JP3283913B2 - Gps受信装置 - Google Patents
Gps受信装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/22—Multipath-related issues
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
装置に関し、さらに詳細にはマルチパス妨害の多い場所
において使用できるGPS受信装置に関する。
GPS衛星から送出された信号(以下、GPS信号とも
記す)をアンテナ1で受信し、高周波増幅部2において
増幅し、周波数変換部3において中間周波信号に変換し
て処理を容易にしている。GPS信号はPNコードによ
って変調され、スペクトラム拡散されているため、逆拡
散する必要がある。このため、中間周波数に変換された
GPS信号をPNコード発生部4において発生させたP
Nコードが入力されるPNコード相関部5に供給して逆
拡散する。
6Aを介して信号サーチ部7および信号追尾部9に切り
換えて供給し、信号サーチ部7の出力および信号追尾部
9の出力をPNコード位相制御部10Aに送出して、P
Nコード位相制御部10Aの出力によってPNコード発
生部4から出力するPNコードの位相を制御する。上記
のように構成した従来のGPS受信装置において、電源
投入後スイッチ手段6Aは信号サーチ部7側に切り換え
られ、PNコードの位相が未だ一致していない段階で信
号サーチ部7からの出力にしたがってPNコード位相制
御部10Aの制御のもとにPNコード発生部4から出力
されるPNコードの位相が色々な位相に順次変更され、
このときの相関出力が信号サーチ部7においてモニター
され、相関出力が所定値を超えた点が捜索される。
イッチ手段6Aが信号追尾部9側に切り換えられて、相
関出力が信号追尾部9においてモニターされ、相関出力
がピークから外れないようにPNコード位相制御部10
Aを介してPNコード発生部4から出力されるPNコー
ドの位相が制御される。
PNコード発生部4から発生させたPNコードとの位相
が一致しないときは相関出力は低く、一致したときは相
関出力がきわめて高くなる。この様子は図4に示す如く
であって、PNコードの位相が1ビット分離れると相関
出力は殆ど無くなる。そこで、従来のGPS受信装置で
は信号サーチ部7において捜索された相関ピークをが維
持するように追尾される。
た従来のGPS受信装置を移動体、例えば自動車に搭載
し、市街地のようにマルチパスの多い環境内を移動した
場合、直接波とマルチパスによる反射波との伝搬距離に
差が生じ、信号サーチによって捜索した相関出力がマル
チパスによる反射波によるものであった場合、測位位置
にずれが生じるという問題点があった。さらに、自動車
の移動と共に周囲のマルチパスの情況も変化し、測位位
置のずれ方も種々に変化し、結果的に測位位置にバラツ
キが生ずるという問題点があった。 本発明は、マルチ
パスの多い環境において使用した場合でも、直接波のG
PS信号を判別して追尾し、測位誤差の発生を防止した
GPS受信装置を提供することを目的とする。
は、GPS衛星から送出された信号を受信し、受信した
信号中のPNコードと同一のPNコードを出力すると共
に、出力されるPNコードの位相を制御可能なPNコー
ド発生手段と、PNコード発生手段からの出力PNコー
ドが一方の入力として供給されて受信したGPS信号を
逆拡散する相関器と、相関器からの相関出力をモニター
し、かつPNコード発生手段から出力されるPNコード
の位相を制御して相関出力が所定値を超える点を捜索す
る信号サーチ手段と、信号サーチ手段によって捜索され
た所定値を超える相関出力を第1の記憶領域に格納し、
前記所定値を超える相関出力の第1の記憶領域への格納
後PNコード発生手段から出力されるPNコードの位相
を時間的に前の位相にずらしたときにおける相関出力を
第2の記憶領域に格納する記憶手段と、第1の記憶領域
に格納された相関出力のレベルと第2の記憶領域に格納
された相関出力のレベルとの大小を比較する比較手段と
を含み、第2の記憶領域に格納された相関出力のレベル
が大きいときは第2の記憶領域に格納された相関出力を
直接波による相関出力とし、第1の記憶領域に格納され
た相関出力のレベルが大きいときは第1の記憶領域に格
納された相関出力を直接波による相関出力とする信号判
定手段と、PNコード発生手段から出力されるPNコー
ドの位相を制御して直接波によるものであると判定され
た相関出力のピークを追尾する信号追尾手段とを備えた
ことを特徴とする。
発生手段からの出力PNコードの位相が制御されて、信
号サーチ手段により所定値を超えている相関出力が捜索
される。捜索された所定値を超えている相関出力は第1
の記憶領域に格納され、この格納後にPNコード発生手
段から出力されるPNコードの位相が時間的に前の位相
にずらしたときにおける相関出力が第2の記憶領域に格
納される。この格納により第1の記憶領域に格納された
相関出力のレベルと第2の記憶領域に格納された相関出
力のレベルの大小が比較される。
