JPH09189754A - Ｇｐｓ受信装置 - Google Patents
Ｇｐｓ受信装置Info
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- JPH09189754A JPH09189754A JP33458296A JP33458296A JPH09189754A JP H09189754 A JPH09189754 A JP H09189754A JP 33458296 A JP33458296 A JP 33458296A JP 33458296 A JP33458296 A JP 33458296A JP H09189754 A JPH09189754 A JP H09189754A
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- frequency
- satellite
- signal
- gps receiver
- satellites
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- 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
- G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
- G01S19/235—Calibration of receiver components
-
- 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
- G01S19/25—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS
- G01S19/256—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS relating to timing, e.g. time of week, code phase, timing offset
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- 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
- G01S19/25—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS
- G01S19/258—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS relating to the satellite constellation, e.g. almanac, ephemeris data, lists of satellites in view
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＧＰＳ受信装置であって、受信装置が作動し
ているとき、第一の衛星の調時信号を捕捉しやすくする
ため、送出された基準周波数を受信し、使用して、内部
周波数発信源における誤差を補正するための手段を含む
ＧＰＳ受信装置を得る。 【解決手段】 ＧＰＳ受信装置は、衛星から送信される
報時信号のレプリカを生成し、既知の位置にある４基の
衛星からの信号の伝播遅延を測定することにより、その
位置を計算する。送出された情報から局部周波数基準を
導出して、発振子１のような部品を、安定性には劣るが
より廉価な部品に交換することを可能にする。この部品
は、無線データ受信装置であってもよい無線受信装置か
らの周波数基準５によって連続的に補正される。
ているとき、第一の衛星の調時信号を捕捉しやすくする
ため、送出された基準周波数を受信し、使用して、内部
周波数発信源における誤差を補正するための手段を含む
ＧＰＳ受信装置を得る。 【解決手段】 ＧＰＳ受信装置は、衛星から送信される
報時信号のレプリカを生成し、既知の位置にある４基の
衛星からの信号の伝播遅延を測定することにより、その
位置を計算する。送出された情報から局部周波数基準を
導出して、発振子１のような部品を、安定性には劣るが
より廉価な部品に交換することを可能にする。この部品
は、無線データ受信装置であってもよい無線受信装置か
らの周波数基準５によって連続的に補正される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＧＰＳ受信装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＰＳ受信装置を用いると、利用者は、
衛星から送られる信号を使用して自らの位置を決定する
ことができる。例えば、GPS Navstar システム（例え
ば、Handbook of Modern Electronics and Electrical
Engineering Ed Charles Belove1986 John Wiley & Son
s, Inc., USA の１９７８頁〜１９８８頁に記載されて
いる）は、地球の軌道に載って移動する２４基の衛星を
用いる。各衛星は、１．５７５４２GHz の信号を、反復
１０２３ビット長パターンに基づくコードで、１．０２
３Mbits/s の速度（つまり１ms継続するパターン）で送
出している。コードは、２０のブロックで反復する。２
０のブロックそれぞれは、「０」として、または反転形
態で「１」として送信することができ、各ブロックが１
ビットのデータに相当している。したがって、データは
５０ボーで送信され、そのデータが、コードのビットの
