JPH05155397A - 軌道推定装置 - Google Patents
軌道推定装置Info
- Publication number
- JPH05155397A JPH05155397A JP3317943A JP31794391A JPH05155397A JP H05155397 A JPH05155397 A JP H05155397A JP 3317943 A JP3317943 A JP 3317943A JP 31794391 A JP31794391 A JP 31794391A JP H05155397 A JPH05155397 A JP H05155397A
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- JP
- Japan
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- clock
- gps receiver
- clock signal
- receiver
- spacecraft
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- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明の目的は、宇宙機搭載用であっても、
大幅な重量増、電力増を招くことなく、高精密かつ高安
定なクロック信号でＧＰＳ受信機を駆動でき、これによ
って高精度な軌道推定が可能な軌道推定装置を提供する
ことにある。 【構成】この発明は、宇宙機に搭載され、ＧＰＳ信号を
受信してシュードレンジ情報及びデルタレンジ情報を検
出するＧＰＳ受信機を備え、このＧＰＳ受信機で得られ
た情報に基づいて当該宇宙機の軌道を推定する軌道推定
装置において、地上から送信される超精密クロック信号
を受信する受信装置と、この装置で受信されたクロック
信号に同期する再生クロック信号を発生するクロック再
生装置とを具備し、前記クロック再生装置で得られた再
生クロック信号により前記ＧＰＳ受信機を駆動するよう
にしたことを特徴とする。
大幅な重量増、電力増を招くことなく、高精密かつ高安
定なクロック信号でＧＰＳ受信機を駆動でき、これによ
って高精度な軌道推定が可能な軌道推定装置を提供する
ことにある。 【構成】この発明は、宇宙機に搭載され、ＧＰＳ信号を
受信してシュードレンジ情報及びデルタレンジ情報を検
出するＧＰＳ受信機を備え、このＧＰＳ受信機で得られ
た情報に基づいて当該宇宙機の軌道を推定する軌道推定
装置において、地上から送信される超精密クロック信号
を受信する受信装置と、この装置で受信されたクロック
信号に同期する再生クロック信号を発生するクロック再
生装置とを具備し、前記クロック再生装置で得られた再
生クロック信号により前記ＧＰＳ受信機を駆動するよう
にしたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば宇宙機に搭載
され、ＧＰＳ受信機を用いて当該宇宙機のオンボード軌
道を推定する軌道推定装置に関する。
され、ＧＰＳ受信機を用いて当該宇宙機のオンボード軌
道を推定する軌道推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・
システム）受信機を用いて宇宙機の軌道推定を行うこと
は、“HERMES NAVIGATIONSYSTEM”，F.ALBY他 IAF-89
-397，1989等の文献に詳述されている。これらの文献に
は、ＧＰＳ受信機により他の衛星からのＧＰＳ信号を受
信し、その受信信号中のＰＮコードを使って測距データ
であるシュードレンジを検出すると共に、搬送波をトラ
ッキングしドップラシフトを測定してデルタレンジを検
出し、これらの情報を基に軌道推定を行う技術が記載さ
れている。
システム）受信機を用いて宇宙機の軌道推定を行うこと
は、“HERMES NAVIGATIONSYSTEM”，F.ALBY他 IAF-89
-397，1989等の文献に詳述されている。これらの文献に
は、ＧＰＳ受信機により他の衛星からのＧＰＳ信号を受
信し、その受信信号中のＰＮコードを使って測距データ
であるシュードレンジを検出すると共に、搬送波をトラ
ッキングしドップラシフトを測定してデルタレンジを検
出し、これらの情報を基に軌道推定を行う技術が記載さ
れている。
【０００３】しかしながら、シュードレンジの精度はＰ
Ｎコードの解像度とＰＮコードが送信される電力に依っ
ており、その精度を受信機単独で向上させるのは難し
い。一方、デルタレンジの精度は受信機に搭載されるク
