JPH08313614A - Ｇｐｓ受信方法 - Google Patents
Ｇｐｓ受信方法Info
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- JPH08313614A JPH08313614A JP8156488A JP15648896A JPH08313614A JP H08313614 A JPH08313614 A JP H08313614A JP 8156488 A JP8156488 A JP 8156488A JP 15648896 A JP15648896 A JP 15648896A JP H08313614 A JPH08313614 A JP H08313614A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユーザの誤った現在位置が利用されるのを防
止する。 【解決手段】 受信処理回路５−１乃至５−４におい
て、４つの衛星からの軌道データ、時刻データ等を受信
し、ＣＰＵ１１において、これらのデータを演算し、ユ
ーザの現在位置の緯度、経度、および高度を演算する。
このうち、高度が１０ｋｍより高いとき、演算により求
められた位置の確度は不良とされる。ＣＰＵ１１はその
位置を利用して他の演算を行わない。
止する。 【解決手段】 受信処理回路５−１乃至５−４におい
て、４つの衛星からの軌道データ、時刻データ等を受信
し、ＣＰＵ１１において、これらのデータを演算し、ユ
ーザの現在位置の緯度、経度、および高度を演算する。
このうち、高度が１０ｋｍより高いとき、演算により求
められた位置の確度は不良とされる。ＣＰＵ１１はその
位置を利用して他の演算を行わない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＰＳ受信方法に
関し、特に、人工衛星からの航法メッセージ（衛星の時
刻や軌道等のデータ）を受信して、ユーザの現在位置を
得るＧＰＳ受信方法に関する。
関し、特に、人工衛星からの航法メッセージ（衛星の時
刻や軌道等のデータ）を受信して、ユーザの現在位置を
得るＧＰＳ受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】地球を周回する複数個の人工衛星からの
航法メッセージを利用して、ユーザの位置を得るＧＰＳ
（Global Positioning System）と呼ばれる測位システ
ムがある。このシステムにおいては、各衛星から、疑似
ランダムノイズ（チップ速度１．０２３ＭＨｚ）で航法
メッセージをスペクトラム拡散するとともに、そのスペ
クトラム拡散信号で搬送波（１５７５．４２ＭＨｚ，１
２２７．６ＭＨｚ）をＰＳＫ変調した信号が送信され
る。
航法メッセージを利用して、ユーザの位置を得るＧＰＳ
（Global Positioning System）と呼ばれる測位システ
ムがある。このシステムにおいては、各衛星から、疑似
ランダムノイズ（チップ速度１．０２３ＭＨｚ）で航法
メッセージをスペクトラム拡散するとともに、そのスペ
クトラム拡散信号で搬送波（１５７５．４２ＭＨｚ，１
２２７．６ＭＨｚ）をＰＳＫ変調した信号が送信され
る。
【０００３】また、衛星ごとに異なる符号パターンの疑
似ランダムノイズが使用されているため、受信側におい
て、符号パターンの疑似ランダムノイズを選択的に使用
することで、各衛星からの航法メッセージを分離して受
信することができる。
似ランダムノイズが使用されているため、受信側におい
て、符号パターンの疑似ランダムノイズを選択的に使用
することで、各衛星からの航法メッセージを分離して受
信することができる。
【０００４】次に、４個の衛星からの航法メッセージを
利用して、ユーザの現在位置（ｘｕ，ｙｕ，ｚｕ）を求
める方法を説明する。
利用して、ユーザの現在位置（ｘｕ，ｙｕ，ｚｕ）を求
める方法を説明する。
【０００５】周知のように、各衛星からの航法メッセー
ジには、衛星の時刻や軌道等のデータが含まれている。
各衛星は、ＧＰＳ時（原子時計が刻む正確な時刻）を保
持しており、１９８０年１月６日０時ＵＴＣ時を、同年
同月同日０時ＧＰＳ時としてスタートさせている。ここ
で、ＵＴＣは協定世界時である。
ジには、衛星の時刻や軌道等のデータが含まれている。
各衛星は、ＧＰＳ時（原子時計が刻む正確な時刻）を保
持しており、１９８０年１月６日０時ＵＴＣ時を、同年
同月同日０時ＧＰＳ時としてスタートさせている。ここ
で、ＵＴＣは協定世界時である。
【０００６】いま、図３に示すように、受信した４つの
衛星からの航法メッセージの時刻データによる時間軸
を、それぞれＳＶ１乃至ＳＶ４とするとともに、ユーザ
の時刻データによる時間軸をＳＶｕとする。時間軸ＳＶ
ｕ上で時刻ｔｕであるとき、時間軸ＳＶ１乃至ＳＶ４上
で時刻ｔ１乃至ｔ４であれば、ユーザの現在位置（ｘ
ｕ，ｙｕ，ｚｕ）から各衛星の現在位置（ｘｉ，ｙｉ，
ｚｉ）までの距離ｒｉ（ｉは各衛星に対応する１乃至４
の添字）は、それぞれ次式に示すようになる。尚、Ｃは
光速である。
衛星からの航法メッセージの時刻データによる時間軸
を、それぞれＳＶ１乃至ＳＶ４とするとともに、ユーザ
の時刻データによる時間軸をＳＶｕとする。時間軸ＳＶ
ｕ上で時刻ｔｕであるとき、時間軸ＳＶ１乃至ＳＶ４上