された相関出力のレベルが大きいときは第2の記憶領域
に格納された相関出力が直接波による相関出力とされ
る。これは直接波は時間的に早く検出され、かつ直接波
は反射波よりも減衰が少ないためである。すなわちこの
場合は、第2の記憶領域に格納された相関出力は時間的
に先に検出されており、かつそのレベルが大きいため直
接波による相関出力と判別されるのである。この判別に
よって、GPS信号の直接波による相関出力であると判
定されたときは、その相関出力のピークから外れないよ
うに信号追尾手段によって、PNコード発生手段から出
力されるPNコードの位相を制御することにより追尾さ
れる。したがって、マルチパス妨害の多い環境内におい
ての直接波による相関出力が追尾されて、測位誤差の発
生が防止され、正しい測位位置を得ることができること
になる。また、上記の比較によって、第1の記憶領域に
格納された相関出力のレベルが大きいときは第1の記憶
領域に格納された相関出力が直接波による相関出力とさ
れる。その相関出力のピークから外れないように信号追
尾手段によって、PNコード発生手段から出力されるP
Nコードの位相を制御することにより追尾される。これ
は第1の記憶領域に格納されている相関出力は時間的に
後の相関出力であるが、第2の記憶領域に格納されてい
る相関出力よりもレベルが大きいため、第2の記憶領域
に格納されている相関出力はノイズによるものと判定さ
れるためであって、これによってノイズによる誤判定が
防止できる。
ック図である。
から送出されたGPS信号をアンテナ1で受信し、高周
波増幅部2において増幅し、高周波増幅部2において増
幅されたGPS信号を周波数変換部3において中間周波
信号に変換して処理の容易な周波数に変換し、中間周波
信号に変換されたGPS信号をPNコード発生部4にお
いて発生させたPNコードが入力されるPNコード相関
部5に供給して逆拡散する。
6を介して信号サーチ部7、信号判定部8および信号追
尾部9に切り換えて供給し、信号追尾部9の出力をPN
コード位相制御部10に送出して、PNコード位相制御
部10の出力によってPNコード発生部4から出力する
PNコードの位相を制御する。
なる時期に入力された相関出力を格納する第1および第
2の記憶領域を有するRAM81と、RAM81の第1
および第2の記憶領域に格納した相関出力レベルの大小
を比較する比較器82とを有する。
部8の比較器82からの出力は、RAM81の制御およ
びPNコード位相制御部10の制御を行うコンピュータ
を含む制御回路11に供給してあり、制御回路11の出
力により信号サーチ部7の出力に基づいてPNコード位
相制御部10を制御して相関出力のサーチをし、かつ比
較器82と協働して直接波と反射波とを判別して追尾す
る相関出力を選定する。
ード発生部4に送出して、PNコード発生部4から出力
されるPNコードの位相を制御する。
信装置において、電源投入後スイッチ手段6は信号サー
チ部7側に切り換えられ、PNコードの位相が未だ一致
していない段階でPNコード相関部5からの相関出力が
信号サーチ部7においてモニターされ、信号サーチ部7
からの出力にしたがって制御回路11の制御に基づくP
Nコード位相制御部10の制御のもとに、PNコード発
生部4から出力されるPNコードの位相が色々な位相に
順次変更され、相関出力が所定値を超える点が捜索され
る。
を超えたことを検出した信号に基づいて、制御回路11
の制御のもとにスイッチ手段6は信号判定部8側に切り
換えられ、かつ前記所定値を超えた相関出力がRAM8
1の第1の記憶領域に格納される。次いで制御回路11
の制御に基づくPNコード位相制御部10の制御によっ
て、PNコード発生部4から出力されるPNコードの位
相が時間的に前の位相にずらされ、この位相がずらされ
たPNコードによるときの相関出力がRAM81の第2
の記憶領域に格納される。
出した後、PNコードの位相をさらに変化させるのは、
その相関出力が直接波によるものか、マルチパスによる
反射波によるものかを判別するためである。
よって反射した後アンテナ1に入感するものであり、直
接波よりも伝搬経路が長く、直接波により入感した信号
よりも時間的に遅れて入感する。さらに反射波は反射の
際に減衰するために信号強度も直接波よりも低い。
用して、PNコード発生部4から出力されるPNコード
の位相を変化させる。信号サーチ部7によって前記所定
値を超えた相関出力が検出された時点よりも時間的に前
の位相にPNコード発生部4から出力されるPNコード
の位相をずらして、この状態で信号判定部8において相
関出力がモニターされる。
り、図2においてaは信号サーチ部7によって捜索され
た所定値を超えた相関ピーク出力を示している。ここで
PNコードの位相を時間的に前の位相にずらしたとき図
2に示す相関ピーク出力bが得られた場合、両相関ピー
ク出力aとbのレベルが比較器82によって比較され
る。この比較によって相関ピーク出力bのレベルが相関
ピーク出力aのレベルより大きく、かつ相関ピーク出力
bの発生が時間的に前であるとき、相関ピーク出力bが
