JPH04116483A - 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 - Google Patents

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

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JPH04116483A
JPH04116483A JP2236538A JP23653890A JPH04116483A JP H04116483 A JPH04116483 A JP H04116483A JP 2236538 A JP2236538 A JP 2236538A JP 23653890 A JP23653890 A JP 23653890A JP H04116483 A JPH04116483 A JP H04116483A
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    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はG P S (Global Positio
ningSystem−汎地球測位システム)における
C/Aコード除去形周波数ダイパーシティ相関受信方式
する。
(従来の技術) GPSは、本来航空機や船舶及び車両なとの高速移動体
に対して、その位置や速度をリアルタイムで知る手段を
与える目的で、アメリカ合衆国が構築した人工衛生測位
システムである。
このGPSによる測位では、まず衛星と受信点の間の距
離を衛星から送信されるり、バンドとL2バンドの電波
(軌道、時刻情報、電離層補正係数等の航法情報がのせ
られている)を用いて測定する。次に、衛星の位置をよ
りどころとして、測定した衛星受信点間の距離から受信
点の位置を幾何学的に決定する。
これら電波にはC/ A :l−ト(C1ear/Ac
quisition Code)とPコード(Prec
isionCode)と呼ばれる2種類のスペクトル拡
散信号か乗っているか、Pコードのスペクトル拡散信号
は軍事利用を目的とするものであって、−酸ユーザーか
利用できるように解放されておらず、したかって一般ユ
ーザーはL1バンドのC/Aコードによるスペクトル拡
散信号に基づいて測位するのか現状である。
(発明か解決しようとする課題) しかしながら、」1記のよう(こ、C/Aコード′によ
るスペクトル拡散信号に基づいて、+tl1位する場合
には、その信号か電離層伝搬時に遅れを生じ、Al11
位誤差の原因となる。そこで補正係数を用いて遅延補正
を行なっているか、それでも誤差を確実になくすことか
できなかった。
一方、Pコードによるスペクトル拡散信号は電離層によ
る伝搬遅延を実時間に補正することを1」的とするもの
であるか、前記したように公開されておらず、一般ユー
ザーは使用できない。
(課題を解決するための手段) 本発明は、GPS衛星から送信されるL1バンドとL2
ハントのスペクI・非拡散信号中に、同しPコードによ
るスペクトル拡散信号か同一位相で拡散変調されて乗せ
られている点、さらに測位のための航法情報を復調する
ためには、L1バンドのC/Aコ−1・によるスペクト
ル拡散信号を受信しなければならない点にも目してなさ
れたものであって、GPS衛星から送信されるL1バン
ドのスペクトル拡散信号中のC/Aコードによるスペク
トル拡散信号を干渉除去回路により除去してPコ−ドに
よるスペク)・ル拡散信号を取り出し、そのPコードに
よるスペクトル拡散信号と前記GPS衛星から送信され
るL2バンドのスペクトル拡散信号中のPコドによるス
ペクトル拡散信号との相対遅延時間差を変形DLL回路
により求めることを特徴とするものである。
(作 用) 本発明は上記したようなものであって、これによれば、
干渉除去回路てC/Aコードによるスペク]・ル拡散信
号か除去されることによりL1ハントのスペクトル拡散
信号から取り出されたPコードによるスペクトル拡散信
号と、L2ハン)・のスペク)・非拡散信号中のPコー
ドによるスペクトル拡散信号から変形DLLの追跡によ
って、2つのPコードによるスペクトル拡散信号の相対
遅延時間差を4111定できる。
(実施例) 次に本発明の実施例を図面に基ついて説明する。
GPSは、第1図に示すように、6つの異なる円軌道(
周期12時間、高度20.000Km)上にある合計1
8個の周回衛星]からなる宇宙部2と地上にある制御部
3と利用者部4から構成されている。
このGPSによれば、利用者か航空機等に搭載された受
信機で航法信号を受信して、航法ブタに含まれている軌
道データから衛星1までの距離を測ることにより受信機
の位置か算出できるか、前記した従来方式のように、C
/Aコドによるスペクトル拡散信号に基づいて測位する
場合には、測位誤差を確実になくすことはできない。
本発明は未公開のPコードによるスペクトル拡散信号を
知らなくても、C/Aコードによるスペクトル拡散信号
を適応的に除去することによりPコードによるスペクト
ル拡散信号を利用して、一般ユーサーより一層高い15
11位精度全行ようとするものであり、この方式を概略
的に説明すると、周回衛星1からのL1パンt”(15
75,42MHz)の送信信号中のC/ A m+−F
によるスペクトル拡散信号を干渉除去回路5 (R,K
ohn。
11.1mai、M、l1atori  and  S
、Pa5upathy:  ″へnAc1aptive
 Canceller orCo−Channel I
nter−ference ror Spread−8
pectrum MultipleAccess Co
mmunication Network in a 
PowerLine ” 、IEEE Journal
、5elected Area Comm5ept、1
.990 )を用いて除去し、これにより得られたPコ
ードによるスペクトル拡散信号と、L2パンF (12
27,8Ml1z)中のPコードによるスペク)・ル拡
散信号を利用することにより、Δ1り定精度を改善する
ものである。ここで、Pコード自体はわからないか、変
形D L L (DelayLocked Loop)
回路6を用いて、L、、L、、バントのPコードによる
スペクトル拡散信号の相開時性より、L、、L2バンド
の電離層相対遅延時間を測定することが可能である。
次いで、その具体的方式を、とくに重要な干渉除去回路
5と変形DLL回路6を中心に、第2図に基づいて説明
する。
(イ)干渉除去回路5 まず3つ以上の衛星信号を到来方向、受信電力によって
分離する。この分離方法としては、アレーアンテナ7や
信号選択回路と指向性更新制御回路による適応指向性制
御アンテナ等による方法がある。分離した1つの衛星信
号を増幅し、Ll、L2バンドの受信信号をBPF。
BPF2ろ波器(帯域幅約20M)Iz ) 8. 9
を通過させた後、局部基準周波数f、、f2によって、
同一の中間周波数にキャリア周波数変換する。L1バン
ド信号中のC/Aコードによるスペクトル拡散信号はC
/Aコードの生成情報が既知であるから、受信側の局発
C/Aコード生成により復調できる。
ここまでは、従来のC/Aコード受信機と同様で、3つ
以上の衛星1のC/Aコードによるスペクトル拡散信号
を復調し、GPSの航法ブタを用いることにより受信機
の位置を算出できる。
しかし、本方式ではさらにり、、L2バンドのPコード
によるスペクトル拡散信号の相関特性を利用するために
、復調した航法データをC/Aコードにより再拡散し、
その再拡散信号から適応ディジタルフィルタ(ADF)
により、C/Aコードによる拡散変調された受信スペク
トル拡散信号のレプリカを作り、受信信号から減するこ
とにより、Pコードによるスペクトル拡散信号が得られ
る。
A D F 1A D F 2適応デイジタルフイルタ
10.11は符号量干渉の軽減、再拡散信号の振幅と位
相の一致のために用いられる。ADFの更新によって、
L1バンド中のC/Aによるスペクトル拡散信号は完全
に除去され、2バンドの信号が平衡状態になる。
(ロ)変形DLL回路6 C/Aコードで変調されたスペクトル拡散信号を除去し
たL1バンドにはPコードによるスペクトル拡散信号が
残っている。L、、L2ハントの2つのPコードによる
スペクトル拡散信号は電離層伝搬遅延の相対遅延時間差
を含んでいる。その一定の相対遅延時間差を持つ2信号
から変形DLLの追跡によって、2つのPコドによるス
ペクトル拡散信号の相対遅延時間差を測定できる。この
変形DLLは従来のDLLとは異なり、従来のDLLが
既知の局部拡散信号であるのに対し、受信信号から取り
出した雑音を含む拡散信号を利用して、VCC(Vol
tage Controlled C1ock)を可変
遅延器12で置き換えるものである。
第2図に示すように中間周波数に落とされたL2バンド
の信号をPコードの1チップ時間分遅延させる。一方、
中間周波数に落とされたL1バンドの信号を可変遅延器
12に通して、遅延されたL2バンドより1チップ進む
ように適応的に制御する。更にその可変遅延器12の出
力をPコードの2チップ時間分遅延器13に通して、L
2バンドより1チップ遅れの信号を得る。
このようにして、2Δ形DLLの原理により、L、、L
2バンドの2つのPツー1間の位相ヲロックさせれば、
可変遅延器12より、2つのPコードによるスペクトル
拡散信号間の相対遅延時間を知ることができる。すなわ
ち、同一の中間周波数に落とされ、上述のような遅延操
作を行ったり、、L2バンド信号は相関特性を利用する
遅延弁別器D D (Delay Discrimin
ation)14を通過させると、相対遅延時間に対す
る誤差信号を発生する。その誤差信号をループフィルタ
15と積分器16に通し、可変遅延器12を更新する。
DLLロック状態における可変遅延器12の遅延値出力
から電離層によるL1L2バンドの相対遅延値か求めら
れる。
(発明の効果) このように本発明によるときは、GPS衛星から送信さ
れるり、、L2バンドの信号中に含まれるPコードの情
報を知らないまま、2つのPコードによるスペクトル拡
散信号の相関特性を利用することにより、C/Aコード
の情報か利用でき、C/Aコードだけを用いる前記従来
の受信方式に比して高精度のil++位を達成すること
ができる効果を有する。
また、特に電離層遅延差を検出するために複雑な回路と
計算が不要で、移動体等においても実時間の71111
定かできる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はGPSによる測位ンステムの概略説明図、第2
図は本発明の受信方式の具体的なブロック図である。 1 ・GPS衛星    5・干渉除去回路6・・変形
DLL回路 ] ]

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  GPS衛星から送信されるL_1バンドのスペクトル
    拡散信号中のC/Aコードによるスペクトル拡散信号を
    干渉除去回路により除去してPコードによるスペクトル
    拡散信号を取り出し、そのPコードによるスペクトル拡
    散信号と前記GPS衛星から送信されるL_2バンドの
    スペクトル拡散信号中のPコードによるスペクトル拡散
    信号との相対遅延時間差を変形DLL回路により求める
    ことを特徴とする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。
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