タイミングを正確に設定することを可能にする情報を、
そのデータを送信する元の特定の衛星の軌道に関する詳
細な情報ならびに他の衛星の軌道に関する一般的情報と
ともに提供する。加えられる変調は２進位相偏移キーイ
ングである。すなわち、１０２３ビットパターン中の
「１」と「０」とが逆相にある。すべての衛星は同じ周
波数で送信を行うが、コードは衛星ごとに異なる。衛星
の発振子は優れた安定性を有し、コードのビットのタイ
ミングが正確に設定されるよう、クロックは正確にセッ
トされる。
衛星から送られる信号を使用して自らの位置を決定する
ことができる。例えば、GPS Navstar システム（例え
ば、Handbook of Modern Electronics and Electrical
Engineering Ed Charles Belove1986 John Wiley & Son
s, Inc., USA の１９７８頁〜１９８８頁に記載されて
いる）は、地球の軌道に載って移動する２４基の衛星を
用いる。各衛星は、１．５７５４２GHz の信号を、反復
１０２３ビット長パターンに基づくコードで、１．０２
３Mbits/s の速度（つまり１ms継続するパターン）で送
出している。コードは、２０のブロックで反復する。２
０のブロックそれぞれは、「０」として、または反転形
態で「１」として送信することができ、各ブロックが１
ビットのデータに相当している。したがって、データは
５０ボーで送信され、そのデータが、コードのビットの
タイミングを正確に設定することを可能にする情報を、
そのデータを送信する元の特定の衛星の軌道に関する詳
細な情報ならびに他の衛星の軌道に関する一般的情報と
ともに提供する。加えられる変調は２進位相偏移キーイ
ングである。すなわち、１０２３ビットパターン中の
「１」と「０」とが逆相にある。すべての衛星は同じ周
波数で送信を行うが、コードは衛星ごとに異なる。衛星
の発振子は優れた安定性を有し、コードのビットのタイ
ミングが正確に設定されるよう、クロックは正確にセッ
トされる。
【０００３】ＧＰＳ受信装置はまた、衛星ごとに１０２
３ビットコードのレプリカを生成することができる。受
信装置がオンになると、最初の仕事は、受信装置が、時
刻および受信装置が最後に使用されたときに記憶された
衛星軌道に関する情報から、視程に入る特定の衛星およ
びそれらの衛星の予想されるドップラー偏移（衛星の軌
道上の移動から生じる）を計算することである。視程に
入りそうな衛星それぞれの位置が未知であるため、一定
範囲のドップラー偏移が生じるであろうし、また、受信
装置の移動によっても（例えば、乗り物に載せて運ばれ
る場合）、一定範囲のドップラー偏移が生じるおそれが
ある。同様に、受信装置は正確な周波数基準として正確
な温度補正式水晶時計を有するかもしれないが、わずか
なものではあっても、水晶時計の不安定性が原因で、局
部的に生成される周波数に一定の不正確さが生じるであ
ろう。これはしばしばドップラー偏移による不正確さに
匹敵しうるほどになる。
３ビットコードのレプリカを生成することができる。受
信装置がオンになると、最初の仕事は、受信装置が、時
刻および受信装置が最後に使用されたときに記憶された
衛星軌道に関する情報から、視程に入る特定の衛星およ
びそれらの衛星の予想されるドップラー偏移（衛星の軌
道上の移動から生じる）を計算することである。視程に
入りそうな衛星それぞれの位置が未知であるため、一定
範囲のドップラー偏移が生じるであろうし、また、受信
装置の移動によっても（例えば、乗り物に載せて運ばれ
る場合）、一定範囲のドップラー偏移が生じるおそれが
ある。同様に、受信装置は正確な周波数基準として正確
な温度補正式水晶時計を有するかもしれないが、わずか
なものではあっても、水晶時計の不安定性が原因で、局
部的に生成される周波数に一定の不正確さが生じるであ
ろう。これはしばしばドップラー偏移による不正確さに
匹敵しうるほどになる。
【０００４】これが意味することは、受信された信号と
局部的に生成された信号とを相関させるために、例え
ば、受信された衛星信号を中間周波数に変換することを
含め、タイミングを設定（調時）された衛星信号と局部
的に生成された衛星信号との比較を可能な遅延の範囲に
わたって実施しなければならないだけでなく、この時間
相関処理を一定範囲の周波数にわたって繰り返さなけれ
ばならないということである。
局部的に生成された信号とを相関させるために、例え
ば、受信された衛星信号を中間周波数に変換することを
含め、タイミングを設定（調時）された衛星信号と局部
的に生成された衛星信号との比較を可能な遅延の範囲に
わたって実施しなければならないだけでなく、この時間
相関処理を一定範囲の周波数にわたって繰り返さなけれ
ばならないということである。
【０００５】ひとたび相関が達成されたならば、衛星信
号中の情報をデコードすることができ、衛星が捕捉され
る。衛星は、それ自体の軌道に関する詳細な情報だけで
なく、Almanac と呼ばれる、他の衛星の軌道に関する一
般的情報をも送信する。したがって、他の視程内の衛星
に関してもドップラー偏移による周波数の不正確さを減
らすことができ、それらの衛星を捕捉するのに要する時
間を相応に短縮することができる。そのうえ、捕捉した
衛星から送信される周波数を利用して、局部周波数基準
における不正確さの推定値を改善することもできる（Ｗ
Ｏ−Ａ−９４／２８４３４）。
号中の情報をデコードすることができ、衛星が捕捉され
る。衛星は、それ自体の軌道に関する詳細な情報だけで
なく、Almanac と呼ばれる、他の衛星の軌道に関する一
般的情報をも送信する。したがって、他の視程内の衛星
