JP3390753B2 - Gps測位方法、gps端末及びgps測位システム - Google Patents
Gps測位方法、gps端末及びgps測位システムInfo
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Description
S信号を受信して受信位置を検出するGPS測位方法、
GPS端末及びGPS測位システムに関するものであ
る。
れており、各衛星からは、全て同じ搬送周波数157
5.42GHzの電波が連続送信されている。この電波
は、疑似雑音符号で位相変調され、衛星毎に異なる符号
パターンを割り当てることにより分離受信できるように
なっている。この疑似雑音符号としては、一般に公開さ
れて利用可能なC/Aコードと呼ばれる規則的に変化す
るコードパターンである。また、利用者が測位を行うた
めに必要な、衛星の軌道情報や衛星上の補正値、電離層
の補正係数等の情報としての航法データをC/Aコード
の極性を反転させることにより上記電波に乗せて送信し
ている。
1023ビット=1msecを1PNフレームとし、こ
のPNフレームが連続する規則的な信号である。また、
上記航法データは50BPS、つまり1000PNフレ
ームの信号であり、この航法データの極性に応じてC/
Aコードも極性が反転している。
34号明細書に記載された従来のGPS測位システム及
びGPS測位装置の構成を示すブロック図であり、図に
おいて、101はベースステーションであり、GPS受
信アンテナ102と送受信アンテナ103を備えてい
る。104は遠隔ユニットである。
ンテナ105を備えたRFからIFへのコンバータ10
6、このコンバータ106からのアナログ信号をディジ
タル信号に変換するA/Dコンバータ107、このA/
Dコンバータ107からの出力を記録するメモリ(ディ
ジタルスナップショットメモリ)108、このメモリ1
08からの信号を処理する汎用プログラマブルディジタ
ル信号処理回路(以下、DSP回路と略称する)109
を有する。
続されたプログラムEPROM110、周波数シンセサ
イザ111、パワーレギュレータ回路112、アドレス
書き込み回路113、マイクロプロセッサ114、RA
M(メモリ)115、EEPROM116、送受信アン
テナ117を備えマイクロプロセッサ114に接続され
たモデム118を有する。
ション101は、遠隔ユニット104に指令を出して、
データコミュニケーションリンク119により伝送され
たメッセージを介して測定を実施する。ベースステーシ
ョン101は、このメッセージの中で対象の衛星に対す
る衛星情報のドップラデータを送信する。このドップラ
データは、周波数情報のフォーマットを持ち、メッセー
ジは対象衛星の特定を行う。このメッセージは遠隔ユニ
ット104の一部であるモデム118により受信され、
マイクロプロセッサ114に結合されたメモリ108に
格納される。
09、アドレス書き込み回路113とモデム118との
間のデータ情報伝達を取扱い、遠隔ユニット104内で
のパワーマネージメント機能をコントロールする。
ーション101から)GPS処理、並びにドップラ情報
に対して指示を受け取った場合、マイクロプロセッサ1
14はRFからIFへのコンバータ106、A/Dコン
バータ107及び、メモリ108にバッテリ、パワーレ
ギュレータ回路112にコントロールされたパワーライ
ン120aから120dを経て機能を付与する。これに
よりアンテナ105を経て受信されたGPS衛星からの
信号はIF周波数にダウンコンバ−トされた後にディジ
タル化を実施される。
に長い)の時間に相当する。このような、連続データセ
ットは、メモリ108に格納される。
用いて行われる。更にDSP回路109は局所的に作成
された基準と受信された信号との間の多数のコリレーシ
ョンオペレーションを迅速に実施することにより、ソー
ドレンジの極めて迅速な演算を可能にするファーストフ
ーリエ変換(FFT)アルゴリズムの使用を可能にす
る。ファーストフーリエ変換アルゴリズムは、このよう
なあらゆる位置を同時に並列的に探索し、演算プロセス
を加速する。
するソードレンジの演算を完結すると、この情報を相互
接続バス122を経て、マイクロプロセッサ114に伝
送する。次に、マイクロプロセッサ114は、最終の位
置算定の為にソードレンジデータをデータリンク119
を経てベースステーション101に伝送する目的でモデ
ム118を利用する。
の最初のデータ収集からデータのデータコミュニケーシ
ョンリンク119を経た送信の時点迄の経過時間を示す
タイムラグが、同時にベースステーション101に伝送
されることができる。このタイムラグは位置計算を行う
ベースステーション101の能力を高める。何故なら
ば、これによりGPS衛星位置はデータ収集の時点に行
