JPH1048313A

JPH1048313A - 衛星受信装置及び衛星受信システム

Info

Publication number: JPH1048313A
Application number: JP8202579A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Hirai; 幸紀平井; Takayuki Kurokawa; 隆之黒川
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、人工衛星から送信された電波が複
数の伝搬経路で多重受信（マルチパス）されて位置デー
タに誤差が生じることを課題とする。【解決手段】ＧＰＳ受信装置３は、複数のＧＰＳ衛星
２からの電波を受信するアンテナユニット４と、アンテ
ナユニット４で受信された信号から現在位置を演算する
ＧＰＳ本体ユニット５と、現在位置の周辺地図を表示す
る操作・表示部６から構成されている。ＧＰＳ本体ユニ
ット５は、ＲＦコンバータ９とＧＰＳ復調・演算部１０
からなる。ＧＰＳ復調・演算部１０のＣＰＵ１４は、受
信チャンネルにより受信された周波数と同一周波数の電
波を他の受信チャンネルに受信させ、第１の受信チャン
ネルにより受信されたＧＰＳ衛星２までの第１の擬似距
離と第２の受信チャンネルで受信された第２の擬似距離
とを比較し、比較結果により小さい値を当該ＧＰＳ衛星
２までの正当な擬似距離として設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星からの電
波を受信し、受信した信号に基づいて現在位置を検出す
る衛星受信装置及び衛星通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】人工衛星からの電波を受信して現在位置
を求める衛星受信装置及び衛星受信装置を使用した衛星
通信システムとして全世界的側位システム：ＧＰＳ（Gl
obal Positioning System)を利用した商品開発（例え
ば、測量システムやナビゲーションシステム等）が進め
られている。このＧＰＳは、地球の大気圏外に打ち上げ
られた非静止衛星から放射された電波を受信して受信位
置を求める非静止衛星通信システムであり、軌道高度約
２万ｋｍに周期約１２時間、軌道傾斜角度５５度で６つ
の軌道面に２４個の人工衛星が配置されている。

【０００３】ＧＰＳで使用される人工衛星（以下「ＧＰ
Ｓ衛星」と称する）は、精密時刻標準として１０^-13／
日（１０ナノ秒／日）の高安定ルビジウム発振器とセシ
ウム発振器の原子時計を搭載している。そして、全ての
ＧＰＳ衛星の時刻信号がＧＰＳのシステム全体として管
理されている時刻に同期している。

【０００４】そのため、各ＧＰＳ衛星に搭載された原子
時計は、地上の制御局によって常にモニタされており、
定期的に更新された時刻補正データが衛星の軌道予測デ
ータと共に各ＧＰＳ衛星に送信され、各ＧＰＳ衛星から
はこの軌道予測データが電波により地上に向けて送信さ
れる。

【０００５】尚、ＧＰＳ衛星から送信された航法信号
は、ＰＮ（Pseudo Noise：擬似雑音）コードでスペクト
ル拡散変調されたＰＳＫ波（Phase Shift Keying：位相
偏移キーイング）で１５７５．４２ＭＨｚ（Ｌ１）と１
２２７．６ＭＨｚ（Ｌ２）の２種類の電波が送信されて
いる。このコードはＰコード（Precision Code) とＣ／
Ａコード（Clear and Acquisition Code) の２種類があ
る。Ｐコードは１０．２３Ｍｂｐｓ、周期１週間でＬ１
とＬ２の２波使用により電離層補正が行われ、精密測位
を可能にしている。Ｃ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐ
ｓ、周期約１ミリ秒でＬ１のみを使用する。

【０００６】ＧＰＳを利用した測位方法には、次のよう
な原理的に方式の異なる２つの方法がある。として、
直接法による測位で複数の衛星からの電波を受け、その
航法情報（衛星の時刻、軌道要素等）を解読することに
より受信位置を直接算出する方法と、として干渉法に
よる測位方法で２地点に置いた受信装置でＧＰＳ衛星か
らの電波を受信し、２台の受信装置に到達する信号の到
達時間差から相対測位を行う方法とがある。

【０００７】上記の直接法では、受信装置が３個以上
のＧＰＳ衛星から送信された航法信号を受信し、受信装
置に内蔵された水晶時計の時刻と航法情報から得られる
衛星時刻との差から衛星までの距離を測定して受信点の
３次元的位置を求めることができる。実際には、受信装
置の時計自体がずれている可能性があるので、時計の誤
差は４個以上のＧＰＳ衛星から送信された観測データか
ら受信装置の位置座標と共に算出できる。

