JP5607606B2

JP5607606B2 - マルチパス検出装置およびｇｎｓｓ受信装置

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Publication number: JP5607606B2
Application number: JP2011501679A
Authority: JP
Inventors: 真俊松本
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2030-02-26
Also published as: WO2010098465A1; JPWO2010098465A1

Description

この発明は、測位信号を受信する際等に生じるマルチパスを検出するマルチパス検出装置に関するものである。

ＧＮＳＳによる測位システムでは、ＧＮＳＳ衛星からの測位用信号を受信して擬似距離を算出する。ここで、測位用信号は、直接に受信機で受信されるものだけではなく、ビル等の建築物に反射してから受信されるものもある。このような間接的に受信される測位用信号によって生じる擬似距離の誤差をマルチパス誤差といい、擬似距離精度および測位精度の低下に繋がる要因となる。

このため、従来、各種のマルチパスの検出方法が考案されている。例えば、特許文献１のマルチパス検出装置では、受信信号（測位用信号）とレプリカコードとを相関処理した結果と、レプリカコードに基づいて受信機内で生成された擬似測位用信号とレプリカコードとを相関処理した結果と、を比較する。そして、特許文献１のマルチパス検出装置は、これらの相関結果に相違があればマルチパス有りと判断している。

特開２００５−２０７８１５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に示す方法では、受信機内で相関処理用のレプリカコードとは別に、擬似測位用信号を生成しなければならない。この際、相関処理結果に対する受信信号とのマルチパス以外の要因による差を低減するために、受信信号のＳＮに応じて擬似測位用信号のＳＮを調整する等の処理を行わなければならない。

したがって、この発明の目的は、マルチパス検出のためだけに上述の擬似測位用信号ような追加の信号を生成して利用せずとも、マルチパスを検出できるマルチパス検出装置を実現することにある。

この発明のマルチパス検出装置は、相関処理部、コード位相算出部、擬似距離算出部、およびマルチパス判定部を備える。相関処理部は、受信信号とレプリカコードとの相関処理を行い、コード位相算出部は、相関処理の結果に基づいてコード位相を算出する。擬似距離算出部は、コード位相により擬似距離を算出する。マルチパス判定部は、擬似距離を用いてマルチパスが有ると判定する。マルチパス判定部は、同一の基準コードに対して単一のサブキャリアが重畳されたレプリカコードもしくは異なる複数のサブキャリアが合成されたサブキャリアが重畳されたレプリカコードを用いて擬似距離を算出する。マルチパス判定部は、それぞれ異なる単一のサブキャリアもしくは合成されたサブキャリアに基づき算出された複数の擬似距離の差に基づいて、マルチパスが有ると判定する。

この構成では、複数種類のレプリカコードと単一の受信信号（測位用信号）との相関処理を行う。ここで、測位用信号に利用される各種の拡散コードは自己相関した場合、図１に示すようなマルチパス遅延特性が生じる。図１は、拡散コード毎のマルチパス遅延量に応じた擬似距離誤差の遷移を示す図である。ここで、ＣＢＯＣ＋信号とは所謂ＣＢＯＣ．ｉｎ−ｐｈａｓｅ信号（Ｅ１Ｂ信号）であり、ＣＢＯＣ−信号とは所謂ＣＢＯＣ．ａｎｔｉ−ｐｈａｓｅ信号（Ｅ１Ｃ信号）である。これらＣＢＯＣ＋信号およびＣＢＯＣ−信号は、基準コード信号に対して、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアとＢＯＣ（１，１）サブキャリアとを合成比ＢＯＣ（６，１）：ＢＯＣ（１，１）＝１：１０^(1/2)で合成して位相変調してなる拡散コードである。また、ＢＯＣ（１，１）信号は、基準コード信号に対して、ＢＯＣ（１，１）サブキャリアで位相変調してなる拡散コードであり、ＢＰＳＫ信号は、基準コード信号そのままの拡散コードである。
なお、以下の説明では、ＣＢＯＣ．ｉｎ−ｐｈａｓｅ信号を簡略して「ＣＢＯＣ＋信号」と称し、ＣＢＯＣ．ａｎｔｉ−ｐｈａｓｅ信号を簡略して「ＣＢＯＣ−信号」と称する。そして、ＣＢＯＣ＋信号とＣＢＯＣ−信号の双方に同じことに関して述べる場合には、単に「ＣＢＯＣ信号」と称する。

また、図２（Ａ）は、ＣＢＯＣ＋信号の拡散コードに対して、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアとＢＯＣ（１，１）サブキャリアの合成比を変化させたレプリカコードで相互相関処理を行った場合の同相成分に対するマルチパス特性を示す図であり、図２（Ｂ）は、ＣＢＯＣ−信号の拡散コードに対して、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアとＢＯＣ（１，１）サブキャリアの合成比を変化させたレプリカコードで相互相関処理を行った場合の同相成分に対するマルチパス特性を示す図である。

