JPS636479A - 衛星航法装置 - Google Patents

衛星航法装置

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JPS636479A
JPS636479A JP14941686A JP14941686A JPS636479A JP S636479 A JPS636479 A JP S636479A JP 14941686 A JP14941686 A JP 14941686A JP 14941686 A JP14941686 A JP 14941686A JP S636479 A JPS636479 A JP S636479A
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Chogo Sekine
兆五 関根
Harumasa Hojo
北条 晴正
Koji Yamada
耕司 山田
Akira Okuyama
奥山 昭
Yasuyuki Uekusa
康之 植草
Hisao Kishi
岸 久夫
Hideo Takai
高井 秀夫
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Japan Radio Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Japan Radio Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車、船舶、飛行機などの移動体の
現在位置や速度、方位を演算し表示する衛星航法装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、自動車等の移動体に搭載される衛星航法装置
としてG P S (Global Position
ingSyste層)航法装置がある。
衛星航法で利用者の位置を3次元的に求めるには、地球
中心、地球固定座標系での3成分、緯度、経度、高さく
X、Y、Z)の3つの未知数を求めれば良い、GPS航
法は、位置がわかっている中高度軌道の複数個の衛星か
ら利用者までの距離を同時に受信測距するのがその測位
原理である。衛星の刻々の位置は軌道要素から求めて3
次元的に表現できる。利用者の3次元的な位置を求める
には、3個の衛星からの距離が測定できれば、それら3
衛星の位置を原点とし、それぞれの距離を半径とする3
つの球面の交点(x、y、z)で利用者位置を求めるこ
とができる。
このようにGPS航法では、衛星から利用者への電波の
一方向伝搬によって得られた信号により演算するもので
あるから、本来なら送信側(衛星)と受信側(利用者)
に高精度で、しかも良く合った時計を置いて、電波の伝
搬時間をその2つの時計で直接測定する方法をとる必要
がある。ところが、個々の利用者にそのような高精度な
時計を装備させることは、実際的でない。そこで利用者
は、複数の衛星からの電波を同時に受信し、各衛星と利
用者との間の時刻オフセットを含んだ擬似距離データと
各衛星の位置データにより利用者の位置を算出する。す
なわち衛星の時計に合致した時刻Tをもう1つの末用数
として追加し、位置に関する3つの未知数に加え、4未
知数(X、Y、Z、T)を解く必要がある。そのために
は、上空に散在する4個の衛星からの電波信号を受信し
なければならない、移動体が自動車や船舶の場合は高さ
の変化が少ないので、高さに若干の誤差があっても緯度
、経度の2次元位置が大巾に狂って測位されることは少
ない、そのため、高さくZ)には既知数を入れ、3個の
衛星からの3未知数(X、Y、T)を解き、2次元側位
をしている。
上記のGPS航法を実施するための装置−つとして、l
チャネルシーケンシャル受信式の装置が用いられていた
。この方式の装置は、受信チャネルは】、系列であるが
時分割方式を採用して、上記した複数の衛星からの信号
を受信するものである。そのため小形、軽量で低価格な
GPS航法装置となっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
GPS航法装置は受信データから衛星信号のデータを復
調するための基準発振器を備えている。その基準発振器
は、電源を入れた後しばらく発振周波数が安定していな
いため、周波数オフセットΔfが大きく変動し、測定し
た位置や速度、方位に誤差を生じて精度が良くない。と
ころが上記した1チャネルシーケンシャル受信方式の装
置は1位置データや速度データの精度を判定する機走が
なく、精度が悪いデータもそのま〜出力してしまい、誤
った判断がなされてしまうという欠点があった。
本発明は、このような欠点を解消するためになされたも
ので、測定した位置や速度のデータと共に精度の良否の
データを出力することができるようにした衛星航法装置
を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するための本発明を適用した衛星航法
装置を、実施例に対応する第1図により説明する。
同図に示す本発明の衛星航法装置は、lチャネルシーケ
ンシャル受信方式で、上空に存在する複数の衛星からの
電波を逐次受信し、移動体の位置および速度を測定して
出力するものである。装置にはアンテナl、高周波増幅
器2、周波数合成器9、基準発振器10、周波数変換器
3,5および11、中間川波増幅器4および6、位相比
較器7、搬送波位相同期用数値制御発振器12、擬似雑
音符号発生器13、擬似雑音符号位相同期用数値制a発
振器14および中央演算処理装置8を有している。そし
て中央演算処理装置8により基準、発振器10が発振し
た周波数のオフセット変動を測定し、設定したしきい値
とオフセット変動との大小を比較した値を、測定された
移動体の位置および速度の信頼度を表すデータとして出
力する。
〔作用〕
第3図(a)に示すように周波数オフセットΔfは時刻
の経過とともに収束し、第3図(b)に示すように周波
数オフセットΔfが収束してゆくに連れて測定された移
動体の位置および速度の信頼度が向上する。したがって
周波数オフセットΔfをもとに出力された信頼度により
、観察者は誤りのない判断ができる。
〔実施例〕
本発明を適用する衛星航法装置の実施例を第1図のブロ
ック回路図を用いて説明する。
同図の回路はlチャネルシーケンシャル受信式の回路で
、1は衛星信号受信用アンテナ、2は高周波(RF)増
幅器、3は第1周波数変換器、4は第1中間周波(IF
)増幅器、5は相関第2周波数変換器、6は第2中間周
波(IF)増幅器、7は位相比較器、8は中央演算処理
装g (C:PU)、9は周波数合成器、10は基準発
振器、11は擬似雑音符号変調器、12は搬送波位相同
期用数値制御発振器(キャリアNCONu+*eric
al ControlledQscillator) 
、  13は擬似雑音符号(コード)発生器、14は擬
似雑音符号位相同期用数値制御発振器(コードN(:0
)である。
この回路で電源(不図示)を入れると、衛星電波はアン
テナ1で受信され高周波増幅量2で増幅された後、基準
発振器10を基に周波数合成器9で合成されたローカル
基準信号により第1周波数変換器3で第1中間周波数に
変換される。この第1中間周波数は第1中間周波増幅器
4で増幅され相関第2周波数変換器5に入る。−方、擬
似雑音符号発生器13で発生した擬似雑音符号と搬送波
位相同期用数値制御発振器12の出力とが擬似雑音符号
変調器11に入力し、その変調出力が相関第2周波数変
換器5に入力する。相関第2周波数変換器5では、前記
により入力した第1中間周波数と擬似雑音符号変調器1
1の変調出力との相関−を取り、また同時に第1中間周
波数は第2中間周波数に変換される。第2中間周波数は
第2中間周波増幅器6で増幅され、周波数合成器9で合
成されたローカル基準信号と位相比較器7で位相比較さ
れ中央演算処理装置8に入力する。
すなわち搬送波(キャリア)はcpu a→キャリアN
CO12→擬似雑音符号変調器11−相関第2周波数変
換器5→第2IF増幅器6→位相比較器7→CPIJ 
8の閉ループで追跡される。擬似雑音符号(コード)の
位相はcpua→コードNGO14→コード発生器13
→擬似雑音符号変調器11−相関第2周波数変換器5→
第2IF増幅器6→位相比較器7→cpuaの閉ループ
で追跡される。
このようにして1つ毎の衛星信号のデータ復調、擬似圧
ls測定を時分割的に順次行ない3〜4個の衛星電波を
受信し、中央演算処理装置8で移動体の位置、速度、方
位および基準発振器10の周波数オフセットΔfが算出
され、その結果が出力される。
基準発振器lOの周波数オフセットΔfが大きいと算出
された位置、速度、方位についての信頼度は減少する。
いま第3図(a)に示すように周波数オフセットΔfは
時刻の経過とともに収束してゆく、シたがって周波数オ
フセットΔfを測定してゆきながら信頼度を判別できる
基準発振器10の周波数オフセットΔfを基にに、算出
された位置、速度、方位についての信頼度を中央演算処
理装置8で判別し出力する制御手順を第2図のフローチ
ャート図により説明する。
同図に示すように電源を投入して、基準発振器10の当
初の周波数オフセットΔfo =Aとする(ステップ2
1)、このときAは予想される周波数オフセットの最大
値である9次ぎのステップ22で周波数ドリフトのしき
い値(スレッシュホルド)をa=Fo 、b=Ft 、
c=F2と設定する。ただしFO>Fl>F2 である
。ステップ23では最適な4衛星(または3衛星)の信
号を捕捉し追尾する0次にステップ24では軌道データ
を収集し、ドプラ周波数を測定し、擬似距離を測定する
。上記ステップ24のデータから移動体の位置、速度、
方位および発振周波数のオフセットΔf1を算出しくス
テップ25)、前回算出した発振周波数のオフセットΔ
f 1−+  との差ΔF=1Δf1−Δf i−+ 
+を求める(ステップ26)。
ステップ27でこのΔFがしきい値aより大きければ、
位置、速度、方位の信頼度は観測にあたいしないぐらい
低いので、時刻ΔLの経過を待ち(ステップ28)、ス
テップ24に戻る。ΔFがしきい値aより小さければ、
ステップ29でΔFがしきい値すより大きいかを判断す
る。大きければ(a>ΔF>b)信頼度は低いので、位
置、速度、方位のデータと共に信頼度が低いというデー
タを出力する(ステップ30)。ΔFがしきい値すより
小ざければ、さらにステップ31でΔFがしきい値Cよ
り大きいかを判断する。大きければ(b>ΔF>c)信
頼度は中程度で、位置、速度、方位のデータと共に信頼
度が中程度といンデータを出力する(ステップ32)、
ΔFがしきい値Cより小ざければ、信頼度は高く、位置
、速度、方位のデータと共に信頼度が高いというデータ
を出力する(ステップ33)。ステップ30、ステップ
32、ステップ33で各データの出力をしたら、時刻Δ
tの経過を待ち再度ステップ24からのループを繰り返
す。
第3図(a)に示すように周波数オフセット変動Δfは
時刻の経過とともに収束してゆくから、同図(b)に示
すように上記のループを繰り返す都度、信頼度は向上し
てゆく。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明を適用した衛星航法装置は
、電源を入れた後しばらく基準発振器の発振周波数が安
定していないため周波数に大きなオフセット変動があり
、測定した位置や速度、方位に誤差を生じて精度が良く
ない場合に信頼度を表わすデータが出力される。したが
って必要に応じて測定した位置や速度を使用するか否か
を信頼度を表わすデータで判断できる。また観測者が誤
った判断をすることをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用する衛星航法装置の実施例を示す
ブロン、り回路図、第2図は中央演算処理装置の制御フ
ローチャート図、第3図は周波数オフセットの時間的変
化と信頼度との関係を説明する図である。 ■1. 、アンテナ   2 、 、高周波増幅器39
1.第1周波数変換器 498.第1中間周波増幅器 50.、相関第2周波数変換器 6 、、、、、第2中間周波増幅器 7439位相比較器 80. 中央演算処理装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、上空に存在する複数衛星からの電波を受信し、移動
    体の位置および速度を測定して出力する1チャネルシー
    ケンシャル受信方式の衛星航法装置において、アンテナ
    、高周波増幅器、周波数合成器、基準発振器、周波数変
    換器、中間周波増幅器、位相比較器、搬送波位相同期用
    数値制御発振器、擬似雑音符号発生器、擬似雑音符号位
    相同期用数値制御発振器および中央演算処理装置を有し
    、該中央演算処理装置により該基準発振器が発振した周
    波数のオフセット変動を測定し、設定したしきい値と該
    オフセット変動との大小を比較した値を、測定された移
    動体の位置および速度の信頼度を表すデータとして出力
    することを特徴とする衛星航法装置。
JP14941686A 1986-06-27 1986-06-27 衛星航法装置 Granted JPS636479A (ja)

Priority Applications (1)

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JP14941686A JPS636479A (ja) 1986-06-27 1986-06-27 衛星航法装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP14941686A JPS636479A (ja) 1986-06-27 1986-06-27 衛星航法装置

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JPS636479A true JPS636479A (ja) 1988-01-12
JPH0466316B2 JPH0466316B2 (ja) 1992-10-22

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ID=15474637

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0471347U (ja) * 1990-10-31 1992-06-24
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KR20200016676A (ko) * 2018-08-07 2020-02-17 한국항공우주연구원 위성-항법 수신기 및 그 동작 방법

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JPH0466316B2 (ja) 1992-10-22

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