JPH0271184A - Device for measuring gps location - Google Patents

Device for measuring gps location

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JPH0271184A
JPH0271184A JP22415688A JP22415688A JPH0271184A JP H0271184 A JPH0271184 A JP H0271184A JP 22415688 A JP22415688 A JP 22415688A JP 22415688 A JP22415688 A JP 22415688A JP H0271184 A JPH0271184 A JP H0271184A
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JP
Japan
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signals
signal
antenna
reference signal
converter
Prior art date
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Application number
JP22415688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyonobu Kameyama
亀山 清信
Masahiro Kuroda
政廣 黒田
Seiji Uchino
政治 内野
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Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Anritsu Corp filed Critical Anritsu Corp
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Publication of JPH0271184A publication Critical patent/JPH0271184A/en
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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain accuracy equal to or higher than that of an atomic oscillator without using the atomic oscillator by a method wherein color subcarrier signals of television broadcasting are received at two points approximately at the same time and used as reference oscillation signals. CONSTITUTION:A reference signal generator A consisting of an antenna 7 for receiving television broadcasting and a tuner 8 and a signal converter 9 which reproduces reference signals and converts is provided. At receiving points A, B, color subcarrier signals of television broadcast signals are received by the antenna 7 approximately at the same time, amplified and band-limited by the tuner 8, and then output to the signal converter 9 as video signals. The converter 9 extracts color carrier signals from the input video signals and reproduces continuous signals synchronizing said signals, while the reproduced subcarrier signals are converted into required frequency to be used as reference signals for a device for measuring locations.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の人工衛星から構成される装置情報及び
時間情報を、l地点または2地点以上で受信し、受信点
の位置及び既知点から受信点までの距離を求める衛星利
用の測位装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention receives equipment information and time information composed of a plurality of artificial satellites at one point or two or more points, and determines the position of the receiving point and known points. This relates to a satellite-based positioning device that determines the distance from a point to a receiving point.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

人工衛星を利用する測位システムとしては、現在米国が
開発を進めているG P S (Global Pos
i−tioning System)がある(GPSに
ついては、文献USP、 4,667.203参照)。
As a positioning system that uses artificial satellites, there is GPS (Global Pos.
(For GPS, see document USP 4,667.203).

システム完成時には、6つの軌道に各3個ずつ、計18
個の衛星が打ち上げられる予定である。
When the system is completed, there will be 18 in total, 3 in each of the 6 orbits.
satellites are scheduled to be launched.

各衛星は、内蔵の高安定原子時計の信号から作った 1
.5G)Iz帯(L、帯)及び 1.2GHz帯(L。
Each satellite generates signals from its built-in highly stable atomic clock.
.. 5G) Iz band (L, band) and 1.2GHz band (L.

帯)の航法信号を常時、送信しながら地球を周回してい
る。
It orbits the Earth while constantly transmitting navigation signals.

このL1帯、Lt帯の航法信号により測位に必要な衛星
の軌道情報、時計情報、電離層情報等が送られている。
Satellite orbit information, clock information, ionospheric information, etc. necessary for positioning are transmitted by the L1 band and Lt band navigation signals.

〔原理の説明〕[Explanation of principle]

このGPSにおいては、地球上、いつでも、どこでも、
これらの衛星の内4個以上が受信できるように設計され
ており、地上の任意の場所に置かれた測位装置は、これ
らの衛星が送信している航法信号を受信再生して、衛星
から受信点までの電波の到達時間を精密に測定すること
により受信点の位置を決定することができる。
With this GPS, anytime, anywhere on the earth,
It is designed to be able to receive four or more of these satellites, and a positioning device placed anywhere on the ground receives and reproduces the navigation signals transmitted by these satellites. The position of the receiving point can be determined by precisely measuring the arrival time of the radio waves to the point.

今、1番目(i−1〜18)の衛星と受信点間の真の距
離をり1、擬似距離(測定した電波の到達時間に光速を
掛けて得られる距離を擬似距離という、)をり、′とす
ると、次の関係式が成立する。
Now, calculate the true distance between the first satellite (i-1 to 18) and the receiving point, and calculate the pseudo distance (the distance obtained by multiplying the arrival time of the measured radio wave by the speed of light). , ′, the following relational expression holds.

