JP2014157088A - Position finding system and position finding method for position finding with gps receiver mounted on flying object - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position finding system and a position finding method that make possible acquisition of flight data of a gun shell in the early stage of its flight.SOLUTION: In a position finding system 100, a GPS receiver 11 has a memory 11d that stores digital output signals T based on input signals generated from a plurality of satellite waves W, and an analyzer 40 has a controller 41 that, after executing search of carrier frequencies and code phases and synchronous tracking of carrier components and code phases while reproducing the digital output signals T, executes collection and position finding of pseudo ranges and navigation messages while reproducing the digital output signals T once again.

Description

本発明は、飛翔体に搭載されるＧＰＳ受信機によって測位するための測位システム及び測位方法に関する。   The present invention relates to a positioning system and a positioning method for positioning with a GPS receiver mounted on a flying object.

従来、ＧＰＳ衛星から送信される衛星電波をＧＰＳ受信機によって捕捉することによって、自己位置を測位可能な砲弾が知られている（特許文献１参照）。このＧＰＳ受信機では、砲弾が火砲から発射された後に、衛星電波のキャリア周波数及びコード位相のサーチと、キャリア成分及びコード位相の同期追跡と、擬似距離及び航法メッセージの収集とを含む準備処理が実行された後に、ＧＰＳ受信機の現在位置の測位が実行される。   Conventionally, a shell capable of positioning its own position by capturing a satellite radio wave transmitted from a GPS satellite with a GPS receiver is known (see Patent Document 1). In this GPS receiver, after a shell is fired from a cannon, a preparatory process including searching for carrier frequency and code phase of satellite radio waves, synchronous tracking of carrier component and code phase, and collection of pseudorange and navigation messages is performed. After being executed, positioning of the current position of the GPS receiver is executed.

特開２０００-６５５００号公報JP 2000-65500 A

しかしながら、従来のＧＰＳ受信機では、測位までの準備処理に相当の時間がかかるため、飛行初期における砲弾の飛行データを取得することができない。そのため、飛行初期における砲弾の挙動を解析することができないという問題がある。   However, with a conventional GPS receiver, it takes a considerable amount of time for the preparation process until positioning, and thus it is not possible to acquire the flight data of the shells at the initial stage of flight. Therefore, there is a problem that it is impossible to analyze the behavior of a shell in the early flight.

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、飛行初期における砲弾の飛行データを取得可能な測位システム及び測位方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described situation, and an object thereof is to provide a positioning system and a positioning method capable of acquiring the flight data of a shell in the early stage of flight.

本発明の第１の態様に係る測位システムは、飛翔体に搭載されるＧＰＳ受信機と、ＧＰＳ受信機の位置を測位する解析装置と、を備える測位システムである。測位システムＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星から送信される複数の衛星電波を受信して入力信号を生成するアンテナと、入力信号を所定周波数の中間周波数信号に変換するダウンコンバータと、中間周波数信号をデジタル出力信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバータに接続され、デジタル出力信号を記憶するメモリと、を有する。解析装置は、メモリに記憶されたデジタル出力信号を再生しながらキャリア周波数及びコード位相のサーチとキャリア成分及びコード位相の同期追跡とを実行した後に、メモリに記憶されたデジタル出力信号を再生しながら擬似距離及び航法メッセージの収集とＧＰＳ受信機の測位とを実行する制御部を有する。   The positioning system which concerns on the 1st aspect of this invention is a positioning system provided with the GPS receiver mounted in a flying body, and the analyzer which measures the position of a GPS receiver. The positioning system GPS receiver includes an antenna that receives a plurality of satellite radio waves transmitted from a plurality of GPS satellites and generates an input signal, a down converter that converts the input signal into an intermediate frequency signal of a predetermined frequency, and an intermediate frequency signal An A / D converter that converts the signal into a digital output signal, and a memory that is connected to the A / D converter and stores the digital output signal. The analysis device performs the carrier frequency and code phase search and the carrier component and code phase synchronous tracking while reproducing the digital output signal stored in the memory, and then reproduces the digital output signal stored in the memory. It has a control part which performs collection of a pseudo distance and a navigation message, and positioning of a GPS receiver.

本発明の第１の態様に係る測位システムによれば、飛翔体の発射から着弾までにおいてＧＰＳ受信機に記憶されたデジタル出力信号を用いて測位することができる。そのため、飛翔体の飛行中にデジタル出力信号を用いて測位する場合に比べて、飛行初期における飛翔体の飛行データを取得しやすい。従って、飛行初期における飛翔体の挙動を正確に解析することができるようになる。   According to the positioning system according to the first aspect of the present invention, positioning can be performed using the digital output signal stored in the GPS receiver from the launching to landing of the flying object. Therefore, it is easier to acquire flight data of the flying object at the initial stage of flight than when positioning using a digital output signal during the flight of the flying object. Therefore, it becomes possible to accurately analyze the behavior of the flying object at the early stage of flight.

