KR101638210B1 - 이동 수신기에 의해, 위성으로부터의 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하는 방법 - Google Patents

이동 수신기에 의해, 위성으로부터의 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101638210B1
KR101638210B1 KR1020117009454A KR20117009454A KR101638210B1 KR 101638210 B1 KR101638210 B1 KR 101638210B1 KR 1020117009454 A KR1020117009454 A KR 1020117009454A KR 20117009454 A KR20117009454 A KR 20117009454A KR 101638210 B1 KR101638210 B1 KR 101638210B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
signal
instant
path
trend
Prior art date
Application number
KR1020117009454A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110086551A (ko
Inventor
다미앵 쿠브락
미셸 모네라
리오넬 리에스
제랄딘 아르또
Original Assignee
탈레스
쌍트르 나쇼날 데튜드 스파씨알르 (쎄 엔 어 에스)
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 탈레스, 쌍트르 나쇼날 데튜드 스파씨알르 (쎄 엔 어 에스) filed Critical 탈레스
Publication of KR20110086551A publication Critical patent/KR20110086551A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101638210B1 publication Critical patent/KR101638210B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/26Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving a sensor measurement for aiding acquisition or tracking
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/29Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system carrier including Doppler, related
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7073Synchronisation aspects
    • H04B1/7075Synchronisation aspects with code phase acquisition
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B2201/00Indexing scheme relating to details of transmission systems not covered by a single group of H04B3/00 - H04B13/00
    • H04B2201/69Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general
    • H04B2201/707Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation
    • H04B2201/70715Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation with application-specific features

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 잘명의 이동 수신기에 의한 확산 스펙트럼 신호의 획득 단계를 최적화하는 방법과 관련된다. 이 방법은 상이한 주파수 가정들에 대하여 그리고 코히어런트 신호 통합의 시작과 끝을 표시하는 2개의 최초 및 최종 인스턴트들 사이의 상기 주파수들의 모든 포지티브 트렌드 경로들 중에서 최대 에너지를 갖는 경로를 탐색하는 단계를 포함한다. 본 발명은 특히 GPS (위성 위치확인 시스템), Galileo 또는 Glonass 형태의 위성 글로벌 내비게이션 시스템을 위해 사용될 수 있다.

Description

이동 수신기에 의해, 위성으로부터의 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하는 방법{METHOD FOR OPTIMISING AN ACQUISITION OF A SPREAD-SPECTRUM SIGNAL FROM A SATELLITE BY A MOBILE RECEIVER}
본 발명은 이동 수신기에 의해 구현되는, 확산 스펙트럼 신호를 획득하기 위한 프로세스를 최적화하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 예를 들어, GPS (위성 위치확인 시스템), Galileo 형태의 위성 글로벌 내비게이션 시스템으로부터 발신된 임의의 내비게이션 신호에 해당된다.
용어 "이동 수신기"는 위성 위치확인, 휴대용이거나 땅, 바다 또는 공중 비행체에 내장된 배타적으로 전용되는 디바이스들 (또는 수신기들) 과, 예를 들어, 셀폰과 같은 위성 위치확인 디바이스 또는 랩톱 컴퓨터 또는 개인 디지털 보조기 (PDA), 가능한 통신 형태로 장비를 갖춘 통신 단말기들 둘 모두를 의미하는 것으로 이해될 것이다.
GNSS (Global Navigation Satellite System) 형태의 수신기들을 이용한 위성 위치확인 시스템에서, 데이터 신호들은 수신기로 하여금 위치확인 위성들의 콘스텔레이션 (수신기의 지리적 좌표 x, y, z 및 시간 좌표 t에 대응하는 4개의 미지수를 결정하기 위해 적어도 4개) 에 속하는 상이한 위성들로부터 발신된 위치확인을 계산할 수 있게 한다.
위성 위치확인은 2개의 연속 단계를 수반한다. 획득으로 지칭되는 제 1 단계는 콘스텔레이션에 속하고 기준 시간과 관련되는 위성으로부터 발신된 신호들을 변조하는 의사 랜덤 확산 코드들을 이동 수신기 상에서 결정하는 것으로 이루어진다. 과정은, 사실상 위성들로부터 수신된 신호들을, 수신기에 의해 국부적으로 생성되고 위성의 페이싱 주파수 및 기준 시간에 관한 가정들로부터 얻어진 신호들의 복제본과 "비교"하여, 이것으로부터 상기 수신된 신호들을 변조하는 의사 랜덤 코드들을 추론하거나, 다른 말로, 수신기의 페이싱 클록과 그 클록 상의 주파수와 각각의 위성의 주파수를 동기화한다. 이것을 위해, 위성으로부터 발신된 신호의 에너지에 대하여 시간-주파수의 탐색이 실시되고, 이 탐색은, 수신된 신호와 수신기의 국부적인 복제본 간의 최대 상관을 결정하기 위해서 통상적으로 시간 및 주파수 가정들의 쌍에 기초하여 상관 측정에 의해 실시된다.