で時刻ｔ１乃至ｔ４であれば、ユーザの現在位置（ｘ
ｕ，ｙｕ，ｚｕ）から各衛星の現在位置（ｘｉ，ｙｉ，
ｚｉ）までの距離ｒｉ（ｉは各衛星に対応する１乃至４
の添字）は、それぞれ次式に示すようになる。尚、Ｃは
光速である。
【０００７】（１）式より、次に示すように４つの式が
得られる。これらの式における各衛星の現在位置（ｘ
ｉ，ｙｉ，ｚｉ）（ｉ＝１乃至４）は、各衛星からの航
法メッセージの軌道データに基づいて算出される。 ［（ｘ１−ｘｕ）2＋（ｙ１−ｙｕ）2＋（ｚ１−ｚｕ）2］1/2 ＝Ｃ（ｔｕ−ｔ１） ［（ｘ２−ｘｕ）2＋（ｙ２−ｙｕ）2＋（ｚ２−ｚｕ）2］1/2 ＝Ｃ（ｔｕ−ｔ２） ［（ｘ３−ｘｕ）2＋（ｙ３−ｙｕ）2＋（ｚ３−ｚｕ）2］1/2 ＝Ｃ（ｔｕ−ｔ３） ［（ｘ４−ｘｕ）2＋（ｙ４−ｙｕ）2＋（ｚ４−ｚｕ）2］1/2 ＝Ｃ（ｔｕ−ｔ４） ・・・（２）
得られる。これらの式における各衛星の現在位置（ｘ
ｉ，ｙｉ，ｚｉ）（ｉ＝１乃至４）は、各衛星からの航
法メッセージの軌道データに基づいて算出される。 ［（ｘ１−ｘｕ）2＋（ｙ１−ｙｕ）2＋（ｚ１−ｚｕ）2］1/2 ＝Ｃ（ｔｕ−ｔ１） ［（ｘ２−ｘｕ）2＋（ｙ２−ｙｕ）2＋（ｚ２−ｚｕ）2］1/2 ＝Ｃ（ｔｕ−ｔ２） ［（ｘ３−ｘｕ）2＋（ｙ３−ｙｕ）2＋（ｚ３−ｚｕ）2］1/2 ＝Ｃ（ｔｕ−ｔ３） ［（ｘ４−ｘｕ）2＋（ｙ４−ｙｕ）2＋（ｚ４−ｚｕ）2］1/2 ＝Ｃ（ｔｕ−ｔ４） ・・・（２）
【０００８】（２）式の４つの式による連立一次方程式
を解くことで、ｘｕ，ｙｕ，ｚｕを算出することができ
る。この場合、ｔｕを未知数として計算により求めるこ
とができるため、ユーザの受信機に高価な原子時計を備
える必要がなくなる。
を解くことで、ｘｕ，ｙｕ，ｚｕを算出することができ
る。この場合、ｔｕを未知数として計算により求めるこ
とができるため、ユーザの受信機に高価な原子時計を備
える必要がなくなる。
【０００９】次に、図４および図５を参照して、航法メ
ッセージのフォーマットについて説明する。航法メッセ
ージは、その伝送ビットレートが５０ｂｐｓ、メインフ
レームの全ビット数が１５００ビットとされている。そ
のため、１メインフレーム送るのに３０秒かかる。各メ
インフレームは、６秒、３００ビットずつの５つのサブ
フレームに分割されている。
ッセージのフォーマットについて説明する。航法メッセ
ージは、その伝送ビットレートが５０ｂｐｓ、メインフ
レームの全ビット数が１５００ビットとされている。そ
のため、１メインフレーム送るのに３０秒かかる。各メ
インフレームは、６秒、３００ビットずつの５つのサブ
フレームに分割されている。
【００１０】各サブフレームの先頭に８ビットのプリア
ンブル（同期信号）が配置され、その後に１７ビットの
ＴＯＷＣ（Time of Week Count）が配置されている。Ｔ
ＯＷＣは、週（Week）の最初よりサブフレームの数をカ
ウントした値である。また、メインフレームを構成する
５個のサブフレームのうち、最初のサブフレーム１のＴ
ＯＷＣの後には、１０ビットのＷＮ（Week Number）が
配置されている。図４（Ａ）は、１９８０年１月６日０
時から始まる第１週のメインフレームを示している。同
図（Ｂ）は、第ｎ週の最初から４つのメインフレームを
示している。
ンブル（同期信号）が配置され、その後に１７ビットの
ＴＯＷＣ（Time of Week Count）が配置されている。Ｔ
ＯＷＣは、週（Week）の最初よりサブフレームの数をカ
ウントした値である。また、メインフレームを構成する
５個のサブフレームのうち、最初のサブフレーム１のＴ
ＯＷＣの後には、１０ビットのＷＮ（Week Number）が
配置されている。図４（Ａ）は、１９８０年１月６日０
時から始まる第１週のメインフレームを示している。同
図（Ｂ）は、第ｎ週の最初から４つのメインフレームを
示している。
【００１１】各サブフレームは、原則として、図４
（Ｂ）に示すように、１０個のワードから構成され、各
ワードは、６００ｍｓｅｃ、３０ビットからなってい
る。１０個のワードのうち、最初のワード１の先頭の８
ビットはプリアンブルとされ、次のワード２の先頭の１
７ビットはＴＯＷＣとされている。各ワードの最後に
は、６ビットの誤り訂正用のパリティが配置されてい
る。各ワードのパリティは、そのワードの２４ビット、
およびその前のワードの最後の２ビットの合計２６ビッ
トに対して付加されている。
（Ｂ）に示すように、１０個のワードから構成され、各
ワードは、６００ｍｓｅｃ、３０ビットからなってい
る。１０個のワードのうち、最初のワード１の先頭の８
ビットはプリアンブルとされ、次のワード２の先頭の１
７ビットはＴＯＷＣとされている。各ワードの最後に
は、６ビットの誤り訂正用のパリティが配置されてい
る。各ワードのパリティは、そのワードの２４ビット、
およびその前のワードの最後の２ビットの合計２６ビッ
トに対して付加されている。
【００１２】また、航法メッセージは、そのビットレー
トが５０ｂｐｓであるため、図５に示すように、ビット
周期は２０ｍｓｅｃ（＝１／５０）となる。このような
航法メッセージが、上述したように、チップ速度が１．
０２３ＭＨｚの疑似ランダムノイズ（図５参照）でスペ
クトラム拡散される。この疑似ランダムノイズのコード
長（繰返し周期）は１ｍｓｅｃであり、その２０周期分