に関してもドップラー偏移による周波数の不正確さを減
らすことができ、それらの衛星を捕捉するのに要する時
間を相応に短縮することができる。そのうえ、捕捉した
衛星から送信される周波数を利用して、局部周波数基準
における不正確さの推定値を改善することもできる（Ｗ
Ｏ−Ａ−９４／２８４３４）。
【０００６】４個以上の衛星が捕捉され、受信装置の位
置が計算される。さらに、必要に応じてその位置を更新
することができるよう、位置は繰り返し計算される。
置が計算される。さらに、必要に応じてその位置を更新
することができるよう、位置は繰り返し計算される。
【０００７】第一の衛星の捕捉時間を短縮するため、ど
の衛星が視程内にあるのかに関する情報を異なるＧＰＳ
基準局からＧＰＳ受信装置に送信することが提案されて
いる（ＷＯ−Ａ−９４／２８４３４）。異なるＧＰＳ基
準局は既知の位置にあり、衛星から信号を受け、例えば
大気の変化に関して補正を加えるための補正信号をＧＰ
Ｓ受信装置に送出する。これにより、ＧＰＳ受信装置
は、見つけられる衛星だけを求めてサーチすることがで
き、時間を節約する。
の衛星が視程内にあるのかに関する情報を異なるＧＰＳ
基準局からＧＰＳ受信装置に送信することが提案されて
いる（ＷＯ−Ａ−９４／２８４３４）。異なるＧＰＳ基
準局は既知の位置にあり、衛星から信号を受け、例えば
大気の変化に関して補正を加えるための補正信号をＧＰ
Ｓ受信装置に送出する。これにより、ＧＰＳ受信装置
は、見つけられる衛星だけを求めてサーチすることがで
き、時間を節約する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、衛星から受
信された調時信号を局部的に生成されたそのような調時
信号のレプリカと比較して、既知の位置にある複数の衛
星からの調時信号それぞれの伝播遅延に対する比較参照
によって位置を決定するための手段を含むＧＰＳ受信装
置であって、受信装置が作動しているとき、第一の衛星
の調時信号を捕捉しやすくするため、送出された基準周
波数を受信し、使用して、内部周波数発信源における誤
差を補正するための手段を含むＧＰＳ受信装置を得るに
ある。
信された調時信号を局部的に生成されたそのような調時
信号のレプリカと比較して、既知の位置にある複数の衛
星からの調時信号それぞれの伝播遅延に対する比較参照
によって位置を決定するための手段を含むＧＰＳ受信装
置であって、受信装置が作動しているとき、第一の衛星
の調時信号を捕捉しやすくするため、送出された基準周
波数を受信し、使用して、内部周波数発信源における誤
差を補正するための手段を含むＧＰＳ受信装置を得るに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の如き観点
に鑑みてなされたものであって、ある衛星から受信され
た調時信号を局部的に生成されたそのような調時信号の
レプリカと比較して、既知の位置にある複数の衛星から
の調時信号それぞれの伝播遅延に対する比較参照によっ
て位置を決定するための手段を含むＧＰＳ受信装置にお
いて、受信装置が作動しているとき、第一の衛星の調時
信号を捕捉しやすくするため、送出された基準周波数を
受信し、使用して、内部周波数発信源における誤差を補
正するための手段をさらに含むＧＰＳ受信装置を提供し
ようとするものである。
に鑑みてなされたものであって、ある衛星から受信され
た調時信号を局部的に生成されたそのような調時信号の
レプリカと比較して、既知の位置にある複数の衛星から
の調時信号それぞれの伝播遅延に対する比較参照によっ
て位置を決定するための手段を含むＧＰＳ受信装置にお
いて、受信装置が作動しているとき、第一の衛星の調時
信号を捕捉しやすくするため、送出された基準周波数を
受信し、使用して、内部周波数発信源における誤差を補
正するための手段をさらに含むＧＰＳ受信装置を提供し
ようとするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明にしたがって構成されたＧＰＳ受信装置を説
明する。
ら、本発明にしたがって構成されたＧＰＳ受信装置を説
明する。
【００１１】図１を参照すると、ｔ0 は、受信装置にお
けるある時点を表し、ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 およびｔ4 は、
ｔ0 より後の、ｔ0 で生成される前縁を有するそれぞれ
の信号が受信装置によって受けられる時点を表す。した
がって、各方形波は、４基の衛星それぞれに関連する１
０２３ビットコードの小さなセクション（当然、１．０
２３Mbits/s で送信され、２進位相偏移キーイングによ
って１．５７５４２GHz の搬送波を変調する）を表す。
ＧＰＳ受信装置のセクションＡは、アンテナ２を介して
衛星から各信号を捕捉する役割を負う。したがって、Ｇ
ＰＳ受信装置がオンになると、先に述べたように、受信
装置は、その時間基準を使用して時刻を設定して、記憶
された衛星軌道の詳細情報から、どの衛星が視程内にあ
るかおよびそれらの衛星に生じうるドップラー偏移の範
囲を計算する。周波数基準の不正確さがわかると、各進
入信号の周波数に対してロックするために捕捉回路中の
発振子が掃引しなければならない周波数範囲が限定され
る。そして、その周波数範囲で種々の値を選択し、進入
信号（中間周波数）と、視程内の衛星の１基に相当する
コード（同じ周波数）との間で時間の相関を実施する。
第一の周波数値で相関が得られないならば、その範囲の
第二の周波数値で同じ手順を繰り返す。
けるある時点を表し、ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 およびｔ4 は、
