JPH02268283A - スペクトラム拡散２周波信号の相関による測距方法 - Google Patents
スペクトラム拡散２周波信号の相関による測距方法Info
- Publication number
- JPH02268283A JPH02268283A JP1091135A JP9113589A JPH02268283A JP H02268283 A JPH02268283 A JP H02268283A JP 1091135 A JP1091135 A JP 1091135A JP 9113589 A JP9113589 A JP 9113589A JP H02268283 A JPH02268283 A JP H02268283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- signals
- frequency
- tau
- carrier signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 19
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 101000609457 Trichosanthes kirilowii Trypsin inhibitor 1 Proteins 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000012050 conventional carrier Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- G01S19/32—Multimode operation in a single same satellite system, e.g. GPS L1/L2
-
- 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)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (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】
（１）発明の属する技術分野の説明
本発明は複数の受信点間の高精度相対測位における測距
に関するものである。
に関するものである。
（２）従来の技術の説明
アメリカ合衆国が開発中のＧ Ｐ Ｓ （Ｇｌｏｂａｌ
ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅ＋ｓ：汎叶界的ホ
リ位システム）衛星を利用した測位方法としては、コー
ド情報が一般利用者に公開された１５７５．４２Ｍ１ｌ
ｚ （以下ＬＬと称する）帯の測距用拡散信号（Ｃ／Ａ
コードと称する）を利用した受信機内に逆拡散用コード
発生器を内蔵するものが実用化されている。しかし、Ｌ
ｌと１２４７．６Ｍｌ１ｚ （以下Ｌ２と称する）帯
で送信されている高精度測位用の拡散変調コード（以下
Ｐコードと称する）は軍用とされておりコード情報は一
般利用者には公開されていないため、通常はＰコード情
報を利用した高精度測位は困難である。
ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅ＋ｓ：汎叶界的ホ
リ位システム）衛星を利用した測位方法としては、コー
ド情報が一般利用者に公開された１５７５．４２Ｍ１ｌ
ｚ （以下ＬＬと称する）帯の測距用拡散信号（Ｃ／Ａ
コードと称する）を利用した受信機内に逆拡散用コード
発生器を内蔵するものが実用化されている。しかし、Ｌ
ｌと１２４７．６Ｍｌ１ｚ （以下Ｌ２と称する）帯
で送信されている高精度測位用の拡散変調コード（以下
Ｐコードと称する）は軍用とされておりコード情報は一
般利用者には公開されていないため、通常はＰコード情
報を利用した高精度測位は困難である。
一方、高精度相対測位用としてＧＰＳ衛星のコード情報
を必要としない装置の開発が進められており、それらは
、 （１）受信信号を２乗して搬送波の２倍の周波数の連続
信号、を再生する方法 （２）受信信号の拡散変調クロック信号を再生する方法 の２種類及びそれらの併用型に大別される。
を必要としない装置の開発が進められており、それらは
、 （１）受信信号を２乗して搬送波の２倍の周波数の連続
信号、を再生する方法 （２）受信信号の拡散変調クロック信号を再生する方法 の２種類及びそれらの併用型に大別される。
これらは、再生された搬送波信号またはクロック信号の
受信時の位相（受信点の′ｕｓべへ時計との時間間隔）
を測定することにより「擬似距離」 （測定されるもの
は真の距離ではなく、これに衛星に搭載された時計と受
信点の時計の時刻差、途中の伝搬路上の電離層や大気圏
による遅延時間に光速を乗じたものが加算されておりこ
れを真の「距離」に対し「擬似距離」と呼ぶ）を得る。
受信時の位相（受信点の′ｕｓべへ時計との時間間隔）
