JPS6134104B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6134104B2
JPS6134104B2 JP52075192A JP7519277A JPS6134104B2 JP S6134104 B2 JPS6134104 B2 JP S6134104B2 JP 52075192 A JP52075192 A JP 52075192A JP 7519277 A JP7519277 A JP 7519277A JP S6134104 B2 JPS6134104 B2 JP S6134104B2
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JP
Japan
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code string
code
local
transmission
data
Prior art date
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Expired
Application number
JP52075192A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS548996A (en
Inventor
Taiji Hara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP7519277A priority Critical patent/JPS548996A/en
Publication of JPS548996A publication Critical patent/JPS548996A/en
Publication of JPS6134104B2 publication Critical patent/JPS6134104B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/10Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/26Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave
    • G01S13/28Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はPNコードを用いた距離測定における
距離検出方式に関するもので、さらに詳しくいえ
ば、PNコードを用いる送信コード列を送信し、
この送信コードの目標物折返しによる受信コード
列と送信コード列との間の相関検出を行なうこと
により、目標物との距離を測定する場合に実施し
て好適な距離検出方式に関するものである。 PNコード(Pseudo−random Noise Code)に
よる衛星−地上局間の距離測定においては、他上
側で数種のPNコード列を組合せ、あるクロツク
同期で衛星に向けて送信し、衛星折返しのPN組
合せコードから各々のPNコード列について送信
時からの位相遅れを検出するという方式が採られ
ている。 従来この種の方式を第1図に示し説明すると、
図において、1は受信コード列、2はローカルコ
ード列発生器、3は受信コード列1からのコード
列とローカルコード列発生器2よりのコード列を
入力とし、両者の位相同期をとる相関検出器で、
最大相関を検出し、かつその時の受信コード列も
出力する機能を備えている。4は相関検出器3の
出力を入力する受信コード列に同期した、ローカ
ルコード列を蓄積するローカルコード列レジス
タ、5は送信PNコード発生器、6はローカルコ
ード列レジスタ4の出力と送信PNコード発生器
5の出力との一致をとる一致回路、7は一致回路
6の出力を計数するカウンタ回路、8はあらかじ
め同期のとれた受信コードクロツクである。 このように構成された距離測定方式において、
まず、受信した組合せPNコードの受信コード列
1に対し、受信コードクロツク8に同期してロー
カルコード列発生器2にてローカルに発生する
各々のPNコード列と相関検出器3において相位
同期をとり、同期したローカルPNコード列をロ
ーカルコード列レジスタ4に記録する。つぎに、
各々のPNコード列についてすべて同期が完了し
た時点から一致回路6において、ローカルコード
列レジスタ4の内容と送信PNコード発生器5か
らのPNコードとの一致検出を行なうと共に、こ
れと同時にその一致出力によつてカウンタ回路7
を動作させる。そして、各々のコード列について
同構成の別回路にて検出した一致する瞬間がすべ
て同時になるまでカウンタ回路7で計数を行なう
ことにより、カウンタ回路7の計数内容は送信・
受信間の遅れ時間に相当したデータとなる。 ここにおいて、PNコード列の1列を挙げれば
次のとおりに表わされる。 11100101110010…… すなわち、この例では1110010によるコードの
反復であり、このPNコード列と同一構成かつ時
間的に偏差を生じたPNコード列との相関を考え
ると、相関とは、特定ビツト数を対象として相互
に各ビツトの一致、不一致を求め、一致した数と
不一致となつた数との差を特定ビツト数により除
算したものであるため、このコード例では、両
PNコード列が時間的に一致している場合の相関
値が1、1ビツト以上不一致となつた場合には、
相関をとるビツト数が多ければ常に相関値が-1/
7となる。 したがつて、この性質を利用すると、受信した
PNコード列と時間的に一致したローカルPNコー
ド列を、雑音の多い信号路を介する受信信号から
再生することができると共に、これを用いて送信
コード列に対する受信コード列の遅れ時間を求め
ることができる。 第2図は相関検出器3の詳細を示すブロツク図
であり、受信コード列1から別途に抽出した受信
コードクロツク8をカウンタ31においてカウン
トし、反復するコード列1を構成するコードのビ
ツト数に応じたクロツク8をカウントすれば、カ
ウントアツプの出力を送出するものになつている
と共に、クロツク8はゲート回路32を介してロ
ーカルコード列発生器2へ与えられており、これ
に応じて前述の如きコードからなるコード列を同
発生器2が発生し、位相比較器33へ与えるもの
となつている。 同比較器33は、受信コード列1とローカルコ
ード列との位相を比較し、これによつて両コード
列のビツト差を求め、これに応じた比較反転出力
を積分器34へ与えるため、積分器34によつて
積分されたビツト差に応ずる積分値はメモリ35
により記憶されるが、積分器34はカウンタ31
からのカウントアツプ出力がリセツト入力Rへ与
えられ、これによりリセツトされると共に、メモ
リ35はカウントアツプ出力がストロープ入力
STへ与えられており、これにより積分値の格納
を行なうため、メモリ35には一連のコード毎に
積分値が更新のうえ格納され、これが現在の積分
値と比較器36により比較されたうえ、大きい値
の方をメモリ35へ格納するものとして比較器3
6がメモリ35のストロープ入力STへ指令信号
を与え、これを各コードがコード列1として反復
される度毎に行なうことにより、メモリ35中に
は位相比較器33の比較反転出力を積分した値の
