JP5357451B2 - Multi-frequency GNSS receiver - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-frequency GNSS (Global Navigation Satellite System) receiving device for performing positioning operation efficiently and effectively by acquiring a positioning pseudo distance by utilizing a positioning signal of the second signal form of the first satellite, or of some data channel signal form of the second satellite, even when the positioning pseudo distance cannot be obtained relative to the first signal form of the first satellite. <P>SOLUTION: When the positioning pseudo distance cannot be obtained from a positioning signal of the first signal form of the first satellite, a lower order part of a pseudo distance below a prescribed distance is determined from an obtained pseudo distance, and then integrated with an upper order part obtained from a signal form of the satellite or a positioning signal of another satellite, to thereby generate the positioning pseudo distance. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、GNSS(Global Navigation Satellite System)衛星から送信された複数の信号形式の測位信号を受信して、位置を求める測位装置に関するものである。 The present invention relates to a positioning apparatus that receives positioning signals in a plurality of signal formats transmitted from a Global Navigation Satellite System (GNSS) satellite and obtains a position.

GPSの近代化により、従来のL5帯のL1-C/A信号に加え、L2帯のL2C信号やL5帯のL5信号を同一の衛星から放送することが計画されている。同一の衛星から複数の周波数帯域で多種の変調形式の信号が放送される場合、複数の信号形式の測位信号を利用することが計算処理、精度および早期測位で有効となる。 With the modernization of GPS, it is planned to broadcast the L2 band L2C signal and the L5 band L5 signal from the same satellite in addition to the conventional L5 band L1-C / A signal. When signals of various modulation formats are broadcast from the same satellite in a plurality of frequency bands, it is effective for calculation processing, accuracy, and early positioning to use positioning signals of a plurality of signal formats.

GPS L1-C/A信号は、繰返し周期1msecのC/A拡散コードとビットレート50bpsの航法メッセージで位相変調されている。航法メッセージは1500ビットのフレームを5つのサブフレームに分割して送信しているため、300ビットの各サブフレームの先頭は6secごとに到来する。L1-C/A信号の場合、サブフレームの航法メッセージのビット周期は20msecであり、この期間でC/Aコードは20回繰り返される。 The GPS L1-C / A signal is phase-modulated with a C / A spreading code with a repetition period of 1 msec and a navigation message with a bit rate of 50 bps. Since the navigation message is transmitted by dividing a 1500-bit frame into five subframes, the top of each 300-bit subframe arrives every 6 seconds. In the case of the L1-C / A signal, the bit period of the navigation message in the subframe is 20 msec, and the C / A code is repeated 20 times during this period.

GPS L2C信号は、航法メッセージが重畳されたデータチャンネルL2CM信号と、航法メッセージのないパイロットチャンネルL2CL信号とが時分割で送信される。L2CM信号は周期20msecの拡散コードと、ビットレート25bps(シンボルレート50sps)の航法メッセージで変調されている。航法メッセージは300ビット(600シンボル)のサブフレームで構成され、ビット周期40msec(シンボル周期20msec)であるから、各サブフレームの先頭は12secごとに到来する。また、L2CL信号は周期1.5secの拡散コードで変調されている。 In the GPS L2C signal, a data channel L2CM signal on which a navigation message is superimposed and a pilot channel L2CL signal without a navigation message are transmitted in a time division manner. The L2CM signal is modulated with a spreading code with a period of 20 msec and a navigation message with a bit rate of 25 bps (symbol rate 50 sps). Since the navigation message is composed of 300-bit (600 symbols) subframes and has a bit period of 40 msec (symbol period of 20 msec), the head of each subframe arrives every 12 seconds. The L2CL signal is modulated with a spreading code having a period of 1.5 sec.

GPS L5信号は、データチャンネル信号L5I信号と、パイロットチャンネル信号L5Q信号が直交する構成となっている。L5I信号は、繰返し周期1msecのI5拡散コードと、ビットレート1Kbpsの10ビットのNH10コードで変調され、さらに50bps(シンボルレート100sps)の航法メッセージで変調されている。NH10コードの繰り返し周期は10msecであり、航法メーッセージのビット周期は20msecである。航法メッセージは300ビット(600シンボル)のサブフレームで構成され、ビット周期20msec(シンボル周期10msec)であるから、各サブフレームの先頭は6secごとに到来する。 The GPS L5 signal has a configuration in which the data channel signal L5I signal and the pilot channel signal L5Q signal are orthogonal to each other. L5I signal, and I5 spreading code repetition period 1 msec, modulated by 10-bit NH 10 codes the bit rate 1 Kbps, is modulated further navigation message 50 bps (symbol rate 100 SPS). The repetition period of the NH 10 code is 10 msec, and the bit period of the navigation message is 20 msec. Since the navigation message is composed of 300-bit (600 symbols) subframes and has a bit period of 20 msec (symbol period of 10 msec), the head of each subframe arrives every 6 seconds.

L5Q信号は、繰返し周期1msecのL5Q拡散コードで変調され、さらにビットレート1msecの20ビットのNH20コードで変調されている。NH20コードの繰り返し周期は20msecである。 The L5Q signal is modulated with an L5Q spreading code with a repetition period of 1 msec, and further modulated with a 20-bit NH 20 code with a bit rate of 1 msec. The repetition period of the NH 20 code is 20 msec.

GNSSの測位の基本概念は、特許文献1や特許文献2に記述されているとおり、衛星の測位信号の送信時刻と受信機の受信時刻を知ることで衛星と受信機間の擬似距離を算出できる。受信時刻は拡散コードとレプリカコードの相関値のピーク位置を受信機クロック計測することで得られる。送信時刻はサブフレームに含まれるHOWワード情報と、サブフレームの先頭ビット時刻から相関ピーク位置までの経過時間を知ることで得られる。このためには、拡散コード同期後に、航法メッセージのビット同期(以下、ビット同期と呼ぶ)を行い、最後にサブフレーム同期(以下、フレーム同期と呼ぶ)の処理を必要とする。 As described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the basic concept of GNSS positioning can calculate the pseudo distance between the satellite and the receiver by knowing the transmission time of the positioning signal of the satellite and the reception time of the receiver. . The reception time is obtained by measuring the peak position of the correlation value between the spread code and the replica code by measuring the receiver clock. The transmission time is obtained by knowing the HOW word information included in the subframe and the elapsed time from the top bit time of the subframe to the correlation peak position. For this purpose, after synchronization of the spread code, bit synchronization of the navigation message (hereinafter referred to as bit synchronization) is performed, and finally subframe synchronization (hereinafter referred to as frame synchronization) processing is required.

L1-C/A信号の場合を例にとって、送信時刻を算出する方法を図4を参照して説明する。図4において、サブフレームに同期し、HOWワードを復調すると、GPS時刻におけるサブフレーム先頭ビットの送信時刻Thowが分かる。Tcorは受信機クロックで計測したコード相関のピーク位置の時刻であり、該ピーク位置はm+1番目の航法メッセージのビット期間中にあるものとする。 Taking the case of the L1-C / A signal as an example, a method for calculating the transmission time will be described with reference to FIG. In FIG. 4, when the HOW word is demodulated in synchronization with the subframe, the transmission time Thow of the subframe head bit at the GPS time is known. Tcor is the time of the peak position of the code correlation measured with the receiver clock, and this peak position is assumed to be in the bit period of the (m + 1) th navigation message.

