JP4890176B2 - Satellite signal judging device - Google Patents

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Description

本発明は、衛星信号判定装置、及び測位装置に関する。   The present invention relates to a satellite signal determination device and a positioning device.

GPS(Global Positioning System)は約20,000km上空を周回している29機(2006年6月1日現在)の衛星から送信される信号を受信機で同時に受信して、衛星の軌道情報や時刻情報を含む航法データを取得することにより、受信機の現在位置を算出することが可能とするシステムである。   GPS (Global Positioning System) simultaneously receives signals transmitted from 29 satellites (as of June 1, 2006) orbiting about 20,000 km at the receiver, and satellite orbit information and time information This is a system that makes it possible to calculate the current position of the receiver by acquiring navigation data including.

この場合、衛星は固有のPN(Pseudo Noise)コードと呼ばれる擬似ランダムコードを用い、スペクトラム拡散方式により位相変調された信号を送信している。受信機は衛星に応じたPNコードの発生器を備えているので、衛星からの信号を受信したときは、その衛星から受信したPNコードと受信機で発生させたPNコードとの相関値を求めることにより、受信機が所望の衛星の送信信号を受信しているか否かを判別する。ここで、PNコードの相関値は、受信信号のPNコードと受信機のPNコードとが同一位相の場合にピークが現れ、位相差が1チップ以上ある場合、又は、他の衛星と相互相関している場合には小さな値になる。ここで、「チップ(Chip)」とは、2進数で1又は0のいずれかを転送するのに必要な時間の長さのことである。   In this case, the satellite uses a pseudo-random code called a unique PN (Pseudo Noise) code and transmits a signal that is phase-modulated by a spread spectrum system. Since the receiver is provided with a PN code generator corresponding to the satellite, when a signal from the satellite is received, a correlation value between the PN code received from the satellite and the PN code generated by the receiver is obtained. Thus, it is determined whether or not the receiver is receiving a transmission signal of a desired satellite. Here, the correlation value of the PN code shows a peak when the PN code of the received signal and the PN code of the receiver are in the same phase, and when the phase difference is 1 chip or more, or cross-correlate with other satellites. If it is, it will be a small value. Here, “Chip” means the length of time required to transfer either 1 or 0 in binary.

ここで、衛星の送信信号を受信するには、まず各衛星から受信したPNコードと受信機が発生させたPNコードとの相関値を求める。その相関値に一定値以上のピークを検出した場合には、所望の衛星からの送信信号を受信したと判定し、その後は信号を捕捉しながら各衛星の航法データを収集する。航法データは50bpsで6秒(300ビット)のサブフレームとして送信される。サブフレームは5種類のカテゴリに分けられ、サブフレーム1は各衛星の時計の補正値、健康状態などであり、サブフレーム2,3は各衛星の軌道パラメータを含むエフェメリスデータであり、サブフレーム4,5は全衛星の概略の軌道情報(アルマナックデータ)や電離層遅延補正係数である。これらのサブフレーム1〜5は順番に送信され、サブフレーム1〜5が集まって1つのフレームとなる。この1つのフレームは放送するのには30秒(1500ビット)を必要とする。さらに、フレームは25種類に分けられる。これら25フレームを12.5分(1500×25ビット)受信することで全情報が収集できたことになる。   Here, in order to receive the transmission signal of the satellite, first, a correlation value between the PN code received from each satellite and the PN code generated by the receiver is obtained. When a peak of a certain value or more is detected in the correlation value, it is determined that a transmission signal from a desired satellite is received, and thereafter navigation data of each satellite is collected while capturing the signal. The navigation data is transmitted as a subframe of 6 seconds (300 bits) at 50 bps. The subframes are divided into five categories, subframe 1 is the correction value of each satellite's clock, health status, etc., and subframes 2 and 3 are ephemeris data including the orbit parameters of each satellite. , 5 are rough orbit information (almanac data) and ionospheric delay correction coefficients for all satellites. These subframes 1 to 5 are transmitted in order, and the subframes 1 to 5 are collected to form one frame. This one frame requires 30 seconds (1500 bits) to broadcast. Furthermore, the frame is divided into 25 types. By receiving these 25 frames for 12.5 minutes (1500 × 25 bits), all information can be collected.

受信機において当該受信機の現在位置を算出するためには、少なくとも3機以上の衛星を同時に受信して、エフェメリスデータを取得する必要がある。エフェメリスデータは、送信する衛星自身の詳細な軌道情報であり、送信する衛星白身の送信信号を受信しなければエフェメリスデータを取得できないので、エフェメリスデータも少なくとも3機以上の衛星で取得しなければならない。取得したエフェメリスデータから、その衛星の位置を算出し、受信機からその衛星までの距離をその伝搬時間から求め、所定の連立方程式を解くことにより測位結果を求めることができる。   In order for the receiver to calculate the current position of the receiver, it is necessary to simultaneously receive at least three or more satellites and acquire ephemeris data. The ephemeris data is detailed orbit information of the transmitting satellite itself. Since the ephemeris data cannot be acquired unless the transmission signal of the transmitting satellite white is received, the ephemeris data must also be acquired by at least three or more satellites. . From the acquired ephemeris data, the position of the satellite is calculated, the distance from the receiver to the satellite is obtained from the propagation time, and the positioning result can be obtained by solving a predetermined simultaneous equation.

実際の受信機においては、衛星の送信信号を受信して、その受信信号がどの衛星のものかを特定する処理を行う。その特定の方法は、受信信号のPNコードと受信機の所望の衛星のPNコードとの相関値を計算し、そのピークがある一定の閾値を越えたか否かを判定することによる。ピークが閾値を越えた場合には、所望の衛星のPNコードを受信したと判定して追尾処理を行い、衛星から送られる航法データを受信する。   In an actual receiver, a transmission signal of a satellite is received, and a process for specifying which satellite the received signal belongs to is performed. The particular method is by calculating the correlation value between the PN code of the received signal and the PN code of the desired satellite of the receiver and determining whether the peak has exceeded a certain threshold. If the peak exceeds the threshold, it is determined that the PN code of the desired satellite has been received, tracking processing is performed, and navigation data sent from the satellite is received.

ここで、図5は受信信号のPNコードと受信機における所望の衛星のPNコードとの位相シフト量を横軸とし、相関値を縦軸として表したグラフの一例である。同図の例では、自己相関となり、所望の衛星でピークが現れているので、所望の衛星の送信信号を受信しているとわかる。   Here, FIG. 5 is an example of a graph in which the horizontal axis represents the phase shift amount between the PN code of the received signal and the PN code of the desired satellite in the receiver, and the vertical axis represents the correlation value. In the example shown in the figure, since autocorrelation occurs and a peak appears in the desired satellite, it can be understood that the transmission signal of the desired satellite is received.

次に、この場合に、図6に示すように閾値を下げて高感度にした場合を考えてみる。ここで、所望の衛星を衛星A、所望の衛星以外の可視衛星を衛星Bとする。相互相関で衛星Bから受信したPNコードと受信機が発生させた衛星AのPNコードとで相関値のピークが閾値を越えてしまった場合には、受信機は衛星Aとして追尾するが、実際は衛星Bを誤って追尾していることになる。そして、このまま追尾を継続することで衛星Aのエフェメリスデータとして衛星Bのエフェメリスデータが受信される。つまり、受信したエフェメリスデータから計算される衛星位置は衛星Aのものではなく衛星Bのものとなる。また、衛星からの信号の送信時刻は相互相関で得られたピークから算出されるので、意昧のないものとなる。従って、この結果が測位誤差となって現れてしまうという不具合が生じる。   Next, in this case, let us consider a case where the threshold is lowered and the sensitivity is increased as shown in FIG. Here, the desired satellite is satellite A, and the visible satellite other than the desired satellite is satellite B. When the correlation value peak exceeds the threshold value between the PN code received from satellite B by cross-correlation and the PN code of satellite A generated by the receiver, the receiver tracks as satellite A. The satellite B is tracked by mistake. Then, by continuing the tracking as it is, the ephemeris data of the satellite B is received as the ephemeris data of the satellite A. That is, the satellite position calculated from the received ephemeris data is that of satellite B instead of that of satellite A. Further, since the transmission time of the signal from the satellite is calculated from the peak obtained by the cross-correlation, it is not meaningful. Therefore, there arises a problem that this result appears as a positioning error.