Di ’ −Di +C(Δ1.−Δtsv)ここで 
D、’ = (t++  tr )xcDr  =((
Xst   xo)”  +(yi;   yo)”+
(z si −z o) 2  ]  1/ 2ΔLu
 :測位装置内の時計のGPS時刻に対するオフセット
量(誤差) ΔLr、v:衛星内時計のGPS時刻に対するオフセッ
ト量(誤差) t、:GPS衛星の航法信号を測位装置で受信した時刻 ty :GPS衛星が航法信号を送信した時刻C:光速 (Xsi、ysi、  Zst)  : 1番目のcp
s衛星が航法信号を発した位置 (Xo+yo+Zo):受信点の位置(測位装置が置か
れている場所) をそれぞれ表わす。
Di ' - Di + C (Δ1.-Δtsv) where
D,' = (t++ tr )xcDr = ((
Xst xo)” + (yi; yo)”+
(z si −z o) 2 ] 1/2ΔLu
: Offset amount (error) of the clock in the positioning device to the GPS time ΔLr, v : Offset amount (error) of the clock in the satellite to the GPS time t, : Time ty when the navigation signal of the GPS satellite is received by the positioning device : GPS satellite Time C when the navigation signal was transmitted: Speed of light (Xsi, ysi, Zst): 1st cp
The position where the s-satellite issued the navigation signal (Xo+yo+Zo): Represents the position of the receiving point (where the positioning device is located).

上記(1)式の方程式中、衛星が電波を発信した位置(
X sit y sit Z si + I =L2+
・・・・”、18)は前述した通り、衛星より送信され
る軌道情報及び時刻情報より算出でき既知数となるため
、未知数は受信点の位置(Xo+  o+Zo)とt=
Δ1゜一ΔL、二ヰの4個となる。
In the equation (1) above, the position where the satellite transmitted radio waves (
X sit y sit Z si + I =L2+
...'', 18) is a known quantity that can be calculated from the orbital information and time information transmitted from the satellite as mentioned above, so the unknown quantity is the position of the receiving point (Xo+o+Zo) and t=
There are four: Δ1゜-ΔL, 2ヰ.

従って、同時に4個の衛星を受信し、(1)式に相当す
る観測方程式を4個つくり、最小2乗法を使用して、こ
れらの4個の観測方程式を解くことにより受信点の位置
(Xo、  yo+  zo)を求めることができる。
Therefore, by simultaneously receiving four satellites, creating four observation equations corresponding to equation (1), and solving these four observation equations using the least squares method, the position of the reception point (Xo , yo+zo) can be obtained.

GPS利用の測位装置においては、受信点の位置を精密
に知る測位(例えば、航法装置として位置を知る)のほ
か、2つの受信点間の距離を精密に知る測位にも用いら
れる。しかも後者の測位は前者の測位よりも一最に高い
精度が要求される。
A positioning device using GPS is used not only for positioning to precisely know the position of a receiving point (for example, knowing the position as a navigation device), but also for positioning to precisely know the distance between two receiving points. Moreover, the latter positioning requires the highest accuracy than the former positioning.

しばらくは後者について考察する。Let's consider the latter for a moment.

精密測量分野において利用されるGPS測位装置は、擬
似距離測定に1.5GHz帯の信号の位相、及びC/A
コード、Pコードのクロックの位相(1,023MHz
、及び10.23M Hzの位相)を測定し精度の向上
を図っている。
GPS positioning devices used in the field of precision surveying use the phase of the 1.5 GHz band signal and C/A for pseudorange measurement.
code, P code clock phase (1,023MHz
, and the phase of 10.23 MHz) to improve accuracy.

(1)式に相当する関係を信号の位相を使って表わすと
、下記のようになる。
When the relationship corresponding to equation (1) is expressed using the phase of the signal, it is as follows.

Dr (t) =C(Δt+tx(t)−Δtsvt(
t)tr   tT) +(−(φR(t)−φ1 (1)) 十〇、)λ     ・・・・・・(2)ここで Ll :電離層による電波の遅延時間 L7 :対流圏による電波の遅延時間 Δt sv= (t)  :衛星内時計のGPS時刻に
対する遅延時間(オフセット時 間) Δt、1x(t):受信装置内時計のGPS時刻に対す
る遅延時間(オフセット時 間) nl :ある整数 λ:測定電波の波長 φ1(tl受信アンテナにおける受信電波の位相 φL(t):測位装置内の局発信号の位相(基準信号発
生器の位相) C:光速 をそれぞれ表わす。
Dr (t) = C(Δt+tx(t)−Δtsvt(
t)tr tT) +(-(φR(t)-φ1 (1)) 10,)λ ・・・・・・(2) Here, Ll: Delay time of radio waves due to the ionosphere L7: Delay of radio waves due to the troposphere Time Δt sv= (t): Delay time (offset time) of the internal clock of the satellite relative to GPS time Δt, 1x(t): Delay time (offset time) of the internal clock of the receiving device relative to GPS time nl: Certain integer λ: Measured radio wave Wavelength φ1 (tl Phase of received radio wave at receiving antenna φL(t): Phase of local signal in the positioning device (phase of reference signal generator) C: Represents the speed of light, respectively.