サブフレーム、航法メッセージのビットおよびC/Aコードはそれぞれ同期しているから、時刻Thowからコード相関のピーク位置までの経過時間のうち、20msecの整数倍の時間Tbitはビット同期後にビット数を計数することで分かる。20msecの端数はC/Aコードの繰り返し数を計数することで1msecの整数倍の時間Tcodeが分かる。そして、1msec未満の時間TchpはC/Aコードの相関処理で分かる。 Since subframes, navigation message bits, and C / A codes are synchronized, of the elapsed time from the time Thow to the peak position of the code correlation, the time Tbit that is an integral multiple of 20 msec counts the number of bits after bit synchronization. To understand. The fraction of 20 msec can be obtained by counting the number of C / A code repetitions to obtain a time Tcode that is an integral multiple of 1 msec. The time Tchp of less than 1 msec can be found by C / A code correlation processing.

この結果、送信時刻TtrnはThow+Tbit+Tcode+Tchpで算出できる。受信時刻Tcorと送信時刻Ttrnより、擬似距離は(Tcor-Ttrn)×光速で計算できる。なお、Tcorは受信機クロックで計測されるからGPS時刻と同期が取れていないためにGPS時刻からオフセットしている。この受信クロックオフセットは、航法演算処理において、受信機位置および速度と共に推定される。 As a result, the transmission time Ttrn can be calculated by Thow + Tbit + Tcode + Tchp. From the reception time Tcor and the transmission time Ttrn, the pseudo distance can be calculated by (Tcor-Ttrn) × light speed. Since Tcor is measured by the receiver clock and is not synchronized with GPS time, it is offset from GPS time. This reception clock offset is estimated together with the receiver position and speed in the navigation calculation process.

以上はL1-C/A信号の場合について説明であるが、他の信号形式(L2CM信号、L5I信号)においても、同様の考え方で擬似距離が算出できる。しかし、いずれの信号形式においても、フレーム同期により、送信時刻Ttrnが求まらないと測位に供する擬似距離(以下、これを測位用擬似距離と呼ぶ)が求まらないから、測位演算を開始することができない。 The above is an explanation of the case of the L1-C / A signal, but the pseudorange can be calculated in the same way with other signal formats (L2CM signal, L5I signal). However, in any signal format, because of the frame synchronization, if the transmission time Ttrn cannot be obtained, the pseudorange used for positioning (hereinafter referred to as the pseudorange for positioning) cannot be obtained. Can not do it.

通常の受信機において、受信電波が強い場合、フレーム同期は取れるが、受信電波が弱い場合は、コード同期は取れるが、ビット同期、フレーム同期が取れないことがある。この場合、フレーム同期が取れない限り、Thowが未知であるから測位用擬似距離が得られず測位計算ができない。 In a normal receiver, if the received radio wave is strong, frame synchronization can be obtained, but if the received radio wave is weak, code synchronization can be obtained, but bit synchronization and frame synchronization may not be obtained. In this case, unless frame synchronization is established, Thow is unknown, so a positioning pseudorange cannot be obtained and positioning calculation cannot be performed.

また、フレーム同期は取れたとしても、サブフレーム周期は6secであるために、HOWワードを復調するまでに少なくとも6sec以上を要し、測位結果を得るまでに時間がかかる。前記の特許文献1、特許文献2はこれらの欠点を克服するために、ビット同期、フレーム同期することなしに、コード同期で得られる擬似距離情報から測位を行うための技法を提示している。 Even if frame synchronization is achieved, since the subframe period is 6 seconds, it takes at least 6 seconds to demodulate the HOW word, and it takes time to obtain a positioning result. In order to overcome these drawbacks, Patent Document 1 and Patent Document 2 described above present a technique for performing positioning from pseudorange information obtained by code synchronization without performing bit synchronization or frame synchronization.

米国特許第7,064,709号U.S. Patent No. 7,064,709 特開2001-59864JP2001-59864

しかしながら、特許文献1の技法はコード同期のみで測位できるが、最低5個の衛星を必要とする。特に、受信電波が弱い環境下において5個の衛星を必要とすることは厳しい制約となる。特許文献2の技法は拡散コード周期または航法メッセージのビット遷移タイミングの時刻を、GPS受信機の時計から計測する方法であるために、拡散コード周期の境目を計測する場合、受信機クロックは0.5msec以下の精度で計測することを必要とする。この要件は、特に安価な汎用受信機を提供する上で厳しい制約となる。 However, although the technique of Patent Document 1 can perform positioning only by code synchronization, it requires at least five satellites. In particular, the need for five satellites in an environment where received radio waves are weak is a severe limitation. Since the technique of Patent Document 2 is a method of measuring the spread code period or the time of the bit transition timing of the navigation message from the clock of the GPS receiver, when measuring the boundary of the spread code period, the receiver clock is 0. It is necessary to measure with an accuracy of 5 msec or less. This requirement is a severe constraint in providing a particularly inexpensive general purpose receiver.

前記特許文献1および特許文献2を含め公知の技法では、第1の衛星の第1の信号形式でフレーム同期が取れない場合、その衛星のその信号形式に対する擬似距離を算出することを諦めて、他の衛星の前記第1の信号形式に対する擬似距離を求めるようにしている。この場合、測位用擬似距離の観測数が減ることによる損失を被るか、場合によって測位できないことになる。 In known techniques including Patent Document 1 and Patent Document 2, if frame synchronization cannot be achieved in the first signal format of the first satellite, it is decided to give up calculating the pseudorange for the signal format of the satellite, A pseudorange for the first signal format of another satellite is obtained. In this case, a loss due to a decrease in the number of observations of the positioning pseudo-range may be incurred, or positioning may not be possible.

また、従来の受信機では、航法メッセージが重畳されていないパイロットチャンネル信号は測位用擬似距離を求めることができないために、測位用擬似距離を得るために利用していない。 Further, in the conventional receiver, the pilot channel signal on which the navigation message is not superimposed is not used for obtaining the positioning pseudo distance because the positioning pseudo distance cannot be obtained.

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、データチャンネルのみならずパイロットチャンネルを含む複数の信号形式の測位信号を利用することにより、第1の衛星の第1の信号形式に対して測位用擬似距離が得られないときでも、他の信号形式または他の衛星のある信号形式の測位信号を利用して測位用擬似距離を得ることにより、効率且つ有効的な測位演算を行う多周波GNSS受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and by using positioning signals of a plurality of signal formats including not only data channels but also pilot channels, positioning is performed with respect to the first signal format of the first satellite. Multi-frequency GNSS that performs efficient and effective positioning calculations by obtaining positioning pseudoranges using positioning signals in other signal formats or other satellite signal formats even when pseudoranges cannot be obtained An object is to provide a receiving apparatus.

