JPH11183585A - Satellite navigation receiver - Google Patents
Satellite navigation receiverInfo
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- JPH11183585A JPH11183585A JP36606297A JP36606297A JPH11183585A JP H11183585 A JPH11183585 A JP H11183585A JP 36606297 A JP36606297 A JP 36606297A JP 36606297 A JP36606297 A JP 36606297A JP H11183585 A JPH11183585 A JP H11183585A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は衛星航法受信機、特
に受信機内の信号遅延時間を通常の信号受信動作を妨げ
ることなく校正して正確な測位動作を行う衛星航法受信
機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a satellite navigation receiver, and more particularly, to a satellite navigation receiver that corrects a signal delay time in a receiver without disturbing a normal signal receiving operation and performs an accurate positioning operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】米国のGPSやロシアのGLONASS
等の衛星航法システムでは、良く知られているように、
衛星から送信される信号の送信時刻とその信号がユーザ
受信機で受信される受信時刻との差から、衛星と受信機
との間の距離を算出し、同時に算出される複数個の衛星
からの距離を基に、ユーザ受信機の位置を測位計算して
いる。このとき、衛星時刻とユーザ時刻とは同期が取れ
てないため、お互いの時刻にはオフセットが生じている
のが一般的である。従って算出された衛星と受信機間の
距離には、この時刻のオフセットに相当する距離誤差が
含まれており、算出された距離は真の距離ではないこと
から擬似距離と呼ばれている。2. Description of the Related Art United States GPS and Russian GLONASS
In satellite navigation systems such as, as is well known,
From the difference between the transmission time of the signal transmitted from the satellite and the reception time at which the signal is received by the user receiver, the distance between the satellite and the receiver is calculated, and the distance from a plurality of satellites calculated simultaneously is calculated. The position of the user receiver is calculated based on the distance. At this time, since the satellite time and the user time are not synchronized, an offset generally occurs between the satellite time and the user time. Therefore, the calculated distance between the satellite and the receiver includes a distance error corresponding to this time offset, and the calculated distance is not a true distance, and is therefore called a pseudo distance.
【0003】この擬似距離は、衛星から送信された信号
を復調することによって得られる航法データと、復調に
使用したPNコードの位相から信号の送信時刻を求める
と同時に、ユーザ受信機内に内蔵される時計の時刻を読
み取り、その差分を計算することによって求められる。
各衛星に対する擬似距離には、上述のように、全衛星に
対し共通の衛星時刻とユーザ時刻間のオフセットに相当
する均等な距離誤差が含まれているが、この時計オフセ
ットに相当する共通の距離誤差を未知数に加えて連立方
程式を解くことにより、正確な測位が可能となる。[0003] The pseudorange is obtained from the navigation data obtained by demodulating a signal transmitted from a satellite and the phase of the PN code used for demodulation, and at the same time it is built into the user receiver. It is obtained by reading the time on the clock and calculating the difference.
As described above, the pseudo distance for each satellite includes a uniform distance error corresponding to the offset between the common satellite time and the user time for all satellites, but the common distance corresponding to the clock offset is used. By adding the error to the unknown and solving the simultaneous equations, accurate positioning is possible.
【0004】然しながらアンテナで受信された信号が信
号処理部で復調されるまでの受信機内の経路で、各衛星
の信号によって群遅延時間が異なった場合、この遅延時
間の差分に相当する測位誤差が含まれてしまう。衛星の
信号によって群遅延時間が異なってしまう原因は、主に
周波数変換部に挿入されているフィルタの群遅延時間周
波数特性が一定でないことに起因し、すなわちフィルタ
を介することによって周波数の相違で信号の群遅延時間
が異なるためであり、従ってGPS衛星航法システムの
ように、そのシステムの構成上同一周波数の信号を送信
している場合には特に大きな問題とはならないが(厳密
に言えばGPS衛星航法システムでも各信号のドップラ
ー周波数偏移が異なるので、群遅延時間が僅かに異なる
ことになるが)、各衛星の信号を送信周波数を変えるこ
とによって分割しているGLONASS衛星航法システ
ムでは、衛星毎に送信周波数が562.5kHzづつ異
なっているために大きな問題となる。However, if the group delay time differs depending on the signal of each satellite on the path in the receiver until the signal received by the antenna is demodulated by the signal processing unit, a positioning error corresponding to the difference in the delay time is generated. Will be included. The reason that the group delay time differs depending on the satellite signal is mainly due to the fact that the group delay time frequency characteristic of the filter inserted in the frequency conversion unit is not constant, that is, the signal is different due to the difference in frequency through the filter. Therefore, this is not a significant problem when signals of the same frequency are transmitted due to the configuration of the GPS satellite navigation system (strictly speaking, a GPS satellite navigation system). The group delay time is slightly different because the Doppler frequency shift of each signal is different even in the navigation system), but in the GLONASS satellite navigation system in which the signal of each satellite is divided by changing the transmission frequency, However, since the transmission frequencies are different by 562.5 kHz, this poses a serious problem.