ロックの精度に依っており、受信機側で改善可能である
が、宇宙機搭載という条件下では重量、電力に制限があ
り、超高精度のクロック発生器を搭載することは不可能
に近い。このため、従来のクロック発生器には水晶クロ
ックがよく用いられる。この結果、デルタレンジの精度
はそれほど上がらず、地上トラッキング・システムに比
べて軌道推定精度はほとんど向上しない。
Ｎコードの解像度とＰＮコードが送信される電力に依っ
ており、その精度を受信機単独で向上させるのは難し
い。一方、デルタレンジの精度は受信機に搭載されるク
ロックの精度に依っており、受信機側で改善可能である
が、宇宙機搭載という条件下では重量、電力に制限があ
り、超高精度のクロック発生器を搭載することは不可能
に近い。このため、従来のクロック発生器には水晶クロ
ックがよく用いられる。この結果、デルタレンジの精度
はそれほど上がらず、地上トラッキング・システムに比
べて軌道推定精度はほとんど向上しない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の軌道推定装置では、宇宙機搭載用のため、重量、電力
の制限を受け、ＧＰＳ受信機を水晶クロックで駆動しな
ければならず、その結果、ＧＰＳ受信機の出力情報の精
度向上が極めて困難となっていた。
の軌道推定装置では、宇宙機搭載用のため、重量、電力
の制限を受け、ＧＰＳ受信機を水晶クロックで駆動しな
ければならず、その結果、ＧＰＳ受信機の出力情報の精
度向上が極めて困難となっていた。
【０００５】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたもので、宇宙機搭載用であっても、大幅な重量
増、電力増を招くことなく、高精密かつ高安定なクロッ
ク信号でＧＰＳ受信機を駆動させることができ、これに
よって軌道推定精度を向上させることのできる軌道推定
装置を提供することを目的とする。
されたもので、宇宙機搭載用であっても、大幅な重量
増、電力増を招くことなく、高精密かつ高安定なクロッ
ク信号でＧＰＳ受信機を駆動させることができ、これに
よって軌道推定精度を向上させることのできる軌道推定
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、宇宙機に搭載され、ＧＰＳ信号を受信し
てシュードレンジ情報及びデルタレンジ情報を検出する
ＧＰＳ受信機を備え、このＧＰＳ受信機で得られた情報
に基づいて当該宇宙機の軌道を推定する軌道推定装置に
おいて、地上から送信される超精密クロック信号を受信
する受信装置と、この装置で受信されたクロック信号に
同期する再生クロック信号を発生するクロック再生装置
とを具備し、前記クロック再生装置で得られた再生クロ
ック信号により前記ＧＰＳ受信機を駆動するようにした
ことを特徴とする。
にこの発明は、宇宙機に搭載され、ＧＰＳ信号を受信し
てシュードレンジ情報及びデルタレンジ情報を検出する
ＧＰＳ受信機を備え、このＧＰＳ受信機で得られた情報
に基づいて当該宇宙機の軌道を推定する軌道推定装置に
おいて、地上から送信される超精密クロック信号を受信
する受信装置と、この装置で受信されたクロック信号に
同期する再生クロック信号を発生するクロック再生装置
とを具備し、前記クロック再生装置で得られた再生クロ
ック信号により前記ＧＰＳ受信機を駆動するようにした
ことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成による軌道推定装置では、地上にて発
生される超精密クロック信号を利用し、これを宇宙機側
で受信して再生し、その再生クロック信号でＧＰＳ受信
機を駆動するようにしている。
生される超精密クロック信号を利用し、これを宇宙機側
で受信して再生し、その再生クロック信号でＧＰＳ受信
機を駆動するようにしている。
【０００８】
【実施例】以下、図１及び図２を参照してこの発明の一
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【０００９】図１はその構成を示すもので、１０は宇宙
機で、この宇宙機１０にはＧＰＳ受信機１１、クロック
再生装置１２、クロック受信機１３、アンテナ１４が搭
載される。
機で、この宇宙機１０にはＧＰＳ受信機１１、クロック
再生装置１２、クロック受信機１３、アンテナ１４が搭
載される。
【００１０】ＧＰＳ受信機１１は通常のものとは異な
り、内部水晶クロック発生器１１１の他に、外部クロッ
クを入力するクロック入力端子１１２を備え、この端子
１１２に供給されるクロック信号によっても動作するよ