前記課題を解決するために、本発明は同一の衛星から送信される複数の信号形式の測位信号を受信し、少なくとも位置を出力する多周波GNSS受信装置において、前記複数の信号形式の測位信号に含まれる拡散コードに同期処理を行うコード同期部と、前記信号形式の測位信号に含まれる航法メッセージのビットに同期処理を行うビット同期部と、前記航法メッセージのフレームに同期処理を行うフレーム同期部と、前記コード同期部、前記ビット同期部および前記フレーム同期部から得た擬似距離情報に基づいて、測位用擬似距離を得るように調整する擬似距離調整部と、前記擬似距離調整部から得た測位用擬似距離に基づいて測位演算を行う測位演算部とを備え、
前記擬似距離調整部は、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対する擬似距離がフレーム同期部から得られた測位用擬似距離でない場合、前記擬似距離から所定の距離未満の下位部を求めると共に、前記第1の衛星の第2のデータチャンネル信号形式の測位信号に対する測位用擬似距離から前記所定の距離以上の上位部とを求め、該上位部と前記下位部との合成を前記第1の信号形式に対する測位用擬似距離とすることを特徴とする。
また、同一の衛星から送信される複数の信号形式の測位信号を受信し、少なくとも位置を出力する多周波GNSS受信方法において、前記複数の信号形式の測位信号に含まれる拡散コードに同期処理を行うステップと、前記信号形式の測位信号に含まれる航法メッセージのビットに同期処理を行うステップと、前記航法メッセージのフレームに同期処理を行うステップと、前記拡散コード、前記航法メッセージのビット、および前記航法メッセージのフレームへの同期処理により得られる擬似距離情報に基づいて、測位用擬似距離を得るように調整するステップと、前記測位用擬似距離に基づいて測位演算を行うステップとを含み、
第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対する擬似距離が前記航法メッセージのフレームへの同期処理により得られた測位用擬似距離でない場合、前記擬似距離から所定の距離未満の下位部を求め、前記第1の衛星の第2のデータチャンネル信号形式の測位信号に対する測位用擬似距離から前記所定の距離以上の上位部とを求め、前記上位部と前記下位部との合成を前記第1の信号形式に対する測位用擬似距離とすることを特徴とする。

In order to solve the above-mentioned problem, the present invention receives a positioning signal of a plurality of signal formats transmitted from the same satellite and outputs at least a position in a multi-frequency GNSS receiver that converts the positioning signals of the plurality of signal formats. A code synchronization unit that performs synchronization processing on the included spreading code, a bit synchronization unit that performs synchronization processing on the bits of the navigation message included in the positioning signal in the signal format, and a frame synchronization unit that performs synchronization processing on the frames of the navigation message Obtained from the pseudo distance adjustment unit, a pseudo distance adjustment unit that adjusts to obtain a positioning pseudo distance based on pseudo distance information obtained from the code synchronization unit, the bit synchronization unit, and the frame synchronization unit. A positioning calculation unit that performs positioning calculation based on the pseudo distance for positioning,
The pseudorange adjustment unit, when the pseudorange with respect to the positioning signal of the first signal format of the first satellite is not a pseudorange for positioning obtained from the frame synchronization unit, a subordinate portion less than a predetermined distance from the pseudorange And obtaining an upper part that is greater than or equal to the predetermined distance from a pseudo distance for positioning with respect to a positioning signal in the second data channel signal format of the first satellite, and combining the upper part and the lower part. It is characterized in that it is a pseudo distance for positioning for one signal format.
Further, in a multi-frequency GNSS reception method for receiving positioning signals of a plurality of signal formats transmitted from the same satellite and outputting at least a position, synchronization processing is performed on spreading codes included in the positioning signals of the plurality of signal formats. A step of performing synchronization processing on the bits of the navigation message included in the positioning signal of the signal format, a step of performing synchronization processing on the frame of the navigation message, the spreading code, the bits of the navigation message, and the navigation A step of adjusting so as to obtain a pseudo distance for positioning based on pseudo distance information obtained by a synchronization process to a frame of a message, and a step of performing a positioning calculation based on the pseudo distance for positioning,
If the pseudo distance to the positioning signal of the first signal format of the first satellite is not the pseudo distance for positioning obtained by the synchronization processing to the frame of the navigation message, a lower part less than a predetermined distance is obtained from the pseudo distance. , Obtaining a higher order part of the predetermined distance or more from a pseudo distance for positioning with respect to a positioning signal of the second data channel signal format of the first satellite, and combining the higher order part and the lower order part with the first part. It is characterized by the pseudo distance for positioning with respect to the signal format.

前記所定の距離は、使用する複数の信号形式の測位信号のうちで、最も短い拡散コードの周期に相当する距離とすることを特徴とする。所定の距離を最も同期確率が高い拡散コードの周期にすることによって、常に最も短い拡散コードの周期に相当する擬似距離情報が得られ、これを測位に利用することが可能となる。 The predetermined distance is a distance corresponding to a cycle of the shortest spread code among the positioning signals of a plurality of signal formats to be used. By setting the predetermined distance to the cycle of the spreading code with the highest synchronization probability, pseudo distance information corresponding to the cycle of the shortest spreading code is always obtained, and this can be used for positioning.

また、本発明は、同一の衛星から送信される複数の信号形式の測位信号を受信し、少なくとも位置を出力する多周波GNSS受信装置において、前記複数の信号形式の測位信号に含まれる拡散コードに同期処理を行うコード同期部と、前記信号形式の測位信号に含まれる航法メッセージのビットに同期処理を行うビット同期部と、前記航法メッセージのフレームに同期処理を行うフレーム同期部と、前記コード同期部、前記ビット同期部および前記フレーム同期部から得た擬似距離情報に基づいて、測位用擬似距離を得るように調整する擬似距離調整部と、前記擬似距離調整部から得た測位用擬似距離に基づいて測位演算を行う測位演算部とを備え、
前記擬似距離調整部は、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対する擬似距離がフレーム同期部から得た測位用擬似距離でない場合、前記擬似距離から所定の距離未満の下位部を求めると共に、第2衛星のいずれかのデータチャンネル信号形式の測位信号に対する測位用擬似距離から前記所定の距離以上の上位部とを求め、該上位部と前記下位部との合成を前記第1の信号形式に対する測位用擬似距離とすることを特徴とする。これにより、多周波、多信号形式の擬似距離のあいまいさ統一を簡便に行うことができる。
The present invention also provides a multi-frequency GNSS receiver that receives positioning signals of a plurality of signal formats transmitted from the same satellite, and outputs at least a position, in a spreading code included in the positioning signals of the plurality of signal formats. A code synchronization unit that performs synchronization processing, a bit synchronization unit that performs synchronization processing on bits of the navigation message included in the positioning signal in the signal format, a frame synchronization unit that performs synchronization processing on a frame of the navigation message, and the code synchronization A pseudo-range adjusting unit that adjusts so as to obtain a positioning pseudo-range based on pseudo-range information obtained from the bit synchronizing unit and the frame synchronizing unit, and a positioning pseudo-range obtained from the pseudo-distance adjusting unit. A positioning calculation unit that performs positioning calculation based on
The pseudo distance adjusting unit obtains a lower part less than a predetermined distance from the pseudo distance when the pseudo distance with respect to the positioning signal of the first signal format of the first satellite is not the pseudo distance for positioning obtained from the frame synchronization unit. In addition, an upper part that is equal to or greater than the predetermined distance is obtained from a positioning pseudo distance for a positioning signal of any data channel signal format of the second satellite, and the combination of the upper part and the lower part is performed in the first signal. It is a pseudo distance for positioning with respect to the format. Thereby, the unambiguous unification of pseudoranges in a multi-frequency, multi-signal format can be easily performed.

この結果、第1の衛星の第1の信号形式に対して測位用擬似距離が得られないときでも、第2の衛星のデータチャンネル信号形式の測位信号を利用して測位用擬似距離を得ることにより、効率且つ有効的な測位演算を行なえるようになる。 As a result, even when the positioning pseudorange cannot be obtained with respect to the first signal format of the first satellite, the positioning pseudorange is obtained by using the positioning signal in the data channel signal format of the second satellite. Thus, an efficient and effective positioning calculation can be performed.