図１に示すように、拡散コードが異なるとマルチパス特性が異なる。さらに、図２に示すように、一つの拡散コードに対しても、この拡散コードの構成要素となるサブキャリアの合成比すなわち組み合わせを変えた複数種類のレプリカコード毎でマルチパス特性が異なる。これらのマルチパス特性から分かるように、マルチパスが存在しなければ、いずれのレプリカコードを用いても、拡散コード内にレプリカコードの成分を含んでいれば、擬似距離誤差は「０」となる。一方、マルチパスが存在すれば、レプリカコードを切り替えることで、擬似距離誤差が変化する。

本発明では、これらのマルチパス特性を利用し、複数のレプリカコードで一つの拡散コードを自己相関処理もしくは相互相関処理して得られた擬似距離が異なる場合に、マルチパス判定部でマルチパス有りと判定する。

また、この発明のマルチパス検出装置は、相関処理部、コード位相算出部、擬似距離算出部、およびマルチパス判定部を備える。相関処理部は、受信信号とレプリカコードとの相関処理を行う。コード位相算出部は相関処理の結果に基づいてコード位相を算出し、擬似距離算出部はコード位相により擬似距離を算出する。マルチパス判定部は、基準コードであるレプリカコードを用いて算出された擬似距離と、該基準コードに対してサブキャリアが重畳されたレプリカコードを用いて算出された擬似距離とから算出される擬似距離の差に基づきに基づき、マルチパスが有ると判定する。

この構成では、上述に示す異なるレプリカコードの生成方法として、基準コードに対してサブキャリアを重畳したものと重畳していないものとをもって個別のレプリカコードとしている。

また、この発明のマルチパス検出装置の相関処理部は、異なる３種類のレプリカコードにより相関処理を行う。マルチパス判定部は、擬似距離算出部により算出される３種類のレプリカコードにそれぞれ対応した擬似距離に基づいてマルチパス遅延量を算出する。

この構成では、レプリカコード毎の擬似距離差を、複数検出する。図１、図２に示すように、マルチパス特性はレプリカコード毎に異なるので、擬似距離差もマルチパス遅延量毎に変化する。ここで、図１、図２に示すように、それぞれのレプリカコードにおいて、擬似距離誤差はマルチパス遅延量に対して所定の繰り返し特性を有する。このため、単一の擬似距離差では、対応するマルチパス遅延量が複数存在する可能性が高い。したがって、マルチパス判定部は、設定した三つ以上のレプリカコード群による相関処理で得られる擬似距離差毎のマルチパス遅延量を、擬似距離差毎に記憶しておく。そして、実測の擬似距離差を取得すると、記憶された擬似距離差と比較して、マルチパス遅延量を検出する。これにより、単にマルチパスの有無を検出するだけではなく、マルチパス遅延量を容易に検出することができる。

また、この発明のマルチパス検出装置の相関処理部は、レプリカコードを構成する第１構成要素レプリカコードと受信信号との相関処理を行う第１相関器と、レプリカコードを構成する第２構成要素レプリカコードと前記受信信号との相関処理を行う第２相関器とを備える。そして、コード位相算出部は、第１構成要素レプリカコードと受信信号との相関値と、第２構成要素レプリカコードと受信信号との相関値が、所定の合成比で合成された相関値に基づいてコード位相を算出する。

この構成では、具体的構成を示すものであり、本構成では、レプリカコードを構成する第１構成要素レプリカコードおよび第２構成要素レプリカコードのそれぞれと受信信号との相関処理を行った後に、相関値を合成することで、レプリカコードと受信信号との相関処理を行う。例えば、ＣＢＯＣ信号（ＣＢＯＣ＋信号もしくはＣＢＯＣ−信号）であれば、第１構成要素レプリカコードとしてＢＯＣ（１，１）レプリカコードを用い、第２構成要素レプリカコードとしてＢＯＣ（６，１）レプリカコードを用いる。そして、ＢＯＣ（１，１）レプリカコードと受信信号との相互相関処理を行うとともに、ＢＯＣ（６，１）レプリカコードと受信信号との相互相関処理を行い、これらの相関値を、本来のレプリカコードであるＣＢＯＣレプリカコードで用いる合成比に応じて合成する。これにより、本来のＣＢＯＣレプリカコードと受信信号との相関処理を行ったのと同等のコード誤差および擬似距離を得ることができる。

また、この発明のマルチパス検出装置の相関処理部は、第１構成要素レプリカコードおよび第２構成要素レプリカコードが所定の合成比で合成されたレプリカコードと受信信号とを相関処理する相関器を備える。