【0005】従って従来の衛星航法受信機とくにGLO
NASS衛星航法受信機では、この群遅延時間の差を極
力少なくするような方法が検討されている。例えば、信
号周波数選択用フィルタの群遅延時間周波数特性を一定
にするような回路設計の採用や、周波数によって異なる
群遅延時間の差を予め測定しておいて測位計算を行う際
に予め測定しておいた群遅延時間差で各衛星の擬似距離
を補正することで誤差の少ない測位を行う方法等が検討
されている。Therefore, conventional satellite navigation receivers, especially GLO
In the NASS satellite navigation receiver, a method for minimizing the difference in the group delay time is being studied. For example, adopting a circuit design that makes the group delay time frequency characteristic of the filter for signal frequency selection constant, or measuring the difference in the group delay time different depending on the frequency in advance and performing the positioning calculation beforehand A method of performing positioning with a small error by correcting the pseudorange of each satellite with the set group delay time difference is being studied.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のように衛星航法
受信機では、群遅延時間差を極力少なくするような方法
が検討されているが、信号周波数選択用フィルタの群遅
延時間周波数特性を一定にする回路設計の採用には以下
のような問題が生じる。例えば、受信機内部で用いるフ
ィルタの中で最も群遅延時間周波数特性を一定にするこ
とが難しい狭帯域のフィルタ(中間周波数以降のフィル
タ)に、LCフィルタ等を用いて特別な設計を施す必要
があが、このためにはLCフィルタが使用できる周波数
帯に受信機の中間周波数を設定するようにした周波数構
成を選択しなければならず、周波数構成の自由度が奪わ
れてしまうことになり、加えてフィルタ設計自体の自由
度も制限されてしまう。As described above, in the satellite navigation receiver, a method for minimizing the group delay time difference has been studied, but the group delay time frequency characteristic of the signal frequency selection filter is kept constant. The following problems arise when adopting such a circuit design. For example, it is necessary to apply a special design using a LC filter or the like to a narrow-band filter (a filter after the intermediate frequency) in which it is difficult to make the group delay time frequency characteristic the most constant among filters used in the receiver. However, for this purpose, it is necessary to select a frequency configuration in which the intermediate frequency of the receiver is set in a frequency band in which the LC filter can be used, and the flexibility of the frequency configuration is lost. In addition, the degree of freedom of the filter design itself is limited.
【0007】また一般的には、フィルタの信号通過帯域
内の群遅延時間周波数特性を一定にするためには、帯域
幅を広く設定して信号の通過周波数帯の群遅延周波数特
性を一定にするか、群遅延特性を一定にするタイプのフ
ィルタを用い信号の通過周波数帯の群遅延時間を一定に
する必要があるが、どちらの方法を採用しても信号帯域
外のカットオフ特性が犠牲になるため、信号帯域外の耐
妨害波特性を低下させてしまう。また、SAW帯域制限
フィルタを受信機に用いて群遅延時間周波数特性を極力
一定にするような設計を施す場合でも、入出力部分の多
重反射によって通過帯域内に10nsec(距離に換算する
と3m)程度のリップルを持った群遅延時間周波数特性
となってしまい、その結果として、この時間差に衛星航
法システムの幾何学的精度を掛け合わせた精度に相当す
る大きな測位誤差が生じる。Generally, in order to make the group delay time frequency characteristics in the signal pass band of the filter constant, the bandwidth is set wide to make the group delay frequency characteristics in the signal pass frequency band constant. Alternatively, it is necessary to make the group delay time in the pass band of the signal constant by using a type of filter that makes the group delay characteristic constant, but the cutoff characteristic outside the signal band is sacrificed with either method. Therefore, the anti-jamming wave characteristic outside the signal band is reduced. Even when the SAW band limiting filter is used for the receiver to make the group delay time frequency characteristic as constant as possible, the reflection is approximately 10 nsec (3 m in distance) within the pass band due to multiple reflection of the input and output portions. As a result, a large positioning error corresponding to the accuracy obtained by multiplying the time difference by the geometric accuracy of the satellite navigation system occurs.