また、本発明は、第1の衛星の第1の信号形式はデータチャンネルまたはパイロットチャンネルのいずれでもよいことを特徴とする。この結果、データチャンネル信号形式の拡散コードに比べて、より高い拡散コードの相関利得が期待でき、測位精度および性能面で利がある。また、少なくともフレーム同期処理は削除できるから、測位信号の追尾制御処理負荷が軽減ができるのみならず、フレーム同期処理処理に要する時間を待たずして測位演算が可能となる。 Further, the present invention is characterized in that the first signal format of the first satellite may be either a data channel or a pilot channel. As a result, a higher spreading code correlation gain can be expected compared to the spreading code of the data channel signal format, which is advantageous in terms of positioning accuracy and performance. Further, since at least the frame synchronization processing can be deleted, not only the positioning signal tracking control processing load can be reduced, but also positioning calculation can be performed without waiting for the time required for the frame synchronization processing.

また、本発明は、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対する擬似距離がフレーム同期部から得た測位用擬似距離でない場合において、第2衛星のいずれかのデータチャンネル信号形式の測位信号に対する測位用擬似距離から所定の距離以上の上位部を求める場合、該所定の距離は、20msec相当の距離とすることを特徴とする。 In addition, the present invention provides a positioning in the data channel signal format of one of the second satellites when the pseudorange for the positioning signal in the first signal format of the first satellite is not the positioning pseudorange obtained from the frame synchronization unit. In the case of obtaining a high-order part that is equal to or greater than a predetermined distance from the positioning pseudo-range for the signal, the predetermined distance is a distance corresponding to 20 msec.

また、本発明は、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対する擬似距離がフレーム同期部から得た測位用擬似距離でない場合において、第2衛星のいずれかのデータチャンネル信号形式の測位信号に対する測位用擬似距離から所定の距離以上の上位部を求める場合、該所定の距離は、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号のコード同期またはビット同期によって得られる擬似距離に、測位に供する各衛星と受信機間の幾何学的距離の最大距離偏差が含まれるか否かに基づいて決定することを特徴とする。 In addition, the present invention provides a positioning in the data channel signal format of one of the second satellites when the pseudorange for the positioning signal in the first signal format of the first satellite is not the positioning pseudorange obtained from the frame synchronization unit. When obtaining a high-order part that is greater than or equal to a predetermined distance from the positioning pseudo-range for the signal, the predetermined distance is a pseudo-range obtained by code synchronization or bit synchronization of the positioning signal of the first signal format of the first satellite, It is determined based on whether or not the maximum distance deviation of the geometric distance between each satellite used for positioning and the receiver is included.

本発明によれば、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対して所定の距離未満の下位部しか得られない場合、測位用擬似距離の所定の時間以上の上位部は、第1の衛星の第2の信号形式、または第2の衛星のいずれかのデータチャンネル信号形式の測位信号から得ることにより、測位用擬似距離の観測数の欠損の防止、または観測数の増加を図ることができる。この結果、測位率および測位精度の向上が期待できる。 According to the present invention, when only a lower part less than a predetermined distance is obtained with respect to the positioning signal of the first signal format of the first satellite, the upper part of the positioning pseudo-range for a predetermined time or more is By obtaining from the positioning signal of the second signal format of one satellite or the data channel signal format of any of the second satellites, the loss of the number of observations of the positioning pseudorange is prevented or the number of observations is increased. be able to. As a result, an improvement in positioning rate and positioning accuracy can be expected.

また、本発明によれば、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対して所定の距離未満の下位部しか得られない場合、測位用擬似距離の所定の時間以上の上位部は、第1の衛星の第2の信号形式、または第2の衛星のいずれかのデータチャンネル信号形式の測位信号から得ることにより、複数の周波数の信号形式の測位信号において独自に測位演算ができる機会が増す。この結果、測位精度の向上が期待できる。 Further, according to the present invention, when only a lower part less than a predetermined distance is obtained with respect to the positioning signal of the first signal format of the first satellite, the upper part of the positioning pseudo-range for a predetermined time or more is Opportunity to perform positioning calculations independently for positioning signals of signal formats of a plurality of frequencies by obtaining from positioning signals of the second signal format of the first satellite or the data channel signal format of any of the second satellites Increase. As a result, improvement in positioning accuracy can be expected.

例えば、測位に供する衛星が4個の場合、L2周波数帯の信号形式に対しては4個の測位用擬似距離が得られるが、L1周波数帯では3個の測位用擬似距離しか得られないとき、L1周波数帯で不足した測位用擬似距離の上位部をL2周波数帯で得られた測位用擬似距離の上位部で補完することにより、L1周波数帯で4個の測位用擬似距離が得られる。 For example, when four satellites are used for positioning, four positioning pseudoranges can be obtained for the signal format of the L2 frequency band, but only three positioning pseudoranges can be obtained in the L1 frequency band. By supplementing the upper part of the positioning pseudo distance that is insufficient in the L1 frequency band with the upper part of the positioning pseudo distance obtained in the L2 frequency band, four positioning pseudo distances are obtained in the L1 frequency band.

また、本発明によれば、複数の周波数の信号形式の測位信号において独自に測位演算を行う場合、一方の周波数帯の信号形式で擬似距離の下位部のみ得るようにし、測位用擬似距離の上位部は他方の周波数帯の信号形式から得ることにより、下位部を得た周波数帯の信号形式では、ビット同期またはフレーム同期処理を省略できるため、処理負荷の軽減と共に処理時間の短縮が図れる。 Further, according to the present invention, when a positioning operation is uniquely performed on a positioning signal of a signal format of a plurality of frequencies, only the lower part of the pseudorange is obtained in the signal format of one frequency band, and the higher rank of the positioning pseudorange By obtaining the part from the signal format of the other frequency band, in the signal format of the frequency band obtained from the lower part, the bit synchronization or frame synchronization processing can be omitted, so that the processing time can be reduced and the processing time can be shortened.

また、本発明によると、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対して所定の距離未満の擬似距離の下位部のみ決定すればよいから、該第1の信号形式はデータチャンネルに限定されるものではなく、パイロットチャンネルの信号形式も使用できる。この結果、測位用擬似距離の観測数の欠損の防止、または観測数の増加ができる。 In addition, according to the present invention, since only the lower part of the pseudorange less than the predetermined distance with respect to the positioning signal of the first signal format of the first satellite has to be determined, the first signal format is used for the data channel. The signal format of the pilot channel can be used without limitation. As a result, it is possible to prevent the number of observations of the positioning pseudorange from being lost or increase the number of observations.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1に係る多周波GNSS受信装置について図1および図2を参照しながら説明する。なお、以下ではGPSシステムについて説明するが、本発明はGALILEOシステムにおけるE1、E5、E6などの複数の信号形式に対しても本発明技法は適用できる。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the multi-frequency GNSS receiver according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. The GPS system will be described below, but the present invention can be applied to a plurality of signal formats such as E1, E5, E6 in the GALILEO system.

図1は、本発明における多周波GNSS受信装置のベースバンド処理を説明する基本構成図であり、キャリアおよび拡散コードの同期を行うキャリア/コード同期部10、キャリア/コード同期制御部11、キャリアおよび拡散コードのレプリカを生成するレプリカ生成部12、航法メッセージのビットの同期を行うビット同期部13、航法メッセージのフレーム同期を行うフレーム同期部14、測位に必要な擬似距離を得るために調整する擬似距離調整部15、測位演算を行う測位演算部16などから構成される。 FIG. 1 is a basic configuration diagram for explaining the baseband processing of the multi-frequency GNSS receiver according to the present invention. The carrier / code synchronization unit 10, the carrier / code synchronization control unit 11, which performs carrier and spreading code synchronization, A replica generation unit 12 that generates a replica of a spread code, a bit synchronization unit 13 that synchronizes bits of a navigation message, a frame synchronization unit 14 that performs frame synchronization of a navigation message, and a pseudo adjustment that is adjusted to obtain a pseudo distance necessary for positioning The distance adjustment unit 15 includes a positioning calculation unit 16 that performs positioning calculation.