제 2 단계는 특히 수신된 신호들에 포함되는 획득된 코드들 및 내비게이션 데이터에 기초하여 이동 수신기의 위치를 결정하는 단계로 이루어진다. 이 제 2 단계는 3개의 하위단계들: 획득된 의사 랜덤 코드들로부터 위성들 각각과 수신기 사이의 신호들의 전파 시간을 결정하는 하위단계, 신호 및 전파 시간에 포함된 내비게이션 데이터로부터 수신기와 각각의 위성들 간의 의사 거리를 결정하는 하위 단계, 및 의사 거리로부터 수신기의 위치를 결정하는 하위단계로 더 구체적으로 세분될 수도 있다. 예시적인 위성 위치확인 시스템이 문헌 US 2006/0115022에 기재되어 있다.
각각의 전파 시간의 정확도, 및 그에 따른 각각의 의사 거리의 정확도는 위치의 정확도를 직접적으로 결정한다. 이제, 각각의 전파 시간의 정확도는 대응 수신 신호의 의사 랜덤 코드들의 획득 품질에 의존하며, 이는 상기 수신 신호의 품질에 의존한다. 결과적으로, 위성으로부터 수신된 신호들 중 적어도 하나가 품질 불량일 경우 (상대적으로 흔한 경우이며 특히 도시 지역과 같은 불규칙하거나 붐비는 환경), 통상 결정된 위치는 에러에 영향을 받는다. 다른 위성들로부터 발신된 신호들이 양호한 품질이더라도, 수신기의 위치를 결정하는 것조차 일시적으로 불가능하게 될 수 있다.
수신기는, 위성으로부터 발신된 에너지에 대하여 주파수 및 시간의 탐색을 실시하기 위해, 3개의 주파수 불확실성을 갖고, 이 불확실성에는 그에 앞선 날짜에 관한 미지수가 추가된다. 이러한 3개의 주파수 불확실성은 위성의 이동성과 연관된 도플러 효과, 수신기의 클록의 정확성과 연결된 불확실성, 및 수신기의 이동성과 연관된 도플러 효과이다. 위성의 움직임과 연관된 도플러 효과는 AGPS (보조 GPS) 형 위치결정 기술에 사용되는 것과 같은 보조 서버를 이용함으로써 공지된 방식으로 결정될 수 있다. 클록들의 국부 발진기들은 점점 더 효율적이고 더욱 더 안정되고 있다. 수신기의 움직임과 연관된 도플러 효과는 상관 피크의 위치 및 그에 따른 수신기의 위치에 관한 불확실성의 지배적인 소스가 된다.
오랜 시간 기간 동안 코히어런트하게 적분되는 수신 신호를 요구하는 저 에너지 신호들의 획득의 경우 수신기와 연관된 도플러 효과를 고려하지 않는 것은 극적인 효과를 가질 수도 있다. 실제로, 주파수 가정 적분 윈도우들의 폭은 적분 시간에 반비례하고, 코히어런트 적분 시간이 더 길수록 주파수 가정 적분 윈도우들의 폭이 더 작아지므로 주파수 가정들의 수가 더 커진다. 이후, 시간 및 주파수 스위프는 수신기에 대하여 매우 중요한 계산 전력 및 데이터 처리 시간을 수반하고 수신기의 위치에 관한 불확실성을 증가시킨다. 예를 들어, 문헌 US 2006/0012515에서 설명된 바와 같이, 종래의 획득 방식에서, 코히어런트 적분은 통상적으로 적분 시간 내내 동일하게 있는 주파수 가정에 관하여 실시되며, 이는 수신된 신호의 실제 주파수가 적분 시간 동안 안정할 것을 상정한다. 긴 코히어런트 적분 동안, 사용자의 움직임과 연관된 도플러는 상기 적분 동안 실제 수신 주파수를 변화시키며, 이것은, 안정성의 가정 하에서 적분이 실시된다면 이 적분을 이용할 수 없게 한다.
본 발명의 목적은 수신기와 연관된 도플러 효과를 고려하여 이동 수신기에 의한 위성으로부터 발신된 내비게이션 신호의 획득을 최적화하고 신호의 상관 피크에 대하여 탐색하는 경우 탐사되는 주파수 가정의 수를 감소시키고 수신기 내의 계산 시간을 감소시킬 수 있는 방법을 제안함으로써 이 문제점을 해결하는 것이다.