が航法メッセージの１ビットに正確に対応している。
尚、１チップ周期は、略１μｓｅｃとなる。
トが５０ｂｐｓであるため、図５に示すように、ビット
周期は２０ｍｓｅｃ（＝１／５０）となる。このような
航法メッセージが、上述したように、チップ速度が１．
０２３ＭＨｚの疑似ランダムノイズ（図５参照）でスペ
クトラム拡散される。この疑似ランダムノイズのコード
長（繰返し周期）は１ｍｓｅｃであり、その２０周期分
が航法メッセージの１ビットに正確に対応している。
尚、１チップ周期は、略１μｓｅｃとなる。
【００１３】以上のような各衛星からの航法メッセージ
を受信するＧＰＳ受信装置では、時間軸ＳＶ１乃至ＳＶ
４の時刻ｔ１乃至ｔ４は、（３）式により算出される。 ｔｉ＝１９８０，１，６ ＋ＷＮｉ×７×４×３６００×１ｓｅｃ ＋ＴＯＷｉ×６×１ｓｅｃ ＋ＷＯＲＤｉ×６００ｍｓｅｃ ＋ＢＩＴｉ×２０ｍｓｅｃ ＋ＳＥＱｉ×１ｍｓｅｃ ＋ＣＨＩＰｉ×１μｓｅｃ・・・（３） （ｉ＝１乃至４）
を受信するＧＰＳ受信装置では、時間軸ＳＶ１乃至ＳＶ
４の時刻ｔ１乃至ｔ４は、（３）式により算出される。 ｔｉ＝１９８０，１，６ ＋ＷＮｉ×７×４×３６００×１ｓｅｃ ＋ＴＯＷｉ×６×１ｓｅｃ ＋ＷＯＲＤｉ×６００ｍｓｅｃ ＋ＢＩＴｉ×２０ｍｓｅｃ ＋ＳＥＱｉ×１ｍｓｅｃ ＋ＣＨＩＰｉ×１μｓｅｃ・・・（３） （ｉ＝１乃至４）
【００１４】ここで、ＷＮｉとしては、いま受信された
航法メッセージより前の週に検出されたＷＮが使用され
る。ＴＯＷｉとしては、いま受信された航法メッセージ
より前のサブフレームで検出されたＴＯＷＣが使用され
るが、週の最初のサブフレームでは０が使用される。Ｗ
ＯＲＤｉとしては、ワードのカウント値が使用され、こ
のカウント値はサブフレームの最初で０にリセットされ
る。ＢＩＴｉとしては、ビットのカウント値が使用さ
れ、このカウント値はワードの最初で０にリセットされ
る。ＳＥＱｉとしては、逆拡散に使用される疑似ランダ
ムノイズの繰返し周期のカウント値が使用され、このカ
ウント値はビットの最初で０にリセットされる。ＣＨＩ
Ｐｉとしては、チップのカウント値が使用され、このカ
ウント値は疑似ランダムノイズの繰返し周期の最初で０
にリセットされる。
航法メッセージより前の週に検出されたＷＮが使用され
る。ＴＯＷｉとしては、いま受信された航法メッセージ
より前のサブフレームで検出されたＴＯＷＣが使用され
るが、週の最初のサブフレームでは０が使用される。Ｗ
ＯＲＤｉとしては、ワードのカウント値が使用され、こ
のカウント値はサブフレームの最初で０にリセットされ
る。ＢＩＴｉとしては、ビットのカウント値が使用さ
れ、このカウント値はワードの最初で０にリセットされ
る。ＳＥＱｉとしては、逆拡散に使用される疑似ランダ
ムノイズの繰返し周期のカウント値が使用され、このカ
ウント値はビットの最初で０にリセットされる。ＣＨＩ
Ｐｉとしては、チップのカウント値が使用され、このカ
ウント値は疑似ランダムノイズの繰返し周期の最初で０
にリセットされる。
【００１５】同期処理は、以下のようにして行われる。
【００１６】まず、衛星からの信号にスペクトラム逆拡
散やＰＳＫ復調等の処理を施して得られるビットストリ
ームに基づいて、同期状態になったことを検出する。同
期がはずれた状態から同期状態とするために、衛星から
の信号にスペクトラム逆拡散の処理で乗算される疑似ラ
ンダムノイズの位相が調整される。同期状態となってか
ら、実際に同期状態になったことが検出されるまでの時
間は、ビット周期が２０ｍｓｅｃであることから、略２
０ｍｓｅｃ程度かかる。
散やＰＳＫ復調等の処理を施して得られるビットストリ
ームに基づいて、同期状態になったことを検出する。同
期がはずれた状態から同期状態とするために、衛星から
の信号にスペクトラム逆拡散の処理で乗算される疑似ラ
ンダムノイズの位相が調整される。同期状態となってか
ら、実際に同期状態になったことが検出されるまでの時
間は、ビット周期が２０ｍｓｅｃであることから、略２
０ｍｓｅｃ程度かかる。
【００１７】同期状態になったことが検出されると、疑
似ランダムノイズのチップのカウント値よりＣＨＩＰｉ
が決定され、また、ビットエッジを基準とする疑似ラン
ダムノイズの繰返し周期のカウント値よりＳＥＱｉが決
定される。
似ランダムノイズのチップのカウント値よりＣＨＩＰｉ
が決定され、また、ビットエッジを基準とする疑似ラン
ダムノイズの繰返し周期のカウント値よりＳＥＱｉが決
定される。
【００１８】次に、航法メッセージ（ビットストリー
ム）よりプリアンブルの検出が行われる。プリアンブル
は、各サブフレームの先頭に８ビットをもって配置され
ている。プリアンブルが検出されると、ＷＯＲＤｉおよ
びＢＩＴｉが決定される。
ム）よりプリアンブルの検出が行われる。プリアンブル
は、各サブフレームの先頭に８ビットをもって配置され
ている。プリアンブルが検出されると、ＷＯＲＤｉおよ
びＢＩＴｉが決定される。
【００１９】同期状態になったことが検出されてからプ
リアンブルが検出されるまでの時間は、サブフレーム周
期が６秒であることから、最大６秒かかる。
リアンブルが検出されるまでの時間は、サブフレーム周
期が６秒であることから、最大６秒かかる。
【００２０】次に、航法メッセージよりＴＯＷＣの検出