最大値が記憶される。 一方、ローカルコード列発生器2からのコード
列は、レジスタ37にも与えられ、カウンタ31
のカウントアツプ出力に応じて逐次蓄積されてお
り、制御回路38がカウントアツプ出力および比
較器36の出力に基づいて最も大きい積分値とな
つたコードを判断し、これを選択的に指定し、か
つ、送出を指令する制御信号を送出指令入力SD
へ与え、これによつて最大積分値となつたコード
を構成する一連のビツトを第1図のローカルコー
ド列レジスタ4へ送出させる。 なお、カウンタ31のカウントアツプ出力は、
ゲート回路32のインヒビツト入力INHへ与えら
れており、各コード毎にクロツク8を1パルス
づゝ阻止してローカルコード列発生器2へ与える
ものとなつているため、ローカルコード列は各コ
ード毎に位相が1ビツトづゝシフトし、逐次位相
をシフトさせたコードの発生がなされ、これらが
位相比較器33において逐次比較されるものとな
り、積分器34乃至制御回路38の作用により、
コード列1と最も位相が一致し相互間の相関値が
最大となつたローカルコード列のコードがレジス
タ37から送出される。 しかして、送信コードと同期ローカルコード
各々についての一致する瞬間は各コード1周期毎
に発生するが、全コード列が一致する瞬間をとれ
ば周期の曖味さを除去することができる一方、複
数の送信コード列を用いると共に、これらの各送
信コード列に用いる各PNコードを各々が互に素
数の関係を有する数のビツトからなり、かつ、互
に異なるものとしておけば、各PNコード列ビツ
ト数の積に相当する周期までの送受間の時間遅れ
を確実に検出することができる。 なお、PNコード列を利用する距離算出方式
は、例えば文献デイジタル・コミユニケイシヨン
(“Digital Communication”Solomon Golomb
著、Prenptice Hall 1964刊)の第6章
(Applications to Ranging)に詳しく紹介されて
いる。 しかしながら、このような方式においては、受
信コードと同期したローカルコードと送信コード
が一致するまで、送信コード列の順次シフト時間
だけ待つて距離算出を行なわなければならないと
いう不都合があり、その分の算出時間を要すると
いう欠点があつた。また、各コード列について、
ローカルコード列レジスタ4と送信PNコード発
生器5および一致回路6からなる一致検出のため
の回路ならびに遅れ時間を計数するカウンタ回路
を必要としていた。このため装置の構成が複雑に
なり経済的でないという欠点があつた。 本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解
決すべくなされたもので、その目的は、受信コー
ド列とローカルコード列との相関検出において、
最大相関々係となつたローカルコード列と送信コ
ード列との位相遅れデータも同時に検出すること
により、上述の距離検出のための一致カウンタ回
路を省いて距離検出時間を短縮する距離検出方式
を提供することにある。 このような目的を達成するために、本発明は、
PNコードを用いる送信コード列を送信し、この
送信コード列の目標物折返しによる受信コード列
と前記送信コード列との間の相関検出を行なうこ
とにより前記目標物との距離を測定する距離測定
方式において、前記送信コード列を発生する手段
と、この手段によつて得られた送信コード列を入
力とするローカルコード列発生器と、このローカ
ルコード列発生器からのローカルコード列と前記
受信コード列との位相比較およびこの比較出力の
積分により前記相関検出を行なう手段と、前記送
信コード列を構成する送信コードからの前記ロー
カルコード列を構成するローカルコードの位相遅
れデータを計数する手段と、前記相関検出による
相関検出値および位相遅れデータを記憶する手段
とを備え、前記送信コードからの位相遅れを次々
にかえて前記ローカルコード列発生器により前記
ローカルコードを発生せしめ、前記PNコードを
構成するビツト数だけ存在する全コード列のすべ
てについて前記相関検出を行ない、この間におけ
る大きい値の前記相関検出値およびこれと対応す
る前記位相遅れデータを前記記憶手段により逐次
更新して記憶し、前記相関検出の終了後に前記記
憶手段から最大相関検出値と対応する前記位相遅
れデータのみを出力せしめ、この出力を距離デー
タとするものを第1発明とし、各々が互に素数の
関係を有する数のビツトからなりかつ互に異なる
PNコードを用いた複数の送信コード列を送信
し、この各送信コード列の目標物折返しによる各
受信コード列と対応する前記送信コード列との間
の相関検出を各個に行なうことにより前記目標物
との距離を測定する距離測定方式において、前記
各送信コード列を各個に発生する手段と、この手
段によつて得られた各送信コード列を入力とし対
応したローカルコード列を各個に発生するローカ
ルコード列発生器と、このローカルコード列発生
器からの各ローカルコード列と対応する前記受信
コード列との位相比較およびこの比較出力の積分
により前記相関検出を各個に行なう手段と、前記
各送信コード列を構成する各送信コードからの対
応した前記ローカルコード列を構成するローカル
コードの位相遅れデータを各個に計数する手段
と、前記相関検出による相関検出値および位相遅
れデータを前記各受信コード列毎に記憶する手段
とを備え、前記各送信コードからの位相遅れを
次々にかえて前記ローカルコード列発生器により
対応するローカルコードを各個に発生せしめ、前
記PNコードを構成するビツト数だけ存在する全
コード列のすべてについて前記相関検出を前記各
受信コード列毎に行ない、この間における大きい
値の前記相関検出値およびこれと対応する前記位
相遅れデータを前記記憶手段により逐次更新して
前記受信コード毎に記憶し、前記相関検出の終了
後に前記記憶手段から前記受信コード列毎の最大
相関検出値と対応する前記各位相遅れデータのみ
を各個に出力せしめ、これらの各位相遅れデータ
に基づき距離データを求めるものを第2発明とし
たものであり、以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。 第3図は本発明の一実施例を説明するためのブ
ロツク図である。図において、11は送信コード
列発生器、12は送信コード列発生器11からの
送信コード列を入力とする受信ローカルコード発
生レジスタ(ローカルコード列発生器)、13は
受信コード列、14は受信コード列13とローカ
ルコード列発生器12からのローカルコード列と
の位相を比較する位相比較器、15は位相比較器
14の反転出力を積分する積分器で、この積分器
15は後述する第1のカウンタ回路17の出力に
よつてリセツトされるように構成されている。 16は受信クロツクに同期したクロツク信号、
17はクロツク信号16を計数する第1のカウン
タ回路、18は第1のカウンタ回路17のカウン
トアツプ時の桁上げ信号を計数する第2のカウン
タ回路、19はクロツク信号16と第1のカウン
タ回路17の出力を入力とする抑止回路で、この
抑止回路19の出力によつてローカルコード列発
生器12からの出力位相を遅延させて制御するよ
うに構成されている。20は第1および第2のカ
ウンタ回路17,18の出力および比較器21の
出力を記憶する2つのレジスタからなるレジスタ
回路である。ここで、比較器21は積分器15の