결국, 본 발명의 주제는 이동 수신기에 의해, 위성으로부터 발신된 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하기 위한 방법으로서,
- 적어도 하나의 송신기에 의해 송신된 신호를 수신하는 단계 (10) 로서, 신호는 의사 랜덤 코드에 의해 변조되는, 상기 수신 단계,
- 송신된 신호의 의사 랜덤 코드의 국부적인 복제본을 생성하는 단계,
- 적분 시간에 대응하여 최초 인스턴트 t0에서 수신된 신호의 주파수 fi와 최종 인스턴트 tn까지의 시간에 따른 주파수의 트렌드와 관련된 복수의 가정들을 송신하는 단계로서, 각각의 가정은, 트렌드 경로로 지칭되는, 최초 인스턴트와 상기 최종 인스턴트 사이의 신호에서의 주파수의 트렌드에 관한 것인, 복수의 가정들을 송신하는 단계, 및
- 주파수-시간 가정의 모든 쌍들 (fi, tk) 의 상관 함수들 s(fi, tk, τ) 을 계산하는 단계를 포함하고, 또한,
- 최초 인스턴트 to에 대응하는 제 1 최초 주파수 가정 f1을 선택하는 단계,
- 수신기의 움직임에 관한 적어도 하나의 정보 아이템을 획득하고, 적어도 하나의 정보 아이템으로부터, 최초 주파수 가정 f1에 대하여, 시간에 따른 상기 신호의 상기 주파수에 대한 트렌드 가정들을 추론하는 단계,
- 인스턴트들 t0과 tn 사이에서의 상기 신호의 주파수의 모든 가능한 트렌드 경로들의, 상관 피크로도 지칭되는 상관 함수의 최대치에 대응하는 각각의 총 에너지를 결정하는 단계로서, 각각의 가능한 트렌드 경로의 총 에너지는 상기 최초 인스턴트 t0과 최종 인스턴트 tn 사이에서 상관 결과들을 코히어런트하게 종합함으로써 획득되며, 주파수는 선택된 트렌드 경로 상에 위치된 주파수 값들 모두를 연속적으로 취하는, 각각의 총 에너지를 결정하는 단계,
- 총 에너지 세기가 최대인 트렌드 경로를 선택하는 단계,
- 다른 가능한 최초 주파수 가정들 모두를 연속적으로 선택하고, 각각의 최초 주파수 가정에 대하여, 총 에너지 세기가 최대인 신호의 주파수의 트렌드 경로를 선택하는 단계, 및
- 각각의 주파수 가정에 관하여 선택된 모든 경로들 중에서, 최대 세기의 에너지를 갖는 경로가 가장 가능성있는 경로이고 수신기가 후속하는 실제 경로에 대응한다는 것을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
유익하게는, 신호의 주파수의 각각의 가능한 트렌드 경로의 총 에너지가 최초 인스턴트 t0와 최종 인스턴트 tn 사이의 상관 결과들을 코히어런트하게 종합함으로써 획득되고, 주파수는 선택된 경로 상에 위치된 주파수 값들 모두를 연속적으로 취한다.
바람직하게는, 각각의 최초 주파수 가정에 대하여, 신호의 주파수의 가능한 트렌드 경로들은 수신기에 위치된 적어도 하나의 관성 센서에 의해 전달된 정보를 고려함으로써 결정된다.
유익하게는, 관성 센서에 의해 전달된 정보는 센서의 특징에 기초하여 구축된 에러 포락선에 있어서 고려된다.
선택적으로, 2개의 측정 인스턴트들 사이에서, 센서에 의해 전달된 정보의 변화가 미리결정된 변화 임계치 아래인 경우, 수신기가 상기 2개의 측정 인스턴트들 사이에서 이동하지 않았고 따라서 적분 동안 안정적인 주파수가 가정된다고 결정된다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은, 첨부된 개략적인 도면을 참고로 하여, 이하 순수하게 예시 및 비제한적인 실시예로서 주어진 상세한 설명으로 이하 명백하질 것이다.
도 1 : 본 발명에 따른 글로벌 위성 내비게이션 시스템의 수신기의 예시적인 아키텍쳐;
도 2 : 소정의 적분 시간에 걸친 획득 동안 탐사되는 주파수 가정들을 예시하는 예시적인 주파수-시간 그래프;
도 3 : 본 발명에 따른 소정의 최초 주파수 가정 f1에 대하여 탐사되는 가능한 경로들의 예;
도 4 : 본 발명에 따른 관성 센서에 의해 전달된 정보를 고려하여, 소정의 최초 주파수 가정 f1에 대한 가능한 경로들의 예.