を測定することにより「擬似距離」 （測定されるもの
は真の距離ではなく、これに衛星に搭載された時計と受
信点の時計の時刻差、途中の伝搬路上の電離層や大気圏
による遅延時間に光速を乗じたものが加算されておりこ
れを真の「距離」に対し「擬似距離」と呼ぶ）を得る。
以上の測定を２か所以上の複数の受信点で同時に４個以
上の衛星に対して行うことにより、その測定結果から受
信点相互間の距離（相対測位）を計算する。
上の衛星に対して行うことにより、その測定結果から受
信点相互間の距離（相対測位）を計算する。
第１図は、スペクトラム拡散信号から搬送波または拡散
クロック信号を再生し擬似距離を測定するまでの原理を
説明するものでアンテナ［１１で受信された信号は周波
数変換器［２，３１で中間周波数に変換されキャリアま
たはクロック再生器［４，５］で、搬送波信号またはク
ロック信号が再生される０次に受信点の基準時計［９］
を基準として［４，５］で再生された信号を受信時刻検
出器［６，７］で測定することにより再生信号の周期毎
に生じるあいまいさを含んだ擬似距離を求める。この測
定データを用いてデータ処理用計算機［８］によりデー
タ蓄積を行い、得られたブタから再生信号の周期毎に生
ずるあいまいさの除去を行い擬似距離を計算する。
クロック信号を再生し擬似距離を測定するまでの原理を
説明するものでアンテナ［１１で受信された信号は周波
数変換器［２，３１で中間周波数に変換されキャリアま
たはクロック再生器［４，５］で、搬送波信号またはク
ロック信号が再生される０次に受信点の基準時計［９］
を基準として［４，５］で再生された信号を受信時刻検
出器［６，７］で測定することにより再生信号の周期毎
に生じるあいまいさを含んだ擬似距離を求める。この測
定データを用いてデータ処理用計算機［８］によりデー
タ蓄積を行い、得られたブタから再生信号の周期毎に生
ずるあいまいさの除去を行い擬似距離を計算する。
また、第１図（ｂ）は、キャリア再生器の原理を説明す
るもので、受信信号を２つに分は掛け算器［ｌＯ］で、
掛け合せることによりキャリア周波数の２倍の周波数を
持つ連続波信号を再生させ帯域フィルタで信号抽出する
。第１図（ｃ）は拡散変調用クロック再生器の原理を説
明するもので、受信拡散信号を２つに分け１つはそのま
ま他方を１／２クロツク遅延器［１２］により拡散クロ
ックの１／２周期分だけ遅らせて掛け合せることにより
クロック信号を再生させ帯域ろ波器により信号抽出する
。これらの信号再生法はディジタル通信におけるＰＳＫ
信号の搬送波再生やクロック再生に広く用いられている
手法である。
るもので、受信信号を２つに分は掛け算器［ｌＯ］で、
掛け合せることによりキャリア周波数の２倍の周波数を
持つ連続波信号を再生させ帯域フィルタで信号抽出する
。第１図（ｃ）は拡散変調用クロック再生器の原理を説
明するもので、受信拡散信号を２つに分け１つはそのま
ま他方を１／２クロツク遅延器［１２］により拡散クロ
ックの１／２周期分だけ遅らせて掛け合せることにより
クロック信号を再生させ帯域ろ波器により信号抽出する
。これらの信号再生法はディジタル通信におけるＰＳＫ
信号の搬送波再生やクロック再生に広く用いられている
手法である。
（１）の搬送波再生型は、再生された搬送波の周期が短
く、測定結果から擬似距離を算出するためのあいまいさ
の除去などの点で測定時間とデータ処理時間に長時間を
必要とするためソフトウェアの負担が大きい。一方（２
）の拡散用クロック再生型は、クロック周期が長いため
、あいまいさの除去は比較的容易であるが、測定精度を
向上するためには、長時間測定を行うか高利得アンテナ
での受信を必要とする。
く、測定結果から擬似距離を算出するためのあいまいさ
の除去などの点で測定時間とデータ処理時間に長時間を
必要とするためソフトウェアの負担が大きい。一方（２
）の拡散用クロック再生型は、クロック周期が長いため
、あいまいさの除去は比較的容易であるが、測定精度を
向上するためには、長時間測定を行うか高利得アンテナ
での受信を必要とする。
また、これらの方式では単一周波数帯のみの測定だけで
は、誤差要因の一つである搬送波周波数の２乗に逆比例
して影響する電離層による伝搬遅延時間の測定は不可能
であり、同様の測定をＬｌおよびＬ２の２つの周波数帯
で行い、その差から電離層伝搬遅延時間を推定する必要
があり、受信装置にＬＬ及びＬ２用の２系統の信号処理
系を要する。
は、誤差要因の一つである搬送波周波数の２乗に逆比例
して影響する電離層による伝搬遅延時間の測定は不可能
であり、同様の測定をＬｌおよびＬ２の２つの周波数帯
で行い、その差から電離層伝搬遅延時間を推定する必要
があり、受信装置にＬＬ及びＬ２用の２系統の信号処理
系を要する。
（３）発明の目的
本発明は、上空の複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し
衛星と受信点間の擬似距離を測定する高精度相対測位法
