JPH02103487A - Ｃｐｓ受信装置 - Google Patents
Ｃｐｓ受信装置Info
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- JPH02103487A JPH02103487A JP63256681A JP25668188A JPH02103487A JP H02103487 A JPH02103487 A JP H02103487A JP 63256681 A JP63256681 A JP 63256681A JP 25668188 A JP25668188 A JP 25668188A JP H02103487 A JPH02103487 A JP H02103487A
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- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
- G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は全世界的衛星航法システムにおけるＧ Ｐ Ｓ
（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔ
ｅｍ）受信装置に関し、−層詳細には、複数のＧＰＳ衛
星（以下、単に衛星と称する）から送信される電波の捕
捉同期が比較的短時間に行われるようにし、これにより
受信位置を決定するための計測時間を短縮するように構
成したＧＰＳ受信装置に関する。
（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔ
ｅｍ）受信装置に関し、−層詳細には、複数のＧＰＳ衛
星（以下、単に衛星と称する）から送信される電波の捕
捉同期が比較的短時間に行われるようにし、これにより
受信位置を決定するための計測時間を短縮するように構
成したＧＰＳ受信装置に関する。
［発明の背景コ
近時、移動体、例えば、車両、船舶、航空機等の移動中
における二次元あるいは三次元的位置、すなわち、緯度
、経度および高度等を決定し、あるいは時刻情報等を得
る受動的な衛星航法システムとしてＧＰＳが利用されつ
つある。
における二次元あるいは三次元的位置、すなわち、緯度
、経度および高度等を決定し、あるいは時刻情報等を得
る受動的な衛星航法システムとしてＧＰＳが利用されつ
つある。
このＧＰＳでは、複数の衛星から送信されるＧＰＳ電波
を受信して、この受信したＧＰＳ電波（以下、単に電波
と称する）から搬送波を位相変調しているＰＮコードお
よび５０ビット／秒のデータを抽出し、このデータをも
とに受信位置の決定が行われている。このＧＰＳに供さ
れるＧＰＳ受信装置においては、３個乃至４個の衛星か
らの電波を受信して得た信号（以下、衛星信号と称する
）から搬送波および擬似雑音符号信号（以下、必要に応
じてＰＮコードと称する）の捕捉同期（以下、単に捕捉
と称する）を行う。
を受信して、この受信したＧＰＳ電波（以下、単に電波
と称する）から搬送波を位相変調しているＰＮコードお
よび５０ビット／秒のデータを抽出し、このデータをも
とに受信位置の決定が行われている。このＧＰＳに供さ
れるＧＰＳ受信装置においては、３個乃至４個の衛星か
らの電波を受信して得た信号（以下、衛星信号と称する
）から搬送波および擬似雑音符号信号（以下、必要に応
じてＰＮコードと称する）の捕捉同期（以下、単に捕捉
と称する）を行う。
そしてこの捕捉をもとに追尾を行うと同時にデータを復
調して解読し、衛星の軌道等の情報を得るように構成さ
れている。更に、測定された衛星と受信位置間の擬似距
離により受信位置および時刻の計測を行う。このように
衛星信号から搬送波を捕捉し追尾しようとする際には、
各衛星の固有の軌道情報をもとに衛星とＧＰＳ受信装置
間の相対速度に基づくドツプラー効果による搬送波の周
波数遷移を加味することにより衛星信号の搬送波周波数
を予測し、捕捉と追尾をより短時間で行う手段が採用さ
れている。
調して解読し、衛星の軌道等の情報を得るように構成さ
れている。更に、測定された衛星と受信位置間の擬似距
離により受信位置および時刻の計測を行う。このように
衛星信号から搬送波を捕捉し追尾しようとする際には、
各衛星の固有の軌道情報をもとに衛星とＧＰＳ受信装置
間の相対速度に基づくドツプラー効果による搬送波の周
波数遷移を加味することにより衛星信号の搬送波周波数