キャリア/コード同期部10に入力される測位信号は、アンテナ(図示なし)で受信したL1周波数帯、L2周波数帯およびL5周波数帯などの複数の測位信号をそれぞれ、中間周波数に変換し、A/D変換された信号である。擬似距離調整部15と測位演算部16以外の各処理部は、複数の測位信号に対して、それぞれ個別に設けるか、または共通として各周波数帯で切り替えて使用してもよい。 A positioning signal input to the carrier / code synchronization unit 10 converts a plurality of positioning signals such as the L1 frequency band, the L2 frequency band, and the L5 frequency band received by an antenna (not shown) into intermediate frequencies, D-converted signal. Each processing unit other than the pseudo distance adjustment unit 15 and the positioning calculation unit 16 may be individually provided for a plurality of positioning signals, or may be switched and used in each frequency band as a common unit.

キャリア同期およびコードの同期は、キャリア/コード同期部10、キャリア/コード同期制御部11、およびレプリカ生成部12において、公知の方法で独自に行われる。すなわち、第1の衛星Vの第1の信号形式Siの測位信号と、レプリカ生成部12で生成されたキャリアのレプリカおよびコードのレプリカ信号はキャリア/コード同期部10に入力され、ここで夫々、キャリア相関およびコード相関処理される。 Carrier synchronization and code synchronization are independently performed by a known method in the carrier / code synchronization unit 10, the carrier / code synchronization control unit 11, and the replica generation unit 12. That is, the positioning signal of the first signal format Si of the first satellite V and the carrier replica and code replica signal generated by the replica generation unit 12 are input to the carrier / code synchronization unit 10, where Carrier correlation and code correlation processing is performed.

キャリア/コード同期制御部11は、キャリア/コード同期部10の出力に基づいて、キャリア同期誤差およびコード同期誤差をそれぞれ生成し、該キャリアおよびコードの同期誤差をレプリカ生成部12に負帰還する。 The carrier / code synchronization control unit 11 generates a carrier synchronization error and a code synchronization error based on the output of the carrier / code synchronization unit 10, and negatively feeds back the carrier and code synchronization error to the replica generation unit 12.

通常、キャリア同期はPLL追尾ループによって、またコード同期はDLL追尾ループで制御される。キャリア/コード同期制御部11は、コードの同期が完了すると、ビット同期部13にコード同期完了信号を送出すると共に、擬似距離調整部15にコード位相(相関ピーク位置)情報を送出する。 Normally, carrier synchronization is controlled by a PLL tracking loop, and code synchronization is controlled by a DLL tracking loop. When the code synchronization is completed, the carrier / code synchronization control unit 11 sends a code synchronization completion signal to the bit synchronization unit 13 and sends code phase (correlation peak position) information to the pseudo distance adjustment unit 15.

ビット同期部13は、キャリア/コード同期制御部11からコード同期完了信号を受信すると、キャリア/コード同期部10の出力に含まれるビット列信号に同期するビット同期処理を開始する。ビット同期部13は、該ビット同期が完了すると、フレーム同期部14にビット同期完了信号を送出すると共に、擬似距離調整部15にビットタイミング情報を送出する。 When the bit synchronization unit 13 receives the code synchronization completion signal from the carrier / code synchronization control unit 11, the bit synchronization unit 13 starts a bit synchronization process synchronized with the bit string signal included in the output of the carrier / code synchronization unit 10. When the bit synchronization is completed, the bit synchronization unit 13 sends a bit synchronization completion signal to the frame synchronization unit 14 and sends bit timing information to the pseudo distance adjustment unit 15.

フレーム同期部14は、ビット同期部13からのビット同期完了信号を受信すると、サブフレーム同期の処理を開始しする。フレーム同期部14は、サブフレーム同期が完了するとサブフレーム先頭位置情報およびHOWワード情報を擬似距離調整部15に送出する。ここで、HOWワード情報は削除できるかもしれない。 When the frame synchronization unit 14 receives the bit synchronization completion signal from the bit synchronization unit 13, it starts subframe synchronization processing. When the subframe synchronization is completed, the frame synchronization unit 14 sends the subframe head position information and the HOW word information to the pseudo distance adjustment unit 15. Here, the HOW word information may be deleted.

擬似距離調整部15は、コード位相情報、ビットタイミング情報、および少なくともサブフレーム先頭位置情報に基づいて、公知の方法で測位用擬似距離を算出し、保持する。しかし、ビット同期までは取れているが、フレーム同期が取れないために、測位用擬似距離が算出できない場合がある。 The pseudo distance adjusting unit 15 calculates and holds a positioning pseudo distance by a known method based on the code phase information, the bit timing information, and at least the subframe head position information. However, although bit synchronization can be achieved, frame positioning cannot be achieved, and thus the positioning pseudorange may not be calculated.

例えば、第1の衛星Vの第1の信号形式Siの測位信号において、測位用擬似距離が算出できない場合、ビットタイミング情報とコード位相情報に基づいて、ビット周期未満の擬似距離(以下、ビット同期擬似距離と呼ぶ)を求める。そして、該ビット同期擬似距離を所定の距離以上の上位部と、所定の距離未満の下位部に分離する。所定の距離未満の下位部と、該下位部の算出に係る衛星番号および信号形式情報とは、擬似距離調整部15に保持される。 For example, in the positioning signal of the first signal format Si of the first satellite V, if a positioning pseudorange cannot be calculated, a pseudorange less than the bit period (hereinafter referred to as bit synchronization) based on bit timing information and code phase information. Called pseudorange). Then, the bit synchronization pseudo distance is separated into an upper part that is greater than or equal to a predetermined distance and a lower part that is less than the predetermined distance. The lower part less than the predetermined distance and the satellite number and the signal format information related to the calculation of the lower part are held in the pseudo distance adjusting unit 15.

ここで、所定の距離とは、使用したい複数の信号形式の測位信号の中で最小周期の拡散コード周期に相当する距離とする。例えば、使用したい信号形式にL1-C/A信号形式を含む場合は、所定の距離は光速×1msecの距離となる。 Here, the predetermined distance is a distance corresponding to the minimum spread code period among the positioning signals of a plurality of signal formats to be used. For example, when the signal format to be used includes the L1-C / A signal format, the predetermined distance is the speed of light × 1 msec.

また、第1の衛星Vの第1の信号形式Siの測位信号において、コード同期しか得られない場合は、拡散コード周期に相当する距離未満の擬似距離(以下、コード同期擬似距離と呼ぶ)しか得られない。この場合、擬似距離調整部15は、所定の距離未満の下位部としてコード同期擬似距離を求め、該下位部と、該下位部の算出に係る衛星番号および信号形式情報と共に保持する。 In addition, in the positioning signal of the first signal format Si of the first satellite V, when only code synchronization can be obtained, only a pseudo distance less than a distance corresponding to the spreading code period (hereinafter referred to as a code synchronization pseudo distance) can be obtained. I can't get it. In this case, the pseudo distance adjustment unit 15 obtains the code synchronization pseudo distance as a lower part less than a predetermined distance, and holds it together with the lower part and the satellite number and signal format information relating to the calculation of the lower part.