において、擬似距離を測定する際ＬＬとＬ２のＰコード
信号を受信して両者を直接炎は合せてＬｌとＬ２の差と
和の周波数のキャリア信号を再生することにより擬似距
離計算の際のあいまいさの除去を容易に行えることが特
徴であって、その目的は、小型簡易な装置により容易に
かつ高精度に擬似距離を測定することである。
衛星と受信点間の擬似距離を測定する高精度相対測位法
において、擬似距離を測定する際ＬＬとＬ２のＰコード
信号を受信して両者を直接炎は合せてＬｌとＬ２の差と
和の周波数のキャリア信号を再生することにより擬似距
離計算の際のあいまいさの除去を容易に行えることが特
徴であって、その目的は、小型簡易な装置により容易に
かつ高精度に擬似距離を測定することである。
（４）発明の構成及び作用の説明
第２図は本発明の原理図であって、アンテナ［ｌ］で受
信した信号を周波数変換器［２，３１で中間周波数帯に
変換するところまでは従来の擬似距離測定方式と同様で
あるが、この後の掛け算器以降が従来の方式と異なる。
信した信号を周波数変換器［２，３１で中間周波数帯に
変換するところまでは従来の擬似距離測定方式と同様で
あるが、この後の掛け算器以降が従来の方式と異なる。
即ち、ＬＬとＬ２の中間周波信号を直接炎は算器［１５
］で掛け合せる。掛け算器の出力として得られるＬ２−
Ｌｌのキャリア信号とＬ２＋Ｌ Ｌのキャリア信号を帯
域ろ波器［１６，１７］で抽出し、この信号を受信点の
基準時計の信号を基準としてアナログ／ディジタル変換
器（以下Ａ／Ｄ変換器と略する） ［１８，１９］で
ディジタルサンプリングしデータ処理用計算機［２０］
で取得し擬似距離を計算するＬＬ信号とＬ２信号を直接
炎は合わせるという手法は、特許出願中の「スペクトラ
ム逆拡散を利用した電離層伝播遅延時間測定方式」 （
出願番号６３−２１２０２）と同様であるが、これは１
卦は算器出力信号の振幅情報から電離層による伝搬遅延
時間のみを推定するもので、一方、本発明は掛け算器出
力信号の位相情報から擬似距離を測定するものである。
］で掛け合せる。掛け算器の出力として得られるＬ２−
Ｌｌのキャリア信号とＬ２＋Ｌ Ｌのキャリア信号を帯
域ろ波器［１６，１７］で抽出し、この信号を受信点の
基準時計の信号を基準としてアナログ／ディジタル変換
器（以下Ａ／Ｄ変換器と略する） ［１８，１９］で
ディジタルサンプリングしデータ処理用計算機［２０］
で取得し擬似距離を計算するＬＬ信号とＬ２信号を直接
炎は合わせるという手法は、特許出願中の「スペクトラ
ム逆拡散を利用した電離層伝播遅延時間測定方式」 （
出願番号６３−２１２０２）と同様であるが、これは１
卦は算器出力信号の振幅情報から電離層による伝搬遅延
時間のみを推定するもので、一方、本発明は掛け算器出
力信号の位相情報から擬似距離を測定するものである。
以下に本発明の原理を詳細に記述する。
Ｐ （ｔ）をＰコードのコード列（クロック周期Ｔ ｏ
。
。
振幅±１）とし、ｗｌ、貰、を搬送波ＬＬ、Ｌ２の角周
波数とすると、Ｐコード信号は、衛星からはＬｌ、Ｌ２
で搬送波、コード共に同一位相で送信されており、送信
時には、 ＰＬ（ｔ）＝Ｐ（ｔ）ｃｏｓ（ｗｔ−ｔ）
（１１Ｐ２ ｆｔ） ＝Ｐ ［ｔ）ｃｏｓ （ｗｘ・ｔ
） （２１と表わされる。
波数とすると、Ｐコード信号は、衛星からはＬｌ、Ｌ２
で搬送波、コード共に同一位相で送信されており、送信
時には、 ＰＬ（ｔ）＝Ｐ（ｔ）ｃｏｓ（ｗｔ−ｔ）
（１１Ｐ２ ｆｔ） ＝Ｐ ［ｔ）ｃｏｓ （ｗｘ・ｔ
） （２１と表わされる。
受信点のアンテナ入力端では衛星と受信点間の幾何学的
距離ρ及び途中の伝搬路上の電離層遅延時間（コード成
分は群遅延時間Ｔ’＋ｏＨ（ｗ） 、キャリア成分は位
相遅延時間Ｔ’１ＯＮ（Ｗｌ ） 、大気圏伝搬時間 ＴＴＩＩ＋ＩＰ） たけ（１１，（２） 式よりも遅れてお り、 １’ＬＩＬ）＝１’（Ｌ；−ｔｐｆｗ＋））ｃｏｓ［ｗ
ｌ・（ｔ−Ｌｃ（ｗｌ））］１’２．（Ｌｌ＝［’（ｔ
−ｔｐ（ｗｔ））ｃｏｓ［ｗｔ−（ｔ−ｔｃｆｗｚ））
］表わされる。
距離ρ及び途中の伝搬路上の電離層遅延時間（コード成
分は群遅延時間Ｔ’＋ｏＨ（ｗ） 、キャリア成分は位
相遅延時間Ｔ’１ＯＮ（Ｗｌ ） 、大気圏伝搬時間 ＴＴＩＩ＋ＩＰ） たけ（１１，（２） 式よりも遅れてお り、 １’ＬＩＬ）＝１’（Ｌ；−ｔｐｆｗ＋））ｃｏｓ［ｗ
ｌ・（ｔ−Ｌｃ（ｗｌ））］１’２．（Ｌｌ＝［’（ｔ
−ｔｐ（ｗｔ））ｃｏｓ［ｗｔ−（ｔ−ｔｃｆｗｚ））
］表わされる。
こて、
ｔｐ（ｍａｌ
ｔｃ（ｗ４）
７ ａ、。、（Ｗ、１
Ｔｐ、。、［ｗ、）
ＴＴ＊ＯＰ
Ｎ。
ただし
である。
ρ ／ Ｃ” Ｔ’＋ｏ Ｈ（ｗ Ｊ） ＋
Ｔｒ Ｒｏｐρ／Ｃ＋ Ｔ’１ＯＮ（ＷＪ）
＋ ＴＴ、ｌ０１１３４・Ｎ−／（ｗａ／２π）” 電離層伝搬群遅延時間 ニー１３４・Ｎ−／ （ＷＪ／２π）２電離層伝搬位相
遅延時間 大気圏伝搬遅延時間 信号伝搬路上の全電子数 光速 ｊ＝１．２ 書な・ 実際にはＧＰＳ衛星は移動衛星であるため、受信される