を予測し、捕捉と追尾をより短時間で行う手段が採用さ
れている。
方、ＰＮコードの捕捉は、先ず、衛星信号に形成された
ＰＮコードと同一のＰＮコードを装置内で生成する。そ
して、生成したＰＮコードと衛星信号のＰＮコードとの
相関処理を行い、両方のＰＮコードが時間軸上において
相関値が最大となる一致点あるいは相関最大値の検索、
別言すれば、位相を同期させる信号処理が行われていた
。この相関最大値の検索、すなわち、衛星信号のＰＮコ
ードの捕捉は、衛星信号のＰＮコードに対して、ＧＰＳ
受信装置内で生成したＰＮコードの位相を一定期間毎に
移相しながら相関処理が行われ、当該相関処理は最大の
相関値が得られるまで、すなわち、衛星信号のＰＮコー
ドが捕捉されるまで継続される。
ＰＮコードと同一のＰＮコードを装置内で生成する。そ
して、生成したＰＮコードと衛星信号のＰＮコードとの
相関処理を行い、両方のＰＮコードが時間軸上において
相関値が最大となる一致点あるいは相関最大値の検索、
別言すれば、位相を同期させる信号処理が行われていた
。この相関最大値の検索、すなわち、衛星信号のＰＮコ
ードの捕捉は、衛星信号のＰＮコードに対して、ＧＰＳ
受信装置内で生成したＰＮコードの位相を一定期間毎に
移相しながら相関処理が行われ、当該相関処理は最大の
相関値が得られるまで、すなわち、衛星信号のＰＮコー
ドが捕捉されるまで継続される。
このようなＰＮコードの捕捉手段が採用されたＧＰＳ受
信装置はＰＮコードを捕捉するまで比較的長い時間を要
することになり、その結果、受信位置の計測に要する時
間が比較的長くなるという不都合があった。
信装置はＰＮコードを捕捉するまで比較的長い時間を要
することになり、その結果、受信位置の計測に要する時
間が比較的長くなるという不都合があった。
［発明の目的コ
本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、本発明のＧＰＳ受信装置では衛星信号のＰＮコ
ードの捕捉のための検索を並列的処理を行うｎ個の検出
手段を用いて衛星信号のＰＮコードと生成したＰＮコー
ドとの相関値の最大点を検索し、ここで相関値の最大点
が得られない場合はさらに生成したＰＮコードの位相を
ｎ／２ビットずつ移相して相関値の最大点を検索する相
関処理、別言すれば、位相の同期を求めるようにして衛
星信号のＰＮコードを捕捉し、さらにまたＰＮコードの
捕捉に供される複数の検出手段をさらに利用して電波の
追尾を行うように構成する。
あって、本発明のＧＰＳ受信装置では衛星信号のＰＮコ
ードの捕捉のための検索を並列的処理を行うｎ個の検出
手段を用いて衛星信号のＰＮコードと生成したＰＮコー
ドとの相関値の最大点を検索し、ここで相関値の最大点
が得られない場合はさらに生成したＰＮコードの位相を
ｎ／２ビットずつ移相して相関値の最大点を検索する相
関処理、別言すれば、位相の同期を求めるようにして衛
星信号のＰＮコードを捕捉し、さらにまたＰＮコードの
捕捉に供される複数の検出手段をさらに利用して電波の
追尾を行うように構成する。
これにより、衛星信号のＰＮコードが比較的短時間に捕
捉されて、電波の追尾と受信位置の計測が可及的に行え
ると共に検出手段の共用により回路規模を低減すること
を可能とするＧＰＳ受信装置を提供することを目的とす
る。
捉されて、電波の追尾と受信位置の計測が可及的に行え
ると共に検出手段の共用により回路規模を低減すること
を可能とするＧＰＳ受信装置を提供することを目的とす
る。
［目的を達成するための手段］
前記の目的を達成するために、本発明は複数のＧＰＳ衛
星からの電波を受信してこの電波が有する情報から受信
地点の位置および時刻の計測を行うＧＰＳ受信装置にお
いて、当該電波を受信して増幅し所定のアナログ信号と
して導出する高周波信号処理手段と、当該高周波信号処
理手段から導出されたアナログ信号を２値信号に形成す
る２値化信号回路と、前記複数のＧＰＳ衛星における任
意のＧＰＳ衛星からの電波が有する固有の擬似雑音符号
信号と同一の擬似雑音符号信号を生成する擬似雑音符号
信号発生器と、当該擬似雑音符号信号発生器で生成した
擬似雑音符号信号を１７２ビットずつ移相されたｎ個の
擬似雑音符号信号に変換すると共に移相されたｎ個の擬
似雑音符号、信号を略同時に出力するシフトレジスタと
、所定の周波数で発振する第１の信号と９０°移相され
た第２の信号を送出する信号発生手段と、前記２値化信
号回路からの信号と前記シフトレジスタから１つの出力
信号が供給されてＧＰＳ衛星からの電波に含まれる擬似
