrating signal data from the satellite signal being received in real time using the delay time.
An object of the present application is to provide a satellite navigation receiver that performs more accurate correction and outputs accurate positioning data using the technology of the above-mentioned prior application.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The satellite navigation receiver according to the present invention is:
In the satellite navigation receiver that receives signals from multiple satellites and performs positioning calculation based on the arrival time of each signal and corrects the difference in group delay time of signals generated inside the receiver, each of the signals from each satellite Satellite signal detection means for detecting the carrier frequency, signal level, PN code, PN code frequency and PN code phase, and the same frequency, same signal level, same PN code, same as each signal detected by the satellite signal detection means A pseudo signal generating means for generating a pseudo signal having a different PN code phase at a PN code frequency, and a group for measuring a group delay time generated in the receiver by each pseudo signal generated by the pseudo signal generating means. Each signal from each satellite is generated inside the receiver using the delay time measuring means and the group delay time measured by the group delay time measuring means. Characterized in that a difference in that the group delay time and a correction means for correcting the real time.
[0013]
Each of the pseudo signals generated by the pseudo signal generating means is a signal obtained by separating the phase of the actual signal from the corresponding satellite and the PN code by one chip or more.
[0014]
Since the satellite navigation receiver of the present invention is configured to measure and correct the group delay time difference with a pseudo signal different from the actual signal only in the phase of the PN code as described above, the group delay time difference can be corrected more accurately, and more Accurate positioning is possible.
Further, since the pseudo signal is a signal in which the phase of the real signal and the PN code is separated by one chip or more, the difference in group delay time can be measured without disturbing the positioning operation with the real signal.
Further, the present invention can be applied to both a GPS satellite navigation receiver and a GLONASS satellite navigation receiver, and can also be applied to a dual-purpose satellite navigation receiver.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a device configuration of a satellite navigation receiver of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an antenna unit that performs an operation of receiving radio signals transmitted from each satellite of the satellite navigation system, converting them into electrical signals, and sending them to the mixer 2.
In the mixer 2, a real signal from the satellite and a pseudo signal (also referred to as a group delay time measuring pseudo signal) described later are mixed and sent to the frequency conversion unit 3.
The frequency converting unit 3 limits the band of the transmitted signal with a band limiting filter and converts the frequency to a frequency that can be demodulated.
At this time, the local oscillation signal used for frequency conversion is generated by the local oscillation unit 4, and a synthesizer circuit is configured in the local oscillation unit 4 to perform phase synchronization with reference to a highly stable signal source.
The main cause of the difference in the group delay time depending on the satellite frequency is due to the influence of the band limiting filter in the frequency converter 3.
[0016]
The signal frequency-converted by the frequency converter 3 is input to the A / D converter 5 and converted to a 1-bit digital signal by the demodulator 6 so that digital data can be processed.
The digitized signal is input to the demodulator 6 and the signal acquisition / tracking controller 7 operates on the satellite selected by the satellite selector 8 to perform demodulation.
The real signal from the demodulated satellite is detected by detecting the carrier frequency, signal level, PN code, PN code frequency and phase thereof by the carrier frequency / level detector 9 and the PN code frequency / phase detector 10. These pieces of data are sent to the code delay time measurement control unit 11.
[0017]
The code delay time measurement control unit 11 controls the group delay time measurement pseudo signal generated by the pseudo signal generation unit 20 from these data. That is, in the pseudo signal generation unit 20, each real signal from each satellite and a signal having the same carrier frequency, the same signal level, the same PN code, and the same PN code frequency, which are demodulated by the demodulation unit 6. In order not to affect the reception positioning operation of the real signal, the carrier wave in the pseudo signal generation unit 20 is generated so that the phase of the PN code is varied by one chip or more and each group delay time measurement pseudo signal is generated. The frequency controller 12 and the PN code frequency / phase controller 13 are controlled.
[0018]
The carrier frequency control unit 12 controls the carrier generation unit 14 to generate a carrier wave having the same frequency.
The PN code frequency / phase control unit 13 and the code delay time measurement control unit 11 control the PN code generation unit 15 to control the phase so as not to interfere with satellite signal reception as described above. Generate code.
The carrier wave generated by the carrier wave generation unit 14 is controlled to the same output level as the carrier wave of the actual satellite signal whose delay time is to be measured by the carrier wave level control unit 16 under the control of the code delay time measurement control unit 11. Input to the modulation unit 17. The modulation unit 17 modulates the input carrier wave with the PN code input from the PN code generation unit 15, generates a group delay time measurement pseudo signal, and sends it to the mixer 2.
[0019]
The group delay time measurement pseudo signal input to the mixer 2 is sent from the frequency conversion unit 3 to the demodulation unit 6 through the same path as the path through which the actual signal from the satellite passes inside the receiver.