そこで、特許文献1には、別の間違った衛星の送信信号を受信しているにもかかわらず、所望の衛星の信号を受信していると判定しないようにするための技術について開示している。   Therefore, Patent Document 1 discloses a technique for preventing a determination that a desired satellite signal is being received even though another wrong satellite transmission signal is received. .

このような誤った判定の防止策として、特許文献1には次のチェック1〜4の4つの手段について開示される。   As measures for preventing such erroneous determination, Patent Document 1 discloses the following four means of checks 1 to 4.

(1)チェック1
位置の分かっている基準局が発信する電波を利用して、基準局と全可視衛星間の距離の誤差を修正して精度を高める技術が知られている。ここで、基準局は、受信して得られた基準局と全可視衛星間の距離の情報を受信機に補助データとして送信する。そのため、その補助データで可視衛星の衛星番号がわかるので、補助データで送信された可視衛星の衛星番号と受信機で受信した衛星番号とを比較し、補助データで送信された可視衛星の衛星番号の中に受信機で受信した衛星番号が無かった場合には、所望の衛星から受信できていないと判定し、衛星から受信したエフェメリスデータを無効として測位計算には用いないようにする。
(1) Check 1
There is known a technique for improving accuracy by correcting an error in the distance between the reference station and all visible satellites using radio waves transmitted from a reference station whose position is known. Here, the reference station transmits information on the distance between the reference station and all visible satellites obtained by reception as auxiliary data to the receiver. Therefore, the satellite number of the visible satellite can be known from the auxiliary data, so the satellite number of the visible satellite transmitted by the auxiliary data is compared with the satellite number of the visible satellite transmitted by the auxiliary data, and the satellite number of the visible satellite transmitted by the auxiliary data. If there is no satellite number received by the receiver, it is determined that it has not been received from the desired satellite, and the ephemeris data received from the satellite is invalidated and not used for positioning calculation.

(2)チェック2
所望の衛星の送信信号を受信機で受信し、そのキャリア周波数から取得したドップラ周波数Aと、所望の衛星から取得したエフェメリスデータから予測したドップラ周波数Bとを取得する。そして、ドップラ周波数Aとドップラ周波数Bとの差の絶対値を算出する。その差の絶対値が所定の閾値以上であった場合、ドップラ周波数Aを取得した衛星とドップラ周波数Bを取得した衛星とが異なると判定し、所望の衛星から受信したエフェメリスデータを無効として測位計算には用いないようにする。
(2) Check 2
The transmission signal of the desired satellite is received by the receiver, and the Doppler frequency A acquired from the carrier frequency and the Doppler frequency B predicted from the ephemeris data acquired from the desired satellite are acquired. Then, the absolute value of the difference between the Doppler frequency A and the Doppler frequency B is calculated. If the absolute value of the difference is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the satellite from which the Doppler frequency A is acquired is different from the satellite from which the Doppler frequency B is acquired, and the ephemeris data received from the desired satellite is invalidated for positioning calculation. Do not use for.

(3)チェック3
前回の受信機の概略位置から所望の衛星までの距離と、今回の受信機の概略位置から所望の衛星までの距離とを測定し、前回の距離と今回の距離の差から距離の変化量の実測値を測定する。また、所望の衛星から取得したエフェメリスデータから予測した所望の衛星と受信機との間の距離の変化量の予測値を算出し、実測値と予測値の差の絶対値を算出する。その差の絶対値が所定の閾値以上であった場合、実測値を測定した衛星と予測値を測定した衛星が異なると判定し、所望の衛星から受信したエフェメリスデータを無効として測位計算に用いないようにする。
(3) Check 3
Measure the distance from the approximate position of the previous receiver to the desired satellite and the distance from the approximate position of the current receiver to the desired satellite, and calculate the amount of change in distance from the difference between the previous distance and the current distance. Measure actual values. Further, a predicted value of the amount of change in the distance between the desired satellite and the receiver predicted from the ephemeris data acquired from the desired satellite is calculated, and the absolute value of the difference between the actually measured value and the predicted value is calculated. If the absolute value of the difference is greater than or equal to a predetermined threshold, it is determined that the satellite that measured the actual value and the satellite that measured the predicted value are different, and the ephemeris data received from the desired satellite is invalid and is not used for positioning calculation. Like that.

(4)チェック4
可視衛星の内、所望の衛星として衛星C、衛星C以外の衛星として衛星Dを考える。受信機の概略位置から衛星Cまでの距離と、受信機の概略位置から衛星Dまでの距離との差Aを算出する。また、衛星Cの送信信号の送信時刻と衛星Dの送信信号の送信時刻との差Bを算出する。そして、差Aと差Bとの差の絶対値を算出し、その差の絶対値が所定の閾値以上であった場合、衛星Cと衛星Dのどちらかの衛星は正しくないと判定し、衛星Cから受信したエフェメリスデータと衛星Dから受信したエフェメリスデータを無効として測位計算に用いないようにする。
特開2003‐21672号公報 J.J.SPILKER,Jr.,“GPS Signal Structure andPerformance Characteristics”, GLOBAL POSITIONING SYSTEMPapers published in NAVIGATION VOLUME 1, THE INSTITUTE OF NAVIGATION, 1980, p46Table2-6
(4) Check 4
Of the visible satellites, satellite C is considered as a desired satellite, and satellite D is considered as a satellite other than satellite C. A difference A between the distance from the approximate position of the receiver to the satellite C and the distance from the approximate position of the receiver to the satellite D is calculated. Further, the difference B between the transmission time of the transmission signal of the satellite C and the transmission time of the transmission signal of the satellite D is calculated. Then, the absolute value of the difference between the difference A and the difference B is calculated, and when the absolute value of the difference is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that one of the satellites C and D is not correct. The ephemeris data received from C and the ephemeris data received from satellite D are made invalid and are not used for positioning calculation.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-21672 JJSPILKER, Jr., “GPS Signal Structure and Performance Characteristics”, GLOBAL POSITIONING SYSTEMPapers published in NAVIGATION VOLUME 1, THE INSTITUTE OF NAVIGATION, 1980, p46Table2-6

ここで、次世代GNSS(Global Navigation Satellite System)においては、衛星から送信される信号には、従来からのL1信号と民間で利用可能なL2信号とがある。このL1信号とL2信号とは、同一の衛星から同時刻に出力される同一の情報を含むものであるが、周波数帯域が互いに異なる(L1信号は1575.42MHz、L2信号は1227.60MHz)信号である。   Here, in the next-generation GNSS (Global Navigation Satellite System), signals transmitted from satellites include conventional L1 signals and L2 signals that can be used by the private sector. The L1 signal and the L2 signal include the same information output from the same satellite at the same time, but are different in frequency band (L1 signal is 1575.42 MHz, L2 signal is 1272.70 MHz). .

そして、前述のチェック1〜4の技術は、L1信号のみならずL2信号にも適用することができる。   The techniques of checks 1 to 4 described above can be applied not only to the L1 signal but also to the L2 signal.