雑音符号信号の検出を行う位相比較器とこの比較器から
導出される信号および前記信号発生手段から導出される
第１および第２の信号が供給される位相比較部と前記位
相比較部から導出される信号を積分する計数部とを含む
ｎ個の検出器を備えると共にｎ個の検出器に対して１７
２ビットずつ移相された擬似雑音符号信号を入力してＧ
ＰＳ衛星からの電波の検出を行う検出部と、当該検出部
から導出された信号が入力され、ＧＰＳ衛星信号の捕捉
の制御信号の送出を行う制御手段とを具備することを特
徴とする。
星からの電波を受信してこの電波が有する情報から受信
地点の位置および時刻の計測を行うＧＰＳ受信装置にお
いて、当該電波を受信して増幅し所定のアナログ信号と
して導出する高周波信号処理手段と、当該高周波信号処
理手段から導出されたアナログ信号を２値信号に形成す
る２値化信号回路と、前記複数のＧＰＳ衛星における任
意のＧＰＳ衛星からの電波が有する固有の擬似雑音符号
信号と同一の擬似雑音符号信号を生成する擬似雑音符号
信号発生器と、当該擬似雑音符号信号発生器で生成した
擬似雑音符号信号を１７２ビットずつ移相されたｎ個の
擬似雑音符号信号に変換すると共に移相されたｎ個の擬
似雑音符号、信号を略同時に出力するシフトレジスタと
、所定の周波数で発振する第１の信号と９０°移相され
た第２の信号を送出する信号発生手段と、前記２値化信
号回路からの信号と前記シフトレジスタから１つの出力
信号が供給されてＧＰＳ衛星からの電波に含まれる擬似
雑音符号信号の検出を行う位相比較器とこの比較器から
導出される信号および前記信号発生手段から導出される
第１および第２の信号が供給される位相比較部と前記位
相比較部から導出される信号を積分する計数部とを含む
ｎ個の検出器を備えると共にｎ個の検出器に対して１７
２ビットずつ移相された擬似雑音符号信号を入力してＧ
ＰＳ衛星からの電波の検出を行う検出部と、当該検出部
から導出された信号が入力され、ＧＰＳ衛星信号の捕捉
の制御信号の送出を行う制御手段とを具備することを特
徴とする。
さらに、ＧＰＳ衛星からの電波の捕捉に続いて、前記検
出部を構成するｎ個の検出器の中、複数の検出器を使用
してＧＰＳ衛星からの信号の追尾を行い、受信地点の位
置および時刻の計測を行うように構成することを特徴と
する。
出部を構成するｎ個の検出器の中、複数の検出器を使用
してＧＰＳ衛星からの信号の追尾を行い、受信地点の位
置および時刻の計測を行うように構成することを特徴と
する。
［実施態様コ
次に、本発明に係るＧＰＳ受信装置ついて好適な一実施
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
本発明に係るＧＰＳ受信装置は電波を人感せしめると共
に、所望の値の信号に増幅し、さらに周波数変換等の信
号処理を施し中間周波数帯の信号を導出する高周波信号
処理部１０と、当該高周波信号処理部１０で導出された
中間周波数帯の信号からＰＮコードの捕捉のための検索
と電波の追尾のための信号処理を行う検出部２０とを有
している。また、各部に搬送波基準信号あるいはタロツ
ク信号ＣＸＯを送出する基準信号発振器２６と、さらに
当該検出部２０の制御を行う制御部１００ と、計測さ
れたデータ等の視認の確認を行うための表示部１１０と
を備える。
に、所望の値の信号に増幅し、さらに周波数変換等の信
号処理を施し中間周波数帯の信号を導出する高周波信号
処理部１０と、当該高周波信号処理部１０で導出された
中間周波数帯の信号からＰＮコードの捕捉のための検索
と電波の追尾のための信号処理を行う検出部２０とを有
している。また、各部に搬送波基準信号あるいはタロツ
ク信号ＣＸＯを送出する基準信号発振器２６と、さらに
当該検出部２０の制御を行う制御部１００ と、計測さ
れたデータ等の視認の確認を行うための表示部１１０と
を備える。
次に、高周波信号処理部１０は図示しない複数の衛星か
らの電波を入感せしめる空中線１２と、入感じた信号を
増幅する前置増幅器１４と、さらに前置増幅器１４によ
り増幅された信号が供給される周波数変換器１６を含む
。一方、逓倍器１８には基準信号発振器２６の出力信号
ＣＩＯが入力され、当該逓倍器１８において逓倍されて
周波数変換器１６に供給されるように構成されている。
らの電波を入感せしめる空中線１２と、入感じた信号を
増幅する前置増幅器１４と、さらに前置増幅器１４によ
り増幅された信号が供給される周波数変換器１６を含む
。一方、逓倍器１８には基準信号発振器２６の出力信号
