JPWO2010098468A1

JPWO2010098468A1 - Ｇｎｓｓ受信装置

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Publication number: JPWO2010098468A1
Application number: JP2011501682A
Authority: JP
Inventors: 真俊松本
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2030-02-26
Also published as: EP2402787A4; JP5607607B2; EP2402787A1; EP2402787B1; US20110309978A1; WO2010098468A1; US8692714B2

Abstract

ＣＢＯＣ信号により位相変調された測位信号に対して、より最適な相関処理を行えるＧＮＳＳ受信装置を実現する。相関処理部３２は、ベースバンド信号とＢＯＣ（１，１）レプリカコードとの相関処理を行ってＢＯＣ（１，１）相関データを出力するとともに、ベースバンド信号とＢＯＣ（６，１）レプリカコードとの相関処理を行ってＢＯＣ（６，１）相関データを出力する。合成部３３は、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ１１およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ６１を用いて、ＢＯＣ（１，１）相関データとＢＯＣ（６，１）相関データと合成し、合成相関データを演算部３０へ出力する。演算部３０は、合成相関データに基づいて受信環境を検出し、当該受信環境に基づいてＢＯＣ（１，１）用合成比率係数およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数を設定し、合成部３３へ与える。

Description

この発明は、所定の拡散コードによって位相変調された測位信号を復調して測位に利用するＧＮＳＳ受信装置に関するものである。

現在、拡散コードを用いて情報伝達信号を位相変調して通信を行うシステムが各種実用化されている。このような通信方法を用いたシステムの一つとしてＧＮＳＳがあり、例えば、米国が運用するＧＰＳでは、航法メッセージを重畳したＬ１搬送波およびＬ２搬送波をＰＮコード（Ｃ／ＡコードやＰコード）で位相変調してなるＬ１信号やＬ２信号を送受信することで、測位等に利用している。

このようなＧＮＳＳのシステムの一つとして、欧州が運用開始する予定のＧａｌｉｌｅｏがある。Ｇａｌｉｌｅｏでは、非特許文献１に示すように、ＣＢＯＣ信号を用いている。ＣＢＯＣ信号とは、ＧＰＳと同じ搬送波で異なるＰＮコードを利用した上で、ＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとを特定の合成比率で合成してなる合成サブキャリアで、ＰＮコードをさらに位相変調した信号である。具体的に、この特定の合成比率とは、電力比においてＢＯＣ（１，１）：ＢＯＣ（６，１）＝１０^(1/2)：１である。

なお、合成する際のＢＯＣ（６，１）の符号により、ＣＢＯＣ．ｉｎ−ｐｈａｓｅ信号（Ｅ１Ｂ信号）とＣＢＯＣ．ａｎｔｉ−ｐｈａｓｅ信号（Ｅ１Ｃ信号）とが存在する。以下の説明では、ＣＢＯＣ．ｉｎ−ｐｈａｓｅ信号を簡略して「ＣＢＯＣ＋信号」と称し、ＣＢＯＣ．ａｎｔｉ−ｐｈａｓｅ信号を簡略して「ＣＢＯＣ−信号」と称する。そして、ＣＢＯＣ＋信号とＣＢＯＣ−信号の双方に同じことに関して述べる場合には、単に「ＣＢＯＣ信号」と称する。

そして、Ｇａｌｉｌｅｏの受信機は、送信側で利用しているＰＮコードおよびサブキャリアに基づいてレプリカコードを生成し、当該レプリカコードと受信信号との相関処理を行うことでコード追尾を行って復調している。例えば、Ｇａｌｉｌｅｏ用の受信機であれば、ＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとを仕様に応じた合成比で合成してなるＣＢＯＣレプリカコードを相関処理に利用する。

「Inside GNSS」, Gibbons Media and Research, LLC, Spring 2007, p.50-57

ここで、レプリカコードを生成する際のサブキャリアの合成比を変化させると、マルチパス特性が変化したり、受信信号のＣ／Ｎｏに応じた擬似距離誤差や相関レベルが変化する。