【０００８】このの直接法による測位精度は、Ｐコー
ドで１０ｍ以内、Ｃ／Ａコードで３０〜１００ｍ程度と
なる。尚、Ｃ／Ａコードの測位精度は、衛星の航法情報
（軌道、時刻）に故意に誤差を与えるＳＡ（Selective
Availability：選択利用）と呼ばれる利用制約により測
位精度の劣化が図られているが、一般にＣ／Ａコードを
使用する方法が自動車等の移動体測位方法として用いら
れている。

【０００９】また、上記の干渉法では、２台の受信装
置に到達する到達する信号の到達時間差から相対測位を
行うため、ＧＰＳ衛星から放射された電波の伝搬遅延及
びＧＰＳ衛星の時刻誤差等を相殺することができるとい
う利点があり、の直接法による測位よりも高い精度で
測位することができるので、測地・測量用としての開発
が進められている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このようにしてＧＰＳ
衛星から電波が送信されてから受信されるまでの時間を
基に現在位置を求める衛星受信システムでは、各ＧＰＳ
衛星に精密な原子時計が搭載されているのに対し、衛星
受信装置には水晶発振器を有する時計が搭載されている
だけである。そのため、衛星受信装置の時刻情報に時計
オフセットが生じやすい。

【００１１】そこで、衛星受信装置では、３個以上（４
個〜１２個程度）のＧＰＳ衛星から送信された電波を同
時に受信し、各ＧＰＳ衛星と受信点との間の時計オフセ
ットを含んだ擬似距離データと各受信衛星の軌道位置デ
ータとから受信点の位置を演算している。そのため、衛
星受信装置には、４〜１２個の受信チャンネルが設けら
れている。

【００１２】また、ＧＰＳ衛星からの電波は、直進する
のではなく電離層あるいは成層圏、対流圏を通過する際
ある曲率で湾曲するため、受信地点からＧＰＳ衛星まで
の距離は擬似距離として算出される。しかも、ＧＰＳ衛
星は移動しながら電波を地上に向けて放射しているた
め、同一衛星からの電波を地上の広範囲で受信可能であ
る。

【００１３】ところが、ＧＰＳ衛星から送信された電波
は広範囲に放射されているため、衛星受信装置のアンテ
ナに直接受信される場合と、建物等に反射して間接的に
受信される場合がある。このように同一のＧＰＳ衛星か
ら送信された電波が複数の伝搬経路で多重受信される所
謂マルチパスが生じると、同一周波数の信号がある時間
差で複数回受信されてしまうため、算出された位置デー
タに誤差が入ってしまい受信地点からＧＰＳ衛星までの
正確な距離（擬似距離）を求めることができず、ディス
プレイに表示された現在位置が不正確なものになってし
まう。

【００１４】このようにＧＰＳ衛星から送信された電波
を受信して測位を行う衛星受信装置及び衛星受信システ
ムでは、マルチパスがあるとＧＰＳ衛星までの距離（擬
似距離）を正確に求めることができず、特に移動体の現
在位置を表示する場合には、頻繁にマルチパスが発生す
るため、ディスプレイに表示された現在位置の誤差が大
きくなるといった問題があった。

【００１５】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、上記問題を解消した衛星受信装置及び衛星受信
システムを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、本発明は以下のような特徴を有する。上
記請求項１の発明では、複数の受信チャンネルのうち人
工衛星からの電波を受信した受信チャンネルをロックす
る受信器と、該受信器により受信された信号から現在位
置を演算する演算手段とからなる衛星受信装置におい
て、前記受信チャンネルにより受信された周波数と同一
周波数の電波を他の受信チャンネルに受信させる受信周
波数設定手段と、前記第１の受信チャンネルにより受信
された人工衛星までの第１の擬似距離と前記第２の受信
チャンネルで受信された第２の擬似距離とを比較する擬
似距離比較手段と、前記擬似距離比較手段の比較結果に
より小さい値を当該人工衛星までの正当な擬似距離とし
て設定する擬似距離設定手段と、を備えてなることを特
徴とするものである。

【００１７】従って、請求項１によれば、第１の受信チ
ャンネルにより受信された人工衛星までの第１の擬似距
離と第２の受信チャンネルで受信された第２の擬似距離
とを比較し、小さい値を正当な擬似距離として設定する
ため、人工衛星から送信された電波が複数の伝搬経路で
多重受信されても当該人工衛星までの正確な擬似距離を
求めることができる。

【００１８】また、請求項２の発明では、複数の人工衛
星と、複数の受信チャンネルのうち人工衛星からの電波
を受信した受信チャンネルをロックすると共に、受信さ
れた信号から現在位置を演算する衛星受信装置とを有す
る衛星受信システムにおいて、前記衛星受信装置は、前
記受信チャンネルにより受信された周波数と同一周波数
の電波を所定時間差で受信させる受信周波数設定手段
と、最初に前記受信チャンネルにより受信された人工衛
星までの第１の擬似距離と所定時間遅れて受信された第
２の擬似距離とを比較する擬似距離比較手段と、前記擬
似距離比較手段の比較結果により小さい値を当該人工衛
星までの正当な擬似距離として設定する擬似距離設定手
段と、を有することを特徴とするものである。