ＣＩＯが入力され、当該逓倍器１８において逓倍されて
周波数変換器１６に供給されるように構成されている。
また周波数変換器１６では、前置増幅器１４からの信号
および逓倍器１８からの信号が夫々混合され、例えば、
以後における信号処理が容易に行なえるように電送波周
波数より低い中間周波数帯信号Ｓ＋ （第２図（ａ）参
照）に変換される。その結果、中間周波数帯信号Ｓ１は
搬送波周波数より低い中間周波数信号（以後において、
ＩＦ倍信号称する）を被変調波とし、ＰＮコードおよび
５０ビット／秒のデータにより位相変調された信号に変
換される。
および逓倍器１８からの信号が夫々混合され、例えば、
以後における信号処理が容易に行なえるように電送波周
波数より低い中間周波数帯信号Ｓ＋ （第２図（ａ）参
照）に変換される。その結果、中間周波数帯信号Ｓ１は
搬送波周波数より低い中間周波数信号（以後において、
ＩＦ倍信号称する）を被変調波とし、ＰＮコードおよび
５０ビット／秒のデータにより位相変調された信号に変
換される。
検出部２０は周波数変換器１６から導出されたアナログ
信号からなるＩＦ倍信号ｌが入力されるハードリミッタ
回路３０を備え、当該ハードリミッタ回路３０からは、
ＩＦ倍信号ｌが第２図ら〕に示されるデジタル化信号Ｓ
、に変換されて導出される。さらにＰＮコード発生器３
２とを備え、このＰＮコード発生器３２は衛星信号に固
有のＰＮコードを形成した信号Ｓ６を発生すると共に、
そのＰＮコードのクロック信号Ｃに１に同期し且つ２倍
のクロックレートを有するクロック信号ＣＫＩを出力す
るように構成されている（第３図（ａ）乃至（ｆ）参照
）。そして信号Ｓ６およびクロック信号ＣＸ ｌが入力
端子（Ｄ）およびクロック端子＜ＣＫ） に夫々入力
されるシフトレジスタ３８を有する。当該シフトレジス
タ３８では、信号Ｓ６がクロック信号ＣＫｌにより順次
後段の出力端子Ｑ１〜Ｑｈへとシフトされる。従って、
シフトレジスタ３８においては第３図（Ｃ）〜（ｆ）に
示されるように後段に行くに従って１／２ビットずつ遅
相されたＰＮコード信号ＰｓｌＳＰＳ２、・・・ＰＳｈ
が導出される。そして、ＰＮコード信号Ｐｓｉ、ＰＳ２
、・・・ＰＳｈは検出部２０内の検出器５０ａ乃至５０
ｎに夫々対応して供給される。
信号からなるＩＦ倍信号ｌが入力されるハードリミッタ
回路３０を備え、当該ハードリミッタ回路３０からは、
ＩＦ倍信号ｌが第２図ら〕に示されるデジタル化信号Ｓ
、に変換されて導出される。さらにＰＮコード発生器３
２とを備え、このＰＮコード発生器３２は衛星信号に固
有のＰＮコードを形成した信号Ｓ６を発生すると共に、
そのＰＮコードのクロック信号Ｃに１に同期し且つ２倍
のクロックレートを有するクロック信号ＣＫＩを出力す
るように構成されている（第３図（ａ）乃至（ｆ）参照
）。そして信号Ｓ６およびクロック信号ＣＸ ｌが入力
端子（Ｄ）およびクロック端子＜ＣＫ） に夫々入力
されるシフトレジスタ３８を有する。当該シフトレジス
タ３８では、信号Ｓ６がクロック信号ＣＫｌにより順次
後段の出力端子Ｑ１〜Ｑｈへとシフトされる。従って、
シフトレジスタ３８においては第３図（Ｃ）〜（ｆ）に
示されるように後段に行くに従って１／２ビットずつ遅
相されたＰＮコード信号ＰｓｌＳＰＳ２、・・・ＰＳｈ
が導出される。そして、ＰＮコード信号Ｐｓｉ、ＰＳ２
、・・・ＰＳｈは検出部２０内の検出器５０ａ乃至５０
ｎに夫々対応して供給される。
以下、検出部２０を構成する検出器５０ａ〜５０ｎにつ
いてその構成および作用を検出器５０ａを例示して説明
する。
いてその構成および作用を検出器５０ａを例示して説明
する。
検出器５０ａにおいては、先ず、排他的論理和素子Ｅ
０５２ ａにハードリミット回路３０からデジタル化信
号Ｓ、と、例えば、衛星信号のＰＮコード信号とＰＮコ
ード信号Ｐｓｉが一致した場合を想定して示したＰＮコ
ード信号ＰｓＩ（第２図（Ｃ）参照）が入力される。そ
して、排他的論理和素子ＥＯ５２ａからはデジタル化信
号Ｓ４に形成されるＰＮコード信号とＰＮコード信号Ｐ
ｓｉが位相比較され、第２図（ｄ）に示される出力信号
Ｓ６が導出される。この信号Ｓ６は排他的論理和素子Ｅ
０５４ ａおよびＥ ０５６ ａに夫々入力される。
０５２ ａにハードリミット回路３０からデジタル化信
号Ｓ、と、例えば、衛星信号のＰＮコード信号とＰＮコ
ード信号Ｐｓｉが一致した場合を想定して示したＰＮコ
ード信号ＰｓＩ（第２図（Ｃ）参照）が入力される。そ
して、排他的論理和素子ＥＯ５２ａからはデジタル化信