図１は、ＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとの合成比に応じたマルチパス特性の評価結果であるＲＡＭＥ（Running Average Multipath Error）を示す図である。このＲＡＭＥの値が小さいほどマルチパス耐性が良いと言える。図１（Ａ）はＣＢＯＣ＋信号に対するＲＡＭＥであり、図１（Ｂ）はＣＢＯＣ−信号に対するＲＡＭＥである。なお、図１（Ａ）において、「ＣＢＯＣ＋／ＣＢＯＣ＋」とは、ＣＢＯＣ＋信号に対して仕様通り合成比（ＢＯＣ（１，１）：ＢＯＣ（６，１）＝１０^(1/2)：１）からなるＣＢＯＣ＋レプリカコードで相関処理することを示し、「ＣＢＯＣ＋／ＢＯＣ（１，１）」や「ＣＢＯＣ＋／ＢＯＣ（６，１）」とは、ＣＢＯＣ＋信号に対してＢＯＣ（１，１）サブキャリアのみで生成されたレプリカコード（以下、ＢＯＣ（１，１）レプリカコードと称する。）またはＢＯＣ（６，１）サブキャリアのみで生成されたレプリカコード（以下、ＢＯＣ（６，１）レプリカコードと称する。）で相関処理することを示し、「ＣＢＯＣ＋／ＣＢＯＣ＋（ａ：ｂ）」とは、ＣＢＯＣ＋信号に対して、ＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとを合成比ａ：ｂで合成してなるＣＢＯＣ＋レプリカコードで相関処理することを示す。また、図１（Ｂ）のＣＢＯＣ−信号に関しても、図１（Ａ）と同様に規定した条件を示している。

図１に示すように、ＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとを合成して得られるレプリカコードでＣＢＯＣ信号を相関処理する場合、仕様通りの合成比からなるＣＢＯＣレプリカコードで相関処理した方が、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアの合成比率が高いレプリカコードで相関処理した時よりも、マルチパスの影響を受け易く、擬似距離誤差が大きくなる傾向がある。

次に、図２は、レプリカコードのＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとの合成比とＣ／Ｎｏとによる擬似距離標準偏差の変化を示す図である。図２（Ａ）はＣＢＯＣ＋信号に対する擬似距離標準偏差を示し、図２（Ｂ）はＣＢＯＣ−信号に対する擬似距離標準偏差を示す。

図２に示すように、Ｃ／Ｎｏを変化させた場合であって、ＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとの合成比を変化させた場合、レプリカコードのＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとの合成比が１：１の場合のみが、他の合成比の場合よりも０．１ｍ程度劣化し、当該他の合成比の間には０．１ｍ以下の差しか現れない。したがって、合成比による擬似距離の精度差は殆ど無い。

ここで、仕様通りの合成比からなるＣＢＯＣレプリカコードでＣＢＯＣ信号との相関処理を行った時、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアの合成比率が高いレプリカコードで相関処理した時よりも、その相関レベルは高くなる。

しかしながら、ＣＢＯＣレプリカコードで相関処理を行った時、相関レベルは高いが、上述したように、マルチパスの影響を受け易くなってしまう。この結果、擬似距離誤差が大きくなり、測位精度が悪くなってしまう可能性があった。

したがって、本発明の目的は、ＣＢＯＣ信号のような複数のサブキャリアにより位相変調されたＰＮコードを用いた測位信号に対して、適正な相関レベルを得ながらマルチパス特性や擬似距離精度が改善されるように相関処理を行えるＧＮＳＳ受信装置を実現することにある。

この発明は、拡散コードにより位相変調された測位信号を受信してコード追尾するＧＮＳＳ受信装置に関するものである。ＧＮＳＳ受信装置は、レプリカコード生成部、相関処理部、合成部、受信環境検出部、および演算部を備える。レプリカコード生成部は、演算部からのコード制御情報に基づいてサブキャリアが異なる第１および第２のレプリカコードを生成する。相関処理部は、第１の相関器と第２の相関器とを備え、第１の相関器は、受信した測位信号と第１のレプリカコードとの相関処理を行う。第２の相関器は、受信した測位信号と第２のレプリカコードとの相関処理を行う。合成部は、第１の相関処理結果と第２の相関処理結果を所定の合成比で合成する。受信環境検出部は、測位信号の受信環境を検出する。演算部は、受信環境に基づいて合成比を算出するとともに、合成された相関処理結果に基づいてコード制御情報を出力する。

また、この発明は、拡散コードにより位相変調された測位信号を受信してコード追尾するＧＮＳＳ受信装置に関するものである。ＧＮＳＳ受信装置は、レプリカコード生成部、合成部、相関処理部、受信環境検出部、および演算部を備える。レプリカコード生成部は、演算部からのコード制御情報に基づいてサブキャリアが異なる第１および第２のレプリカコードを生成する。合成部は、第１と第２のレプリカコードを所定の合成比で合成する。相関処理部は、受信した測位信号と合成されたレプリカコードとの相関処理を行う。受信環境検出部は、測位信号の受信環境を検出する。演算部は、受信環境に基づいて合成比を算出するとともに、合成されたレプリカコードによる相関処理結果に基づいてコード制御情報を出力する。

この際、具体的には、レプリカコード生成部は、第１のレプリカコードとしてサブキャリアがＢＯＣ（１，１）サブキャリアであるＢＯＣ（１，１）レプリカコードを生成し、第２のレプリカコードとして前記サブキャリアがＢＯＣ（６，１）サブキャリアであるＢＯＣ（６，１）レプリカコードを生成する。

これら構成では、受信環境に応じてレプリカコードにおけるサブキャリアの合成比が設定される。ここで、上述のように、サブキャリアの合成比に応じて、マルチパス特性や、Ｃ／Ｎｏの変化による相関レベルの変化に有意差が存在するので、検出した受信環境に応じてサブキャリアの合成比を変化させて相関処理を行えば、その時点の受信環境に応じて適正な相関レベルを得ながらマルチパス耐性や擬似距離精度が改善された相関結果が得られる。

また、この発明のＧＮＳＳ受信装置の受信環境検出部は、次の方法により受信環境を検出する。まず、受信環境検出部は、相関結果に基づくＣ／Ｎｏで受信環境を検出する。また、受信環境検出部は、入力された自装置周囲の状況を示す地図データに基づいて前記受信環境を検出する。

これらの構成では、受信環境を各種の方法により検出することができ、この受信環境に応じて適する合成比率が与えられる。

また、この発明のＧＮＳＳ受信装置では、測位信号として、ＰＮコードおよびサブキャリアが同じで且つ合成内容の異なる複数の拡散コードによってそれぞれ位相変調された複数の個別チャンネル信号を有するものを受信する。ＧＮＳＳ受信装置の相関処理部は、個別チャンネル信号毎に相関処理を行う。統合化処理部は、個別チャンネル信号毎の相関処理結果を統合化処理する。演算部は、該統合化処理された相関処理結果に基づいてコード制御情報の出力を行う。

この構成では、測位信号が複数の個別チャンネル信号からなる場合、個別チャンネル信号毎に上述のような受信環境に応じてサブキャリアの合成比率を設定した相関処理を行う。そして、個別チャンネル信号毎の相関処理結果を統合化処理することでノイズ成分が相対的に抑圧される。これにより、より高精度な相関結果が得られる。

この発明によれば、ＣＢＯＣ信号のような複数のサブキャリアにより位相変調されたＰＮコードを用いた測位信号を受信して復調する場合において、適正な相関値を得ながらマルチパス耐性や擬似距離精度が改善し、高精度な相関結果が、より確実に得られる。これにより、高精度なコード追尾および高精度な測位が実現可能になる。

レプリカコードのＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとの合成比に応じたマルチパス特性の評価結果ＲＡＭＥを示す図である。レプリカコードのＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとの合成比とＣ／Ｎｏとによる擬似距離標準偏差の変化を示す図である。第１の実施形態に係るＧＮＳＳ受信装置の主要構成を示すブロック図である。図３に示す復調部１３の主要構成を示したブロック図である。第２の実施形態の復調部１３'の主要構成を示したブロック図である。第３の実施形態の復調部１３"の主要構成を示したブロック図である。レプリカコードのＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとの合成比に応じたＣＢＯＣ＋信号およびＣＢＯＣ−信号のマルチパス特性の評価結果ＲＡＭＥを示す図である。

本発明の第１の実施形態に係るＧＮＳＳ受信装置について、図を参照して説明する。なお、本実施形態では測位信号として、Ｇａｌｉｌｅｏにおける上述のＣＢＯＣ信号を受信するＧＮＳＳ受信装置を例に説明するが、複数のサブキャリアを合成してＰＮコードを位相変調するシステムの受信装置であれば、本発明の構成を適用することができる。
図３は本実施形態のＧＮＳＳ受信装置の主要構成を示すブロック図である。

ＧＮＳＳ受信装置は、受信アンテナ１１、ダウンコンバータ１２、復調部１３、航法メッセージ取得部１４、および測位部１５を備える。

受信アンテナ１１は、Ｇａｌｉｌｅｏ衛星から送信されるＣＢＯＣ信号を受信して、電気信号変換したＣＢＯＣ信号をダウンコンバータ１２へ出力する。

ダウンコンバータ１２は、ＣＢＯＣ信号の周波数をダウンコンバートして、ベースバンド信号を生成し、復調部１３へ与える。

復調部１３は、受信信号に基づくベースバンド信号に対してキャリア相関およびコード相関を行うことでＣＢＯＣ信号の捕捉・追尾処理を行う。

復調部１３は、まずＣＢＯＣ信号の捕捉（サーチ）を行うことで、コード位相とキャリア周波数の粗調整を行った後、コード追尾を実行する。なお、コード追尾処理の詳細については後述する。

そして、復調部１３は、コード追尾ループ処理およびキャリア追尾ループ処理により得られたコード位相及びキャリア周波数を用い、ベースバンド信号を復調処理して航法メッセージ取得部１４へ与えるとともに、得られた位相差情報から擬似距離等を算出して測位部１５へ与える。

航法メッセージ取得部１４は、復調部１３からの航法メッセージを解析して、その内容を測位部１５に与える。測位部１５は、航法メッセージ取得部１４からの航法メッセージの内容と、復調部１３からの擬似距離やキャリア周波数情報等に基づいて測位演算を行い、測位装置の位置を算出する。

本発明の特徴部である復調部１３について図４を参照して、より具体的に説明する。
図４は、図３に示す復調部１３のキャリア相関器を除いた主要構成を示したブロック図である。なお、復調部１３の図示しないキャリア相関器は、既知の構成によるものであり、説明は省略する。

復調部１３は、演算部３０、レプリカコード生成部３１、相関処理部３２、および合成部３３を備える。

演算部３０は、合成部３３からの合成相関データに基づいてコード位相を算出するとともに、当該コード位相に基づいて擬似距離を算出し、測位部１５へ与える。また、演算部３０は、合成相関データに基づいて航法メッセージを復調して航法メッセージ取得部１４へ与える。

また、演算部３０は、コード制御情報としてコード位相をレプリカコード生成部３１へ与える。なお、本実施形態では、コード制御情報としてコード位相をレプリカコード生成部３１に与えるがコード位相以外に、周波数情報等を用いてもよく、レプリカコードを受信信号の拡散コードに同期させるために用いる情報であればよい。

さらに、演算部３０は、本発明の受信環境検出部を兼ねており、合成相関データに基づいてＣ／Ｎｏ（搬送波電力対雑音電力密度比）を順次測定し、当該Ｃ／Ｎｏに基づいて受信環境を検出する。なお、受信環境の検出は、これに限るものではなく、例えば図３に示すように、外部から現在位置付近の地図データを取得し、周囲の建物の状況を取得することで検出したり、ベースバンド信号とＢＯＣ（１，１）レプリカコードとの相関結果およびベースバンド信号とＢＯＣ（６，１）レプリカコードとの相関結果に基づいて検出しても良い。

演算部３０は、各レプリカコードに対するＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとの合成比を与えるＢＯＣ（１，１）用合成比率係数およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数を受信環境毎に記憶している。この際、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数は、受信環境が良い時にはＢＯＣ（６，１）サブキャリアの合成比率が高くなり、受信環境が悪い時にはＢＯＣ（１，１）サブキャリアの合成比率が高くなるように設定されている。例えば、受信環境が良い場合には「ＢＯＣ（１，１）：ＢＯＣ（６，１）＝１：１」とし、受信環境が悪い場合には「ＢＯＣ（１，１）：ＢＯＣ（６，１）＝５：１」とする。

これは、（Ａ）上述の図２に示すように合成比によって擬似距離誤差に大差が無いこと、（Ｂ）上述のように受信環境が良い場合すなわちＣ／Ｎｏが高い場合には、元々コード追尾は十分可能であり、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアの合成比率が高いことで少々相関レベルが劣化しても殆ど影響しないこと、および（Ｃ）上述の図１に示したように、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアの合成比率を高めればマルチパス特性が良好になること、に基づくものである。