しかしながら、前述のチェック1〜4の技術においては、以下のような不具合がある。   However, the above-described techniques 1 through 4 have the following problems.

チェック1の技術では、基準局からの伝送に別途回線が必要であり、煩雑である不具合がある。   The technique of Check 1 requires a separate line for transmission from the reference station, which is complicated.

チェック2の技術では、所望の衛星以外の可視衛星として衛星Eを考えると、相互相関で衛星Eから受信したPNコードと受信機が発生させた所望の衛星のPNコードで相関値のピークが閾値を越えてしまった場合、送信信号のキャリア周波数から取得できるドップラ周波数は衛星Eのドップラ周波数Cであり、そのときドップラ周波数の予測に使用するエフェメリスデータも衛星Eのものであるので、予想したドップラ周波数は衛星Eのドップラ周波数Cである。従って、同一衛星のドップラ周波数であるので差が生まれず、エフェメリスデータを排除できないことがあるという不具合がある。   In the check 2 technique, when the satellite E is considered as a visible satellite other than the desired satellite, the peak of the correlation value is a threshold value between the PN code received from the satellite E by cross-correlation and the PN code of the desired satellite generated by the receiver. In this case, the Doppler frequency that can be acquired from the carrier frequency of the transmission signal is the Doppler frequency C of the satellite E, and the ephemeris data used for the prediction of the Doppler frequency is also that of the satellite E. The frequency is the Doppler frequency C of satellite E. Accordingly, since the Doppler frequencies of the same satellite are used, there is a problem that no difference is produced and the ephemeris data cannot be excluded.

チェック3の技術では、所望の衛星を衛星F、衛星F以外の可視衛星を衛星Gとする。相互相関で衛星Gから受信したPNコードと受信機が発生させた衛星FのPNコードとの相関値のピークが閾値を越えてしまった場合、受信機は衛星Fとして追尾するが、実際は衛星Gを追尾していることになる。この場合、前述の通り衛星と受信機との間の距離が衛星Fと受信機との間の距離になり、送信時刻は相互相関で得られたピークから算出されることから意昧のないものとなるので、このとき算出される今回の測位結果は意味のないものとなる。しかし、次回の測位結果は今回の測位結果同様意味のないものであるが、今回の測位結果と次回の測位結果の差である今回の測位結果からの変化量Aは衛星Gに起因している。従って、その変化量Aは衛星Gのものとなる。また、衛星と受信機との間の距離の変化量の予測値に使用するエフェメリスデータも衛星Gから受信したエフェメリスデータであるので、衛星と受信機との間の距離の変化量の予測値は衛星Gのものとなる。従って、変化量Aと予測値とは同一衛星の変化量であるので差が生まれず、エフェメリスデータを排除できないという不具合がある。   In the technique of Check 3, a desired satellite is a satellite F, and a visible satellite other than the satellite F is a satellite G. When the peak of the correlation value between the PN code received from the satellite G and the PN code of the satellite F generated by the receiver exceeds the threshold value due to the cross-correlation, the receiver tracks as the satellite F. Will be tracked. In this case, the distance between the satellite and the receiver is the distance between the satellite F and the receiver as described above, and the transmission time is calculated from the peak obtained by the cross-correlation, which is not meaningful. Therefore, the current positioning result calculated at this time is meaningless. However, the next positioning result is not as meaningful as the current positioning result, but the change amount A from the current positioning result, which is the difference between the current positioning result and the next positioning result, is attributed to the satellite G. . Therefore, the amount of change A is that of satellite G. In addition, since the ephemeris data used for the predicted value of the change in the distance between the satellite and the receiver is also the ephemeris data received from the satellite G, the predicted value of the change in the distance between the satellite and the receiver is It becomes that of satellite G. Therefore, since the change amount A and the predicted value are the change amount of the same satellite, there is a problem that no difference is generated and the ephemeris data cannot be excluded.

チェック4の技術では、前述の通り、衛星Cと衛星Dのどちらかの衛星が異なるとの判定は可能であるが、衛星Cと衛星Dのどちらの衛星が異なるかという特定はできない。従って、衛星Cから受信したエフェメリスデータと衛星Dから受信したエフェメリスデータを無効として測位計算に用いないようにする必要があるので、非効率であるという不具合がある。   In the technique of Check 4, as described above, it is possible to determine that one of the satellites C and D is different, but it is not possible to specify which of the satellites C and D is different. Therefore, it is necessary to invalidate the ephemeris data received from the satellite C and the ephemeris data received from the satellite D so as not to be used for the positioning calculation, which is inefficient.

このように、チェック1〜4に開示の技術では、正しい衛星の判定を正確、簡易に、かつ効率よく行うことができないという不具合がある。   As described above, the techniques disclosed in Checks 1 to 4 have a problem that correct satellite determination cannot be performed accurately, simply, and efficiently.

また、次世代GNSSシステムでは、図7に例を示すように、衛星101,102,103からはL1信号111、L2信号112の2周波の信号が同時に送信され、受信機のアンテナ121で受信できる。   Further, in the next-generation GNSS system, as shown in the example of FIG. 7, two frequency signals of the L1 signal 111 and the L2 signal 112 are simultaneously transmitted from the satellites 101, 102, and 103 and can be received by the antenna 121 of the receiver. .

そして、この場合に前述のチェック1〜4の判定を当該2周波の信号の判定に拡張した場合には、チェック数が増大し、処理負荷が重くなってしまうという不具合もある。   In this case, when the above-described checks 1 to 4 are extended to the determination of the two-frequency signal, there is a problem that the number of checks increases and the processing load becomes heavy.

そこで、L1信号の判定を正確、簡易に、かつ効率よく行うようにして、この判定結果を使用してL2信号の判定も効率よく行うことにより、全体として衛星から受信する2周波の信号がどの衛星から発せられたかの判定を、正確、簡易に、かつ効率よく行うようにしたい。   Therefore, the determination of the L1 signal is performed accurately, simply and efficiently, and the determination result is used to efficiently determine the L2 signal. I want to make sure that satellites are emitted accurately, easily, and efficiently.

そこで、本発明の目的は、衛星航法システムにおいて、それぞれ同一の情報を含む2周波の信号が同一衛星から同時に出力される場合に、当該2周波の信号がどの衛星から発せられたかの判定を、正確、簡易に、かつ効率よく行うようにすることである。   Accordingly, an object of the present invention is to accurately determine from which satellite the two-frequency signal is emitted when two-frequency signals each containing the same information are simultaneously output from the same satellite in the satellite navigation system. It is simple and efficient.