うに作られている。
り、内部水晶クロック発生器１１１の他に、外部クロッ
クを入力するクロック入力端子１１２を備え、この端子
１１２に供給されるクロック信号によっても動作するよ
うに作られている。
【００１１】クロック受信機１３は、アンテナ１４を通
じて、地上局２０から送られてくる超精密クロック信号
を受信するもので、受信されたクロック信号はクロック
再生装置１２に送られる。このクロック再生装置１２は
入力クロック信号に同期したＧＰＳ駆動用クロック信号
を再生出力するもので、その再生クロック信号は上記Ｇ
ＰＳ受信機１１のクロック入力端子１１２に供給され
る。
じて、地上局２０から送られてくる超精密クロック信号
を受信するもので、受信されたクロック信号はクロック
再生装置１２に送られる。このクロック再生装置１２は
入力クロック信号に同期したＧＰＳ駆動用クロック信号
を再生出力するもので、その再生クロック信号は上記Ｇ
ＰＳ受信機１１のクロック入力端子１１２に供給され
る。
【００１２】一方、地上局２０では、超精密かつ超高安
定なクロック（周波数ｆG ）を発生するために水素メー
ザによるクロック発生器２１が用いられ、ここで発生さ
れたクロック信号をアンテナ２２によって宇宙機１０に
向けて送出するようになっている。
定なクロック（周波数ｆG ）を発生するために水素メー
ザによるクロック発生器２１が用いられ、ここで発生さ
れたクロック信号をアンテナ２２によって宇宙機１０に
向けて送出するようになっている。
【００１３】上記クロック受信機１３及びクロック再生
装置１２の具体的構成を図２に示して説明する。
装置１２の具体的構成を図２に示して説明する。
【００１４】図２において、クロック受信機１３は、増
幅部１３１でアンテナ１４からの信号を増幅した後、復
調部１３２で地上局２０で生成された超精密クロック信
号を検出し、波形整形部１３３で波形整形してクロック
再生装置１２に送る。
幅部１３１でアンテナ１４からの信号を増幅した後、復
調部１３２で地上局２０で生成された超精密クロック信
号を検出し、波形整形部１３３で波形整形してクロック
再生装置１２に送る。
【００１５】一方、クロック再生装置１２は基本的にコ
スタスループと称される位相同期回路で構成される。こ
の回路は、周波数ｆL のクロック信号を発生する水晶発
振器１２１に基づくＶＣＯ（電圧制御発振器）１２２を
備えており、このＶＣＯ１２２で生成されたクロック信
号は逓倍器１２３でｎ倍の周波数（但し、ｆG ＝ｎ・ｆ
L となるようにｎを選択する）に逓倍された後、位相比
較器１２４に供給される。
スタスループと称される位相同期回路で構成される。こ
の回路は、周波数ｆL のクロック信号を発生する水晶発
振器１２１に基づくＶＣＯ（電圧制御発振器）１２２を
備えており、このＶＣＯ１２２で生成されたクロック信
号は逓倍器１２３でｎ倍の周波数（但し、ｆG ＝ｎ・ｆ
L となるようにｎを選択する）に逓倍された後、位相比
較器１２４に供給される。
【００１６】位相比較器１２４はミキサ１２５及びロー
パスフィルタ１２６で構成され、受信クロックと逓倍ク
ロックとをミキサ１２５で混合して中間周波信号に変換
した後、ローパスフィルタ１２６で直流電圧信号に変換
するもので、この直流電圧信号は受信クロック信号と逓
倍クロック信号との位相差に対応しており、ループフィ
ルタ１２７を介してＶＣＯ１２２の制御入力端子に供給
される。
パスフィルタ１２６で構成され、受信クロックと逓倍ク
ロックとをミキサ１２５で混合して中間周波信号に変換
した後、ローパスフィルタ１２６で直流電圧信号に変換
するもので、この直流電圧信号は受信クロック信号と逓
倍クロック信号との位相差に対応しており、ループフィ
ルタ１２７を介してＶＣＯ１２２の制御入力端子に供給
される。
【００１７】ＶＣＯ１２２は位相比較器１２４で得られ
る位相差が抑圧される方向に発振周波数を変化させる。
これによって、ＶＣＯ１２２からは受信クロック信号に
同期したクロック信号が再生出力されることになる。こ
の再生クロック信号は、上述したように、ＧＰＳ受信機
１１の外部クロック入力端子１１２に供給される。
る位相差が抑圧される方向に発振周波数を変化させる。
これによって、ＶＣＯ１２２からは受信クロック信号に
同期したクロック信号が再生出力されることになる。こ
の再生クロック信号は、上述したように、ＧＰＳ受信機
１１の外部クロック入力端子１１２に供給される。
【００１８】すなわち、地上局２０の上空にさしかかっ
た宇宙機１０はアンテナ１４で地上局２０からの電波を
捕らえ、クロック受信機１３で超精密クロック信号を受