【００１９】従って、請求項２によれば、衛星受信装置
が、第１の受信チャンネルにより受信された人工衛星ま
での第１の擬似距離と第２の受信チャンネルで受信され
た第２の擬似距離とを比較し、小さい値を正当な擬似距
離として設定するため、人工衛星から送信された電波が
複数の伝搬経路で多重受信されても当該人工衛星までの
正確な擬似距離を求めることができる。

【００２０】また、請求項３の発明では、複数の受信チ
ャンネルのうち人工衛星からの電波を受信した受信チャ
ンネルをロックする受信器と、該受信器により受信され
た信号から現在位置を演算する演算手段とからなる衛星
受信装置において、前記受信チャンネルにより受信され
た周波数と同一周波数の電波を所定時間差で受信させる
受信周波数設定手段と、所定時間差で受信された人工衛
星までの第１の擬似距離と第２の擬似距離とを比較する
擬似距離比較手段と、前記擬似距離比較手段の比較結果
により小さい値を当該人工衛星までの正当な擬似距離と
して設定する擬似距離設定手段と、を備えてなることを
特徴とするものである。

【００２１】従って、請求項３によれば、所定時間差で
受信された人工衛星までの第１の擬似距離と第２の擬似
距離とを比較し、小さい値を当該人工衛星までの正当な
擬似距離として設定するため、人工衛星から送信された
電波が複数の伝搬経路で多重受信されても当該人工衛星
までの正確な擬似距離を求めることができる。

【００２２】また、請求項４の発明では、複数の人工衛
星と、複数の受信チャンネルのうち人工衛星からの電波
を受信した受信チャンネルをロックすると共に、受信さ
れた信号から現在位置を演算する衛星受信装置とを有す
る衛星受信システムにおいて、前記衛星受信装置は、前
記受信チャンネルにより受信された周波数と同一周波数
の電波を所定時間差で受信させる受信周波数設定手段
と、所定時間差で受信された人工衛星までの第１の擬似
距離と第２の擬似距離とを比較する擬似距離比較手段
と、前記擬似距離比較手段の比較結果により小さい値を
当該人工衛星までの正当な擬似距離として設定する擬似
距離設定手段と、を有することを特徴とするものであ
る。

【００２３】従って、請求項４によれば、衛星受信装置
が所定時間差で受信された人工衛星までの第１の擬似距
離と第２の擬似距離とを比較し、小さい値を当該人工衛
星までの正当な擬似距離として設定するため、人工衛星
から送信された電波が複数の伝搬経路で多重受信されて
も当該人工衛星までの正確な擬似距離を求めることがで
きる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例の構成図
に示す。ＧＰＳ受信システム（衛星受信システム）１
は、地球の大気圏外に打ち上げられた非静止衛星から送
信された電波を受信して受信位置を求める非静止衛星通
信システムであり、軌道高度約２万ｋｍの軌道面に２４
個のＧＰＳ衛星２が配置されている。

【００２５】ＧＰＳ受信装置（衛星受信装置）３は、少
なくとも４個のＧＰＳ衛星２（２ａ〜２ｄ）からの電波
を受信するアンテナユニット４と、アンテナユニット４
で受信された信号から現在位置を演算するＧＰＳ本体ユ
ニット（受信器）５と、現在位置の周辺地図を表示する
操作・表示部６から構成されている。

【００２６】アンテナユニット４は、ＧＰＳ衛星２（２
ａ〜２ｄ）からの電波を受信するアンテナ７と、アンテ
ナ７で受信された信号を増幅するＬＮＡ（ローノイズア
ンプ）８とよりなる。また、ＧＰＳ本体ユニット５は、
ＲＦ信号を中間周波信号（ＩＦ）に変換するＲＦコンバ
ータ９と、ＲＦコンバータ９からの中間周波信号（Ｉ
Ｆ）を復調したディジタルデータを生成した後、このデ
ィジタルデータを用いて演算処理を行い、位置データ、
速度データ等の測位データを生成するＧＰＳ復調・演算
部１０からなる。

【００２７】従って、ＧＰＳ衛星２（２ａ〜２ｄ）から
地上に放射された電波は、アンテナユニット４で受信さ
れて増幅された後、ＲＦコンバータ９に供給される。Ｒ
Ｆコンバータ９は、図示しないがＲＦアンプ、第１及び
第２のミキサ、第１及び第２のＩＦ回路、ＶＣＯ及びＰ
ＬＬ回路等から構成される。そして、ＲＦコンバータ９
は、ＲＦ信号を中間周波信号（ＩＦ）に変換して、ＧＰ
Ｓ復調・演算部１０に供給する。