(1)本発明は、互いに帯域が異なり同一時刻に送信される第1信号及び第2信号を受信信号として各衛星から受信する受信装置と、前記第1信号のPNコードと所望の衛星のPNコードとの相関値を計算し、当該相関値のピークが第1閾値を越えたか否かにより当該第1信号が所望の衛星のものであるか否かを判定する第1判定手段と、前記第1判定手段により前記第1信号が前記所望の衛星のものであると判定したときは、当該所望の衛星から受信したキャリア周波数と所望以外の衛星から受信したキャリア周波数との差が第2閾値より大きいか否かにより当該所望の衛星と当該所望以外の衛星とから前記第1信号を受信して、相互相関しているのか否かを判定する第2判定手段と、前記第2判定手段により前記所望の衛星から受信したキャリア周波数と前記所望以外の衛星から受信したキャリア周波数との差が前記第2閾値以下であるときは、当該所望の衛星からの受信信号の信号レベルと当該所望以外の衛星からの受信信号の信号レベルとの差が第3閾値より小さいか否かにより当該所望の衛星と当該所望以外の衛星とから前記第1信号を受信しているのか否かを判定する第3判定手段と、前記第2及び第3判定手段により前記所望の衛星と前記所望以外の衛星とから前記第1信号を受信していると判定したときは、当該判定がされた衛星の前記第1信号の送信時刻と前記第2信号の送信時刻との差が第4閾値より小さいか否かにより前記第1信号を受信していると判定された衛星から前記第2信号も受信しているのか否かを判定する第4判定手段と、を備えている衛星信号判定装置である。   (1) The present invention relates to a receiving device that receives a first signal and a second signal transmitted at the same time from different satellites as received signals from different satellites, a PN code of the first signal, and a PN of a desired satellite A first determination means for calculating a correlation value with the code, and determining whether the first signal belongs to a desired satellite based on whether the peak of the correlation value exceeds a first threshold; When the first determination unit determines that the first signal belongs to the desired satellite, the difference between the carrier frequency received from the desired satellite and the carrier frequency received from a satellite other than the desired satellite is greater than the second threshold value. The first determination unit receives the first signal from the desired satellite and the non-desired satellite depending on whether the signal is large, and determines whether the cross-correlation is performed. Received from the desired satellite When the difference between the carrier frequency and the carrier frequency received from the non-desired satellite is equal to or less than the second threshold value, the signal level of the received signal from the desired satellite and the signal of the received signal from the non-desired satellite Third determination means for determining whether or not the first signal is received from the desired satellite and a satellite other than the desired satellite based on whether or not the difference from the level is smaller than a third threshold; and And when the third determination means determines that the first signal is received from the desired satellite and the non-desired satellite, the transmission time of the first signal of the determined satellite and the first Whether to receive the second signal from the satellite that is determined to receive the first signal based on whether the difference between the transmission time of the two signals is smaller than a fourth threshold value or not. A satellite signal having a determination means A determination device.

(2)別の本発明は、互いに帯域が異なり同一時刻に送信されスペクトラム拡散方式により位相変調された第1信号及び第2信号を受信信号として各衛星から当該各衛星にそれぞれ対応している複数のチャンネルで受信する受信装置と、前記各チャンネルで受信した前記各衛星の各受信信号に含まれる当該衛星の軌道情報により測位計算を行う測位手段と、を備え、前記チャンネルごとに、前記第1信号のPNコードと当該チャンネルで所望する衛星のPNコードとの相関値を計算し、当該相関値のピークが第1閾値を越えたか否かにより当該第1信号が当該チャンネルで所望する衛星のものであるか否かを判定する第1判定手段と、前記第1判定手段により前記第1信号が当該チャンネルで所望する衛星のものであると判定したときは、当該チャンネルで所望する衛星から受信したキャリア周波数と当該チャンネル所望する以外の衛星から受信したキャリア周波数との差が第2閾値より大きいか否かにより当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外の衛星とから前記第1信号を受信して、相互相関しているのか否かの判定を当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外衛星との全ての組み合わせについて行う第2判定手段と、前記第2判定手段により当該チャンネルで所望する衛星から受信したキャリア周波数と当該チャンネルで所望する以外の衛星から受信したキャリア周波数との差が前記第2閾値以下であるときは、当該チャンネルで所望する衛星からの受信信号の信号レベルと当該チャンネルで所望する以外の衛星からの受信信号の信号レベルとの差が第3閾値より小さいか否かにより当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外の衛星とから前記第1信号を受信しているのか否かを判定する第3判定手段と、前記第3判定手段により当該チャンネルで所望する衛星からの受信信号の信号レベルと当該チャンネルで所望する以外の衛星からの受信信号の信号レベルとの差が第3閾値より大きいときは、当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外の衛星とのうち当該信号レベルの低い方の衛星からの前記受信信号を前記測位手段による測位計算の対象から除去する除去手段と、前記第2及び第3判定手段により当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外の衛星とから前記第1信号を受信していると判定したときは、当該判定がされた衛星の前記第1信号の送信時刻と前記第2信号の送信時刻との差が第4閾値より小さいか否かにより前記第1信号を受信していると判定された衛星から前記第2信号も受信しているのか否かを判定する第4判定手段と、を備えている、測位装置である。   (2) In another aspect of the present invention, a plurality of satellites corresponding to each of the satellites from different satellites using the first signal and the second signal transmitted at the same time and having undergone phase modulation by the spread spectrum method as reception signals. A receiving device for receiving on each channel, and positioning means for performing positioning calculation based on orbit information of the satellite included in each received signal of each satellite received on each channel, and for each channel, the first The correlation value between the PN code of the signal and the PN code of the desired satellite in the channel is calculated, and the first signal of the satellite desired in the channel is determined by whether or not the peak of the correlation value exceeds the first threshold. If the first determination means determines whether the first signal is that of the desired satellite in the channel, the first determination means for determining whether or not Depending on whether or not the difference between the carrier frequency received from the satellite desired by the channel and the carrier frequency received from a satellite other than the channel desired is larger than the second threshold, it is not desired by the satellite desired by the channel and the channel. Second determination means for receiving the first signal from a satellite and determining whether or not there is a cross-correlation for all combinations of a satellite desired in the channel and a satellite other than desired in the channel; If the difference between the carrier frequency received from the desired satellite on the channel by the second determination means and the carrier frequency received from a satellite other than the desired on the channel is equal to or less than the second threshold, the desired frequency on the channel The signal level of the received signal from the satellite and the received signal from the satellite other than desired on the channel Third determination for determining whether or not the first signal is received from a satellite desired by the channel and a satellite other than the desired by the channel depending on whether or not the difference from the signal level is smaller than a third threshold. When the difference between the signal level of the received signal from the satellite desired by the channel and the signal level of the received signal from a satellite other than the desired by the channel is larger than the third threshold by the means and the third determining means, Removing means for removing the received signal from the satellite having the lower signal level from the satellite desired by the channel and the satellite other than desired by the channel from the object of the positioning calculation by the positioning means; And when it is determined by the third determination means that the first signal is received from a desired satellite on the channel and a satellite other than the desired on the channel. Is determined to be receiving the first signal based on whether or not the difference between the transmission time of the first signal and the transmission time of the second signal of the determined satellite is smaller than a fourth threshold value. And a fourth determination means for determining whether or not the second signal is also received from the satellite.

本発明によれば、第1判定手段により(受信装置の各チャンネルで)所望の衛星のPNコードを発生させて所望の衛星を特定する。そして、その衛星の第1信号が所望の衛星のものか否かを第2判定手段、第3判定手段により判定する。第2判定手段では、キャリア周波数に乗るドップラ周波数が衛星毎に異なることを利用して、所望の衛星と所望以外の衛星とでキャリア周波数が似通った値ならば、両衛星は同一の衛星で、どちらかの衛星を間違って受信している可能性が高いと判定する。この場合は、第3判定手段でどちらの衛星を間違って受信しているのかを信号レベルを比較することにより判定する。よって、第2判定手段、第3判定手段により正確に衛星の正誤を判断できる。また、基準局からの伝送のための別途の回線は不要なので簡易に衛星の正誤を判断できる。さらに、第3判定手段でどちらの衛星も誤りとはしないので効率よく衛星の正誤を判断できる。   According to the present invention, the first determination means generates the PN code of the desired satellite (in each channel of the receiving device) to identify the desired satellite. Then, the second determination means and the third determination means determine whether or not the first signal of the satellite is that of the desired satellite. In the second determination means, using the fact that the Doppler frequency on the carrier frequency is different for each satellite, if the carrier frequency is similar between the desired satellite and the non-desired satellite, both satellites are the same satellite, It is determined that one of the satellites is likely to be received in error. In this case, the third determination means determines which satellite is erroneously received by comparing the signal level. Therefore, the correctness of the satellite can be accurately determined by the second determination means and the third determination means. In addition, since a separate line for transmission from the reference station is unnecessary, it is possible to easily determine whether the satellite is correct or incorrect. Further, since neither satellite makes an error in the third determining means, the correctness of the satellite can be determined efficiently.

