JPH083525B2 - Ｃｐｓ受信装置 - Google Patents
Ｃｐｓ受信装置Info
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- JPH083525B2 JPH083525B2 JP63256681A JP25668188A JPH083525B2 JP H083525 B2 JPH083525 B2 JP H083525B2 JP 63256681 A JP63256681 A JP 63256681A JP 25668188 A JP25668188 A JP 25668188A JP H083525 B2 JPH083525 B2 JP H083525B2
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- JP
- Japan
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- gps
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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
- G01S19/24—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
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は全世界的衛星航法システムにおけるGPS（Glo
bal Positioning System）受信装置に関し、一層詳細に
は、複数のGPS衛星（以下、単に衛星と称する）から送
信される電波の捕捉同期が比較的短時間に行われるよう
にし、これにより受信位置を決定するための計測時間を
短縮するように構成したGPS受信装置に関する。
bal Positioning System）受信装置に関し、一層詳細に
は、複数のGPS衛星（以下、単に衛星と称する）から送
信される電波の捕捉同期が比較的短時間に行われるよう
にし、これにより受信位置を決定するための計測時間を
短縮するように構成したGPS受信装置に関する。
［発明の背景］ 近時、移動体、例えば、車両、船舶、航空機等の移動
中における二次元あるいは三次元的位置、すなわち、緯
度、経度および高度等を決定し、あるいは時刻情報等を
得る受動的な衛星航法システムとしてGPSが利用されつ
つある。このGPSでは、複数の衛星から送信されるGPS電
波を受信して、この受信したGPS電波（以下、単に電波
と称する）から搬送波を位相変調しているPNコードおよ
び50ビット／秒のデータを抽出し、このデータをもとに
受信位置の決定が行われている。このGPSに供されるGPS
受信装置においては、３個乃至４個の衛星からの電波を
受信して得た信号（以下、衛星信号と称する）から搬送
波および擬似雑音符号信号（以下、必要に応じてPNコー
ドと称する）の捕捉同期（以下、単に捕捉と称する）を
行う。そしてこの捕捉をもとに追尾を行うと同時にデー
タを復調して解読し、衛星の軌道等の情報を得るように
構成されている。更に、測定された衛星と受信位置間の
擬似距離により受信位置および時刻の計測を行う。この
ように衛星信号から搬送波を捕捉し追尾しようとする際
には、各衛星の固有の軌道情報をもとに衛星とGPS受信
装置間の相対速度に基づくドップラー効果による搬送波
の周波数遷移を加味することにより衛星信号の搬送波周
波数を予測し、捕捉と追尾をより短時間で行う手段が採
用されている。一方、PNコードの捕捉は、先ず、衛星信
号に形成されたPNコードと同一のPNコードを装置内で生
成する。そして、生成したPNコードと衛星信号のPNコー
ドとの相関処理を行い、両方のPNコードが時間軸上にお
いて相関値が最大となる一致点あるいは相関最大値の検
索、別言すれば、位相を同期させる信号処理が行われて
いた。この相関最大値の検索、すなわち、衛星信号のPN
コードの捕捉は、衛星信号のPNコードに対して、GPS受
信装置内で生成したPNコードの位相を一定時間毎に移相
しながら相関処理が行われ、当該相関処理は最大の相関
値が得られるまで、すなわち、衛星信号のPNコードが捕
捉されるまで継続される。
中における二次元あるいは三次元的位置、すなわち、緯
度、経度および高度等を決定し、あるいは時刻情報等を
得る受動的な衛星航法システムとしてGPSが利用されつ
つある。このGPSでは、複数の衛星から送信されるGPS電
波を受信して、この受信したGPS電波（以下、単に電波
と称する）から搬送波を位相変調しているPNコードおよ
び50ビット／秒のデータを抽出し、このデータをもとに
受信位置の決定が行われている。このGPSに供されるGPS
受信装置においては、３個乃至４個の衛星からの電波を
受信して得た信号（以下、衛星信号と称する）から搬送
波および擬似雑音符号信号（以下、必要に応じてPNコー
ドと称する）の捕捉同期（以下、単に捕捉と称する）を
行う。そしてこの捕捉をもとに追尾を行うと同時にデー
タを復調して解読し、衛星の軌道等の情報を得るように
構成されている。更に、測定された衛星と受信位置間の
擬似距離により受信位置および時刻の計測を行う。この
ように衛星信号から搬送波を捕捉し追尾しようとする際
には、各衛星の固有の軌道情報をもとに衛星とGPS受信
装置間の相対速度に基づくドップラー効果による搬送波
の周波数遷移を加味することにより衛星信号の搬送波周
波数を予測し、捕捉と追尾をより短時間で行う手段が採
用されている。一方、PNコードの捕捉は、先ず、衛星信
号に形成されたPNコードと同一のPNコードを装置内で生
成する。そして、生成したPNコードと衛星信号のPNコー
ドとの相関処理を行い、両方のPNコードが時間軸上にお
いて相関値が最大となる一致点あるいは相関最大値の検
索、別言すれば、位相を同期させる信号処理が行われて
いた。この相関最大値の検索、すなわち、衛星信号のPN
コードの捕捉は、衛星信号のPNコードに対して、GPS受
信装置内で生成したPNコードの位相を一定時間毎に移相
しながら相関処理が行われ、当該相関処理は最大の相関
値が得られるまで、すなわち、衛星信号のPNコードが捕
捉されるまで継続される。
このようなPNコードの捕捉手段が採用されたGPS受信
装置はPNコードを捕捉するまで比較的長い時間を要する
ことになり、その結果、受信位置の計測に要する時間が
比較的長くなるという不都合があった。
装置はPNコードを捕捉するまで比較的長い時間を要する
ことになり、その結果、受信位置の計測に要する時間が
比較的長くなるという不都合があった。
［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもの
であって、本発明のGPS受信装置では衛星信号のPNコー
ドの捕捉のための検索を並列的処理を行うｎ個（以下、
本明細書においてｎは２以上の自然数である）の検出手
段を用いて衛星信号のPNコードと生成したPNコードとの
相関値の最大点を検索し、ここで相関値の最大点が得ら
れない場合はさらに生成したPNコードの位相をn/2ビッ
トずつ移相して相関値の最大点を検索する相関処理、別
言すれば、位相の同期を求めるようにして衛星信号のPN
コードを捕捉し、さらにまたPNコードの捕捉に供される
複数の検出手段をさらに利用して電波の追尾を行うよう
に構成する。
であって、本発明のGPS受信装置では衛星信号のPNコー
ドの捕捉のための検索を並列的処理を行うｎ個（以下、
本明細書においてｎは２以上の自然数である）の検出手
段を用いて衛星信号のPNコードと生成したPNコードとの
相関値の最大点を検索し、ここで相関値の最大点が得ら
れない場合はさらに生成したPNコードの位相をn/2ビッ
トずつ移相して相関値の最大点を検索する相関処理、別
言すれば、位相の同期を求めるようにして衛星信号のPN
コードを捕捉し、さらにまたPNコードの捕捉に供される
複数の検出手段をさらに利用して電波の追尾を行うよう
に構成する。
これにより、衛星信号のPNコードが比較的短時間に捕
捉されて、電波の追尾と受信位置の計測が可及的に行え
ると共に検出手段の共用により回路規模を低減すること
を可能とするGPS受信装置を提供することを目的とす
る。
捉されて、電波の追尾と受信位置の計測が可及的に行え
ると共に検出手段の共用により回路規模を低減すること
を可能とするGPS受信装置を提供することを目的とす
る。
［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、複数のGPS
衛星からの電波を受信してこの電波が有する情報から受
信地点の位置および時刻の計測を行うGPS受信装置にお
いて、 当該電波を受信して増幅し所定のアナログ信号として
導出する高周波信号処理手段と、 当該高周波信号処理手段から導出されたアナログ信号
を２値信号に形成する２値化信号回路と、 前記複数のGPS衛星における任意のGPS衛星からの電波
が有する固有の擬似雑音符号信号と同一の擬似雑音符号
信号を生成する擬似雑音符号信号発生部と、 当該擬似雑音符号信号発生器で生成した擬似雑音符号
信号を1/2ビットずつ移相されたｎ個（ｎは２以上の自
然数）の擬似雑音符号信号に変換すると共に移相された
ｎ個の擬似雑音符号信号を実質的に同時に出力するシフ
トレジスタと、 所定の周波数で発振する第１の信号と90゜移相された
第２の信号を送出する数値制御発振器とを具備し、 かつ、前記２値化信号回路からの信号と前記シフトレ
ジスタから出力されるｎ個の出力信号中の１つの出力信
号を入力とし、GPS衛星からの電波に含まれる擬似雑音