搬送波及びコードクロックの周波数は、ドツプラ周波数
推移を受けているが、ここでは簡単のため省略している
。
Ｔｒ Ｒｏｐρ／Ｃ＋ Ｔ’１ＯＮ（ＷＪ）
＋ ＴＴ、ｌ０１１３４・Ｎ−／（ｗａ／２π）” 電離層伝搬群遅延時間 ニー１３４・Ｎ−／ （ＷＪ／２π）２電離層伝搬位相
遅延時間 大気圏伝搬遅延時間 信号伝搬路上の全電子数 光速 ｊ＝１．２ 書な・ 実際にはＧＰＳ衛星は移動衛星であるため、受信される
搬送波及びコードクロックの周波数は、ドツプラ周波数
推移を受けているが、ここでは簡単のため省略している
。
この［３）、 （４１式の２つの信号を掛け合せると、
ｏ（ｔｌ＝ｐ＋、（ｔｌ−ｐｚ、（ｔ）□Ｐ （ｔ−Ｌ
ｐ ｆａｌｌ ） −Ｐ （ｔ−ｔｐ （ｗｚ） ）／
２・［ｃｏｓ（（ｗｌ−ｗｔｌ−ｔ−（ｗｌ−ｔｃ（ｗ
ｌ１−ｗｔ・ｔｅ（ｗｔｌｌｌ＋ｃｏｓ（ｆｗ＋＋ｗｔ
ｌ ・ｔ＋（ｗｌ ・ｔｃ（ｗｌ）”ｗｔ・ｔｃ（ｗｔ
ｌｌ目（５）式のＥ ｌ内は、ＬＬとＬ２のＰコード搬
送波の差及び和のキャリア信号であり、ｐ（ｔ−ｔｐｆ
ｗｉ） Ｐ （ｔ−ｔｐ ｆｗｚｌ ）の項はＬＬとＬ
２の電離層伝搬群遅延時間差 δＴ’＋ｏＨ＝ｔｐ （ｗｚ）−ｔｐ （ｗ暑＝Ｔ’＋
ｏＪＷｉｌ−Ｔ’＋ｏｓ（Ｗｌ１がクロック周期Ｔ０以
内の範囲では擬似ランダム符号系列の自己相関特性とし
て広く知られているように次式のように表わすことが出
来る。
ｏ（ｔｌ＝ｐ＋、（ｔｌ−ｐｚ、（ｔ）□Ｐ （ｔ−Ｌ
ｐ ｆａｌｌ ） −Ｐ （ｔ−ｔｐ （ｗｚ） ）／
２・［ｃｏｓ（（ｗｌ−ｗｔｌ−ｔ−（ｗｌ−ｔｃ（ｗ
ｌ１−ｗｔ・ｔｅ（ｗｔｌｌｌ＋ｃｏｓ（ｆｗ＋＋ｗｔ
ｌ ・ｔ＋（ｗｌ ・ｔｃ（ｗｌ）”ｗｔ・ｔｃ（ｗｔ
ｌｌ目（５）式のＥ ｌ内は、ＬＬとＬ２のＰコード搬
送波の差及び和のキャリア信号であり、ｐ（ｔ−ｔｐｆ
ｗｉ） Ｐ （ｔ−ｔｐ ｆｗｚｌ ）の項はＬＬとＬ
２の電離層伝搬群遅延時間差 δＴ’＋ｏＨ＝ｔｐ （ｗｚ）−ｔｐ （ｗ暑＝Ｔ’＋
ｏＪＷｉｌ−Ｔ’＋ｏｓ（Ｗｌ１がクロック周期Ｔ０以
内の範囲では擬似ランダム符号系列の自己相関特性とし
て広く知られているように次式のように表わすことが出
来る。
Ｐ （ｔ−ｔｐ ［ｗｌ））・Ｐ（ｔ−ｔｐ［ｗｔ））
＝＾ｐ＋Ｂｐ−ｃｏｓ（ｗｅ−ｔ＋ψｐ）＋ ［ｗｃの
高調波成分］ ＋［逆拡散されないランダム成分１ ただし Ａｐ＋：ｌ−１δＴ’、ＯＮＩ／Ｔ。
＝＾ｐ＋Ｂｐ−ｃｏｓ（ｗｅ−ｔ＋ψｐ）＋ ［ｗｃの
高調波成分］ ＋［逆拡散されないランダム成分１ ただし Ａｐ＋：ｌ−１δＴ’、ＯＮＩ／Ｔ。
８ｐ＝２７ π５ｉｎ（ｘδＴ’ｌＯＮ／Ｔ０１’Ｆ
ｐ＝Ｗ （１−（δＴ’ｔｏ＋４７Ｔｏｌｌ冒ｃ＝２π
／ｒ。
ｐ＝Ｗ （１−（δＴ’ｔｏ＋４７Ｔｏｌｌ冒ｃ＝２π
／ｒ。
即ち（６）式の第１項は、直流成分でありδＴ Ｏ８゜
、が±Ｔ０以内の範囲ではδＴＯ９゜、が０で最大、δ
Ｔ０１゜、が±Ｔ０で０で、その間はδＴ’ｌＯＨに比
例して直線状に変化する。また、第２項はＬｌ、Ｌ２の
Ｐコード信号のクロックの基本波成分、第３項は高調波
成分、第４項は逆拡散されないランダム成分である。
、が±Ｔ０以内の範囲ではδＴＯ９゜、が０で最大、δ
Ｔ０１゜、が±Ｔ０で０で、その間はδＴ’ｌＯＨに比
例して直線状に変化する。また、第２項はＬｌ、Ｌ２の
Ｐコード信号のクロックの基本波成分、第３項は高調波
成分、第４項は逆拡散されないランダム成分である。
ｆ５１． （６１式より掛け算器の出力信号０（ｔ）を
中心周波数ＬＬ−Ｌ２、及びＬＬ＋Ｌ、２の帯域ろ波器
に通すことによりそれぞれのる波器の出力信号は次式の
ように表わされる。
中心周波数ＬＬ−Ｌ２、及びＬＬ＋Ｌ、２の帯域ろ波器
に通すことによりそれぞれのる波器の出力信号は次式の
ように表わされる。
１（ｔｉＡｐ・ｃｏｓ（ΩＩｔ＋ψ＋） （７１０
、 （ｔｌ ”＾、・ｃｏｓ（Ω２Ｌ ＋ψ２１
（１１まただし Ω ＋ ＝ｌ＋＋−Ｖｌｘ Ω ２− ｗ１＋冒よ ψ ＋ ； ｗ＋・ｔｃ（ｗ＋）−ｗｚｌ；ｃｈｚ）
ρ ／Ｃ’（Ｗ＋−Ｗ＊ｌｌｌ＋’Ｔ’＋ｏｓ（Ｗ＋ｌ
＋ｗｚ”ｒ’＋ｏ、４［ｗｔｌ＋（ｗ＋−ｗｚｌ Ｔ
ｙ＊ｏｐψ２ ＝ ｗ、・ｔｃ（ｗ＋）８ｗｔ・ｔｃ（
ｗｚ）／’ ／Ｃ’ （ｗ＋＋ｗ、）＋ｗ、Ｔ’＋ｏＩ
ｌ［ｗ＋＋）＋Ｗｚ”ｒ’＋ｏＮ（Ｉｔ）＋ｆｌｌ＋＋
１ｌｔｌ’Ｔｔ＋＋ｏｐＴＴＲ０２はＬｌ、Ｌ２付近で
は周波数依存性は無く一定であり、地上の温度・湿度・
気圧や水蒸気ラジオメータなとで、推定できるものとし
て、以下では省略して考える。
、 （ｔｌ ”＾、・ｃｏｓ（Ω２Ｌ ＋ψ２１
（１１まただし Ω ＋ ＝ｌ＋＋−Ｖｌｘ Ω ２− ｗ１＋冒よ ψ ＋ ； ｗ＋・ｔｃ（ｗ＋）−ｗｚｌ；ｃｈｚ）
ρ ／Ｃ’（Ｗ＋−Ｗ＊ｌｌｌ＋’Ｔ’＋ｏｓ（Ｗ＋ｌ
＋ｗｚ”ｒ’＋ｏ、４［ｗｔｌ＋（ｗ＋−ｗｚｌ Ｔ
ｙ＊ｏｐψ２ ＝ ｗ、・ｔｃ（ｗ＋）８ｗｔ・ｔｃ（
ｗｚ）／’ ／Ｃ’ （ｗ＋＋ｗ、）＋ｗ、Ｔ’＋ｏＩ
ｌ［ｗ＋＋）＋Ｗｚ”ｒ’＋ｏＮ（Ｉｔ）＋ｆｌｌ＋＋
１ｌｔｌ’Ｔｔ＋＋ｏｐＴＴＲ０２はＬｌ、Ｌ２付近で