次に、第1信号について衛星の正誤を正確、簡易に、かつ効率よく行なえたことを前提として、第1信号と第2信号とは同一衛星から同時に送信されるので、当該2周波の信号の送信時刻には誤差範囲の差しか生じないことを利用し、第4判定手段により第2信号について衛星の正誤を正確、簡易に、かつ効率よく行なうことができる。   Next, since the first signal and the second signal are simultaneously transmitted from the same satellite on the assumption that the correctness of the satellite can be accurately, easily and efficiently performed with respect to the first signal, Utilizing the fact that only the error range occurs at the transmission time, it is possible to accurately, simply and efficiently perform the correctness of the satellite on the second signal by the fourth determination means.

よって、衛星から受信する2周波の信号がどの衛星から発せられたかの判定を、全体として正確、簡易に、かつ効率よく行うことができる。   Therefore, the determination as to which satellite the two-frequency signal received from the satellite is generated can be performed accurately, simply and efficiently as a whole.

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態にかかる測位装置1の電気的な接続のブロック図である。この測位装置1は、各種演算を行い、測位装置1の各部を集中的に制御するCPU2と、CPU2が実行する各種プログラムや固定データを格納したROM3と、CPU2の作業エリアとなるRAM4とがバス5により接続されている。また、バス5にはスペクトラム拡散方式で変調された衛星の信号を受信する受信装置6が接続されている。   FIG. 1 is a block diagram of electrical connection of the positioning device 1 according to the present embodiment. This positioning device 1 performs various calculations and centrally controls each part of the positioning device 1, a ROM 3 that stores various programs executed by the CPU 2 and fixed data, and a RAM 4 that is a work area of the CPU 2. 5 is connected. The bus 5 is connected to a receiving device 6 for receiving a satellite signal modulated by the spread spectrum method.

図2は、ROM3に格納されたプログラムに基づいてCPU2が実行する処理を説明する機能ブロック図である。   FIG. 2 is a functional block diagram illustrating processing executed by the CPU 2 based on a program stored in the ROM 3.

まず、受信装置6に接続されたアンテナ7により全可視衛星からの送信信号を受信する。受信装置6は、この受信した送信信号(L1信号とL2信号)のキャリア周波数とコード位相とを取得し、送信衛星を特定して、航法データを取得する。そして、取得した航法データの中からエフェメリスデータを取得する。キャリア周波数とコード位相とからは受信信号の信号レベルと伝搬時間と送信時刻とを算出することができる。また、エフェメリスデータは、衛星の軌道情報や時刻情報を含む航法データ中の送信する衛星自身の詳細な軌道情報である。   First, a transmission signal from all visible satellites is received by an antenna 7 connected to the receiving device 6. The receiving device 6 acquires the carrier frequency and code phase of the received transmission signals (L1 signal and L2 signal), specifies the transmission satellite, and acquires navigation data. Then, ephemeris data is acquired from the acquired navigation data. From the carrier frequency and code phase, the signal level, propagation time, and transmission time of the received signal can be calculated. The ephemeris data is detailed orbit information of the transmitting satellite itself in navigation data including satellite orbit information and time information.

受信装置6は、各衛星にそれぞれ対応した複数チャンネル(ここではチャンネル数をnとする)を備えている。そして、受信装置6においては、各チャンネルでそれぞれ自チャンネルが対象としている衛星のものであるとして特定したL1信号とL2信号とが得られる。ここで、L1信号とL2信号は、前述のとおり、同一衛星から同時刻に送信された同一の情報を含む信号であるが、互いに周波数帯域が異なっている。   The receiving device 6 includes a plurality of channels (here, the number of channels is n) corresponding to each satellite. In the receiving device 6, the L1 signal and the L2 signal that are identified as belonging to the satellite that is the target channel of each channel are obtained. Here, as described above, the L1 signal and the L2 signal are signals including the same information transmitted from the same satellite at the same time, but have different frequency bands.

受信装置6の各チャンネルにおける送信衛星の特定は、前述のように、受信信号であるL1信号のPNコードと当該受信装置6が対象としている衛星のPNコードとの相関値を計算し、そのピークがある一定の閾値を越えたか否かを判定することにより行う。ピークが閾値を越えた場合には、所望の衛星のPNコードを受信したと判定して追尾処理を行い、衛星から送られる航法データを受信する。   As described above, the transmission satellite in each channel of the receiving device 6 is identified by calculating the correlation value between the PN code of the L1 signal that is the received signal and the PN code of the satellite targeted by the receiving device 6 and calculating the peak value. This is done by determining whether or not a certain threshold value has been exceeded. If the peak exceeds the threshold, it is determined that the PN code of the desired satellite has been received, tracking processing is performed, and navigation data sent from the satellite is received.

そして、本実施の形態の測位装置1では、各チャンネルで受信したL1信号、L2信号が所望の衛星から受信できているのか否かを判定する。   And in the positioning apparatus 1 of this Embodiment, it is determined whether the L1 signal and L2 signal which were received by each channel have been received from the desired satellite.

まず、L1信号判定部11は、各チャンネルにおいてL1信号が所望の衛星から受信できているか否かを判定する。L1信号判定部11は、後述するキャリア周波数比較部12と、信号レベル比較部13とを備えている。   First, the L1 signal determination unit 11 determines whether or not the L1 signal can be received from a desired satellite in each channel. The L1 signal determination unit 11 includes a carrier frequency comparison unit 12 and a signal level comparison unit 13 which will be described later.

また、L2信号判定部21は、各チャンネルにおいてL2信号が所望の衛星から受信できているか否かを判定する。L2信号判定部21は、後述する送信時刻比較部22を備えている。   Further, the L2 signal determination unit 21 determines whether or not the L2 signal can be received from a desired satellite in each channel. The L2 signal determination unit 21 includes a transmission time comparison unit 22 described later.

測位部31は、L1信号判定部11、L2信号判定部21における判定により各チャンネルで正しく受信された各衛星の信号により測位計算を行う。   The positioning unit 31 performs positioning calculation based on the signals of the satellites correctly received on each channel by the determinations in the L1 signal determination unit 11 and the L2 signal determination unit 21.

まず、L1信号判定部11で行う処理(L1判定)について説明する。図3は、L1信号判定部11で行う処理のフローチャートである。   First, the process (L1 determination) performed by the L1 signal determination unit 11 will be described. FIG. 3 is a flowchart of processing performed by the L1 signal determination unit 11.

まず、受信装置6から全可視衛星のL1信号のコード位相とキャリア周波数を取得する(ステップS1)。   First, the code phase and carrier frequency of the L1 signal of all visible satellites are acquired from the receiving device 6 (step S1).

前述のとおり、受信装置6の各チャンネルでは当該チャンネルが所望する衛星のPNコードを発生させて、所望の衛星を探している。ここで、複数のチャンネルの内、1つのチャンネルで所望する衛星を衛星K、当該チャンネル以外の何れかのチャンネルで所望する衛星を衛星Lとする。受信装置6で取得したキャリア周波数から、衛星Kのキャリア周波数と衛星Lのキャリア周波数を比較する。キャリア周波数に乗るドップラ周波数が衛星毎に異なるため、キャリア周波数は衛星毎に異なる値を示すことになる。すなわち、キャリア周波数比較部12で、キャリア周波数比較部22で衛星Kのキャリア周波数と衛星Lのキャリア周波数の差の絶対値を計算し(ステップS2)、その結果Aを所定の閾値aと比較する(ステップS3)。   As described above, each channel of the receiving device 6 generates a PN code of a satellite desired by the channel and searches for the desired satellite. Here, among a plurality of channels, a desired satellite in one channel is a satellite K, and a desired satellite in any other channel is a satellite L. The carrier frequency of the satellite K and the carrier frequency of the satellite L are compared from the carrier frequency acquired by the receiving device 6. Since the Doppler frequency riding on the carrier frequency is different for each satellite, the carrier frequency shows a different value for each satellite. That is, the carrier frequency comparison unit 12 calculates the absolute value of the difference between the carrier frequency of the satellite K and the carrier frequency of the satellite L by the carrier frequency comparison unit 22 (step S2), and compares the result A with a predetermined threshold a. (Step S3).