擬似距離調整部15は、第1の衛星Vの第1の信号形式Siで測位用擬似距離が得られない場合、第1の衛星Vの第2の信号形式Sjに対して得た測位用擬似距離から、所定の距離以上の上位部を求める。そして、第2の信号形式Sjで求めた上位部と、第1の衛星Vの第1の信号形式Siで求めた下位部との和を第1の衛星Vの第1の信号形式Siに対する測位用擬似距離として測位演算部16に送出する。 The pseudorange adjusting unit 15 obtains the pseudo positioning for the second signal format Sj of the first satellite V when the pseudo pseudorange for positioning cannot be obtained with the first signal format Si of the first satellite V. From the distance, an upper part that is a predetermined distance or more is obtained. Then, the sum of the upper part obtained from the second signal format Sj and the lower part obtained from the first signal format Si of the first satellite V is determined by positioning the first satellite V with respect to the first signal format Si. Is sent to the positioning calculation unit 16 as a pseudo-range.

次に、実施の形態1における擬似距離調整部15の具体的な処理について、図2のフローチャートを用いて説明する。 Next, specific processing of the pseudo distance adjustment unit 15 in the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップ1において、測位に供する第1の衛星Vの第1の信号形式Siの擬似距離PR(V,Si)を求める。ここで、第1の衛星Vの第1の信号形式Siはデータチャンネルに限定されるものではなく、パイロットチャンネルの信号形式でもよい。なおここで、データチャンネルの場合において、データチャンネル信号形式Siのビット同期またはフレーム同期処理を故意に省略し、コード同期擬似距離のみを求めるようにしてもよい。 In step 1, the pseudorange PR (V, Si) of the first signal format Si of the first satellite V used for positioning is obtained. Here, the first signal format Si of the first satellite V is not limited to the data channel, and may be a pilot channel signal format. Here, in the case of the data channel, the bit synchronization or frame synchronization processing of the data channel signal format Si may be intentionally omitted, and only the code synchronization pseudo distance may be obtained.

これにより、例えば、L1とL2の周波数の信号形式の測位信号において、それぞれ独立に測位演算を行う場合、一方の信号形式の測位信号のビット同期およびフレーム同期処理が省略でき、処理時間の短縮できる。 Thereby, for example, when positioning calculation is performed independently for each of the positioning signals of the frequency format L1 and L2, the bit synchronization and frame synchronization processing of the positioning signal of one signal format can be omitted, and the processing time can be shortened. .

ステップ2において、コード同期擬似距離、ビット同期擬似距離または測位用擬似距離のいずれかの擬似距離PR(V,Si)を所定の距離以上の上位部PR(V, Si)_Uと所定の距離未満の下位部PR(V,Si)_Lの成分に分離し、保持する。なお、図2には示していないが、所定の距離未満の下位部が得られない場合は以下のステップは終了までジャンプし、次の衛星についてステップ1以降の処理を行う。 In step 2, the pseudo-range PR (V, Si) of any one of the code-synchronized pseudo-range, bit-synchronized pseudo-range, and positioning pseudo-range is higher than the predetermined distance PR (V, Si) _U and less than the predetermined distance Are separated into the components of the lower part PR (V, Si) _L of and held. Although not shown in FIG. 2, when a lower part less than a predetermined distance cannot be obtained, the following steps jump to the end, and the processing after step 1 is performed for the next satellite.

ステップ3において、ステップ2で得られた上位部PR(V, Si)_Uが測位用擬似距離から得られたか否かを判定する。上位部PR(V, Si)_Uが測位用擬似距離から得らている場合、ステップ4において、上位部PR(V, Si)_U+下位部PR(V,Si)_Lを測位用擬似距離として、測位演算部16に送出する。測位用擬似距離による上位部でない場合、ステップ5において、第1の衛星Vの第2の信号形式Sjに対する擬似距離PR(V, Sj)を求める。ここで、Sjはデータチャンネルであればいずれの信号形式でもよい。 In step 3, it is determined whether or not the upper part PR (V, Si) _U obtained in step 2 is obtained from the positioning pseudorange. When the upper part PR (V, Si) _U is obtained from the positioning pseudo distance, in step 4, the upper part PR (V, Si) _U + the lower part PR (V, Si) _L is used as the positioning pseudo distance. It is sent to the positioning calculation unit 16. If it is not the upper part due to the positioning pseudorange, in step 5, the pseudorange PR (V, Sj) for the second signal format Sj of the first satellite V is obtained. Here, Sj may be any signal format as long as it is a data channel.

ステップ6において、擬似距離PR(V, Sj)がフレーム同期後の擬似距離、すなわち測位用擬似距離か否かを判定する。擬似距離PR(V, Sj)が測位用擬似距離ならば、ステップ7において、該測位用擬似距離PR(V,Sj)から所定の距離以上の上位部PR(V, Sj)_Uを求める。そして、信号形式Sjで得られた擬似距離上位部PR(V,Sj)_Uと、信号形式Siで得られた擬似距離下位部PR(V,Si)_Lとの和を第1の衛星Vの第1の信号形式Siに対する測位用擬似距離として測位演算部16に送出する。 In step 6, it is determined whether or not the pseudo distance PR (V, Sj) is a pseudo distance after frame synchronization, that is, a positioning pseudo distance. If the pseudo distance PR (V, Sj) is a positioning pseudo distance, in step 7, an upper part PR (V, Sj) _U that is a predetermined distance or more from the positioning pseudo distance PR (V, Sj) is obtained. Then, the sum of the pseudorange high order part PR (V, Sj) _U obtained in the signal format Sj and the pseudorange low order part PR (V, Si) _L obtained in the signal format Si is obtained from the first satellite V. It is sent to the positioning calculation unit 16 as a positioning pseudo distance for the first signal format Si.

ステップ6において、擬似距離PR(V, Sj)が測位用擬似距離が得られない場合は、ステップ5に戻り、衛星Vの可能な他の信号形式について擬似距離を求める。もし、いずれのデータチャンネルの信号形式でもフレーム同期擬似距離が得られない場合は、衛星Vに関する擬似距離を得るための調整処理を終了する。ステップ1からステップ7の処理は少なくとも測位に必要な衛星数の各衛星について繰り返す。 In step 6, if the pseudorange PR (V, Sj) cannot obtain the positioning pseudorange, the process returns to step 5 to determine the pseudorange for other possible signal formats of the satellite V. If the frame synchronization pseudorange cannot be obtained for any data channel signal format, the adjustment process for obtaining the pseudorange for the satellite V is terminated. The processing from step 1 to step 7 is repeated for at least each of the satellites necessary for positioning.

(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態1に係る多周波GNSS受信装置について説明する。実施の形態1が、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号で測位用擬似距離が得られない場合、第1の衛星の第2のデータチャンネルの信号形式の測位信号を利用して測位用擬似距離を得る形態であった。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the multi-frequency GNSS receiver according to Embodiment 1 of the present invention will be described. In the first embodiment, when the positioning pseudo-range cannot be obtained by the positioning signal in the first signal format of the first satellite, the positioning signal in the signal format of the second data channel of the first satellite is used. It was a form for obtaining a pseudo distance for positioning.

これに対して、実施の形態2は、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号で測位用擬似距離が得られない場合、第2の衛星のいずれかのデータチャンネル信号形式の測位信号を利用して、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対する測位用擬似距離を得る技法である。なお、第2の衛星のいずれかのデータチャンネル信号形式は、例えば、GALILEOシステムの衛星のいずれかのデータチャンネル信号形式に対しても適用できる。 On the other hand, in the second embodiment, when the positioning pseudo-range cannot be obtained with the positioning signal in the first signal format of the first satellite, the positioning signal in the data channel signal format of any of the second satellites. Is a technique for obtaining a positioning pseudorange for a positioning signal of the first signal type of the first satellite. Note that any data channel signal format of the second satellite can be applied to any data channel signal format of the satellite of the GALILEO system, for example.