が行われ、ＴＯＷｉが決定される。プリアンブルがワー
ド１の先頭に配置されているのに対して、ＴＯＷＣはワ
ード２の先頭に配置され、ワード周期が６００ｍｓｅｃ
であるので、プリアンブルが検出されてからＴＯＷＣが
検出されるまでの時間は、略６００ｍｓｅｃ程度とな
る。
が行われ、ＴＯＷｉが決定される。プリアンブルがワー
ド１の先頭に配置されているのに対して、ＴＯＷＣはワ
ード２の先頭に配置され、ワード周期が６００ｍｓｅｃ
であるので、プリアンブルが検出されてからＴＯＷＣが
検出されるまでの時間は、略６００ｍｓｅｃ程度とな
る。
【００２１】次に、航法メッセージよりＷＮの検出が行
われる。ＷＮは５サブフレーム毎に配置されるので、Ｔ
ＯＷＣが検出されてからＷＮを検出するまでの時間は、
最悪略３０秒程度かかる。しかし、ＷＮは１週間不変で
あり、その週内であれば、ＷＮｉの決定にＷＮの検出は
不要である。
われる。ＷＮは５サブフレーム毎に配置されるので、Ｔ
ＯＷＣが検出されてからＷＮを検出するまでの時間は、
最悪略３０秒程度かかる。しかし、ＷＮは１週間不変で
あり、その週内であれば、ＷＮｉの決定にＷＮの検出は
不要である。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】従来、このように上記
した（２）式より、衛星の位置を演算により求めるよう
にしていた。しかしながら、例えばノイズなどにより誤
った位置が求められたとしても、それを確認することが
できず、結果的にユーザの現在位置も誤って算出されて
しまう課題があった。
した（２）式より、衛星の位置を演算により求めるよう
にしていた。しかしながら、例えばノイズなどにより誤
った位置が求められたとしても、それを確認することが
できず、結果的にユーザの現在位置も誤って算出されて
しまう課題があった。
【００２３】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、ユーザの現在位置が誤って検出されるのを
防止することができるようにするものである。
ものであり、ユーザの現在位置が誤って検出されるのを
防止することができるようにするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明のＧＰＳ受信方法
は、複数の衛星から軌道情報と時刻情報を受信し、軌道
情報と時刻情報からユーザの少なくとも高度を含む位置
を演算し、演算により求めたユーザの高度を、上限を約
１０ｋｍとする閾値と比較し、比較結果に対応して、演
算により求めた位置の確度を判定し、演算により求めた
ユーザの高度が、上限を約１０ｋｍとする閾値より高い
場合には、演算により求めた位置を不良とすることを特
徴とする。
は、複数の衛星から軌道情報と時刻情報を受信し、軌道
情報と時刻情報からユーザの少なくとも高度を含む位置
を演算し、演算により求めたユーザの高度を、上限を約
１０ｋｍとする閾値と比較し、比較結果に対応して、演
算により求めた位置の確度を判定し、演算により求めた
ユーザの高度が、上限を約１０ｋｍとする閾値より高い
場合には、演算により求めた位置を不良とすることを特
徴とする。
【００２５】この高度は、さらに下限の閾値とも比較し
たり、演算された高度が、１０ｋｍより高い場合には、
この位置を利用して他の演算を行わないようにすること
ができる。
たり、演算された高度が、１０ｋｍより高い場合には、
この位置を利用して他の演算を行わないようにすること
ができる。
【００２６】上記ＧＰＳ受信方法においては、演算され
た高度が、１０ｋｍより高いとき、演算したユーザの位
置の確度が不良とされる。
た高度が、１０ｋｍより高いとき、演算したユーザの位
置の確度が不良とされる。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のＧＰＳ受信方法
を応用したＧＰＳ受信装置の一実施例を示し、本例は４
個の衛星からの航法メッセージ（航法データ）を受信
し、これを利用してユーザの現在位置を求めるものであ
り、４チャンネルの受信系を有している。同図におい
て、アンテナ１で捕らえられる各衛星からの信号は、Ｒ
Ｆアンプ２で増幅された後、混合器３で局部発振器４か
らの局部発振信号と混合されて、中間周波信号に変換さ
れる。
を応用したＧＰＳ受信装置の一実施例を示し、本例は４
個の衛星からの航法メッセージ（航法データ）を受信
し、これを利用してユーザの現在位置を求めるものであ
り、４チャンネルの受信系を有している。同図におい
て、アンテナ１で捕らえられる各衛星からの信号は、Ｒ
Ｆアンプ２で増幅された後、混合器３で局部発振器４か
らの局部発振信号と混合されて、中間周波信号に変換さ
れる。
【００２８】混合器３より出力される中間周波信号は、
チャンネル１乃至４の受信処理回路５−１乃至５−４
（受信手段）に供給される。受信処理回路５−１乃至５
−４では、それぞれ第１乃至第４の衛星からの航法メッ
セージを得るため、スペクトラム逆拡散およびＰＳＫ復
調等の処理が行われる。受信処理回路５−１乃至５−４
では、それぞれ第１乃至第４の衛星で使用される符号パ
ターンの疑似ランダムノイズが使用され、第１乃至第４
の衛星からの航法メッセージが分離して得られる。
チャンネル１乃至４の受信処理回路５−１乃至５−４
（受信手段）に供給される。受信処理回路５−１乃至５