【００２８】さらに、ＧＰＳ復調・演算部１０は、現在
位置を特定するための位置データ、速度データ等の測位
データを操作・表示部６に出力し、操作・表示部６は、
操作部のキーボードで行われた操作に応じて、ＧＰＳ復
調・演算部１０から供給された測位データ（受信位置）
を表示する。尚、ＧＰＳ受信装置３がメモリカード等に
より地図データを持っている場合には、操作・表示部６
に周辺地図及び地図上に現在位置を表示する。

【００２９】図２はＧＰＳ復調・演算部１０の構成を示
すブロック図である。ＧＰＳ復調・演算部１０は、ＣＰ
Ｕ１４と、カスタムＬＳＩ１５と、ＴＣＸＯ（温度補償
水晶発振器）１６とから構成される。ＣＰＵ１４は、操
作・表示部６のキー操作により衛星サーチ制御、キャリ
ア同期制御、Ｃ／Ａコード同期制御を行い、操作・表示
部６にＧＰＳ衛星２（２ａ〜２ｄ）と利用者の現在位置
との距離（補正なし）を示す疑似距離データを出力す
る。カスタムＬＳＩ１５は、ＲＦコンバータ９より中間
周波数信号（ＩＦ）が入力されると共にＴＣＸＯ１６よ
り温度補償されたクロックが入力されるもので、ベース
バンドコンバータ、キャリア同期回路、相関処理回路、
Ｃ／Ａコード発生回路、Ｃ／Ａコード同期回路、ベース
バンドフィルタ、ＰＳＫ（位相シフトキーイング）デー
タ復調回路、及びＣＰＵ周辺ロジックを備える。

【００３０】ＴＣＸＯ１６は、ハウジング内に温度補償
を行うため温度センサ１７が内蔵されており、ハウジン
グ側面には温度センサ１７により検出された温度信号を
出力するための出力端子１８が設けられている。そし
て、出力端子１８から引き出されたリード線１９はＣＰ
Ｕ１４の入力端子２０に接続されている。

【００３１】そのため、ＣＰＵ１４は、後述するように
ＴＣＸＯ１６に内蔵された温度センサ１７から出力され
た温度信号により温度補償の演算処理を行うため、ＴＣ
ＸＯ１６の温度を正確に検出することが可能になる。図
３はアンテナ７で受信された信号の周波数変換を行う回
路構成を示すブロックである。

【００３２】ＶＣＯ（電圧制御発振器）２２は、ＲＦコ
ンバータ９に設けられ、ＴＣＸＯ１６から出力された電
圧によって発振周波数を変える。また、ＮＣＯ２３は、
ＧＰＳ復調・演算部１０に設けられ、ＴＣＸＯ１６から
発振された周波数を可変してチューニングを行う。

【００３３】この構成では、ＲＦコンバータ９の周波数
変換は固定で、ＮＣＯ２３によりチューニングを行う。
そして、受信周波数は、次式により求まる。受信周波数＝ＶＣＯ＋ＴＣＸＯ＋ＮＣＯ＝８４．５×ＴＣＸＯ＋ＴＣＸＯ＋Ｔｕｎｅ×ＴＣＸＯ …（１）尚、ＴＣＸＯ１６の公称発振周波数は１８．４１４ＭＨ
ｚ、ＲＦコンバータ９のＩＦは、１．０２３ＭＨｚであ
る。

【００３４】ここで、ＧＰＳ衛星２からの電波発射周波
数１５７５．４２ＭＨｚを受信しようとしたとき、ＧＰ
Ｓ衛星２からの電波をロックしたときの値はＴｕｎｅ＝
１．０２３／１８．４１４となる。ところが、ＴＣＸＯ
１６の基準周波数に偏差ΔＦが含まれていると、次式の
ように表せる。

【００３５】ＴＣＸＯ＝ｔｃｘｏ＋ΔＦ …（２）尚、基準周波数はｔｃｘｏ＝１８．４１４ＭＨｚであ
る。従って、実際の受信周波数は、１５７５．４２＋８
５．５５５×ΔＦ〔ＭＨｚ〕とまる。しかし、ＴＣＸＯ
偏差が不明であるので、ＴＣＸＯ偏差により生ずる受信
周波数誤差範囲をサーチする必要がある。