号Ｓ４に形成されるＰＮコード信号とＰＮコード信号Ｐ
ｓｉが位相比較され、第２図（ｄ）に示される出力信号
Ｓ６が導出される。この信号Ｓ６は排他的論理和素子Ｅ
０５４ ａおよびＥ ０５６ ａに夫々入力される。
一方、数値制御発振器６０はＩＦ信号Ｓ１の周波数信号
と９０°移相された第２図（ｅ）および（ｆ）に示され
る２つの信号Ｓ１およびＳ、を導出する。
と９０°移相された第２図（ｅ）および（ｆ）に示され
る２つの信号Ｓ１およびＳ、を導出する。
この信号ＳＩおよびＳ、は排他的論理和素子Ｅ０５４ａ
、ＥＯ５６ａに夫々入力される。この排他的論理和素子
Ｅ ０５４ ａおよびＥ ０５６ ａからは出力信号Ｓ
６と信号Ｓ□、および出力信号Ｓ６と信号Ｓ、との位相
比較が行われ、夫々の位相比較の結果である第２図〔ｇ
および（社）で示される信号Ｓ６［およびＳＳａが導出
される。この信号Ｓ ６１およびＳ８Ｑは夫々アップダ
ウンカウンタ６０ａおよび６２ａに入力される。
、ＥＯ５６ａに夫々入力される。この排他的論理和素子
Ｅ ０５４ ａおよびＥ ０５６ ａからは出力信号Ｓ
６と信号Ｓ□、および出力信号Ｓ６と信号Ｓ、との位相
比較が行われ、夫々の位相比較の結果である第２図〔ｇ
および（社）で示される信号Ｓ６［およびＳＳａが導出
される。この信号Ｓ ６１およびＳ８Ｑは夫々アップダ
ウンカウンタ６０ａおよび６２ａに入力される。
一方、タイミング発生器７８から送出されるクロック信
号ＣＫ２およびＣ１３はアップダウンカウンタ６０ａお
よび６２ａをはじめとしてｎ個の夫々の検出器中の２個
のアップダウンカウンタに供給される。
号ＣＫ２およびＣ１３はアップダウンカウンタ６０ａお
よび６２ａをはじめとしてｎ個の夫々の検出器中の２個
のアップダウンカウンタに供給される。
そして、アップダウンカウンタ６０ａ、６２ａにおいて
は、クロック信号Ｃ１２はカウントクロックとして機能
し、このタロツク信号ＣＭ２に同期して各々信号Ｓ６□
、５ｌｌｆ１が「１」の時はカウントアツプを、「０」
の時はカウントダウンを行い、また、クロック信号ＣＭ
３の周期毎に積算されたカウント値信号Ｉｔ、（Ｌがク
ロック信号Ｃつ。に同期して制御部１００に転送される
。また各々の図示しないカウンタ６０ｂ、６２ｂ乃至６
０ｎ１６２ｒｌのカウント値信号Ｉ２、Ｑ２乃至１ｈ、
Ｑ。
は、クロック信号Ｃ１２はカウントクロックとして機能
し、このタロツク信号ＣＭ２に同期して各々信号Ｓ６□
、５ｌｌｆ１が「１」の時はカウントアツプを、「０」
の時はカウントダウンを行い、また、クロック信号ＣＭ
３の周期毎に積算されたカウント値信号Ｉｔ、（Ｌがク
ロック信号Ｃつ。に同期して制御部１００に転送される
。また各々の図示しないカウンタ６０ｂ、６２ｂ乃至６
０ｎ１６２ｒｌのカウント値信号Ｉ２、Ｑ２乃至１ｈ、
Ｑ。
はクロック信号ＣＩ＋３の周期毎に制御部１００に転送
される。また、アップダウンカウンタ６０ａ１６２ａ乃
至６０ｎ、６２ｎは転送直後にリセットされる。制御部
１００では検出器５０ａ乃至５０ｒ、からの転送データ
すなわち、カウント値信号ＩｔＳＱ＋乃至Ｉ。％ Ｑｌ
ｌより Ｒ＋ ＝ｌ Ｉ＋１＋ＩＱ。
される。また、アップダウンカウンタ６０ａ１６２ａ乃
至６０ｎ、６２ｎは転送直後にリセットされる。制御部
１００では検出器５０ａ乃至５０ｒ、からの転送データ
すなわち、カウント値信号ＩｔＳＱ＋乃至Ｉ。％ Ｑｌ
ｌより Ｒ＋ ＝ｌ Ｉ＋１＋ＩＱ。
Ｒ２＝ １２ ＋ Ｑ２
Ｒ，＝ １．ｌ＋ Ｑ。
を計算する。
そして、検出器５０ａ乃至５０ｎの位相比較を行う排他
的論理和素子ＥＯ５２ａにおけるデジタル化信号Ｓ、の
中のＰＮコード、すなわち、衛星信号に含まれるＰＮコ
ードとシフトレジスタ３８から出力されるＰＮコード信
号ＰＳＩ、ＰＳ２・・・Ｒ３，、のいずれかの位相が一
致した時、例えば、ＰＮコード信号Ｐｓ＋と一致したと
きアップダウンカウンタ６０ａ、６２ａの夫々のカウン
ト値の絶対値の和は最大となる。従って、逆に前述のＲ
１、Ｒ２、・・・Ｒ，、の中から最大値のものを検索す
ることにより、すなわち、デジタル化信号Ｓ、のＰＮコ
ードＦ’５ＩＳＰＳ２１．、、ｐ、Ｉ、の中から位相が
一致したものを検索して抽出することによりデジタル化
信号Ｓ４のＰＮコードを捕捉することか出来る。
的論理和素子ＥＯ５２ａにおけるデジタル化信号Ｓ、の
中のＰＮコード、すなわち、衛星信号に含まれるＰＮコ
ードとシフトレジスタ３８から出力されるＰＮコード信
号ＰＳＩ、ＰＳ２・・・Ｒ３，、のいずれかの位相が一