符号信号の検出を行う第１の位相比較器と、前記数値制
御発振器から導出される第１の信号と前記第１の位相比
較器から導出される信号とが入力されて、両入力信号の
位相比較を行う第２の位相比較器と、前記数値制御発振
器から導出される第２の信号と前記第１の位相比較器か
ら導出される信号とが入力されて、両入力信号の位相比
較を行う第３の位相比較器と、当該第２および第３の位
相比較器から導出される信号をそれぞれ積算する第１お
よび第２の計数器とにより構成されてGPS衛星からの電
波の検出を行う検出器をｎ個備え、前記シフトレジスタ
により1/2ビットずつ移相されたｎ個の擬似雑音符号信
号を入力して並列にGPS衛星からの電波の検出を行う検
出部と、 当該検出部から導出された信号が入力され、GPS衛星
信号の捕捉の制御信号の送出を行う制御手段と、 を具備したことを特徴とする。
衛星からの電波を受信してこの電波が有する情報から受
信地点の位置および時刻の計測を行うGPS受信装置にお
いて、 当該電波を受信して増幅し所定のアナログ信号として
導出する高周波信号処理手段と、 当該高周波信号処理手段から導出されたアナログ信号
を２値信号に形成する２値化信号回路と、 前記複数のGPS衛星における任意のGPS衛星からの電波
が有する固有の擬似雑音符号信号と同一の擬似雑音符号
信号を生成する擬似雑音符号信号発生部と、 当該擬似雑音符号信号発生器で生成した擬似雑音符号
信号を1/2ビットずつ移相されたｎ個（ｎは２以上の自
然数）の擬似雑音符号信号に変換すると共に移相された
ｎ個の擬似雑音符号信号を実質的に同時に出力するシフ
トレジスタと、 所定の周波数で発振する第１の信号と90゜移相された
第２の信号を送出する数値制御発振器とを具備し、 かつ、前記２値化信号回路からの信号と前記シフトレ
ジスタから出力されるｎ個の出力信号中の１つの出力信
号を入力とし、GPS衛星からの電波に含まれる擬似雑音
符号信号の検出を行う第１の位相比較器と、前記数値制
御発振器から導出される第１の信号と前記第１の位相比
較器から導出される信号とが入力されて、両入力信号の
位相比較を行う第２の位相比較器と、前記数値制御発振
器から導出される第２の信号と前記第１の位相比較器か
ら導出される信号とが入力されて、両入力信号の位相比
較を行う第３の位相比較器と、当該第２および第３の位
相比較器から導出される信号をそれぞれ積算する第１お
よび第２の計数器とにより構成されてGPS衛星からの電
波の検出を行う検出器をｎ個備え、前記シフトレジスタ
により1/2ビットずつ移相されたｎ個の擬似雑音符号信
号を入力して並列にGPS衛星からの電波の検出を行う検
出部と、 当該検出部から導出された信号が入力され、GPS衛星
信号の捕捉の制御信号の送出を行う制御手段と、 を具備したことを特徴とする。
さらに、GPS衛星からの電波の捕捉に続いて、前記ｎ
個の検出器のうち複数個の検出器からの出力値を基にし
てGPS衛星からの信号の追尾を行うための制御信号を送
出する手段を具備したことを特徴とする。
個の検出器のうち複数個の検出器からの出力値を基にし
てGPS衛星からの信号の追尾を行うための制御信号を送
出する手段を具備したことを特徴とする。
［実施態様］ 次に、本発明に係るGPS受信装置ついて好適な一実施
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
本発明に係るGPS受信装置は電波を入感せしめると共
に、所望の値の信号に増幅し、さらに周波数変換等の信
号処理を施し中間周波数帯の信号を導出する高周波信号
処理部10と、当該高周波信号処理部10で導出された中間
周波数帯の信号からPNコードの捕捉のための検索と電波
の追尾のための信号処理を行う検出部20とを有してい
る。また、各部に搬送波基準信号あるいはクロック信号
CK0を送出する基準信号発生器26と、さらに当該検出部2
0の制御を行う制御部100と、計測されたデータ等の視認
の確認を行うための表示部110とを備える。
に、所望の値の信号に増幅し、さらに周波数変換等の信
号処理を施し中間周波数帯の信号を導出する高周波信号
処理部10と、当該高周波信号処理部10で導出された中間
周波数帯の信号からPNコードの捕捉のための検索と電波
の追尾のための信号処理を行う検出部20とを有してい
る。また、各部に搬送波基準信号あるいはクロック信号
CK0を送出する基準信号発生器26と、さらに当該検出部2
0の制御を行う制御部100と、計測されたデータ等の視認
の確認を行うための表示部110とを備える。
次に、高周波信号処理部10は図示しない複数の衛星か
らの電波を入感せしめる空中線12と、入感した信号を増
幅する前置増幅器14と、さらに前置増幅器14により増幅
された信号が供給される周波数変換器16を含む。一方、
逓倍器18には基準信号発生器26の出力信号CK0が入力さ
れ、当該逓倍器18において逓倍されて周波数変換器16に
供給されるように構成されている。また周波数変換器16
では、前置増幅器14からの信号および逓倍器18からの信
号が夫々混合され、例えば、以後における信号処理が容
易に行なえるように搬送波周波数より低い中間周波数帯
信号S1（第２図（ａ）参照）に変換される。その結果、
中間周波数帯信号S1は搬送波周波数より低い中間周波数
信号（以後において、IF信号と称する）を被変調波と
し、PNコードおよび50ビット／秒のデータにより位相変
調された信号に変換される。
らの電波を入感せしめる空中線12と、入感した信号を増
幅する前置増幅器14と、さらに前置増幅器14により増幅
された信号が供給される周波数変換器16を含む。一方、
逓倍器18には基準信号発生器26の出力信号CK0が入力さ
れ、当該逓倍器18において逓倍されて周波数変換器16に
供給されるように構成されている。また周波数変換器16
では、前置増幅器14からの信号および逓倍器18からの信
号が夫々混合され、例えば、以後における信号処理が容
易に行なえるように搬送波周波数より低い中間周波数帯
信号S1（第２図（ａ）参照）に変換される。その結果、
中間周波数帯信号S1は搬送波周波数より低い中間周波数
信号（以後において、IF信号と称する）を被変調波と
し、PNコードおよび50ビット／秒のデータにより位相変
調された信号に変換される。
検出部20は周波数変換器16から導出されたアナログ信
号からなるIF信号S1が入力されるハードリミッタ回路30
を備え、当該ハードリミッタ回路30からは、IF信号S1が
第２図（ｂ）に示されるデジタル化信号S4に変換されて
導出される。さらにPNコード発生器32とを備え、このPN
コード発生器32は衛星信号に固有のPNコードを形成した
信号S6を発生すると共に、そのPNコードに同期し且つ２
倍のクロックレートを有するクロック信号CK1を出力す
るように構成されている（第３図（ａ）乃至（ｆ）参
照）。そして信号S6およびクロック信号CK1が入力端子
（Ｄ）およびクロック端子（CK）に夫々入力されるシフ
トレジスタ38を有する。当該シフトレジスタ38では、信
号S6がクロック信号CK1により順次後段の出力端子Q1〜Q
nへとシフトされる。従って、シフトレジスタ38におい
ては第３図（ｃ）〜（ｆ）に示されるように後段に行く
に従って1/2ビットずつ遅相されたPNコード信号PS1、P
S2、…PSnが導出される。そして、PNコード信号PS1、P
S2、…PSnは検出部20内の検出器50a乃至50nに夫々対応
して供給される。
号からなるIF信号S1が入力されるハードリミッタ回路30
を備え、当該ハードリミッタ回路30からは、IF信号S1が
第２図（ｂ）に示されるデジタル化信号S4に変換されて
導出される。さらにPNコード発生器32とを備え、このPN
コード発生器32は衛星信号に固有のPNコードを形成した
信号S6を発生すると共に、そのPNコードに同期し且つ２
倍のクロックレートを有するクロック信号CK1を出力す
るように構成されている（第３図（ａ）乃至（ｆ）参
照）。そして信号S6およびクロック信号CK1が入力端子
（Ｄ）およびクロック端子（CK）に夫々入力されるシフ
トレジスタ38を有する。当該シフトレジスタ38では、信
号S6がクロック信号CK1により順次後段の出力端子Q1〜Q
nへとシフトされる。従って、シフトレジスタ38におい
ては第３図（ｃ）〜（ｆ）に示されるように後段に行く
に従って1/2ビットずつ遅相されたPNコード信号PS1、P
S2、…PSnが導出される。そして、PNコード信号PS1、P
S2、…PSnは検出部20内の検出器50a乃至50nに夫々対応
して供給される。
以下、検出部20を構成する検出器50a〜50nについてそ
の構成および作用を検出器50aを例示して説明する。
の構成および作用を検出器50aを例示して説明する。
検出器50aにおいては、先ず、排他的論理和素子EO52a
にハードリミット回路30からデジタル化信号S4と、例え
ば、衛星信号のPNコード信号とPNコード信号PS1が一致
した場合を想定して示したPNコード信号PS1（第２図
（ｃ）参照）が入力される。そして、排他的論理和素子
EO52aからはデジタル化信号S4に形成されるPNコード信
号とPNコード信号PS1が位相比較され、第２図（ｄ）に
示される出力信号S6が導出される。この信号S6は排他的
論理和素子EO54aおよびEO56aに夫々入力される。
にハードリミット回路30からデジタル化信号S4と、例え
ば、衛星信号のPNコード信号とPNコード信号PS1が一致
した場合を想定して示したPNコード信号PS1（第２図
（ｃ）参照）が入力される。そして、排他的論理和素子
EO52aからはデジタル化信号S4に形成されるPNコード信
号とPNコード信号PS1が位相比較され、第２図（ｄ）に
示される出力信号S6が導出される。この信号S6は排他的
論理和素子EO54aおよびEO56aに夫々入力される。
一方、数値制御発振器60はIF信号S1の周波数信号と90
゜移相された第２図（ｅ）および（ｆ）に示される２つ
の信号SIおよびSQを導出する。この信号SIおよびSQは排
他的論理和素子EO54a、EO56aに夫々入力される。この排
他的論理和素子EO54aおよびEO56aからは出力信号S6と信
号SI、および出力信号S6と信号SQとの位相比較が行わ
れ、夫々の位相比較の結果である第２図（ｇ）および
（ｈ）で示される信号S6IおよびS6Qが導出される。この
信号S6IおよびS6Qは夫々アップダウンカウンタ60aおよ
び62aに入力される。
゜移相された第２図（ｅ）および（ｆ）に示される２つ
の信号SIおよびSQを導出する。この信号SIおよびSQは排
他的論理和素子EO54a、EO56aに夫々入力される。この排
他的論理和素子EO54aおよびEO56aからは出力信号S6と信
号SI、および出力信号S6と信号SQとの位相比較が行わ
れ、夫々の位相比較の結果である第２図（ｇ）および
（ｈ）で示される信号S6IおよびS6Qが導出される。この
信号S6IおよびS6Qは夫々アップダウンカウンタ60aおよ
び62aに入力される。
一方、タイミング発生器78から送出されるクロック信
号CK2およびCK3はアップダウンカウンタ60aおよび62aを
はじめとしてｎ個の夫々の検出器中の２個のアップダウ
ンカウンタに供給される。
号CK2およびCK3はアップダウンカウンタ60aおよび62aを
はじめとしてｎ個の夫々の検出器中の２個のアップダウ
ンカウンタに供給される。
そして、アップダウンカウンタ60a、62aにおいては、
クロック信号CK2はカウントクロックとして機能し、こ
のクロック信号CK2に同期して各々信号S6I、S6Qが
「１」の時はカウントアップを、「０」の時はカウント
ダウンを行い、また、クロック信号CK3の周期毎に積算
されたカウント値信号I1、Q1がクロック信号CK3に同期
して制御部100に転送される。また各々の図示しないカ
ウンタ60b、62b乃至60n、62nのカウント値信号I2、Q2乃
至In、Qnはクロック信号CK3の周期毎に制御部100に転送
される。また、アップダウンカウンタ60a、60a乃至60
n、62nは転送直後にリセットされる。制御部100では検
出器50a乃至50nからの転送データすなわち、カウント値
信号I1、Q1乃至In、Qnより を計算する。
クロック信号CK2はカウントクロックとして機能し、こ
のクロック信号CK2に同期して各々信号S6I、S6Qが
「１」の時はカウントアップを、「０」の時はカウント
ダウンを行い、また、クロック信号CK3の周期毎に積算
されたカウント値信号I1、Q1がクロック信号CK3に同期
して制御部100に転送される。また各々の図示しないカ
ウンタ60b、62b乃至60n、62nのカウント値信号I2、Q2乃
至In、Qnはクロック信号CK3の周期毎に制御部100に転送
される。また、アップダウンカウンタ60a、60a乃至60
n、62nは転送直後にリセットされる。制御部100では検
出器50a乃至50nからの転送データすなわち、カウント値
信号I1、Q1乃至In、Qnより を計算する。
そして、検出器50a乃至50nの位相比較を行う排他的論
理和素子EO52aにおけるデジタル化信号S4の中のPNコー
ド、すなわち、衛星信号に含まれるPNコードとシフトレ
ジスタ38から出力されるPNコード信号PS1、PS2…PSnの
いずれかの位相が一致した時、例えば、PNコード信号P
S1と一致したときアップダウンカウンタ60a、62aの夫々
のカウント値の絶対値の和は最大となる。従って、逆に
前述のR1、R2、…Rnの中から最大値のものを検索するこ
とにより、すなわち、デジタル化信号S4のPNコード
PS1、PS2、…PSnの中から位相が一致したものを検索し
て抽出することによりデジタル化信号S4のPNコードを捕
捉することが出来る。
理和素子EO52aにおけるデジタル化信号S4の中のPNコー
ド、すなわち、衛星信号に含まれるPNコードとシフトレ
ジスタ38から出力されるPNコード信号PS1、PS2…PSnの
いずれかの位相が一致した時、例えば、PNコード信号P
S1と一致したときアップダウンカウンタ60a、62aの夫々
のカウント値の絶対値の和は最大となる。従って、逆に
前述のR1、R2、…Rnの中から最大値のものを検索するこ
とにより、すなわち、デジタル化信号S4のPNコード
PS1、PS2、…PSnの中から位相が一致したものを検索し
て抽出することによりデジタル化信号S4のPNコードを捕
捉することが出来る。
また、R1、R2、…Rnの算出よりPNコード号PS1、PS2、
…PSnの中でデジタル化信号S4に含まれるPNコードと時
間軸上において一致するものがないと判断された場合に
はPNコード発生器２から出力されるPNコード信号S6の位
相を1/2ビットずらして再度同様にデジタル信号S4のPN
コードの検索が行われる。このようにされる当該PNコー
ド発生器32におけるPNコードの選択、周波数および位相
の制御等は制御部100により行われる。また制御部100か
らの制御信号CSは衛星信号のPNコードを捕捉するまで制
御されるように送出される。
…PSnの中でデジタル化信号S4に含まれるPNコードと時
間軸上において一致するものがないと判断された場合に
はPNコード発生器２から出力されるPNコード信号S6の位
相を1/2ビットずらして再度同様にデジタル信号S4のPN
コードの検索が行われる。このようにされる当該PNコー
ド発生器32におけるPNコードの選択、周波数および位相
の制御等は制御部100により行われる。また制御部100か
らの制御信号CSは衛星信号のPNコードを捕捉するまで制
御されるように送出される。
以上説明したように、ｎ個の検出器を用いて同時に衛
星信号に含まれるPNコードを検索するように構成してい
る。このため比較的短時間でPNコードを捕捉出来るよう
になる。
星信号に含まれるPNコードを検索するように構成してい
る。このため比較的短時間でPNコードを捕捉出来るよう
になる。
ここで衛星信号からのPNコードの捕捉に引続き３個乃
至４個の衛星の信号の追尾を行う場合に、例えば、検出
部20の３個の検出器を使用する追尾について説明する。
至４個の衛星の信号の追尾を行う場合に、例えば、検出
部20の３個の検出器を使用する追尾について説明する。
衛星信号追尾に使用する連続した３個の検出器を順に
検出器（Ｋ−１）、検出器（Ｋ）、検出器（Ｋ＋１）と
すると、それらの検出器にはシフトレジスタ38より順に
PS（Ｋ−１）、PS（Ｋ）、PS（Ｋ＋１）が入力され、ま
た、夫々の検出器の中の２個のカウンタより順にカウン
ト値信号IK-1、QK-1、およびIK、QKまた、IK+1、QK+1が
出力され、制御部100に入力される。制御部100において
はそれらの入力された値をもとに追尾制御を行う。衛星
信号追尾状態においては制御部100はPNコード発生器32
を制御することによりデジタル化信号S4中のPNコード
と、PS（Ｋ）が時間軸上において一致するように、ま
た、数値制御発振器60を制御することによりデジタル化
信号S4を形成する被変調波と信号SIの周波数および位相
が一致するようにする。その結果、デジタル化信号S4中
のPSコードに対してPS（Ｋ−１）およびPS（Ｋ＋１）は
共に1/2ビット移相され、また、デジタル化信号S4を形
成する被変調波とSQは互いに90゜の移相差を有すること
となる。
検出器（Ｋ−１）、検出器（Ｋ）、検出器（Ｋ＋１）と
すると、それらの検出器にはシフトレジスタ38より順に
PS（Ｋ−１）、PS（Ｋ）、PS（Ｋ＋１）が入力され、ま
た、夫々の検出器の中の２個のカウンタより順にカウン
ト値信号IK-1、QK-1、およびIK、QKまた、IK+1、QK+1が
出力され、制御部100に入力される。制御部100において
はそれらの入力された値をもとに追尾制御を行う。衛星
信号追尾状態においては制御部100はPNコード発生器32
を制御することによりデジタル化信号S4中のPNコード
と、PS（Ｋ）が時間軸上において一致するように、ま
た、数値制御発振器60を制御することによりデジタル化
信号S4を形成する被変調波と信号SIの周波数および位相
が一致するようにする。その結果、デジタル化信号S4中
のPSコードに対してPS（Ｋ−１）およびPS（Ｋ＋１）は
共に1/2ビット移相され、また、デジタル化信号S4を形
成する被変調波とSQは互いに90゜の移相差を有すること
となる。
このような追尾状態を保持するために制御部100では|
IK|が最大となるよう、|QK|が０となるよう、また、|I
K+1|−|IK-1|が０となるように制御する。
IK|が最大となるよう、|QK|が０となるよう、また、|I
K+1|−|IK-1|が０となるように制御する。
以上説明したように、検出部20の連続した３個の検出
器を使用することにより衛星信号の追尾を行い得ると共
に、衛星信号の追尾後、衛星と受信装置間の擬似距離等
の計測を行うことにより位置計測を行うことが出来る。
器を使用することにより衛星信号の追尾を行い得ると共
に、衛星信号の追尾後、衛星と受信装置間の擬似距離等
の計測を行うことにより位置計測を行うことが出来る。
以上のように、本発明によれば、衛星信号のPNコード
の捕捉のための検索を並列的処理を行うｎ個の検出手段
を用いて衛星信号のPNコードと生成したPNコードとの相
関値の最大点を検索し、ここで相関値の最大点が得られ
ない場合はさらに生成したPNコードの位相を1/2ビット
ずつ移相して相関値の最大点を検索する相関処理、別言
すれば、位相の同期を求めるようにして衛星信号のPNコ
ードを捕捉する。さらにまたPNコードの捕捉に供される
複数の検出手段を利用して電波の追尾を行うように構成
する。
の捕捉のための検索を並列的処理を行うｎ個の検出手段
を用いて衛星信号のPNコードと生成したPNコードとの相
関値の最大点を検索し、ここで相関値の最大点が得られ
ない場合はさらに生成したPNコードの位相を1/2ビット
ずつ移相して相関値の最大点を検索する相関処理、別言
すれば、位相の同期を求めるようにして衛星信号のPNコ
ードを捕捉する。さらにまたPNコードの捕捉に供される
複数の検出手段を利用して電波の追尾を行うように構成
する。
［発明の効果］ これにより、電波に形成されるPNコードが比較的短時
間に捕捉されて電波の追尾と受信位置の計測が最可及的
速やかに行なえると共に回路規模が低減される効果を奏
する。
間に捕捉されて電波の追尾と受信位置の計測が最可及的
速やかに行なえると共に回路規模が低減される効果を奏
する。
一般的には、例えば、車両等においては電波が市街地
等の建物等により遮断され易く、そのため受信位置の計
測に必要な３個乃至４個の衛星からの信号が同時に受信
出来る時間が比較的短い。
等の建物等により遮断され易く、そのため受信位置の計
測に必要な３個乃至４個の衛星からの信号が同時に受信
出来る時間が比較的短い。
然しながら、本発明のGPS受信装置の搭載された車両
ではその位置の計測を容易に行い得る。また、PNコード
の捕捉のための複数の検出手段が付加的機能であるにも
かかわらず、電波の追尾の信号処理が可能となり、受信
位置の計測を行うための別段の処理回路等を構築する必
要がないものとなり回路規模を小さくすることが出来
る。さらにデジタル信号処理が行われ、これらの回路構
成が容易にLSI化出来ることになり、装置の小型化に寄
与する等々の利点をも有する。
ではその位置の計測を容易に行い得る。また、PNコード
の捕捉のための複数の検出手段が付加的機能であるにも
かかわらず、電波の追尾の信号処理が可能となり、受信
位置の計測を行うための別段の処理回路等を構築する必
要がないものとなり回路規模を小さくすることが出来
る。さらにデジタル信号処理が行われ、これらの回路構
成が容易にLSI化出来ることになり、装置の小型化に寄
与する等々の利点をも有する。
以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明し
たが、本発明はこの実施態様に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良
並びに設計の変更が可能なことは勿論である。
たが、本発明はこの実施態様に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良
並びに設計の変更が可能なことは勿論である。
第１図は本発明に係るGPS受信装置の一例の実施態様を
示す回路ブロック図、 第２図および第３図は第１図に示されるGPS受信装置の
一例の実施態様の動作説明に供される各部の波形図およ
びそのタイミングチャートである。 10……高周波信号処理部、20……検出部 26……基準信号発生器 30……ハードリミッタ回路 32……PNコード発生器、38……シフトレジスタ 60a〜60n、62a〜62n……アップダウンカウンタ 60……数値制御発振器 78……タイミング発生器、100……制御部 S1……IF信号 S4……デジタル化信号 EO52a〜EO52n、EO54a〜EO54n、 EO56a〜EO56n……排他的論理和素子
示す回路ブロック図、 第２図および第３図は第１図に示されるGPS受信装置の
一例の実施態様の動作説明に供される各部の波形図およ
びそのタイミングチャートである。 10……高周波信号処理部、20……検出部 26……基準信号発生器 30……ハードリミッタ回路 32……PNコード発生器、38……シフトレジスタ 60a〜60n、62a〜62n……アップダウンカウンタ 60……数値制御発振器 78……タイミング発生器、100……制御部 S1……IF信号 S4……デジタル化信号 EO52a〜EO52n、EO54a〜EO54n、 EO56a〜EO56n……排他的論理和素子
Claims (2)
- 【請求項１】複数のGPS衛星からの電波を受信してこの
電波が有する情報から受信地点の位置および時刻の計測
を行うGPS受信装置において、 当該電波を受信して増幅し所定のアナログ信号として導
出する高周波信号処理手段と、 当該高周波信号処理手段から導出されたアナログ信号を
２値信号に形成する２値化信号回路と、 前記複数のGPS衛星における任意のGPS衛星からの電波が
有する固有の擬似雑音符号信号と同一の擬似雑音符号信
号を生成する擬似雑音符号信号発生部と、 当該擬似雑音符号信号発生器で生成した擬似雑音符号信
号を1/2ビットずつ移相されたｎ個（ｎは２以上の自然
数）の擬似雑音符号信号に変換すると共に移相されたｎ
個の擬似雑音符号信号を実質的に同時に出力するシフト
レジスタと、 所定の周波数で発振する第１の信号と90゜移相された第
２の信号を送出する数値制御発振器とを具備し、 かつ、前記２値化信号回路からの信号と前記シフトレジ
スタから出力されるｎ個の出力信号中の１つの出力信号
を入力とし、GPS衛星からの電波に含まれる擬似雑音符
号信号の検出を行う第１の位相比較器と、前記数値制御
発振器から導出される第１の信号と前記第１の位相比較
器から導出される信号とが入力されて、両入力信号の位
相比較を行う第２の位相比較器と、前記数値制御発振器
から導出される第２の信号と前記第１の位相比較器から
導出される信号とが入力されて、両入力信号の位相比較
を行う第３の位相比較器と、当該第２および第３の位相
比較器から導出される信号をそれぞれ積算する第１およ
び第２の計数器とにより構成されてGPS衛星からの電波
の検出を行う検出器をｎ個備え、前記シフトレジスタに
より1/2ビットずつ移相されたｎ個の擬似雑音符号信号
を入力して並列にGPS衛星からの電波の検出を行う検出
部と、 当該検出部から導出された信号が入力され、GPS衛星信
号の捕捉の制御信号の送出を行う制御手段と、 を具備したことを特徴とするGPS受信装置。 - 【請求項２】請求項１記載の装置において、GPS衛星か
らの電波の捕捉に続いて、前記ｎ個の検出器のうち複数
個の検出器からの出力値を基にしてGPS衛星からの信号
の追尾を行うための制御信号を送出する手段を具備した
ことを特徴とするGPS受信装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256681A JPH083525B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | Ｃｐｓ受信装置 |
| US07/419,730 US4968981A (en) | 1988-10-12 | 1989-10-11 | GPS receiver apparatus |
| DE3933968A DE3933968C2 (de) | 1988-10-12 | 1989-10-11 | Empfänger für ein weltumspannendes Standortsystem (GPS-Empfänger) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256681A JPH083525B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | Ｃｐｓ受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103487A JPH02103487A (ja) | 1990-04-16 |
| JPH083525B2 true JPH083525B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=17295993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63256681A Expired - Lifetime JPH083525B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | Ｃｐｓ受信装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4968981A (ja) |
| JP (1) | JPH083525B2 (ja) |
| DE (1) | DE3933968C2 (ja) |
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| KR20170071531A (ko) * | 2014-11-17 | 2017-06-23 | 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 | 코팅제, 가식 필름 및 성형체 |
| US9900035B2 (en) | 2015-05-28 | 2018-02-20 | Fujitsu Ten Limited | Detection apparatus, receiving apparatus, and detection method |
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