도 1에 나타낸 아키텍쳐는 위성에 의해 송신된 무선 주파수 신호들을 수신하기 위한 수단 (10), 위성으로부터 발신된 신호들을 변조하는 의사 랜덤 확산 코드들을 결정하기 위해 수신된 신호들을 획득하는 수단 (11), 수신기의 동역학 보상을 가능하게 하는 신호를 트랙킹하는 수단 (12), 수신기의 위치를 계산하는 수단 (13) 을 포함한다. 더욱이, 처리 수단 (15) 에 의한 처리 이후, 위성에 관한 수신기의 속도 및 거동과 관련된 정보를 전달하는 관성 센서 (14) 를 포함한다.
도 2의 그래프는 탐사되는 주파수 가정들에 해당되는 세로축과 적분 시간에 해당되는 가로축을 갖는다. 탐사되는 주파수 가정들은 최소 도플러 효과와 연관된 최소 주파수와 최대 도플러 효과와 연관된 최대 주파수 사이에 있다. 시간 축과 주파수 축은 각각 기본 시간 기간과 기본 주파수 대역으로 세분되고 각각의 주파수-시간 쌍은 도 2의 메쉬의 특정 셀에 해당한다.
각각의 주파수 가정은 대응하는 수신기-위성의 상대적인 위치와 소정의 인스턴트에서 가능한 수신기 클록 오프셋을 갖는다. 2개의 소정의 인스턴트들 t0와 tn 사이에서, 수신기의 위치는 복수의 가능한 경로들을 따라 변할 수 있다. 각각의 인스턴트에서 수신기의 위치를 알기 위해, 본 발명은 각각의 가능한 경로를 탐사하는 단계 및 이러한 경로들 각각에 대한 신호의 에너지를 계산하는 단계로 구성된다. 최대의 에너지 세기를 갖는 경로는 수신기가 따르는 경로이다. 도 2의 그래프의 개별 셀에 대응하는 각각의 소정의 주파수 fi와 소정의 인스턴트 tk에서, 신호의 에너지가 계산된다. 이것을 위해서, 수신기는 수신된 신호를, 그 신호를 송신한 위성의 의사 랜덤 코드의 복제본과 상관시킨다. 위성의 의사 랜덤 코드가 알려지고 위성의 수명 내내 변하지 않는다. 주파수 fi 및 인스턴트 tk에서의 상관 결과는
Figure 112011030821909-pct00001
으로 표현된다.
여기서 r(t) 는 수신기에 의해 수신된 신호이고, c(t) 는 수신된 신호의 변조 시 사용된 확산 코드이고, T는 통상적으로 확산 코드 c(t) 의 기간에 대응하는 코히어런트 적분 시간이고, τ는 수신된 확산 코드와 송신된 확산 코드 간의 추정된 오프셋이고, fc는 반송파의 주파수 (통상적으로 GPS L1C/A에 대하여 1575.42 MHz) 이고, Rc는 확산 코드의 칩 레이트 (통상적으로 GPS L1C/A에 대하여 1.023M chips/s) 이다. 예를 들어, GPS C/A 신호의 경우, T는 통상적으로 1ms와 같다. 그러나, T는 임의의 다른 값을 가질 수 있다.
각각의 주파수 가정에 대응하는 기본 상관관계들 모두가 실시되는 경우, 본 발명에 따른 방법은 최초 인스턴트 t0에 대응하는 제 1 최초 주파수 가정 f1을 선택하는 단계, 그런다음 가능한 경로들 모두 중에서 t0와 tn 사이의 신호의 주파수에 대하여 특정 트렌드 경로를 선택하는 단계, 그리고 경로를 구성하는 각각의 아이템 s(fi, tk, τ) 를 종합함으로써 이 경로에 대응하는 신호의 총 에너지를 결정하는 단계로 구성된다. tn은 탐색의 최종 인스턴트에 대응한다. 도 3은 인스턴트 t0 내지 인스턴트 tn에서 최초 주파수 가정 f1에 기초하여 모든 가능한 경로들을 도시한다. 선택된 경로에 대응하는 총 에너지는 상관 결과 s(f1, tk, τ) 를 일관되게 종합함으로써 획득되며, tk는 t0과 tn 사이의 값들 모두를 계속적으로 취하고 f1은 선택된 경로에 위치된 주파수 값들 모두를 연속적으로 취한다. 예를 들어, 인스턴트 t1에서, 주파수 값은 값 f2 또는 f3으로 변경될 수도 있고 또는 변경되지 않고 유지될 수도 있다.