ここで、閾値aとしては、衛星Kのキャリア周波数と衛星Lのキャリア周波数とが似通っているか、あるいは異なっているかを切り分けることができるような適切な値に設定する。結果Aが閾値aより大きければ(ステップS3のY)、衛星Kと衛星Lとはそれぞれ衛星Kと衛星Lから受信できていると判定し(ステップS4)、L1信号を測位部31での測位計算に使用する。   Here, the threshold value a is set to an appropriate value that can distinguish whether the carrier frequency of the satellite K and the carrier frequency of the satellite L are similar or different. If the result A is larger than the threshold value a (Y in step S3), it is determined that the satellite K and the satellite L are received from the satellite K and the satellite L, respectively (step S4), and the L1 signal is measured by the positioning unit 31. Used for calculation.

結果Aが閾値a以下であれば(ステップS3のN)、衛星Kと衛星Lとは同一の衛星で、どちらかの衛星を間違って受信している可能性が高いと判定し、引き続き、信号レベル比較部13で以下のような信号レベルの判定を行う。すなわち、信号レベル比較部13において、衛星Kと衛星Lとでどちらの衛星を間違って受信しているかを、信号レベルを比較して判定する。   If the result A is equal to or less than the threshold value a (N in step S3), it is determined that there is a high possibility that the satellite K and the satellite L are the same satellite, and one of the satellites is erroneously received, and the signal The level comparison unit 13 determines the following signal levels. That is, the signal level comparison unit 13 determines which satellite is received by the satellite K or the satellite L by comparing the signal levels.

GPS標準の論文集の1つである前記の非特許文献1によれば、理論的に相互相関の場合の信号レベルは、自己相間の場合の信号レベルに比べて23.8dB程度低くなるとしている。この結果から、閾値をbとして、自己相関か相互相関かを判定できる信号レベルの差の値を設定する。仮に衛星Kの信号レベルが高く、衛星Lの信号レベルが低かったとする。衛星Kの信号レベルと衛星Lの信号レベルの差の絶対値を計算し(ステップS5)、その結果Bを閾値bと比較する(ステップS6)。   According to Non-Patent Document 1, which is one of the GPS standard papers, the signal level in the case of cross-correlation is theoretically lower by about 23.8 dB than the signal level in the case of self-phase. . From this result, the threshold value is set as b, and a signal level difference value for determining whether the correlation is autocorrelation or cross-correlation is set. Assume that the signal level of the satellite K is high and the signal level of the satellite L is low. The absolute value of the difference between the signal level of the satellite K and the signal level of the satellite L is calculated (step S5), and the result B is compared with the threshold value b (step S6).

そして、結果Bの値が閾値bより小さければ(ステップS6のY)、結果Aで衛星Kと衛星Lのキャリア周波数が似通っていたために、衛星Kと衛星Lが同一の衛星でどちらかの衛星を間違って受信している可能性が高いと判定したが、偶然にも同じドップラ周波数の衛星同士であったとして、衛星Kと衛星Lはそれぞれ衛星Kと衛星Lから受信できていると判定し(ステップS4)、L1信号を測位部31における測位計算に使用する。   If the value of the result B is smaller than the threshold value b (Y in step S6), since the carrier frequencies of the satellite K and the satellite L are similar in the result A, the satellite K and the satellite L are the same satellite and one of the satellites. However, it is determined that satellites K and L can be received from satellites K and L, respectively, assuming that the satellites coincided by the same Doppler frequency. (Step S4), the L1 signal is used for positioning calculation in the positioning unit 31.

また、結果Bが閾値b以上であれば(ステップS6のN)、衛星Kは衛星Kから受信できていると判定し(ステップS7)、衛星Lは衛星L以外の衛星から受信していると判定して、衛星Lとして受信したエフェメリスデータを無効として、測位計算に用いないようにする(ステップS8)。   If the result B is equal to or greater than the threshold value b (N in step S6), it is determined that the satellite K has received from the satellite K (step S7), and the satellite L has received from a satellite other than the satellite L. The ephemeris data received as the satellite L is invalidated and is not used for positioning calculation (step S8).

以上のステップS2〜S8の判定は、衛星Kと衛星Lの組み合わせを各チャンネル内で総当りに行うことで(ステップS9〜S12)、L1信号については各チャンネルが所望する衛星から受信できていることを確認する。すなわち、所望の衛星がS1,S2,S3,S4の4つ存在し、この4つの衛星に対応して受信装置6が4チャンネルで、現在、衛星S1〜S4の全てが可視衛星であった場合、衛星S1〜S4の中の2つずつの組み合わせは6組あるので、この6組について各チャンネルで前述の判定を行う。   The determinations in steps S2 to S8 described above are performed by combining the satellites K and L in each channel (steps S9 to S12), and the L1 signal can be received from the desired satellite in each channel. Make sure. That is, there are four desired satellites S1, S2, S3, and S4, the receiving device 6 has four channels corresponding to these four satellites, and all of the satellites S1 to S4 are currently visible satellites. Since there are six combinations of two satellites S1 to S4, the above-described determination is performed on each channel with respect to these six sets.

次に、L2信号判定部21で行う処理(L2判定)について説明する。図4は、L2信号判定部21で行う処理のフローチャートである。   Next, processing (L2 determination) performed by the L2 signal determination unit 21 will be described. FIG. 4 is a flowchart of processing performed by the L2 signal determination unit 21.

L1信号判定部11で行う前述の処理により、L1信号が所望の衛星から受信できているので、このことを前提として、L2信号が所望の衛星から受信できているか否かをL2信号判定部21で判定する。まず、L1信号判定部11によるL1判定を通過することにより正しく受信できていると判定された衛星のL2信号のコード位相とキャリア周波数をL2信号判定部21が受信装置6から取得する(ステップS21)。   Since the L1 signal can be received from the desired satellite by the above-described processing performed by the L1 signal determination unit 11, the L2 signal determination unit 21 determines whether or not the L2 signal can be received from the desired satellite. Judge with. First, the L2 signal determination unit 21 acquires the code phase and the carrier frequency of the satellite L2 signal determined to have been correctly received by passing the L1 determination by the L1 signal determination unit 11 from the receiving device 6 (step S21). ).

これらの衛星のうち、1つの衛星を衛星Mとする。送信時刻比較部22は、この衛星MのL1信号のコード位相からL1信号の送信時刻を算出し、また衛星MのL2信号のコード位相からL2信号の送信時刻を算出する(ステップS22)。   Among these satellites, one satellite is designated as a satellite M. The transmission time comparison unit 22 calculates the transmission time of the L1 signal from the code phase of the L1 signal of the satellite M, and calculates the transmission time of the L2 signal from the code phase of the L2 signal of the satellite M (step S22).