致した時、例えば、ＰＮコード信号Ｐｓ＋と一致したと
きアップダウンカウンタ６０ａ、６２ａの夫々のカウン
ト値の絶対値の和は最大となる。従って、逆に前述のＲ
１、Ｒ２、・・・Ｒ，、の中から最大値のものを検索す
ることにより、すなわち、デジタル化信号Ｓ、のＰＮコ
ードＦ’５ＩＳＰＳ２１．、、ｐ、Ｉ、の中から位相が
一致したものを検索して抽出することによりデジタル化
信号Ｓ４のＰＮコードを捕捉することか出来る。
また、Ｒ，、Ｒ２、・・・Ｒ，、の算出よりＰＮコード
信信号 Ｓ Ｉ 、Ｐ Ｓ ２ 、・・・ＰＳ＋＋の中
でデジタル化信号Ｓ４に含まれるＰＮコードと時間軸上
において一致するものがないと判断された場合にはＰＮ
コード発生器３２から出力されるＰＮコード信号Ｓ６の
位相をｎ／２ビットずらして再度同様に デジタル信号
Ｓ、のＰＮコードの検索が行われる。このようにされる
当該ＰＮコード発生器３２におけるＰＮコードの選択、
周波数および位相の制御等は制御部１００により行われ
る。また制御部１００からの制御信号Ｃ３は衛星信号の
ＰＮコードを捕捉するまで制御されるように送出される
。
信信号 Ｓ Ｉ 、Ｐ Ｓ ２ 、・・・ＰＳ＋＋の中
でデジタル化信号Ｓ４に含まれるＰＮコードと時間軸上
において一致するものがないと判断された場合にはＰＮ
コード発生器３２から出力されるＰＮコード信号Ｓ６の
位相をｎ／２ビットずらして再度同様に デジタル信号
Ｓ、のＰＮコードの検索が行われる。このようにされる
当該ＰＮコード発生器３２におけるＰＮコードの選択、
周波数および位相の制御等は制御部１００により行われ
る。また制御部１００からの制御信号Ｃ３は衛星信号の
ＰＮコードを捕捉するまで制御されるように送出される
。
以上説明したように、ｎ個の検出器を用いて同時に衛星
信号に含まれるＰＮコードを検索するように構成してい
る。このため比較的短時間でＰＮコードを捕捉出来るよ
うになる。
信号に含まれるＰＮコードを検索するように構成してい
る。このため比較的短時間でＰＮコードを捕捉出来るよ
うになる。
ここで衛星信号からのＰＮコードの捕捉に引続き３個乃
至４個の衛星の信号の追尾を行う場合に、例えば、検出
部２０の３個の検出器を使用する追尾について説明する
。
至４個の衛星の信号の追尾を行う場合に、例えば、検出
部２０の３個の検出器を使用する追尾について説明する
。
衛星信号追尾に使用する連続した３個の検出器を順に検
出器（Ｋ−１）、検出器（Ｋ）、検出器（Ｋ＋１）とす
ると、それらの検出器にはシフトレジスタ３８より順に
Ｐ、（Ｋ−１） 、Ｐ、（Ｋ）、Ｐｓ （Ｋ＋ １）が
入力され、また、夫々の検出器の中の２個のカウンタよ
り順にカウント値信号エイ−１、ＱＫ−＋ 、およびＩ
ｋＳＱｘまた、ＩＫ＋ｌ、Ｑ、。１が出力され、制御部
１００に入力される。
出器（Ｋ−１）、検出器（Ｋ）、検出器（Ｋ＋１）とす
ると、それらの検出器にはシフトレジスタ３８より順に
Ｐ、（Ｋ−１） 、Ｐ、（Ｋ）、Ｐｓ （Ｋ＋ １）が
入力され、また、夫々の検出器の中の２個のカウンタよ
り順にカウント値信号エイ−１、ＱＫ−＋ 、およびＩ
ｋＳＱｘまた、ＩＫ＋ｌ、Ｑ、。１が出力され、制御部
１００に入力される。
制御部１００においてはそれらの入力された値をもとに
追尾制御を行う。衛星信号追尾状態においては制御部１
００はＰＮコード発生器３２を制御することによりデジ
タル比信号Ｓ、中のＰＮコードと、Ｐ、 （Ｋ）が時間
軸上において一致するように、また、数値制御発振器６
０を制御することによりデジタル化信号Ｓ、を形成する
被変調波と信号Ｓ１の周波数および位相が一致するよう
にする。その結果、デジタル比信号Ｓ、中のＰｓ コー
ドに対してＰ、（Ｋ−１）およびＲ５（Ｋ＋１）は共に
１７２ビット移相され、また、デジタル化信号Ｓ、を形
成する被変調波とＳ。
追尾制御を行う。衛星信号追尾状態においては制御部１
００はＰＮコード発生器３２を制御することによりデジ
タル比信号Ｓ、中のＰＮコードと、Ｐ、 （Ｋ）が時間
軸上において一致するように、また、数値制御発振器６
０を制御することによりデジタル化信号Ｓ、を形成する
被変調波と信号Ｓ１の周波数および位相が一致するよう
にする。その結果、デジタル比信号Ｓ、中のＰｓ コー
ドに対してＰ、（Ｋ−１）およびＲ５（Ｋ＋１）は共に
１７２ビット移相され、また、デジタル化信号Ｓ、を形
成する被変調波とＳ。
は互いに９０°の移相差を有することとなる。
このような追尾状態を保持するために制御部１００では
１１１１ が最大となるよう、 ＱＫ が０となるよ