この構成でも、具体的構成を示すものであり、本構成では、レプリカコードを構成する第１構成要素レプリカコードおよび第２構成要素レプリカコードを合成して、レプリカコードを生成した後に、当該レプリカコードと受信信号との相関処理を行う。例えば、上述のＣＢＯＣ信号（ＣＢＯＣ＋信号もしくはＣＢＯＣ−信号）であれば、ＢＯＣ（１，１）レプリカコードとＢＯＣ（６，１）レプリカコードとを、本来のレプリカコードであるＣＢＯＣレプリカコードで用いる合成比に応じて合成することで、ＣＢＯＣレプリカコードを生成する。そして、このＣＢＯＣ＋レプリカコードと受信信号との相関処理を行う。この方法であっても、当然に、ＣＢＯＣレプリカコードと受信信号との相関処理によるコード誤差および擬似距離を得ることができる。

また、この発明のＧＮＳＳ受信装置は、上述のマルチパス検出装置を備え、相関処理部がＧＮＳＳ受信信号とレプリカコードとの相関処理を行う。

この構成では、通常のＧＮＳＳ受信信号の復調部の相関処理部を利用してマルチパスの有無を検出することができる。

この発明によれば、従来のマルチパス検出装置のように擬似測位用信号を生成する等の通常における相関処理とは別のマルチパス検出専用の回路を設けることなく、容易にマルチパスを検出することができる。さらに、この検出結果に基づいてマルチパス遅延量を検出することができる。

拡散コード毎のマルチパス遅延量に応じた擬似距離誤差の遷移を示す図である。ＣＢＯＣ＋信号に対して、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアとＢＯＣ（１，１）サブキャリアの合成比を変化させたレプリカコードで相関処理を行った場合の同相成分に対するマルチパス特性を示す図、および、ＣＢＯＣ−信号に対して、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアとＢＯＣ（１，１）サブキャリアの合成比を変化させたレプリカコードで相関処理を行った場合の同相成分に対するマルチパス特性を示す図である。第１の実施形態に係るマルチパス検出装置の主要構成を示すブロック図である。第２の実施形態のマルチパス検出装置の主要構成を示すブロック図である。第３の実施形態のマルチパス検出装置の主要構成を示すブロック図である。その他の構成からなるマルチパス検出装置の主要構成を示すブロック図である。

本発明の第１の実施形態に係るマルチパス検出装置について図を参照して説明する。なお、本実施形態では測位用信号として、Ｇａｌｉｌｅｏにおける上述のＣＢＯＣ信号を受信してマルチパスを検出する例を示すが、基準コードで位相変調した測位用信号を用いたシステムであれば、本発明の構成を適用することができる。
図３は、本実施形態のマルチパス検出装置の主要構成を示すブロック図である。

受信アンテナ１１は、Ｇａｌｉｌｅｏ衛星から送信されるＣＢＯＣ信号を受信して、電気信号変換したＣＢＯＣ信号をダウンコンバータ１２へ出力する。

ダウンコンバータ１２は、ＣＢＯＣ信号の周波数をダウンコンバートして、ベースバンド信号を生成し、第１追尾部３２１および第２追尾部３２２を有する復調部へ出力する。

第１追尾部３２１は、レプリカコード生成部３１Ａ、相関処理部３３１、合成部３４１、およびコード位相算出部３５１を備える。

レプリカコード生成部３１Ａは、コードＮＣＯ３１０Ａ、ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１１Ａ、およびＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１２Ａを備える。

コードＮＣＯ３１０Ａは、第１追尾部３２１のコード位相算出部３５１から出力される第１コード位相に基づいて、ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１１ＡからのＢＯＣ（１，１）レプリカコードおよびＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１２ＡからのＢＯＣ（６，１）をベースバンド信号に同期させるようにするコード位相調整データを生成する。生成されたコード位相調整データは、ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１１Ａ、およびＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１２Ａに与えられる。

ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１１Ａは、コード位相調整データに基づくタイミングで、基準コードとＢＯＣ（１，１）サブキャリアからなるＢＯＣ（１，１）レプリカコード（本発明の「第１構成要素レプリカコード」に相当）を生成し、第１追尾部３２１の相関処理部３３１の相関器３３１１へ出力する。ＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１２Ａは、コード位相調整データに基づくタイミングで、基準コードとＢＯＣ（６，１）サブキャリアからなるＢＯＣ（６，１）レプリカコード（本発明の「第２構成要素レプリカコード」に相当）を生成し、第１追尾部３２１の相関処理部３３１の相関器３３１２へ出力する。

相関処理部３３１は相関器３３１１（本発明の「第１相関器」に相当）および相関器３３１２（本発明の「第２相関器」に相当）を備える。相関器３３１１は、ベースバンド信号とＢＯＣ（１，１）レプリカコードとを乗算処理して、ＢＯＣ（１，１）相関レベルを検出する。相関器３３１１は、ＢＯＣ（１，１）相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎にＢＯＣ（１，１）相関データを生成し、合成部３４１の可変増幅器３４１１へ出力する。相関器３３１２は、ベースバンド信号とＢＯＣ（６，１）レプリカコードとを乗算処理して、ＢＯＣ（６，１）相関レベルを検出する。相関器３３１２は、ＢＯＣ（６，１）相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎にＢＯＣ（６，１）相関データを生成し、合成部３４１の可変増幅器３４１２へ出力する。

合成部３４１は、可変増幅器３４１１，３４１２と加算器３４１Ｐとを備える。

可変増幅器３４１１は、予め設定されたＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁₁をＢＯＣ（１，１）相関データに乗算して、加算器３４１Ｐへ出力する。可変増幅器３４１２は、予め設定されたＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₁₆₁をＢＯＣ（６，１）相関データに乗算して、加算器３４１Ｐへ出力する。

加算器３４１Ｐは、予め設定された合成切替情報ＣＳＷ₁に基づいて、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁₁で乗算されたＢＯＣ（１，１）相関データと、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₁₆₁で乗算されたＢＯＣ（６，１）相関データとを加算または差分することで、合成相関データを生成し、コード位相算出部３５１へ出力する。この際、加算器３４１Ｐは、合成切替情報ＣＳＷ₁が「＋」であれば加算処理を行い、合成切替情報ＣＳＷ₁が「−」であれば差分処理を行う。例えば、第１追尾部３２１でＢＯＣ（１，１）レプリカコードによる相関処理を行わせるためには、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁₁：ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₁₆₁＝１：０に設定し、合成切替情報ＣＳＷ₁＝「＋」（なお「−」でも可）に設定した上で当該合成処理を行う。

コード位相算出部３５１は、合成相関データに基づいて第１コード位相を算出し、擬似距離算出部３０１およびレプリカコード生成部３１Ａへ出力する。

ここで、図３では、第１追尾部３２１に相関処理部３３１、合成部３４１がそれぞれ一つしか記載されていないが、実際には、レプリカコード生成部３１Ａにより生成されるレプリカコードに対してシフトレジスタ等によりＰｒｏｍｐｔレプリカコード、Ｅａｒｌｙレプリカコード、およびＬａｔｅレプリカコードを生成し、これらＰｒｏｍｐｔレプリカコード、Ｅａｒｌｙレプリカコード、およびＬａｔｅレプリカコードに対して相関処理および合成処理を行う。そして、第１追尾部３２１のコード位相算出部３５１は、このような相関処理および合成処理結果に基づいて第１コード位相を算出する。

第２追尾部３２２は、レプリカコード生成部３１Ｂ、相関処理部３３２、合成部３４２、およびコード位相算出部３５２を備える。

レプリカコード生成部３１Ｂは、コードＮＣＯ３１０Ｂ、ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１１Ｂ、およびＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１２Ｂを備える。

コードＮＣＯ３１０Ｂは、第２追尾部３２２のコード位相算出部３５２から出力される第２コード位相に基づいて、ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１１ＢからのＢＯＣ（１，１）レプリカコードおよびＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１２ＢからのＢＯＣ（６，１）をベースバンド信号に同期させるようにするコード位相調整データを生成する。

ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１１Ｂは、コード位相調整データに基づくタイミングで、基準コードとＢＯＣ（１，１）サブキャリアからなるＢＯＣ（１，１）レプリカコード（本発明の「第１構成要素レプリカコード」に相当）を生成し、第２追尾部３２２の相関処理部３３２の相関器３３２１へ出力する。ＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１２Ｂは、コード位相調整データに基づくタイミングで、基準コードとＢＯＣ（６，１）サブキャリアからなるＢＯＣ（６，１）レプリカコード（本発明の「第１構成要素レプリカコード」に相当）を生成し、第２追尾部３２２の相関処理部３３２の相関器３３２２へ出力する。

相関処理部３３２は相関器３３２１（本発明の「第１相関器」に相当）および相関器３３２２（本発明の「第２相関器」に相当）を備える。相関器３３２１は、ベースバンド信号とＢＯＣ（１，１）レプリカコードとを乗算処理して、ＢＯＣ（１，１）相関レベルを検出する。相関器３３２１は、ＢＯＣ（１，１）相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎にＢＯＣ（１，１）相関データを生成し、合成部３４２の可変増幅器３４２１へ出力する。相関器３３２２は、ＣＢＯＣベースバンド信号とＢＯＣ（６，１）レプリカコードとを乗算処理して、ＢＯＣ（６，１）相関レベルを検出する。相関器３３２２は、ＢＯＣ（６，１）相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎にＢＯＣ（６，１）相関データを生成し、合成部３４２の可変増幅器３４２２へ出力する。

合成部３４２は、可変増幅器３４２１，３４２２と加算器３４２Ｐとを備える。

可変増幅器３４２１は、予め設定されたＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁をＢＯＣ（１，１）相関データに乗算して、加算器３４２Ｐへ出力する。可変増幅器３４２２は、予め設定されたＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁をＢＯＣ（６，１）相関データに乗算して、加算器３４２Ｐへ出力する。

加算器３４２Ｐは、与えられた合成切替情報ＣＳＷ₂に基づいて、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁で乗算されたＢＯＣ（１，１）相関データと、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁で乗算されたＢＯＣ（６，１）相関データとを加算または差分することで、合成相関データを生成し、コード位相算出部３５２へ出力する。この際、加算器３４２Ｐは、合成切替情報ＣＳＷ₂が「＋」であれば加算処理を行い、合成切替情報ＣＳＷ₂が「−」であれば差分処理を行う。例えば、第２誤差検出部３２２でＣＢＯＣ−レプリカコードによる相関処理を行わせるために、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁：ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁＝１０^(1/2)：１で、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁を与え、合成切替情報ＣＳＷ₂＝「−」を与える。

コード位相算出部３５２は、合成相関データに基づいて第２コード位相を算出し、擬似距離算出部３０２およびレプリカコード生成部３１Ｂへ出力する。

擬似距離算出部３０１は、第１追尾部３２１による追尾によって合成相関データから得られる誤差が「０」になった時点での第１コード位相に基づいて、第１擬似距離を算出し、マルチパス判定部３０５へ出力する。擬似距離算出部３０２は、第２追尾部３２２による追尾によって合成相関データから得られる誤差が「０」になった時点での第２コード位相に基づいて、第２擬似距離を算出し、マルチパス判定部３０５へ出力する。

マルチパス判定部３０５は、第１擬似距離と第２擬似距離との差分値である擬似距離差を算出する。マルチパス判定部３０５は、当該擬似距離差が「０」でなければ、マルチパス有りと判定し、擬似距離差が「０」であれば、マルチパス無しと判定する。

これは、上述の図１、図２から分かるように、ベースバンド信号と、これの基となるＣＢＯＣ信号の拡散コードを構成する基準コードおよびサブキャリアの組み合わせからなるレプリカコードと、を相関処理した場合、マルチパスが無ければ、いずれのレプリカコードの組み合わせを用いても擬似距離差が「０」になり、マルチパスが存在すれば、レプリカコードの組み合わせによって「０」でない擬似距離差が発生することを利用している。

ここで、マルチパス判定部３０５は、擬似距離算出部３０１，３０２とともに一つのＩＣ内で実現することが容易に可能であるので、追加の回路素子を設けることなく通常のＣＢＯＣ信号の復調部のみで実現することができる。

このように、本実施形態の構成および処理を用いることで、通常のＣＢＯＣ信号の復調部の構成を利用して容易且つ確実にマルチパスの有無を検出することができる。

なお、上述の例で示した組み合わせは一例であり、他の組み合わせ、例えば第１追尾部３２１にＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁₁：ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₁₆₁＝２：１で、合成切替情報ＣＳＷ₁＝「＋」の設定を与え、第２追尾部３２２にＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁：ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁＝４：１で、合成切替情報ＣＳＷ₂＝「＋」の設定を与える等の組み合わせを用いてもよい。すなわち、マルチパスによる第１コード位相と第２コード位相との差が大きくなるように設定できればよい。

次に、第２の実施形態に係るマルチパス検出装置について図を参照して説明する。図４は本実施形態のマルチパス検出装置の主要構成を示すブロック図である。なお、本実施形態のマルチパス検出装置は、擬似距離算出部３０１，３０２、マルチパス判定部３０５およびレプリカコード生成部３１Ａ，３１Ｂの構成が、第１の実施形態のマルチパス検出装置と同じであるので、これらの部分の説明は必要箇所以外では省略する。

レプリカコード合成部３６１およびレプリカコード合成部３６２は同じ構成からなり、これらは詳細な構成は省略するが、それぞれ第１の実施形態に示した合成部３４１，３４２と同じく、二つの可変増幅器と加算器とにより実現される。

レプリカコード合成部３６１には、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁₁およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₁₆₁と合成切替情報ＣＳＷ₁が予め設定されており、レプリカ合成部３６２には、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁と合成切替情報ＣＳＷ₂が予め設定されている。

レプリカコード合成部３６１は、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁₁をＢＯＣ（１，１）レプリカコードに乗算するとともに、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₁₆₁をＢＯＣ（６，１）相関データに乗算する。レプリカコード合成部３６１は、合成切替情報ＣＳＷ₁に基づいて、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁₁で乗算されたＢＯＣ（１，１）レプリカコードと、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₁₆₁で乗算されたＢＯＣ（６，１）レプリカコードとを加算または差分することで、第１構成要素レプリカコードを生成し、第１追尾部３２１'の相関器３３１１へ出力する。ここで、レプリカコード合成部３６１は、合成切替情報ＣＳＷ₁が「＋」であれば加算処理を行い、合成切替情報ＣＳＷ₁が「−」であれば差分処理を行う。

レプリカコード合成部３６２は、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁をＢＯＣ（１，１）レプリカコードに乗算するとともに、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁をＢＯＣ（６，１）レプリカコードに乗算する。レプリカコード合成部３６２は、合成切替情報ＣＳＷ₂に基づいて、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁で乗算されたＢＯＣ（１，１）レプリカコードと、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁で乗算されたＢＯＣ（６，１）レプリカコードとを加算または差分することで、第２構成要素レプリカコードを生成し、第２追尾部３２２'の相関器３３２１へ出力する。ここで、レプリカコード合成部３６２は、合成切替情報ＣＳＷ₂が「＋」であれば加算処理を行い、合成切替情報ＣＳＷ₂が「−」であれば差分処理を行う。

第１追尾部３２１'は、相関処理部３３１'およびコード位相算出部３５１を備える。相関処理部３３１'の相関器３３１１は、ベースバンド信号と第１構成要素レプリカコードとを乗算処理して、第１相関レベルを検出する。相関器３３１１は、第１相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎に第１相関データを生成し、コード位相算出部３５１へ出力する。コード位相算出部３５１は、第１相関データに基づいて第１コード位相を算出し、擬似距離算出部３０１およびレプリカコード生成部３１Ａへ出力する。

第２追尾部３２２'は、相関処理部３３２'およびコード位相算出部３５２を備える。相関処理部３３２'の相関器３３２１は、ベースバンド信号と第２構成要素レプリカコードとを乗算処理して、第２相関レベルを検出する。相関器３３２１は、第２相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎に第２相関データを生成し、コード位相算出部３５２へ出力する。コード位相算出部３５２は、第２相関データに基づいて第２コード位相を算出し、擬似距離算出部３０２およびレプリカコード生成部３１Ｂへ出力する。

擬似距離算出部３０１は第１コード位相に基づいて第１擬似距離を算出し、擬似距離算出部３０２は第２コード位相に基づいて第２擬似距離を算出する。マルチパス判定部３０５は、第１擬似距離と第２擬似距離との擬似距離差を算出し、擬似距離差が「０」でなければマルチパス有りと判定する。

このように、レプリカコードを合成して相関処理を行うようにしても、マルチパスを容易に検出することができる。

次に、第３の実施形態に係るマルチパス検出装置について図を参照して説明する。図５は本実施形態のマルチパス検出装置の主要構成を示すブロック図である。本実施形態のマルチパス検出装置は、第１の実施形態のマルチパス検出装置に対して、レプリカコード生成部３１Ｃを含む第３追尾部３２３、および擬似距離算出部３０３を加えるとともに、合成比設定部３０４を加え、マルチパス判定部３０５に代わり、機能を追加したマルチパス判定部３０６を加えたものである。したがって、必要箇所のみを説明し、他の部分の説明は省略する。

合成比設定部３０４は、第１追尾部３２１に、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁₁およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₁₆₁と合成切替情報ＣＳＷ₁を与え、第２追尾部３２２に、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁と合成切替情報ＣＳＷ₂を与えるとともに、第３追尾部３２３に、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₃₁₁およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₃₆₁と合成切替情報ＣＳＷ₃を与える。例えば、合成比設定部３０４は、第１追尾部３２１に対して、ＣＢＯＣ＋レプリカコードによる相関処理を行わせるために、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁₁：ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₁₆₁＝１０^(1/2)：１と、合成切替情報ＣＳＷ₁＝「＋」を与える。また、合成比設定部３０４は、第２追尾部３２２に対して、ＢＯＣ（１，１）レプリカコードによる相関処理を行わせるために、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₂₁₁：ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₂₆₁＝１：０と、合成切替情報ＣＳＷ₂＝「＋」（なお「−」でも可）を与える。さらに、合成比設定部３０４は、第３追尾部３２３に対して、ＣＢＯＣ−レプリカコードによる相関処理を行わせるために、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₃₁₁：ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₃₆₁＝１０^(1/2)：１と、合成切替情報ＣＳＷ₃＝「−」を与える。

第３追尾部３２３は、第１追尾部３２１および第２追尾部３２２と同じ構成からなる。第３追尾部３２３は、レプリカコード生成部３１Ｃ、相関処理部３３３、合成部３４３、およびコード位相算出部３５３を備える。