そして、衛星MのL1信号の送信時刻と衛星MのL2信号の送信時刻とを比較し、L2信号が衛星Mから受信できているか否かの判定を行う。衛星からはL1信号とL2信号とは同時に放送されるため、基本的には受信装置6で取得するL1信号の送信時刻とL2信号の送信時刻とは等しい時刻となる。しかしながら、L1信号とL2信号とはキャリア周波数が異なるため、電離層遅延、マルチパス等様々な誤差が異なる。従って、L1信号の送信時刻とL2信号の送信時刻とは誤差分だけ違いが生じる。しかし、これらの様々な誤差は合計しても高々0.1μs(30m)程度なので、違いが誤差だけによるものと判断するために、閾値cとして、このような誤差範囲にかからないように見積もった値(例えば1μs(300m))を設定する。そして、衛星MのL1信号の送信時刻と衛星MのL2信号の送信時刻との差の絶対値を計算し(ステップS23)、その結果Cを閾値cとを比較する(ステップS24)。   Then, the transmission time of the L1 signal of the satellite M and the transmission time of the L2 signal of the satellite M are compared, and it is determined whether or not the L2 signal is received from the satellite M. Since the L1 signal and the L2 signal are broadcast simultaneously from the satellite, the transmission time of the L1 signal acquired by the receiving device 6 and the transmission time of the L2 signal are basically the same time. However, since the L1 signal and the L2 signal have different carrier frequencies, various errors such as ionospheric delay and multipath are different. Therefore, there is a difference between the transmission time of the L1 signal and the transmission time of the L2 signal by an error. However, since these various errors are at most about 0.1 μs (30 m) in total, the threshold c is estimated so as not to fall within such an error range in order to judge that the difference is due to the error alone. (For example, 1 μs (300 m)) is set. Then, the absolute value of the difference between the transmission time of the L1 signal of the satellite M and the transmission time of the L2 signal of the satellite M is calculated (step S23), and the result C is compared with the threshold c (step S24).

これにより、結果Cが閾値cより小さければ(ステップS24のY)、衛星MのL2信号は衛星Mから受信できていると判定し(ステップS25)、L2信号を測位部31における測位計算に使用する。   Accordingly, if the result C is smaller than the threshold c (Y in step S24), it is determined that the L2 signal of the satellite M is received from the satellite M (step S25), and the L2 signal is used for the positioning calculation in the positioning unit 31. To do.

また、結果Cが閾値c以上であれば(ステップS24のN)、衛星MのL2信号は衛星M以外の衛星から受信していると判定し、衛星MのL2信号を測位に使用しないようにする(ステップS26)。   If the result C is equal to or greater than the threshold value c (N in step S24), it is determined that the L2 signal of the satellite M is received from a satellite other than the satellite M, and the L2 signal of the satellite M is not used for positioning. (Step S26).

以上のステップS22〜S26の処理は、各チャンネルにおいて、L1判定を通過した全衛星について行い(ステップS27)、L2信号が各々のチャンネルが所望する衛星から受信できていることを確認する。   The processes in steps S22 to S26 described above are performed for all the satellites that have passed the L1 determination in each channel (step S27), and it is confirmed that the L2 signal can be received from the satellite desired by each channel.

以上説明した測位装置1によれば、受信装置6の各チャンネルで所望の衛星のPNコードを発生させて所望の衛星を特定する。そして、その衛星のL1信号が所望の衛星のものか否かをキャリア周波数比較部12、信号レベル比較部13により判定する。キャリア周波数比較部12では、キャリア周波数に乗るドップラ周波数が衛星毎に異なることを利用して、所望の衛星と所望以外の衛星とでキャリア周波数が似通った値ならば、両衛星は同一の衛星で、どちらかの衛星を間違って受信している可能性が高いと判定する。この場合は、信号レベル比較部13でどちらの衛星を間違って受信しているのかを信号レベルを比較することにより判定する。よって、キャリア周波数比較部12、信号レベル比較部13により正確に衛星の正誤を判断できる。また、基準局からの伝送のための別途の回線は不要なので簡易に衛星の正誤を判断できる。さらに、信号レベル比較部13ではどちらの衛星も誤りとはしないので効率よく衛星の正誤を判断できる。   According to the positioning device 1 described above, the desired satellite is identified by generating the PN code of the desired satellite in each channel of the receiving device 6. Then, the carrier frequency comparison unit 12 and the signal level comparison unit 13 determine whether the L1 signal of the satellite is that of a desired satellite. The carrier frequency comparison unit 12 uses the fact that the Doppler frequency on the carrier frequency is different for each satellite, and if the carrier frequency is similar between the desired satellite and the non-desired satellite, both satellites are the same satellite. It is determined that there is a high possibility that one of the satellites is received in error. In this case, the signal level comparison unit 13 determines which satellite is erroneously received by comparing the signal levels. Therefore, the correctness of the satellite can be accurately determined by the carrier frequency comparison unit 12 and the signal level comparison unit 13. In addition, since a separate line for transmission from the reference station is unnecessary, it is possible to easily determine whether the satellite is correct or incorrect. Further, since neither of the satellites makes an error in the signal level comparison unit 13, the correctness of the satellites can be determined efficiently.

次に、L1信号について衛星の正誤を正確、簡易に、かつ効率よく行なえたことを前提として、L1信号とL2信号とは同一衛星から同時に送信されるので、当該2周波の信号の送信時刻には誤差範囲の差しか生じないことを利用し、送信時刻比較部22によりL2信号について衛星の正誤を正確、簡易に、かつ効率よく行なうことができる。   Next, the L1 signal and the L2 signal are simultaneously transmitted from the same satellite on the assumption that the L1 signal can be accurately, easily and efficiently performed on the satellite, so at the transmission time of the signal of the two frequencies. Makes use of the fact that only an error range occurs, and the transmission time comparison unit 22 can accurately, simply, and efficiently perform the correctness of the satellite for the L2 signal.

よって、衛星から受信する2周波の信号がどの衛星から発せられたかの判定を、全体として正確、簡易に、かつ効率よく行うことができる。   Therefore, the determination as to which satellite the two-frequency signal received from the satellite is generated can be performed accurately, simply and efficiently as a whole.

なお、前述の例では、まず、L1信号について衛星の正誤を正確に判定し、これを前提としてL2信号について衛星の正誤を判定するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、L2信号について衛星の正誤を正確に判定し、これを前提としてL1信号について衛星の正誤を判定するようにしてもよい。   In the above example, first, the correctness of the satellite is accurately determined for the L1 signal, and the correctness of the satellite is determined for the L2 signal on the premise of this. However, the present invention is not limited to this. Instead, the correctness of the satellite may be accurately determined for the L2 signal, and the correctness of the satellite may be determined for the L1 signal on the premise of this.

また、本発明はGPS技術への適用に限定されるものではなく、Galileo、GLONASSなどに適用することもできる。   In addition, the present invention is not limited to application to GPS technology, but can also be applied to Galileo, GLONASS, and the like.

本発明の一実施形態である測位装置の電気的な接続のブロック図である。It is a block diagram of the electrical connection of the positioning apparatus which is one Embodiment of this invention. 測位装置が実行する処理の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the process which a positioning apparatus performs. L1信号判定部で実行する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process performed in a L1 signal determination part. L2信号判定部で実行する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process performed by the L2 signal determination part. 本発明の課題について説明するグラフである。It is a graph explaining the subject of this invention. 本発明の課題について説明するグラフである。It is a graph explaining the subject of this invention. L1信号、L2信号の送信について説明するグラフである。It is a graph explaining transmission of L1 signal and L2 signal.