This group delay time measurement pseudo signal is the same as the actual signal from the satellite for which the group delay time is to be obtained, except for the phase of the PN code. Therefore, the satellite for which the group delay time is to be measured inside the receiver. Group delay time similar to the actual signal from
In other words, the group delay time measurement pseudo signal according to the present invention matches not only the carrier frequency but also the signal level, the PN code, and the PN code frequency with the actual signal as in the above-described prior art. The difference in group delay time closer to the difference in delay time can be measured.
Further, this signal in this path including the frequency conversion unit 3 is compared by comparing the phase of the PN code generated by the control of the code delay time measurement control unit 11 with the phase of the PN code when the pseudo signal is demodulated. Group delay time can be measured.
In addition, the group delay time measurement pseudo signal is different from the actual signal from the satellite by one or more chips, so that the correlation of the PN code prevents the reception operation of the actual signal from the currently received satellite. And can be demodulated as a completely different signal.
By performing the above operation on the signals of the satellites whose group delay times are to be measured, the difference in the group delay times of the actual signals from the satellites can be obtained.
[0020]
Then, by making the group delay time difference in the path from the generation of the pseudo signal for measuring the group delay time to the input to the mixer 2, the measured time difference becomes the delay from the input to the mixer 2 to the demodulator 6. It can be made similar to the time difference, that is, the difference in the group delay time that differs between the signals of the satellites to be obtained.
In order to make the group delay time difference from the generation of the pseudo signal for group delay measurement by the pseudo signal generator 20 to the input to the mixer 2 constant, the path from the modulator 17 to the input to the mixer 2 In addition, it is possible to connect directly without inserting a circuit such as a filter having frequency characteristics.
[0021]
The time difference from generation of the group delay time measurement pseudo signal thus obtained to demodulation is obtained for the actual signal of each satellite used for positioning.
As a specific method, for each satellite signal currently received (for example, satellites 1 to N), for example, the time is divided every 100 msec to obtain satellite 1, satellite 2, satellite 3,. , Satellite N, etc., are generated in the order of group delay time measurement, and the group delay time is determined within the allocated time using the generated group delay time measurement pseudo signal.
By repeating this measurement operation, it is possible to measure the difference in the group delay time generated in the receiver in real time with respect to the signal from each satellite that is receiving and positioning.
The group delay time obtained in this way is sent to the delay time detector 18.
The delay time detection unit 18 obtains the difference from the group delay time for each satellite obtained by the operation as described above, and sends the difference to the positioning calculation unit 19 as delay time difference data in the frequency conversion unit 3.
The positioning calculation unit 19 corrects the pseudo distance using the difference in the group delay time as an offset value of the pseudo distance measured by the signal from each satellite, and performs the positioning calculation at the corrected pseudo distance.
In this case, correction may be performed so that the group delay times of the actual satellite signals are each zero, or correction may be performed so that the difference between the group delay times is zero.
[0022]
The apparatus configuration shown in FIG. 1 is one embodiment, and the present invention detects the carrier frequency, signal level, PN code, PN code frequency and PN code phase of the signal from each satellite, and the same frequency, the same signal level, Generate a pseudo signal with the same PN code and the same PN code frequency and different PN code phases, measure the group delay time generated inside the receiver with this pseudo signal, and use the measured group delay time from each satellite. The gist is to correct the difference in the group delay time of each signal, and it goes without saying that the apparatus configuration is not limited to the embodiment of FIG.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, the satellite navigation receiver of the present invention detects a real signal received from each satellite, generates a pseudo signal for group delay time measurement that differs from the real signal by the phase of the PN code, and The delay time measurement pseudo signal detects the difference in the group delay time and corrects the difference in the group delay time of the actual signal, so it can be used without using a special filter that makes the group delay characteristic constant. High-precision positioning is possible under certain conditions.
For this reason, there is an effect that the degree of freedom of design is not limited with respect to the frequency configuration of the band limiting filter and the receiver, and a receiver that does not impair the anti-jamming wave characteristics outside the band can be configured .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a device configuration of a satellite navigation receiver of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna part 2 Mixer 3 Frequency conversion part 4 Local oscillation part 5 A / D conversion part 6 Demodulation part 7 Signal acquisition and tracking control part 8 Satellite selection part 9 Carrier frequency and level detection part 10 PN code frequency and phase detection part 11 Code delay time measurement control unit 12 Carrier frequency control unit 13 PN code frequency / phase control unit 14 Carrier generation unit 15 PN code generation unit 16 Carrier level control unit 17 Modulation unit 18 Delay time detection unit 19 Positioning calculation unit 20 Pseudo signal generation unit