동일한 주파수 가정으로부터, 이후, 가능한 경로들 모두가 연속하여, 교대로 선택되고, 그 각각의 에너지가 비슷한 방식으로 계산된다. 모든 가능한 경로들 중에서, 도 3의 굵은선 3으로 나타낸 상관 결과들의 비파괴 재조합을 허용하는 단 하나의 경로만이 존재한다. 다른 것들 중에서, 이 경로는 위성 및 수신기 간의 상대적인 동역학에 의존한다. 따라서, 이 경로는 대응하는 최대 신호 에너지를 갖는다. 그런다음, 본 발명에 따른 방법은, 각각의 최초 주파수 가정에 대하여, 총 에너지 세기가 최대인 경로를 선택하는 단계 그리고 각각의 주파수 가정에서 선택된 모든 경로들 중에서, 최대 에너지 세기를 갖는 경로가 가장 유망한 경로이고 수신기가 후속하는 실제 경로에 해당하는 것으로 결정하는 단계로 구성된다.
탐사되는 각각의 최초 주파수 가정에 대한 가능한 경로들 모두를 필요로 하는 이 방법은 매우 복잡하고 느리며 처리 시간 면에서 매우 길다. 유익하게, 최초 인스턴트와 최종 인스턴트 사이에, 각각의 최초 주파수 가정에 대하여 탐사되는 경로들의 수를 감소시키기 위해서, 이 방법은, 예를 들어, MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) 형의 적어도 하나의 관성 센서를 이용하는 단계로 구성된 중간 단계를 포함한다. 예를 들어, 관성 센서는 수신기 상에 위치되고, 예를 들어, 수신기의 가속도 및/또는 각위치, 및/또는 자북이 향하는 곳과 같은 수신기의 위치와 관련된 정보를 전달하며, 이들 정보 아이템들은 공간에서 3개의 방향 모두에 대하여 전달된다. 이것 때문에, 관성 센서는 3개 축의 가속도계 및/또는 3개 축의 자이로스코프 및/또는 3개 축의 자기계를 포함할 수도 있다. 그런다음, 관성 센서에 의해 전달된 정보는 수신기의 거동 및/또는 위치 및/또는 속도를 획득하기 위한 처리 수단에 의해 처리된다. 그런다음, 획득 단계 동안 이러한 데이터가 획득 수단에 차례로 전송되어, 관성 센서에 의해 주어진 수신기의 연속적인 위치를 고려하고 시간에 따른 주파수 트렌드에 관한 가정 및 그에 따른 획득 단계 동안의 처리 시간을 제한한다. 실제로, 주파수 가정은 도플러 효과에 관한 가정에 대응하고 도플러 효과는 사용자와 위성 사이의 상대 속도에 비례한다. 결과적으로, 관성 센서에 의해 주어진 정보는 획득 동안 도플러 효과의 트렌드와 관련된 정보이다. 이 정보는 최초 인스턴트와 최종 인스턴트 사이의 가능한 재조합의 가능성을 제한할 수 있게 한다.
도 4는 관성 센서에 의해 전달된 정보를 고려함으로써 소정의 최초 주파수 가정 f1에 대한 가능한 경로들을 도시하는 예이다. 신호의 최대 에너지에 대응하는 실제 경로 (3) 를 굵은선으로 나타내었고, 관성 센서로부터 유도된 정보에 관한 불확실성으로 인해 탐사되는 경로들 (2) 은 점선인 에러 포락선 (1) 내에 있는 것으로 표시된다. 실제로, 관성 센서에 의해 전달된 정보는 특히 온도 및 센서의 동작 시간에 따라 증가하는 에러 마진을 나타낸다. 센서들의 특징은 제조자에 의해 정해지기 때문에, 처리 이후, 센서에 의해 전달된 정보에 관한 에러 마진은 주파수로 변환될 수 있고 주어진 센서에 대응하는 주파수의 에러 포락선은 이러한 특징들로부터 쉽게 결정될 수 있다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 주파수 가정에 대응하는 모든 기본적인 상관들을 실시할 경우, 이 방법은 최초 인스턴트 t0에 대응하는 최초 주파수 가정 f1을 선택하는 단계, 센서에 의해 전달된 데이터가 에러 마진을 나타내기 시작하는 순간에 대응하는 인스턴트 tk까지 센서에 의해 주어진 정보로부터 추출된 경로를 따라가는 단계, 이후 인스턴트 tk와 최종 인스턴트 tn 사이에서, 이전에 구축된 주파수 에러 포락선 내에 포함된 가능한 경로들 모두 중에서 경로를 선택하는 단계로 구성된다.
유익하게, 이 방법은 또한, 마지막 단계가, 수신기가 이동하지 않음을 나타내는 경우 센서에 의해 주어진 정보의 식별을 실시하는 단계로 구성된 옵션을 포함할 수도 있다. 이 식별은, 센서에 의해 표시된 정보를 따라가는 것이 결정되는 임계치 아래의 움직임을 도입함으로써 실시된다. 이와 같이, 센서가, 2개의 연속적인 측정 인스턴트들 사이에서, 수신기가 움직임 임계치보다 작은 거리 만큼 이동되었음을 나타내는 경우, 이 방법은, 이러한 2개의 측정 동안 수신기가 이동하지 않았고, 따라서 주파수가 변하지 않았다고 판단한다.
본 발명은 처리 시간과, 이에 따른 수신기의 응답 시간에 불리함 없이 적분 시간을 내내 수신된 신호의 모든 에너지를 검출할 수 있게 하는 이점을 나타낸다. 더욱이, 이 방법이 많은 수의 주파수-시간 가정을 고려하는 것을 가능하게 하기 때문에 수신기는 낮은 에너지를 검출하는 용량으로도 민감도를 달성한다.
본 발명이 특정 실시형태와 관련하여 기재되었지만, 어떠한 경우에도 이것으로 제한되지 않으며 설명된 수단과 본 발명의 맥락 내에 있는 조합의 모든 기술적 등가물들을 포함하는 것이 명백하다.

Claims (5)

  1. 이동 수신기에 의해, 위성으로부터 발신된 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하기 위한 방법으로서,
    - 적어도 하나의 송신기에 의해 송신된 신호를 수신하는 단계 (10) 로서, 상기 송신된 신호는 의사 랜덤 코드에 의해 변조되는, 상기 수신 단계,
    - 상기 의사 랜덤 코드의 국부적인 복제본을 생성하는 단계로서, 상기 의사 랜덤 코드는 상기 송신된 신호의 의사 랜덤 코드인, 상기 의사 랜덤 코드의 국부적인 복제본을 생성하는 단계,
    - 적분 시간에 대응하여 최초 인스턴트 t0에서 수신된 상기 적어도 하나의 송신기에 의해 송신된 신호의 주파수 fi와 최종 인스턴트 tn까지의 시간에 따른 상기 주파수 fi의 트렌드와 관련된 복수의 가정들을 탐사하는 단계로서, 상기 가정 각각은, 트렌드 경로로 지칭되는, 상기 최초 인스턴트와 상기 최종 인스턴트 사이에서의 신호의 주파수의 트렌드에 관한 것인, 상기 복수의 가정들을 탐사하는 단계, 및
    - 주파수-시간 가정들의 모든 쌍들 (fi, tk) 의 상관 함수들 s(fi, tk, τ) 을 계산하는 단계를 포함하고, 또한,
    - 상기 최초 인스턴트 to에 대응하는 제 1 최초 주파수 가정 f1을 선택하는 단계,
    - 상기 이동 수신기의 움직임에 관한 적어도 하나의 정보 아이템을 획득하고, 상기 제 1 최초 주파수 가정 f1에 대하여, 상기 적어도 하나의 정보 아이템으로부터 시간에 따른 신호의 주파수에 대한 트렌드 가정들을 추론하는 단계,
    - 상기 인스턴트들 t0과 tn 사이에서의 신호의 주파수의 모든 가능한 트렌드 경로들의, 상관 피크로도 또한 지칭되는 상관 함수의 최대치에 대응하여, 각각의 총 에너지를 결정하는 단계로서, 상기 가능한 트렌드 경로 각각의 상기 총 에너지는 상기 최초 인스턴트 t0과 상기 최종 인스턴트 tn 사이에서 상관 결과들을 종합함으로써 획득되며, 상기 주파수는 선택된 트렌드 경로 상에 위치된 주파수 값들 모두를 연속적으로 취하는, 상기 각각의 총 에너지를 결정하는 단계,
    - 총 에너지 세기가 최대인 트렌드 경로를 선택하는 단계,
    - 다른 가능한 최초 주파수 가정들 모두를 연속적으로 선택하고, 각각의 최초 주파수 가정에 대하여, 총 에너지 세기가 최대인 신호의 주파수의 트렌드 경로를 선택하는 단계, 및
    - 각각의 주파수 가정에 관하여 선택된 모든 경로들 중에서, 에너지 세기가 최대인 경로 (3) 가 가장 가능성 있는 경로이고 상기 수신기가 후속하는 실제 경로에 대응한다는 것을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호의 주파수의 각각의 가능한 트렌드 경로의 상기 총 에너지는 상기 최초 인스턴트 t0와 최종 인스턴트 tn 사이에서 상기 상관 결과들을 종합함으로써 획득되고, 상기 주파수는 상기 선택된 트렌드 경로 상에 위치된 상기 주파수 값들 모두를 연속적으로 취하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    각각의 최초 주파수 가정에 대하여, 상기 신호의 주파수의 가능한 트렌드 경로들은 상기 이동 수신기에 위치된 적어도 하나의 관성 센서 (14) 에 의해 전달된 정보를 고려함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 관성 센서 (14) 에 의해 전달된 정보는 상기 관성 센서의 특징에 기초하여 구축된 에러 포락선 (1) 에 있어서 고려되는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    2개의 측정 인스턴트들 사이에서, 상기 관성 센서에 의해 전달된 정보의 변화가 미리결정된 변화 임계치 미만인 경우, 상기 이동 수신기가 상기 2개의 측정 인스턴트들 사이에서 이동하지 않았고 그리고 적분 동안 안정적인 주파수가 가정된다고 결정되는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하기 위한 방법.