【0008】また、周波数によって異なる群遅延時間の
差を予め測定しておいて測位計算を行う際に予め測定し
ておいた群遅延時間差で各衛星の擬似距離を補正する方
法では以下のような問題が生じる。すなわち、受信機内
部の群遅延時間差を、ある定まった温度下で予め測定し
てデータとして記憶し、実際に測位に使用する衛星航法
システムの信号を受信して得られた擬似距離に、予め測
定した群遅延時間差を補正して、衛星の信号によって異
なる群遅延時間差が測定結果に与える誤差を減少させる
方法では、群遅延時間差を予め測定した温度下において
は誤差の少ない測位が可能となるが、受信機の温度変化
によってフィルタの群遅延時間周波数特性が変化してし
まうので、周囲温度が変化した場合に群遅延時間差の影
響を取り除くことができない。A method of measuring the difference of the group delay time different depending on the frequency in advance and correcting the pseudorange of each satellite by the previously measured group delay time difference when performing positioning calculation is as follows. Problems arise. That is, the group delay time difference inside the receiver is measured in advance at a certain temperature and stored as data, and the pseudo distance obtained by receiving the signal of the satellite navigation system actually used for positioning is measured in advance. In the method of correcting the group delay time difference, and reducing the error that the group delay time difference depending on the satellite signal gives to the measurement result, positioning with less error is possible at a temperature at which the group delay time difference is measured in advance, Since the group delay time frequency characteristic of the filter changes due to the temperature change of the receiver, the influence of the group delay time difference cannot be removed when the ambient temperature changes.
【0009】従ってこの方式では、受信機の温度制御を
行って温度を一定に保つ手段を付加するか、どの温度で
も補正が行えるように予め使用する全温度範囲における
群遅延時間の差を測定しデータとして記憶し、実際に擬
似距離を測定する際の受信機の温度を検出することで、
温度に対応した擬似距離補正を可能にするように構成し
なければならないが、前者の場合にはヒーターやその制
御回路を設ける必要があるため受信機が大型化,複雑化
する。また後者の場合は測定したデータの経年変化を含
めた再現性に問題が生じる。Therefore, in this method, means for controlling the temperature of the receiver to keep the temperature constant is added, or the difference in group delay time in the entire temperature range used in advance is measured so that correction can be performed at any temperature. By storing it as data and detecting the temperature of the receiver when actually measuring the pseudorange,
Although it must be configured to enable pseudo-range correction corresponding to temperature, in the former case, it is necessary to provide a heater and its control circuit, so that the receiver becomes large and complicated. In the latter case, there is a problem in the reproducibility of the measured data including the secular change.
【0010】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、周囲環境変化により受信機内で発生
する周波数の相違に基づく群遅延時間の差をリアルタイ
ムで補正して正確な測位が行える衛星航法受信機を提供
することを目的としている。The present invention has been made to solve such a problem, and corrects a difference in group delay time based on a difference in frequency generated in a receiver due to a change in an ambient environment in real time, thereby enabling accurate positioning. It aims to provide a satellite navigation receiver.
【0011】なお本願出願人は、上述のような問題点を
解決する発明として、平成9年10月1日に「GLON
ASS受信機」と題する特許出願(特願平9−2831
92号)を行っている。この先行出願は、搬送周波数が
それぞれ相違する複数の衛星からの信号を受信してその
到達時間を算出すると共に、受信機内部で発生する信号
の伝送遅延が各搬送周波数によって相違する遅延時間の
ズレをキャリブレーションするGLONASS受信機に
おいて、受信機内部で前記各搬送周波数とそれぞれ同一
周波数の擬似信号(パイロット信号)を発生させてこの
擬似信号の各周波数別の遅延時間を常時測定し、常時測
定される遅延時間を用いて受信中の前記衛星信号からの
信号データをリアルタイムにキャリブレーションするこ
とで、群遅延時間の差に基づく測位誤差を補正すること
としている。本願は上述の先行出願の技術を利用して更
に正確な補正を行い正確な測位データを出力する衛星航
法受信機を提供することを目的としている。[0011] The applicant of the present invention disclosed "GLON on October 1, 1997" as an invention for solving the above problems.
ASS Receiver ”(Japanese Patent Application No. 9-2831)
No. 92). This prior application receives signals from a plurality of satellites each having a different carrier frequency, calculates the arrival time thereof, and delays the transmission delay of a signal generated inside the receiver depending on each carrier frequency. In a GLONASS receiver for calibrating, a pseudo signal (pilot signal) having the same frequency as each of the carrier frequencies is generated inside the receiver, and the delay time of each frequency of the pseudo signal is constantly measured. By calibrating the signal data from the satellite signal being received in real time using the delay time, the positioning error based on the difference in the group delay time is corrected. An object of the present application is to provide a satellite navigation receiver that outputs more accurate positioning data by performing more accurate correction using the technology of the above-mentioned prior application.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係わる衛星航法
受信機は、複数の衛星からの信号を受信して各信号の到
達時間で測位計算を行うと共に、受信機内部で生じる信
号の群遅延時間の差を補正する衛星航法受信機におい
て、各衛星からの信号それぞれの搬送波周波数,信号レ
ベル,PNコード,PNコード周波数およびPNコード
位相を検出する衛星信号検出手段と、前記衛星信号検出
手段で検出されたそれぞれの信号と同一周波数,同一信
号レベル,同一PNコード,同一PNコード周波数で、
PNコードの位相を異ならせた擬似信号を発生させる擬
似信号発生手段と、前記擬似信号発生手段で発生させた
それぞれの擬似信号が受信機内部で生じる群遅延時間を
測定する群遅延時間測定手段と、前記群遅延時間測定手
段で測定された群遅延時間を用いて前記各衛星からのそ
れぞれの信号が受信機内部で生じる群遅延時間の差をリ
アルタイムに補正する補正手段とを備えたことを特徴と
する。SUMMARY OF THE INVENTION A satellite navigation receiver according to the present invention receives signals from a plurality of satellites, performs positioning calculation based on the arrival time of each signal, and also generates a group delay of a signal generated inside the receiver. In a satellite navigation receiver for correcting a time difference, a satellite signal detecting means for detecting a carrier frequency, a signal level, a PN code, a PN code frequency and a PN code phase of each signal from each satellite; At the same frequency, the same signal level, the same PN code, and the same PN code frequency as the detected signals,
Pseudo signal generating means for generating pseudo signals having different phases of PN codes; group delay time measuring means for measuring group delay times in which each pseudo signal generated by the pseudo signal generating means is generated inside the receiver; Correction means for correcting, in real time, a difference between group delay times in which signals from the respective satellites are generated inside a receiver using the group delay time measured by the group delay time measurement means. And
【0013】また前記擬似信号発生手段で発生させるそ
れぞれの擬似信号は、対応する衛星からの実信号とPN
コードの位相を1チップ以上離した信号であることを特
徴とする。Each of the pseudo signals generated by the pseudo signal generating means includes a real signal from a corresponding satellite and a PN signal.
It is characterized in that the signal is a signal having a code phase separated by one chip or more.
【0014】本発明の衛星航法受信機は上述のようにP
Nコードの位相のみ実信号と異なる擬似信号で群遅延時
間差を計測して補正する構成としたので、群遅延時間差
の補正がより正確に行え、より正確な測位が可能とな
る。また擬似信号を実信号とPNコードの位相を1チッ
プ以上離した信号としたので実信号での測位動作を妨げ
ることなく群遅延時間の差の計測が可能となる。またG
PS衛星航法受信機,GLONASS衛星航法受信機ど
ちらにも実施でき、さらに両用の衛星航法受信機にも実
施できる。The satellite navigation receiver of the present invention has a P
Since the configuration is such that the group delay time difference is measured and corrected using a pseudo signal different from the real signal only in the phase of the N code, the group delay time difference can be corrected more accurately, and more accurate positioning can be performed. Further, since the pseudo signal is a signal in which the phase of the real signal and the PN code are separated by one chip or more, the difference in group delay time can be measured without hindering the positioning operation with the real signal. G
The present invention can be applied to both the PS navigation receiver and the GLONASS satellite navigation receiver, and can be applied to a dual-purpose satellite navigation receiver.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の衛星航法
受信機の装置構成の一実施形態を示すブロック図であ
る。図1において、1はアンテナ部であり、衛星航法シ
ステムの各衛星から送信される電波信号を受信して電気
信号に変換し混合器2に送る動作を行う。混合器2で
は、この衛星からの実信号と後述する擬似信号(群遅延
時間測定用擬似信号とも言う)とを混合し、周波数変換
部3に送る。周波数変換部3では、送られてくる信号を
帯域制限フィルタで帯域制限し、且つ復調処理が可能な
周波数へ周波数変換する。このとき周波数変換に使用す
る局部発振信号は局発部4で作られており、局発部4の
内部には高安定な信号源を基準として位相同期をかける
シンセサイザ回路が構成されている。衛星の周波数によ
って群遅延時間に差が生じてしまう主な原因は、この周
波数変換部3における帯域制限フィルタの影響によるも
のである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the device configuration of the satellite navigation receiver of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an antenna unit, which performs an operation of receiving a radio signal transmitted from each satellite of the satellite navigation system, converting the signal into an electric signal, and transmitting the electric signal to the mixer 2. The mixer 2 mixes a real signal from the satellite with a pseudo signal (also referred to as a group delay time measurement pseudo signal), which will be described later, and sends the mixed signal to the frequency converter 3. In the frequency conversion unit 3, the band of the transmitted signal is band-limited by the band-limiting filter, and the signal is frequency-converted to a frequency that can be demodulated. At this time, the local oscillation signal used for the frequency conversion is generated by the local oscillator 4, and inside the local oscillator 4, a synthesizer circuit for performing phase synchronization based on a highly stable signal source is configured. The main cause of the difference in the group delay time depending on the satellite frequency is due to the influence of the band limiting filter in the frequency conversion unit 3.
【0016】周波数変換部3で周波数変換された信号
は、A/D変換部5に入力され、復調部6でディジタル
データ処理が可能なように1ビットのディジタル信号に
変換される。そしてディジタル化された信号は復調部6
に入力され、衛星選択部8によって選択された衛星に対
して信号捕捉・追尾制御部7が動作し復調が行われる。
そして復調された衛星からの実信号は、搬送波周波数・
レベル検出部9,PNコード周波数・位相検出部10に
よって、その搬送波周波数,信号レベル,PNコード,
PNコード周波数及びその位相が検出され、検出された
これらのデータがコード遅延時間測定制御部11に送ら
れる。The signal whose frequency has been converted by the frequency conversion unit 3 is input to an A / D conversion unit 5 and converted into a 1-bit digital signal by a demodulation unit 6 so that digital data processing is possible. The digitized signal is supplied to the demodulation unit 6
The signal acquisition / tracking control unit 7 operates on the satellite selected by the satellite selection unit 8 to perform demodulation.
The actual signal from the demodulated satellite is calculated based on the carrier frequency
The level detector 9 and the PN code frequency / phase detector 10 determine the carrier frequency, signal level, PN code,
The PN code frequency and its phase are detected, and the detected data is sent to the code delay time measurement control unit 11.
【0017】コード遅延時間測定制御部11では、これ
らのデータから擬似信号発生部20で発生させる群遅延
時間測定用擬似信号を制御する。すなわち擬似信号発生
部20において、各衛星からのそれぞれの実信号と、同
一搬送波周波数,同一信号レベル,同一PNコード,同
一PNコード周波数の信号であって、復調部6で復調さ
れている衛星からの実信号の受信測位動作に影響を与え
ないように、1チップ以上PNコードの位相を異ならせ
て、それぞれの群遅延時間測定用擬似信号を発生させる
ように、擬似信号発生部20内の搬送波周波数制御部1
2,PNコード周波数・位相制御部13を制御する。The code delay time measurement control section 11 controls a pseudo signal for group delay time measurement generated by the pseudo signal generation section 20 from these data. That is, in the pseudo signal generating section 20, the real signal from each satellite and the signal of the same carrier frequency, the same signal level, the same PN code, and the same PN code frequency, The carrier wave in the pseudo signal generation unit 20 is generated so that the phase of the PN code is changed by one or more chips so as not to affect the reception positioning operation of the real signal of the real signal and generate pseudo signals for group delay time measurement. Frequency control unit 1
2. Control the PN code frequency / phase control unit 13.
【0018】搬送波周波数制御部12は、搬送波発生部
14を制御して同一周波数の搬送波を発生させる。また
PNコード周波数・位相制御部13とコード遅延時間測
定制御部11は、PNコード発生部15を制御して、上
述のように衛星の信号受信を妨げることのないように位
相を制御した同一PNコードを発生させる。そして搬送
波発生部14で作り出された搬送波は、コード遅延時間
測定制御部11の制御により、搬送波レベル制御部16
で、遅延時間を測定しようとしている実衛星信号の搬送
波と同じ出力レベルに制御されて変調部17に入力され
る。変調部17では、入力された搬送波をPNコード発
生部15から入力されたPNコードで変調し、群遅延時
間測定用擬似信号を生成して混合器2に送出する。The carrier frequency control unit 12 controls the carrier generation unit 14 to generate a carrier having the same frequency. The PN code frequency / phase control unit 13 and the code delay time measurement control unit 11 control the PN code generation unit 15 to control the phase so as not to hinder satellite signal reception as described above. Generate code. The carrier generated by the carrier generation unit 14 is controlled by the code delay time measurement control unit 11 to control the carrier level control unit 16.