−４では、それぞれ第１乃至第４の衛星からの航法メッ
セージを得るため、スペクトラム逆拡散およびＰＳＫ復
調等の処理が行われる。受信処理回路５−１乃至５−４
では、それぞれ第１乃至第４の衛星で使用される符号パ
ターンの疑似ランダムノイズが使用され、第１乃至第４
の衛星からの航法メッセージが分離して得られる。
【００２９】受信処理回路５−１の構成を説明する。混
合器３より出力される中間周波信号は、逆拡散回路６に
供給され、疑似ランダムノイズ発生器（ＰＲＮ発生器）
７からの疑似ランダムノイズを使用してスペクトラム逆
拡散される。逆拡散回路６の出力信号は、データ復調器
８に供給されてＰＳＫ復調され、復調データ（第１の衛
星からの航法メッセージＤＴ１）としてＣＰＵ１１に供
給される。ＣＰＵ１１は、航法メッセージＤＴ１のビッ
トストリームに基づいてチャンネル１の同期状態を判断
する。そして、同期がはずれようとするとき、疑似ラン
ダムノイズコントローラ（ＰＲＮコントローラ）９を介
してＰＲＮ発生器７を制御し、疑似ランダムノイズの位
相を調整し、同期状態を維持するようにする。
合器３より出力される中間周波信号は、逆拡散回路６に
供給され、疑似ランダムノイズ発生器（ＰＲＮ発生器）
７からの疑似ランダムノイズを使用してスペクトラム逆
拡散される。逆拡散回路６の出力信号は、データ復調器
８に供給されてＰＳＫ復調され、復調データ（第１の衛
星からの航法メッセージＤＴ１）としてＣＰＵ１１に供
給される。ＣＰＵ１１は、航法メッセージＤＴ１のビッ
トストリームに基づいてチャンネル１の同期状態を判断
する。そして、同期がはずれようとするとき、疑似ラン
ダムノイズコントローラ（ＰＲＮコントローラ）９を介
してＰＲＮ発生器７を制御し、疑似ランダムノイズの位
相を調整し、同期状態を維持するようにする。
【００３０】また、ＰＲＮコントローラ９より疑似ラン
ダムノイズのチップ速度に同期した１．０２３ＭＨｚの
クロックＣＫが出力され、このクロックＣＫはレンジカ
ウンタ１０にカウントクロックとして供給される。
ダムノイズのチップ速度に同期した１．０２３ＭＨｚの
クロックＣＫが出力され、このクロックＣＫはレンジカ
ウンタ１０にカウントクロックとして供給される。
【００３１】ＰＲＮ発生器７からは疑似ランダムノイズ
の繰返し周期（１ｍｓｅｃ）に同期した信号（エポック
ＥＰ１）が出力され、このエポックＥＰ１はＣＰＵ１１
に供給されるとともに、レンジカウンタ１０にリセット
信号として供給される。レンジカウンタ１０におけるク
ロックのカウント値は、疑似ランダムノイズのチップの
カウント値としてＣＰＵ１１に供給される。ＣＰＵ１１
では、内蔵するカウンタにより、ＰＲＮ発生器７からの
エポックＥＰ１がデータＤＴ１のビットエッジを基準に
カウントされる（疑似ランダム信号繰返し周期がカウン
トされる）。また表示部１２には、ＣＰＵ１１の制御の
下に、所定のメッセージが表示される。
の繰返し周期（１ｍｓｅｃ）に同期した信号（エポック
ＥＰ１）が出力され、このエポックＥＰ１はＣＰＵ１１
に供給されるとともに、レンジカウンタ１０にリセット
信号として供給される。レンジカウンタ１０におけるク
ロックのカウント値は、疑似ランダムノイズのチップの
カウント値としてＣＰＵ１１に供給される。ＣＰＵ１１
では、内蔵するカウンタにより、ＰＲＮ発生器７からの
エポックＥＰ１がデータＤＴ１のビットエッジを基準に
カウントされる（疑似ランダム信号繰返し周期がカウン
トされる）。また表示部１２には、ＣＰＵ１１の制御の
下に、所定のメッセージが表示される。
【００３２】尚、詳細説明は省略するが、チャンネル２
乃至４の受信処理回路５−２乃至５−４も、チャンネル
１の受信処理回路５−１と同様に構成されている。それ
ぞれの受信処理回路５−２乃至５−４より、データＤＴ
２乃至ＤＴ４、エポックＥＰ２乃至ＥＰ４がＣＰＵ１１
に供給される。
乃至４の受信処理回路５−２乃至５−４も、チャンネル
１の受信処理回路５−１と同様に構成されている。それ
ぞれの受信処理回路５−２乃至５−４より、データＤＴ
２乃至ＤＴ４、エポックＥＰ２乃至ＥＰ４がＣＰＵ１１
に供給される。
【００３３】次に、図１の実施例の動作について、図２
のフローチャートを参照して説明する。アンテナ１によ
り受信された信号は、ＲＦアンプ２を介して混合器３に
入力され、局部発振器４が出力する信号と乗算されて、
中間周波信号とされる。受信処理回路５−１乃至５−４
は、この中間周波信号の入力を受け、ＤＴ１，ＥＰ１乃
至ＤＴ４，ＥＰ４をＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１
は、最初にステップＳ１において、入力されるＤＴ１乃
至ＤＴ４から各衛星の時刻ｔ１乃至ｔ４を検出する。こ
の検出時におけるＣＰＵ１１の時刻は、ｔｕである。
のフローチャートを参照して説明する。アンテナ１によ
り受信された信号は、ＲＦアンプ２を介して混合器３に
入力され、局部発振器４が出力する信号と乗算されて、
中間周波信号とされる。受信処理回路５−１乃至５−４
は、この中間周波信号の入力を受け、ＤＴ１，ＥＰ１乃
至ＤＴ４，ＥＰ４をＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１
は、最初にステップＳ１において、入力されるＤＴ１乃