Claims (2)

複数の衛星からの信号を受信して各信号の到達時間で測位計算を行うと共に、受信機内部で生じる信号の群遅延時間の差を補正する衛星航法受信機において、
各衛星からの信号それぞれの搬送波周波数,信号レベル,PNコード,PNコード周波数およびPNコード位相を検出する衛星信号検出手段と、
前記衛星信号検出手段で検出されたそれぞれの信号と同一周波数,同一信号レベル,同一PNコード,同一PNコード周波数で、PNコードの位相を異ならせた擬似信号を発生させる擬似信号発生手段と、
前記擬似信号発生手段で発生させたそれぞれの擬似信号が受信機内部で生じる群遅延時間を測定する群遅延時間測定手段と、
前記群遅延時間測定手段で測定された群遅延時間を用いて前記各衛星からのそれぞれの信号が受信機内部で生じる群遅延時間の差をリアルタイムに補正する補正手段とを備えたことを特徴とする衛星航法受信機。
In a satellite navigation receiver that receives signals from multiple satellites and performs positioning calculation at the arrival time of each signal, and corrects the difference in group delay time of signals generated inside the receiver,
Satellite signal detection means for detecting the carrier frequency, signal level, PN code, PN code frequency and PN code phase of each signal from each satellite;
Pseudo signal generating means for generating pseudo signals having the same frequency, the same signal level, the same PN code, and the same PN code frequency as the respective signals detected by the satellite signal detecting means, but having different PN code phases;
Group delay time measuring means for measuring the group delay time generated in the receiver by each pseudo signal generated by the pseudo signal generating means;
Correction means for correcting in real time a difference in group delay time generated by each signal from each satellite using the group delay time measured by the group delay time measurement means. Satellite navigation receiver.
前記擬似信号発生手段で発生させるそれぞれの擬似信号は、対応する衛星からの実信号とPNコードの位相を1チップ以上離した信号であることを特徴とする請求項1記載の衛星航法受信機。2. The satellite navigation receiver according to claim 1, wherein each of the pseudo signals generated by the pseudo signal generating means is a signal obtained by separating a phase of a real signal from a corresponding satellite and a PN code by one chip or more.
JP36606297A 1997-12-24 1997-12-24 Satellite navigation receiver Expired - Fee Related JP3730387B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36606297A JP3730387B2 (en) 1997-12-24 1997-12-24 Satellite navigation receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36606297A JP3730387B2 (en) 1997-12-24 1997-12-24 Satellite navigation receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11183585A JPH11183585A (en) 1999-07-09
JP3730387B2 true JP3730387B2 (en) 2006-01-05

Family

ID=18485832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36606297A Expired - Fee Related JP3730387B2 (en) 1997-12-24 1997-12-24 Satellite navigation receiver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3730387B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7423585B2 (en) * 2006-05-25 2008-09-09 The Boeing Company Navigation signal group delay calibration
JP4605140B2 (en) * 2006-10-26 2011-01-05 セイコーエプソン株式会社 Positioning device, electronic device and program
JP2011215128A (en) * 2010-03-16 2011-10-27 Denso Corp Glonass receiving device
DE102019220123A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Method and device for detecting a group delay variation for a navigation sensor for a navigation system for a vehicle and navigation sensor with a device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11183585A (en) 1999-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1031845B1 (en) Receiver calibration technique for glonass
JP5128747B2 (en) Method and apparatus for correcting local oscillator frequency error
US5414729A (en) Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by making use of multiple correlator time delay spacing
US4894842A (en) Precorrelation digital spread spectrum receiver
US7236883B2 (en) Aiding in a satellite positioning system
JP3983812B2 (en) Receiver with improved multipath signal cancellation
US7301377B2 (en) Demodulation apparatus and receiving apparatus
JP3138952B2 (en) GPS precision approach landing system for aircraft
JP3380499B2 (en) Method and apparatus for minimizing autocorrelation errors during demodulation of spread spectrum signals under multipath propagation
US10324193B2 (en) Device for tracking a satellite radionavigation signal in a multipath environment
EP0762654A1 (en) Method and apparatus for accurate frequency synthesis using global positioning system timing information
JPH04269682A (en) Multichannel digital receiver for global position detecting system
JP5450915B2 (en) Method for determining reference time error and electronic apparatus
US6608998B1 (en) Method for reducing inter-frequency bias effects in a receiver
JP2007163371A (en) Positioning device, control method thereof, control program thereof, and recorded computer-readable medium having control program for positioning device stored
JP3730387B2 (en) Satellite navigation receiver
JP2013127470A (en) Method of positioning receiver, positioning system, and electronic apparatus
JP4916660B2 (en) Support in satellite positioning system
JP2002523752A (en) Split C / A code receiver
JP3753351B2 (en) GLONASS receiver
US20050116857A1 (en) Method and dual-frequency gps receiver
JP2000171543A (en) High-precision satellite navigation apparatus
JP3691231B2 (en) Satellite navigation system
JPH11264864A (en) Fm multiplex dgps receiver
JPH095420A (en) Glonass receiver

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040915

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040915

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051004

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051006

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081014

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091014

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101014

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111014

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131014

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees