JP7161500B2 - 衛星測位信号受信装置 - Google Patents
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Description
1.第1の実施の形態(PPSカウンタによって受信機基準時刻カウンタをリセットする例)
2.第2の実施の形態(スレーブをL1専用にした例)
3.第3の実施の形態(受信機基準時刻カウンタが直接リセットされる例)
4.第4の実施の形態(スレーブでも測位計算を行ってスレーブ自身のPPSカウンタを補正する例)
5.第5の実施の形態(スレーブからマスターへのデータ伝送を無線で行う例)
6.第6の実施の形態(衛星捕捉をL1についてのみ行い、L2とL5については予測する例)
7.第7の実施の形態(ダイバシティアンテナまたはGNSSコンパスの例)
8.第8の実施の形態(3周波対応の例)
9.第9の実施の形態(スレーブを削除した例)
[衛星測位信号受信装置の構成]
図1は、本技術の第1の実施の形態における衛星測位信号受信装置の構成例を示す図である。
図2は、本技術の実施の形態における衛星追尾部132の構成例を示す図である。
このように、本技術の第1の実施の形態によれば、1周波のみに対応したGNSS受信回路100および200を連接させることにより、2周波測位を実現することが可能となる。これにより、衛星測位信号受信装置の柔軟な設計が可能となる。例えば、単周波測位のみで十分なアプリケーションに対しては、1つの1周波対応受信回路のみで受信装置を構成することができる。また、2周波測位による高精度が求められるアプリケーションに対しては、2つの1周波対応受信回路より受信装置を構成することができる。これにより、アプリケーション毎に回路コストや消費電力をよりスケーラブルに最適化することが可能となる。
図3は、本技術の第2の実施の形態における衛星測位信号受信装置の構成例を示す図である。
図4は、本技術の第3の実施の形態における衛星測位信号受信装置の構成例を示す図である。
図5は、本技術の第4の実施の形態における衛星測位信号受信装置の構成例を示す図である。
図6は、本技術の第5の実施の形態における衛星測位信号受信装置の構成例を示す図である。
図7は、本技術の第6の実施の形態における衛星測位信号受信装置の構成例を示す図である。
ΔfLx=ΔfL1×fLx/fL1
ΔfLx=(ΔfL1+ RfL1・Δt)×fLx/fL1
図8は、本技術の第7の実施の形態における衛星測位信号受信装置の構成例を示す図である。
図9は、本技術の第8の実施の形態における衛星測位信号受信装置の構成例を示す図である。
図10は、本技術の第9の実施の形態における衛星測位信号受信装置の構成例を示す図である。
以上、説明した通り、本技術の実施の形態では、1周波のみに対応したGNSS受信回路を1個または複数個備え、それぞれの受信回路を同期するための同期制御インターフェースと各受信回路間で衛星観測情報を共有するための伝送インターフェースを備える。これにより、1周波または2周波以上の多周波測位を実現することができ、求められる周波数バンド数に応じてGNSS受信回路を段階的に増設することにより、アプリケーション毎に回路コストや消費電力を最適化することが可能となる。
(1)単一の周波数帯に対応して衛星測位信号を受信して衛星観測情報を生成する衛星測位信号受信回路を少なくとも1つ具備する衛星測位信号受信装置であって、
前記衛星測位信号受信回路の各々は、前記衛星測位信号受信回路の間で同期させるための同期制御インターフェースと、前記衛星測位信号受信回路の間で前記衛星観測情報を共有するための衛星情報伝送インターフェースとを備え、
前記衛星観測情報に基づいて測位を行う衛星測位信号受信装置。
(2)前記同期制御インターフェースは、1秒周期の矩形パルス信号の出力信号と、前記矩形パルス信号を生成するパルスカウンタをリセットする外部リセット入力信号を備え、
前記衛星測位信号受信回路の各々は、前記外部リセット入力信号に基づいて前記パルスカウンタをリセットし、前記衛星測位信号受信回路の基準時刻を計数する基準時刻カウンタを前記パルスカウンタのカウント時刻に基づいてリセットする
前記(1)に記載の衛星測位信号受信装置。
(3)前記同期制御インターフェースは、前記衛星測位信号受信回路の基準時刻を計数する基準時刻カウンタのリセット出力信号と、前記基準時刻カウンタに対する外部リセット入力信号を備え、
前記衛星測位信号受信回路の各々は、前記外部リセット入力信号に基づいて前記基準時刻カウンタをリセットし、前記基準時刻カウンタのカウント時刻に基づいて前記リセット出力信号を出力する
前記(1)に記載の衛星測位信号受信装置。
(4)前記衛星測位信号受信回路の各々は、前記同期制御インターフェースに代えて、1秒周期の矩形パルス信号を生成するパルスカウンタのカウント時刻に基づいて、前記衛星測位信号受信回路の基準時刻を計数する基準時刻カウンタをリセットすることにより、前記矩形パルス信号の時刻精度で同期させる
前記(1)に記載の衛星測位信号受信装置。
(5)前記衛星情報伝送インターフェースは有線インターフェースである
前記(1)から(4)のいずれかに記載の衛星測位信号受信装置。
(6)前記衛星情報伝送インターフェースは有線のシリアルインターフェースである
前記(5)に記載の衛星測位信号受信装置。
(7)前記衛星情報伝送インターフェースは無線インターフェースである
前記(1)から(4)のいずれかに記載の衛星測位信号受信装置。
(8)前記衛星測位信号受信回路のうち第1の周波数帯以外を受信する衛星測位信号受信回路は、前記第1の周波数帯を受信する衛星測位信号受信回路から得られる衛星観測情報を用いて衛星捕捉を行う
前記(1)に記載の衛星測位信号受信装置。
(9)前記衛星測位信号受信回路の各々は、それぞれ独立にアンテナを備える
前記(1)に記載の衛星測位信号受信装置。
(10)第1および第2の衛星測位信号受信回路を具備する衛星測位信号受信装置であって、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、単一の周波数帯に対応して高周波信号をデジタル信号に変換する高周波処理部と、基準時刻を計数する基準時刻カウンタと、前記基準時刻に従って前記デジタル信号に基づいて衛星捕捉および衛星追尾を行うデジタル信号処理部とを備え、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタは、互いに同期して前記基準時刻を計数し、
前記第2の衛星測位信号受信回路は、前記第1の衛星測位信号受信回路とは異なる第2の周波数帯の衛星観測情報を取得して前記第1の衛星測位信号受信回路に供給し、
前記第1の衛星測位信号受信回路は、前記第2の衛星測位信号受信回路とは異なる第1の周波数帯の衛星観測情報を取得して、前記第2の衛星測位信号受信回路から供給された前記第2の周波数帯の衛星観測情報と併せて複数の周波数帯の衛星観測情報を用いた測位を行う
衛星測位信号受信装置。
(11)前記第2の衛星測位信号受信回路のデジタル信号処理部は、前記第2の周波数帯のみに対応した回路構成である
前記(10)に記載の衛星測位信号受信装置。
(12)前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、1秒周期の矩形パルス信号を外部に出力するパルスカウンタをさらに備え、
前記第2の衛星測位信号受信回路の前記パルスカウンタは、前記第1の衛星測位信号受信回路の前記パルスカウンタによりリセットされ、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々において前記パルスカウンタに従って前記基準時刻カウンタをリセットすることにより、前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタを互いに同期させる
前記(10)に記載の衛星測位信号受信装置。
(13)前記第1の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタは、前記基準時刻をリセットする基準時刻リセット信号を出力し、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタが前記基準時刻リセット信号に従って前記基準時刻カウンタをリセットすることにより、前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタを互いに同期させる
前記(10)に記載の衛星測位信号受信装置。
(14)前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、1秒周期の矩形パルス信号を外部に出力するパルスカウンタをさらに備え、
前記第2の衛星測位信号受信回路のデジタル信号処理部は、前記第2の周波数帯の衛星観測情報を用いて測位を行い、
前記第2の衛星測位信号受信回路の前記パルスカウンタは、前記第2の周波数帯の衛星観測情報を用いた測位結果に基づいて補正され、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々において前記パルスカウンタに従って前記基準時刻カウンタをリセットすることにより、前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタを互いに同期させる
前記(10)に記載の衛星測位信号受信装置。
(15)前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、前記第2の衛星測位信号受信回路から前記第1の衛星測位信号受信回路に前記第2の周波数帯の衛星観測情報を供給する無線インターフェースを備える
前記(10)から(14)のいずれかに記載の衛星測位信号受信装置。
(16)前記第1の衛星測位信号受信回路は、前記第1の周波数帯の衛星観測情報を前記第2の衛星測位信号受信回路に供給し、
前記第2の衛星測位信号受信回路は、前記第1の衛星測位信号受信回路から供給された前記第1の周波数帯の衛星観測情報を補正する衛星観測値補正部を備え、この補正結果に基づいて前記第2の周波数帯の衛星追尾を行う
前記(10)に記載の衛星測位信号受信装置。
(17)前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、前記高周波処理部に高周波信号を供給するアンテナをそれぞれ備える
前記(10)に記載の衛星測位信号受信装置。
(18)前記高周波処理部と、前記基準時刻カウンタと、前記デジタル信号処理部とを備える第3の衛星測位信号受信回路をさらに具備し、
前記第1および第3の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタは、互いに同期して前記基準時刻を計数し、
前記第3の衛星測位信号受信回路は、前記第1の衛星測位信号受信回路とは異なる第3の周波数帯の衛星観測情報を取得して前記第1の衛星測位信号受信回路に供給し、
前記第1の衛星測位信号受信回路は、前記第3の衛星測位信号受信回路から供給された前記第3の周波数帯の衛星観測情報と併せて複数の周波数帯の衛星観測情報を用いた測位を行う
前記(10)に記載の衛星測位信号受信装置。
(19)単一の周波数帯に対応して高周波信号をデジタル信号に変換する高周波処理部と、
基準時刻に従って前記デジタル信号に基づいて衛星捕捉および衛星追尾を行うデジタル信号処理部と、
前記高周波処理部に対して順次異なる周波数帯の局部発振器信号を供給する第1の位相同期回路と、
前記第1の位相同期回路とは独立して前記高周波処理部のアナログ/デジタル変換器および前記デジタル信号処理部に対してクロック信号を供給する第2の位相同期回路と
を具備する衛星測位信号受信装置。
100、200、300 GNSS受信回路
108、208、308 1PPS出力
110、210、310 RF回路(高周波回路)
111、211、311 LNA(Low Noise Amplifier)
112、117、118、212、312 PLL(Phase Locked Loop)
113、213、313 MIX(ミキサー回路)
114、214、314 LPF(Low Pass Filter)
115、215、315 AGC(Auto Gain Control)
116、216、316 ADC(Analog-to-Digital Converter)
120、220、320 デジタル信号処理部
121、221、321 デジタルフロントエンド
122、222、322 測位計算部
123、223、323 PPS補正部
124、224、324 PPSカウンタ
125、225、325 受信機基準時刻カウンタ
126、226 無線インターフェース
127~129、227~229、327 シリアルインターフェース
130、230、330 衛星処理ユニット
131、231 衛星捕捉部
132、232 衛星追尾部
133、233 衛星観測値取得部
134、234 航法データ復号器
135、235 周波数・遅延補正部
612 乗算器
613 相関器
621 タイミング誤差検出器
622 コード同期ループフィルタ
623 コード同期NCO
624 コード生成器
632 搬送波同期ループフィルタ
633 搬送波同期NCO
641 ビット同期部
642 プリアンブル同期部
650 衛星時刻カウンタ
660 疑似距離計算部
Claims (18)
- 単一の周波数帯に対応して衛星測位信号を受信して衛星観測情報を生成する衛星測位信号受信回路を少なくとも2つ具備する衛星測位信号受信装置であって、
前記衛星測位信号受信回路の各々は、前記衛星測位信号受信回路の間で互いに異なる周波数帯の前記衛星観測情報を生成するために必要な同期を行うための同期制御インターフェースと、前記衛星測位信号受信回路の間で前記衛星観測情報を共有するための衛星情報伝送インターフェースとを備え、
前記衛星観測情報に基づいて測位を行う衛星測位信号受信装置。 - 前記同期制御インターフェースは、1秒周期の矩形パルス信号の出力信号と、前記矩形パルス信号を生成するパルスカウンタをリセットする外部リセット入力信号を備え、
前記衛星測位信号受信回路の各々は、前記外部リセット入力信号に基づいて前記パルスカウンタをリセットし、前記衛星測位信号受信回路の基準時刻を計数する基準時刻カウンタを前記パルスカウンタのカウント時刻に基づいてリセットする
請求項1記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記同期制御インターフェースは、前記衛星測位信号受信回路の基準時刻を計数する基準時刻カウンタのリセット出力信号と、前記基準時刻カウンタに対する外部リセット入力信号を備え、
前記衛星測位信号受信回路の各々は、前記外部リセット入力信号に基づいて前記基準時刻カウンタをリセットし、前記基準時刻カウンタのカウント時刻に基づいて前記リセット出力信号を出力する
請求項1記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記衛星測位信号受信回路の各々は、前記同期制御インターフェースに代えて、1秒周期の矩形パルス信号を生成するパルスカウンタのカウント時刻に基づいて、前記衛星測位信号受信回路の基準時刻を計数する基準時刻カウンタをリセットすることにより、前記矩形パルス信号の時刻精度で同期させる
請求項1記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記衛星情報伝送インターフェースは有線インターフェースである
請求項1記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記衛星情報伝送インターフェースは有線のシリアルインターフェースである
請求項5記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記衛星情報伝送インターフェースは無線インターフェースである
請求項1記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記衛星測位信号受信回路のうち第1の周波数帯以外を受信する衛星測位信号受信回路は、前記第1の周波数帯を受信する衛星測位信号受信回路から得られる衛星観測情報を用いて衛星捕捉を行う
請求項1記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記衛星測位信号受信回路の各々は、それぞれ独立にアンテナを備える
請求項1記載の衛星測位信号受信装置。 - 第1および第2の衛星測位信号受信回路を具備する衛星測位信号受信装置であって、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、単一の周波数帯に対応して高周波信号をデジタル信号に変換する高周波処理部と、基準時刻を計数する基準時刻カウンタと、前記基準時刻に従って前記デジタル信号に基づいて衛星捕捉および衛星追尾を行うデジタル信号処理部とを備え、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタは、前記第1および第2の衛星測位信号受信回路同士を接続する同期制御インターフェースを介して互いに同期して前記基準時刻を計数し、
前記第2の衛星測位信号受信回路は、前記第1の衛星測位信号受信回路とは異なる第2の周波数帯の衛星観測情報を取得して前記第1の衛星測位信号受信回路に供給し、
前記第1の衛星測位信号受信回路は、前記第2の衛星測位信号受信回路とは異なる第1の周波数帯の衛星観測情報を取得して、前記第2の衛星測位信号受信回路から供給された前記第2の周波数帯の衛星観測情報と併せて複数の周波数帯の衛星観測情報を用いた測位を行う
衛星測位信号受信装置。 - 前記第2の衛星測位信号受信回路のデジタル信号処理部は、前記第2の周波数帯のみに対応した回路構成である
請求項10記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、1秒周期の矩形パルス信号を外部に出力するパルスカウンタをさらに備え、
前記第2の衛星測位信号受信回路の前記パルスカウンタは、前記第1の衛星測位信号受信回路の前記パルスカウンタによりリセットされ、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々において前記パルスカウンタに従って前記基準時刻カウンタをリセットすることにより、前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタを互いに同期させる
請求項10記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記第1の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタは、前記基準時刻をリセットする基準時刻リセット信号を出力し、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタが前記基準時刻リセット信号に従って前記基準時刻カウンタをリセットすることにより、前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタを互いに同期させる
請求項10記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、1秒周期の矩形パルス信号を外部に出力するパルスカウンタをさらに備え、
前記第2の衛星測位信号受信回路のデジタル信号処理部は、前記第2の周波数帯の衛星観測情報を用いて測位を行い、
前記第2の衛星測位信号受信回路の前記パルスカウンタは、前記第2の周波数帯の衛星観測情報を用いた測位結果に基づいて補正され、
前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々において前記パルスカウンタに従って前記基準時刻カウンタをリセットすることにより、前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタを互いに同期させる
請求項10記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、前記第2の衛星測位信号受信回路から前記第1の衛星測位信号受信回路に前記第2の周波数帯の衛星観測情報を供給する無線インターフェースを備える
請求項10記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記第1の衛星測位信号受信回路は、前記第1の周波数帯の衛星観測情報を前記第2の衛星測位信号受信回路に供給し、
前記第2の衛星測位信号受信回路は、前記第1の衛星測位信号受信回路から供給された前記第1の周波数帯の衛星観測情報を補正する衛星観測値補正部を備え、この補正結果に基づいて前記第2の周波数帯の衛星追尾を行う
請求項10記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記第1および第2の衛星測位信号受信回路の各々は、前記高周波処理部に高周波信号を供給するアンテナをそれぞれ備える
請求項10記載の衛星測位信号受信装置。 - 前記高周波処理部と、前記基準時刻カウンタと、前記デジタル信号処理部とを備える第3の衛星測位信号受信回路をさらに具備し、
前記第1および第3の衛星測位信号受信回路の前記基準時刻カウンタは、互いに同期して前記基準時刻を計数し、
前記第3の衛星測位信号受信回路は、前記第1の衛星測位信号受信回路とは異なる第3の周波数帯の衛星観測情報を取得して前記第1の衛星測位信号受信回路に供給し、
前記第1の衛星測位信号受信回路は、前記第3の衛星測位信号受信回路から供給された前記第3の周波数帯の衛星観測情報と併せて複数の周波数帯の衛星観測情報を用いた測位を行う
請求項10記載の衛星測位信号受信装置。
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