一方、（Ｄ）受信環境が悪い場合すなわちＣ／Ｎｏが低い場合には、コード追尾自体が行えなく可能性が生じ、相関レベルを高くする必要があること、に基づくものである。

なお、このような合成比率係数の設定は、単に受信環境が良い場合悪い場合（Ｃ／Ｎｏが高い場合と低い場合）との二段階にするだけではなく、多段階（三段階以上）の受信環境（Ｃ／Ｎｏ毎）に、より詳細に設定しても良い。例えば、上述の「ＢＯＣ（１，１）：ＢＯＣ（６，１）＝１：１」や「ＢＯＣ（１，１）：ＢＯＣ（６，１）＝５：１」とともに、「ＢＯＣ（１，１）：ＢＯＣ（６，１）＝２：１」や、仕様通りである「ＢＯＣ（１，１）：ＢＯＣ（６，１）＝１０^(1/2)：１」等を用いてもよい。

この際、レプリカコードがＢＯＣ（６，１）サブキャリアのみやＢＯＣ（１，１）サブキャリアのみとなる設定、すなわちＢＯＣ（６，１）レプリカコードやＢＯＣ（１，１）レプリカコードとなるような設定は行わない方が望ましい。これは、ＢＯＣ（６，１）レプリカコードやＢＯＣ（１，１）レプリカコードを単体で使用した場合よりも、少なからずＢＯＣ（６，１）サブキャリアとＢＯＣ（１，１）サブキャリアとを合成したレプリカコードの方が、いずれかの合成の組み合わせにおいてマルチパス特性や相関レベルの特性が良好になる傾向を有するからである。

演算部３０は、検出した受信環境に基づいて、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数およびＢＯＣ（６，１）用合成比率係数を読み出す。演算部３０は、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁を合成部３３の可変増幅器３３１Ａへ与え、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₆₁を合成部３３の可変増幅器３３１Ｂへ与える。

レプリカコード生成部３１は、コードＮＣＯ３１０、ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１Ａ、およびＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１Ｂを備える。コードＮＣＯ３１０は、演算部からのコード位相に基づいてＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１ＡからのＢＯＣ（１，１）レプリカコードおよびＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１ＢからのＢＯＣ（６，１）をベースバンド信号に同期させるようにするコード位相調整データを生成する。ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部３１Ａは、コード位相調整データに基づいて、ＰＮコードとＢＯＣ（１，１）サブキャリアからなるＢＯＣ（１，１）レプリカコードを生成し、相関処理部３２の相関器３２１Ａへ与える。ＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部３１Ｂは、コード位相調整データに基づいて、ＰＮコードとＢＯＣ（６，１）サブキャリアからなるＢＯＣ（６，１）レプリカコードを生成し、相関処理部３２の相関器３２１Ｂへ与える。

相関処理部３２は本発明の第１の相関器に相当する相関器３２１Ａと、本発明の第２の相関器に相当する相関器３２１Ｂを備える。

ここで、図４では、相関処理部３２、合成部３３が一つしか記載されていないが、実際には、レプリカコード生成部３１により生成されるレプリカコードに対してシフトレジスタ等によりＰｒｏｍｐｔレプリカコード、Ｅａｒｌｙレプリカコード、およびＬａｔｅレプリカコードを生成し、これらＰｒｏｍｐｔレプリカコード、Ｅａｒｌｙレプリカコード、およびＬａｔｅレプリカコードに対して相関処理および合成処理を行うものも含まれている。

相関器３２１Ａは、ベースバンド信号とＢＯＣ（１，１）レプリカコードとを乗算処理して、ＢＯＣ（１，１）相関レベルを検出する。相関器３２１Ａは、ＢＯＣ（１，１）相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎にＢＯＣ（１，１）相関データを生成し、合成部３３の可変増幅器３３１Ａへ出力する。

相関器３２１Ｂは、ベースバンド信号とＢＯＣ（６，１）レプリカコードとを乗算処理して、ＢＯＣ（６，１）相関レベルを検出する。相関器３２１Ｂは、ＢＯＣ（６，１）相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎にＢＯＣ（６，１）相関データを生成し、合成部３３の可変増幅器３３１Ｂへ出力する。

合成部３３は、可変増幅器３３１Ａ，３３１Ｂと加算器３３２とを備える。

可変増幅器３３１Ａは、演算部３０から設定されたＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁をＢＯＣ（１，１）相関データに乗算して、加算器３３２へ出力する。可変増幅器３３１Ｂは、演算部３０から設定されたＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₆₁をＢＯＣ（６，１）相関データに乗算して、加算器３３２へ出力する。加算器３３２は、ＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁で乗算されたＢＯＣ（１，１）相関データと、ＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₆₁で乗算されたＢＯＣ（６，１）相関データとを加算または差分することで、合成相関データを生成し、演算部３０へ出力する。なお、ＣＢＯＣ＋信号の場合が加算処理であり、ＣＢＯＣ−信号の場合が差分処理を用いる。

以上のような構成を用いることで、ＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアの合成比率を受信環境に応じて適宜変更して相関処理を行うことができるので、その時点に応じて、マルチパス特性や相関レベルに基づいて最適な相関処理を実現させることができる。これにより、確実且つ高精度なコード追尾が可能になるとともに、高精度な測位も実現できる。

なお、上述の合成部３３と演算部３０とは、ＣＰＵ（演算処理装置）と当該ＣＰＵにより実行される処理プログラムとにより実現することができる。このように合成部３４と演算部３０とを一つのＣＰＵによるソフトウェア処理により実現することで、上述のＣＢＯＣ信号の仕様のように、１０^(1/2)：１のような整数のみを用いない合成比であっても容易に実現することができる。これにより、設定可能な合成比率の種類が増加し、より最適な合成比で相関処理を行うことができる。

また、上述説明では、受信環境を検出して合成比率を一定にする場合を例に示したが、次に示すように、受信環境に応じて変化させても良い。例えば、マルチパス検出動作の初期には、ベースバンド信号とＣＢＯＣレプリカコードとの相関処理を行い、Ｃ／Ｎｏが所定値以上の時やマルチパスが存在する可能性が有る場合には、ＢＯＣ（６，１）サブキャリアの比率を高くする。また、マルチパス検出動作の初期には、マルチパスの影響が小さい合成比率で相関処理を行い、Ｃ／Ｎｏが所定閾値未満の時やマルチパスが無い可能性が高い場合には、ＣＢＯＣレプリカコードの合成比率に近づけるようにする。

次に、第２の実施形態に係るＧＮＳＳ受信装置について、図５を参照して説明する。なお、本実施形態のＧＮＳＳ受信装置は、復調部１３'の内部構成が第１の実施形態の復調部１３と異なるのみで他の構成は同じであるので、復調部１３'のみを説明する。
図５は本実施形態の復調部１３'の主要構成を示したブロック図である。
図５に示すように、本実施形態の復調部は、第１の実施形態のように、ベースバンド信号に対してＢＯＣ（１，１）レプリカコードおよびＢＯＣ（６，１）レプリカコードのそれぞれを相関処理した結果を合成するのではなく、相関処理部３２'に与えるレプリカコードを、ＢＯＣ（１，１）レプリカコードとＢＯＣ（６，１）レプリカコードとの合成レプリカコードにするもの、すなわちＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとを合成してなるレプリカコードにするものである。したがって、本実施形態の復調部１３'は、演算部３０、レプリカコード生成部３１の構成および基本的な処理は同じであるので、新たに説明が必要な部分を除き説明を省略する。

本実施形態の復調部のレプリカコード合成部３４は、可変増幅器３４１Ａ，３４１Ｂ、加算器３４２を備える。

可変増幅器３４１Ａには、演算部３０からＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁が与えられており、可変増幅器３４１Ａは、このＢＯＣ（１，１）用合成比率係数Ｇ₁₁を、ＢＯＣ（１，１）レプリカコードに乗算して、加算器３４２へ出力する。

可変増幅器３４１Ｂには、演算部３０からＢＯＣ（６，１）用合成比率係数Ｇ₆₁が与えられており、可変増幅器３４１Ｂは、このＢＯＣ（６，１）用の合成比率係数Ｇ₆₁を、ＢＯＣ（６，１）レプリカコードに乗算して、加算器３４２へ出力する。

加算器３４２は、それぞれの合成比率係数で乗算されたＢＯＣ（１，１）レプリカコードおよびＢＯＣ（６，１）レプリカコードを加算または差分して合成レプリカコードを生成し、相関処理部３２'の相関器３２１へ与える。

相関処理部３２'は相関器３２１を備える。相関器３２１は、ベースバンド信号と合成レプリカコードとを乗算処理して、合成相関レベルを検出する。相関器３２１は、合成相関レベルを所定時間長に亘り積算することで、所定サンプリングタイミング毎に合成相関データを生成し、演算部３０へ出力する。演算部３０は、この合成相関データに基づいて、各合成比率係数Ｇ₁₁，Ｇ₆₁やコード制御情報を算出する。

このような構成および処理を用いても、上述の第１の実施形態と同様に、その時点の受信環境に応じた最適な相関処理を実現することができる。

次に、第３の実施形態に係るＧＮＳＳ受信装置について、図６を参照して説明する。なお、本実施形態のＧＮＳＳ受信装置も、復調部１３"の内部構成が第１の実施形態の復調部１３と異なるのみで他の構成は同じであるので、復調部１３"のみを説明する。
図６は本実施形態の復調部１３"の主要構成を示したブロック図である。なお、図６では、図４に示したような受信環境を検出するための信号ラインは図示を省略しているが、図４と同様に、演算部３０には、ベースバンド信号とＢＯＣ（１，１）レプリカコードやＢＯＣ（６，１）レプリカコードを相関処理した結果や、地図データが入力されている。
第１，第２の実施形態では、詳細に示さなかったが、上述のようにＣＢＯＣ信号は、厳密にはＣＢＯＣ＋信号（Ｅ１Ｂ信号）とＣＢＯＣ−信号とが、電力比率１：１（５０％ずつ）で配合されている。このため、本実施形態では、ＣＢＯＣ＋信号に対する相関処理を行うＣＢＯＣ＋信号用処理回路５０Ａと、ＣＢＯＣ−信号に対する相関処理を行うＣＢＯＣ−信号用処理回路５０Ｂとを並列して備える。

これらＣＢＯＣ＋信号用処理回路５０Ａ、ＣＢＯＣ−信号用処理回路５０Ｂは、第１の実施形態に示した相関処理部３２と合成部３３とを組み合わせた回路を同じである。ＣＢＯＣ＋信号用処理回路５０Ａには、演算部３０からＣＢＯＣ＋信号用合成比率係数Ｇ₁₁'，Ｇ₆₁'が与えられており、ＣＢＯＣ＋信号用処理回路５０Ａは、当該ＣＢＯＣ＋信号用合成比率係数Ｇ₁₁'，Ｇ₆₁'に基づいて、ベースバンド信号に対するＣＢＯＣ＋合成相関データを算出し、統合化処理部３５へ出力する。一方、ＣＢＯＣ−信号用処理回路５０Ｂには、演算部３０からＣＢＯＣ−信号用合成比率係数Ｇ₁₁"，Ｇ₆₁"が与えられており、ＣＢＯＣ−信号用処理回路５０Ｂは、当該ＣＢＯＣ−信号用合成比率係数Ｇ₁₁"，Ｇ₆₁"に基づいて、ベースバンド信号に対するＣＢＯＣ−合成相関データを算出し、統合化処理部３５へ出力する。なお、これらＣＢＯＣ＋合成相関データおよびＣＢＯＣ−合成相関データが、本発明の「個別チャンネル信号毎の相関データ」に相当する。

この際、ＢＯＣ（１，１）レプリカコードおよびＢＯＣ（６，１）レプリカコードに対するＣＢＯＣ＋信号用合成比率係数Ｇ₁₁'，Ｇ₆₁'とＣＢＯＣ−信号用合成比率係数Ｇ₁₁"，Ｇ₆₁"とは、上述のように受信環境に応じて適宜設定されており、ＣＢＯＣ＋信号用合成比率係数Ｇ₁₁'，Ｇ₆₁'とＣＢＯＣ−信号用合成比率係数Ｇ₁₁"，Ｇ₆₁"とが同じであっても異なっていても良い。これは、ＣＢＯＣ＋信号とＣＢＯＣ−信号とでは、図８に示すように、レプリカコードの合成比率を変化させた場合に、マルチパス特性が変化したり、Ｃ／Ｎｏ毎の相関レベルの変化が異なることによりものである。図７はＢＯＣ（１，１）サブキャリアとＢＯＣ（６，１）サブキャリアとの合成比に応じたＣＢＯＣ＋信号およびＣＢＯＣ−信号のマルチパス特性の評価結果ＲＡＭＥを示す図である。

統合化処理部３５は、ＣＢＯＣ＋合成相関データとＣＢＯＣ−合成相関データとを統合して演算部３０へ与える。なお、統合化処理とは、例えば、複数の合成相関データのレベル平均や時間平均を算出する処理であるが、他の方法を用いてもよい。演算部３０は、この統合化相関データに基づいて、コード制御情報を算出したり、受信環境を検出してＣＢＯＣ＋信号用合成比率係数Ｇ₁₁'，Ｇ₆₁'とＣＢＯＣ−信号用合成比率係数Ｇ₁₁"，Ｇ₆₁"を設定する。

このような構成および処理を行うことで、上述のような受信環境を考慮しただけでなく、さらにＣＢＯＣ＋信号およびＣＢＯＣ−信号の双方に最適な相関処理を行うことができる。また、統合化処理を行うことで、統合化相関データは、ＣＢＯＣ＋合成相関データやＣＢＯＣ−合成相関データに対して、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が改善されるので、ノイズ成分が相対的に抑圧され、より高精度な相関データを得ることができる。

なお、本実施形態では、ＣＢＯＣ＋信号用の相関処理回路およびＣＢＯＣ−信号用の相関処理回路に第１の実施形態の構成を用いたものであるが、第２の実施形態の構成を適用しても良い。

また、上述の各実施形態では、Ｃ／Ｎｏにより受信環境を判断したが、マルチパス遅延量を測定して、当該マルチパス遅延量に基づいて受信環境を判断しても良く、Ｃ／Ｎｏとマルチパス遅延量の双方に基づいて受信環境を判断しても良い。さらには、別の受信環境判断要素があれば、当該要素を用いてもよい。

１１−受信アンテナ、１２−ダウンコンバータ、１３，１３'，１３"−復調部、１４−航法メッセージ取得部、１５−測位部、３０−演算部、３１−レプリカコード生成部、３１Ａ−ＢＯＣ（１，１）レプリカコード生成部、３１Ｂ−ＢＯＣ（６，１）レプリカコード生成部、３２，３２'−相関処理部、３２１，３２１Ａ，３２１Ｂ−相関器、３３−合成部、３３１Ａ，３３１Ｂ，３４１Ａ，３４１Ｂ−可変増幅器、３３２，３４２−加算器、３４−レプリカコード合成部、３５−統合化処理部

Claims

拡散コードにより位相変調された測位信号を受信してコード追尾するＧＮＳＳ受信装置であって、
演算部からのコード制御情報に基づいてサブキャリアが異なる第１および第２のレプリカコードを生成するレプリカコード生成部と、
前記受信した測位信号と前記第１のレプリカコードとの相関処理を行う第１の相関器、および、前記受信した測位信号と前記第２のレプリカコードとの相関処理を行う第２の相関器を有する相関処理部と、
前記第１の相関処理結果と第２の相関処理結果を所定の合成比で合成する合成部と、
前記測位信号の受信環境を検出する受信環境検出部と、
前記受信環境に基づいて前記合成比を算出するとともに、合成された相関処理結果に基づいて前記コード制御情報を出力する演算部と、
を備えたＧＮＳＳ受信装置。
拡散コードにより位相変調された測位信号を受信してコード追尾するＧＮＳＳ受信装置であって、
演算部からのコード制御情報に基づいてサブキャリアが異なる第１および第２のレプリカコードを生成するレプリカコード生成部と、
前記第１と第２のレプリカコードを所定の合成比で合成する合成部と、
前記受信した測位信号と前記合成されたレプリカコードとの相関処理を行う相関処理部と、
前記測位信号の受信環境を検出する受信環境検出部と、
前記受信環境に基づいて前記合成比を算出するとともに、前記合成されたレプリカコードによる相関処理結果に基づいて前記コード制御情報を出力する演算部と、
を備えたＧＮＳＳ受信装置。
前記レプリカコード生成部は、前記第１のレプリカコードとして前記サブキャリアがＢＯＣ（１，１）サブキャリアであるＢＯＣ（１，１）レプリカコードを生成し、前記第２のレプリカコードとして前記サブキャリアがＢＯＣ（６，１）サブキャリアであるＢＯＣ（６，１）レプリカコードを生成する、請求項１または請求項２に記載のＧＮＳＳ受信装置。
前記受信環境検出部は、相関結果に基づくＣ／Ｎｏで前記受信環境を検出する、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＧＮＳＳ受信装置。
前記受信環境検出部は、入力された自装置周囲の状況を示す地図データに基づいて前記受信環境を検出する、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＧＮＳＳ受信装置。
前記測位信号は、前記ＰＮコードおよび前記サブキャリアが同じで且つ合成内容の異なる複数の拡散コードによってそれぞれ位相変調された複数の個別チャンネル信号からなり、
前記相関処理部は、前記個別チャンネル信号毎に相関処理を行い、
統合化処理部は、複数の個別チャンネル信号の相関処理結果を統合化処理し、
前記演算部は、該統合化処理された相関処理結果に基づいて前記コード制御情報の出力を行う、請求項１〜５のいずれかに記載のＧＮＳＳ受信装置。