上記(2)式中の衛星内時計のGPS時刻に対する遅延
時間、(Δtsv+(t))及び測位装置内時計のGP
S時刻に対する遅延時間・、(ΔL++x(L))は1
個の衛星をA、B2地点で同時受信し、観測方を 程弐を)でそれらを引算することにより、文具なる2衛
星をA、B2地点で同時に受信することにより観測方程
式をたて、それらを引算することによりこれらの誤差を
取り除いた観測方程式をたてることができる。
The delay time of the satellite internal clock with respect to the GPS time in the above formula (2), (Δtsv+(t)) and the GP of the positioning device internal clock
The delay time for time S, (ΔL++x(L)) is 1
By simultaneously receiving 2 satellites at 2 points A and B and subtracting them using the observation method, we can create an observation equation by simultaneously receiving 2 satellites called stationery at 2 points A and B. By subtracting them, we can establish an observation equation that removes these errors.

従って、前記(1)式と同様にこれらの方程式に含まれ
る未知数分だけ観測方程式をたて、最小2乗法を使用し
て解くことにより数地点から受信点までの距離、又受信
点間の距離等を求めることができる。
Therefore, similar to equation (1) above, by creating observation equations for the unknowns included in these equations and solving them using the least squares method, we can calculate the distances from several points to the receiving points, and the distances between the receiving points. etc. can be obtained.

これらのGPSを利用した測位の原理、測位技術、方法
については、例えば、日本測地学会編rGPS−人工衛
星による精密測位システムj社団法人、日本測量協会、
1986年11月発行に詳しく開示されている。
For information on the principles, positioning techniques, and methods of positioning using GPS, see, for example, the Geodetic Society of Japan (rGPS - Precision Positioning System Using Artificial Satellites), Japan Surveying Association,
Details are disclosed in the November 1986 issue.

今、1個の衛星S■、を2地点A、Bで時刻1、時に同
時に観測した場合を考えると、前記(2)式では次のよ
うになる。
Now, if we consider the case where one satellite S■ is observed simultaneously at two points A and B at time 1, the equation (2) above becomes as follows.

D Al (++)= C(ΔLeA(++)−Δts
v+(++)LIA−tTA) +(−〔φ1a(++)−φtA(++))+n、) 
λ =AI + (−(φ*A(++)−φLA(tI)〕
++1)λ         ・・・・・・(3)D 
Bl (++)= c (ΔLr5(++)−Δt s
v I(++)test□) +(−[φ□(L、)−φti(++)]++2 ) 
λ −B++((φ1ll(++)−φtm(++))+n
2 ) λ            ・・・・・・(4
)(3)−(4)より D Al (++)−D ++ (++)= A + 
 −B ++(−(φ+u(++)−φRR(tl))
= (φLA(++)−φLn(++))+ n + 
  n z  )  λ        ・・・・・・
(5)ただし      l A +  = C(Δt、1A(tI)−Δtsv+(
++)tlA   tTA) B、  =C(Δtin(++)−Δtsv+(++)
Llつ−tオ) をそれぞれ示す。
D Al (++)=C(ΔLeA(++)−Δts
v+(++)LIA-tTA) +(-[φ1a(++)-φtA(++))+n,)
λ = AI + (-(φ*A(++)-φLA(tI))
++1)λ・・・・・・(3)D
Bl (++)=c (ΔLr5(++)−Δt s
v I(++)test□) +(-[φ□(L,)-φti(++)]++2)
λ −B++((φ1ll(++)−φtm(++))+n
2) λ・・・・・・(4
)(3)-(4), D Al (++)-D ++ (++) = A +
-B ++(-(φ+u(++)-φRR(tl))
= (φLA(++)−φLn(++))+ n +
n z ) λ ・・・・・・
(5) However, l A + = C(Δt, 1A(tI)−Δtsv+(
++)tlA tTA) B, =C(Δtin(++)−Δtsv+(++)
Ll-to) are shown respectively.

また、i番目の衛星についても同様に考え、下記関係式
を得る。
Furthermore, considering the i-th satellite in the same manner, the following relational expression is obtained.

Dh=−Dm=  (tt )=A、−B。Dh=-Dm= (tt )=A,-B.