ｔ0 より後の、ｔ0 で生成される前縁を有するそれぞれ
の信号が受信装置によって受けられる時点を表す。した
がって、各方形波は、４基の衛星それぞれに関連する１
０２３ビットコードの小さなセクション（当然、１．０
２３Mbits/s で送信され、２進位相偏移キーイングによ
って１．５７５４２GHz の搬送波を変調する）を表す。
ＧＰＳ受信装置のセクションＡは、アンテナ２を介して
衛星から各信号を捕捉する役割を負う。したがって、Ｇ
ＰＳ受信装置がオンになると、先に述べたように、受信
装置は、その時間基準を使用して時刻を設定して、記憶
された衛星軌道の詳細情報から、どの衛星が視程内にあ
るかおよびそれらの衛星に生じうるドップラー偏移の範
囲を計算する。周波数基準の不正確さがわかると、各進
入信号の周波数に対してロックするために捕捉回路中の
発振子が掃引しなければならない周波数範囲が限定され
る。そして、その周波数範囲で種々の値を選択し、進入
信号（中間周波数）と、視程内の衛星の１基に相当する
コード（同じ周波数）との間で時間の相関を実施する。
第一の周波数値で相関が得られないならば、その範囲の
第二の周波数値で同じ手順を繰り返す。
【００１２】相関が得られると、衛星から受信された信
号をそのコードとともにデコードすることができ、衛星
が捕捉される。そうすると、受信装置は、受信装置によ
って受信され、受信装置中で中間周波数に変換されたも
のと同期状態（コード位相が同じ）にある、「０」およ
び「１」によって変調された調時信号を生成する。
号をそのコードとともにデコードすることができ、衛星
が捕捉される。そうすると、受信装置は、受信装置によ
って受信され、受信装置中で中間周波数に変換されたも
のと同期状態（コード位相が同じ）にある、「０」およ
び「１」によって変調された調時信号を生成する。
【００１３】受信された信号に関するデータは、前縁が
時T間ｔ0 で送信されたことを示す。送信されたデータ
が衛星の位置を知らせるため、伝播遅延がわかる。
時T間ｔ0 で送信されたことを示す。送信されたデータ
が衛星の位置を知らせるため、伝播遅延がわかる。
【００１４】ＧＰＳ受信装置のセクションＢは、衛星を
追跡するために設けられている。これは、受信装置が衛
星に対して異なる方向に移動し、その結果、受信される
周波数がドップラー効果によって変化するおそれがある
からである。したがって、搬送周波数およびコード位相
の両方に対して制御ループを実現する必要がある。した
がって、マイクロプロセッサによって具現化されるセク
ションＢは、制御ループによって出力される誤差に依存
して、コード位相および搬送周波数の調節を繰り返し実
施する。周波数サーチはまた、コードおよびコードが変
調されて載せられる搬送波を生成するのに使用される局
部水晶発振子１における不正確さを包含しなければなら
ない。ひとたび局部的に生成された信号が１基の衛星か
ら受信された信号を追跡したならば、他の衛星について
も同じ処理を実施することができる。しかも、第一の衛
星から取得されたデータはまた、他の衛星の軌道に関す
る一般的情報（Almanac ）を提供し、時間および周波数
サーチがより狭い範囲で起こるため、他の衛星について
の相関および周波数追跡の処理はより短い時間で済む。
捕捉された衛星から送出される周波数を利用して局部周
波数基準における不正確さの推定値を改善するため、こ
れは有用である。
追跡するために設けられている。これは、受信装置が衛
星に対して異なる方向に移動し、その結果、受信される
周波数がドップラー効果によって変化するおそれがある
からである。したがって、搬送周波数およびコード位相
の両方に対して制御ループを実現する必要がある。した
がって、マイクロプロセッサによって具現化されるセク
ションＢは、制御ループによって出力される誤差に依存
して、コード位相および搬送周波数の調節を繰り返し実
施する。周波数サーチはまた、コードおよびコードが変
調されて載せられる搬送波を生成するのに使用される局
部水晶発振子１における不正確さを包含しなければなら
ない。ひとたび局部的に生成された信号が１基の衛星か
ら受信された信号を追跡したならば、他の衛星について
も同じ処理を実施することができる。しかも、第一の衛
星から取得されたデータはまた、他の衛星の軌道に関す
る一般的情報（Almanac ）を提供し、時間および周波数
サーチがより狭い範囲で起こるため、他の衛星について
の相関および周波数追跡の処理はより短い時間で済む。
捕捉された衛星から送出される周波数を利用して局部周
波数基準における不正確さの推定値を改善するため、こ
れは有用である。
【００１５】各衛星からのデータは、セクションＦで衛
星位置を計算することができるような正確な軌道パラメ
ータを含む。そして、ナビゲーション解析セクションＣ
がＢからのタイミング情報およびＦからの位置情報を使
用して利用者の位置を計算し、その位置がセクションＥ
に記憶される。利用者の位置が出力され、水晶発振子１
における計算された誤差がセクションＨに記憶される。
星位置を計算することができるような正確な軌道パラメ
ータを含む。そして、ナビゲーション解析セクションＣ
がＢからのタイミング情報およびＦからの位置情報を使
用して利用者の位置を計算し、その位置がセクションＥ
に記憶される。利用者の位置が出力され、水晶発振子１
における計算された誤差がセクションＨに記憶される。
【００１６】４基以上の衛星が追跡されているため、利
用者の時刻を衛星信号から計算することができ、これが
セクションＤに記憶される。
用者の時刻を衛星信号から計算することができ、これが
セクションＤに記憶される。