至ＤＴ４から各衛星の時刻ｔ１乃至ｔ４を検出する。こ
の検出時におけるＣＰＵ１１の時刻は、ｔｕである。
【００３４】次にステップＳ２に進み、ＤＴ１乃至ＤＴ
４より、各衛星の時刻ｔ１乃至ｔ４における位置（ｘ１
（ｔ１），ｙ１（ｔ１），ｚ１（ｔ１）），（ｘ２（ｔ
２），ｙ２（ｔ２），ｚ２（ｔ２）），（ｘ３（ｔ
３），ｙ３（ｔ３），ｚ３（ｔ３）），（ｘ４（ｔ
４），ｙ４（ｔ４），ｚ４（ｔ４））を演算する。
４より、各衛星の時刻ｔ１乃至ｔ４における位置（ｘ１
（ｔ１），ｙ１（ｔ１），ｚ１（ｔ１）），（ｘ２（ｔ
２），ｙ２（ｔ２），ｚ２（ｔ２）），（ｘ３（ｔ
３），ｙ３（ｔ３），ｚ３（ｔ３）），（ｘ４（ｔ
４），ｙ４（ｔ４），ｚ４（ｔ４））を演算する。
【００３５】次にステップＳ３に進み、この受信機の現
在位置の初期値を（ｘK，ｙK，ｚK，ｒK）とする。この
初期値としては、例えば前回の計算結果を用いることが
可能である。
在位置の初期値を（ｘK，ｙK，ｚK，ｒK）とする。この
初期値としては、例えば前回の計算結果を用いることが
可能である。
【００３６】次にステップＳ４に進み、ステップＳ２に
おいて求めた各衛星の位置（ｘ１（ｔ１），ｙ１（ｔ
１），ｚ１（ｔ１）），（ｘ２（ｔ２），ｙ２（ｔ
２），ｚ２（ｔ２）），（ｘ３（ｔ３），ｙ３（ｔ
３），ｚ３（ｔ３）），（ｘ４（ｔ４），ｙ４（ｔ
４），ｚ４（ｔ４））と、ステップＳ３において設定し
た初期値（ｘK，ｙK，ｚK，ｒK）を、次の繰返し計算式
（４）に代入し、誤差（Δｘ，Δｙ，Δｚ，Δｒ）を求
める。
おいて求めた各衛星の位置（ｘ１（ｔ１），ｙ１（ｔ
１），ｚ１（ｔ１）），（ｘ２（ｔ２），ｙ２（ｔ
２），ｚ２（ｔ２）），（ｘ３（ｔ３），ｙ３（ｔ
３），ｚ３（ｔ３）），（ｘ４（ｔ４），ｙ４（ｔ
４），ｚ４（ｔ４））と、ステップＳ３において設定し
た初期値（ｘK，ｙK，ｚK，ｒK）を、次の繰返し計算式
（４）に代入し、誤差（Δｘ，Δｙ，Δｚ，Δｒ）を求
める。
【００３７】
【数１】
【００３８】この（４）式は、上記した測位方程式
（２）の展開による一次近似式よりニュートンラプソン
法により導かれる。
（２）の展開による一次近似式よりニュートンラプソン
法により導かれる。
【００３９】次にステップＳ５に進み、ステップＳ４で
求めた誤差（Δｘ，Δｙ，Δｚ，Δｒ）の二乗平均を求
め、それが予め設定されている基準値Ｅより小さいか否
かを判定する。即ち、次式を判定する。 （Δｘ2＋Δｙ2＋Δｚ2＋Δｒ2）1/2＜Ｅ ・・・（５）
求めた誤差（Δｘ，Δｙ，Δｚ，Δｒ）の二乗平均を求
め、それが予め設定されている基準値Ｅより小さいか否
かを判定する。即ち、次式を判定する。 （Δｘ2＋Δｙ2＋Δｚ2＋Δｒ2）1/2＜Ｅ ・・・（５）
【００４０】平均二乗誤差が基準値Ｅと等しいか、それ
より大きいと判定された場合においては、ステップＳ５
からステップＳ６に進み、この誤差を受信機の現在位置
に加算した値が新たな受信機の現在位置（ｘｕ（＝
ｘK），ｙｕ（＝ｙK），ｚｕ（＝ｚK），ｒｕ（＝
ｒK））とされる（初期値が更新される）。即ち、次式
が演算される。
より大きいと判定された場合においては、ステップＳ５
からステップＳ６に進み、この誤差を受信機の現在位置
に加算した値が新たな受信機の現在位置（ｘｕ（＝
ｘK），ｙｕ（＝ｙK），ｚｕ（＝ｚK），ｒｕ（＝
ｒK））とされる（初期値が更新される）。即ち、次式
が演算される。
【００４１】このようにして受信機の現在位置が更新さ
れると、ステップＳ４に戻り、この更新された位置によ
る演算が再び実行される。
れると、ステップＳ４に戻り、この更新された位置によ
る演算が再び実行される。
【００４２】このようなステップＳ４乃至Ｓ６の処理が
繰返し実行され、平均二乗誤差が基準値Ｅより小さくな
ったと判定されたとき（誤差が充分小さい値に収束した
とき）、ステップＳ５からステップＳ７に進み、ステッ
プＳ４乃至Ｓ６の処理で求められた現在位置（ｘK，
ｙK，ｚK）を、緯度、経度および高度に変換する変換式
に代入し、緯度λ、経度ψ、および高度ｈを求める。
繰返し実行され、平均二乗誤差が基準値Ｅより小さくな
ったと判定されたとき（誤差が充分小さい値に収束した
とき）、ステップＳ５からステップＳ７に進み、ステッ
プＳ４乃至Ｓ６の処理で求められた現在位置（ｘK，
ｙK，ｚK）を、緯度、経度および高度に変換する変換式
に代入し、緯度λ、経度ψ、および高度ｈを求める。
【００４３】この緯度λ、経度ψ、高度ｈへの変換は、
例えば次式によって行われる。 ψ＝tan-1（ｙK／ｘK） λ＝tan-1｛（ｚ＋Ｎｅ2sinλ）／（ｘK 2＋ｙK 2）1/2｝ ｈ＝ｚ／sinλ−Ｎ（１−ｅ2） ・・・（７） 尚、ここで、Ｎは次式で表される。 Ｎ＝ａ／（１−ｅ2sin2λ）1/2 ・・・（８） ａは地球の直径を表し、ｅは地球の離心率を表してい
る。
例えば次式によって行われる。 ψ＝tan-1（ｙK／ｘK） λ＝tan-1｛（ｚ＋Ｎｅ2sinλ）／（ｘK 2＋ｙK 2）1/2｝ ｈ＝ｚ／sinλ−Ｎ（１−ｅ2） ・・・（７） 尚、ここで、Ｎは次式で表される。 Ｎ＝ａ／（１−ｅ2sin2λ）1/2 ・・・（８） ａは地球の直径を表し、ｅは地球の離心率を表してい
る。
【００４４】次にステップＳ８に進み、ステップＳ７で
求めた高度ｈを、予め設定した閾値と比較する。即ち、
高度ｈが下限の閾値Ｈminより大きく、上限の閾値Ｈmax
より小さい範囲にあるか否かが判定される。各衛星の地
上からの高さは、約２０２００ｋｍである。これに対し
て、ユーザの現在位置の高さの変化、即ち、地上の高さ
方向の変化は、精々１０ｋｍ未満であり、極めて小さい
ものとなる。
求めた高度ｈを、予め設定した閾値と比較する。即ち、
高度ｈが下限の閾値Ｈminより大きく、上限の閾値Ｈmax
より小さい範囲にあるか否かが判定される。各衛星の地
上からの高さは、約２０２００ｋｍである。これに対し
て、ユーザの現在位置の高さの変化、即ち、地上の高さ
方向の変化は、精々１０ｋｍ未満であり、極めて小さい
ものとなる。
【００４５】従って、演算により求めた高度ｈが閾値Ｈ
min，Ｈmaxの範囲内にないとき、演算により求めた位置
情報は、ノイズ、その他の原因により、正確な値でない
と推測（判定）することができる。そこで、このような
場合においては、ステップＳ８からステップＳ１０に進
み、ＣＰＵ１１は表示部１２に対して、ステップＳ７で
演算された緯度λ、経度ψ、高度ｈを表示部１２に表示
させないようにする。
min，Ｈmaxの範囲内にないとき、演算により求めた位置
情報は、ノイズ、その他の原因により、正確な値でない
と推測（判定）することができる。そこで、このような
場合においては、ステップＳ８からステップＳ１０に進
み、ＣＰＵ１１は表示部１２に対して、ステップＳ７で
演算された緯度λ、経度ψ、高度ｈを表示部１２に表示
させないようにする。
【００４６】また、ＣＰＵ１１は、このようにして求め
たユーザの現在位置を利用して、他の演算を行わないよ
うにする。そして、このとき表示部１２には、演算され
たユーザの現在位置が確度の低いものであることを示す
表示が行われる。この表示は、例えばＬＥＤを点灯させ
たり、表示部１２に表示されているユーザの現在位置の
マークを点滅させたり、その形状を変化させたり、色彩
を変更するなどして行うことができる。そして、ステッ
プＳ１０の次にステップＳ４（あるいは、ステップＳ１
またはＳ３とすることも可能である）に戻り、各衛星の
位置が再び演算される。
たユーザの現在位置を利用して、他の演算を行わないよ
うにする。そして、このとき表示部１２には、演算され
たユーザの現在位置が確度の低いものであることを示す
表示が行われる。この表示は、例えばＬＥＤを点灯させ
たり、表示部１２に表示されているユーザの現在位置の
マークを点滅させたり、その形状を変化させたり、色彩
を変更するなどして行うことができる。そして、ステッ
プＳ１０の次にステップＳ４（あるいは、ステップＳ１
またはＳ３とすることも可能である）に戻り、各衛星の
位置が再び演算される。
【００４７】一方、ステップＳ８において、高度ｈが閾
値の範囲内にあると判定された場合においては、ステッ
プＳ８からステップＳ９に進み、ステップＳ７で演算さ
れた緯度λ、経度ψ、高度ｈが表示部１２に出力され、
表示される。この表示部１２には、また、さらに表示さ
れている緯度、経度および高度が正しいもの（確度が高
いもの）であることを、ＬＥＤの点灯、あるいは文字を
表示する等して表示させる。また、ＣＰＵ１１は、この
ようにして演算された現在位置を、表示部１２に、その
周囲の地図情報に重畳して表示させることができる。
値の範囲内にあると判定された場合においては、ステッ
プＳ８からステップＳ９に進み、ステップＳ７で演算さ
れた緯度λ、経度ψ、高度ｈが表示部１２に出力され、
表示される。この表示部１２には、また、さらに表示さ
れている緯度、経度および高度が正しいもの（確度が高
いもの）であることを、ＬＥＤの点灯、あるいは文字を
表示する等して表示させる。また、ＣＰＵ１１は、この
ようにして演算された現在位置を、表示部１２に、その
周囲の地図情報に重畳して表示させることができる。
【００４８】
【発明の効果】以上の如く請求項１に記載のＧＰＳ受信
方法によれば、演算により求めた高度が１０ｋｍより高
いとき、演算した位置の確度を不良とするようにしたの
で、ユーザの現在位置が誤って検出されたり、誤った現
在位置が利用されるのを防止することができる。
方法によれば、演算により求めた高度が１０ｋｍより高
いとき、演算した位置の確度を不良とするようにしたの
で、ユーザの現在位置が誤って検出されたり、誤った現
在位置が利用されるのを防止することができる。
【００４９】請求項２に記載のＧＰＳ受信方法によれ
ば、演算された高度を、下限の閾値とも比較するように
したので、誤った現在位置の利用を、さらに有効に防止
することが可能になる。
ば、演算された高度を、下限の閾値とも比較するように
したので、誤った現在位置の利用を、さらに有効に防止
することが可能になる。
【００５０】請求項３に記載のＧＰＳ受信方法によれ
ば、演算により求めたユーザの高度が、上限を約１０ｋ
ｍとする閾値より高い場合には、演算により求めた位置
を利用して他の演算を行わないようにしたので、誤った
現在位置の利用を、さらに確実に防止することが可能に
なる。
ば、演算により求めたユーザの高度が、上限を約１０ｋ
ｍとする閾値より高い場合には、演算により求めた位置
を利用して他の演算を行わないようにしたので、誤った
現在位置の利用を、さらに確実に防止することが可能に
なる。