+(−(φ*A (ti)−φ、lIl (Ll))−
(φLA(tI)−φt++(tl)+ n is z
  n =や3)λ     ・・・・・・(6)(i
 = 1.2.・・・ 、18) 複数の受信チャンネルを持ち、複数の衛星を同時に受信
する場合は、t 1−t 2 =t x・・・=ム。
+(-(φ*A (ti)-φ, lIl (Ll))-
(φLA(tI)−φt++(tl)+n is z
n = or 3) λ ...... (6) (i
= 1.2. ..., 18) When having multiple reception channels and receiving multiple satellites at the same time, t1-t2=tx...=mu.

となり φLA (++)−φ1++(1+) =φLA (tz)−φLll (L2)=φL^ (
む、)−φLll (L8)=α(一定)      
  ・・・・・・(7)ここで α:A、B基準信号発
生器間の固定位相差を示す。
Then, φLA (++) − φ1++ (1+) = φLA (tz) − φLll (L2) = φL^ (
)−φLll (L8)=α (constant)
(7) where α: indicates the fixed phase difference between the A and B reference signal generators.

となる。becomes.

従って、(6)式の複数の観測方程式を引算することに
より両側位装置内の基準信号発生器の固定位相差分を消
去した観測方程式が得られる。しかし、指向性アンテナ
を使用し、1チヤンネルの受信回路で切替え受信する方
式の測位装置においては、受信する衛星が変れば、同時
に受信することはできず、測定時間をずらして受信する
ことが必要となる。従って、(6)式中のむ1の値は衛
星が変わるたびに異なる受信時刻となり、次のようにな
る。
Therefore, by subtracting the plurality of observation equations in equation (6), an observation equation can be obtained in which the fixed phase difference of the reference signal generators in both side devices is eliminated. However, in a positioning device that uses a directional antenna and switches reception with a single channel reception circuit, if the receiving satellite changes, it is not possible to receive at the same time, and it is necessary to shift the measurement time and receive reception. becomes. Therefore, the value of 1 in equation (6) will be a different reception time each time the satellite changes, and will be as follows.

t、≠t2≠t、・・・・・・≠t1 t1時におけるA、B2地点の測位装置の基準信号発生
器の位相は、次のようになる。
t,≠t2≠t,...≠t1 The phases of the reference signal generators of the positioning devices at points A and B2 at time t1 are as follows.

φLA (Ll)=φLa(t++ΔL )=φLA 
(tI) +(2π/λ)(σ7.×Δt XC)・・・・・・(
8)φva(ti)=φtm(t++ΔL )=φLs
(++) +(2π/λ)(σ、×Δt XCI・・・・・・(9
)ここに Δt=ti−tl  (i=”l12+3・
・・)σ、A:測位装置A内の基準信号発生器の周波数
安定度 σy璽:測位装置B内の基準信号発生器の周波数安定度 λ:観測電波の波長 C:光速 をそれぞれ表わす。
φLA (Ll) = φLa (t++ΔL) = φLA
(tI) + (2π/λ) (σ7.×Δt XC)・・・・・・(
8) φva(ti)=φtm(t++ΔL)=φLs
(++) +(2π/λ)(σ, ×Δt XCI・・・・・・(9
) Here Δt=ti-tl (i=”l12+3・
...) σ, A: Frequency stability of the reference signal generator in positioning device A σy: Frequency stability of the reference signal generator in positioning device B λ: Wavelength of observation radio wave C: Speed of light, respectively.

従って、両者の位相差は φLa(tt)  −φLm  (むi )=φLA(
CI)  −φLm(tt)+(2π/λ)((σyA
−σym) ×Δ txc)x(10) =φLA(tt)−φu+(tt)十ε・・・・・・(
10)ただし、ε=(2π/λ)((σyA−σy8)
×ΔtXc) とする。
Therefore, the phase difference between the two is φLa(tt) −φLm (mui)=φLA(
CI) −φLm(tt)+(2π/λ)((σyA
−σym) ×Δ txc)x(10) =φLA(tt)−φu+(tt) 1ε・・・・・・(
10) However, ε=(2π/λ)((σyA−σy8)
×ΔtXc).