【００３６】初期の周波数サーチは、従来の場合と同様
に行う。しかし、１番目のＧＰＳ衛星２をロックしたと
き、次式に基づいて当該ＧＰＳ衛星２からの電波をロッ
クしているチャンネルのＮＣＯ２３の発振周波数とドッ
プラーシフト予測（Ｄｏｐｐ）からＴＣＸＯ偏差を知る
ことができる。１５７５．４２＋Ｄｏｐｐ＝８５．５×ＴＣＸＯ＋Ｔｕｎｅ×ＴＣＸＯ…（３）そして、未だロックしていない他のチャンネルのサーチ
中心周波数をＴＣＸＯ偏差補正を含めた値にする。これ
により、１番目のＧＰＳ衛星２をロックした後、２番目
以降の他のＧＰＳ衛星２をロックするまでの時間を短縮
することができる。

【００３７】このようにしてＧＰＳ衛星２から送信され
た電波を受信して現在位置を求める衛星受信システム１
では、各ＧＰＳ衛星２（２ａ〜２ｄ）に精密な原子時計
が搭載されているのに対し、ＧＰＳ受信装置３にはＴＣ
ＸＯ１６からのクロックを利用した水晶発振時計が搭載
されているだけである。そのため、ＧＰＳ受信装置３の
時刻情報には時計オフセットが生じやすい。

【００３８】そこで、ＧＰＳ受信装置３では、３個以上
のＧＰＳ衛星２から送信された電波を同時に受信し、各
ＧＰＳ衛星２（２ａ〜２ｄ）と受信点との間の時計オフ
セットを含んだ擬似距離データと受信した各ＧＰＳ衛星
２（２ａ〜２ｄ）の軌道位置データとから受信点の位置
を演算している。

【００３９】ところで、ＧＰＳ受信装置３においては、
電源がオフからオンに切り換えられた直後は、基準信号
発生源としてのＴＣＸＯ１６の発振周波数の温度特性に
より発振周波数が急激に変化するため、ＧＰＳ衛星２
（２ａ〜２ｄ）からの電波を捕捉した場合、ＴＣＸＯ１
６の発振周波数が安定するまでの期間だけ信号をサーチ
する周波数の範囲を広げて電波を捕捉する必要がある。

【００４０】しかしながら、サーチする周波数の範囲を
広げて電波を捕捉すると、ＴＣＸＯ１６の発振周波数が
安定するまで正確な現在位置を求めることができず、現
在位置が演算されるまでに相当な時間がかかることにな
る。そこで、ＧＰＳ受信装置３では、ＴＣＸＯ１６の発
振周波数の温度特性をＣＰＵ１４のメモリ２１に記憶さ
せると共に、ＴＣＸＯ１６に内蔵された温度センサ１７
から導出される温度情報を基にメモリ２１に記憶してあ
るＴＣＸＯ１６の温度特性に係る予測周波数を読み出
す。これにより、ＣＰＵ１４は、電源投入後にＧＰＳ衛
星２（２ａ〜２ｄ）からの電波を捕捉するまでの時間を
短縮することができる。

【００４１】このようにＣＰＵ１４のメモリ２１には、
ＴＣＸＯ１６に内蔵された温度センサ２７により検出さ
れた温度情報を読み込み、ＴＣＸＯ１６の温度特性に応
じた周波数に基づいてＧＰＳ衛星２（２ａ〜２ｄ）から
の電波の周波数サーチ範囲を設定する周波数設定手段と
して周波数設定プログラムが記憶されている。

【００４２】また、ＣＰＵ１４のメモリ２１には、受信
チャンネルにより受信された周波数と同一周波数の電波
を他の受信チャンネルに受信させる受信周波数設定プロ
グラム（受信周波数設定手段）と、第１の受信チャンネ
ルにより受信されたＧＰＳ衛星２までの第１の擬似距離
と第２の受信チャンネルで受信された第２の擬似距離と
を比較する擬似距離比較プログラム（擬似距離比較手
段）と、比較結果により小さい値を当該ＧＰＳ衛星２ま
での正当な擬似距離として設定する擬似距離設定プログ
ラム（擬似距離設定手段）とが記憶されている。

【００４３】また、ＣＰＵ１４は、電源電圧Ｖccが供給
されると、上記のような受信動作を開始し、ＲＦコンバ
ータ９から供給される復調信号の疑似距離データに基づ
いて演算を行い、位置データ、速度データ、及び時刻デ
ータ等の測位データを生成する。さらに、ＣＰＵ１４は
メインプログラム及び地図ＣＤ−ＲＯＭ（図示せず）か
らのデータに基づいて画像処理を行う。