符号の説明Explanation of symbols

1 測位装置
6 受信装置
11 L1信号判定部
12 キャリア周波数比較部
13 信号レベル比較部
21 L2信号判定部
22 送信時刻比較部
31 測位部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positioning device 6 Receiving device 11 L1 signal determination part 12 Carrier frequency comparison part 13 Signal level comparison part 21 L2 signal determination part 22 Transmission time comparison part 31 Positioning part

Claims (2)

互いに帯域が異なり同一時刻に送信されスペクトラム拡散方式により位相変調された第1信号及び第2信号を受信信号として各衛星から受信する受信装置と、
前記第1信号のPNコードと所望の衛星のPNコードとの相関値を計算し、当該相関値のピークが第1閾値を越えたときは当該第1信号が所望の衛星のものである判定する第1判定手段と、
前記第1判定手段により前記第1信号が前記所望の衛星のものであると判定したときは、当該所望の衛星から受信したキャリア周波数と所望以外の衛星から受信したキャリア周波数との差が第2閾値以下のときは当該所望の衛星と当該所望以外の衛星とから前記第1信号を受信せず相互相関している判定し、第2閾値より大きいときは当該所望の衛星と当該所望以外の衛星とから前記第1信号を受信して相互相関していないと判定する第2判定手段と、
前記第2判定手段により前記所望の衛星から受信したキャリア周波数と前記所望以外の衛星から受信したキャリア周波数との差が前記第2閾値以下であるときは、当該所望の衛星からの受信信号の信号レベルと当該所望以外の衛星からの受信信号の信号レベルとの差が第3閾値より小さいときは当該所望の衛星と当該所望以外の衛星とから前記第1信号を受信している判定する第3判定手段と、
前記第2及び第3判定手段により前記所望の衛星と前記所望以外の衛星とから前記第1信号を受信していると判定したときは、当該判定がされた衛星の前記第1信号の送信時刻と前記第2信号の送信時刻との差が第4閾値より小さいときは前記第1信号を受信していると判定された衛星から前記第2信号も受信している判定する第4判定手段と、
を備えている衛星信号判定装置。
A receiving device that receives a first signal and a second signal, which are different in bandwidth from each other and transmitted at the same time and phase-modulated by a spread spectrum method, from each satellite as received signals;
A correlation value between PN code of the first signal PN code as desired satellite is calculated and determined that when the peak of the correlation value exceeds the first threshold value is one the first signal is a desired satellite First determining means for
When the first determination means determines that the first signal belongs to the desired satellite, the difference between the carrier frequency received from the desired satellite and the carrier frequency received from a satellite other than the desired satellite is the second. It determines that when the threshold value or less are cross correlation without receiving the first signal from the said desired satellite and the desired non-satellite, is greater than the second threshold value is the desired satellite and the desired other a second judging means for judging that no cross-correlation to receive the first signal from a satellite,
When the difference between the carrier frequency received from the desired satellite by the second determination means and the carrier frequency received from a satellite other than the desired satellite is equal to or less than the second threshold value, the signal of the received signal from the desired satellite the determining the difference between the signal level of the received signal from the level and the desired other satellites third time smaller than the threshold is receiving the first signal from the said desired satellite and the desired non-satellite 3 determination means;
When it is determined by the second and third determination means that the first signal is received from the desired satellite and the non-desired satellite, the transmission time of the first signal of the determined satellite fourth determining means determines that the difference between the transmission time of the second signal is the fourth time threshold smaller also receives the second signal from the determined satellite that receives the first signal and When,
A satellite signal determination device.
互いに帯域が異なり同一時刻に送信されスペクトラム拡散方式により位相変調された第1信号及び第2信号を受信信号として各衛星から当該各衛星にそれぞれ対応している複数のチャンネルで受信する受信装置と、
前記各チャンネルで受信した前記各衛星の各受信信号に含まれる当該衛星の軌道情報により測位計算を行う測位手段と、
を備え、
前記チャンネルごとに、
前記第1信号のPNコードと当該チャンネルで所望する衛星のPNコードとの相関値を計算し、当該相関値のピークが第1閾値を越えたときは当該第1信号が当該チャンネルで所望する衛星のものである判定する第1判定手段と、
前記第1判定手段により前記第1信号が当該チャンネルで所望する衛星のものであると判定したときは、当該チャンネルで所望する衛星から受信したキャリア周波数と当該チャンネル所望する以外の衛星から受信したキャリア周波数との差が第2閾値以下のときは当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外の衛星とから前記第1信号を受信せず相互相関している判定し、第2閾値より大きいときは当該所望の衛星と当該所望以外の衛星とから前記第1信号を受信して相互相関していないと判定することを当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外衛星との全ての組み合わせについて行う第2判定手段と、
前記第2判定手段により当該チャンネルで所望する衛星から受信したキャリア周波数と当該チャンネルで所望する以外の衛星から受信したキャリア周波数との差が前記第2閾値以下であるときは、当該チャンネルで所望する衛星からの受信信号の信号レベルと当該チャンネルで所望する以外の衛星からの受信信号の信号レベルとの差が第3閾値より小さいときは当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外の衛星とから前記第1信号を受信している判定する第3判定手段と、
前記第3判定手段により当該チャンネルで所望する衛星からの受信信号の信号レベルと当該チャンネルで所望する以外の衛星からの受信信号の信号レベルとの差が第3閾値より大きいときは、当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外の衛星とのうち当該信号レベルの低い方の衛星からの前記受信信号を前記測位手段による測位計算の対象から除去する除去手段と、
前記第2及び第3判定手段により当該チャンネルで所望する衛星と当該チャンネルで所望する以外の衛星とから前記第1信号を受信していると判定したときは、当該判定がされた衛星の前記第1信号の送信時刻と前記第2信号の送信時刻との差が第4閾値より小さいときは前記第1信号を受信していると判定された衛星から前記第2信号も受信している判定する第4判定手段と、
を備えている、
測位装置。
A receiving device for receiving the first signal and the second signal, which are different in bandwidth from each other and phase-modulated by a spread spectrum method, from each satellite through a plurality of channels corresponding to the respective satellites;
Positioning means for performing positioning calculation based on orbit information of the satellite included in each received signal of each satellite received by each channel;
With
For each channel,
Wherein the correlation value of the PN code of the desired satellite PN code and the channel of the first signal to calculate a satellite to which the first signal when the peak of the correlation value exceeds the first threshold value is desired in the channel a first judging means for judging to be of,
When the first determining means determines that the first signal is that of the desired satellite on the channel, the carrier frequency received from the desired satellite on the channel and the carrier received from a satellite other than the desired channel determining the difference between the frequency is the cross correlation without receiving the first signal from a satellite other than when the following second threshold value to the desired satellite and the channel to be desired in the channel, than the second threshold value When it is larger, it is determined that the first signal is received from the desired satellite and the non-desired satellite and it is determined that there is no cross-correlation. Second determination means for performing a combination of
If the difference between the carrier frequency received from the desired satellite on the channel by the second determination means and the carrier frequency received from a satellite other than the desired on the channel is equal to or less than the second threshold, the desired frequency on the channel When the difference between the signal level of the received signal from the satellite and the signal level of the received signal from a satellite other than that desired by the channel is smaller than the third threshold, the satellite desired by the channel and the satellite other than the desired by the channel third determining means for determining that receives the first signal and a,
When the difference between the signal level of the received signal from the desired satellite on the channel and the signal level of the received signal from a satellite other than the desired channel on the channel is greater than the third threshold by the third determining means, A removing means for removing the received signal from a satellite having a lower signal level from a desired satellite and a satellite other than the desired satellite in the channel from the object of positioning calculation by the positioning means;
When it is determined by the second and third determination means that the first signal is received from a satellite desired by the channel and a satellite other than the desired by the channel, the first of the satellites for which the determination has been made determining the difference between the transmission time of the transmission time of the first signal a second signal is the fourth time threshold smaller also receives the second signal from the determined satellite that receives the first signal Fourth determining means for
With
Positioning device.
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