出力とローカルコードの送信コードからの位相遅
れデータを記憶するレジスタ回路20の出力とを
比較する機能を備えている。なお、N1は第2の
カウンタ回路18からの計数内容である。 なお、積分器15、レジスタ回路20、比較器
21等の詳細は、第2図の積分器34乃至制御回
路38と同様である。 つぎに、この第3図に示す実施例の動作を説明
する。まず実施例を説明するために、本発明の理
解を容易にするために距離測定について説明する
と、距離測定はまず、送信タイミングを決定する
クロツクの送信側での同期をとることから始ま
る。そして、各PNコード列の相関検出は受信ク
ロツクに同期したクロツク信号16のタイミング
にて送信コード列発生器11からの送信コード列
を受信ローカルコード発生レジスタ(ローカルコ
ード列発生器)12にセツトすることから始ま
る。ただし、この場合、積分器15のリセツトお
よび第1、第2のカウンタ回路17,19のゼロ
セツトはすでに行なわれているものとする。 さて、これらの条件のもとに、受信クロツクに
同期したクロツク信号16を抑止回路19を介し
てローカルコード列発生器12に送り、ローカル
コード列を発生させる。このローカルコード列は
受信コード列13と位相比較器14により位相比
較され、その比較反転出力は積分器15によつて
積分され、例えば1コード分が平均化されて相関
値を示すものとなりレジスタ回路20に記憶され
る。この場合、受信コード列13とローカルコー
ド列発生器12からのローカルコード列の位相比
較は第1のカウンタ回路17がカウントアツプす
るまで行なわれ、このカウントアツプするまでの
時間はコード構成ビツト数と相関検出誤り率から
決定することができる。そして、第1のカウンタ
回路17のカウントアツプ時の桁上げ信号(キヤ
リー)は第2のカウンタ回路18で計数されるほ
か、積分器15のリセツト命令に使われると共
に、このキヤリーによつて受信クロツク16を抑
止回路19において1クロツク分のみ消去する。
このことは、ローカルコード列発生器12からの
ローカルコード列を前より1クロツク分遅らせた
ことに相当し、この状態でローカルコード列と受
信コード列との位相比較を行なえば、前回とは1
受信クロツク分異なる(遅れた)位相比較を行な
うことができる。ただし、この場合、2回目の位
相比較を行なう前の積分器15のリセツトおよび
レジスタ回路20による相関値記憶は1受信毎に
行なう必要がある。このとき、レジスタ回路20
による記憶は、積分器15からの相関値を示す積
分値と同時に、送信コードに対するローカルコー
ドの位相遅れデータを示す第2のカウンタ回路1
8の計数内容も同時に記憶することは本発明にと
つて重要である。すなわち、レジスタ回路20に
記憶されるデータは、まず、初回の位相比較では
積分値と、第2のカウンタ回路18の計数量零と
が記憶される。つまりローカルコード列は送信コ
ード列と一致した位相関係にある。つぎに、次回
の位相比較では2回目の積分値と、初回の積分値
との大小比較を比較器21で行ない、もし2回目
の方が大きければ、2回目の積分値と第2のカウ
ンタ回路18の計数量1とがレジスタ回路20に
記憶される。ここで、計数量1とはローカルコー
ド列が送信コード列に比して1クロツク分遅れて
いることを示す。そして、もちろん切回の積分デ
ータの方が大であれば、2回目の位相比較後のレ
ジスタ20の内容は初回とかわりない。 このような動作を繰返し、各PNコード列につ
き、コード構成ビツト数だけ存在する全コード列
を順番にローカルコード列発生器12において発
生させ、受信コード列と各々のローカルコード列
についてコード毎に位相を比較し、積分値が最大
となるコード列、すなわち相関の最もよくとれて
いるものを受信コード列に同相のローカルコード
列とする。たゞし、この場合、受信コード列と同
相のローカルコード列を求めたうえ、このローカ
ルコード列を送信コード列との位相差を新たに検
出するのではなく、すでに相関検出時にこの位相
差が同時に検出されているところが本発明の主眼
とするところである。すなわち、受信コード列と
同相のローカルコード列と受信コード列との位相
差は、第2のカウンタ回路18からの内容、例え
ばN1としてレジスタ回路20に記憶されてお
り、全相関検出終了後レジスタ回路20からN1
のみを出力することにより、受信コード列13は
送信コード列に対しN1クロツク分遅れているこ
とを判別することができる。 たゞし、第2のカウンタ回路18からの内容
N1は、コード列構成ビツト数以下であるから、
それ以上の位相遅れ検出には別の互に異なる構成
をもつた複数のPNコード列を組合せて使用する
ことが必要である。そして、この検出には、例え
ば3つのPNコード列a,b,c(a,b,c
は、互に素数の関係を有する数のビツトからな
り、かつ、互に異なるPNコードを用いる)を用
いるとすれば、組合せによる送受間の時間遅れを
Rクロツク分とし、各コードのビツト数をA,
B,Cとしたとき、 R=N1+At1=N2+Bt2=N3+Ct3A・B・C ……(1) の関係が成り立つ。ここで、N1,N2,N3は各コ
ード列a,b,cに対してこの発明による相関検
出を行なつた出力、t1,t2,t3は各コード列単独
では決まらない周期分とする。 しかして、上記(1)式から周期分t1,t2,t3を求
め、クロツク分Rを導くことにより送受間の位相
遅れ分を検出することができる。ここで、上記(1)
式は計算機による瞬時解法もしくは出力N1
N2,N3の組合せをデータとして必要に応じて(1)
式をとくことも考えられる。 第4図は、3種のコード列を用いる場合の全構
成を示すブロツク図であり、受信コード列1をマ
ルチプレクサ41により各個別の構成を有するコ
ード列毎に分配し、第3図の構成が各々備える相
関検出部42〜44へ順次に与え、これらから各
個に送出される出力データN1〜N3に基づき電子
計算機45において(1)式の演算処理を行ない、出
力データN1〜N3に基づく距離データRを求める
ものとなつている。 こゝにおいて、(1)式による演算の手法を具体的
に示せばつぎのとおりである。 すなわち、コード列a,bを例に取り、例え
ば、aのコードを3ビツト、bのコードを4ビツ
トにより構成するものとし、各々が互に素数の関
係を有する数のビツトからなり、かつ、互に異な
るPNコードをa,bが用いるものとしたとき、
第5図に示すとおり、共通のクロツクCLKの周
期1〜12により各ビツトのタイミングが定まり、
目標物との距離変化に応じてa,bの相対関係が
変化する。 たゞし、A,Bを各コードのビツト数とすれ
ば、A=3、B=4であり、当然にN1<A、N2
<B、R(A・B)の関係が成立するため、
N1は0〜2、N2は0〜3の範囲において定まる
のに対し、第5図に0〜3として示す各コード列
の周期数t1,t2については、両者のコード開始点
又は終了点が一致する周期数を求めると、12種の
組み合せが生じ、次表に示すとおりになり、これ
に応じてRも定まる。
The present invention relates to a distance detection method for distance measurement using a PN code, and more specifically, the present invention relates to a distance detection method for distance measurement using a PN code.
The present invention relates to a distance detection method suitable for measuring the distance to a target by detecting a correlation between a received code string and a transmitted code string by reflecting the transmitted code back to the target. When measuring the distance between a satellite and a ground station using a PN code (Pseudo-random noise code), several types of PN code strings are combined on the upper side and sent to the satellite with a certain clock synchronization, and the PN combination code for the satellite return is transmitted. A method is adopted in which the phase delay from the time of transmission is detected for each PN code string. A conventional method of this type is shown and explained in Fig. 1.
In the figure, 1 is a received code string, 2 is a local code string generator, and 3 is a correlation detection that takes as input the code string from the received code string 1 and the code string from the local code string generator 2, and synchronizes the phase of both. In a vessel,
It has a function to detect the maximum correlation and also output the received code string at that time. 4 is a local code string register that stores a local code string that is synchronized with the received code string that inputs the output of the correlation detector 3; 5 is a transmitting PN code generator; and 6 is the output of the local code string register 4 and the transmitting PN code. A matching circuit matches the output of the generator 5, a counter circuit 7 counts the output of the matching circuit 6, and a receiving code clock 8 is synchronized in advance. In the distance measurement method configured in this way,
First, phase synchronization is performed in the correlation detector 3 with each PN code string locally generated by the local code string generator 2 in synchronization with the received code clock 8 with respect to the received code string 1 of the received combination PN code. The synchronized local PN code string is recorded in the local code string register 4. next,
After synchronization is completed for each PN code string, the match circuit 6 detects a match between the contents of the local code string register 4 and the PN code from the transmitting PN code generator 5, and at the same time outputs the match output. Counter circuit 7 by
make it work. Then, by counting each code string in the counter circuit 7 until all matching moments detected by a separate circuit with the same configuration become the same, the count contents of the counter circuit 7 can be transmitted and
The data corresponds to the delay time between receptions. Here, one PN code string is expressed as follows. 11100101110010... In other words, in this example, the code is repeated by 1110010. Considering the correlation between this PN code string and a PN code string that has the same configuration but has a temporal deviation, correlation means that a specific number of bits is targeted. In this code example, the difference between the number of matches and the number of mismatches is divided by the specific number of bits.
If the correlation value when the PN code strings match in time becomes mismatched by 1.1 bit or more,
If the number of correlated bits is large, the correlation value will always be -1/
It becomes 7. Therefore, using this property, the received
A local PN code string that matches the PN code string in time can be reproduced from a received signal via a noisy signal path, and this can be used to determine the delay time of the received code string with respect to the transmitted code string. can. FIG. 2 is a block diagram showing details of the correlation detector 3, in which a counter 31 counts received code clocks 8 separately extracted from the received code string 1, and calculates the number of bits according to the number of bits of the code constituting the repeated code string 1. When the clock 8 is counted, a count-up output is sent out, and the clock 8 is also provided to the local code string generator 2 via the gate circuit 32, and in response, the above-mentioned output is sent. The generator 2 generates a code string consisting of codes and supplies it to a phase comparator 33. The comparator 33 compares the phases of the received code string 1 and the local code string, thereby determining the bit difference between the two code strings, and provides a comparison inverted output corresponding to this to the integrator 34. The integral value corresponding to the bit difference integrated by the circuit 34 is stored in the memory 35.
The integrator 34 is stored by the counter 31
The count-up output from the memory 35 is applied to the reset input R, which resets the memory 35.
ST, and in order to store the integral value, the integral value is updated and stored in the memory 35 for each series of codes, and this is compared with the current integral value by the comparator 36. The comparator 3 stores the larger value in the memory 35.
6 gives a command signal to the strobe input ST of the memory 35, and by doing this every time each code is repeated as code string 1, the memory 35 stores the integrated value of the comparison inversion output of the phase comparator 33. The maximum value of is stored. On the other hand, the code string from the local code string generator 2 is also given to the register 37, and is input to the counter 31.
The control circuit 38 determines the code that has the largest integral value based on the count-up output and the output of the comparator 36, and selectively designates this code. , send control signal to send out command input SD
This causes a series of bits constituting the code having the maximum integral value to be sent to the local code string register 4 in FIG. Note that the count-up output of the counter 31 is
It is applied to the inhibit input INH of the gate circuit 32, and the clock 8 is blocked one pulse at a time for each code and is applied to the local code string generator 2. Therefore, the local code string is input to the local code string generator 2 for each code. The phase is shifted one bit at a time, and codes with successive phase shifts are generated, which are successively compared in the phase comparator 33, and by the action of the integrator 34 to the control circuit 38,
The code of the local code string that most closely matches the phase of code string 1 and has the maximum mutual correlation value is sent out from the register 37. Therefore, the coincidence moment for each of the transmission code and the synchronization local code occurs every code period, but if you take the moment when all the code strings coincide, it is possible to eliminate the ambiguity of the cycle, while By using transmission code strings of It is possible to reliably detect a time delay between transmission and reception up to a period corresponding to the product of the numbers. Note that distance calculation methods that use PN code strings are described, for example, in the document "Digital Communication" by Solomon Golomb.
It is introduced in detail in Chapter 6 (Applications to Ranging) of the author, Premptice Hall, 1964). However, this method has the inconvenience of having to wait for the sequential shift time of the transmitted code sequence to calculate the distance until the local code synchronized with the received code matches the transmitted code. The drawback was that it was time consuming. Also, for each code string,
A matching detection circuit consisting of a local code string register 4, a transmitting PN code generator 5, and a matching circuit 6, and a counter circuit for counting delay time are required. This has resulted in the drawback that the configuration of the device is complicated and uneconomical. In view of the above points, the present invention has been made to solve such problems, and its purpose is to detect the correlation between a received code string and a local code string.
By simultaneously detecting the phase delay data between the local code string and the transmitted code string, which have the maximum correlation, we provide a distance detection method that eliminates the coincidence counter circuit for distance detection described above and shortens the distance detection time. It's about doing. In order to achieve such an objective, the present invention
A distance measurement method that measures the distance to the target object by transmitting a transmission code string using a PN code and detecting a correlation between the received code string and the transmission code string by returning the transmission code string to the target object. means for generating the transmission code string; a local code string generator inputting the transmission code string obtained by the means; and a local code string from the local code string generator and the received code string. means for performing the correlation detection by phase comparison with the local code sequence and integration of the comparison output; means for counting phase delay data of the local code forming the local code sequence from the transmission code forming the transmission code sequence; means for storing a correlation detection value obtained by correlation detection and phase delay data, and causes the local code string generator to generate the local code by successively changing the phase delay from the transmission code, thereby configuring the PN code. The correlation detection is performed on all the code strings that exist for the same number of bits, and the correlation detection value having a large value during this period and the phase delay data corresponding thereto are sequentially updated and stored in the storage means, and the correlation detection After the completion of the step, only the phase delay data corresponding to the maximum correlation detection value is outputted from the storage means, and this output is used as distance data, and the first invention is characterized in that the distance data is composed of a number of bits each having a relation of prime numbers to each other. different from each other
By transmitting a plurality of transmission code strings using PN codes, and detecting the correlation between each received code string and the corresponding transmission code string by repeating the target object of each transmission code string, the target object is detected. In a distance measurement method for measuring the distance between the two transmitting codes, the distance measuring method includes a means for individually generating each transmitting code string, and a local means for generating each transmitting code string by inputting each transmitting code string obtained by this means. a code string generator; means for individually performing the correlation detection by comparing the phases of each local code string from the local code string generator with the corresponding received code string; and integrating the comparison output; means for individually counting phase lag data of local codes constituting the corresponding local code sequence from each transmitted code constituting the sequence; and means for counting the correlation detected value and phase lag data by the correlation detection for each received code sequence means for storing a corresponding local code by the local code string generator by changing the phase delay from each of the transmission codes one after another, The correlation detection is performed for each of the received code strings for all of the code strings, and the correlation detection value having a large value during this period and the phase delay data corresponding thereto are sequentially updated by the storage means for each of the received code strings. After the correlation detection is completed, the storage means outputs only the phase delay data corresponding to the maximum correlation detection value for each received code string, and distance data is determined based on these phase delay data. This is a second invention, and embodiments of the invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram for explaining one embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a transmitting code string generator, 12 is a receiving local code generation register (local code string generator) which inputs the transmitting code string from the transmitting code string generator 11, 13 is a receiving code string, and 14 is a receiving code string. A phase comparator 15 compares the phase of the code string 13 and a local code string from the local code string generator 12, and 15 is an integrator that integrates the inverted output of the phase comparator 14. The counter circuit 17 is configured to be reset by the output of the counter circuit 17. 16 is a clock signal synchronized with the receiving clock;
17 is a first counter circuit that counts the clock signal 16; 18 is a second counter circuit that counts a carry signal when the first counter circuit 17 counts up; 19 is a counter circuit that counts the clock signal 16 and the first counter circuit; This suppressing circuit receives the output of the suppressing circuit 17 as an input, and is configured to delay and control the output phase from the local code string generator 12 using the output of the suppressing circuit 19. A register circuit 20 includes two registers that store the outputs of the first and second counter circuits 17 and 18 and the output of the comparator 21. Here, the comparator 21 has a function of comparing the output of the integrator 15 and the output of the register circuit 20 that stores phase delay data of the local code from the transmission code. Note that N 1 is the count content from the second counter circuit 18. Note that the details of the integrator 15, register circuit 20, comparator 21, etc. are the same as those of the integrator 34 to the control circuit 38 in FIG. Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be explained. First, in order to explain an embodiment, distance measurement will be explained in order to facilitate understanding of the present invention.Distance measurement begins with synchronization on the transmission side of a clock that determines transmission timing. Correlation detection of each PN code string is performed by setting the transmitting code string from the transmitting code string generator 11 into the receiving local code generation register (local code string generator) 12 at the timing of the clock signal 16 synchronized with the receiving clock. It starts with that. However, in this case, it is assumed that the integrator 15 has been reset and the first and second counter circuits 17 and 19 have been reset to zero. Now, under these conditions, the clock signal 16 synchronized with the reception clock is sent to the local code string generator 12 via the inhibit circuit 19 to generate a local code string. This local code string is phase-compared with the received code string 13 by a phase comparator 14, and the compared and inverted output is integrated by an integrator 15. For example, one code is averaged to indicate a correlation value, and the register circuit 20 is stored. In this case, the phase comparison between the received code string 13 and the local code string from the local code string generator 12 is performed until the first counter circuit 17 counts up, and the time until this count up is equal to the number of code constituent bits. It can be determined from the correlation detection error rate. The carry signal (carry) at the time of count-up of the first counter circuit 17 is not only counted by the second counter circuit 18, but also used for a reset command of the integrator 15. 16 is erased by the inhibit circuit 19 for only one clock.
This corresponds to delaying the local code string from the local code string generator 12 by one clock compared to the previous one, and if the phase comparison between the local code string and the received code string is performed in this state, it will differ from the previous one by one clock.
It is possible to perform a phase comparison that is different (delayed) by the reception clock. However, in this case, it is necessary to reset the integrator 15 and store the correlation value by the register circuit 20 before performing the second phase comparison for each reception. At this time, the register circuit 20
The second counter circuit 1 stores the integrated value indicating the correlation value from the integrator 15 and simultaneously the phase delay data of the local code with respect to the transmitted code.
It is important to the present invention that the count contents of 8 are also stored at the same time. That is, the data stored in the register circuit 20 first includes the integral value and the zero count of the second counter circuit 18 in the first phase comparison. In other words, the local code string has the same phase relationship as the transmitted code string. Next, in the next phase comparison, the comparator 21 compares the second integral value with the first integral value, and if the second integral value is larger, the second integral value and the second integral value are compared. 18 counts 1 are stored in the register circuit 20. Here, a count of 1 indicates that the local code string lags behind the transmitted code string by one clock. Of course, if the integral data of the cut is larger, the contents of the register 20 after the second phase comparison are the same as those of the first time. By repeating this operation, for each PN code string, all code strings as many as the number of code constituent bits are sequentially generated in the local code string generator 12, and the phase of the received code string and each local code string is adjusted for each code. The code string with the maximum integral value, that is, the code string with the best correlation, is selected as the local code string that is in phase with the received code string. However, in this case, instead of finding a local code string that is in phase with the received code string and then newly detecting the phase difference between this local code string and the transmitted code string, this phase difference has already been detected at the time of correlation detection. The main focus of the present invention is simultaneous detection. That is, the phase difference between the local code string that is in phase with the received code string and the received code string is stored in the register circuit 20 as the content from the second counter circuit 18, for example N1 , and is stored in the register after all correlation detection is completed. Circuit 20 to N 1
By outputting only the received code string, it can be determined that the received code string 13 lags behind the transmitted code string by N1 clocks. However, the content from the second counter circuit 18
Since N 1 is less than or equal to the number of bits constituting the code string,
To detect a phase delay beyond that, it is necessary to use a plurality of PN code strings having different configurations in combination. For this detection, for example, three PN code strings a, b, c (a, b, c
(consisting of bits that have a mutually prime number relationship and using mutually different PN codes), the time delay between transmission and reception due to the combination is R clocks, and the number of bits in each code is A,
When B and C are assumed, the following relationship holds: R=N 1 +At 1 =N 2 +Bt 2 =N 3 +Ct 3 A・B・C ……(1). Here, N 1 , N 2 , and N 3 are outputs obtained by performing correlation detection according to the present invention on each code string a, b, and c, and t 1 , t 2 , and t 3 are not determined by each code string alone. It is assumed to be the period. Therefore, the phase delay between transmitting and receiving can be detected by determining the periodic components t 1 , t 2 , and t 3 from the above equation (1) and deriving the clock component R. Here, above (1)
The formula can be instantaneously solved by a computer or the output N 1 ,
If necessary, use the combination of N 2 and N 3 as data (1)
It is also possible to solve the equation. FIG. 4 is a block diagram showing the entire configuration when three types of code strings are used. Received code string 1 is distributed by a multiplexer 41 to code strings having individual configurations, and the structure of FIG. Based on the output data N 1 to N 3 sequentially provided to each of the correlation detection units 42 to 44 and sent to each of them, the electronic computer 45 performs the arithmetic processing of equation (1), and output data N 1 to N 3 The distance data R is calculated based on the following. Here, the method of calculation using equation (1) is specifically shown as follows. That is, taking code strings a and b as an example, let us assume that the code for a is made up of 3 bits and the code for b is made up of 4 bits, each of which consists of bits that have a prime number relationship with each other, and When a and b use different PN codes,
As shown in Figure 5, the timing of each bit is determined by the cycles 1 to 12 of the common clock CLK.
The relative relationship between a and b changes as the distance to the target changes. However, if A and B are the number of bits of each code, then A=3 and B=4, and naturally N 1 <A, N 2
Since the relationship <B, R(A・B) holds true,
While N 1 is determined in the range of 0 to 2 and N 2 is determined in the range of 0 to 3, the number of cycles t 1 and t 2 of each code string shown as 0 to 3 in FIG. If we calculate the number of cycles with matching end points, 12 combinations will occur, as shown in the table below, and R will be determined accordingly.

【表】 したがつて、a,b,cの各コード列を用いる
場合も、前表と同様のテーブルを電子計算機45
のメモリ中へ格納しておき、これを用いて(1)式の
演算処理を行なえば、出力データN1〜N3に基づ
き距離データRを直ちに求めることができる。 なお、クロツク分Rには、クロツク周期以下の
位相遅れおよび衛星−地上間の動的位置遅れは含
んでいないので、各コード列の相関検出開始時、
送信コードをローカルコード列にセツトした瞬間
からのクロツク変動分は精距離としてクロツク分
Rに補正をかける必要がある。 かくして、単独のコード列を用いて場合におい
ては勿論のこと、複数のコード列を用いる場合に
は、組合せコードが多い程、そのコードのビツト
構成に比例してレジスタ、一致回路が増えるのを
防止できると共に送信コードからの位相遅れデー
タを計数、記憶する回路を併設するのみにより、
相関検出と同時に距離データを検出することがで
きるため、極めて有効である。 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、複雑な手段を用いることなく簡単な構成によ
つて距離を検出することができると共に、同期し
たローカルコード列と送信コード列との位相遅れ
データも同時に検出するため、従来のこの種の方
式に比して距離検出時間が短縮されるものとな
り、実用上の効果は極めて大である。
[Table] Therefore, when using the code strings a, b, and c, a table similar to the previous table can be created on the computer 45.
By storing the distance data in the memory of , and performing the arithmetic processing of equation (1) using this, the distance data R can be immediately obtained based on the output data N 1 to N 3 . Note that the clock component R does not include the phase delay less than the clock cycle and the dynamic position delay between the satellite and the ground, so at the start of correlation detection for each code string,
The clock fluctuation from the moment the transmission code is set in the local code string must be corrected to the clock R as a precise distance. In this way, not only when using a single code string, but also when using multiple code strings, the more combinations of codes there are, the more registers and matching circuits can be prevented from increasing in proportion to the bit configuration of the code. By simply installing a circuit that counts and stores the phase delay data from the transmission code,
It is extremely effective because distance data can be detected at the same time as correlation detection. As is clear from the above description, according to the present invention, distance can be detected with a simple configuration without using complicated means, and there is a phase lag between a synchronized local code string and a transmitted code string. Since data is also detected at the same time, the distance detection time is shortened compared to conventional methods of this type, and the practical effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の距離測定方式の一例を説明する
ためのブロツク図、第2図は第1図の詳細を示す
ブロツク図、第3図は本発明による距離算出方式
の一実施例を説明するためのブロツク図、第4図
は3種のコード列を用いる場合の全構成を示すブ
ロツク図、第5図は複数のPNコード列を示す図
である。 11……送信コード列発生器、12……ローカ
ルコード列発生器、13……受信コード列、14
……位相比較器、15……積分器、16……クロ
ツク信号、17,18……カウンタ回路、19…
…抑止回路、20……レジスタ回路、21……比
較器。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an example of a conventional distance measurement method, FIG. 2 is a block diagram showing details of FIG. 1, and FIG. 3 is for explaining an embodiment of a distance calculation method according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the entire configuration when three types of code strings are used, and FIG. 5 is a diagram showing a plurality of PN code strings. 11... Transmission code string generator, 12... Local code string generator, 13... Reception code string, 14
... Phase comparator, 15 ... Integrator, 16 ... Clock signal, 17, 18 ... Counter circuit, 19 ...
...Inhibition circuit, 20...Register circuit, 21...Comparator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 PNコードを用いる送信コード列を送信し、
この送信コード列の目標物折返しによる受信コー
ド列と前記送信コード列との間の相関検出を行な
うことにより前記目標物との距離を測定する距離
測定方式において、前記送信コード列を発生する
手段と、この手段によつて得られた送信コード列
を入力とするローカルコード列発生器と、このロ
ーカルコード列発生器からのローカルコード列と
前記受信コード列との位相比較およびこの比較出
力の積分により前記相関検出を行なう手段と、前
記送信コード列を構成する送信コードからの前記
ローカルコード列を構成するローカルコードの位
相遅れデータを計数する手段と、前記相関検出に
よる相関検出値および位相遅れデータを記憶する
手段とを備え、前記送信コードからの位相遅れを
次々にかえて前記ローカルコード列発生器により
前記ローカルコードを発生せしめ、前記PNコー
ドを構成するビツト数だけ存在する全コード列の
すべてについて前記相関検出を行ない、この間に
おける大きい値の前記相関検出値およびこれと対
応する前記位相遅れデータを前記記憶手段により
逐次更新して記憶し、前記相関検出の終了後に前
記記憶手段から最大相関検出値と対応する前記位
相遅れデータのみを出力せしめ、この出力を距離
データとすることを特徴とした距離検出方式。 2 各々が互に素数の関係を有する数のビツトか
らなりかつ互に異なるPNコードを用いた複数の
送信コード列を送信し、この各送信コード列の目
標物折返しによる各受信コード列と対応する前記
送信コード列との間の相関検出を各個に行なうこ
とにより前記目標物との距離を測定する距離測定
方式において、前記各送信コード列を各個に発生
する手段と、この手段によつて得られた各送信コ
ード列を入力とし対応したローカルコード列を各
個に発生するローカルコード列発生器と、このロ
ーカルコード列発生器からの各ローカルコード列
と対応する前記受信コード列との位相比較および
この比較出力の積分により前記相関検出を各個に
行なう手段と、前記各送信コード列を構成する各
送信コードからの対応した前記ローカルコード列
を構成するローカルコードの位相遅れデータを各
個に計数する手段と、前記相関検出による相関検
出値および位相遅れデータを前記各受信コード列
毎に記憶する手段とを備え、前記各送信コードか
らの位相遅れを次々にかえて前記ローカルコード
列発生器により対応するローカルコードを各個に
発生せしめ、前記PNコードを構成するビツト数
だけ存在する全コード列のすべてについて前記相
関検出を前記各受信コード列毎に行ない、この間
における大きい値の前記相関検出値およびこれと
対応する前記位相遅れデータを前記記憶手段によ
り逐次更新して前記受信コード列毎に記憶し、前
記相関検出の終了後に前記記憶手段から前記受信
コード列毎の最大相関検出値と対応する前記各位
相遅れデータのみを各個に出力せしめ、これら各
位相遅れデータに基づき距離データを求めること
を特徴とする距離検出方式。
[Claims] 1. Transmitting a transmission code string using a PN code,
In a distance measurement method that measures the distance to the target by detecting a correlation between the received code string and the transmitted code string by returning the transmitted code string to the target, means for generating the transmitted code string; , a local code string generator inputs the transmitted code string obtained by this means, phase comparison between the local code string from this local code string generator and the received code string, and integration of this comparison output. means for performing the correlation detection; means for counting phase lag data of local codes constituting the local code sequence from transmission codes constituting the transmission code sequence; storing means, for causing the local code string generator to generate the local code by successively changing the phase delay from the transmission code, and for all code strings that exist as many as the number of bits constituting the PN code. The correlation detection is performed, and the correlation detection value having a large value during this period and the phase delay data corresponding thereto are sequentially updated and stored in the storage means, and after the completion of the correlation detection, the maximum correlation detection value is stored in the storage means. A distance detection method characterized in that only the phase delay data corresponding to the phase delay data is outputted, and this output is used as distance data. 2. Transmit a plurality of transmission code strings, each consisting of bits of numbers having a relation of prime numbers to each other and using mutually different PN codes, and correspond to each reception code string by returning each transmission code string to a target object. In the distance measurement method of measuring the distance to the target object by individually detecting the correlation between the transmission code strings, there is provided a means for individually generating each transmission code string; A local code string generator receives each transmitted code string as input and generates a corresponding local code string, and a phase comparison between each local code string from this local code string generator and the corresponding received code string is performed. means for individually performing the correlation detection by integrating the comparison output; and means for individually counting phase delay data of local codes constituting the local code sequence corresponding to each transmission code constituting the respective transmission code sequence. , means for storing correlation detection values and phase delay data obtained by the correlation detection for each of the received code strings, and means for sequentially changing the phase delay from each of the transmission codes to generate the corresponding local data by the local code string generator. The code is generated individually, and the correlation detection is performed for each received code string for all the code strings that exist as many as the number of bits constituting the PN code. The phase lag data is sequentially updated by the storage means and stored for each received code string, and after the correlation detection is completed, the phase lag data corresponding to the maximum correlation detected value for each received code string is stored in the storage means. A distance detection method characterized by outputting only data to each individual and calculating distance data based on each phase delay data.
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