故に σyA≠σ、 より ε≠0 φLA (tt)−φ□ (Ll) ≠φt、A (tz)−φtm(tz)≠φL^ (L
3)−φLII (t3)≠φLA (tt)  −φ
tm(t  直 )≠α(一定)       ・・・
・・・ (11)となり、観測方程式中の基準信号発生
器の位相に関する項が消去出来なくなる。
Therefore, σyA≠σ, from ε≠0 φLA (tt)−φ□ (Ll) ≠φt, A (tz)−φtm(tz)≠φL^ (L
3) −φLII (t3)≠φLA (tt) −φ
tm (t direct) ≠ α (constant)...
...(11), and the term related to the phase of the reference signal generator in the observation equation cannot be eliminated.

(10)式のεが無視出来る程小さな値であれば良いが
、A、B双方の基準信号発生器の周波数安定度の影響が
観測時間の経過と共に累積され許容誤差を越える場合は
測位精度劣化の原因となる。
It is fine if ε in equation (10) is a negligibly small value, but if the influence of the frequency stability of both reference signal generators A and B accumulates over observation time and exceeds the allowable error, the positioning accuracy will deteriorate. It causes

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

以上の原理説明で述べたように、この種の測位装置(1
チャンネル切替受信方式)においては、この影響を極力
小さくしてεを無視出来るオーダとするため基準信号発
生器に超高安定のルビジューム、及びセシューム等の原
子発振器を使用することが常であり、非常に高価なもの
になっている。
As mentioned in the above principle explanation, this type of positioning device (1
In channel switching reception systems, ultra-highly stable atomic oscillators such as rubidium and cesium are usually used as reference signal generators to minimize this effect and make ε negligible. It has become expensive.

又、この種の原子発振器は特殊精密機器に属し、振動、
衝撃にも弱く取扱いが煩わしいという欠点がある。
In addition, this type of atomic oscillator belongs to special precision equipment, and is capable of vibration,
It has the disadvantage of being weak against shock and difficult to handle.

従って、ユーザ用測位装置としては、高価な原子発振器
を使用せず同等以上の精度が得られる装置の提供が望ま
しい。
Therefore, as a user positioning device, it is desirable to provide a device that does not use an expensive atomic oscillator and can obtain the same or higher accuracy.

本発明は以上の点を考慮し、原子発振器を使用せず原子
発振器使用時に匹敵、又は、それ以上の精度を得ること
が出来る測位装置を提案するものである。
The present invention takes the above points into consideration and proposes a positioning device that does not use an atomic oscillator and can obtain accuracy comparable to or even higher than when using an atomic oscillator.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

かかる目的を達成するため、この発明の装置ではテレビ
放送信号受信用のアンテナ、チューナ、基準信号を再生
、変換する信号変換器で構成した基準信号発生器を設け
、2地点A、Bの受信点で同一のテレビ放送信号のカラ
ーサブキャリア信号をほぼ同時刻に受信し、本基準信号
発生器で再生、変換し、この変換した信号を測位装置の
基準発振信号として使用する。
In order to achieve this object, the device of the present invention is provided with a reference signal generator composed of an antenna for receiving television broadcast signals, a tuner, and a signal converter for reproducing and converting the reference signal, and two reception points A and B are provided. The color subcarrier signals of the same television broadcast signal are received at almost the same time, reproduced and converted by this reference signal generator, and this converted signal is used as the reference oscillation signal of the positioning device.

〔作用〕[Effect]

この発明の基準信号発生器で再生、変換した信号を基準
信号源として使用すれば、再生する前のテレビ放送の信
号は、A、B2地点で同一のものであるため、A、B2
地点の測位装置を共通の基準信号源で動作させた場合と
ほぼ等価となる。しかも、テレビ放送信号で使用されて
いるカラーサブキャリア信号は、例えばルビジニウムと
かセシュウムなどの原子発振器を採用して、きわめて周
波数安定度、精度(rIfi度)、位相安定度などが優
れた信号を使用しているので、このカラーサブキャリア
信号のもつ特徴を利用することができる。
If the signal reproduced and converted by the reference signal generator of the present invention is used as a reference signal source, the television broadcast signal before reproduction is the same at two points A and B.
This is almost equivalent to the case where the positioning devices at each point are operated using a common reference signal source. Moreover, the color subcarrier signals used in television broadcast signals use atomic oscillators made of rubidinium or cesium, and use signals with extremely high frequency stability, precision (rIfi degree), and phase stability. Therefore, the characteristics of this color subcarrier signal can be utilized.

つまり、A、B2地点で再生されたテレビカラーサブキ
ャリア信号間の位相差は、基準信号発生器の固定誤差の
みとなり時間経過に関係なく一定量となる。
In other words, the phase difference between the television color subcarrier signals reproduced at the two points A and B is only a fixed error of the reference signal generator and remains constant regardless of the passage of time.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の測位装置の構成を示すブロック図であ
る。第2図は従来技術の指向性アンテナを使用した1チ
ャンネル切替え受信方式のGPS測位装置のブロック図
を示したものである。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a positioning device according to the present invention. FIG. 2 shows a block diagram of a conventional GPS positioning device using a one-channel switching reception method using a directional antenna.

第1図と第2図を比較すると、基準信号発生器(第2図
のA)の部分の構成に差異がある。その他の部分は類似
である。
Comparing FIG. 1 and FIG. 2, there is a difference in the configuration of the reference signal generator (A in FIG. 2). Other parts are similar.

GPS信号は受信用の指向性アンテナ1で受信される。The GPS signal is received by a directional antenna 1 for reception.

この指向性アンテナ1の指向性を利用し受信を希望する
衛星の信号を他の衛星の信号と分離することができる。
Using the directivity of the directional antenna 1, it is possible to separate the signal of a satellite desired to be received from the signals of other satellites.

アンテナ駆動装置2は指向性アンテナ1を受信を希望す
る衛星方向に指向させるための装置であり、アンテナ駆
動装置2はアンテナ制御装置3により制御される。
The antenna driving device 2 is a device for directing the directional antenna 1 in the direction of a satellite from which reception is desired, and the antenna driving device 2 is controlled by the antenna control device 3.

以上に述べた指向性アンテナ1、アンテナ駆動装置2、
アンテナ制御装置3により受信されたGPS衛星のスペ
クトラム拡散された信号は、高周波増幅器4に導かれ必
要なレベルまで増幅された後、周波数変換器6aへ送ら
れ、そこで基準信号発生器Aの基準信号をもとにして、
局発シンセサイザ6eで作った局部発振器の信号と混合
され、数10MHz帯の中間周波数に変換される。この
信号はIFフィルタ6bにより必要な帯域の信号に帯域
制限された後、ミキサ6cに送られる。
The above-described directional antenna 1, antenna drive device 2,
The spread spectrum signal of the GPS satellite received by the antenna control device 3 is guided to the high frequency amplifier 4, where it is amplified to a required level, and then sent to the frequency converter 6a, where it is converted into the reference signal of the reference signal generator A. Based on
It is mixed with a local oscillator signal generated by the local oscillator 6e and converted to an intermediate frequency in the several tens of MHz band. This signal is band-limited by the IF filter 6b to a signal in a necessary band, and then sent to the mixer 6c.

一方、C/Aコード変調器6gでは、ドツプラー周波数
のシフト量だけシフトした第2局発信号を作っているド
ツプラーシフト用NGO(数値制御発振器)6fで作ら
れた信号をPN信号発生器6jで作った受信希望衛星の
PNコードで変調した変調波を作っており、この信号を
ミキサ6Cへ送出している。
On the other hand, the C/A code modulator 6g converts the signal generated by the Doppler shift NGO (numerically controlled oscillator) 6f, which generates the second local oscillator signal shifted by the Doppler frequency shift amount, into the PN signal generator 6j. A modulated wave is created by modulating the PN code of the desired satellite, and this signal is sent to mixer 6C.

ミキサ6cでは、スペクトラム拡散されたIF傷信号上
記変調信号が混合され、もとのBPSK信号にもどされ
た後、A/D変換器6dに送られる。A/D変換器6d
では、アナログ信号であるBPSK信号をディジタル信
号に変換した後、制御演算部10へ送出する。ミキサ6
c、A/D変換器6d、制御演算部10、数値制御発振
器6f、C/Aコード変調器6gで構成される回路、及
びミキサ6c、A/D変換器6d、制御演算部10、C
/Aコード用NC06h、、PN信号発生器6j1C/
Aコード変調器6gで構成される回路はそれぞれディジ
タルコスタスループを構成しており、前者はB1帯の航
法信号のドツプラ周波数の追従を、後者は受信を希望す
る衛星のPN符号の周期検出を行っており、これらの回
路によりミキサ6Cより出力されたBPSK信号は復調
され、50bpsの航法データの再生、C/Aコードの
クロックの位相、B1帯のキャリアの位相が測定され、
制御演算部IOで制御されたメモリーへ記録される。
The mixer 6c mixes the spread spectrum IF flaw signal and the modulated signal, returns the signal to the original BPSK signal, and then sends it to the A/D converter 6d. A/D converter 6d
Here, the BPSK signal, which is an analog signal, is converted into a digital signal and then sent to the control calculation section 10. mixer 6
c, A/D converter 6d, control calculation section 10, numerically controlled oscillator 6f, C/A code modulator 6g, mixer 6c, A/D converter 6d, control calculation section 10, C
/A code NC06h, PN signal generator 6j1C/
The circuits composed of the A-code modulators 6g each constitute a digital Costas loop, and the former tracks the Doppler frequency of the B1-band navigation signal, and the latter detects the period of the PN code of the satellite from which it is desired to receive. These circuits demodulate the BPSK signal output from mixer 6C, reproduce 50 bps navigation data, measure the C/A code clock phase, and the B1 band carrier phase.
It is recorded in the memory controlled by the control calculation unit IO.

なお、局内遅延校正装置5は測位装置内の信号の遅延時
間を校正する装置である。
Note that the intra-station delay calibration device 5 is a device that calibrates the delay time of a signal within the positioning device.

第2図に示す従来技術では、周波数変換器6aへ入力さ
れる局発信号は、基準信号発生器Aである基準発振器a
で作られた信号であり、周波数変換器6aの出力信号の
位相φは、 φ*A(t+)−φLA(t+)   となっている。
In the prior art shown in FIG.
The phase φ of the output signal of the frequency converter 6a is φ*A(t+)−φLA(t+).

この従来の方式では、基準信号発生器Aは、基準発振器
aとしてルビジューム、及びセシューム等の原子発振器
が使用されるのに対して、第1図に示す本発明の一実施
例においては、基準発振器aの従来形式を改め、この部
分を第1図で示したテレビ放送受信用のアンテナ7、チ
ューナ8および信号変換器9で構成される基準信号発生
器Aで置換するものである。
In this conventional system, the reference signal generator A uses an atomic oscillator such as rubidium or cesium as the reference oscillator a, whereas in the embodiment of the present invention shown in FIG. The conventional format of a is changed, and this part is replaced with a reference signal generator A consisting of an antenna 7 for receiving television broadcasting, a tuner 8, and a signal converter 9 shown in FIG.

アンテナ7で受信されたテレビ放送信号はアンテナ内蔵
のコンバータにより周波数変換された後、チューナ8へ
導かれる。チューナ8では、高周波増幅、中間周波増幅
、及び帯域制限した後、ビデオ信号として信号変換器9
へ出力する。信号変換器9では、入力されたバースト状
のビデオ信号の中からカラーサブキャリア信号を抽出し
、フェーズロックループを使用してこの信号に同期した
連続信号を再生するのに加え、この再生したカラーサブ
キャリア信号を必要な周波数に変換し測位装置の基準信
号源として使用するものである。
The television broadcast signal received by the antenna 7 is frequency-converted by a converter built into the antenna, and then guided to the tuner 8. The tuner 8 performs high frequency amplification, intermediate frequency amplification, and band limitation, and then outputs the signal as a video signal to the signal converter 9.
Output to. The signal converter 9 extracts a color subcarrier signal from the input burst video signal and reproduces a continuous signal synchronized with this signal using a phase-locked loop. It converts the subcarrier signal into the required frequency and uses it as a reference signal source for the positioning device.

なお、本発明では、共通の基本信号発生源の信号として
テレビのカラーサブキャリア信号を受信再生して使用し
ているが、この信号に限定するものではなく、高安定で
、2地点A、Bで同時に受信出来る信号であれば良く、
例えばテレビのPCM音声信号、又は他の通信システム
で使用している信号等であって、周波数標準となり得る
程度の周波数安定度、精度(確度)、位相安定度を備え
ている高品質の信号を使用しても良い。
In addition, in the present invention, the television color subcarrier signal is received and reproduced as a signal from a common basic signal generation source, but it is not limited to this signal, and is highly stable and used at two points A and B. It is fine as long as the signal can be received at the same time.
For example, a high-quality signal such as a television PCM audio signal or a signal used in other communication systems that has frequency stability, precision (accuracy), and phase stability that can be used as a frequency standard. May be used.