【図１】本発明のＧＰＳ受信方法を応用したＧＰＳ受信
装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施例の動作を説明するフローチャート
である。
である。
【図３】４つの衛星の時間軸とＧＰＳ受信装置における
時間軸との関係を説明する図である。
時間軸との関係を説明する図である。
【図４】ＧＰＳにおけるビットストリームのフォーマッ
トを説明する図である。
トを説明する図である。
【図５】図４におけるサブフレームのさらに詳細な構成
を説明する図である。
を説明する図である。
１ アンテナ， ２ ＲＦアンプ， ３ 混合器， ４
局部発振器， ５−１乃至５−４ 受信処理回路，
６ 逆拡散回路， ７ 疑似ランダムノイズ発生器，
８ データ復調器， ９ 疑似ランダムノイズコントロ
ーラ， １０レンジカウンタ， １１ ＣＰＵ， １２
表示部
局部発振器， ５−１乃至５−４ 受信処理回路，
６ 逆拡散回路， ７ 疑似ランダムノイズ発生器，
８ データ復調器， ９ 疑似ランダムノイズコントロ
ーラ， １０レンジカウンタ， １１ ＣＰＵ， １２
表示部
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の衛星から軌道情報と時刻情報を受
信し、 前記軌道情報と時刻情報からユーザの少なくとも高度を
含む位置を演算し、 前記演算により求めたユーザの高度を、上限を約１０ｋ
ｍとする閾値と比較し、 前記比較結果に対応して、前記演算により求めた位置の
確度を判定し、前記演算により求めたユーザの高度が、
上限を約１０ｋｍとする前記閾値より高い場合には、前
記演算により求めた位置を不良とすることを特徴とする
ＧＰＳ受信方法。 - 【請求項２】 前記演算により求めたユーザの高度を、
さらに下限の閾値とも比較することを特徴とする請求項
１に記載のＧＰＳ受信方法。 - 【請求項３】 前記演算により求めたユーザの高度が、
上限を約１０ｋｍとする前記閾値より高い場合には、前
記演算により求めた位置を利用して他の演算を行わない
ことを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ受信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8156488A JPH08313614A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Ｇｐｓ受信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8156488A JPH08313614A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Ｇｐｓ受信方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4276659A Division JP3067000B2 (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | Ｇｐｓ受信方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313614A true JPH08313614A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=15628859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8156488A Pending JPH08313614A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Ｇｐｓ受信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08313614A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650766A (ja) * | 1992-07-29 | 1994-02-25 | Nippondenso Co Ltd | 車両用ｇｐｓ航法装置 |
| JPH0666913A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-11 | Japan Radio Co Ltd | Ｇｐｓ受信装置 |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP8156488A patent/JPH08313614A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650766A (ja) * | 1992-07-29 | 1994-02-25 | Nippondenso Co Ltd | 車両用ｇｐｓ航法装置 |
| JPH0666913A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-11 | Japan Radio Co Ltd | Ｇｐｓ受信装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990616 |