【００４４】図４は複数の受信チャンネルの模式図であ
る。ＧＰＳ復調・演算部１０には、複数の受信チャンネ
ルＡ〜Ｆが設けられており、複数の受信チャンネルＡ〜
Ｆのうち受信チャンネルＡは検査チャンネルとして使用
され、他の受信チャンネルＢ〜Ｆが通常の受信チャンネ
ルとして使用される。そして、検査チャンネルでは、各
受信チャンネルＢ〜Ｆで受信した電波と同一の周波数に
調整されて各受信チャンネルＢ〜Ｆで受信した電波を受
信することができる。また、各受信チャンネルＢ〜Ｆ
は、のＧＰＳ衛星２からの電波を受信してそ
の受信周波数をロックする。

【００４５】図５はＧＰＳ衛星２から得られた測位デー
タから現在位置を表示するメインルーチンの処理を示す
フローチャートである。ＣＰＵ１４は、ステップＳ１
（以下「ステップ」を省略する）において、ＴＣＸＯ１
６に内蔵された温度センサ２７により検出された温度情
報を読み込む。

【００４６】続いて、ＴＣＸＯ１６に内蔵された温度セ
ンサ２７の温度情報に基づいてメモリ２１に記憶してあ
るＴＣＸＯ１６の温度特性に係る予測周波数を読み出し
て周波数変動を予測する（Ｓ２）。そして、ＴＣＸＯ１
６の温度に対応する予測周波数に応じてＧＰＳ衛星２
（２ａ〜２ｄ）からの電波の周波数サーチ範囲を設定す
る（Ｓ３）。その後、設定された予想周波数を中心に基
準発振器と最大偏差による周波数サーチ範囲で受信可能
な周波数をサーチする（Ｓ４）。

【００４７】次にＧＰＳ衛星２（２ａ〜２ｄ）からの電
波の周波数と同期すると、ＧＰＳ衛星２（２ａ〜２ｄ）
からの電波が受信可能となる。そして、ＲＦコンバータ
９からの中間周波信号（ＩＦ）を復調したディジタルデ
ータを生成した後、このディジタルデータを用いて演算
処理を行い、位置データ、速度データ等の測位データを
生成する（Ｓ５）。

【００４８】その後、測位データを読み込み、この測位
データ中の位置データ（緯度、経度）が現在位置を示す
（Ｓ６）。続いて、現在位置を示すマークを操作・表示
部６のディスプレイに表示するための画面データを生成
する（Ｓ７）。現在位置は、緯度、経度のデータである
のに対して、地図ＣＤ−ＲＯＭ内の地図データは、縦
軸、横軸の座標に対応づけて記憶されている。この現在
位置の緯度、経度のデータを、地図のデータの座標デー
タに変換する（Ｓ８）。

【００４９】操作・表示部６のキー操作で指定した縮尺
率等に合わせて、現在位置の座標に対応して操作・表示
部６のディスプレイに表示する地図の領域を、座標で求
める。この求めた領域の地図データを、地図ＣＤ−ＲＯ
Ｍから読み込む（Ｓ９）。また、Ｓ９で読み込んだ地図
データを基にして、地図をディスプレイに表示するため
の画面データを生成する（Ｓ１０）。続いてＳ７で生成
した現在位置表示用の画面データと、Ｓ１０で生成した
地図表示用の画面データを用いて、両画面データを重ね
る方法で、ディスプレイ上に地図と現在位置のマークを
表示する（Ｓ１１）。このステップＳ１１で読み込んだ
測位データに対応する表示が完了した後、再びＳ１に戻
り、上記Ｓ１〜Ｓ１１の処理を繰り返す。

【００５０】このように、ＴＣＸＯ１６に内蔵された温
度センサ１７から導出される温度情報を基にメモリ２１
に記憶してあるＴＣＸＯ１６の温度特性に係る予測周波
数を読み出し、電源投入後にＧＰＳ衛星２（２ａ〜２
ｄ）からの電波を捕捉するまでの時間を短縮することが
できる。

【００５１】図６は測位データを生成するＳ５のサブル
ーチンのフローチャートである。ＣＰＵ１４は、ステッ
プＳ５の処理を行う場合、まずＳ２１で全チャンネルの
受信データから測位データを作成する。すなわち、全チ
ャンネルで受信された電波の送信から受信までの時間か
ら受信地点から各ＧＰＳ衛星２までの擬似距離Ｌを求め
る。

【００５２】次にＳ２２で先頭チャンネルＢを選択す
る。続いてＳ２３では、選択された受信チャンネルＢで
受信されたＧＰＳ衛星２までの擬似距離Ｌを読み込む。
そして、Ｓ２４に進み、検査用チャンネルとしての受信
チャンネルＡの受信周波数をチャンネルＢの受信周波数
と同一にして受信チャンネルＢで受信したＧＰＳ衛星２
からの電波を受信チャンネルＡで受信する。次のＳ２５
では、受信チャンネルＡで受信されたＧＰＳ衛星２まで
の擬似距離Ｌ’を算出する。