KR1020117009454A 2008-09-26 2009-09-25 이동 수신기에 의해, 위성으로부터의 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하는 방법 KR101638210B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0805320 2008-09-26
FR0805320A FR2936669B1 (fr) 2008-09-26 2008-09-26 Procede pour optimiser une acquisition d'un signal a spectre etale provenant d'un satellite par un recepteur mobile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110086551A KR20110086551A (ko) 2011-07-28
KR101638210B1 true KR101638210B1 (ko) 2016-07-08

Family

ID=40679660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117009454A KR101638210B1 (ko) 2008-09-26 2009-09-25 이동 수신기에 의해, 위성으로부터의 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하는 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8472504B2 (ko)
EP (1) EP2331983B1 (ko)
JP (1) JP5636552B2 (ko)
KR (1) KR101638210B1 (ko)
CN (1) CN102209910B (ko)
ES (1) ES2393463T3 (ko)
FR (1) FR2936669B1 (ko)
WO (1) WO2010034800A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9176218B1 (en) 2012-09-12 2015-11-03 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Gain projection geo-location systems and methods
CN103986544B (zh) * 2014-05-07 2016-08-31 北京理工大学 一种基于贪心算法的卫星导航系统扩频码互相关优化方法
GB2548620B (en) * 2016-03-24 2020-01-01 Focal Point Positioning Ltd A method, apparatus, computer program, chip set, or data structure for correlating a digital signal and a correlation code
GB2566748B (en) 2017-09-26 2022-08-17 Focal Point Positioning Ltd A method and system for calibrating a system parameter
US10321430B2 (en) 2016-03-24 2019-06-11 Focal Point Positioning Ltd. Method, apparatus, computer program, chip set, or data structure for correlating a digital signal and a correlation code
US11808865B2 (en) * 2016-03-24 2023-11-07 Focal Point Positioning Limited Method and system for calibrating a system parameter
US9780829B1 (en) 2016-03-24 2017-10-03 Focal Point Positioning Ltd. Method, apparatus, computer program, chip set, or data structure for correlating a digital signal and a correlation code
GB2564406B (en) 2017-07-06 2022-09-07 Focal Point Positioning Ltd Method and system for correcting the frequency or phase of a local signal generated using a local oscillator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327952A (ja) * 1999-03-30 2007-12-20 Sirf Technology Inc コヒーレント積分を用いた信号検出器
US20110129002A1 (en) * 2009-11-10 2011-06-02 Centre National D'etudes Spatiales Method for the acquisition of radionavigation signals carrying spreading code with a quasi-infinite period

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05157826A (ja) * 1991-12-09 1993-06-25 Hitachi Ltd Gps衛星信号の受信方法及びgps受信装置
US6111911A (en) * 1995-06-07 2000-08-29 Sanconix, Inc Direct sequence frequency ambiguity resolving receiver
JPH11109020A (ja) * 1997-10-07 1999-04-23 Japan Radio Co Ltd 衛星電波捕捉システム
US6133873A (en) * 1998-06-03 2000-10-17 Krasner; Norman F. Method and apparatus for adaptively processing GPS signals in a GPS receiver
US6249539B1 (en) * 1998-06-15 2001-06-19 Qualcomm Incorporated System and method for narrowing the range of frequency uncertainty of a doppler shifted signal
US6850557B1 (en) * 2000-04-18 2005-02-01 Sirf Technology, Inc. Signal detector and method employing a coherent accumulation system to correlate non-uniform and disjoint sample segments
US8031112B2 (en) * 2004-03-19 2011-10-04 Purdue Research Foundation, Office Of Technology Commercialization System and method for high dynamic acquisition and tracking of signals from the global positioning system
KR100617786B1 (ko) * 2004-07-13 2006-08-28 삼성전자주식회사 도플러 변화를 보상하는 고감도 전세계위치확인 시스템수신기 및 방법
KR100924525B1 (ko) * 2004-10-01 2009-11-02 노키아 코포레이션 확산스펙트럼 신호들의 이중 주파수 수신
WO2006092641A1 (en) * 2005-03-01 2006-09-08 Nokia Corporation Acquisition of a wireless reverse link signal affected by doppler frequency drift
US8149897B2 (en) * 2006-05-26 2012-04-03 Global Locate, Inc. Method and apparatus for performing signal correlation for signals received from satellites in multiple satellite systems
JP4912762B2 (ja) * 2006-06-14 2012-04-11 三菱電機株式会社 目標検出装置
CN2919710Y (zh) * 2006-06-15 2007-07-04 中国电子科技集团公司第五十四研究所 大动态扩频信号接收处理模块
JP5446062B2 (ja) * 2006-09-14 2014-03-19 セイコーエプソン株式会社 サーチレンジの更新方法、端末装置の制御プログラム、記録媒体及び端末装置
JP2008196988A (ja) * 2007-02-14 2008-08-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 測位衛星信号サーチ方法、sps受信装置およびsps受信機能付き移動通信端末装置
JP4985430B2 (ja) * 2008-01-28 2012-07-25 株式会社Jvcケンウッド 衛星通信端末及び受信方法
JP5321499B2 (ja) * 2010-02-23 2013-10-23 セイコーエプソン株式会社 信号捕捉方法
US8693606B2 (en) * 2010-05-14 2014-04-08 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Method and apparatus for code acquisition

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327952A (ja) * 1999-03-30 2007-12-20 Sirf Technology Inc コヒーレント積分を用いた信号検出器
US20110129002A1 (en) * 2009-11-10 2011-06-02 Centre National D'etudes Spatiales Method for the acquisition of radionavigation signals carrying spreading code with a quasi-infinite period

Also Published As

Publication number Publication date
CN102209910B (zh) 2013-06-26
JP5636552B2 (ja) 2014-12-10
JP2012503764A (ja) 2012-02-09
EP2331983B1 (fr) 2012-08-22
KR20110086551A (ko) 2011-07-28
ES2393463T3 (es) 2012-12-21
EP2331983A1 (fr) 2011-06-15
WO2010034800A1 (fr) 2010-04-01
CN102209910A (zh) 2011-10-05
US20110206090A1 (en) 2011-08-25
US8472504B2 (en) 2013-06-25
FR2936669B1 (fr) 2011-11-25
FR2936669A1 (fr) 2010-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101638210B1 (ko) 이동 수신기에 의해, 위성으로부터의 확산 스펙트럼 신호의 획득을 최적화하는 방법
EP3688495B1 (en) System for determining a physical metric such as position
EP2482099B1 (en) System and method for reducing ambiguities in received SPS signals
KR101037059B1 (ko) 글로벌 네비게이션 위성 시스템
EP2049915B1 (en) A global position system ( gps) user receiver and geometric surface processing for all-in-view coherent gps signal pseudo-random noise (prn) codes acquisition and navigation solution determination
KR100617786B1 (ko) 도플러 변화를 보상하는 고감도 전세계위치확인 시스템수신기 및 방법
KR100904016B1 (ko) Gps 신호의 시간-자유 처리
KR101000984B1 (ko) 위성 위치 확인 시스템에서 거리 변화율 측정값을 이용하여위치를 검증하는 방법 및 장치
CN109313272B (zh) 使用速度积分的改进gnss接收器
RU2432584C2 (ru) Способ определения координат мобильного приемника спутниковой радионавигационной системы (срнс)
JP2009530622A (ja) 全地球的航法衛星システム
JP5996577B2 (ja) 受信されたsps信号の時間基準を入手するシステムおよび方法
JP2015068768A (ja) 測位システムと装置と方法並びにプログラム
Musumeci et al. Design of a very high sensitivity acquisition system for a space GNSS receiver
EP2069817B1 (en) A method and system for all-in-view coherent gps signal prn codes acquisition and navigation solution determination
JP2015068767A (ja) 測位システムと装置と方法並びにプログラム
Karaim Ultra-tight GPS/INS integrated system for land vehicle navigation in challenging environments
KR101447357B1 (ko) 내비게이션을 위한 방법 및 시스템
JP2001311768A (ja) マルチパス判定機能付きgpsレシーバ
US20230129514A1 (en) Positioning system and method
Mahmoud Non-range based cooperative localization for VANETs in urban environments
WO2023200722A1 (en) Navigation solutions for global navigation satellite system receiver
KR20240090651A (ko) 위치결정 시스템 및 방법
JP2008292322A (ja) 移動体用測位装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant