JPH112674A

JPH112674A - Ｇｐｓ受信機

Info

Publication number: JPH112674A
Application number: JP15544397A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Tateda; 良文舘田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】短い時間に高い精度で測定ができるととも
に、中間周波信号のフィルタ特性を厳密に管理しなくて
も、衛星信号と疑似雑音発生器との間の疑似雑音符号の
位相差を精度よく測定できるＧＰＳ受信機を提供する。【解決手段】受信機の疑似雑音発生器116で発生する
疑似雑音符号のタイミングに対して、相関器117におい
て一定の時間差を持ったタイミングに受信信号を標本化
し、この標本化した受信信号の振幅値を、疑似雑音発生
器が出力する疑似雑音符号が１であるときのみ、または
０であるときのみ積分し、この積分結果を使って衛星信
号の疑似雑音符号と受信機で発生する疑似雑音符号の位
相差を測定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は測位衛星の信号を受
信し位置を測定するＧＰＳ(Grobal PositioningSystem)
受信機、特に米国が運用しているＮＡＶＳＴＡＲ衛星
や、ロシア共和国が運用しているＧＬＯＮＡＳＳ衛星な
ど、スペクトル拡散信号の位相を測定することにより、
衛星信号が示す時刻を測定して位置を求める受信機に関
し、受信している衛星信号を疑似雑音符号のタイミング
にあわせて標本化し、短い時間で精度よく位置を測定す
るＧＰＳ受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＧＰＳ受信機はカーナビゲーショ
ンシステムや、船舶の航法装置，航空機の航法装置の位
置センサーとして広く利用されている。

【０００３】従来のＧＰＳ受信機として特開平４−2088
9号公報，特開平４−269682号公報に記載されたものが
知られている。図11は従来のＧＰＳ受信機の構成の一例
を示すブロック図であり、図中、１は周波数1.57542GHz
の搬送波を衛星毎に固有のＣ／Ａコードと呼ばれる疑似
雑音符号と50bpsのデータで位相変調したＧＰＳ衛星信
号(Ｌ１)を送信するＧＰＳ衛星、２はＧＰＳ衛星１の電
波を受ける無指向性のアンテナ、３は衛星信号を瀘波す
る周波数1.57542GHzで帯域幅が30MHzの帯域フィルタ、
４は周波数1.57542GHz帯の増幅器、５は1.624524GHzの
局部信号を発生する局部発振器、６はこの出力信号と衛
星信号を混合し中間周波信号を出力する混合器、７は混
合器６が出力する46.104MHzで帯域幅10MHzの第１中間周
波信号を２値のデジタル信号に変換する比較器、10は２
値化した第１中間周波信号を65.472MHzの周波数で標本
化するラッチ、11は第２中間周波信号を基底帯域に周波
数変換する局部信号を発生する局部発振器、12は局部発
振器11の出力と第２中間周波信号を混合する混合器、13
は65.472MHzで標本化した信号を16.368MHzで標本化した
信号に変換する低域フィルタ、14は基準クロックを発生
する基準発振器、15は基準発振器の出力を４逓倍する逓
倍器、16は複数の衛星についてそれぞれ固有の疑似雑音
符号を発生する疑似雑音発生器、17は複数の衛星それぞ
れについて衛星信号と疑似雑音発生器16の出力を混合
し、一定の期間時間積分して相関を求める相関器、18は
衛星毎に時間順次で出力する数値制御発振器、20は各衛
星について順次相関器17の出力信号を直交周波数変換す
る混合器、21は混合器の出力ＩとＱを順次切り替えて出
力するスイッチ、22は混合器20の出力ごとに累積加算す
る加算器、23は加算器22の出力を保持するＲＡＭ(ラン
ダムアクセスメモリ)、24はこの衛星毎に同相成分と直
交成分を累積加算値した結果を用いて、衛星信号に追尾
するように疑似雑音発生器16と数値制御発振器19を制御
するマイクロプロセッサを含む制御部である。

【０００４】以上のように構成されたＧＰＳ受信機につ
いて、以下その動作を説明する。

【０００５】まず、複数のＧＰＳ衛星１の電波をアンテ
ナ２で受け、受けた信号よりフィルタ３で不要な信号を
除き、増幅器４で増幅した後、局部発振器５，混合器６
およびフィルタ７で構成する周波数変換回路で周波数変
換する。その出力した第１中間周波信号の周波数は49.1
04MHzを中心とする信号である。次に、この第１中間周
波信号を増幅器８で増幅および振幅制御したあと、比較
器９において２値のロジック信号に変換する。この２値
化した信号をラッチ10において、４逓倍器15が出力する
65.472MHzのクロック信号で標本化する。これ以降はす
べての信号を離散値として、ロジック回路または演算回
路で信号処理する。この標本化において、第１中間周波
信号と、標本化周波数との干渉を利用し、16.368MHzを
中心とする第２の中間周波信号に周波数変換する。標本
化した信号は局部発振器11が出力する16.368MHzのＩ信
号と、Ｉ信号に対し90°位相の異なるＱ信号によって、
直交周波数変換する。さらに、この周波数変換した衛星
信号Ｉ，Ｑについて、受信する衛星毎に独立した信号処
理を行う。

【０００６】疑似雑音発生器16は受信する衛星それぞれ
について、前記Ｃ／Ａコードと呼ばれる疑似雑音符号を
出力する。この疑似雑音符号と前記第２中間周波信号
Ｉ，Ｑを、衛星毎に相関器17によって混合して相関を求
める。疑似雑音符号の位相は、信号基準クロックである
16.368MHzのタイミングを単位として量子化し、この量
子化した値を疑似雑音発生器16に設定する。相関器17は
受信信号と疑似雑音符号を混合したあと、数百KHzの標
本化周波数まで時間積分によって平滑化し、この平滑化
した信号Ａ_I，Ａ_Q，Ｂ_I，Ｂ_Qを出力する。数値制御発振
器19はそれぞれの衛星について再生搬送波信号を発振
し、直交した出力信号ＩおよびＱを出力する。この出力
によって混合器20は平滑化した相関器17の出力信号を直
交周波数変換する。この周波数変換では、入力信号の標
本化周波数が低くなっているので、複数の衛星について
時分割で処理する。混合器20が出力する同相成分Ｉと直
交成分Ｑは、スイッチ21において時間順次信号に変換す
る。そして、加算器22とＲＡＭ23で構成する累積加算器
は、衛星毎に混合器20の出力ＩおよびＱを累積加算す
る。信号Ａ_I，Ａ_Qを周波数変換し、累積加算した値を相
関結果Ｐ_I，Ｐ_Qとし、信号Ｂ_I，Ｂ_Qを周波数変換し累積
した値を相関結果Ｄ_I，Ｄ_Qとする。加算する期間はＣ／
Ａコードの始まりから終わりまでの１msecを１区間とし
てその整数倍とする。制御部24は、相関結果Ｐ_Q成分の
振幅が小さくなるように数値制御発振器19を制御するこ
とによって、衛星信号の搬送波を追尾する。さらに、相
関結果Ｄ_I成分の振幅を調べ、この振幅が小さくなるよ
うに疑似雑音発生器16の位相を変えることにより、衛星
信号の疑似雑音を追尾する。さらに制御部24は、相関結
果のＰ_I成分の正負を判別することによって、50bpsのデ
ータを復調する。そして、衛星信号の疑似雑音符号の位
相を、疑似雑音発生器に設定している位相を読み取るこ
とにより測定し、データの伝送タイミングと組み合わせ
て、衛星が電波を発射した時刻を求める。さらに、制御
部24において、複数の衛星について受け取った軌道情報
や時刻情報と測定した時刻を使って、受信機のアンテナ
位置を演算により求め、外部へ出力する。

【０００７】図12は従来のＧＰＳ受信機の構成要素であ
る相関器の構成を示すブロック図であり、図中、カウン
タ25は図11の疑似雑音発生器16が発生する疑似雑音符号
に対し、基準クロック８個先行したタイミング信号を合
図に計数を始め、先行した疑似雑音符号のタイミングを
発生するカウンタ、カウンタ26はカウンタ25と同様な方
法により、疑似雑音発生器16と同じタイミングの疑似雑
音符号を発生するカウンタ、カウンタ27はカウンタ26が
出力するタイミング信号より計数を始め、後行した疑似
雑音符号のタイミングを発生するカウンタである。ラッ
チ28，29，30はそれぞれカウンタ25，26，27が出力する
タイミングに、図11の疑似雑音発生符号を順次保持する
Ｄラッチである。減算器31はラッチ25とラッチ27の出力
の差に応じた振幅を出力する演算回路である。混合器32
はラッチ29が出力する一致したタイミングに相当する疑
似雑音符号を、図11のフィルタ13の出力と混合する乗算
器、混合器33は図11のフィルタ13の出力と減算器31の出
力を混合する乗算器である。フィルタ34，35は混合器3
2，33の出力をそれぞれ時間積分し、標本化周波数が数
百KHzの平滑化した信号Ａ_I，Ａ_Q，Ｂ_I，Ｂ_Qを出力する
累算加算器である。

【０００８】以下この相関器17の動作を説明する。ラッ
チ29が出力する一致したタイミングに相当する疑似雑音
符号が、受信している衛星信号の疑似雑音符号と、符号
の種類が同じで、位相が概略一致しているとする。この
とき受信している衛星信号は、混合器32においてスペク
トル拡散された信号が逆拡散され、50bpsでＢＰＳＫ変
調された位相変調信号を得ることができる。混合器32は
ラッチ29の出力が０の場合は、入力信号を正負反転して
出力し、１の場合は、入力信号をそのまま出力し、さら
にフィルタ34を介して平滑化した信号Ａ_I，Ａ_Qを出力す
る。この信号Ａ_I，Ａ_Qを混合器20で周波数変換し、加算
器22で累積加算する。得られた相関結果の直交成分Ｐ_Q
を使って、前記のごとく数値制御発振器19を制御するこ
とによって衛星信号の搬送波を追尾し、同相成分Ｐ_Iを
使って、衛星からＢＰＳＫ変調で送られる50bpsのデー
タを復調する。

【０００９】一方、先行する疑似雑音符号と後行する疑
似雑音符号は、一致したタイミングに相当する疑似雑音
符号に対して、それぞれ同じ幅Δだけ前および後になる
ように制御部24が制御する。Δが８であれば、先行と後
行の疑似雑音符号のタイミング差は基準クロック16個と
なり、疑似雑音符号１チップに相当する。減算器31の出
力は(表１)に示すものとする。

【００１０】

【表１】

【００１１】この減算器31の出力と、フィルタ13の出力
を混合器33で乗算し、フィルタ35を介して相関結果
Ｄ_I，Ｄ_Qを出力する。図13は従来のＧＰＳ受信機におけ
る疑似雑音符号の説明図であり、図13(a)はラッチ29の
出力信号を示しており、図13(b)と図13(c)はそれぞれ先
行と後行の疑似雑音符号の差Δを８および２とした場合
の減算器31の出力を示している。図14は従来のＧＰＳ受
信機における位相差変化に対する相関の変化の説明図で
あり、衛星信号の疑似雑音符号と疑似雑音発生器16の発
生する疑似雑音符号の位相差に対する相関結果Ｐ_I，Ｄ_I
の振幅の関係を示している。ただし、疑似雑音発生器16
は衛星信号と同じ疑似雑音符号を発生しており、数値制
御発振器19は衛星信号の搬送波を追尾しているとする。
図14(a)は相関結果Ｐ_Iの振幅であって、位相差±１チッ
プの範囲で位相差が増加するとともに振幅が減少してい
る。図14(b)は先行と後行の疑似雑音符号の差Δを８と
した場合の相関結果Ｄ_Iの振幅、図14(c)は差Δを２とし
た場合の相関結果Ｄ_Iの振幅である。図14(b)と(c)は、
Ｐ_Iと信号の正負と一致する場合を正、逆の場合を負と
している。制御部24は、図14(a)の相関結果Ｐ_Iの振幅が
大きく、かつ(b)または(c)の相関結果Ｄ_Iの振幅結果の
幅が小さくなるように、疑似雑音発生器16の位相を制御
することによって、衛星信号の疑似雑音符号を追尾す
る。

【００１２】先行と後行の疑似雑音符号の差Δを８とし
た場合は、図13(b)と図14(b)に示すように、受信してい
る衛星信号に乗算する減算器31の出力が１または−１に
なっている期間が長いので、大きな相関結果が得られ、
短い時間での雑音の影響を除くことができる。差Δを２
とした場合は、逆に雑音の影響を除くのに時間がかかる
が、位相が変化している領域に限定して測定するので、
位相の変化がより反映された測定結果が得られ、測定時
間を長くすれば精度よく衛星信号の疑似雑音符号に追尾
できる。そこで、衛星信号を捕らえた初期の段階では、
差Δを大きめにし、素早く衛星信号の疑似雑音符号に追
尾精度を高め、その後徐々に差Δを小さくして追尾精度
をさらに高くする。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＧＰＳ受信機においては、疑似雑音符号の位相測定
において、先行と後行の疑似雑音符号の差Δを時間とと
もに小さくするために、高精度の測定を行うには長い時
間が必要である。疑似雑音符号の差Δは信号処理のクロ
ック幅で限定されるため、高精度測定のために高速のク
ロックで信号処理を行うために低消費電力の設計ができ
ない。疑似雑音符号の差Δを小さくして測定する場合、
図14(c)の相関結果の振幅特性が崩れないように、中間
周波信号の帯域幅を十分広くしなければならず、フィル
タの仕様が厳しくなり、また、衛星信号と疑似雑音発生
器の疑似雑音符号の位相差を僅かに前後させて測定する
のでマルチパス環境で測定誤差が増大する等多くの問題
点を有していた。

【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であり、短い時間に高い精度で測定ができるとともに、
中間周波信号のフィルタ特性を厳密に管理しなくても、
衛星信号と疑似雑音発生器との間の疑似雑音符号の位相
差を精度よく測定できるＧＰＳ受信機を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のＧＰＳ受信機
は、受信機の疑似雑音発生器で発生する疑似雑音符号の
タイミングに対して一定の時間差を持ったタイミングに
受信信号を標本化し、この標本化した受信信号の振幅値
を、疑似雑音発生器が出力する疑似雑音符号が１である
ときのみ、または０であるときのみ積分し、この積分結
果を使って衛星信号の疑似雑音符号と受信機で発生する
疑似雑音符号の位相差を測定するものである。

【００１６】この発明によれば、受信機側で発生する疑
似雑音符号と衛星信号の疑似雑音符号との位相差を短い
時間に測定できるだけでなく、中間周波信号の回路に安
価なフィルタを用いても衛星信号と疑似雑音発生器の間
の疑似雑音符号の位相差を精度よく測定できるので精度
のよい位置測定を素早く行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の各実施の形態につい
て図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態間で
共通する部分については同一符号を用いるものとする。

【００１８】（実施の形態１）図１は本発明のＧＰＳ受
信機の実施の形態１における構成を示すブロック図であ
る。図中、101は配置を測定するための搬送周波数が1.5
7542GHzであるＧＰＳ衛星信号(Ｌ１)を送信するＧＰＳ
衛星、102はＧＰＳ衛星101の電波を受ける無指向性のア
ンテナ、103は衛星信号を瀘波する周波数1.57542GHzで
帯域幅が30MHzの帯域フィルタ、104は周波数1.57542GHz
帯の増幅器、105は1.624524GHzの局部信号を発生する局
部発振器、106はこの出力信号と衛星信号を混合し中間
周波信号を出力する混合器、107は混合器が出力する49.
104MHzで帯域幅４MHzの第１中間周波信号のみを瀘波す
る帯域フィルタ、108は第１中間周波信号を増幅する増
幅器、109は第１中間周波信号を２値のデジタル信号に
変換する比較器、110は２値化した第１中間周波信号を6
5.472MHzの周波数で標本化するラッチ、111は第２中間
周波信号を基底帯域に周波数変換する局部信号16.358MH
zを前記65.472MHzのタイミング信号を分周することによ
り発生する局部発振器、112は局部発振器111の出力と第
２中間周波信号を混合する混合器、113は65.472MHzで標
本化した信号を16.368MHzで標本化した信号に変換する
低域フィルタ、114は基準クロックを発生する基準発振
器、115は基準発振器の出力を４逓倍する逓倍器、116は
複数の衛星についてそれぞれ固有の疑似雑音符号を発生
する疑似雑音発生器、117は、複数の衛星それぞれにつ
いて衛星信号と疑似雑音発生器116の出力を混合し、相
関を測定するとともに、疑似雑音発生器116で発生する
疑似雑音符号のタイミングと関連付けて受信信号を標本
化する相関器、118は衛星毎に時間積分した相関器117の
出力を時間順次で切り替えるスイッチ、119は、衛星信
号の搬送波に追尾している再生搬送波を、衛星毎に時間
順次で出力する数値制御発振器、120は各衛星について
順次相関器117の出力信号を直交周波数変換する混合
器、121は混合器の出力ＩとＱを順次切り替えて出力す
るスイッチ、122は混合器120の出力を衛星ごとに累積加
算する加算器、123は加算器122の出力を保持するＲＡＭ
(ランダムアクセスメモリ)、124は、この衛星毎に同相
成分と直交成分を累積加算した結果の加算値を用いて、
衛星信号に追尾するように疑似雑音発生器116と数値制
御発振器119を制御するマイクロプロセッサを含む制御
部である。

【００１９】以上のように構成されたＧＰＳ受信機につ
いて、以下その動作を説明する。

【００２０】まず、複数のＧＰＳ衛星101の電波をアン
テナ102で受け、受けた信号よりフィルタ103で不要な信
号を除き、増幅器104で増幅した後、局部発振器105，混
合器106およびフィルタ107で構成する周波数変換回路で
周波数変換する。その出力した第１中間周波信号の周波
数は49.104MHzを中心とする信号である。次に、この第
１中間周波信号を増幅器108で増幅および振幅制御した
あと、比較器109において２値のロジック信号に変換す
る。この２値化した信号をラッチ110において、４逓倍
器115が出力する65.472MHzのクロック信号で標本化す
る。これ以降はすべての信号を離散値として、ロジック
回路または演算回路で信号処理する。この標本化におい
て、第１中間周波信号と、標本化周波数との干渉を利用
し、16.368MHzを中心とする第２の中間周波信号に周波
数変換する。標本化した信号は局部発振器111が出力す
る16.368MHzのＩ信号と、Ｉ信号に対し90°位相の異な
るＱ信号によって、直交周波数変換する。さらに、この
周波数変換した衛星信号Ｉ，Ｑについて、受信する衛星
毎に独立した信号処理を行う。

【００２１】疑似雑音発生器116は受信する衛星毎に固
有の疑似雑音符号に相当する１と０に変化する符号列を
出力する。この衛星固有の疑似雑音符号は、Ｃ／Ａコー
ドと呼ばれ、符号速度が1.023Mps、符号長1023チップで
あって、周期は１msecである。この疑似雑音符号と前記
第２中間周波信号Ｉ，Ｑを、衛星毎に相関器117によっ
て混合して相関を求める。疑似雑音符号の位相は、信号
基準クロックである16.368MHzのタイミング(疑似雑音符
号16分の1チップに相当)を単位として量子化し、この量
子化した値を疑似雑音発生器116に設定する。相関器117
は受信信号と疑似雑音符号を混合したあと、数百KHzの
標本化周波数まで時間積分によって平滑化し、この平滑
化した信号Ａ_IとＡ_Qを出力する。さらに、相関器117は
疑似雑音発生器116における疑似雑音符号のタイミング
に対し、δ_Bとδ_Cだけ先行または後行したタイミング
に、疑似雑音符号の出力が１の場合だけ、標本化した受
信信号を積分し、この積分期間が数百KHzの標本化周波
数に相当するだけ積分した、信号Ｂ_I，Ｂ_Q，Ｃ_I，Ｃ_Qを
出力する。δは、疑似雑音符号のタイミングを０、基準
クロックを単位として、−７から７まで変化する整数値
とする。数値制御発振器119は、それぞれの衛星につい
て再生搬送波信号を発振し、直交した出力信号Ｉおよび
Ｑを出力する。この出力によって混合器120は平滑化し
た相関器117の出力信号を直交周波数変換する。この周
波数変換では、入力信号の標本化周波数が低くなってい
るので、複数の衛星について時分割で処理する。混合器
120が出力する同相成分Ｉと直交成分Ｑは、スイッチ121
において時間順次信号に変換する。そして、加算器122
とＲＡＭ123で構成する累積加算器は、衛星毎に混合器1
20の出力ＩおよびＱを累積加算する。信号Ａ_I，Ａ_Qを周
波数変換し、累積加算した値を相関結果Ｐ_I，Ｐ_Qとし、
信号Ｂ_I，Ｂ_Q，Ｃ_I，Ｃ_Qを周波数変換し累積加算した値
を振幅の平均値Ｅ_I，Ｅ_Q，Ｆ_I，Ｆ_Qとする。加算する期
間はＣ／Ａコードの始まりから終わりまでの１msecを１
区間とする。制御部124は、累積加算結果を受け取り、
相関結果Ｐ_Q成分の振幅が小さくなるように数値制御発
振器119を制御することによって、衛星信号の搬送波を
追尾する。さらに、前記δ_Bとδ_Cを変えて振幅の平均値
Ｅ_IとＦ_Iを測定し、Ｅ_IとＦ_Iの違いから、受信した衛星
信号の疑似雑音符号が変化するタイミングを求めること
によって、疑似雑音発生器116と衛星信号との、疑似雑
音符号の位相差を測定する。そしてこの測定した位相差
を疑似雑音発生器116に設定している位相に加えること
によって、衛星信号に含まれる疑似雑音符号に疑似雑音
発生器116が追尾して、衛星信号の疑似雑音符号位相を
測定する。制御部124はまた、相関結果のＰ_I成分の正負
変化より、衛星からＢＰＳＫ変調で送られる50bpsのデ
ータを復調する。そして、測定した疑似雑音符号の位相
と50bpsのデータのタイミングにより、衛星が電波を発
射した時刻を求める。さらに、制御部124は、複数の衛
星について受け取った軌道情報や時刻情報と測定した時
刻を使って、受信機のアンテナ位置を演算により求め、
外部へ出力する。

【００２２】図２は本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態
１における相関器の詳細な構成を示すブロック図であ
り、図中、125は、図１の疑似雑音発生器116が発生する
疑似雑音符号に対し、基準クロック８個先行したタイミ
ング信号を合図に計数を始め、疑似雑音発生器116のタ
イミングに一致した疑似雑音符号のタイミングを発生す
るカウンタ、126はカウンタ125が出力するタイミング
に、疑似雑音発生器116が出力する基準クロック８個先
行した疑似雑音符号を保持するラッチ、127は、ラッチ1
26が出力する疑似雑音発生器116と同じタイミングに相
当する疑似雑音符号が０か１かによって、図１のフィル
タ113が出力する信号の正負を反転する混合器、128は、
混合器127の出力をそれぞれ時間積分し、標本化周波数
が数百KHzの平滑化した信号Ａ_I，Ａ_Qを出力するフィル
タ、129は図１の疑似雑音発生器116が発生する疑似雑音
符号に対し基準クロック８個先行したタイミング信号を
合図に計数を始め、一致した疑似雑音符号のタイミング
に対しδ_Bおよびδ_Cだけ先行ないし後行した、２つのタ
イミングを発生するカウンタ、130と131は、疑似雑音発
生器116の出力が１の場合だけ、カウンタ129がδ_Bおよ
びδ_Cに出力するタイミング信号を通すＡＮＤゲート、1
32はδ_Bおよびδ_CのＡＮＤゲート130と131が出力するタ
イミングに、フィルタ113の出力を積分し、標本化周波
数が数百MHzに相当する平滑化した信号Ｂ_I，Ｂ_Q，Ｃ_I，
Ｃ_Qを出力するフィルタである。

【００２３】図３は本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態
１における疑似雑音符号および標本化タイミングの説明
図、図４は本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態１におけ
るタイミングに対する変化の説明図であり、以下、これ
ら各図を用いて相関器117の動作を説明する。図３(a)は
疑似雑音発生器116が発生する疑似雑音符号であって、
前記の先行したタイミング信号と同様に基準クロック８
個先行した信号である。図３(b)はラッチ126が出力する
疑似雑音符号であって、カウンタ129が出力する疑似雑
音発生器116が定めるタイミング信号に一致した疑似雑
音符号である。混合器128は、このラッチ126の出力が０
の場合、フィルタ113から受けた衛星信号を正負反転し
て出力し、１の場合は衛星信号をそのまま出力する。フ
ィルタ128は前記のごとく平滑化した信号Ａ_I，Ａ_Qを出
力する。さらに、この信号は、図１の混合器120，加算
器122およびＲＡＭ123によって周波数変換と累積加算す
ることによって相関結果Ｐ_I，Ｐ_Qとなる。この一致した
タイミングに相当する疑似雑音符号は、受信中している
衛星信号の疑似雑音符号と、符号の種類が同じで、位相
が概略一致しているとする。このとき受信している衛星
信号は、混合器131においてスペクトル拡散された信号
が逆拡散され、50bpsでＢＰＳＫ変調された位相変調信
号を得ることができる。そして、制御部124はフィルタ1
28が出力する相関結果の直交成分Ｐ_Qが小さくなるよう
に、数値制御発振器119を制御することで衛星信号の搬
送波を追尾する。さらに、相関結果の同相成分Ｐ_Iが正
負に変化するのを調べることにより、位相変調信号を復
調し、衛星信号より時刻情報や軌道情報を受け取る。

【００２４】図３(c)と(b)は、それぞれＡＮＤゲート13
0およびＡＮＤゲート131が出力する信号であって、δ_B
とδ_Cをそれぞれ−１と０とした場合のカウンタ129が出
力するタイミング内で、図３(a)の疑似雑音符号が１の
期間だけを抜き取ったタイミング信号である。このタイ
ミングにフィルタ132は、フィルタ113から受けた衛星信
号を累積加算する。フィルタ132が累積加算する期間
は、数値制御発振器119が発生する再生搬送波の位相変
化が測定精度に影響しない周期、本実施の形態では数百
KHzの標本化周波数に相当する期間としている。

【００２５】ここで、疑似雑音発生器116は衛星信号と
同じ疑似雑音符号を発生しており、数値制御発振器119
は衛星信号の搬送波を追尾しているとする。基準発振器
の周波数は衛星信号に含まれる疑似雑音符号の周期の16
倍としているが、衛星と受信機の相対運動による変化、
基準発振器の周波数誤差などにより、疑似雑音発生器11
6と衛星信号の疑似雑音符号は相対的な位相差が変化す
る。しかし、衛星信号の搬送波と疑似雑音符号のタイミ
ングが同期しているので、数値制御発振器119が搬送波
に追尾しているとき、この位相変化を使って疑似雑音発
生器116の位相制御することによって、衛星信号の搬送
波周期の半分以下の精度で、衛星と受信機の疑似雑音符
号が一定の位相関係を保つようにしている。ＡＮＤゲー
ト130およびＡＮＤゲート131がタイミング信号を出力す
るタイミングは、疑似雑音発生器116における疑似雑音
のタイミングである。δは、この変化タイミングを０、
基準クロックを単位として、−７から７まで変化する整
数値とする。

【００２６】以下、衛星信号の疑似雑音符号に対して疑
似雑音発生器116の位相が一致している場合を例にして
説明する。疑似雑音発生器116が発生する疑似雑音符号
は、受信中の衛星信号に含まれる疑似雑音符号と一定の
位相関係を保っている。したがって、フィルタ113が出
力する衛星信号を含んだ受信信号を、δが負となるＡＮ
Ｄゲート130またはＡＮＤゲート131の出力タイミングに
標本化すると、衛星信号は疑似雑音符号の性質により正
である割合と負である割合が同じであり、フィルタ113
が出力する衛星信号には、受信中の衛星信号以外に、ほ
かの衛星信号,雑音信号,その他の妨害信号などが含まれ
ているが、これらは疑似雑音発生器116の信号とは相関
がないので、これらの成分も平均値は０である。一方、
δが正となるＡＮＤゲート130またはＡＮＤゲート131の
出力タイミングに標本化すると、他の衛星信号，雑音信
号，その他の妨害信号などは平均値が０であるが、受信
中の衛星信号である疑似雑音符号は、平均値が受信信号
の振幅を持った、正または負の一定値となる。疑似雑音
符号の周期１msecの間にＡＮＤゲート130とＡＮＤゲー
ト131がタイミング信号を出力するのはそれぞれ約511回
あり、受信中の衛星信号はこの疑似雑音符号の１周期内
で正負の変化はない。その向きは衛星から送られてくる
50bpsのデータによって決まり、変化するタイミングは2
0msecに一度である。衛星信号以外の信号は、疑似雑音
発生器116が発生する疑似雑音符号との相関がないの
で、多数の観測を繰り返し平均すれば、受信中の衛星信
号以外の信号は相殺され、受信中の衛星信号を分離して
観測できるようになる。図４(a)は疑似雑音発生器116の
タイミングを基準として、カウンタ129のタイミングを
変えた場合に得られる振幅の平均値Ｅ_IまたはＦ_Iに対応
する受信信号の振幅変化を示している。振幅の平均値Ｅ
_IまたはＦ_Iは、数値制御発振器119の再生搬送波によっ
て搬送波成分が除かれているので、衛星信号の疑似雑音
符号が１のタイミングにおいて、疑似雑音符号の１周期
に当たる期間は正または負のほぼ一定の振幅となる。振
幅変化が傾斜しているのは、主にフィルタ107の特性に
よっている。１チップを超えるところでは、ＡＮＤゲー
ト130またはＡＮＤゲート131が信号を出力するタイミン
グと、受信中の衛星信号に含まれる疑似雑音符号の状態
との相関がないので振幅が０になる。カウンタ125のタ
イミングは基準クロックを単位として変更するので、δ
の値を−７ないし７まで変えたときに得られる振幅の平
均値Ｅ_IまたはＦ_Iは、図４(b)に示す15種の値となる。
ただし、縦軸は振幅の平均を規格化した相対値で、正に
なる場合を実線、負になる場合を破線で示しており、横
軸はδである。δ−７から−２までは振幅が０である。
図３(c)と(d)のようにδ_Bとδ_Cをそれぞれ−１と０とし
た場合の振幅の平均値がＥ_IとＦ_Iとする。図４(b)にお
いて、振幅の平均Ｅ_IとＦ_Iの点を結んだ直線が、横軸と
交わる交点の値をΔ₁とすると、Δ₁は次式によって求め
ることができる。このとき、Ｅ_IとＦ_Iは同時に観測し、
振幅の平均値が正または負になる期間を選んで観測す
る。また、Ｅ_IとＦ_Iがともに振幅が小さくなりすぎない
ようなδ_Bとδ_Cを設定するものとする。

【００２７】

【数１】 Δ₁＝（δ_C−δ_B）×（Ｆ_I）÷（Ｆ_I−Ｅ_I）＋δ_B 求めたΔ₁は、衛星信号に含まれる疑似雑音符号と、受
信している衛星信号の疑似雑音符号の位相差とは一定の
関係にある。したがって、δ_Bとδ_Cを−１と０として、
Δ₁を−２になるように、制御部124が疑似雑音発生器11
6を制御することによって、衛星信号に含まれる疑似雑
音符号と、疑似雑音発生器116の位相の関係を保つこと
ができる。

【００２８】Ｅ_IとＦ_Iの測定は、両者が正となる期間を
長い時間集めることによって、雑音や観測中でない衛星
信号の影響を非常に小さくでき、精度よく測定できる。
また、観測している衛星ごとの相関器117によらず同じ
Δ₁とするので、前記の振幅変化が傾斜に関係するフィ
ルタ107の群遅延特性や帯域特性に影響されず高い精度
で測定できる。また、位相差の測定を、疑似雑音符号が
変化するタイミングに近いΔ₁からδ_B，δ_Cの範囲に限
定されるので、δ_C−Δ₁より長い距離からのマルチパス
の影響を受けないので、精度よく位相差を測定できる。

【００２９】以上の説明では、衛星信号と疑似雑音発生
器116間の疑似雑音符号の位相差が少ないとしたが、衛
星信号を最初に捕らえる場合は事前の処理として、再生
搬送波の周波数と疑似雑音符号の位相を順次変更し、相
関結果Ｐ_I，Ｐ_Qの振幅が大きくなるところを見つけ出
す。また、衛星信号を捕らえた初期の段階に、短い時間
だけタウディザー方式等により疑似雑音符号を追尾し、
概略の位相を求めた後に本実施の形態に示す疑似雑音符
号の位相測定を行うこともできる。

【００３０】なお、衛星信号を標本化する疑似雑音符号
が０または１であるタイミングは、疑似雑音符号の終わ
りまたは次回の始まりにあるが、このときは衛星から送
られてくる位相変調のデータによっても変化するので測
定誤差になる。したがって、このタイミングには標本化
しない方がよい。しかし、疑似雑音符号の終わりと、次
回の始まりとの境であっても、衛星から送られてくるデ
ータの伝送タイミングでないことが判っていれば標本化
し測定に利用できる。

【００３１】以上のように本実施の形態によれば、衛星
信号を疑似雑音発生器の間の疑似雑音符号の位相差を短
い時間で測定ができるだけでなく、受信信号の立ち上が
り特性を測定するので、中間周波回路のフィルタ特性が
疑似雑音符号の位相測定の精度にあまり影響せず、中間
周波信号の回路に安価なフィルタを用いても、精度よく
測定することができる。

【００３２】（実施の形態２）本実施の形態におけるＧ
ＰＳ受信機の基本構成は実施の形態１の図１と同様であ
るが、相関器117の詳細な構成が異なるものであり、以
下この相違点についてのみ説明する。図５は本発明のＧ
ＰＳ受信機の実施の形態２における相関器の詳細な構成
を示すブロック図であり、図中、201は、疑似雑音発生
器116が発生する疑似雑音符号に対し、基準クロック８
個先行した疑似雑音符号が１か０かによって、図１のフ
ィルタ113が出力する信号の正負を反転する混合器であ
る。図２に示す相関器117に対してＡＮＤゲート130とＡ
ＮＤゲート131を除き、混合器201を設けたものである。
図６は本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態２における疑
似雑音符号および標本化タイミングの説明図であり、以
下この図６を用いて上記ＧＰＳ受信機の動作を説明す
る。概略の動作は実施の形態１と同様であって、違いに
ついてのみ説明すると、まず、実施の形態１と同様に図
６(a)は疑似雑音発生器116が発生する疑似雑音符号であ
って、基準クロック８個先行した信号である。図６(b)
はラッチ126が出力する疑似雑音符号である。図６(c)と
(d)はそれぞれカウンタ129が出力するタイミングであっ
て、δ_Bとδ_Cをそれぞれ−１と０としている。実施の形
態１で設けたＡＮＤゲートは設けていない。衛星信号の
振幅を測定するタイミングにおいて、図５のフィルタ11
3の出力を標本化し累積加算するときに、δが１から７
までの範囲で図６(b)をみると、１であったり０であっ
たりしている。しかし、本実施の形態では、図６(a)の
信号とフィルタ113の出力を混合器201で混合しているの
で、フィルタ132が標本化し累積加算するときに、常に
実施の形態１と同様の入力となっている。

【００３３】以上のように本実施の形態によれば、先行
した疑似雑音符号によって、受信信号の正負を反転する
混合器を設け、受信機で発生する疑似雑音符号の状態に
よらず、疑似雑音符号のタイミングにあわせて、複数の
タイミングで衛星信号の振幅を標本化し、これらをそれ
ぞれ累積加算して、この位相差を疑似雑音発生器に設定
した位相に加えることによって、衛星信号に含まれる疑
似雑音符号の位相を測定するようにしたものであり、実
施の形態１に比べ、標本化した信号を累積加算する回数
が２倍になり、Ｓ／Ｎ比が約３ｄＢ改善できるという作
用を有し、衛星信号と疑似雑音発生器の間の疑似雑音符
号の位相差を、短い時間に精度よく測定できる。

【００３４】（実施の形態３）本実施の形態におけるＧ
ＰＳ受信機の基本構成は実施の形態１の図１と同様であ
るが、相関器117の詳細な構成が異なるものであり、以
下この相違点についてのみ説明する。図７は本発明のＧ
ＰＳ受信機の実施の形態３における相関器の詳細な構成
を示すブロック図であり、図中、301は、疑似雑音発生
器116が発生する疑似雑音符号に対し、基準クロック８
個先行したタイミング信号を合図に計数を始め、一致し
た疑似雑音符号のタイミングに対し、δだけ先行ないし
後行した疑似雑音符号のタイミングを出力するカウン
タ、130は、疑似雑音発生器116が発生する基準クロック
８個先行した疑似雑音符号が１の場合だけ、カウンタ30
1のタイミングを選択的に出力するＡＮＤゲート、302は
制御部124より重み付けをして出力する重み付け器、303
は、重み付け器302の出力をＡＮＤゲート130が出力する
タイミングとそれに続くタイミングに分けて、それぞれ
累積加算した標本化周波数が数百KHzに相当する平滑化
した信号Ｂ_I，Ｂ_Q，Ｃ_I，Ｃ_Qを出力するフィルタであ
る。

【００３５】以上のように構成されたＧＰＳ受信機につ
いて、その動作を説明する。概略の動作は実施の形態１
と同様であって、違いについてのみ説明する。まず、制
御部124が疑似雑音発生器116に基準クロックの周期を単
位として量子化した整数値の位相を設定する。このとき
制御部124が設定する疑似雑音符号の位相は、16分の１
チップ単位で量子化する際に少数以下を切捨てる。さら
に制御部124は、疑似雑音符号のタイミングと関連付け
て、衛星信号の振幅を測定するタイミングに、前記量子
化する際に切り捨てた少数以下の部分Ｒを、重み付けデ
ータとして重み付け器302に出力する。重み付け器302
は、フィルタ113からの入力信号に(1.0−Ｒ)を乗じた値
をＳとし、フィルタ113からの入力信号にＲを乗じた値
をＴとする。さらに重み付け器302は、前回タイミング
に求めたＴと今回のＳの加算値を、重み付けの結果とし
て出力する。フィルタ303はＡＮＤゲート130が出力する
δのタイミングとそれに続く次のタイミングについて、
重み付け器302の出力をそれぞれ積分し、標本化周波数
が数百KHzに相当する平滑化した信号Ｂ_I，Ｂ_Q，Ｃ_I，Ｃ
_Qを出力する。出力した信号Ｂ_I，Ｂ_Q，Ｃ_I，Ｃ_Qは、実
施の形態１と同様の信号処理により、さらに長い時間累
積加算する。この累積加算の途中においても、衛星信号
の搬送波を追尾し、再生した搬送波の位相変化を使っ
て、制御部124において、基準クロックよりも細かな精
度で疑似雑音符号の位相を管理し、この疑似雑音符号と
関連付けた細かな精度のタイミングに標本化したときと
同じ結果が得られるように前記重みデータを制御する。

【００３６】以上のように本実施の形態によれば、実施
の形態１に加えて、基本クロックよりも細かな精度で疑
似雑音符号の位相を管理し、この管理している細かな精
度で疑似雑音符号の位相を基本クロックの周期で量子化
した値で疑似雑音発生器を制御し、この量子化における
残差を使って、連続した衛星信号の振幅を測定するタイ
ミングに標本化した２つの信号の重み付けをして加算し
た値を、細かな精度のタイミングに標本化した結果とす
るので、基本クロックの周期以下の高い精度で位置が測
定できる点で優れており、また、高速のクロックで信号
処理を行わなくても高精度の測定ができるので低消費電
力の設計ができる。

【００３７】（実施の形態４）本実施の形態におけるＧ
ＰＳ受信機の基本構成は実施の形態１の図１と同様であ
るが、相関器117の詳細な構成が異なるものであり、以
下この相違点についてのみ説明する。図８は本発明のＧ
ＰＳ受信機の実施の形態４における相関器の詳細な構成
を示すブロック図であり、図２に示した相関器117に対
して、疑似雑音発生器116が発生する疑似雑音符号に対
し、基準クロック８個先行した疑似雑音符号を入力し、
基準クロック８個後行した疑似雑音符号を出力するラッ
チ401と、疑似雑音発生器116が発生する疑似雑音符号に
対し、基準クロック８個先行した疑似雑音符号と基準ク
ロック８個後行した疑似雑音符号とを選択するスイッチ
402を設けたものである。図９は本発明のＧＰＳ受信機
の実施の形態４における疑似雑音符号および標本化タイ
ミングの説明図、図10は本発明のＧＰＳ受信機の実施の
形態４におけるタイミングに対する変化の説明図であ
り、以下、これら各図を用いて相関器117の動作を説明
する。

【００３８】概略の動作は実施の形態１と同様であっ
て、違いについてのみ説明する。まず、スイッチ402が
基準クロック８個後行した疑似雑音符号を選択している
場合は、実施の形態１と同じ動作をする。この時のスイ
ッチ402の出力は図９(a)の破線で示すようになる。次
に、基準クロック８個後行した疑似雑音符号を選択して
いる場合は、スイッチ402の出力が図９(a)の実線で示す
ように、疑似雑音符号のタイミング１／２個分(１／２
チップ)遅れている。図９(b)のラッチ126の出力は実施
の形態１と同じであって、搬送波を追尾して衛星信号よ
り時刻情報や軌道情報時刻を受けることができる。図９
(c)と(d)はそれぞれＡＮＤゲート130およびＡＮＤゲー
ト131が出力する信号であって、δ_Bとδ_Cをそれぞれ−
１と０とした場合の、カウンタ129が出力するタイミン
グ内で図９(a)の疑似雑音符号が１の期間だけを抜き取
ったタイミング信号である。このタイミングにフィルタ
132は、フィルタ113からの受けた衛星信号を累積加算す
る。フィルタ132以降の処理も実施の形態１と同様であ
る。しかし、ＡＮＤゲート130およびＡＮＤゲート131が
入力するスイッチ402の出力信号が１チップ遅れている
ので、図10に示す疑似雑音発生器116のタイミングを基
準として、カウンタ129のタイミングを変えた場合に得
られる振幅の平均値Ｅ_IまたはＦ_Iに対応する受信信号の
振幅変化が違っている。

【００３９】したがって、前記の式(数１)と同じように
Δ₁に相当するΔ₄を求める。スイッチ402を切り替え
て、このΔ₁とΔ₄を比べることによって、Δ₁が一定に
なるように追尾した時に、疑似雑音発生器116のタイミ
ングが、衛星信号の疑似雑音に精度良く合っているか判
断できる。Δ₁とΔ₄が正負逆で、絶対値が等しければ良
く合っているといえる。

【００４０】以上のように本実施の形態によれば、フィ
ルタ107の特性によらず、疑似雑音発生器116のタイミン
グを衛星信号の疑似雑音に精度良く合わせることがで
き、搬送波の追尾精度を高めることができるとともに、
衛星信号に含まれる時刻情報や軌道情報時刻の受信が確
実に行われる。

【００４１】（実施の形態５）本実施の形態におけるＧ
ＰＳ受信機の基本構成は実施の形態１の図１と同様であ
るが、その動作の一部を変更したものである。すなわ
ち、実施の形態１では、Δ₁を−２、δ_Bとδ_Cをそれぞ
れ−１と０としていた。δ_Bとδ_CはΔ₁に近いほどマル
チパスによる影響を受け難い。しかし、δ_B，δ_C，Δ₁
が近づくと、測定する振幅の平均Ｅ_IとＦ_Iが小さくなる
のでＳ／Ｎ比が小さくなって精度が劣化する。そこで、
本実施の形態では追尾の初期の段階では、δ_B，δ_C，Δ
₁の差を２／16チップと大きくして、なおかつ振幅の平
均Ｅ_IとＦ_Iを求める積分時間を短くする。これによっ
て、短時間に比較的高い精度で疑似雑音符号の追尾精度
を高めることができる。疑似雑音符号の追尾精度が高く
なってきた後、δ_B，δ_C，Δ₁の差を２／16と小さくし
て、さらに振幅の平均Ｅ_IとＦ_Iを求める積分時間を４に
長くする。これによってマルチパスによる影響を受け難
い、精度のよい測定ができるようになる。

【００４２】以上のように本実施の形態によればδ_B，
δ_C，Δ₁の時間間隔を追尾の初期に長くし、追尾の精度
が上がるとともに短くし、加えてδ_B，δ_C，Δ₁の時間
間隔に合わせて、累積加算により求める振幅の平均Ｅ_I
とＦ_Iの積分時間を長くするので、短い時間に高い精度
で位置が測定できるだけでなく、時間とともに更に精度
良く、またマルチパスの影響は受けない測定ができる。

【００４３】なお、以上の各実施の形態における説明で
は、米国が運用しているＮＡＶＳＴＡＲ衛星の信号を受
信する疑似雑音符号のタイミングと関連付けて信号の振
幅を測定するＧＰＳ受信機で構成した例で説明したが、
その他のロシア共和国が運用しているＧＬＯＮＡＳＳ衛
星など、スペクトル拡散信号の位相を測定して、衛星信
号が示す時刻を測定して位置を求める受信機についても
同様に実施可能である。また、累積加算，相関器，発振
器などは個別の回路として説明したが、マイクロプロセ
ッサ等により数値計算で同様の機能を実現してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、受信機側
で発生した疑似雑音符号と衛星信号に含まれる疑似雑音
符号の位相差を短い時間で精度良く測定できるだけでな
く、中間周波信号の回路に安価なフィルタを用いてもこ
の測定精度は保たれ、素早く精度のよい位置測定ができ
るとともにマルチパスの影響も受けにくいという有利な
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態１における
構成を示すブロック図。

【図２】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態１における
相関器の詳細な構成を示すブロック図。

【図３】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態１における
疑似雑音符号および標本化タイミングの説明図。

【図４】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態１における
タイミングに対する変化の説明図。

【図５】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態２における
相関器の詳細な構成を示すブロック図。

【図６】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態２における
疑似雑音符号および標本化タイミングの説明図。

【図７】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態３における
相関器の詳細な構成を示すブロック図。

【図８】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態４における
相関器の詳細な構成を示すブロック図。

【図９】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態４における
疑似雑音符号および標本化タイミングの説明図。

【図１０】本発明のＧＰＳ受信機の実施の形態４におけ
るタイミングに対する変化の説明図。

【図１１】従来のＧＰＳ受信機の構成の一例を示すブロ
ック図。

【図１２】従来のＧＰＳ受信機の構成要素である相関器
のブロック図。

【図１３】従来のＧＰＳ受信機における疑似雑音符号の
説明図。

【図１４】従来のＧＰＳ受信機における位相差変化に対
する相関の変化の説明図。

【符号の説明】

101…ＧＰＳ衛星、 102…アンテナ、 105，111…局部
発振器、 106，112，120，127，201…混合器、 107，
113，128，132，303…フィルタ、 110，126，401…ラ
ッチ、 116…疑似雑音発生器、 117…相関器、 11
8，121，402…スイッチ、 119…数値制御発振器、 12
2…加算器、 123…ＲＡＭ、 124…制御部、 125，12
9，301…カウンタ、 130，131…ＡＮＤゲート、 302
…重み付。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星信号の搬送波に追尾した再生搬送波
を発生する発振器と、衛星固有の疑似雑音符号を発生す
る疑似雑音発生器と、前記疑似雑音符号のタイミングと
関連付けた複数のタイミングを発生する手段と、この発
生したタイミングそれぞれに対応した衛星信号の振幅を
標本化する手段と、この標本化した信号をそれぞれ累積
加算する手段と、疑似雑音発生器の位相と累積加算結果
を使って衛星信号の位相を算出する制御手段を備え、前
記衛星信号の搬送波に追尾している発振器の位相変化に
よって疑似雑音発生器の位相を制御し、衛星信号に含ま
れる疑似雑音符号と前記疑似雑音発生器により発生させ
た疑似雑音符号の位相差が一定に保たれるようにして、
この発生させた疑似雑音符号のタイミングと関連付けた
複数のタイミングを定め、さらに前記発生させた疑似雑
音符号に対し１チップ未満の時間先行した疑似雑音符号
が、高状態である場合だけ、または低状態である場合だ
け、この複数のタイミングについて衛星信号の振幅を標
本化して、そのタイミング各々について累積加算し、前
記制御手段により、この複数のタイミングの間の累積加
算結果の違いによって、衛星信号に含まれる疑似雑音符
号と疑似雑音発生器が発生する疑似雑音符号の位相差を
一定の関係に引き込むように制御することを特徴とする
ＧＰＳ受信機。
【請求項２】疑似雑音発生器が発生する疑似雑音符号
に対し１チップ未満の時間先行した疑似雑音符号によっ
て、受信した衛星信号の正負を反転する混合器をさらに
備え、前記疑似雑音発生器で発生する疑似雑音符号のタ
イミングと関連付けた複数のタイミングについて、この
疑似雑音符号に対し１チップ未満の時間先行した疑似雑
音符号が高状態か低状態かによらず前記混合器の出力を
この複数のタイミングについて衛星信号の振幅を標本化
し、このタイミング各々について累積加算した累積加算
結果の違いによって、衛星信号に含まれる疑似雑音符号
と疑似雑音発生器が発生する疑似雑音符号の位相差を一
定の関係に引き込むように制御することを特徴とする請
求項１記載のＧＰＳ受信機。
【請求項３】受信信号を連続したタイミングで標本化
する手段と、隣合ったタイミングで標本化した信号の間
で重み付けして加える重み付け手段と、搬送波に追尾し
ている発振器の位相変化によって衛星信号の位相を算出
する制御手段と、この算出した位相を所定の位相変化で
量子化して設定する疑似雑音発生手段をさらに備え、前
記算出した位相を量子化する際に切り捨てた余りの位相
によって、前記重み付けの割合を決めることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載のＧＰＳ受信機。
【請求項４】衛星信号の搬送波に追尾した再生搬送波
を発生する発振器と、衛星固有の疑似雑音符号を発生す
る疑似雑音発生器と、前記疑似雑音符号のタイミングと
関連付けた複数のタイミングを発生する手段と、この発
生したタイミングそれぞれに対応した衛星信号の振幅を
標本化する手段と、この標本化した信号をそれぞれ累積
加算する手段と、疑似雑音発生器の位相と累積加算結果
を使って衛星信号の位相を算出する制御手段を備え、疑
似雑音発生器が発生する疑似雑音符号に対し１チップ未
満の時間先行した疑似雑音符号と疑似雑音発生器が発生
する疑似雑音符号に対し１チップ未満の時間後行した疑
似雑音符号とについて、複数のタイミングについて衛星
信号の振幅を標本化し、累積加算した累積加算結果の違
いによって衛星信号に含まれる位相測定して、先行した
疑似雑音符号による測定で衛星信号に含まれる疑似雑音
符号と疑似雑音発生器が発生する疑似雑音符号の位相差
を一定の関係に引き込むように制御し、後行した疑似雑
音符号による測定で、前記疑似雑音符号の位相差の一定
の関係が、衛星信号に含まれる疑似雑音符号と疑似雑音
発生器が発生する疑似雑音符号の位相が一致するように
制御することを特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項５】疑似雑音発生器が発生する疑似雑音符号
に対し１チップ未満の時間先行した疑似雑音符号によっ
て、受信した衛星信号の正負を反転する混合器をさらに
備え、前記疑似雑音発生器で発生する疑似雑音符号のタ
イミングと関連付けた複数のタイミングについて、衛星
信号の振幅を標本化することを特徴とする請求項４記載
のＧＰＳ受信機。
【請求項６】受信信号を連続したタイミングで標本化
する手段と、隣合ったタイミングで標本化した信号の間
で重み付けして加える重み付け手段と、搬送波に追尾し
ている発振器の位相変化によって衛星信号の位相を制御
する制御手段と、この制御手段が算出した位相を所定の
位相変化で量子化して設定する疑似雑音発生手段をさら
に備え、前記算出した位相を量子化する際に切り捨てた
余りの位相によって、前記重み付けの割合を決めること
を特徴とする請求項４または請求項５記載のＧＰＳ受信
機。
【請求項７】受信機で発生する疑似雑音符号のタイミ
ングと関連付けた複数のタイミングの間隔と、この複数
のタイミングについて衛星信号の振幅を標本化し、その
タイミング各々について累積加算する期間をそれぞれ変
更できる手段をさらに備え、衛星信号に含まれる疑似雑
音符号と疑似雑音発生器が発生する疑似雑音符号の位相
差を、一定の関係に引き込む制御の初期段階で複数のタ
イミングの間隔と累積加算する期間を初期の値とし、一
定の関係に近づくとともに複数のタイミングの間隔を初
期値より短くなるように変更し、累積加算する期間を初
期値より大きくなるように変更することを特徴とする請
求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載のＧＰＳ受
信機。