う、また、 エイや、１− Ｉ、、 が０となる
ように制御する。
１１１１ が最大となるよう、 ＱＫ が０となるよ
う、また、 エイや、１− Ｉ、、 が０となる
ように制御する。
以上説明したように、検出部２０の連続した３個の検出
器を使用することにより衛星信号の追尾を行い得ると共
に、衛星信号の追尾後、衛星と受信装置間の擬似距離等
の計測を行うことにより位置計測を行うことが出来る。
器を使用することにより衛星信号の追尾を行い得ると共
に、衛星信号の追尾後、衛星と受信装置間の擬似距離等
の計測を行うことにより位置計測を行うことが出来る。
以上のように、本発明によれば、衛星信号のＰＮコード
の捕捉のための検索を並列的処理を行うｎ個の検出手段
を用いて衛星信号のＰＮコードと生成したＰＮコードと
の相関値の最大点を検索し、ここで相関値の最大点が得
られない場合はさらに生成したＰＮコードの位相をｎ／
２ビットずつ移相して相関値の最大点を検索する相関処
理、別言すれば、位相の同期を求めるようにして衛星信
号のＰＮコードを捕捉する。さらにまたＰＮコードの捕
捉に供される複数の検出手段を利用して電波の追尾を行
うように構成する。
の捕捉のための検索を並列的処理を行うｎ個の検出手段
を用いて衛星信号のＰＮコードと生成したＰＮコードと
の相関値の最大点を検索し、ここで相関値の最大点が得
られない場合はさらに生成したＰＮコードの位相をｎ／
２ビットずつ移相して相関値の最大点を検索する相関処
理、別言すれば、位相の同期を求めるようにして衛星信
号のＰＮコードを捕捉する。さらにまたＰＮコードの捕
捉に供される複数の検出手段を利用して電波の追尾を行
うように構成する。
［発明の効果］
これにより、電波に形成されるＰＮコードが比較的短時
間に捕捉されて電波の追尾と受信位置の計測が最可及的
速やかに行なえると共に回路規模が低減される効果を奏
する。
間に捕捉されて電波の追尾と受信位置の計測が最可及的
速やかに行なえると共に回路規模が低減される効果を奏
する。
一般的には、例えば、車両等においては電波が市街地等
の建物等により遮断され易く、そのため受信位置の計測
に必要な３個乃至４個の衛星からの信号が同時に受信出
来る時間が比較的短い。
の建物等により遮断され易く、そのため受信位置の計測
に必要な３個乃至４個の衛星からの信号が同時に受信出
来る時間が比較的短い。
然しなから、本発明のＧＰＳ受信装置の搭載された車両
ではその位置の計測を容易に行い得る。また、ＰＮコー
ドの捕捉のための複数の検出手段が付加的機能であるに
もかかわらず、電波の追尾の信号処理が可能となり、受
信位置の計測を行うための別設の処理回路等を構築する
必要がないものとなり回路規模を小さくすることが出来
る。さらにデジタル信号処理が行われ、これらの回路構
成が容易にＬＳＩ化出来ることになり、装置の小型化に
寄与する等々の利点をも有する。
ではその位置の計測を容易に行い得る。また、ＰＮコー
ドの捕捉のための複数の検出手段が付加的機能であるに
もかかわらず、電波の追尾の信号処理が可能となり、受
信位置の計測を行うための別設の処理回路等を構築する
必要がないものとなり回路規模を小さくすることが出来
る。さらにデジタル信号処理が行われ、これらの回路構
成が容易にＬＳＩ化出来ることになり、装置の小型化に
寄与する等々の利点をも有する。
以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。
第１図は本発明に係るＧＰＳ受信装置の一例の実施態様
を示す回路ブロック図、 第２図および第３図は第１図に示されるＧＰＳ受信装置
の一例の実施態様の動作説明に供される各部の波形図お
よびそのタイミングチャートである。 １０・・・高周波信号処理部 ２０・・・検出部２６
・・・基準信号発生器 ３０・・・ハードリミッタ回路 ３２・・・ＰＮコード発生器 ３８・・・シフトレジ
スタ６０ａ〜６０ｎ、６２ａ〜６２Ｔ１・・・アップダ
ウンカウンタ６０・・・数値制御発振器 ７８・・・タイミング発生器 １００・・・制御部Ｓ
ｌ・・・ＩＦ倍信 号、・・・デジタル化信号 ＥＯ５２ａ−ＥＯ５２ｎ、ＥＯ５４ａ−ＥＯ５４ｎ。
を示す回路ブロック図、 第２図および第３図は第１図に示されるＧＰＳ受信装置
の一例の実施態様の動作説明に供される各部の波形図お
よびそのタイミングチャートである。 １０・・・高周波信号処理部 ２０・・・検出部２６
・・・基準信号発生器 ３０・・・ハードリミッタ回路 ３２・・・ＰＮコード発生器 ３８・・・シフトレジ