信する。このクロック信号の安定度は宇宙機１０に搭載
される水晶クロックに比べて３〜４桁程度よい。この超
精密クロック信号はクロック再生装置１２に導かれる。
た宇宙機１０はアンテナ１４で地上局２０からの電波を
捕らえ、クロック受信機１３で超精密クロック信号を受
信する。このクロック信号の安定度は宇宙機１０に搭載
される水晶クロックに比べて３〜４桁程度よい。この超
精密クロック信号はクロック再生装置１２に導かれる。
【００１９】クロック再生装置１２はコスタスループに
より受信クロック信号と比較して位相差０のクロック信
号を生成する。これによって、ノイズが重畳されず、し
かも安定度の高いクロック信号が再生される。このクロ
ック信号はＧＰＳ受信機１１の外部クロック入力端子１
１２に導かれ、結局ＧＰＳ受信機１１は地上局２０の水
素メーザによるクロックと同程度の安定度を持つ超精密
クロック信号で駆動されることになる。
より受信クロック信号と比較して位相差０のクロック信
号を生成する。これによって、ノイズが重畳されず、し
かも安定度の高いクロック信号が再生される。このクロ
ック信号はＧＰＳ受信機１１の外部クロック入力端子１
１２に導かれ、結局ＧＰＳ受信機１１は地上局２０の水
素メーザによるクロックと同程度の安定度を持つ超精密
クロック信号で駆動されることになる。
【００２０】したがって、上記構成による軌道推定装置
は、ＧＰＳ受信機１１を超精密クロック信号で駆動する
ことができるので、デルタレンジの精度を飛躍的に向上
させることができ、これによって軌道推定の精度をも向
上させることができる。しかも、クロック受信機１３及
びアンテナ１４は他の用途に使用しているものを利用で
き、宇宙機１０にはクロック再生装置１２のみを追加搭
載すればよいので、大幅な重量増、電力増はない。
は、ＧＰＳ受信機１１を超精密クロック信号で駆動する
ことができるので、デルタレンジの精度を飛躍的に向上
させることができ、これによって軌道推定の精度をも向
上させることができる。しかも、クロック受信機１３及
びアンテナ１４は他の用途に使用しているものを利用で
き、宇宙機１０にはクロック再生装置１２のみを追加搭
載すればよいので、大幅な重量増、電力増はない。
【００２１】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、宇宙機
搭載用であっても、大幅な重量増、電力増を招くことな
く、高精密かつ高安定なクロック信号でＧＰＳ受信機を
駆動させることができ、これによって軌道推定精度を向
上させることのできる軌道推定装置を提供することがで
きる。
搭載用であっても、大幅な重量増、電力増を招くことな
く、高精密かつ高安定なクロック信号でＧＰＳ受信機を
駆動させることができ、これによって軌道推定精度を向
上させることのできる軌道推定装置を提供することがで
きる。
【図１】この発明に係る軌道推定装置の一実施例として
システム構成を説明するための構成図。
システム構成を説明するための構成図。
【図２】上記実施例のクロック受信機及びクロック再生
装置の具体的な構成を示すブロック図。
装置の具体的な構成を示すブロック図。
１０…宇宙機、１１…ＧＰＳ受信機、１１１…内部水晶
クロック発生器、１１２…外部クロック入力端子、１２
…クロック再生装置、１２１…水晶発振器、１２２…Ｖ
ＣＯ、１２３…逓倍器、１２４…位相比較器、１２５…
ミキサ、１２６…ローパスフィルタ、１２７…ループフ
ィルタ、１３…クロック受信機、１３１…増幅部、１３
２…復調部、１３３…波形整形部、１４…アンテナ、２
０…地上局、２１…水素メーザクロック発生器、２２…
アンテナ。
クロック発生器、１１２…外部クロック入力端子、１２
…クロック再生装置、１２１…水晶発振器、１２２…Ｖ
ＣＯ、１２３…逓倍器、１２４…位相比較器、１２５…
ミキサ、１２６…ローパスフィルタ、１２７…ループフ
ィルタ、１３…クロック受信機、１３１…増幅部、１３
２…復調部、１３３…波形整形部、１４…アンテナ、２
０…地上局、２１…水素メーザクロック発生器、２２…
アンテナ。
Claims (1)
- 【請求項１】 宇宙機に搭載され、ＧＰＳ信号を受信し
てシュードレンジ情報及びデルタレンジ情報を検出する
ＧＰＳ受信機を備え、このＧＰＳ受信機で得られた情報
に基づいて当該宇宙機の軌道を推定する軌道推定装置に
おいて、地上から送信される超精密クロック信号を受信
する受信装置と、この装置で受信されたクロック信号に
同期する再生クロック信号を発生するクロック再生装置
とを具備し、前記クロック再生装置で得られた再生クロ
ック信号により前記ＧＰＳ受信機を駆動するようにした