直接波による相関出力であると判定される。何れが時間
的に前か否かは、本実施例ではRAM81の第2の記憶
領域に格納された相関出力が時間的に前であると判別さ
れる。
PNコードの位相を時間的に前の位相に変更しても相関
ピーク出力が無い場合、相関ピーク出力aより時間的に
前に相関ピーク出力が無く、相関ピーク出力aが実質的
に早いものであり、比較の対象となる相関出力が第2の
記憶領域に格納されていないことになって、この場合は
相関ピーク出力aが直接波による相関出力と判別され
る。
を比較器82によって比較するのは、ノイズによって時
間的に前に相関ピーク出力が存在するようなときに誤判
定を避けるためである。例えば、雑音などによって相関
ピーク出力aよりも時間的に前に相関ピーク出力bが捜
索された場合において、比較器82によってそのレベル
は相関ピーク出力aより小さいと判別される。そこで、
相関ピーク出力bが時間的に前であっても相関ピーク出
力aが直接波による相関出力であると判別される。これ
は、直接波による相関ピーク出力は反射波による相関ピ
ーク出力よりもレベルが大きい筈であるが、小さいと判
別されたため時間的に前に発生していても直接波による
ものと判定されない。したがって、ノイズによって誤判
定するようなことも無い。
出力が判定されたときは、制御回路11の出力に基づい
てスイッチ手段6は信号追尾部9側に切り換えられ、相
関出力が信号追尾部9においてモニターされて、直接波
による相関出力と判定されたときのPNコード位相にお
ける相関ピーク出力から外れないように、PNコード位
相制御部10を介してPNコード発生部4から出力され
るPNコードの位相が制御されて追尾される。
サーチ手段によって捜索された相関出力がGPS信号の
直接波による相関出力であるかを信号判定手段によって
判定し、直接波であると判定された相関出力のピークを
信号追尾手段によって追尾するようにしたため、GPS
受信装置がマルチパス妨害の多い環境において使用され
た場合でも、反射波による相関出力を追尾するようなこ
とは無くなって、マルチパスによる測位誤差の発生が防
止できるため、正しい測位位置の測定ができる効果があ
る。
て、ノイズによる誤判定を避けることができる効果があ
る。
る。
力を示す模式図である。
である。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】GPS衛星から送出された信号を受信し、
受信した信号中のPNコードと同一のPNコードを出力
すると共に、出力されるPNコードの位相を制御可能な
PNコード発生手段と、 PNコード発生手段からの出力PNコードが一方の入力
として供給されて受信したGPS信号を逆拡散する相関
器と、 相関器からの相関出力をモニターし、かつPNコード発
生手段から出力されるPNコードの位相を制御して相関
出力が所定値を超える点を捜索する信号サーチ手段と、 信号サーチ手段によって捜索された所定値を超える相関
出力を第1の記憶領域に格納し、前記所定値を超える相
関出力の第1の記憶領域への格納後PNコード発生手段
から出力されるPNコードの位相を時間的に前の位相に
ずらしたときにおける相関出力を第2の記憶領域に格納
する記憶手段と、第1の記憶領域に格納された相関出力
のレベルと第2の記憶領域に格納された相関出力のレベ
ルとの大小を比較する比較手段とを含み、第2の記憶領
域に格納された相関出力のレベルが大きいときは第2の
記憶領域に格納された相関出力を直接波による相関出力
とし、第1の記憶領域に格納された相関出力のレベルが
大きいときは第1の記憶領域に格納された相関出力を直
接波による相関出力とする信号判定手段と、 PNコード発生手段から出力されるPNコードの位相を
制御して直接波によるものであると判定された相関出力
のピークを追尾する信号追尾手段とを備えたことを特徴
とするGPS受信装置。
Priority Applications (2)
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JP22165892A JP3283913B2 (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | Gps受信装置 |
US08/108,079 US5402441A (en) | 1992-08-20 | 1993-08-17 | Signal receiver for global positioning system |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0666912A JPH0666912A (ja) | 1994-03-11 |
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ID=16770233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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