【００５３】続いて、上記受信チャンネルＢで受信され
たＧＰＳ衛星２までの擬似距離Ｌと受信チャンネルＡで
受信されたＧＰＳ衛星２までの擬似距離Ｌ’とを比較す
る（Ｓ２６）。ここで、２つの擬似距離ＬとＬ’とを比
較するのは、ＧＰＳ衛星２から直接受信した電波の擬似
距離が最短であり、建物等に反射して間接的に受信した
電波の擬似距離は長くなるからである。そのため、Ｓ２
６において、受信チャンネルＡの擬似距離Ｌ’が受信チ
ャンネルＢの擬似距離Ｌよりも小さい値である場合（Ｌ
＞Ｌ’）、Ｓ２７に進み、受信チャンネルＢの擬似距離
ＬをＬ’に更新する。

【００５４】しかし、Ｓ２６において、受信チャンネル
Ａの擬似距離Ｌ’が受信チャンネルＢの擬似距離Ｌより
も大きい値である場合（Ｌ＜Ｌ’）、受信チャンネルＢ
の擬似距離Ｌを更新する必要がないので、Ｓ２７の処理
を省略してＳ２８へ移行する。Ｓ２８では、Ｃ／Ａコー
ドのロックタイミングを微小時間Δｔずらす。

【００５５】そして、Ｓ２９において、微小時間Δｔず
らしたロックタイミングでＣ／Ａコードがロックされた
か否かを判定する。Ｓ２９でＣ／Ａコードがロックされ
たときは、上記Ｓ２４に戻り、再度Ｓ２４〜Ｓ２８の処
理を繰り返す。しかし、Ｓ２９において、Ｃ／Ａコード
がロックされないときは、Ｓ３０に進み、微小時間Δｔ
ずらしをｎ回行ったか否かを判定する。このＳ３０で微
小時間Δｔずらしをｎ回行っていない場合は、Ｃ／Ａコ
ードの長さ分のΔｔずらしが終わっていないので、Ｓ２
８に戻り、Ｓ２８〜Ｓ３０の処理を繰り返す。

【００５６】また、Ｓ３０において、微小時間Δｔずら
しをｎ回行った場合は、Ｃ／Ａコードの長さ分のΔｔず
らしが終了したため、Ｓ３１に進み、選択されたチャン
ネルが最後のチャンネルか否かを確認する。ここで、選
択されたチャンネルが最後のチャンネルでないときは、
次のチャンネル（受信チャンネルＣ）を選択する（Ｓ３
２）。

【００５７】そして、次のチャンネルが選択されると、
上記Ｓ２３に戻り、受信チャンネルＣに関してＳ２３〜
Ｓ３０の処理を実行して受信チャンネルＣの擬似距離Ｌ
を最小値に更新する。このようにして受信チャンネルＤ
〜Ｆについても同様に擬似距離Ｌを最小値に更新する。

【００５８】また、Ｓ３１において、最後の受信チャン
ネルＦについて処理が終了した場合は、メインルーチン
（図５の処理）に戻る。このように、複数の伝搬経路か
らの電波を多重受信（マルチパス）した場合、検査用の
受信チャンネルＡで受信されたＧＰＳ衛星２までの擬似
距離Ｌ’と各受信チャンネルＢ〜Ｆで受信されたＧＰＳ
衛星２までの擬似距離Ｌとを比較してＧＰＳ衛星２から
の電波を直接受信した場合の最短距離を求めることがで
きる。

【００５９】そのため、同一のＧＰＳ衛星２から送信さ
れた電波が複数の伝搬経路で多重受信（マルチパス）が
生じても、ＧＰＳ衛星２からの電波を直接受信した受信
データによる擬似距離Ｌを選択して算出された位置デー
タに誤差が入ることを防止できる。その結果、受信地点
からＧＰＳ衛星２までの正確な距離（擬似距離）を求め
ることができ、現在位置を正確に表示することができ
る。

【００６０】本発明の変形例として、同一チャンネルを
使用して所定時間差でＧＰＳ衛星２からの電波を受信
し、この所定時間差で受信された２つの受信データから
算出された擬似距離ＬとＬ’とを比較して小さい方の値
を正当な擬似距離として擬似距離データを更新する。

【００６１】そのため、検査用チャンネルを使用せずに
ＧＰＳ衛星２からの電波を直接受信したときの擬似距離
を求めることができ、建物等で反射した電波による誤差
を除去して正確な現在位置を算出して表示することがで
き、上記実施例と同様な効果が得られる。

【００６２】

【発明の効果】上述の如く、請求項１及び請求項２によ
れば、第１の受信チャンネルにより受信された人工衛星
までの第１の擬似距離と第２の受信チャンネルで受信さ
れた第２の擬似距離とを比較し、小さい値を正当な擬似
距離として設定するため、人工衛星から送信された電波
が複数の伝搬経路で多重受信（マルチパス）されても当
該人工衛星までの正確な擬似距離を求めることができ
る。そのため、同一の人工衛星から送信された電波が複
数の伝搬経路で多重受信（マルチパス）が生じても、人
工衛星からの電波を直接受信した受信データによる擬似
距離を選択して算出された位置データに誤差が入ること
を防止できる。その結果、受信地点から人工衛星までの
正確な距離を求めることができ、現在位置を正確に表示
することができる。

【００６３】また、請求項３及び請求項４によれば、所
定時間差で受信された人工衛星までの第１の擬似距離と
第２の擬似距離とを比較し、小さい値を当該人工衛星ま
での正当な擬似距離として設定するため、人工衛星から
送信された電波が複数の伝搬経路で多重受信（マルチパ
ス）されても当該人工衛星までの正確な擬似距離を求め
ることができ、上記請求項１及び請求項２と同様な効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】図１のＧＰＳ復調・演算部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】受信された信号の周波数変換を行う回路構成を
示すブロックである。

【図４】複数の受信チャンネルの模式図である。

【図５】ＧＰＳ衛星から得られた測位データから現在位
置を表示するメインルーチンの処理を示すフローチャー
トである。

【図６】測位データを生成するＳ５のサブルーチンのフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ＧＰＳ受信システム２（２ａ〜２ｄ）ＧＰＳ衛星３ＧＰＳ受信装置４アンテナユニット５ＧＰＳ本体ユニット７アンテナ９ＲＦコンバータ１０ＧＰＳ復調・演算部１４ＣＰＵ１５カスタムＬＳＩ１６ＴＣＸＯ（温度補償水晶発振器）２１メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の受信チャンネルのうち人工衛星か
らの電波を受信した受信チャンネルをロックする受信器
と、該受信器により受信された信号から現在位置を演算
する演算手段とからなる衛星受信装置において、前記受信チャンネルにより受信された周波数と同一周波
数の電波を他の受信チャンネルに受信させる受信周波数
設定手段と、前記第１の受信チャンネルにより受信された人工衛星ま
での第１の擬似距離と前記第２の受信チャンネルで受信
された第２の擬似距離とを比較する擬似距離比較手段
と、前記擬似距離比較手段の比較結果により小さい値を当該
人工衛星までの正当な擬似距離として設定する擬似距離
設定手段と、を備えてなることを特徴とする衛星受信装置。
【請求項２】複数の人工衛星と、複数の受信チャンネ
ルのうち人工衛星からの電波を受信した受信チャンネル
をロックすると共に、受信された信号から現在位置を演
算する衛星受信装置とを有する衛星受信システムにおい
て、前記衛星受信装置は、前記受信チャンネルにより受信さ
れた周波数と同一周波数の電波を他の受信チャンネルに
受信させる受信周波数設定手段と、前記第１の受信チャンネルにより受信された人工衛星ま
での第１の擬似距離と前記第２の受信チャンネルで受信
された第２の擬似距離とを比較する擬似距離比較手段
と、前記擬似距離比較手段の比較結果により小さい値を当該
人工衛星までの正当な擬似距離として設定する擬似距離
設定手段と、を有することを特徴とする衛星受信システム。
【請求項３】複数の受信チャンネルのうち人工衛星か
らの電波を受信した受信チャンネルをロックする受信器
と、該受信器により受信された信号から現在位置を演算
する演算手段とからなる衛星受信装置において、前記受信チャンネルにより受信された周波数と同一周波
数の電波を所定時間差で受信させる受信周波数設定手段
と、所定時間差で受信された人工衛星までの第１の擬似距離
と第２の擬似距離とを比較する擬似距離比較手段と、前記擬似距離比較手段の比較結果により小さい値を当該
人工衛星までの正当な擬似距離として設定する擬似距離
設定手段と、を備えてなることを特徴とする衛星受信装置。
【請求項４】複数の人工衛星と、複数の受信チャンネ
ルのうち人工衛星からの電波を受信した受信チャンネル
をロックすると共に、受信された信号から現在位置を演
算する衛星受信装置とを有する衛星受信システムにおい
て、前記衛星受信装置は、前記受信チャンネルにより受信さ
れた周波数と同一周波数の電波を所定時間差で受信させ
る受信周波数設定手段と、所定時間差で受信された人工衛星までの第１の擬似距離
と第２の擬似距離とを比較する擬似距離比較手段と、前記擬似距離比較手段の比較結果により小さい値を当該
人工衛星までの正当な擬似距離として設定する擬似距離
設定手段と、を有することを特徴とする衛星受信システム。