実施の形態2は以下の根拠に基づいている。いずれの衛星においても、衛星と、概ね地球表面近傍に位置する受信機間の幾何学的距離の差は時間換算で20msec以内であるから、擬似距離の下位部と下位部を20msec相当の所定の距離で分離すると、どの衛星に対しても上位部は同じ距離(20msecの整数倍相当の距離)である。このことは、擬似距離上位部は異なる衛星の信号形式から得たもので代用できることを意味する。 The second embodiment is based on the following grounds. In any satellite, the difference in geometric distance between the satellite and the receiver located near the surface of the earth is within 20 msec in terms of time, so that the lower and lower parts of the pseudorange are a predetermined value corresponding to 20 msec. When separated by distance, the upper part is the same distance (distance corresponding to an integral multiple of 20 msec) for any satellite. This means that the pseudorange upper part can be substituted with one obtained from a different satellite signal format.

なお、測位に供する衛星によって受信機と衛星間の幾何学的距離は変るから、実施の形態2における所定の距離は20msec相当の距離に限定するものではない。原理的には、所定の距離は、測位に供する各衛星と受信機間の幾何学的距離の最大距離偏差、使用可能な信号形式に基づいて決定すればよい。 Since the geometric distance between the receiver and the satellite varies depending on the satellite used for positioning, the predetermined distance in the second embodiment is not limited to a distance corresponding to 20 msec. In principle, the predetermined distance may be determined based on the maximum distance deviation of the geometric distance between each satellite to be used for positioning and the receiver and the usable signal format.

すなわち、所定の距離は、測位に供する各衛星と受信機間の幾何学的距離の最大距離偏差が第1の衛星の第1の信号形式の測位信号のコード同期またはビット同期によって得られる擬似距離に含まれ距離として決定すればよい。例えば、測位に供する各衛星と受信機間の幾何学的距離の最大距離偏差が10msec相当距離とすると、これはL5IのNH10コードの同期擬似距離から得ることができるから、所定の距離は10msec相当距離とすればよい。 That is, the predetermined distance is a pseudo-range in which the maximum distance deviation of the geometric distance between each satellite used for positioning and the receiver is obtained by code synchronization or bit synchronization of the positioning signal in the first signal format of the first satellite. It may be determined as a distance included. For example, if the maximum distance deviation of the geometric distance between the receiver and each satellite to be subjected to positioning is to 10msec corresponding distance, because this can be obtained from the synchronization pseudoranges NH 10 code L5i, predetermined distance 10msec The equivalent distance may be used.

本発明の実施の形態2における具体的な形態は、第1の衛星Vの第1の信号形式Siから所定の距離未満の下位部しかえられない場合、上位部は第2の衛星Wのいずれかのデータチャンネル信号形式に対する測位用擬似距離から得る。なお、実施の形態2においても、第1の衛星Vの第1の信号形式Siは所定の距離未満の擬似距離が得られるのであれば、データチャンネルまたはパイロットチャンネルの信号形式でもよい。 The specific form of the second embodiment of the present invention is that when only a lower part less than a predetermined distance from the first signal format Si of the first satellite V is obtained, the upper part is any of the second satellites W. It is obtained from the pseudo distance for positioning for the data channel signal format. Also in the second embodiment, the first signal format Si of the first satellite V may be a signal format of a data channel or a pilot channel as long as a pseudo distance less than a predetermined distance can be obtained.

実施の形態2における擬似距離調整部15の動作について、図3のフローチャートを参照して説明する。なお、擬似距離調整部15以外の構成および機能は実施の形態1で説明したとおりである。 The operation of the pseudo distance adjustment unit 15 in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The configuration and functions other than the pseudo distance adjustment unit 15 are as described in the first embodiment.

ステップ11において、擬似距離調整部15は第1の衛星Vの第1の信号形式Siの擬似距離を得る。ステップ12において、コード同期擬似距離、ビット同期擬似距離またはフレーム同期擬似距離のいずれかの擬似距離PR(V,Si)を所定の距離以上の上位部PR(V, Si)_Uと所定の距離未満の下位部PR(V,Si)_Lの成分に分離し、保持する。なお、図3には示していないが、所定の距離未満の下位部が得られない場合は以下のステップは終了までジャンプし、次の衛星についてステップ11以降の処理を行う。 In step 11, the pseudorange adjusting unit 15 obtains the pseudorange of the first signal format Si of the first satellite V. In step 12, the higher-order part PR (V, Si) _U that is equal to or greater than a predetermined distance of the pseudo distance PR (V, Si) of the code synchronization pseudo distance, the bit synchronization pseudo distance, or the frame synchronization pseudo distance is less than the predetermined distance. Are separated into the components of the lower part PR (V, Si) _L of and held. Although not shown in FIG. 3, when a lower part less than a predetermined distance cannot be obtained, the following steps jump to the end, and the processing after step 11 is performed for the next satellite.

ステップ13において、ステップ12で得られた上位部PR(V, Si)_Uがフレーム同期完了後の、すなわち測位用擬似距離から得られた上位部か否かを判定する。測位用擬似距離による上位部の場合、ステップ14において、上位部PR(V, Si)_U+下位部PR(V,Si)_Lを測位用擬似距離として、測位演算部16に送出する。もし、測位用擬似距離による上位部でない場合、ステップ15において、第2の衛星Wのいづれかのデータチャンネル信号形式Sに対する擬似距離PR(W,S)を求める。 In step 13, it is determined whether or not the upper part PR (V, Si) _U obtained in step 12 is the upper part after completion of frame synchronization, that is, obtained from the positioning pseudorange. In the case of the upper part by the positioning pseudo distance, in step 14, the upper part PR (V, Si) _U + the lower part PR (V, Si) _L is transmitted to the positioning calculation unit 16 as the positioning pseudo distance. If it is not the high-order part due to the pseudo distance for positioning, the pseudo distance PR (W, S) for the data channel signal format S of any of the second satellites W is obtained in step 15.

ステップ16において、ステップ15で得られた擬似距離PR(W,S)が測位用擬似距離であるか否かを判定する。擬似距離PR(W,S)が測位用擬似距離ならば、ステップ17において、該測位用擬似距離PR(W,S)を所定の距離以上の上位部PR(W, S)_Uを求める。そして、第1の衛星Vの第1の信号形式Siで得られた擬似距離下位部PR(V,Si)_Lと、衛星Wのいずれかの信号形式Sで得られた擬似距離上位部PR(W,S)_Uとの和を第1の衛星Vの第1の信号形式Siに対する測位用擬似距離として、測位演算部16に送出する。 In step 16, it is determined whether or not the pseudo distance PR (W, S) obtained in step 15 is a positioning pseudo distance. If the pseudo distance PR (W, S) is a positioning pseudo distance, in step 17, a higher-order part PR (W, S) _U that is equal to or larger than the positioning pseudo distance PR (W, S) is obtained. Then, the pseudorange lower order part PR (V, Si) _L obtained with the first signal format Si of the first satellite V and the pseudorange upper order part PR (with a signal format S of the satellite W ( The sum of W, S) _U is sent to the positioning calculation unit 16 as a positioning pseudorange for the first signal format Si of the first satellite V.