レプリカコード生成部３１Ｃは、レプリカコード生成部３１Ａ，３１Ｂと同様の構成からなり、第３追尾部３２３のコード位相算出部３５３から出力される第３コード位相に基づいてＢＯＣ（１，１）レプリカコードを生成し、第３追尾部３２３の相関処理部３３３の相関器３３３１へ出力する。また、レプリカコード生成部３１Ｃは、第３コード位相に基づいてＢＯＣ（６，１）レプリカコードを生成し、第３追尾部３２３の相関処理部３３３の相関器３３３２へ出力する。

相関処理部３３３は相関器３３３１および相関器３３３２を備える。相関器３３３１は、ベースバンド信号とＢＯＣ（１，１）レプリカコードとを乗算処理して、ＢＯＣ（１，１）相関レベルを検出する。相関器３３３１は、ＢＯＣ（１，１）相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎にＢＯＣ（１，１）相関データを生成し、合成部３４３の可変増幅器３４３１へ出力する。相関器３３３２は、ベースバンド信号とＢＯＣ（６，１）レプリカコードとを乗算処理して、ＢＯＣ（６，１）相関レベルを検出する。相関器３３３２は、ＢＯＣ（６，１）相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎にＢＯＣ（６，１）相関データを生成し、合成部３４３の可変増幅器３４３２へ出力する。

合成部３４３は、可変増幅器３４３１，３４３２と加算器３４３Ｐとを備える。

可変増幅器３４３１は、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₃₁₁をＢＯＣ（１，１）相関データに乗算して、加算器３４３Ｐへ出力する。可変増幅器３４３２は、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₃₆₁をＢＯＣ（６，１）相関データに乗算して、加算器３４３Ｐへ出力する。

加算器３４３Ｐは、合成切替情報ＣＳＷ₃に基づいて、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₃₁₁で乗算されたＢＯＣ（１，１）相関データと、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₃₆₁で乗算されたＢＯＣ（６，１）相関データとを加算または差分することで、合成相関データを生成し、コード位相算出部３５３へ出力する。ここで、加算器３４３Ｐは、合成切替情報ＣＳＷ₁が「＋」であれば加算処理を行い、合成切替情報ＣＳＷ₁が「−」であれば差分処理を行う。

コード位相算出部３５３は、合成相関データを所定時間長に亘り積算することで第３コード位相を算出し、擬似距離算出部３０３およびレプリカコード生成部３１Ｃへ出力する。

擬似距離算出部３０３は、第３コード位相に基づいて第３擬似距離を算出し、マルチパス判定部３０６へ出力する。

マルチパス判定部３０６は、擬似距離算出部３０１からの第１擬似距離と擬似距離算出部３０２からの第２擬似距離との差分値である第１擬似距離差を算出するとともに、擬似距離算出部３０２からの第２擬似距離と擬似距離算出部３０３からの第３擬似距離との差分値である第２擬似距離差を算出する。

マルチパス判定部３０６は、上述のような異なる二つのレプリカコードでベースバンド信号を相関処理して得られ擬似距離差を各種のレプリカコードの組み合わせ毎に予め取得しデータベース化して記憶している。この際、マルチパス判定部３０６は、各擬似距離差間の差分値と、これを得るのに用いられる複数のレプリカコードの組み合わせ情報とを、マルチパス遅延量に対応させて記憶している。

そして、マルチパス判定部３０６は、第１擬似距離差と第２擬似距離差とを算出すると、この擬似距離差と組み合わせ情報に基づいてデータベースを読み出し、マルチパス遅延量を検出する。

このような構成および処理を用いることで、上述のようにマルチパスの有無を検出するだけでなく、マルチパス遅延量をも検出することができる。この際、本実施形態のように三つ以上のレプリカコードを用いることで、擬似距離差を組み合わせてマルチパス遅延量を検出できる。これにより、図１、図２に示すように、マルチパス遅延量に応じて、それぞれのレプリカコードに対して擬似距離が繰り返す特性を有していても、より確実にマルチパス遅延量を検出することができる。

なお、本実施形態では、第１の実施形態に示したようの相関値を合成する回路構成を用いたが、第２の実施形態に示すようにレプリカコードを合成してから相関処理を行う回路構成に適用しても良い。

ところで、上述の各実施形態では、各追尾部に対して、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ_n11、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ_n61、および合成切替情報ＣＳＷ_nの組み合わせを一定値で設定したり、合成比設定部３０４で一定値として与える例を示したが、定点等、マルチパス遅延量が経時的に変化しない環境であれば、これらを時系列で順次切り替えることも可能である。この場合、図６に示すように、追尾部は一つ存在すればよい。図６は、その他の構成からなるマルチパス検出装置の主要構成を示すブロック図である。

合成比設定部３０４は、追尾部３２０に対して、経時的に合成比率が変化するように、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ_n11、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ_n61、および合成切替情報ＣＳＷ_nを与える。

追尾部３２０は、与えられたＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ_n11、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ_n61、および合成切替情報ＣＳＷ_nにしたがって、コード位相を算出して、擬似距離算出部３０１へ出力する。擬似距離算出部３０１は、順次入力されるコード位相に基づいて上述のように擬似距離を算出する。これにより、擬似距離算出部３０１からは、異なるレプリカコードで相関処理された結果に基づく擬似距離が順次出力される。

マルチパス判定部３０５'は、順次擬似距離を記憶し、レプリカコードの異なる擬似距離同士を差分して、擬似距離差を算出する。そして、マルチパス判定部３０５'は、擬似距離差が「０」でなければ「マルチパス有り」と判定する。

なお、このような構成であっても、第２の実施形態のようなレプリカコードを合成後に相関処理する構成を用いてもよい。

なお、上述の各実施形態では、基準コードとサブキャリアとの組み合わせを変更することで、異なるレプリカコードを生成する例を示したが、基準コードに対してサブキャリアを組み合わせて形成したレプリカコードと、基準コードのみからなるレプリカコードとを用いるようにしてもよい。さらに、異なる基準コードからなるレプリカコードを用いて、複数のレプリカコードを生成してもよい。

また、上述の第１の実施形態や第２の実施形態では、合成比率を予め設定する例を示したが、第３の実施形態に示すように、適宜設定するようにしてもよい。

１１−受信アンテナ、１２−ダウンコンバータ、３０１〜３０３−擬似距離算出部、３０４−合成比設定部、３０５，３０５'，３０６−マルチパス判定部、３１−レプリカコード生成部、３１１−ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部、３１２−ＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部、３２０，３２１，３２２，３２３−追尾部、３３１，３３２，３３３−相関処理部、３４１，３４２，３４３−合成部、３５１，３５２，３５３−コード位相算出部、３３１１，３３１２，３３２１，３３２２，３３３１，３３３２−相関器、３４１１，３４１２，３４２１，３４２２，３４３１，３４３２−可変増幅器、３４１Ｐ，３４２Ｐ，３４３Ｐ−加減算器、３５１，３５２，３５３−コード誤差算出部、

Claims

受信信号とレプリカコードとの相関処理を行う相関処理部と、
前記相関処理の結果に基づいてコード位相を算出するコード位相算出部と、
前記コード位相により擬似距離を算出する擬似距離算出部と、
前記擬似距離を用いてマルチパスが有ると判定するマルチパス判定部と、
を備え、
前記マルチパス判定部は、
同一の基準コードに対して単一のサブキャリアが重畳されたレプリカコードもしくは異なる複数のサブキャリアが合成されたサブキャリアが重畳されたレプリカコードを用いて擬似距離を算出し、
それぞれ異なる前記単一のサブキャリアもしくは前記合成されたサブキャリアに基づき算出された複数の擬似距離の差に基づいて、マルチパスが有ると判定する、
マルチパス検出装置。
受信信号とレプリカコードとの相関処理を行う相関処理部と、
前記相関処理の結果に基づいてコード位相を算出するコード位相算出部と、
前記コード位相により擬似距離を算出する擬似距離算出部と、
基準コードであるレプリカコードを用いて算出された前記擬似距離と、該基準コードに対してサブキャリアが重畳されたレプリカコードを用いて算出された前記擬似距離とから算出される擬似距離の差に基づき、マルチパスが有ると判定するマルチパス判定部と、
を備えたマルチパス検出装置。
前記相関処理部は、異なる３種類のレプリカコードにより相関処理を行い、
前記マルチパス判定部は、前記擬似距離算出部により算出される前記３種類のレプリカコードにそれぞれ対応した擬似距離に基づいてマルチパス遅延量を算出する、請求項１または請求項２に記載のマルチパス検出装置。
前記相関処理部は、
前記レプリカコードを構成する第１構成要素レプリカコードと前記受信信号との相関処理を行う第１相関器と、
前記レプリカコードを構成する第２構成要素レプリカコードと前記受信信号との相関処理を行う第２相関器とを備え、
前記コード位相算出部は、
前記第１構成要素レプリカコードと前記受信信号との相関値と、前記第２構成要素レプリカコードと前記受信信号との相関値が、所定の合成比で合成された相関値に基づいて前記コード位相を算出する、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のマルチパス検出装置。
前記相関処理部は、
第１構成要素レプリカコードおよび第２構成要素レプリカコードが所定の合成比で合成された前記レプリカコードと前記受信信号とを相関処理する相関器を備える、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のマルチパス検出装置。
請求項１〜請求項５のいずれかに記載のマルチパス検出装置を備え、前記相関処理部がＧＮＳＳ受信信号とレプリカコードとの相関処理を行う、ＧＮＳＳ受信装置。