【００１７】セクションＥは、決定された最新の利用者
位置を提供され、また、衛星のAlmanac データを記憶す
る不揮発性メモリＥ1 に接続している。
位置を提供され、また、衛星のAlmanac データを記憶す
る不揮発性メモリＥ1 に接続している。
【００１８】セクションＤ、ＥおよびＨの情報は、受信
装置が次にオンになったときに使用される。
装置が次にオンになったときに使用される。
【００１９】従来のＧＰＳ受信装置においては、受信装
置の時刻セクションＤは、水晶時計Ｄ1 および時計様の
時間カウンタＤ2 に接続されている。加えて、水晶１
は、最良の安定性、ひいては追跡を維持するのに必要な
最少の周波数サーチを提供するために温度制御される。
置の時刻セクションＤは、水晶時計Ｄ1 および時計様の
時間カウンタＤ2 に接続されている。加えて、水晶１
は、最良の安定性、ひいては追跡を維持するのに必要な
最少の周波数サーチを提供するために温度制御される。
【００２０】ＧＰＳ受信装置はまた、地上ビーコンまた
は衛星から送出することができるＧＰＳ示差補正信号を
受信するためのアンテナ３に接続された受信装置セクシ
ョンＧを含むことができる。示差補正信号は、ＧＰＳシ
ステム中の誤差（大気層中の変化のような自然発生的誤
差およびＧＰＳ操作者によって導入されるＧＰＳ信号の
故意の性能低下のような人為的誤差）を補正するための
ものである。示差ＧＰＳ信号は、衛星から信号を受ける
既知の位置の基準局の使用に依存する。受信装置は、Ａ
ＦＣ制御された基準水晶７を含む。
は衛星から送出することができるＧＰＳ示差補正信号を
受信するためのアンテナ３に接続された受信装置セクシ
ョンＧを含むことができる。示差補正信号は、ＧＰＳシ
ステム中の誤差（大気層中の変化のような自然発生的誤
差およびＧＰＳ操作者によって導入されるＧＰＳ信号の
故意の性能低下のような人為的誤差）を補正するための
ものである。示差ＧＰＳ信号は、衛星から信号を受ける
既知の位置の基準局の使用に依存する。受信装置は、Ａ
ＦＣ制御された基準水晶７を含む。
【００２１】あるいはまた、無線受信装置Ｇは、無線デ
ータシステム（ＲＤＳ）の一部として約５７KHz の副搬
送波の中心にあるバンドで送出されるＦＭ信号を受信す
るように適合させてもよいし、ページングに使用される
約６６．５KHz の副搬送波の中心にあるバンドで送出さ
れる信号を受信するように適合させてもよい。あるいは
また、受信装置は、船舶用の報時信号を送出するための
約３００KHz を中心とする中波無線信号を受信するよう
に適合させてもよいし、低周波数信号、例えばＢＢＣラ
ジオ４送信装置によって運ばれ、時限スイッチを調節す
るために使用される報時信号を受信するように適合させ
てもよい。さらにまた、受信装置Ｇは、ＧＳＭ（Pan-Eu
ropean Digital Cellular Radio システム）送信を受け
るように適合させてもよい。
ータシステム（ＲＤＳ）の一部として約５７KHz の副搬
送波の中心にあるバンドで送出されるＦＭ信号を受信す
るように適合させてもよいし、ページングに使用される
約６６．５KHz の副搬送波の中心にあるバンドで送出さ
れる信号を受信するように適合させてもよい。あるいは
また、受信装置は、船舶用の報時信号を送出するための
約３００KHz を中心とする中波無線信号を受信するよう
に適合させてもよいし、低周波数信号、例えばＢＢＣラ
ジオ４送信装置によって運ばれ、時限スイッチを調節す
るために使用される報時信号を受信するように適合させ
てもよい。さらにまた、受信装置Ｇは、ＧＳＭ（Pan-Eu
ropean Digital Cellular Radio システム）送信を受け
るように適合させてもよい。
【００２２】本発明によると、受信装置Ｇによって受信
された基準情報は、受信装置が作動するとき、すなわち
始動時に捕捉される第一の衛星から調時信号を捕捉しや
すくするために使用される。
された基準情報は、受信装置が作動するとき、すなわち
始動時に捕捉される第一の衛星から調時信号を捕捉しや
すくするために使用される。
【００２３】基準情報は、ライン４に載せて送られる報
時信号および／またはライン５に載せて送られる周波数
信号からなる。このように、第一の衛星の捕捉が、一部
には水晶発振子１の不安定性の範囲に依存する周波数範
囲にわたって多数のスポット周波数で時間相関手順を実
施しなければならないということが思い出されよう。こ
の理由のため、ＧＰＳ受信装置においては、温度制御さ
れる水晶をこの目的に使用することが常であった。本発
明によると、安定性には劣るがより廉価な水晶（例えば
２ppm ではなく１００ppm ）を使用したとしても、周波
数比較器６が、ＤＧＰＳ／ＲＤＳなどからの周波数情報
を使用して、この水晶におけるドリフトを補正してくれ
る。周波数情報は搬送周波数であってもよい。あるいは
また、２回の時刻測定を１個のタイマで使用して水晶１
における誤差を測定することもできる。水晶１における
欠陥を補正することにより、これまでよりも高速のロッ
クを得ることが可能である。
時信号および／またはライン５に載せて送られる周波数
信号からなる。このように、第一の衛星の捕捉が、一部
には水晶発振子１の不安定性の範囲に依存する周波数範
囲にわたって多数のスポット周波数で時間相関手順を実
施しなければならないということが思い出されよう。こ
の理由のため、ＧＰＳ受信装置においては、温度制御さ
れる水晶をこの目的に使用することが常であった。本発
明によると、安定性には劣るがより廉価な水晶（例えば
２ppm ではなく１００ppm ）を使用したとしても、周波
数比較器６が、ＤＧＰＳ／ＲＤＳなどからの周波数情報
を使用して、この水晶におけるドリフトを補正してくれ
る。周波数情報は搬送周波数であってもよい。あるいは
また、２回の時刻測定を１個のタイマで使用して水晶１
における誤差を測定することもできる。水晶１における
欠陥を補正することにより、これまでよりも高速のロッ
クを得ることが可能である。
【００２４】第一の衛星を捕捉するのに要する時間をさ
らに減らすために、軌道パラメータ（その名が示すよう
に、比較的速く日付を逸するいわゆるEphemerides ）に
関する詳細な情報を、基準周波数を送信する送信装置か
ら送信し、受信装置Ｇによって受信し、おおまかな軌道
パラメータ（Almanac ）をすでに記憶している不揮発性
メモリＥ1 に通すことができる。こうして受信された詳
細な軌道パラメータを利用して周波数サーチを減らし、
視程内にある衛星およびそれらのドップラー偏移を知る
ことができる。これが受信装置に非常に高速の始動を与
える。それどころか、望むならば、Almanac およびEphe
merides の両方をＧＰＳ受信装置に送信して、Almanac
の記憶を不要にしてもよい。
らに減らすために、軌道パラメータ（その名が示すよう
に、比較的速く日付を逸するいわゆるEphemerides ）に
関する詳細な情報を、基準周波数を送信する送信装置か
ら送信し、受信装置Ｇによって受信し、おおまかな軌道
パラメータ（Almanac ）をすでに記憶している不揮発性
メモリＥ1 に通すことができる。こうして受信された詳
細な軌道パラメータを利用して周波数サーチを減らし、
視程内にある衛星およびそれらのドップラー偏移を知る
ことができる。これが受信装置に非常に高速の始動を与
える。それどころか、望むならば、Almanac およびEphe
merides の両方をＧＰＳ受信装置に送信して、Almanac
の記憶を不要にしてもよい。
【００２５】オフエアー信号を周波数比較器の基準とし
て使用する手段としては、ＲＤＳ／ＧＰＳ受信装置のＡ
ＦＣ制御された基準水晶を使用してもよいし、１個の水
晶を受信装置Ｃおよび受信装置Ｇの両方に使用してもよ
い。また、オフエアー信号を使用して水晶のドリフトを
補正することも可能であろう。
て使用する手段としては、ＲＤＳ／ＧＰＳ受信装置のＡ
ＦＣ制御された基準水晶を使用してもよいし、１個の水
晶を受信装置Ｃおよび受信装置Ｇの両方に使用してもよ
い。また、オフエアー信号を使用して水晶のドリフトを
補正することも可能であろう。
【００２６】オフエアー周波数基準を使用する代りとし
て、またはそれを補うものとして、オフエアー時間基準
を使用することができる。この場合、時刻を設定するた
めに通常ＧＰＳ受信装置中に設けられる時計様の水晶Ｄ
1 及び時計様のカウンタＤ2をともに省いてもよい。時
間基準はすでにＲＤＳ中にＣＴコードとして存在し、中
低周波数のセルラー無線システムでは、それらを通常の
ＤＧＰＳメッセージに加えることが可能であろう。同様
に、受信装置ＧがＧＳＭまたはＦＭまたはＭＦ報時信号
に用いるためのものであるならば、ＤＧＰＳ信号を加え
て、受信装置を示差グローバル位置決定補正が得られる
ように適合させてもよい。
て、またはそれを補うものとして、オフエアー時間基準
を使用することができる。この場合、時刻を設定するた
めに通常ＧＰＳ受信装置中に設けられる時計様の水晶Ｄ
1 及び時計様のカウンタＤ2をともに省いてもよい。時
間基準はすでにＲＤＳ中にＣＴコードとして存在し、中
低周波数のセルラー無線システムでは、それらを通常の
ＤＧＰＳメッセージに加えることが可能であろう。同様
に、受信装置ＧがＧＳＭまたはＦＭまたはＭＦ報時信号
に用いるためのものであるならば、ＤＧＰＳ信号を加え
て、受信装置を示差グローバル位置決定補正が得られる
ように適合させてもよい。
【００２７】オフエアー時間基準は直接セクションＤに
供給される。これまで、ＧＰＳ受信装置の他のセクショ
ンがスリープモードでオフになっているときでさえ、時
刻が動くように、このセクションを常に作動させておく
必要があった。これは、常にいくらか出力の抜けがある
ことを意味し、また、バッテリを永久的に接続しておか
なければならない。これらを本発明によって回避するこ
とができる。
供給される。これまで、ＧＰＳ受信装置の他のセクショ
ンがスリープモードでオフになっているときでさえ、時
刻が動くように、このセクションを常に作動させておく
必要があった。これは、常にいくらか出力の抜けがある
ことを意味し、また、バッテリを永久的に接続しておか
なければならない。これらを本発明によって回避するこ
とができる。
【００２８】
【発明の効果】局部周波数基準の不正確さの減少ととも
にＧＰＳ受信装置の周波数サーチを減らすことができる
理由により、第一の衛星の捕捉に時間を要してしまう欠
点を伴わずに、安定性には劣るがより廉価である部品を
内部周波数発信源に使用することができる。さらに、必
ずしも異なるＧＰＳ基準局に限らず、どの送信局を使用
しても基準周波数を送出させることができる。
にＧＰＳ受信装置の周波数サーチを減らすことができる
理由により、第一の衛星の捕捉に時間を要してしまう欠
点を伴わずに、安定性には劣るがより廉価である部品を
内部周波数発信源に使用することができる。さらに、必
ずしも異なるＧＰＳ基準局に限らず、どの送信局を使用
しても基準周波数を送出させることができる。
【００２９】本システムの付随的な利点は、ＧＰＳを追
跡していないときでさえ、正確な報時信号を提供すると
いうことである。これを、表示を作動させるのに利用し
たり、他の用途に利用したりすることができる。
跡していないときでさえ、正確な報時信号を提供すると
いうことである。これを、表示を作動させるのに利用し
たり、他の用途に利用したりすることができる。
【００３０】本明細書に記載する受信装置は、陸上の乗
り物のモニタに使用するのに特に適しているが、海上の
乗り物に使用してもよい。むしろ、車の場合、多くの車
はすでにＲＤＳを装備しており、ＧＰＳ追跡装備を設け
るための追加費用が相応に少なくなる。ＧＰＳ受信装置
の出力は、乗り物の航法システムに使用してもよい。
り物のモニタに使用するのに特に適しているが、海上の
乗り物に使用してもよい。むしろ、車の場合、多くの車
はすでにＲＤＳを装備しており、ＧＰＳ追跡装備を設け
るための追加費用が相応に少なくなる。ＧＰＳ受信装置
の出力は、乗り物の航法システムに使用してもよい。
【００３１】当然ながら、ＧＰＳ受信装置が無線受信装
置から時間基準および周波数基準の両方を受信する必要
はない。水晶時計または周波数信号の代りに報時信号を
使用するだけで、より廉価な水晶発振子をそれ自体に使
用することができる利点が得られる。
置から時間基準および周波数基準の両方を受信する必要
はない。水晶時計または周波数信号の代りに報時信号を
使用するだけで、より廉価な水晶発振子をそれ自体に使
用することができる利点が得られる。
【００３２】本発明は、Navstar ＧＰＳに限定されず、
他のＧＰＳ、例えばGlonass およびInmarsatによって提
案されるシステムに応用することもできる。
他のＧＰＳ、例えばGlonass およびInmarsatによって提
案されるシステムに応用することもできる。
【図１】４基の異なる衛星から受信されるコードを示す
図である。
図である。
【図２】受信装置のブロック回路図である。
１ 水晶発振子 ２ アンテナ ３ アンテナ ４ ライン ５ ライン ６ 周波数比較器 ７ 基準水晶
フロントページの続き (72)発明者 マーティン アンドリュウ フライアー イギリス，エスエヌ５ ９エフエフ，ウィ ルトシア，スウィンドン，スパセルズ，リ ンズデイル クロウス ９
Claims (8)
- 【請求項１】 ある衛星から受信された調時信号を局部
的に生成されたそのような調時信号のレプリカと比較し
て、既知の位置にある複数の衛星からの調時信号それぞ
れの伝播遅延に対する比較参照によって位置を決定する
ための手段を含むＧＰＳ受信装置において、 受信装置が作動しているとき、第一の衛星の調時信号を
捕捉しやすくするため、送出された基準周波数を受信
し、使用して、内部周波数発信源における誤差を補正す
るための手段をさらに含むことを特徴とするＧＰＳ受信
装置。 - 【請求項２】 前記受信手段が、オフエアー基準周波数
とＧＰＳ受信装置の局部クロック周波数とを比較するた
めの周波数比較器を含む請求項１記載のＧＰＳ受信装
置。 - 【請求項３】 前記受信手段が時刻基準を受信するよう
にも構成されている請求項１または２記載のＧＰＳ受信
装置。 - 【請求項４】 前記受信手段が、軌道パラメータを受信
するようにも構成されている請求項１〜３のいずれか１
項記載のＧＰＳ受信装置。 - 【請求項５】 ある衛星から受信された調時信号を局部
的に生成されたそのような調時信号のレプリカと比較し
て、既知の位置にある複数の衛星からの調時信号それぞ
れの伝播遅延に対する比較参照によって位置を決定する
ことを含む位置決定方法において、 受信装置が作動しているとき、第一の衛星の調時信号を
捕捉しやすくするため、送出された基準周波数を受信
し、使用して、内部周波数発信源における誤差を補正す
ることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 周波数比較器を使用して、オフエアー基
準周波数をＧＰＳ受信装置の局部クロック周波数と比較
する請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 受信装置が作動しているとき、オフエア
ー軌道パラメータを使用して、第一の衛星の調時信号を
捕捉しやすくする請求項５または６記載の方法。 - 【請求項８】 さらに、時刻基準を受信し、使用して、
調時信号を捕捉しやすくする請求項５〜７のいずれか１
項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9524742.5 | 1995-12-02 | ||
| GBGB9524742.5A GB9524742D0 (en) | 1995-12-02 | 1995-12-02 | GPS receiver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189754A true JPH09189754A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=10784867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33458296A Pending JPH09189754A (ja) | 1995-12-02 | 1996-11-29 | Ｇｐｓ受信装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0777129A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09189754A (ja) |
| GB (1) | GB9524742D0 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001242235A (ja) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Sony Corp | Ｇｐｓ受信機、およびｇｐｓ測位方法 |
| JP2002090441A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-03-27 | Clarion Co Ltd | Ｇｐｓ受信装置 |
| JP2004514877A (ja) * | 2000-05-08 | 2004-05-20 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 局部発振器周波数エラーを補正する方法及び装置 |
| JP2005221331A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Fujitsu Ltd | Ｇｐｓ受信機 |
| JP2007171210A (ja) * | 1996-12-04 | 2007-07-05 | Snaptrack Inc | Ｇｐｓ受信機用の時間を決定するための方法および装置 |
| JP2010060565A (ja) * | 1999-10-20 | 2010-03-18 | Sony Corp | Ｇｐｓ搭載携帯端末及びｇｐｓ信号復調方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6075987A (en) * | 1998-02-27 | 2000-06-13 | Ericsson Inc. | Stand alone global positioning system (GPS) and method with high sensitivity |
| DE10128353B4 (de) * | 2001-06-13 | 2014-10-09 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren und System zur Durchführung des Verfahrens |
| US7817084B2 (en) * | 2006-08-23 | 2010-10-19 | Qualcomm Incorporated | System and/or method for reducing ambiguities in received SPS signals |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4445118A (en) * | 1981-05-22 | 1984-04-24 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Navigation system and method |
| JPH073463B2 (ja) * | 1989-11-22 | 1995-01-18 | パイオニア株式会社 | Ｇｐｓ受信機の衛星電波捕捉方法 |
| US5408239A (en) * | 1992-03-16 | 1995-04-18 | Pioneer Electronic Corporation | Method for setting search band widths of a GPS receiver |
| US5418538A (en) * | 1993-05-21 | 1995-05-23 | Trimble Navigation Limited | Rapid satellite signal acquisition in a satellite positioning system |
| US5477458A (en) * | 1994-01-03 | 1995-12-19 | Trimble Navigation Limited | Network for carrier phase differential GPS corrections |
-
1995
- 1995-12-02 GB GBGB9524742.5A patent/GB9524742D0/en active Pending
-
1996
- 1996-11-27 EP EP96308548A patent/EP0777129A1/en not_active Withdrawn
- 1996-11-29 JP JP33458296A patent/JPH09189754A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171210A (ja) * | 1996-12-04 | 2007-07-05 | Snaptrack Inc | Ｇｐｓ受信機用の時間を決定するための方法および装置 |
| JP2010145414A (ja) * | 1996-12-04 | 2010-07-01 | Snaptrack Inc | Ｇｐｓ受信機用の時間を決定するための方法 |
| JP2010145413A (ja) * | 1996-12-04 | 2010-07-01 | Snaptrack Inc | Ｇｐｓ受信機用の時間を決定するための方法 |
| JP2010060565A (ja) * | 1999-10-20 | 2010-03-18 | Sony Corp | Ｇｐｓ搭載携帯端末及びｇｐｓ信号復調方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0777129A1 (en) | 1997-06-04 |
| GB9524742D0 (en) | 1996-02-07 |
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