本発明の第２の態様に係る測位システムは、第１の態様に係り、制御部は、ＧＰＳ受信機の測位を実行するたびに、測位のために用いられる解析パラメータを変更する。   The positioning system which concerns on the 2nd aspect of this invention concerns on a 1st aspect, and a control part changes the analysis parameter used for positioning, whenever it performs positioning of a GPS receiver.

本発明の第２の態様に係る測位システムによれば、飛翔体に搭載されたＧＰＳ受信機に適した解析パラメータを簡易かつ精度良く検証することができる。そのため、自己位置を測位可能なＧＰＳ受信機を砲弾に搭載する際に、解析装置において得られた好適な解析パラメータをセットすることによって、ＧＰＳ受信機における測位のための各処理を迅速に完了させることができる。   According to the positioning system according to the second aspect of the present invention, analysis parameters suitable for a GPS receiver mounted on a flying object can be verified easily and accurately. Therefore, when a GPS receiver capable of positioning its own position is mounted on a shell, by setting a suitable analysis parameter obtained in the analysis device, each process for positioning in the GPS receiver is completed quickly. be able to.

本発明の第３の態様に係るＧＰＳ受信機は、飛翔体に搭載されるＧＰＳ受信機である。このＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星から送信される複数の衛星電波を受信して入力信号を生成するアンテナと、入力信号を所定周波数の中間周波数信号に変換するダウンコンバータと、中間周波数信号をデジタル出力信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバータに接続され、デジタル出力信号を記憶するメモリと、を備える。   The GPS receiver according to the third aspect of the present invention is a GPS receiver mounted on a flying object. This GPS receiver includes an antenna that receives a plurality of satellite radio waves transmitted from a plurality of GPS satellites and generates an input signal, a down converter that converts the input signal into an intermediate frequency signal of a predetermined frequency, and an intermediate frequency signal. An A / D converter that converts the digital output signal; and a memory that is connected to the A / D converter and stores the digital output signal.

本発明の第４の態様に係る測位方法は、飛翔体に搭載されるＧＰＳ受信機の位置を測位する測位方法である。この測位方法は、複数のＧＰＳ衛星から送信される複数の衛星電波を受信して入力信号を生成する工程と、入力信号を所定周波数の中間周波数信号に変換する工程と、中間周波数信号をデジタル出力信号に変換する工程と、デジタル出力信号を記憶する工程と、メモリに記憶されたデジタル出力信号を再生しながらキャリア周波数及びコード位相のサーチとキャリア成分及びコード位相の同期追跡とを実行する工程と、メモリに記憶されたデジタル出力信号を再生しながら擬似距離及び航法メッセージの収集とＧＰＳ受信機の測位とを実行する工程と、を備える。   The positioning method according to the fourth aspect of the present invention is a positioning method for positioning the position of a GPS receiver mounted on a flying object. The positioning method includes a step of generating an input signal by receiving a plurality of satellite radio waves transmitted from a plurality of GPS satellites, a step of converting the input signal into an intermediate frequency signal of a predetermined frequency, and digitally outputting the intermediate frequency signal. Converting to a signal; storing a digital output signal; performing carrier frequency and code phase searching and carrier component and code phase synchronization tracking while reproducing the digital output signal stored in the memory; Performing pseudo-range and navigation message collection and GPS receiver positioning while reproducing the digital output signal stored in the memory.

本発明によれば、飛行初期における砲弾の飛行データを取得可能な測位システム及び測位方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positioning system and the positioning method which can acquire the flight data of the shell in the early stage of flight can be provided.

第１実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図Schematic which shows the whole structure of the positioning system which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るＧＰＳ受信機の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the GPS receiver which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る解析装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the analyzer which concerns on 1st Embodiment 第１実施形態に係る測位システムの動作を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating operation | movement of the positioning system which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る解析装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the analyzer which concerns on 2nd Embodiment.

次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

［第１実施形態］
（測位システム１００の全体構成）
第１実施形態に係る測位システム１００の全体構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、測位システム１００の全体構成を示す概略図である。 [First Embodiment]
(Overall configuration of positioning system 100)
The overall configuration of the positioning system 100 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the positioning system 100.

測位システム１００は、砲弾１０と、火砲２０と、複数のＧＰＳ衛星３０と、地上装置４０と、を備える。   The positioning system 100 includes a cannonball 10, a cannon 20, a plurality of GPS satellites 30, and a ground device 40.

砲弾１０は、飛翔体の一例であり、火砲２０から発射されて、所定位置に向かって飛翔する。砲弾１０は、複数のＧＰＳ衛星３０から送信される複数の衛星電波Ｗを受信するＧＰＳ受信機１１を内蔵している。ＧＰＳ受信機１１は、複数の衛星電波Ｗに基づいて生成されるデジタル出力信号Ｔを後述するメモリ１１ｄ（図２参照）に記憶する。砲弾１０が着弾した後にＧＰＳ受信機１１からメモリ１１ｄを回収することができる。なお、本実施形態において、ＧＰＳ受信機１１はデジタル出力信号Ｔを解析する機能を有しておらず、デジタル出力信号Ｔの解析は解析装置４０で行うことが想定されている。ＧＰＳ受信機１１の構成については後述する。   The cannonball 10 is an example of a flying object, and is fired from the artillery 20 and flies toward a predetermined position. The shell 10 includes a GPS receiver 11 that receives a plurality of satellite radio waves W transmitted from a plurality of GPS satellites 30. The GPS receiver 11 stores a digital output signal T generated based on a plurality of satellite radio waves W in a memory 11d (see FIG. 2) described later. The memory 11d can be recovered from the GPS receiver 11 after the shell 10 has landed. In the present embodiment, the GPS receiver 11 does not have a function of analyzing the digital output signal T, and the analysis of the digital output signal T is assumed to be performed by the analysis device 40. The configuration of the GPS receiver 11 will be described later.

火砲２０は、地上或いは移動体（戦車や船舶など）上に配置されている。火砲２０は、任意の角度で砲弾１０を発射可能である。   The artillery 20 is disposed on the ground or on a moving body (such as a tank or a ship). The artillery 20 can fire the shell 10 at an arbitrary angle.

複数のＧＰＳ衛星３０は、グローバルポジショニングシステムにおいて用いられる人工衛星である。複数のＧＰＳ衛星３０は、地球を周回するＧＰＳ用の人工衛星のうち砲弾１０の飛行時に地平線上に位置している人工衛星である。複数のＧＰＳ衛星３０のそれぞれは、衛星電波Ｗを送信している。   The plurality of GPS satellites 30 are artificial satellites used in the global positioning system. The plurality of GPS satellites 30 are artificial satellites that are located on the horizon when the shell 10 is flying among GPS artificial satellites that orbit the earth. Each of the plurality of GPS satellites 30 transmits a satellite wave W.

解析装置４０は、砲弾１０とは別の構成要素であり、例えば地上に設置されている。解析装置４０は、砲弾１０から回収されたメモリ１１ｄからデジタル出力信号Ｔを取込み、デジタル出力信号Ｔを解析することができる。具体的に、解析装置４０は、キャリア周波数及びコード位相のサーチとキャリア成分及びコード位相の同期追跡とを実行する。続いて、解析装置４０は、擬似距離及び航法メッセージの収集と測位とを実行する。解析装置４０の構成については後述する。   The analysis device 40 is a component different from the cannonball 10, and is installed on the ground, for example. The analysis device 40 can take the digital output signal T from the memory 11d collected from the shell 10 and analyze the digital output signal T. Specifically, the analysis device 40 performs a carrier frequency and code phase search and a carrier component and code phase synchronization tracking. Subsequently, the analysis apparatus 40 performs collection and positioning of pseudo distances and navigation messages. The configuration of the analysis device 40 will be described later.

（ＧＰＳ受信機１１の構成）
次に、砲弾１０に搭載されるＧＰＳ受信機１１の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、ＧＰＳ受信機１１の構成を示すブロック図である。 (Configuration of GPS receiver 11)
Next, the configuration of the GPS receiver 11 mounted on the shell 10 will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the GPS receiver 11.

ＧＰＳ受信機１１は、砲弾１０が火砲２０から発射されると同時に起動される。ＧＰＳ受信機１１は、アンテナ１１ａと、周波数変換部１１ｂと、Ａ／Ｄ変換部１１ｃと、メモリ１１ｄと、を備える。   The GPS receiver 11 is activated simultaneously with the cannonball 10 being fired from the gun 20. The GPS receiver 11 includes an antenna 11a, a frequency conversion unit 11b, an A / D conversion unit 11c, and a memory 11d.

アンテナ１１ａは、複数のＧＰＳ衛星３０から複数の衛星電波Ｗを受信して、入力信号Ｓを生成する。入力信号Ｓには、複数の衛星電波Ｗが重畳されている。また、入力信号Ｓには、複数の衛星電波Ｗ以外の環境電波やノイズが含まれていてもよい。   The antenna 11 a receives a plurality of satellite radio waves W from a plurality of GPS satellites 30 and generates an input signal S. A plurality of satellite radio waves W are superimposed on the input signal S. Further, the input signal S may include environmental radio waves and noise other than the plurality of satellite radio waves W.

周波数変換部１１ｂは、入力信号Ｓを低雑音増幅器で増幅した後に、入力信号Ｓに基準発振器から出力される基準周波数信号を混合する。これによって、周波数変換部１１ｂは、所定周波数を有する中間周波数信号ＩＦを生成する。   The frequency converter 11b amplifies the input signal S with a low noise amplifier, and then mixes the reference signal output from the reference oscillator with the input signal S. Thereby, the frequency converter 11b generates an intermediate frequency signal IF having a predetermined frequency.

Ａ／Ｄ変換部１１ｃは、中間周波数信号ＩＦにＡ／Ｄ変換処理を施すことによって、デジタル出力信号Ｔを生成する。   The A / D converter 11c generates a digital output signal T by performing A / D conversion processing on the intermediate frequency signal IF.

メモリ１１ｄは、Ａ／Ｄ変換部１１ｃから出力されるデジタル出力信号Ｔを記憶する。これによって、メモリ１１ｄには、砲弾１０の発射から着弾までの全期間におけるデジタル出力信号Ｔが記憶される。メモリ１１ｄは、砲弾１０の着弾後にＧＰＳ受信機１１から取り出されて、解析装置４０に接続される。   The memory 11d stores the digital output signal T output from the A / D converter 11c. As a result, the memory 11d stores the digital output signal T for the entire period from the launch of the shell 10 to the landing. The memory 11 d is taken out from the GPS receiver 11 after the bullet 10 is landed and connected to the analysis device 40.

（解析装置４０の構成）
次に、解析装置４０の構成について、図面を参照しながら説明する。図３は、解析装置４０の構成を示すブロック図である。 (Configuration of analysis device 40)
Next, the configuration of the analysis device 40 will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the analysis device 40.

解析装置４０は、メモリ読み出し部４０ａと、メモリ４０ｂと、メモリ再生部４０ｃと、ＧＰＳ処理部４０ｄと、表示部４０ｅと、を備える。メモリ再生部４０ｃとＧＰＳ処理部４０ｄは、制御部４１を構成している。   The analysis device 40 includes a memory reading unit 40a, a memory 40b, a memory playback unit 40c, a GPS processing unit 40d, and a display unit 40e. The memory reproducing unit 40c and the GPS processing unit 40d constitute a control unit 41.

メモリ読み出し部４０ａは、ＧＰＳ受信機１１から取り出されたメモリ１１ｄに接続される。メモリ読み出し部４０ａは、メモリ１１ｄからデジタル出力信号Ｔを読み出す。メモリ読み出し部４０ａは、デジタル出力信号Ｔをメモリ４０ｂに格納する。   The memory reading unit 40a is connected to the memory 11d extracted from the GPS receiver 11. The memory reading unit 40a reads the digital output signal T from the memory 11d. The memory reading unit 40a stores the digital output signal T in the memory 40b.

メモリ再生部４０ｃは、メモリ４０ｂからデジタル出力信号Ｔを読み出して再生する。本実施形態において、メモリ再生部４０ｃは、ＧＰＳ処理部４０ｄと連動して、デジタル出力信号Ｔを２回再生する。   The memory reproducing unit 40c reads and reproduces the digital output signal T from the memory 40b. In the present embodiment, the memory playback unit 40c plays back the digital output signal T twice in conjunction with the GPS processing unit 40d.

ＧＰＳ処理部４０ｄは、メモリ再生部４０ｃがデジタル出力信号Ｔの１回目の再生を開始したのに応じて、キャリア周波数及びコード位相のサーチとキャリア成分及びコード位相の同期追跡とを実行する。具体的に、ＧＰＳ処理部４０ｄは、所定のキャリア周波数におけるコード位相を１チップずつ変化させながら１０２３チップ分の相関のサーチを実行した後に、所定のキャリア周波数から所定の周波数幅移動したキャリア周波数において再びコード位相のサーチを実行する。このように、デジタル出力信号Ｔにおける周波数サーチとコード位相の検出とが実行されることで、複数の衛星電波Ｗが捕捉される。また、ＧＰＳ処理部４０ｄは、デジタル出力信号ＴとＧＰＳ処理部４０ｄ内で発生させたキャリアとの位相差を計測し、位相差に基づいてコード位相をデジタル出力信号Ｔに追従させる。このように、デジタル出力信号Ｔにおけるビット同期とフレーム同期とが実行されることで、複数の衛星電波Ｗが同期追跡される。   The GPS processing unit 40d executes a carrier frequency and code phase search and a carrier component and code phase synchronization tracking in response to the memory reproduction unit 40c starting the first reproduction of the digital output signal T. Specifically, the GPS processing unit 40d performs a correlation search for 1023 chips while changing the code phase at a predetermined carrier frequency for each chip, and then moves the predetermined frequency width from the predetermined carrier frequency to the carrier frequency. The code phase search is executed again. As described above, the frequency search and the code phase detection in the digital output signal T are executed, whereby a plurality of satellite radio waves W are captured. The GPS processing unit 40d measures the phase difference between the digital output signal T and the carrier generated in the GPS processing unit 40d, and causes the code phase to follow the digital output signal T based on the phase difference. As described above, by performing the bit synchronization and the frame synchronization in the digital output signal T, a plurality of satellite radio waves W are synchronized and tracked.

また、ＧＰＳ処理部４０ｄは、メモリ再生部４０ｃがデジタル出力信号Ｔの２回目の再生を開始したのに応じて、擬似距離及び航法メッセージの収集とＧＰＳ受信機の測位とを実行する。具体的に、ＧＰＳ処理部４０ｄは、同期追跡しているコード位相に基づいて擬似距離を算出する。また、ＧＰＳ処理部４０ｄは、デジタル出力信号Ｔに含まれるＣ／Ａコードに同期したコードでスペクトル逆拡散を行った後、デジタル出力信号Ｔのキャリア成分に同期したキャリアを再生することによって航法メッセージを復調する。このように、ＧＰＳ処理部４０ｄは、複数のＧＰＳ衛星３０すべての擬似距離及び航法メッセージを収集した後に、航法メッセージに含まれるエフェメリスから算出される各ＧＰＳ衛星３０の正確な位置と各ＧＰＳ衛星３０の擬似距離とに基づいて受信機１１の位置を測位する。   In addition, the GPS processing unit 40d executes the pseudo distance and navigation message collection and the positioning of the GPS receiver in response to the memory reproduction unit 40c starting the second reproduction of the digital output signal T. Specifically, the GPS processing unit 40d calculates the pseudo distance based on the code phase that is being synchronously tracked. Further, the GPS processing unit 40d performs spectrum despreading with a code synchronized with the C / A code included in the digital output signal T, and then reproduces a carrier synchronized with the carrier component of the digital output signal T, thereby reproducing a navigation message. Is demodulated. As described above, the GPS processing unit 40d collects the pseudoranges and navigation messages of all the plurality of GPS satellites 30, and then calculates the exact position of each GPS satellite 30 calculated from the ephemeris included in the navigation message and each GPS satellite 30. The position of the receiver 11 is measured based on the pseudo-range.

表示部４０ｅは、ＧＰＳ処理部４０ｄによって算出された測位結果を表示する。表示部４０ｅとしては、例えば液晶ディスプレイなどを用いることができる。   The display unit 40e displays the positioning result calculated by the GPS processing unit 40d. For example, a liquid crystal display can be used as the display unit 40e.

（測位システム１００の動作）
次に、測位システム１００の動作について、図４を参照しながら説明する。図４は、測位システム１００の動作を説明するためのフローチャートである。 (Operation of positioning system 100)
Next, the operation of the positioning system 100 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the positioning system 100.

まず、ステップＳ１において、砲弾１０が火砲２０から発射される。   First, in step S <b> 1, the shell 10 is fired from the firearm 20.

次に、ステップＳ２において、ＧＰＳ受信機１１は、入力信号Ｓに基づく中間周波数信号ＩＦからデジタル出力信号Ｔを生成する。   Next, in step S2, the GPS receiver 11 generates a digital output signal T from the intermediate frequency signal IF based on the input signal S.

次に、ステップＳ３において、ＧＰＳ受信機１１は、生成したデジタル出力信号Ｔをメモリ１１ｄに記憶する。   Next, in step S3, the GPS receiver 11 stores the generated digital output signal T in the memory 11d.

次に、ステップＳ４において、所定地点に着弾した砲弾１０からメモリ１１ｄを回収する。   Next, in step S4, the memory 11d is recovered from the shell 10 that has landed at a predetermined point.

次に、ステップＳ５において、解析装置４０は、メモリ１１ｄから読み出されるデジタル出力信号Ｔを記憶する。   Next, in step S5, the analysis device 40 stores the digital output signal T read from the memory 11d.

次に、ステップＳ６において、解析装置４０は、記憶したデジタル出力信号Ｔの１回目の再生を開始する。   Next, in step S6, the analysis device 40 starts the first reproduction of the stored digital output signal T.

次に、ステップＳ７において、解析装置４０は、デジタル出力信号Ｔを再生しながら、キャリア周波数及びコード位相のサーチとキャリア成分及びコード位相の同期追跡とを実行する。   Next, in step S <b> 7, the analysis device 40 performs a carrier frequency and code phase search and carrier component and code phase synchronization tracking while reproducing the digital output signal T.

次に、ステップＳ８において、解析装置４０は、デジタル出力信号Ｔの１回目の再生が終了すると、デジタル出力信号Ｔの２回目の再生を開始する。   Next, in step S8, when the first reproduction of the digital output signal T is completed, the analysis device 40 starts the second reproduction of the digital output signal T.

次に、ステップＳ９において、解析装置４０は、デジタル出力信号Ｔを再生しながら、擬似距離及び航法メッセージの収集とＧＰＳ受信機の測位とを実行する。   Next, in step S <b> 9, the analysis device 40 collects pseudoranges and navigation messages and performs positioning by the GPS receiver while reproducing the digital output signal T.

次に、ステップＳ１０において、解析装置４０は、測位結果を表示する。   Next, in step S10, the analysis device 40 displays the positioning result.

（作用及び効果）
第１実施形態に係る測位システム１００において、ＧＰＳ受信機１１は、複数の衛星電波Ｗから生成する入力信号に基づくデジタル出力信号Ｔを記憶するメモリ１１ｄを有し、解析装置４０は、デジタル出力信号Ｔを再生しながらキャリア周波数及びコード位相のサーチとキャリア成分及びコード位相の同期追跡とを実行した後に、デジタル出力信号Ｔをもう一度再生しながら擬似距離及び航法メッセージの収集と測位とを実行する制御部４１を有する。 (Function and effect)
In the positioning system 100 according to the first embodiment, the GPS receiver 11 includes a memory 11d that stores a digital output signal T based on input signals generated from a plurality of satellite radio waves W, and the analysis device 40 includes a digital output signal. Control of performing pseudorange and navigation message collection and positioning while reproducing digital output signal T again after performing carrier frequency and code phase search and carrier component and code phase synchronization tracking while reproducing T Part 41 is provided.

このように、砲弾１０の発射から着弾までにおいてＧＰＳ受信機１１に記憶されたデジタル出力信号Ｔを用いて測位することができる。そのため、砲弾１０の飛行中にデジタル出力信号Ｔを用いて測位する場合に比べて、飛行初期における砲弾１０の飛行データを取得しやすい。従って、飛行初期における砲弾１０の挙動を正確に解析することができるようになる。   In this way, positioning can be performed using the digital output signal T stored in the GPS receiver 11 from the launching to the landing of the shell 10. Therefore, it is easier to obtain the flight data of the shell 10 at the initial stage of the flight than when positioning using the digital output signal T during the flight of the shell 10. Therefore, it becomes possible to accurately analyze the behavior of the cannonball 10 at the early stage of flight.

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る測位システム１００について説明する。第２実施形態の第１実施形態との相違点は、解析装置がデジタル出力信号Ｔを再生する度に解析パラメータを変更することによって、好適な解析パラメータを検証できる点である。以下においては、上記相違点について主に説明する。 [Second Embodiment]
Next, the positioning system 100 according to the second embodiment will be described. The difference of the second embodiment from the first embodiment is that a suitable analysis parameter can be verified by changing the analysis parameter each time the analysis apparatus reproduces the digital output signal T. In the following, the differences will be mainly described.

（解析装置５０の構成）
第２実施形態に係る解析装置５０の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、解析装置５０の構成を示すブロック図である。解析装置５０の第１実施形態に係る解析装置４０との相違点は、制御部４１がパラメータ変更部４０ｆを有している点である。 (Configuration of analysis device 50)
The configuration of the analysis device 50 according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the analysis device 50. The difference between the analysis device 50 and the analysis device 40 according to the first embodiment is that the control unit 41 includes a parameter changing unit 40f.

パラメータ変更部４０ｆは、ＧＰＳ処理部４０ｄにおいてデジタル出力信号Ｔを解析するための解析パラメータを変更させる。解析パラメータとしては、例えば、コード位相のサーチにおけるキャリア周波数の幅や移動量、周波数追尾ループの制御定数、測位に用いるＧＰＳ衛星３０の数などである。   The parameter changing unit 40f changes an analysis parameter for analyzing the digital output signal T in the GPS processing unit 40d. Examples of the analysis parameter include the carrier frequency width and movement amount in the code phase search, the frequency tracking loop control constant, and the number of GPS satellites 30 used for positioning.

ＧＰＳ処理部４０ｄは、パラメータ変更部４０ｆによって解析パラメータが変更される度にデジタル出力信号Ｔの解析（測位）を繰り返し実行する。ＧＰＳ処理部４０ｄは、デジタル出力信号Ｔの解析が完了するごとに、測位結果を表示部４０ｅに表示する。   The GPS processing unit 40d repeatedly executes the analysis (positioning) of the digital output signal T every time the analysis parameter is changed by the parameter changing unit 40f. The GPS processing unit 40d displays the positioning result on the display unit 40e every time the analysis of the digital output signal T is completed.

（作用及び効果）
第２実施形態に係る測位システム１００において、解析装置５０の制御部４１は、デジタル出力信号Ｔを解析するごとに解析パラメータを変更する。 (Function and effect)
In the positioning system 100 according to the second embodiment, the control unit 41 of the analysis device 50 changes the analysis parameter every time the digital output signal T is analyzed.

従って、砲弾１０に搭載されたＧＰＳ受信機１１に適した解析パラメータを簡易かつ精度良く検証することができる。そのため、自己位置を測位可能なＧＰＳ受信機を砲弾に搭載する際に、解析装置４０において得られた好適な解析パラメータをセットすることによって、ＧＰＳ受信機における測位のための各処理を迅速に完了させることができる。その結果、飛行初期から砲弾の挙動を正確に把握することができる。   Therefore, analysis parameters suitable for the GPS receiver 11 mounted on the cannonball 10 can be verified easily and accurately. Therefore, when a GPS receiver capable of positioning its own position is mounted on a shell, it is possible to quickly complete each process for positioning in the GPS receiver by setting suitable analysis parameters obtained in the analysis device 40. Can be made. As a result, it is possible to accurately grasp the behavior of the shell from the beginning of the flight.

［その他の実施形態］
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 [Other Embodiments]
Although the present invention has been described according to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

（Ａ）上記実施形態では、飛翔体の一例として砲弾１０について説明したが、これに限られるものではない。飛翔体としては、誘導弾やロケット弾、或いはミサイルなどが挙げられる。   (A) In the above embodiment, the shell 10 has been described as an example of a flying object, but the present invention is not limited to this. Examples of flying objects include guided bullets, rocket bullets, and missiles.

（Ｂ）上記実施形態では、解析装置４０におけるキャリア周波数及びコード位相のサーチ、キャリア成分及びコード位相の同期追跡、擬似距離及び航法メッセージの収集、及び測位の方法について簡潔に説明したが、これらの処理の手法としては周知の種々の手法を適用することができる。   (B) In the above embodiment, the carrier frequency and code phase search, the carrier component and code phase synchronization tracking, the pseudorange and navigation message collection, and the positioning method in the analysis device 40 have been briefly described. Various known methods can be applied as the processing method.

（Ｃ）上記第２実施形態では、デジタル出力信号Ｔの１回目の再生時にキャリア周波数及びコード位相のサーチとキャリア成分及びコード位相の同期追跡とを実行し、デジタル出力信号Ｔの２回目の再生時に擬似距離及び航法メッセージの収集と測位とを実行することを前提としたが、これに限られるものではない。解析装置４０は、デジタル出力信号Ｔを１回再生する間に、全ての処理を実行してもよい。この場合であっても、解析装置４０は、砲弾１０に搭載される受信機１１に適した解析パラメータを検証することができる。   (C) In the second embodiment, when the digital output signal T is reproduced for the first time, search for the carrier frequency and code phase and synchronous tracking of the carrier component and code phase are executed, and the digital output signal T is reproduced for the second time. Sometimes it is assumed that pseudoranges and navigation messages are collected and measured, but this is not a limitation. The analysis device 40 may perform all the processes while reproducing the digital output signal T once. Even in this case, the analysis device 40 can verify analysis parameters suitable for the receiver 11 mounted on the shell 10.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

１０…砲弾、１１…ＧＰＳ受信機、１１ａ…アンテナ、１１ｂ…周波数変換部、１１ｃ…Ａ／Ｄ変換部、１１ｄ…メモリ、２０…火砲、３０…ＧＰＳ衛星、４０，５０…解析装置、４０ａ…メモリ読み出し部、４０ｂ…メモリ、４０ｃ…メモリ再生部、４０ｄ…ＧＰＳ処理部、４０ｅ…表示部、４０ｆ…パラメータ変更部、Ｓ…入力信号、ＩＦ…中間周波数信号、Ｔ…デジタル出力信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Bullet, 11 ... GPS receiver, 11a ... Antenna, 11b ... Frequency conversion part, 11c ... A / D conversion part, 11d ... Memory, 20 ... Artillery, 30 ... GPS satellite, 40, 50 ... Analysis apparatus, 40a ... Memory reading unit, 40b ... memory, 40c ... memory reproduction unit, 40d ... GPS processing unit, 40e ... display unit, 40f ... parameter changing unit, S ... input signal, IF ... intermediate frequency signal, T ... digital output signal

Claims (4)

飛翔体に搭載されるＧＰＳ受信機と、前記ＧＰＳ受信機の位置を測位する解析装置と、を備える測位システムであって、
前記ＧＰＳ受信機は、
複数のＧＰＳ衛星から送信される複数の衛星電波を受信して入力信号を生成するアンテナと、
前記入力信号を所定周波数の中間周波数信号に変換するダウンコンバータと、
前記中間周波数信号をデジタル出力信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータに接続され、前記デジタル出力信号を記憶するメモリと、
を有し、
前記解析装置は、
前記メモリに記憶された前記デジタル出力信号を再生しながらキャリア周波数及びコード位相のサーチとキャリア成分及びコード位相の同期追跡とを実行した後に、前記メモリに記憶された前記デジタル出力信号を再生しながら擬似距離及び航法メッセージの収集と前記ＧＰＳ受信機の測位とを実行する制御部を有する、
測位システム。 A positioning system comprising a GPS receiver mounted on a flying object, and an analysis device for positioning the position of the GPS receiver,
The GPS receiver
An antenna that receives a plurality of satellite radio waves transmitted from a plurality of GPS satellites and generates an input signal;
A down converter for converting the input signal into an intermediate frequency signal of a predetermined frequency;
An A / D converter for converting the intermediate frequency signal into a digital output signal;
A memory connected to the A / D converter for storing the digital output signal;
Have
The analysis device includes:
While performing the carrier frequency and code phase search and the carrier component and code phase synchronization tracking while reproducing the digital output signal stored in the memory, reproducing the digital output signal stored in the memory A control unit that performs pseudorange and navigation message collection and positioning of the GPS receiver;
Positioning system. 前記制御部は、前記ＧＰＳ受信機の測位を実行するたびに、測位のために用いられる解析パラメータを変更する、
請求項１に記載の測位システム。 The control unit changes an analysis parameter used for positioning every time positioning of the GPS receiver is executed.
The positioning system according to claim 1. 飛翔体に搭載されるＧＰＳ受信機であって、
複数のＧＰＳ衛星から送信される複数の衛星電波を受信して入力信号を生成するアンテナと、
前記入力信号を所定周波数の中間周波数信号に変換するダウンコンバータと、
前記中間周波数信号をデジタル出力信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータに接続され、前記デジタル出力信号を記憶するメモリと、
を有するＧＰＳ受信機。 A GPS receiver mounted on a flying object,
An antenna that receives a plurality of satellite radio waves transmitted from a plurality of GPS satellites and generates an input signal;
A down converter for converting the input signal into an intermediate frequency signal of a predetermined frequency;
An A / D converter for converting the intermediate frequency signal into a digital output signal;
A memory connected to the A / D converter for storing the digital output signal;
A GPS receiver. 飛翔体に搭載されるＧＰＳ受信機の位置を測位する測位方法であって、
複数のＧＰＳ衛星から送信される複数の衛星電波を受信して入力信号を生成する工程と、
前記入力信号を所定周波数の中間周波数信号に変換する工程と、
前記中間周波数信号をデジタル出力信号に変換する工程と、
前記デジタル出力信号を記憶する工程と、
前記メモリに記憶された前記デジタル出力信号を再生しながらキャリア周波数及びコード位相のサーチとキャリア成分及びコード位相の同期追跡とを実行する工程と、
前記メモリに記憶された前記デジタル出力信号を再生しながら擬似距離及び航法メッセージの収集と前記ＧＰＳ受信機の測位とを実行する工程と、
を備える測位方法。 A positioning method for positioning the position of a GPS receiver mounted on a flying object,
Receiving a plurality of satellite radio waves transmitted from a plurality of GPS satellites and generating an input signal;
Converting the input signal into an intermediate frequency signal of a predetermined frequency;
Converting the intermediate frequency signal into a digital output signal;
Storing the digital output signal;
Performing a carrier frequency and code phase search and carrier component and code phase synchronization tracking while reproducing the digital output signal stored in the memory;
Performing pseudo-range and navigation message collection and positioning of the GPS receiver while reproducing the digital output signal stored in the memory;
A positioning method comprising:
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