Then, the delay time is controlled to the same output level as the carrier of the actual satellite signal for which the delay time is to be measured, and is input to the modulator 17. The modulator 17 modulates the input carrier with the PN code input from the PN code generator 15, generates a group delay time measurement pseudo signal, and sends it to the mixer 2.
【0019】混合器2に入力された群遅延時間測定用擬
似信号は、衛星からの実信号が受信機内部で通過する経
路と同じ経路で、周波数変換部3から復調部6まで送ら
れることになる。この群遅延時間測定用擬似信号は、群
遅延時間を求めようとする衛星からの実信号と、PNコ
ードの位相を除いて同じであるため、受信機内部で群遅
延時間を測定しようとする衛星からの実信号と同様の群
遅延時間が生じる。すなわち本発明の群遅延時間測定用
擬似信号は、上述の先行技術のように搬送波周波数だけ
でなく、信号レベル,PNコード及びPNコード周波数
を実信号と一致させることとしたので、実信号の群遅延
時間の差により近い群遅延時間の差を計測することがで
きるようになる。また、コード遅延時間測定制御部11
の制御によって発生させたPNコードの位相と擬似信号
を復調したときのPNコードの位相とを比較すること
で、周波数変換部3を含んだこの経路におけるこの信号
の群遅延時間を測定することができる。また、この群遅
延時間測定用擬似信号は、衛星からの実信号とPNコー
ドが1チップ以上異なるため、PNコードの相関関係に
よって現在受信されている衛星からの実信号の受信動作
を妨げることはなく、全く別の信号として復調すること
ができる。以上のような動作を、群遅延時間を測定しよ
うとしている各衛星の信号に対して行うことによって、
各衛星からの実信号の群遅延時間の差を求めることがで
きる。The pseudo signal for measuring the group delay time input to the mixer 2 is transmitted from the frequency converter 3 to the demodulator 6 on the same path as the path through which the real signal from the satellite passes inside the receiver. Become. Since the pseudo signal for measuring the group delay time is the same as the real signal from the satellite for which the group delay time is to be obtained, except for the phase of the PN code, the satellite for which the group delay time is to be measured inside the receiver A group delay time similar to that of the actual signal from That is, the pseudo signal for measuring the group delay time of the present invention is such that not only the carrier frequency but also the signal level, the PN code and the PN code frequency are made to coincide with the real signal as in the prior art described above. The difference in group delay time closer to the difference in delay time can be measured. The code delay time measurement control unit 11
By comparing the phase of the PN code generated by the above control with the phase of the PN code when the pseudo signal is demodulated, the group delay time of this signal in this path including the frequency conversion unit 3 can be measured. it can. Since the pseudo signal for measuring group delay time differs from the real signal from the satellite by one or more chips in the PN code, the correlation of the PN code does not hinder the operation of receiving the real signal from the currently received satellite. And can be demodulated as a completely different signal. By performing the above operation on the signal of each satellite whose group delay time is to be measured,
The difference between the group delay times of the actual signals from each satellite can be determined.
【0020】そして群遅延時間測定用擬似信号の発生か
ら混合器2への入力までの経路における群遅延時間差を
ゼロにすることによって、測定される時間差は、混合器
2への入力から復調器6までの遅延時間差、すなわち求
めようとする各衛星の信号間で異なる群遅延時間の差と
同様にすることができる。擬似信号発生部20で群遅延
時間測定用擬似信号を発生させてから混合器2へ入力す
るまでの群遅延時間差を一定にするためには、変調部1
7から混合器2への入力までの経路に、周波数特性を有
するようなフィルタ等の回路を挿入せず、直接接続する
ことで可能となる。By making the group delay time difference in the path from the generation of the pseudo signal for measuring the group delay time to the input to the mixer 2 zero, the measured time difference is obtained from the input to the mixer 2 to the demodulator 6. , That is, the difference in the group delay time between the signals of the respective satellites to be obtained. In order to make the group delay time difference between the generation of the pseudo signal for measuring the group delay time in the pseudo signal generation unit 20 and the input to the mixer 2 constant, the modulation unit 1
This can be achieved by directly connecting a circuit such as a filter having a frequency characteristic to the path from 7 to the input to the mixer 2 without inserting a circuit such as a filter having frequency characteristics.
【0021】このようにして求めた群遅延時間測定用擬
似信号の発生から復調までの時間差を、測位に使用して
いる各衛星の実信号に対して求める。具体的な方法とし
ては、現在受信している各衛星の信号(例えば1からN
の衛星)に対して、例えば100msec毎に時間で分割し
て、衛星1,衛星2,衛星3,・・・,衛星N,といっ
た順番で群遅延時間測定用擬似信号を発生させ、発生さ
せた群遅延時間測定用擬似信号を用いて割り当てられた
時間内に群遅延時間を求める。この測定動作を繰り返す
ことによって、受信測位している各衛星からの信号に対
してリアルタイムに受信機内で発生する群遅延時間の差
を測定することができる。このようにして求めた群遅延
時間は遅延時間検出部18に送られる。遅延時間検出部
18では、以上のような動作によって求められた各衛星
に対する群遅延時間からその差分を求め、周波数変換部
3における遅延時間の差のデータとして測位計算部19
に送る。測位計算部19では、この群遅延時間の差を各
衛星からの信号で測定した擬似距離のオフセット値とし
て、擬似距離を補正し、補正した擬似距離で測位計算を
行う。この場合、実衛星信号の群遅延時間をそれぞれゼ
ロとする補正を行っても良く、また群遅延時間の差がゼ
ロとなる補正を行っても良い。The time difference from the generation of the pseudo signal for measuring the group delay time to the demodulation thus obtained is obtained for the actual signal of each satellite used for positioning. As a specific method, a signal of each satellite currently being received (for example, 1 to N
For example, the pseudo signals for measuring group delay time are generated and generated in the order of satellite 1, satellite 2, satellite 3,..., Satellite N in order of 100 msec. The group delay time is determined within the allocated time using the group delay time measurement pseudo signal. By repeating this measurement operation, it is possible to measure the difference in the group delay time generated in the receiver in real time with respect to the signal from each satellite that is receiving and positioning. The group delay time obtained in this way is sent to the delay time detecting unit 18. The delay time detecting section 18 obtains the difference from the group delay time for each satellite obtained by the above operation and obtains the difference as the data of the delay time difference in the frequency conversion section 3, and the positioning calculating section 19.
Send to The positioning calculation unit 19 corrects the pseudo distance using the difference in group delay time as an offset value of the pseudo distance measured by a signal from each satellite, and performs positioning calculation using the corrected pseudo distance. In this case, the correction may be performed such that the group delay time of the actual satellite signal is zero, or the correction may be performed such that the difference between the group delay times is zero.
【0022】なお図1に示す装置構成は一実施形態であ
り、本願発明は各衛星からの信号の搬送波周波数,信号
レベル,PNコード,PNコード周波数およびPNコー
ド位相を検出し、同一周波数,同一信号レベル,同一P
Nコード,同一PNコード周波数で、PNコードの位相
が異なる擬似信号を発生させ、この擬似信号で受信機内
部で生じる群遅延時間を測定し、測定した群遅延時間を
用いて各衛星からのそれぞれの信号の群遅延時間の差を
補正することを要旨とするものであり、装置構成が図1
の実施形態に限定されるものではないことは言うまでも
ない。The apparatus configuration shown in FIG. 1 is an embodiment, and the present invention detects the carrier frequency, signal level, PN code, PN code frequency and PN code phase of a signal from each satellite, and detects the same frequency, the same PN code phase. Signal level, same P
A pseudo signal having a different PN code phase at the N code and the same PN code frequency is generated, a group delay time generated inside the receiver is measured with the pseudo signal, and each of the satellites is transmitted from each satellite using the measured group delay time. The purpose of the present invention is to correct the difference in the group delay time of the signals of FIG.
It is needless to say that the present invention is not limited to the embodiment.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明の衛星航法受
信機は、各衛星から受信される実信号を検出し、実信号
とPNコードの位相だけ相違させた群遅延時間測定用擬
似信号を生成し、この群遅延時間測定用擬似信号で群遅
延時間の差を検出して実信号の群遅延時間の差を補正す
る構成としたので、群遅延特性を一定にする特殊なフィ
ルタを使用することなく全ての使用条件下で高精度な測
位が可能となる。このため帯域制限フィルタや受信機の
周波数構成に対して設計の自由度が制限されることがな
く、また帯域外の耐妨害波特性を損なうことのない受信
機を構成できる等の効果がある。As described above, the satellite navigation receiver of the present invention detects a real signal received from each satellite, and generates a group delay time measurement pseudo signal which is different from the real signal by the phase of the PN code. A special filter that keeps the group delay characteristic constant is used because it is configured to generate and detect the difference in the group delay time with the pseudo signal for measuring the group delay time and correct the difference in the group delay time of the real signal. High-precision positioning is possible under all use conditions without any problem. For this reason, there is an effect that the degree of freedom of design is not limited with respect to the band limiting filter and the frequency configuration of the receiver, and a receiver can be configured without impairing the anti-jamming characteristic outside the band. .
【図1】本発明の衛星航法受信機の装置構成の一実施形
態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a device configuration of a satellite navigation receiver of the present invention.
1 アンテナ部 2 混合器 3 周波数変換部 4 局部発振部 5 A/D変換部 6 復調部 7 信号捕捉・追尾制御部 8 衛星選択部 9 搬送波周波数・レベル検出部 10 PNコード周波数・位相検出部 11 コード遅延時間測定制御部 12 搬送波周波数制御部 13 PNコード周波数・位相制御部 14 搬送波発生部 15 PNコード発生部 16 搬送波レベル制御部 17 変調部 18 遅延時間検出部 19 測位計算部 20 擬似信号発生部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna part 2 Mixer 3 Frequency conversion part 4 Local oscillation part 5 A / D conversion part 6 Demodulation part 7 Signal acquisition / tracking control part 8 Satellite selection part 9 Carrier frequency / level detection part 10 PN code frequency / phase detection part 11 Code delay time measurement control unit 12 Carrier frequency control unit 13 PN code frequency / phase control unit 14 Carrier generation unit 15 PN code generation unit 16 Carrier wave level control unit 17 Modulation unit 18 Delay time detection unit 19 Positioning calculation unit 20 Pseudo signal generation unit
Claims (2)
の到達時間で測位計算を行うと共に、受信機内部で生じ
る信号の群遅延時間の差を補正する衛星航法受信機にお
いて、 各衛星からの信号それぞれの搬送波周波数,信号レベ
ル,PNコード,PNコード周波数およびPNコード位
相を検出する衛星信号検出手段と、 前記衛星信号検出手段で検出されたそれぞれの信号と同
一周波数,同一信号レベル,同一PNコード,同一PN
コード周波数で、PNコードの位相を異ならせた擬似信
号を発生させる擬似信号発生手段と、 前記擬似信号発生手段で発生させたそれぞれの擬似信号
が受信機内部で生じる群遅延時間を測定する群遅延時間
測定手段と、 前記群遅延時間測定手段で測定された群遅延時間を用い
て前記各衛星からのそれぞれの信号が受信機内部で生じ
る群遅延時間の差をリアルタイムに補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする衛星航法受信機。1. A satellite navigation receiver for receiving signals from a plurality of satellites, performing positioning calculation based on the arrival time of each signal, and correcting a difference in a group delay time of a signal generated inside the receiver. Satellite signal detecting means for detecting a carrier frequency, a signal level, a PN code, a PN code frequency and a PN code phase of each of the signals from the satellite, the same frequency, the same signal level as the respective signals detected by the satellite signal detecting means, Same PN code, same PN
Pseudo signal generating means for generating a pseudo signal having a different PN code phase at a code frequency; and a group delay for measuring a group delay time in which each pseudo signal generated by the pseudo signal generating means is generated inside a receiver. A time measuring unit; and a correcting unit that corrects, in real time, a difference in a group delay time in which a signal from each of the satellites is generated inside a receiver using the group delay time measured by the group delay time measuring unit. A satellite navigation receiver.
ぞれの擬似信号は、対応する衛星からの実信号とPNコ
ードの位相を1チップ以上離した信号であることを特徴
とする請求項1記載の衛星航法受信機。2. The apparatus according to claim 1, wherein each of the pseudo signals generated by said pseudo signal generation means is a signal having a phase of a PN code separated from a real signal from a corresponding satellite by one chip or more. Satellite navigation receiver.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1997
- 1997-12-24 JP JP36606297A patent/JP3730387B2/en not_active Expired - Fee Related
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US12044783B2 (en) | 2019-12-19 | 2024-07-23 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for detecting a group runtime variation for a navigation sensor for a navigation system for a vehicle and navigation sensor with a device of this kind |
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