ことを特徴とする軌道推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3317943A JPH05155397A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 軌道推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3317943A JPH05155397A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 軌道推定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05155397A true JPH05155397A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18093753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3317943A Pending JPH05155397A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 軌道推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05155397A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524745A (ja) * | 1998-09-09 | 2002-08-06 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 低公差発振器による位置特定 |
| JP2006510034A (ja) * | 2002-12-13 | 2006-03-23 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 衛星位置確認システムのための較正および修正システム |
| JP2010008431A (ja) * | 1995-10-09 | 2010-01-14 | Snaptrack Inc | Ｇｐｓ受信機とｇｐｓ信号を処理する方法 |
| JP2010014732A (ja) * | 1995-10-09 | 2010-01-21 | Snaptrack Inc | Ｇｐｓ受信機とｇｐｓ信号を処理する方法 |
| JP2013190437A (ja) * | 1996-03-08 | 2013-09-26 | Snaptrack Inc | 通信リンクを利用した改良型ｇｐｓ受信器 |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP3317943A patent/JPH05155397A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010008431A (ja) * | 1995-10-09 | 2010-01-14 | Snaptrack Inc | Ｇｐｓ受信機とｇｐｓ信号を処理する方法 |
| JP2010014732A (ja) * | 1995-10-09 | 2010-01-21 | Snaptrack Inc | Ｇｐｓ受信機とｇｐｓ信号を処理する方法 |
| JP2013190437A (ja) * | 1996-03-08 | 2013-09-26 | Snaptrack Inc | 通信リンクを利用した改良型ｇｐｓ受信器 |
| JP2002524745A (ja) * | 1998-09-09 | 2002-08-06 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 低公差発振器による位置特定 |
| JP2006510034A (ja) * | 2002-12-13 | 2006-03-23 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 衛星位置確認システムのための較正および修正システム |
| JP4851186B2 (ja) * | 2002-12-13 | 2012-01-11 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 衛星位置確認システムのための較正および修正システム |
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