また、この測位装置は、ある地点間の距離を精密に測定
するだけでなく、ある地点の位置を精密に知るために使
用することもできることは原理の説明で述べた通りであ
る。
Further, as described in the explanation of the principle, this positioning device can be used not only to precisely measure the distance between certain points, but also to precisely know the position of a certain point.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

基準信号発生源として、テレビのカラーサブキャリア信
号、又は類似の高品質の信号を再生して使用することに
より、同一の信号をA、B2地点で同一時刻1.で受信
再生することになるため、両地点の測位装置で再生され
た基準信号発生源間の位相差は、 前記(9)式に於て
 σya=σ、。
By regenerating and using a television color subcarrier signal or a similar high quality signal as a reference signal source, the same signal is transmitted at two points A and B at the same time 1. Therefore, the phase difference between the reference signal generation sources reproduced by the positioning devices at both points is as follows in equation (9) above: σya=σ.

t1≠L2≠L3・・・・・・≠Li+ とおいて得ら
れ、(π/2)((σyA−σyl+)×ΔtXC)=
Oよりφt、A (ti)−φu+(ti) =φca(tz)−φLIl(tz) =φLA  (む 3)−φLB  (む3)−φLA
 (t8 )−φLll(ti)−α(一定) となり、位相差を常に一定とすることができた。
It is obtained by setting t1≠L2≠L3...≠Li+, and (π/2)((σyA-σyl+)×ΔtXC)=
From O, φt, A (ti) - φu+ (ti) = φca (tz) - φLIl (tz) = φLA (mu 3) - φLB (mu 3) - φLA
(t8)-φLll(ti)-α (constant), and the phase difference could always be kept constant.

この結果、基準信号発生源の位相の時間経過による累積
誤差を完全に取り除く事ができ、超精密で高価な原子発
振器を使用することな(、原子発振器使用時に匹敵、又
は、それ以上の精度の測位装置を提供することができた
As a result, it is possible to completely eliminate the cumulative error in the phase of the reference signal generation source over time, without using an ultra-precise and expensive atomic oscillator. We were able to provide positioning equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る測位装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。第2図は従来技術説明用の)′ロンク図で
ある。 図において、lは指向性アンテナ、2はアンテナ駆動装
置、3はアンテナ制御装置、4は高周波増幅器、5は局
内遅延校正装置、6aは周波数変換器、6bはBPF、
6Cはミキサ、6dはA/D変換器、6eは局発シンセ
サイザ、6fはドツプラーシフト用NGO26gはC/
Aコード用変副変調器hはC/A/AコードC016j
はPN信号発生器、7はアンテナ、8はチューナ、9は
信号変換器、Aは基準信号発生器をそれぞれ示す。 特許出願人  アンリツ株式会社 代理人 弁理士 小 池 龍太部
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a positioning device according to the present invention. FIG. 2 is a long view for explaining the prior art. In the figure, l is a directional antenna, 2 is an antenna drive device, 3 is an antenna control device, 4 is a high frequency amplifier, 5 is an intra-office delay calibration device, 6a is a frequency converter, 6b is a BPF,
6C is a mixer, 6d is an A/D converter, 6e is a local synthesizer, 6f is a Doppler shift NGO 26g is a C/D converter.
The submodulator h for A code is C/A/A code C016j
is a PN signal generator, 7 is an antenna, 8 is a tuner, 9 is a signal converter, and A is a reference signal generator. Patent applicant: Anritsu Corporation Representative: Patent attorney: Ryutabe Koike

Claims (1)

【特許請求の範囲】 基準信号発生器(A)が発生する基準信号により作動す
るGPS測位装置において、 該基準信号発生器(A)は、アンテナ(7)と、該アン
テナ(7)が受信した電磁波から周波数標準となり得る
電磁波を選択するチューナ(8)と、該チューナ(8)
を通過した信号を処理して基準信号を発生する信号変換
器(9)とから成ることを特徴とするGPS測位装置。
[Claims] In a GPS positioning device that operates based on a reference signal generated by a reference signal generator (A), the reference signal generator (A) includes an antenna (7) and a signal received by the antenna (7). a tuner (8) that selects an electromagnetic wave that can serve as a frequency standard from electromagnetic waves;
1. A GPS positioning device comprising: a signal converter (9) that processes a signal passed through and generates a reference signal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694220B1 (en) * 2005-09-23 2007-03-14 삼성전자주식회사 Apparatus and method for noise reduction of remote control system
JP2011521238A (en) * 2008-05-22 2011-07-21 ノヴァテル インコーポレイテッド GNSS receiver using convenient communication signals and support information to shorten initial positioning time
JP2013190437A (en) * 1996-03-08 2013-09-26 Snaptrack Inc Improved gps receiver utilizing communication link

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013190437A (en) * 1996-03-08 2013-09-26 Snaptrack Inc Improved gps receiver utilizing communication link
KR100694220B1 (en) * 2005-09-23 2007-03-14 삼성전자주식회사 Apparatus and method for noise reduction of remote control system
JP2011521238A (en) * 2008-05-22 2011-07-21 ノヴァテル インコーポレイテッド GNSS receiver using convenient communication signals and support information to shorten initial positioning time

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