は周波数依存性は無く一定であり、地上の温度・湿度・
気圧や水蒸気ラジオメータなとで、推定できるものとし
て、以下では省略して考える。
（７）または（８）式の＾、から電離層の影響δＴ’１
０８が測定でき、伝搬路上の全電子数Ｎ、が推定できる
。次に、受信点の時計を基準として（７） 、 （８１
式の位相項を測定し、先に求めたＮ、を用いて電離層位
相遅延時間を補正することにより衛星と受信点間の擬似
距離に関する情報を得ることができる。
０８が測定でき、伝搬路上の全電子数Ｎ、が推定できる
。次に、受信点の時計を基準として（７） 、 （８１
式の位相項を測定し、先に求めたＮ、を用いて電離層位
相遅延時間を補正することにより衛星と受信点間の擬似
距離に関する情報を得ることができる。
実際の測定では、ｏ＋（ｔ、ｌ と０ｚｆｔ）を９１４
点の基準時計に同期したタイミングで第２図［１８，１
９１の△／Ｄ変換器によりディジタルサンプリングし、
１次データ処理用計算機で高速フーリエ変換などの手法
を用いて解析することにより目的信号の振幅、基準時計
に対する位相差を計算する。
点の基準時計に同期したタイミングで第２図［１８，１
９１の△／Ｄ変換器によりディジタルサンプリングし、
１次データ処理用計算機で高速フーリエ変換などの手法
を用いて解析することにより目的信号の振幅、基準時計
に対する位相差を計算する。
また、この際、擬似距離のあいまいさは、０．（ｔ）の
場合ＬＬとＬ２の差の周波数の周期毎に生じ、また、０
ｚｆｔ）の場合Ｌｌと１−２の和の周波数の周期毎に生
ずる。即ち、Δし１、ΔＬ２を０＋（１）と０２（をン
による擬似距離測定値、電離層遅延時間ばＮ、の測定値
から除去したとすると、 ｐ ／ｃ＝ Δ ｔ＋＋ｎ＋ ・Ｔ＋
（９）ｐ ／ｃ＝Δｔｔ＋ｎ＊ ・Ｔ２（
１０）ただし Ｔ、＝２π ／ Ω 。
場合ＬＬとＬ２の差の周波数の周期毎に生じ、また、０
ｚｆｔ）の場合Ｌｌと１−２の和の周波数の周期毎に生
ずる。即ち、Δし１、ΔＬ２を０＋（１）と０２（をン
による擬似距離測定値、電離層遅延時間ばＮ、の測定値
から除去したとすると、 ｐ ／ｃ＝ Δ ｔ＋＋ｎ＋ ・Ｔ＋
（９）ｐ ／ｃ＝Δｔｔ＋ｎ＊ ・Ｔ２（
１０）ただし Ｔ、＝２π ／ Ω 。
Ｔ２＝２π／ Ω ２
０ ≦Δｔｌ＜丁。
０≦Δｔ２＜Ｔｘ
と表わされる。ｎｌ＋ｎ！は整数であり測定の不確定さ
を表わす。ＧＰＳ（７）Ｌｌ、Ｌ２の場合ＴＩは、約８
６ｃｍ、 Ｔｉは、約１０．７ｃｍである。一般的には
ｎｌ、ｎ。
を表わす。ＧＰＳ（７）Ｌｌ、Ｌ２の場合ＴＩは、約８
６ｃｍ、 Ｔｉは、約１０．７ｃｍである。一般的には
ｎｌ、ｎ。
を解（ためには長時間の測定と長時間のデータ解析を必
要とする。しかし本方式では、（９１，［１００式から
求まるρ／Ｃが同一であるという制約から（ＬＬ−Ｌ２
）と（Ｌ Ｌ ＋Ｌ２）の最大公約周波数である２０．
４６Ｍｔｌｚの周期により生ずるあいまいさ約１４６６
ｃｍまで拡大することができる。このため、大幅に測定
時間及びソフトウェアの軽減を図ることができ、かつ、
最終的な測定精度は（１０）式のΔｔ２の測定精度で決
まるため容易に数ミリメートルの精度で擬似距離が求ま
る。
要とする。しかし本方式では、（９１，［１００式から
求まるρ／Ｃが同一であるという制約から（ＬＬ−Ｌ２
）と（Ｌ Ｌ ＋Ｌ２）の最大公約周波数である２０．
４６Ｍｔｌｚの周期により生ずるあいまいさ約１４６６
ｃｍまで拡大することができる。このため、大幅に測定
時間及びソフトウェアの軽減を図ることができ、かつ、
最終的な測定精度は（１０）式のΔｔ２の測定精度で決
まるため容易に数ミリメートルの精度で擬似距離が求ま
る。
（５）効果の説明
以上のように本発明によれば単一の掛け算器のみによっ
て擬似距離が測定できるため装置の大幅な簡略化ができ
、擬似距離測定時の搬送波の周期毎に生ずるあいまいさ
を従来のキャリア再生法に比べて大幅に改善でき、また
、測定精度も数ミリメートルを得ることができる。また
、信号処理の過程でＭ離層遅延に関する情報も同時に得
ることができ、補正することができる。このため装置の
簡易化、並びにデータ処理時間の大幅な短縮が可能とな
る。
て擬似距離が測定できるため装置の大幅な簡略化ができ
、擬似距離測定時の搬送波の周期毎に生ずるあいまいさ
を従来のキャリア再生法に比べて大幅に改善でき、また
、測定精度も数ミリメートルを得ることができる。また
、信号処理の過程でＭ離層遅延に関する情報も同時に得
ることができ、補正することができる。このため装置の
簡易化、並びにデータ処理時間の大幅な短縮が可能とな
る。
第１図は、従来の精密相対測位用ＧＰＳ受信システムの
説明図（ａ）は全体の構成、（ｂ）はキャリア再生器の
例、（Ｃ）はクロック再生器の例を示す。 第２図は、本発明を採用し、た精密相対測位用ＧＰＳ受
信システムの説明図。 特許出願人 郵政省通信総合研究所長
説明図（ａ）は全体の構成、（ｂ）はキャリア再生器の
例、（Ｃ）はクロック再生器の例を示す。 第２図は、本発明を採用し、た精密相対測位用ＧＰＳ受
信システムの説明図。 特許出願人 郵政省通信総合研究所長
Claims (1)
- 人工衛星などの同一電波源から同一符号で同時に周波数
の異なる２つの搬送波で送信されるスペクトラム拡散変
調された信号を受信し、受信信号同士を掛け合せること
によりスペクトラム拡散している信号の搬送波の差およ
び和周波数のキャリア信号を再生させ、その２つの再生
信号の位相を受信局の基準時計で測定することにより、
測距の際に生じるあいまいさの除去を容易に行うことを
特徴とするスペクトラム拡散２周波信号の相関による測
距方式
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091135A JPH0748078B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | スペクトラム拡散２周波信号の相関による測距方法 |
| US07/498,550 US5036330A (en) | 1989-04-11 | 1990-03-26 | Ranging system using correlation between two spread spectrum wave signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091135A JPH0748078B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | スペクトラム拡散２周波信号の相関による測距方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02268283A true JPH02268283A (ja) | 1990-11-01 |
| JPH0748078B2 JPH0748078B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=14018087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1091135A Expired - Lifetime JPH0748078B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | スペクトラム拡散２周波信号の相関による測距方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5036330A (ja) |
| JP (1) | JPH0748078B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001517803A (ja) * | 1997-09-24 | 2001-10-09 | スタインバイス トランスフェルツェントラム ラウムファートシステム | 時間信号の送信のための方法及び装置 |
| JP2012530262A (ja) * | 2009-06-15 | 2012-11-29 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 後処理を用いるリアルタイム・データ（Ｒｅａｌ−ＴｉｍｅＤａｔａＷｉｔｈＰｏｓｔ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ） |
| CN102830409A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-12-19 | 西安电子科技大学 | 一种基于压缩感知的导航信号采集方法 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2718222B2 (ja) * | 1989-11-24 | 1998-02-25 | ダイキン工業株式会社 | 距離測定方法、その装置および相対位置測定装置 |
| JP2873872B2 (ja) * | 1990-09-06 | 1999-03-24 | 株式会社ソキア | Ｇｐｓにおけるｃ／ａコード除去形周波数ダイバーシティ相関受信方式 |
| US5506864A (en) * | 1990-12-05 | 1996-04-09 | Interdigital Technology Corporation | CDMA communications and geolocation system and method |
| US7020125B2 (en) * | 1990-12-05 | 2006-03-28 | Interdigital Technology Corporation | Broadband CDMA overlay system and method |
| US5228056A (en) * | 1990-12-14 | 1993-07-13 | Interdigital Technology Corporation | Synchronous spread-spectrum communications system and method |
| US5271034A (en) * | 1991-08-26 | 1993-12-14 | Avion Systems, Inc. | System and method for receiving and decoding global positioning satellite signals |
| US5365447A (en) * | 1991-09-20 | 1994-11-15 | Dennis Arthur R | GPS and satelite navigation system |
| US5323418A (en) * | 1993-01-13 | 1994-06-21 | Motorola, Inc. | Code division multiple access (CDMA) inbound messaging system utilizing interference cancellation to recover inbound messages |
| GB2506090B (en) * | 1993-05-06 | 2014-11-26 | Northern Telecom Ltd | Navigation system |
| US5428358A (en) * | 1994-05-03 | 1995-06-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Apparatus and method for ionospheric mapping |
| US5825326A (en) * | 1996-07-09 | 1998-10-20 | Interstate Electronics Corporation | Real-time high-accuracy determination of integer ambiguities in a kinematic GPS receiver |
| US5883597A (en) * | 1997-11-17 | 1999-03-16 | Rockwell International | Frequency translation method and circuit for use in GPS antenna electronics |
| JP3436879B2 (ja) | 1998-03-05 | 2003-08-18 | 松下電器産業株式会社 | 距離検出方法及びその装置 |
| US6570534B2 (en) * | 2001-02-05 | 2003-05-27 | Integrinautics Corp. | Low cost system and method for making dual band GPS measurements |
| US8373591B2 (en) | 2009-10-30 | 2013-02-12 | Jed Margolin | System for sensing aircraft and other objects |
| JP6892271B2 (ja) * | 2017-01-31 | 2021-06-23 | 株式会社東海理化電機製作所 | 伝搬距離推定装置 |
| CN111427030B (zh) * | 2020-06-12 | 2021-01-08 | 飞马滨(青岛)智能科技有限公司 | 一种用于水下机器人定位的水声信号调制及处理方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4809005A (en) * | 1982-03-01 | 1989-02-28 | Western Atlas International, Inc. | Multi-antenna gas receiver for seismic survey vessels |
-
1989
- 1989-04-11 JP JP1091135A patent/JPH0748078B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-26 US US07/498,550 patent/US5036330A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001517803A (ja) * | 1997-09-24 | 2001-10-09 | スタインバイス トランスフェルツェントラム ラウムファートシステム | 時間信号の送信のための方法及び装置 |
| JP2012530262A (ja) * | 2009-06-15 | 2012-11-29 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 後処理を用いるリアルタイム・データ（Ｒｅａｌ−ＴｉｍｅＤａｔａＷｉｔｈＰｏｓｔ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ） |
| CN102830409A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-12-19 | 西安电子科技大学 | 一种基于压缩感知的导航信号采集方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0748078B2 (ja) | 1995-05-24 |
| US5036330A (en) | 1991-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH02268283A (ja) | スペクトラム拡散２周波信号の相関による測距方法 | |
| JP4757425B2 (ja) | コード位相トラッキング方法及び受信機 | |
| US5805108A (en) | Apparatus and method for processing multiple frequencies in satellite navigation systems | |
| CA2506700C (en) | Satellite-based positioning system improvement | |
| KR100576959B1 (ko) | 고속 포착, 고감도 ｇｐｓ 수신기 | |
| US6707843B2 (en) | Strong signal cancellation to enhance processing of weak spread spectrum signal | |
| US6633255B2 (en) | Method for open loop tracking GPS signals | |
| KR101073408B1 (ko) | 위성 신호 추적기의 상관 장치 및 그 방법 | |
| JPS62500323A (ja) | 大域的位置決めシステムにおけるデルタ航続距離処理方法および装置 | |
| US7693211B2 (en) | Fast fourier transform based phase locked loop for navigational receivers | |
| JP2002540433A (ja) | コヒーレント積分を用いた信号検出器 | |
| US4862178A (en) | Digital system for codeless phase measurement | |
| US8391339B2 (en) | Correlator sum method for spread spectrum signal receivers | |
| Blanco-Delgado et al. | Multipath analysis using code-minus-carrier for dynamic testing of GNSS receivers | |
| US5721555A (en) | Frequency spectral line tracking receiver | |
| US7308021B2 (en) | Method in the synchronization of a receiver, and a receiver | |
| US7403559B1 (en) | Binary-valued signal modulation compression for high speed cross-correlation | |
| EP0124587A1 (en) | Method and apparatus for deriving pseudo range from earth-orbiting satellites | |
| CN109856650B (zh) | 基于相位条纹的码相位测量方法 | |
| Ripley et al. | A dual‐frequency GNSS sensor for space applications | |
| Ripley et al. | Development of a dual-frequency GNSS receiver for scientific applications | |
| JPH01197640A (ja) | スペクトラム逆拡散を利用した電離層伝搬遅延時間測定装置 | |
| WO2004086078A1 (en) | A device and method for determining an epoch using a de-spread spread-spectrum signal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |