JPH0862318A - Ｇｐｓ受信装置 - Google Patents
Ｇｐｓ受信装置Info
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- JPH0862318A JPH0862318A JP19547594A JP19547594A JPH0862318A JP H0862318 A JPH0862318 A JP H0862318A JP 19547594 A JP19547594 A JP 19547594A JP 19547594 A JP19547594 A JP 19547594A JP H0862318 A JPH0862318 A JP H0862318A
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- frequency
- carrier signal
- phase
- tracking
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 キャリア信号の周波数に変動を生じた場合
に、航法メッセージの収集を良好に行うとともに、速度
の異常値を演算しないようにする。 【構成】 ＧＰＳ衛星からの衛星電波により検出された
キャリア信号の周波数とキャリア発生器１５からの追跡
キャリア信号の周波数との位相を位相検出部１９ａにて
検出し、その位相に基づき、追跡キャリア信号の周波数
をキャリア発生器１５にフィードバックしてキャリア信
号の周波数と追跡キャリア信号の周波数との位相同期を
はかる。位相検出部１９ａにて検出された位相を所定の
ロック範囲と比較して位相同期を判別し、航法メッセー
ジの復調と速度演算を行う。ここで、ロック範囲制御部
１９により、航法メッセージを復調している航法メッセ
ージ復調モードと速度を演算している速度演算モードと
で、速度演算モード時の方がロック範囲が狭くなるよう
に、上記ロック範囲を変える。
に、航法メッセージの収集を良好に行うとともに、速度
の異常値を演算しないようにする。 【構成】 ＧＰＳ衛星からの衛星電波により検出された
キャリア信号の周波数とキャリア発生器１５からの追跡
キャリア信号の周波数との位相を位相検出部１９ａにて
検出し、その位相に基づき、追跡キャリア信号の周波数
をキャリア発生器１５にフィードバックしてキャリア信
号の周波数と追跡キャリア信号の周波数との位相同期を
はかる。位相検出部１９ａにて検出された位相を所定の
ロック範囲と比較して位相同期を判別し、航法メッセー
ジの復調と速度演算を行う。ここで、ロック範囲制御部
１９により、航法メッセージを復調している航法メッセ
ージ復調モードと速度を演算している速度演算モードと
で、速度演算モード時の方がロック範囲が狭くなるよう
に、上記ロック範囲を変える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両等の移動体に設け
られてＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信装置
に関する。
られてＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＧＰＳ受信装置において
は、ＧＰＳ衛星からの衛星電波により検出されたキャリ
ア信号の周波数と追跡キャリア信号の周波数との位相に
基づき、追跡キャリア信号の周波数をフィードバック調
整してキャリア信号の周波数と前記追跡キャリア信号の
周波数との位相同期をはかるディジタルＰＬＬ構成を備
えている。
は、ＧＰＳ衛星からの衛星電波により検出されたキャリ
ア信号の周波数と追跡キャリア信号の周波数との位相に
基づき、追跡キャリア信号の周波数をフィードバック調
整してキャリア信号の周波数と前記追跡キャリア信号の
周波数との位相同期をはかるディジタルＰＬＬ構成を備
えている。
【０００３】そして、その位相を所定のロック範囲と比
較して位相同期がとれているかどうかを判別し、位相同
期判別時にキャリア信号に含まれる航法メッセージを復
調して測位演算を行うとともに、位相同期判別時の追跡
キャリア信号の周波数によるドップラーシフトに基づき
移動体の速度を演算するようにしている。
較して位相同期がとれているかどうかを判別し、位相同
期判別時にキャリア信号に含まれる航法メッセージを復
調して測位演算を行うとともに、位相同期判別時の追跡
キャリア信号の周波数によるドップラーシフトに基づき
移動体の速度を演算するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両等
の移動体の震動等によりこのＧＰＳ受信装置が震動した
場合、検出されたキャリア信号の周波数にずれが生じる
ことがある。例えば、キャリア信号の検出を行う高周波
処理回路において、所定の中間周波数に変換するために
用いられるＶＣＯ（電圧制御発振器）からの出力周波数
が変動し、その結果キャリア信号の周波数にずれが生じ
る。このような場合、航法メッセージの復調については
キャリア信号の周波数に多少のずれがあっても復調可能