スタ６０ａ〜６０ｎ、６２ａ〜６２Ｔ１・・・アップダ
ウンカウンタ６０・・・数値制御発振器 ７８・・・タイミング発生器 １００・・・制御部Ｓ
ｌ・・・ＩＦ倍信 号、・・・デジタル化信号 ＥＯ５２ａ−ＥＯ５２ｎ、ＥＯ５４ａ−ＥＯ５４ｎ。
Claims (2)
- （１） 複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信してこの電
波が有する情報から受信地点の位置および時刻の計測を
行うＧＰＳ受信装置において、当該電波を受信して増幅
し所定のアナログ信号として導出する高周波信号処理手
段と、当該高周波信号処理手段から導出されたアナログ
信号を２値信号に形成する２値化信号回路と、前記複数
のＧＰＳ衛星における任意のＧＰＳ衛星からの電波が有
する固有の擬似雑音符号信号と同一の擬似雑音符号信号
を生成する擬似雑音符号信号発生器と、当該擬似雑音符
号信号発生器で生成した擬似雑音符号信号を１／２ビッ
トずつ移相されたｎ個の擬似雑音符号信号に変換すると
共に移相されたｎ個の擬似雑音符号信号を略同時に出力
するシフトレジスタと、所定の周波数で発振する第１の
信号と９０°移相された第２の信号を送出する信号発生
手段と、前記２値化信号回路からの信号と前記シフトレ
ジスタから１つの出力信号が供給されてＧＰＳ衛星から
の電波に含まれる擬似雑音符号信号の検出を行う位相比
較器とこの比較器から導出される信号および前記信号発
生手段から導出される第１および第２の信号が供給され
る位相比較部と前記位相比較部から導出される信号を積
分する計数部とを含むｎ個の検出器を備えると共にｎ個
の検出器に対して１／２ビットずつ移相された擬似雑音
符号信号を入力してＧＰＳ衛星からの電波の検出を行う
検出部と、当該検出部から導出された信号が入力され、
ＧＰＳ衛星信号の捕捉の制御信号の送出を行う制御手段
とを具備することを特徴とするＧＰＳ受信装置。 - （２） 請求項１記載の装置において、ＧＰＳ衛星から
の電波の捕捉に続いて、前記検出部を構成するｎ個の検
出器の中、複数の検出器を使用してＧＰＳ衛星からの信
号の追尾を行い、受信地点の位置および時刻の計測を行
うように構成することを特徴とするＧＰＳ受信装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256681A JPH083525B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | Ｃｐｓ受信装置 |
| DE3933968A DE3933968C2 (de) | 1988-10-12 | 1989-10-11 | Empfänger für ein weltumspannendes Standortsystem (GPS-Empfänger) |
| US07/419,730 US4968981A (en) | 1988-10-12 | 1989-10-11 | GPS receiver apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256681A JPH083525B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | Ｃｐｓ受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103487A true JPH02103487A (ja) | 1990-04-16 |
| JPH083525B2 JPH083525B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=17295993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63256681A Expired - Lifetime JPH083525B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | Ｃｐｓ受信装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4968981A (ja) |
| JP (1) | JPH083525B2 (ja) |
| DE (1) | DE3933968C2 (ja) |
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