ステップ16において、擬似距離PR(W,S)が測位用擬似距離でない場合は、ステップ15に戻り、他の衛星の信号形式Sについて擬似距離を求める。なお、ステップ15の繰り返し処理において、信号形式Sは異なっていてもよい。もし、いずれの信号形式Sでもフレーム同期擬似距離が得られない場合は衛星Vに関する擬似距離をえるための調整処理を終了する。 If the pseudo distance PR (W, S) is not the positioning pseudo distance in step 16, the process returns to step 15 to obtain the pseudo distance for the signal format S of other satellites. Note that the signal format S may be different in the iterative processing of step 15. If the frame synchronization pseudorange cannot be obtained with any signal format S, the adjustment process for obtaining the pseudorange regarding the satellite V is terminated.

ステップ11からステップ17の処理は少なくとも測位に必要な衛星数の各衛星について繰り返す。 The processing from step 11 to step 17 is repeated for at least each satellite having the number of satellites necessary for positioning.

以上の処理により、第1の衛星Vの第1の信号形式Siに対して、フレーム同期が未完状態で得られる擬似距離に対して、第2の衛星Wのデータチャンネルの信号形式の測位信号Sを利用し、第1の衛星Vの第1の信号形式Siに対する測位用擬似距離を得ることができる。  With the above processing, the positioning signal S in the signal format of the data channel of the second satellite W is obtained with respect to the pseudo distance obtained in the incomplete state with respect to the first signal format Si of the first satellite V. Can be used to obtain a positioning pseudorange for the first satellite V with respect to the first signal format Si.

本発明の実施の形態1による多周波GNSS受信装置の構成ブロック図Configuration block diagram of a multi-frequency GNSS receiver according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the first embodiment of the present invention 本発明の実施の形態2を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the second embodiment of the present invention 送信時刻を算出するための説明図Explanatory diagram for calculating the transmission time

符号の説明Explanation of symbols

10 キャリア/コード同期部
11 キャリア/コード同期制御部
12 レプリカ生成部
13 ビット同期部
14 フレーム同期部
15 擬似距離調整部
16 測位演算部
10 Carrier / code synchronization unit 11 Carrier / code synchronization control unit 12 Replica generation unit 13 Bit synchronization unit 14 Frame synchronization unit 15 Pseudo distance adjustment unit 16 Position calculation unit

Claims (4)

同一の衛星から送信される複数の信号形式の測位信号を受信し、少なくとも位置を出力する多周波GNSS受信装置において、
前記複数の信号形式の測位信号に含まれる拡散コードに同期処理を行うコード同期部と、
前記信号形式の測位信号に含まれる航法メッセージのビットに同期処理を行うビット同期部と、
前記航法メッセージのフレームに同期処理を行うフレーム同期部と、
前記コード同期部、前記ビット同期部および前記フレーム同期部から得た擬似距離情報に基づいて、測位用擬似距離を得るように調整する擬似距離調整部と、
前記擬似距離調整部から得た前記測位用擬似距離に基づいて測位演算を行う測位演算部とを備え、
前記擬似距離調整部は、第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対する擬似距離がフレーム同期部から得られた測位用擬似距離でない場合、前記擬似距離から所定の距離未満の下位部を求め、前記第1の衛星の第2のデータチャンネル信号形式の測位信号に対する測位用擬似距離から前記所定の距離以上の上位部とを求め、前記上位部と前記下位部との合成を前記第1の信号形式に対する測位用擬似距離とすることを特徴とする多周波GNSS受信装置。
In a multi-frequency GNSS receiver that receives positioning signals of a plurality of signal formats transmitted from the same satellite and outputs at least a position,
A code synchronization unit that performs synchronization processing on a spreading code included in the positioning signals of the plurality of signal formats;
A bit synchronization unit that performs synchronization processing on the bits of the navigation message included in the positioning signal in the signal format;
A frame synchronization unit that performs synchronization processing on the frame of the navigation message;
A pseudo distance adjusting unit that adjusts so as to obtain a positioning pseudo distance based on pseudo distance information obtained from the code synchronizing unit, the bit synchronizing unit, and the frame synchronizing unit;
A positioning calculation unit that performs positioning calculation based on the positioning pseudo distance obtained from the pseudo distance adjustment unit,
The pseudorange adjustment unit, when the pseudorange with respect to the positioning signal of the first signal format of the first satellite is not a pseudorange for positioning obtained from the frame synchronization unit, a subordinate portion less than a predetermined distance from the pseudorange An upper part that is greater than or equal to the predetermined distance is obtained from a pseudo distance for positioning with respect to a positioning signal in the second data channel signal format of the first satellite, and a combination of the upper part and the lower part is obtained. A multi-frequency GNSS receiver characterized by a pseudo-range for positioning with respect to the signal format of
請求項1に記載の多周波GNSS受信装置において、
前記所定の距離は、使用する複数の信号形式の測位信号のうちで、最も短い拡散コードの周期に相当する距離とすることを特徴とする多周波GNSS受信装置。
The multi-frequency GNSS receiver according to claim 1,
The multi-frequency GNSS receiving apparatus characterized in that the predetermined distance is a distance corresponding to a cycle of the shortest spreading code among positioning signals of a plurality of signal formats to be used.
請求項1または請求項2に記載の多周波GNSS受信装置において、
前記第1の信号形式は航法メッセージの有無に依存しない測位信号であることを特徴とする多周波GNSS受信装置。
The multi-frequency GNSS receiver according to claim 1 or 2 ,
The multi-frequency GNSS receiver, wherein the first signal format is a positioning signal that does not depend on the presence or absence of a navigation message.
同一の衛星から送信される複数の信号形式の測位信号を受信し、少なくとも位置を出力する多周波GNSS受信方法において、In a multi-frequency GNSS receiving method for receiving positioning signals of a plurality of signal formats transmitted from the same satellite and outputting at least a position,
前記複数の信号形式の測位信号に含まれる拡散コードに同期処理を行うステップと、Performing a synchronization process on a spreading code included in the positioning signals of the plurality of signal formats;
前記信号形式の測位信号に含まれる航法メッセージのビットに同期処理を行うステップと、Performing a synchronization process on the bits of the navigation message included in the positioning signal in the signal format;
前記航法メッセージのフレームに同期処理を行うステップと、Performing a synchronization process on the frame of the navigation message;
前記拡散コード、前記航法メッセージのビット、および前記航法メッセージのフレームへの同期処理により得られる擬似距離情報に基づいて、測位用擬似距離を得るように調整するステップと、Adjusting to obtain a positioning pseudorange based on the spreading code, the bits of the navigation message, and the pseudorange information obtained by the synchronization processing to the frame of the navigation message;
前記測位用擬似距離に基づいて測位演算を行うステップとを含み、Performing a positioning calculation based on the pseudo distance for positioning,
第1の衛星の第1の信号形式の測位信号に対する擬似距離が前記航法メッセージのフレームへの同期処理により得られた測位用擬似距離でない場合、前記擬似距離から所定の距離未満の下位部を求め、前記第1の衛星の第2のデータチャンネル信号形式の測位信号に対する測位用擬似距離から前記所定の距離以上の上位部とを求め、前記上位部と前記下位部との合成を前記第1の信号形式に対する測位用擬似距離とすることを特徴とする多周波GNSS受信方法。If the pseudo distance to the positioning signal of the first signal format of the first satellite is not the pseudo distance for positioning obtained by the synchronization processing to the frame of the navigation message, a lower part less than a predetermined distance is obtained from the pseudo distance. , Obtaining a higher order part of the predetermined distance or more from a pseudo distance for positioning with respect to a positioning signal of the second data channel signal format of the first satellite, and combining the higher order part and the lower order part with the first part. A multi-frequency GNSS receiving method, characterized in that a positioning pseudorange for a signal format is used.
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