であるが、速度演算においてはキャリア信号の周波数ず
れにより追跡キャリア信号の周波数がずれると、計測さ
れるドップラーシフトが変化し、それにより求められる
速度が異常になってしまうという問題が発生する。
の移動体の震動等によりこのＧＰＳ受信装置が震動した
場合、検出されたキャリア信号の周波数にずれが生じる
ことがある。例えば、キャリア信号の検出を行う高周波
処理回路において、所定の中間周波数に変換するために
用いられるＶＣＯ（電圧制御発振器）からの出力周波数
が変動し、その結果キャリア信号の周波数にずれが生じ
る。このような場合、航法メッセージの復調については
キャリア信号の周波数に多少のずれがあっても復調可能
であるが、速度演算においてはキャリア信号の周波数ず
れにより追跡キャリア信号の周波数がずれると、計測さ
れるドップラーシフトが変化し、それにより求められる
速度が異常になってしまうという問題が発生する。
【０００５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、キャリア信号の周波数に変動を生じた場合に、航法
メッセージの復調を良好に行うとともに、速度の異常値
を演算しないようにすることを目的とする。
で、キャリア信号の周波数に変動を生じた場合に、航法
メッセージの復調を良好に行うとともに、速度の異常値
を演算しないようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１に記載の発明においては、ＧＰＳ衛
星からの衛星電波を受信するアンテナ（１）と、このア
ンテナ（１）にて受信した衛星電波からキャリア信号を
検出するキャリア検出手段（２〜９）と、この検出され
たキャリア信号の周波数と追跡キャリア信号の周波数と
の位相に基づき、前記追跡キャリア信号の周波数をフィ
ードバック調整して前記キャリア信号の周波数と前記追
跡キャリア信号の周波数との位相同期をはかるキャリア
追跡手段（１０〜１８，１９ａ，１９ｂ）と、前記位相
が所定のロック範囲内に入っているか否かにより位相同
期を判別する判別手段（１９ｃ）と、この判別手段（１
９ｃ）による位相同期判別時に前記キャリア信号に含ま
れる航法メッセージを復調する航法メッセージ復調手段
（１９ｄ）と、前記判別手段による位相同期判別時の前
記追跡キャリア信号の周波数によるドップラーシフトに
基づき速度を演算する速度演算手段（１０５）と、前記
航法メッセージを復調している時と速度を演算している
時とを識別して、前記ロック範囲を、前記速度演算時の
方を狭くするように設定するロック範囲設定手段（１９
ｅ）とを備えたことを特徴としている。
するため、請求項１に記載の発明においては、ＧＰＳ衛
星からの衛星電波を受信するアンテナ（１）と、このア
ンテナ（１）にて受信した衛星電波からキャリア信号を
検出するキャリア検出手段（２〜９）と、この検出され
たキャリア信号の周波数と追跡キャリア信号の周波数と
の位相に基づき、前記追跡キャリア信号の周波数をフィ
ードバック調整して前記キャリア信号の周波数と前記追
跡キャリア信号の周波数との位相同期をはかるキャリア
追跡手段（１０〜１８，１９ａ，１９ｂ）と、前記位相
が所定のロック範囲内に入っているか否かにより位相同
期を判別する判別手段（１９ｃ）と、この判別手段（１
９ｃ）による位相同期判別時に前記キャリア信号に含ま
れる航法メッセージを復調する航法メッセージ復調手段
（１９ｄ）と、前記判別手段による位相同期判別時の前
記追跡キャリア信号の周波数によるドップラーシフトに
基づき速度を演算する速度演算手段（１０５）と、前記
航法メッセージを復調している時と速度を演算している
時とを識別して、前記ロック範囲を、前記速度演算時の
方を狭くするように設定するロック範囲設定手段（１９
ｅ）とを備えたことを特徴としている。
【０００７】請求項２に記載の発明においては、ＧＰＳ
衛星からの衛星電波を受信するアンテナ（１）と、この
アンテナ（１）にて受信した衛星電波からキャリア信号
を検出するキャリア検出手段と、この検出されたキャリ
ア信号の周波数と追跡キャリア信号の周波数との位相に
基づき、前記追跡キャリア信号の周波数をフィードバッ
ク調整して前記キャリア信号の周波数と前記追跡キャリ
ア信号の周波数との位相同期をはかるキャリア追跡手段
（１０〜１８，１９ａ，１９ｂ）とを備え、位相同期が
とれている時に、前記キャリア信号に含まれる航法メッ
セージを復調するとともに、前記追跡キャリア信号の周
波数によるドップラーシフトに基づき速度を演算するよ
うにしたＧＰＳ受信装置において、前記航法メッセージ
を復調している時と前記速度を演算している時とを識別
する識別手段（３０１）と、この識別手段（３０１）に
て航法メッセージを復調している時を識別した時に、前
記位相が第１のロック範囲に入っていることにより前記
位相同期を判定する第１のロック判定手段（３０２）
と、前記識別手段（３０１）にて速度を演算している時
を識別している時に、前記位相が前記第１のロック範囲
より狭い第２のロック範囲に入っていることにより前記
位相同期を判定する第２のロック判定手段（３０３）と
を設けたことを特徴としている。
衛星からの衛星電波を受信するアンテナ（１）と、この
アンテナ（１）にて受信した衛星電波からキャリア信号
を検出するキャリア検出手段と、この検出されたキャリ
ア信号の周波数と追跡キャリア信号の周波数との位相に
基づき、前記追跡キャリア信号の周波数をフィードバッ
ク調整して前記キャリア信号の周波数と前記追跡キャリ
ア信号の周波数との位相同期をはかるキャリア追跡手段
（１０〜１８，１９ａ，１９ｂ）とを備え、位相同期が
とれている時に、前記キャリア信号に含まれる航法メッ
セージを復調するとともに、前記追跡キャリア信号の周
波数によるドップラーシフトに基づき速度を演算するよ
うにしたＧＰＳ受信装置において、前記航法メッセージ
を復調している時と前記速度を演算している時とを識別
する識別手段（３０１）と、この識別手段（３０１）に
て航法メッセージを復調している時を識別した時に、前
記位相が第１のロック範囲に入っていることにより前記
位相同期を判定する第１のロック判定手段（３０２）
と、前記識別手段（３０１）にて速度を演算している時
を識別している時に、前記位相が前記第１のロック範囲
より狭い第２のロック範囲に入っていることにより前記
位相同期を判定する第２のロック判定手段（３０３）と
を設けたことを特徴としている。
【０００８】なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
【０００９】
【発明の作用効果】請求項１および２に記載の発明によ
れば、ＧＰＳ衛星からの衛星電波により検出されたキャ
リア信号の周波数と追跡キャリア信号の周波数との位相
に基づき、追跡キャリア信号の周波数をフィードバック
調整してキャリア信号の周波数と前記追跡キャリア信号
の周波数との位相同期をはかるＰＬＬ構成を備えてい
る。
れば、ＧＰＳ衛星からの衛星電波により検出されたキャ
リア信号の周波数と追跡キャリア信号の周波数との位相
に基づき、追跡キャリア信号の周波数をフィードバック
調整してキャリア信号の周波数と前記追跡キャリア信号
の周波数との位相同期をはかるＰＬＬ構成を備えてい
る。
【００１０】そして、その位相が所定のロック範囲内に
入っているか否かにより位相同期を判別し、位相同期判
別時に前記キャリア信号に含まれる航法メッセージを復
調するとともに追跡キャリア信号の周波数によるドップ
ラーシフトに基づき速度を演算するようにしている。こ
こで、航法メッセージを復調している時と速度を演算し
ている時とを識別して、ロック範囲を、速度演算時の方
を狭くするようにして、上記位相同期の判別を行ってい
る。
入っているか否かにより位相同期を判別し、位相同期判
別時に前記キャリア信号に含まれる航法メッセージを復
調するとともに追跡キャリア信号の周波数によるドップ
ラーシフトに基づき速度を演算するようにしている。こ
こで、航法メッセージを復調している時と速度を演算し
ている時とを識別して、ロック範囲を、速度演算時の方
を狭くするようにして、上記位相同期の判別を行ってい
る。
【００１１】従って、キャリア信号の周波数に変動を生
じた場合に、広いロック範囲による位相同期判別にて航
法メッセージの復調を良好に行うことができる。また、
そのような場合に、速度の演算に対しては、狭いロック
範囲を設定するため、ドップラーシフトの異常値を計測
しないようにして、異常な速度値を演算しないようにす
ることができる。このことにより、速度については精度
の高い値を得ることができる。
じた場合に、広いロック範囲による位相同期判別にて航
法メッセージの復調を良好に行うことができる。また、
そのような場合に、速度の演算に対しては、狭いロック
範囲を設定するため、ドップラーシフトの異常値を計測
しないようにして、異常な速度値を演算しないようにす
ることができる。このことにより、速度については精度
の高い値を得ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図１はＧＰＳ受信装置における高周波処理回路の
構成を示し、図２はスペクトラム逆拡散部および測位演
算部の構成を示している。なお、ＧＰＳ受信装置は、移
動体、例えば車両に搭載されたものである。
する。図１はＧＰＳ受信装置における高周波処理回路の
構成を示し、図２はスペクトラム逆拡散部および測位演
算部の構成を示している。なお、ＧＰＳ受信装置は、移
動体、例えば車両に搭載されたものである。
【００１３】図１において、アンテナ１で受信した衛星
信号は、ＬＮＡ（低雑音増幅器）２にて増幅され、さら
に高周波増幅器３にて増幅される。また、基準信号発生
器４、ＰＬＬ（位相同期ループ）５、ＶＣＯ（電圧制御
発振器）６により、衛星から送信された高周波信号を中
間周波数に変換するための信号が作られる。そして、高
周波増幅器３にて高周波増幅された信号とＶＣＯ６の出
力信号をミキサ７で混合することによって、周波数変換
され、その信号は中間周波増幅器８で増幅される。中間
周波増幅器８で増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器９で２
値化され、２値化ＩＦ信号（キャリア信号）となる。
信号は、ＬＮＡ（低雑音増幅器）２にて増幅され、さら
に高周波増幅器３にて増幅される。また、基準信号発生
器４、ＰＬＬ（位相同期ループ）５、ＶＣＯ（電圧制御
発振器）６により、衛星から送信された高周波信号を中
間周波数に変換するための信号が作られる。そして、高
周波増幅器３にて高周波増幅された信号とＶＣＯ６の出
力信号をミキサ７で混合することによって、周波数変換
され、その信号は中間周波増幅器８で増幅される。中間
周波増幅器８で増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器９で２
値化され、２値化ＩＦ信号（キャリア信号）となる。
【００１４】図２において、２値化ＩＦ信号は、排他的
論理和回路１１、１２にてＣ／Ａコード発生器１０から
のＣ／Ａコードと排他的論理和演算され、Ｉチャネル、
Ｑチャネルそれぞれの排他的論理和回路１３、１４に入
力される。一方、キャリア発生器１５から出力されるキ
ャリアＮＣＯ信号（追跡キャリア信号）は、Ｉチャネル
には、排他的論理和回路１３に直接入力され、Ｑチャネ
ルには、９０°移相器１６により９０°位相が遅れて排
他的論理和回路１４に入力される。排他的論理和回路１
３、１４にて排他的論理和演算された結果は、相関器１
７、１８に入力される。
論理和回路１１、１２にてＣ／Ａコード発生器１０から
のＣ／Ａコードと排他的論理和演算され、Ｉチャネル、
Ｑチャネルそれぞれの排他的論理和回路１３、１４に入
力される。一方、キャリア発生器１５から出力されるキ
ャリアＮＣＯ信号（追跡キャリア信号）は、Ｉチャネル
には、排他的論理和回路１３に直接入力され、Ｑチャネ
ルには、９０°移相器１６により９０°位相が遅れて排
他的論理和回路１４に入力される。排他的論理和回路１
３、１４にて排他的論理和演算された結果は、相関器１
７、１８に入力される。
【００１５】相関器１７では、１ｍｓｅｃ毎に、２値化
ＩＦ信号とＧＰＳ受信装置内の０°移相のキャリアおよ
びＣ／Ａコードとの相関値を出力する。また、相関器１
８では、１ｍｓｅｃ毎に、２値化ＩＦ信号とＧＰＳ受信
装置内の９０°移相のキャリアおよびＣ／Ａコードとの
相関値を出力する。具体的には、これらの相関器１７、
１８では、１ｍｓｅｃ間のサンプル回数の１／２の数値
を中心に、サンプルタイミングでＨレベルの信号が入力
したら１カウントアップし、Ｌレベルの信号が入力した
ら１カウントダウンし、そのカウント結果により、それ
ぞれの相関結果を示すＩ、Ｑのカウント値を出力する。
ＩＦ信号とＧＰＳ受信装置内の０°移相のキャリアおよ
びＣ／Ａコードとの相関値を出力する。また、相関器１
８では、１ｍｓｅｃ毎に、２値化ＩＦ信号とＧＰＳ受信
装置内の９０°移相のキャリアおよびＣ／Ａコードとの
相関値を出力する。具体的には、これらの相関器１７、
１８では、１ｍｓｅｃ間のサンプル回数の１／２の数値
を中心に、サンプルタイミングでＨレベルの信号が入力
したら１カウントアップし、Ｌレベルの信号が入力した
ら１カウントダウンし、そのカウント結果により、それ
ぞれの相関結果を示すＩ、Ｑのカウント値を出力する。
【００１６】相関器１７、１８からの出力は、マイクロ
コンピュータ１９に入力され、この中の位相検出部１９
ａにより位相が検出される。この検出された位相は、Ｌ
ＰＦ（ローパスフィルタ）１９ｂによりキャリア周波数
の制御量Δｆとなる。この制御量ΔｆにＰＬＬ開始時の
初期周波数ｆｏを加算した周波数をキャリア発生器１５
へフィードバックする。この作動を１ｍｓｅｃ周期で繰
り返すことにより、位相は０°又は１８０°に収束して
いく。この閉ループ構成にてディジタルＰＬＬ（位相同
期ループ）を構成している。このディジタルＰＬＬ構成
のものは従来から行われている公知のものである。
コンピュータ１９に入力され、この中の位相検出部１９
ａにより位相が検出される。この検出された位相は、Ｌ
ＰＦ（ローパスフィルタ）１９ｂによりキャリア周波数
の制御量Δｆとなる。この制御量ΔｆにＰＬＬ開始時の
初期周波数ｆｏを加算した周波数をキャリア発生器１５
へフィードバックする。この作動を１ｍｓｅｃ周期で繰
り返すことにより、位相は０°又は１８０°に収束して
いく。この閉ループ構成にてディジタルＰＬＬ（位相同
期ループ）を構成している。このディジタルＰＬＬ構成
のものは従来から行われている公知のものである。
【００１７】また、ロック／アンロック検出部１９ｃに
おいて、位相検出部１９ａの検出値を所定のロック範囲
と比較し、２値化ＩＦ信号の周波数とキャリアＮＣＯ信
号の周波数の同期がとれているかを検出する。同期がと
れている時にはロック信号を、同期がとれていない時に
はアンロック信号を出力する。このロック信号が出力さ
れている時には、航法メッセージ復調部１９ｄにより復
調が行われ、測位値計算に必要な航法メッセージを復調
した後、測位演算が行われるとともに、計測したドップ
ラーシフトにより速度演算が行われる。
おいて、位相検出部１９ａの検出値を所定のロック範囲
と比較し、２値化ＩＦ信号の周波数とキャリアＮＣＯ信
号の周波数の同期がとれているかを検出する。同期がと
れている時にはロック信号を、同期がとれていない時に
はアンロック信号を出力する。このロック信号が出力さ
れている時には、航法メッセージ復調部１９ｄにより復
調が行われ、測位値計算に必要な航法メッセージを復調
した後、測位演算が行われるとともに、計測したドップ
ラーシフトにより速度演算が行われる。
【００１８】また、ロック範囲制御部１９ｅにより、航
法メッセージを復調している航法メッセージ復調モード
と速度演算をしている速度演算モードの時では、ロック
検出のためのロック範囲を変えるようにしている。この
点については後述する。上記構成において、２値化ＩＦ
信号の周波数とキャリア発生器信号の周波数が等しい
時、相関器１７、１８の出力結果の特性は、図３
（ａ），（ｂ）のように三角波特性となる。この結果、
位相は、数１により求めることができ、この位相は図３
（ｃ）のような三角波特性となる。
法メッセージを復調している航法メッセージ復調モード
と速度演算をしている速度演算モードの時では、ロック
検出のためのロック範囲を変えるようにしている。この
点については後述する。上記構成において、２値化ＩＦ
信号の周波数とキャリア発生器信号の周波数が等しい
時、相関器１７、１８の出力結果の特性は、図３
（ａ），（ｂ）のように三角波特性となる。この結果、
位相は、数１により求めることができ、この位相は図３
（ｃ）のような三角波特性となる。
【００１９】
【数１】
【００２０】ここで、図３（ｃ）の位相において、０°
と±１８０°の傾きを比較すると、傾きが反転している
ことが分かる。これは、入力した衛星航法メッセージの
符号が反転すると線型特性が変わり、上述したディジタ
ルＰＬＬでは制御できないことを意味する。そこで、位
相計算を数２のように変え、図３（ｄ）のように位相検
出特性を変えることにより上記問題が起こらないように
している。
と±１８０°の傾きを比較すると、傾きが反転している
ことが分かる。これは、入力した衛星航法メッセージの
符号が反転すると線型特性が変わり、上述したディジタ
ルＰＬＬでは制御できないことを意味する。そこで、位
相計算を数２のように変え、図３（ｄ）のように位相検
出特性を変えることにより上記問題が起こらないように
している。
【００２１】
【数２】
【００２２】従って、上記位相検出部１９ａでは、数２
により位相計算を行っている。次に、マイクロコンピュ
ータ１９の具体的な演算処理について説明する。図４に
おいて、ステップ１０２にて測位演算に最適な衛星の組
み合わせにより衛星を選択する。この選択された衛星に
ついてステップ１０２にてその選択した衛星からの航法
メッセージを復調する。この後、３次元位置を測定する
ため４衛星以上の航法メッセージの復調が完了するま
で、航法メッセージ復調処理を繰り返し、測位値計算に
必要な４衛星以上の航法メッセージの復調が完了すると
ステップ１０３の判定がＹＥＳになる。この後、ステッ
プ１０４にて測位値の計算を行い、ステップ１０５にて
速度の計算を行う演算処置を繰り返し行う。測位値の計
算は、各衛星からＧＰＳ受信装置までの距離を求めるこ
とにより行う。速度の計算は、追跡キャリア信号の周波
数に基づき計測したドップラーシフトから数３を用いて
行う。
により位相計算を行っている。次に、マイクロコンピュ
ータ１９の具体的な演算処理について説明する。図４に
おいて、ステップ１０２にて測位演算に最適な衛星の組
み合わせにより衛星を選択する。この選択された衛星に
ついてステップ１０２にてその選択した衛星からの航法
メッセージを復調する。この後、３次元位置を測定する
ため４衛星以上の航法メッセージの復調が完了するま
で、航法メッセージ復調処理を繰り返し、測位値計算に
必要な４衛星以上の航法メッセージの復調が完了すると
ステップ１０３の判定がＹＥＳになる。この後、ステッ
プ１０４にて測位値の計算を行い、ステップ１０５にて
速度の計算を行う演算処置を繰り返し行う。測位値の計
算は、各衛星からＧＰＳ受信装置までの距離を求めるこ
とにより行う。速度の計算は、追跡キャリア信号の周波
数に基づき計測したドップラーシフトから数３を用いて
行う。
【００２３】
【数３】
【００２４】ここで、Ｖn ，Ｖe ，Ｖu は北，東，上方
向速度、ＶLFは受信装置の基準発振器のオフセットの速
度換算値、ｎｉ，ｅｉ，ｕｉは衛星ｉに向かう単位ベク
トルの北，東，上方向余弦、Ｖdui は衛星のドップラー
シフトの予測（計算）値と実測値の差を示している。次
に、上述したディジタルＰＬＬ構成によりキャリアを追
跡する処理について説明する。
向速度、ＶLFは受信装置の基準発振器のオフセットの速
度換算値、ｎｉ，ｅｉ，ｕｉは衛星ｉに向かう単位ベク
トルの北，東，上方向余弦、Ｖdui は衛星のドップラー
シフトの予測（計算）値と実測値の差を示している。次
に、上述したディジタルＰＬＬ構成によりキャリアを追
跡する処理について説明する。
【００２５】図５において、このキャリア追跡処理は１
ｍｓｅｃの間隔で行われる。ステップ２０１にて１ｍｓ
ｅｃのタイミングが検出されると、ステップ２０２にて
位相計算が行われる。この位相計算は上記数２を用いて
行う。この計算された位相を基にロック判定が行われ
る。このロック判定については後述する。この後、ステ
ップ２０２にて計算された位相に基づき、ステップ２０
３にてＬＰＦ１９ｂと同様の作用にてキャリア周波数の
制御量Δｆを計算により求め、ステップ２０４にて制御
量ΔｆにＰＬＬ開始時の初期周波数ｆｏを加算し、ステ
ップ２０５にてその加算した周波数がキャリア発生器１
５から出力されるように制御する。
ｍｓｅｃの間隔で行われる。ステップ２０１にて１ｍｓ
ｅｃのタイミングが検出されると、ステップ２０２にて
位相計算が行われる。この位相計算は上記数２を用いて
行う。この計算された位相を基にロック判定が行われ
る。このロック判定については後述する。この後、ステ
ップ２０２にて計算された位相に基づき、ステップ２０
３にてＬＰＦ１９ｂと同様の作用にてキャリア周波数の
制御量Δｆを計算により求め、ステップ２０４にて制御
量ΔｆにＰＬＬ開始時の初期周波数ｆｏを加算し、ステ
ップ２０５にてその加算した周波数がキャリア発生器１
５から出力されるように制御する。
【００２６】上記した処理の繰り返しによるディジタル
ＰＬＬ構成により、ステップ２０２にて計算される位相
が０°又は１８０°に近づいていく。次に、上記ロック
判定ルーチンの処理について説明する。図６において、
まず、ステップ３０１にて航法メッセージ復調中か否か
を判定する。上述したステップ１０２において、データ
復調による航法メッセージ復調中、すなわち航法メッセ
ージ復調モードであると、その判定がＹＥＳになる。ま
た、航法メッセージ復調中以外の速度演算モードの時に
はその判定がＮＯとなる。そして、データ復調モードと
速度演算モードでは、ロック範囲を変えて位相同期の判
定を行うようにしている（ステップ３０２、３０３）。
ＰＬＬ構成により、ステップ２０２にて計算される位相
が０°又は１８０°に近づいていく。次に、上記ロック
判定ルーチンの処理について説明する。図６において、
まず、ステップ３０１にて航法メッセージ復調中か否か
を判定する。上述したステップ１０２において、データ
復調による航法メッセージ復調中、すなわち航法メッセ
ージ復調モードであると、その判定がＹＥＳになる。ま
た、航法メッセージ復調中以外の速度演算モードの時に
はその判定がＮＯとなる。そして、データ復調モードと
速度演算モードでは、ロック範囲を変えて位相同期の判
定を行うようにしている（ステップ３０２、３０３）。
【００２７】航法メッセージ復調中では、上記ＰＬＬの
ロック範囲を１チャネル相関器の出力値から航法メッセ
ージを復調可能とする範囲、例えば±４５°および１８
０°±４５°の範囲とし、この範囲に対応するロック範
囲１を設定する。このロック範囲１は、通常のものより
も低く、ロック範囲を広くするようにしたものである。
これは、ＧＰＳ受信装置が震動することによって、図１
のＶＣＯ６の出力周波数がずれ、位相が大きくずれても
航法メッセージの復調を可能とするためである。
ロック範囲を１チャネル相関器の出力値から航法メッセ
ージを復調可能とする範囲、例えば±４５°および１８
０°±４５°の範囲とし、この範囲に対応するロック範
囲１を設定する。このロック範囲１は、通常のものより
も低く、ロック範囲を広くするようにしたものである。
これは、ＧＰＳ受信装置が震動することによって、図１
のＶＣＯ６の出力周波数がずれ、位相が大きくずれても
航法メッセージの復調を可能とするためである。
【００２８】これに対し、速度演算時には、上記のよう
にＰＬＬのロック範囲を広くすると、ＧＰＳ受信装置が
震動しＶＣＯ６の出力周波数が変動した場合、たとえＰ
ＬＬのロック条件を満足していても、追跡キャリア信号
の周波数がばらつき、ドップラーシフト計測の精度が落
ちてしまう。そこで、速度演算時には、ＰＬＬのロック
範囲を狭く、例えば±１８°および１８０°±１８°の
範囲とし、この範囲に対応するロック範囲２を設定す
る。このことにより、ドップラーシフト計測値が異常と
なる状態が除かれるため、精度の高い速度演算を行うこ
とができる。
にＰＬＬのロック範囲を広くすると、ＧＰＳ受信装置が
震動しＶＣＯ６の出力周波数が変動した場合、たとえＰ
ＬＬのロック条件を満足していても、追跡キャリア信号
の周波数がばらつき、ドップラーシフト計測の精度が落
ちてしまう。そこで、速度演算時には、ＰＬＬのロック
範囲を狭く、例えば±１８°および１８０°±１８°の
範囲とし、この範囲に対応するロック範囲２を設定す
る。このことにより、ドップラーシフト計測値が異常と
なる状態が除かれるため、精度の高い速度演算を行うこ
とができる。
【００２９】位相がロック範囲１、２より大きい値でス
テップ３０２、３０３の判定がＮＯになると、同期がと
れていないとして、ステップ３０４にてロック時間をク
リアするとともに、ステップ３０５にてアンロック信号
を出力する。また、ステップ３０２あるいは３０３の判
定がＹＥＳの時は、ステップ３０６にてロック時間をカ
ウントし、ステップ３０７にてそのカウント回数が１０
に達したことを判定すると、同期がとれているものとし
て、ステップ３０８にてロック信号を出力する。このロ
ック信号が出力されると、図４における航法メッセージ
の復調および速度演算を可能とする。
テップ３０２、３０３の判定がＮＯになると、同期がと
れていないとして、ステップ３０４にてロック時間をク
リアするとともに、ステップ３０５にてアンロック信号
を出力する。また、ステップ３０２あるいは３０３の判
定がＹＥＳの時は、ステップ３０６にてロック時間をカ
ウントし、ステップ３０７にてそのカウント回数が１０
に達したことを判定すると、同期がとれているものとし
て、ステップ３０８にてロック信号を出力する。このロ
ック信号が出力されると、図４における航法メッセージ
の復調および速度演算を可能とする。
【００３０】なお、上記実施例では、Ｃ／Ａコードの同
期維持について省略したが、これは通常通り、ＤＬＬ制
御により行われるものである。すなわち、衛星移動に伴
うＤＬＬ制御によりコード位相誤差を計算し、コード位
相誤差からコード位相補正をすべくＣ／Ａコード発生器
１０にフィードバックする。また、上記実施例では、Ｐ
ＬＬのロック範囲をキャリア位相誤差のピーク範囲とし
たが、キャリア位相がある範囲（±１８°）以外となる
確率を用いてもよい。例えば、この場合のロック範囲
は、第１のロック範囲として５０％以下、第２のロック
範囲として０％とする。
期維持について省略したが、これは通常通り、ＤＬＬ制
御により行われるものである。すなわち、衛星移動に伴
うＤＬＬ制御によりコード位相誤差を計算し、コード位
相誤差からコード位相補正をすべくＣ／Ａコード発生器
１０にフィードバックする。また、上記実施例では、Ｐ
ＬＬのロック範囲をキャリア位相誤差のピーク範囲とし
たが、キャリア位相がある範囲（±１８°）以外となる
確率を用いてもよい。例えば、この場合のロック範囲
は、第１のロック範囲として５０％以下、第２のロック
範囲として０％とする。
【００３１】なお、図４〜図６に示すフローチャートの
各ステップは、図２に示すようにそれぞれの機能を実現
する手段を構成するものとして把握することができる。
各ステップは、図２に示すようにそれぞれの機能を実現
する手段を構成するものとして把握することができる。
【図１】図１はＧＰＳ受信装置における高周波処理回路
の構成を示す構成図である。
の構成を示す構成図である。
【図２】図２はスペクトラム逆拡散部の構成を示す構成
図である。
図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は相関器１７、１８の出力結果
の特性図、（ｃ）は位相の特性図、（ｄ）は位相計算を
変えた場合の位相の特性図である。
の特性図、（ｃ）は位相の特性図、（ｄ）は位相計算を
変えた場合の位相の特性図である。
【図４】測位値、速度演算を示すフローチャートであ
る。
る。
【図５】キャリア追跡処理を示すフローチャートであ
る。
る。
【図６】ロック判定処理を示すフローチャートである。
１０ Ｃ／Ａコード発生器 １１〜１４ 排他的論理和回路 １５ キャリア発生器 １７，１８ 相関器 １９ａ 位相検出部 １９ｂ ＬＰＦ １９ｃ ロック／アンロック検出部 １９ｄ 航法メッセージ復調部 １９ｅ ロック範囲制御部
Claims (2)
- 【請求項１】 ＧＰＳ衛星からの衛星電波を受信するア
ンテナと、 このアンテナにて受信した衛星電波からキャリア信号を
検出するキャリア検出手段と、 この検出されたキャリア信号の周波数と追跡キャリア信
号の周波数との位相に基づき、前記追跡キャリア信号の
周波数をフィードバック調整して前記キャリア信号の周
波数と前記追跡キャリア信号の周波数との位相同期をは
かるキャリア追跡手段と、 前記位相が所定のロック範囲内に入っているか否かによ
り位相同期を判別する判別手段と、 この判別手段による位相同期判別時に前記キャリア信号
に含まれる航法メッセージを復調する航法メッセージ復
調手段と、 前記判別手段による位相同期判別時の前記追跡キャリア
信号の周波数によるドップラーシフトに基づき速度を演
算する速度演算手段と、 前記航法メッセージを復調している時と速度を演算して
いる時とを識別して、前記ロック範囲を、前記速度演算
時の方を狭くするように設定するロック範囲設定手段と
を備えたことを特徴とするＧＰＳ受信装置。 - 【請求項２】 ＧＰＳ衛星からの衛星電波を受信するア
ンテナと、 このアンテナにて受信した衛星電波からキャリア信号を
検出するキャリア検出手段と、 この検出されたキャリア信号の周波数と追跡キャリア信
号の周波数との位相に基づき、前記追跡キャリア信号の
周波数をフィードバック調整して前記キャリア信号の周
波数と前記追跡キャリア信号の周波数との位相同期をは
かるキャリア追跡手段とを備え、 位相同期がとれている時に、前記キャリア信号に含まれ
る航法メッセージを復調するとともに、前記追跡キャリ
ア信号の周波数によるドップラーシフトに基づき速度を
演算するようにしたＧＰＳ受信装置において、 前記航法メッセージを復調している時と前記速度を演算
している時とを識別する識別手段と、 この識別手段にて航法メッセージを復調している時を識
別した時に、前記位相が第１のロック範囲に入っている
ことにより前記位相同期を判定する第１のロック判定手
段と、 前記識別手段にて速度を演算している時を識別している
時に、前記位相が前記第１のロック範囲より狭い第２の
ロック範囲に入っていることにより前記位相同期を判定
する第２のロック判定手段とを設けたことを特徴とする
ＧＰＳ受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19547594A JP3489202B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Ｇｐｓ受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19547594A JP3489202B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Ｇｐｓ受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862318A true JPH0862318A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3489202B2 JP3489202B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=16341707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19547594A Expired - Fee Related JP3489202B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | Ｇｐｓ受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3489202B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100458787B1 (ko) * | 1996-07-12 | 2004-12-03 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 수신기 및 ｇｐｓ 수신기 |
| GB2499081A (en) * | 2011-12-30 | 2013-08-07 | Csr Technology Inc | GPS receiver |
| US9459353B2 (en) | 2011-12-30 | 2016-10-04 | Csr Technology Inc. | Method and apparatus for managing tracking loops for enhanced sensitivity tracking of GNSS signals |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP19547594A patent/JP3489202B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100458787B1 (ko) * | 1996-07-12 | 2004-12-03 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 수신기 및 ｇｐｓ 수신기 |
| GB2499081A (en) * | 2011-12-30 | 2013-08-07 | Csr Technology Inc | GPS receiver |
| US9176232B2 (en) | 2011-12-30 | 2015-11-03 | Csr Technology Inc. | Method and apparatus for managing and configuring tracker components for enhanced sensitivity tracking of GNSS signals |
| GB2499081B (en) * | 2011-12-30 | 2016-04-06 | Csr Technology Inc | Method and apparatus for managing and configuring tracker components for enhanced sensitivity tracking of GNSS signals |
| US9459353B2 (en) | 2011-12-30 | 2016-10-04 | Csr Technology Inc. | Method and apparatus for managing tracking loops for enhanced sensitivity tracking of GNSS signals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3489202B2 (ja) | 2004-01-19 |
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