うことができるからである。
リンク119を通じてメッセージの送受信の為に別個の
送受信アンテナ117を利用する。モデム118はコミ
ュニケーションレシーバーとコミュニケーショントラン
スミッタを含み、しかもこの両者は交互に送受信アンテ
ナ117に結合されると理解される。同様にべースステ
ーション101はデータリンクメッセージを送信及び受
信する為に別個のアンテナ103を使用することが可能
であり、従って、べースステーション101でGPS受
信アンテナ102を経てGPS信号を連続的に受信する
ことができる。
モリ108に格納されたデータの量及びDSP回路10
9又は幾つかのDSP回路の速度に応じて必要な時間は
数秒以下となることが期待される。
時間に該当する記録を捕捉する。ファーストコンボリュ
ーション法を用いた大ブロックのデータの有効な処理は
低受信レベルでの信号を処理する為の性能に寄与する
(例えば建物、樹木等により著しく遮られた為に受信レ
ベルが低下する時)。
ドレンジはこの同じ緩衝されたデータを用いて計算され
る。これは信号の振幅が迅速に変化する状況(都会の障
害状態の様な)下の連続追跡GPS受信機に関する性能
を改善されたことになる。
は、図13について説明する。処理の目的は局所的に発
生する波形に関して、受信された波形のタイミングを確
定することであり、さらに高感度を得るために上記波形
の極めて長い部分、通常100ミリセカンドから1秒に
わたる部分が処理される。
は、1023ビット=1msecの反復ソードランダム
(PNフレーム)から成り立っている。そこで、また前
後のPNフレームを互いに加える。例えば1秒間に10
00PNフレームが存在するので、第1のフレームを次
の第2のフレームにコヒーレント的に加え、生じたもの
を第3のフレームに加える。以下、図15(A)〜
(E)に示すように順次加えて行く。この結果、1PN
フレーム=1023ビットの持続時間を持つ信号が得ら
れる。このシーケンスの位相をローカル基準シーケンス
と比較すれば2つの間の相対タイミング、すなわちソー
ドレンジ(疑似距離)を確定することができる。
法、GPS端末及びGPS測位システムは、以上のよう
に構成されているので、位置測定(以下、測位と称す
る)処理をするとき、その都度ベースステーションから
ドップラ情報を得て、各可視衛星までの疑似距離を算出
し、それを基に、あるいは結果をサーバに送り、端末位
置を検出していた。そのために、測位するときはいつも
サーバとの通信が必要で通信費用がかかるという課題が
あった。
めになされたもので、外部装置との通信は受信感度の悪
い場合にのみ行うことを可能にして通信費の削減を図る
GPS測位方法、GPS端末及びGPS測位システムを
得ることを目的とする。
位方法は、GPS信号を受信するGPS端末におけるG
PS測位方法であって、GPS信号を受信してその受信
電界の強さを検出する第1のステップ、この受信電界が
強い場合は前記GPS信号に基づきGPS端末自身で得
た航法データを選択し、前記受信電界が弱い場合は前記
GPS端末とは異なる外部装置で受信された前記GPS
信号に基づき得られる航法データを当該外部装置から受
信して選択する第2のステップ、この選択された航法デ
ータに基づきGPS端末自身で受信したGPS信号に含
まれるデータ系列の極性反転の境目を特定し、当該境目
が特定されたデータ系列を用いて前記GPS端末の位置
を求める第3のステップを含むものである。また、この
発明に係るGPS測位方法における前記第3のステップ
は、GPS信号から極性を有するデータ系列を得る第4
のステップ、前記GPS信号から得られる航法データに
基づいて極性変更を行なうと共に前記データ系列の値を
C/Aコード長相当分毎の同一ビット相当位置で累積加
算を行なう第5のステップ、この第5のステップの結果
をもとにC/Aコードを用いて相関計算する第6のステ
ップ、この相関計算により得られた相関ピーク値をもと
に相関ピーク位置を求める第7のステップ、この相関ピ
ーク位置をもとにGPS端末と前記C/Aコードに対応
した衛星間の疑似距離を求める第8のステップを含むも
のである。
を受信するGPS端末において、GPS信号を受信して
その受信電界の強さを検出する受信電界検出部、この受
信電界が強い場合は前記GPS信号に基づきGPS端末
自身で得た航法データを選択し、前記受信電界が弱い場
合は前記GPS端末とは異なる外部装置で受信された前
記GPS信号に基づき得られる航法データを当該外部装
置から受信して選択する選択部、この選択された航法デ
ータに基づきGPS端末自身で受信したGPS信号に含
まれるデータ系列の極性反転の境目を特定し、当該境目
が特定されたデータ系列を用いてGPS端末の位置を求
める位置計算部を含むものである。また、この発明に係
るGPS端末における前記位置計算部は、GPS信号か
ら極性を有するデータ系列を得るデータ系列入手部、前
記GPS信号から得られる航法データに基づいて極性変
更を行なうと共に前記データ系列の値をC/Aコード長
相当分毎の同一ビット相当位置で累積加算するデータ処
理部、この処理結果をもとにC/Aコードを用いて相関
計算を行なう相関計算部、この相関計算部で得られた相
関ピーク位置をもとにGPS端末と前記C/Aコードに
対応した衛星間との疑似距離を求める疑似距離計算部を
含むものである。
は、GPS信号から航法データを得る外部装置とこの外
部装置からの航法データを受信可能なGPS端末とから
なるGPS測位システムであって、前記GPS端末は、
GPS信号を受信してその受信電界の強さを検出する受
信電界検出部と、この受信電界が強い場合は前記GPS
信号に基づき前記GPS端末自身で得た航法データを選
択し、前記受信電界が弱い場合は前記外部装置で受信さ
れた前記GPS信号に基づき得られる航法データを当該
外部装置から受信して選択する選択部と、この選択され
た航法データに基づきGPS端末自身で受信したGPS
信号に含まれるデータ系列の極性反転の境目を特定し、
当該境目が特定されたデータ系列を用いてGPS端末の
位置を求める位置計算部とからなるものである。また、
この発明に係るGPS測位システムにおける前記GPS
端末の位置計算部は、GPS信号から極性を有するデー
タ系列を得るデータ系列入手部と、前記GPS信号から
得た航法データあるいは前記GPS信号に基づき前記外
部装置で得た航法データのうちいずれか一方に基づいて
極性変更を行なうと共にデータ系列の値をC/Aコード
長相当分毎の同一ビット相当位置で累積加算するデータ
処理部と、この処理結果をもとにC/Aコードを用いて
相関計算を行なう相関計算部と、この相関計算部で得ら
れた相関ピーク位置をもとにGPS端末と前記C/Aコ
ードに対応した衛星間との疑似距離を求める疑似距離計
算部とを含むものである。
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1によるG
PS測位システム及びGPS測位装置の使用状態の概要
を説明するブロック図であり、図において、1は対象衛
星、2は対象衛星1からのGPS信号を受信する見晴ら
しの良い環境に設置された受信アンテナ3を備え、受信
したGPS信号から航法データ及びドップラデータを抽
出する外部装置としての本部サーバ、4は無線あるいは
有線等の通信媒体5を介して本部サーバ2と接続された
端末であり、この端末4は衛星1からのGPS信号を受
信する受信アンテナ6を備えている。
上記本部サーバ2は、見晴らしの良い環境に設置された
受信アンテナ3からGPS信号を受信すると、S/N比
が良好かを判断した後(ステップST1)、ドップラデ
ータの算出を行い(ステップST2)、GPS航法デー
タの算出を行う(ステップST3)。
信した電界の強度を検出し(ステップST4)、受信電
界が良好かを判断し(ステップST5)、YESであれ
ば、端末側で航法データおよびドップラデータを抽出し
(ステップST6)、NOであれば、本部サーバ2から
必要な航法データ及びドップラデータを抽出する(ステ
ップST7)。そして、上記検出された受信電界強度に
応じてメモリ区間及び計算区間を決定し、受信したGP
S信号をメモリに記憶する(ステップST8)。
正を行い(ステップST9)、このデータを航法データ
(ステップST6,ステップST7)で分断し、相関ピ
ーク位置検出部(ステップST10)で相関値が最大に
なるような点を求める事により、これを疑似距離とす
る。この疑似距離と前記抽出した航法データとによって
位置計算を行う(ステップST14)ものである。
ば、受信電界の良否を判断し、受信電界が不良の場合の
み本部サーバ2と通信を行うように構成したので、通信
費用を大幅に削減することができる。
成を示すブロック図であり、7は受信回路、8,9はア
ナログ/ディジタル変換回路(以下、A/Dと略称す
る)、11は受信電界強度検出部、12はメモリ(DR
AM)、13は演算処理部、14は本部サーバ2との間
で電波によりデータの送受を行うために無線機15に設
けたアンテナ、16は無線機15に接続されたモデム
(又はTA)、17はモデム16とバス18との間に設
けた入出力回路である。
スフイルタ19,24を接続したダウンコンバータ20
と、基準発振器21と、シンセサイザ部22と、このシ
ンセサイザ部22の出力周波数を分周してクロック信号
を出力する分周器23と、I/Qコンバータ25を有す
る。又、上記演算処理部13は、夫々バス18に接続さ
れたCPU26、CPU27、CPU28と、バス18
に接続されたメモリ(RAM)29と、CPU27に接
続されたDSP30を有し、各CPU26〜CPU28
には夫々メモリ(ROM)26a〜28aが設けられて
いる。
あり、図2と同一部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。本部サーバ2はGPS基準受信部31と、G
PSデータに含まれる航法データ抽出部32と、ドップ
ラ情報算出部33と、信号合成部36と、信号送受信部
37とを有する。
基づいてメモリ空間、相関計算の区間決定部41と、メ
モリ領域Sに接続された航法データ抽出部43と、通信
媒体5にスイッチ部47を介して接続されたデータ送受
信部48と、航法データ抽出部43の出力とデータ送受
信部48の出力とに接続されたドップラ情報抽出部45
と、メモリ領域Hに接続されたドップラ補正部46と、
データ送受信部48の出力と接続された航法データ抽出
部49と、メモリ領域Vの出力と、C/Aコード発生部
51とのデータを相関ピーク位置検出部52で検出する
ことにより得られる疑似距離とメモリ領域Vからの航法
データとで位置を計算する位置計算部57とを有する。
計算部57の各部は夫々別個独立して設けるのではな
く、これ等各部の機能は例えばCPU26〜CPU28
及びDSP30を有する演算処理部13が行う。又、図
示例は説明を簡略化するためにCPUを3つ示している
が、実際は1つのCPUで行うことが可能である。
ーバ2の動作を説明するフローチャートである。本部サ
ーバ2では、まず、GPS基準受信部31でGPS信号
を受信し(ステップST16)、次いでドップラ情報算
出部33でドップラを算出するとともに(ステップST
17)、航法データ抽出部32でGPS航法データを抽
出し(ステップST18)、しかる後、信号合成部36
で合成する。そして端末4からデータの要求があるとき
は信号送受信部37から上記ドップラと航法データを端
末4側へ送信する(ステップST19)。
S測位装置のそれぞれのCPUにおける動作を説明する
フローチャートである。端末4側では、まず、CPU2
6側において、アンテナ6を介してGPS信号を受信し
(ステップST21)、この受信したGPS信号を、受
信周波数変換回路20でシンセサイザ部22を介して供
給された基準発振器21の発振周波数によって所定の周
波数に変換した後、この受信周波数変換回路20の出力
をI/Q変換部25でI/Q変換し(ステップST2
2)、I信号とQ信号を取り出し、A/D変換回路8,
9でA/D変換する。
度検出部11で検出し、電界レベル1(超微弱)、電界
レベル2、電界レベル3を選択し(ステップST23〜
ステップST25)、この選択された電界レベルに応じ
てメモリ区間τ1、メモリ区間τ2、メモリ区間τ3を
メモリ区間、相関計算の区間決定部41で決定し(ステ
ップST26〜ステップST28)、上記A/D変換回
路8,9を通ったGPS信号を決定された区間(時間)
メモリ12のメモリ領域Sに記憶し絶えず更新する(ス
テップST29)。
容を読み出して航法データを抽出する。ドップラ情報抽
出部45では航法データ抽出部43からの信号からドッ
プラ情報を抽出し、又、データ送受信部48を介して本
部サーバ2からの信号からドップラ情報を抽出し、メモ
リ領域D29に記憶する。ドップラ補正部46はメモリ
領域D29のデータを読み取り(ステップST30)、
メモリ領域Sのデータをドップラ補正してメモリ領域H
に蓄積する(ステップST31)。
出部11で受信電界レベル1,2,3を検出し、電界強
度を記憶しているメモリ領域Lの内容を読み取り(ステ
ップST32)電界レベルが3ならば航法データ抽出部
43からの航法データが記憶されているメモリ領域Vの
データを読み取る(ステップST32b)。又、電界レ
ベルが1または2ならば本部サーバ2からの航法データ
を送受信部48、航法データ抽出部49を介して記憶さ
れたメモリ領域Vのデータを読み取る(ステップST3
2a)。そして、前記指定されたメモリ区間τ1、メモ
リ区間τ2、メモリ区間τ3に応じた区間でメモリ領域
HからGPS信号、メモリ領域Vから所定の航法データ
を取得する(ステップST33)。相関ピーク位置検出
部52において、メモリ領域HからのGPS信号をメモ
リ領域Vからの所定航法データで分断し、その1データ
(航法データ)区間内でC/AコードのPNフレーム2
0個相当分それぞれの対応したビットを加算し、加算し
たC/AコードとC/Aコード発生部51で発生させた
C/Aコードとの相関計算を上記区間内にわたり行う。
これをメモリ区間τ1、メモリ区間τ2、メモリ区間τ
3の区間にわたり行う(ステップST34)。
るように航法データを時間的にシフトし、同様の相関計
算を繰り返すことにより得られた相関ピーク位置を航法
データの極性反転の境目及び、疑似距離とするものであ
る。そして、航法データと疑似距離により自己位置計算
を行い出力する(ステップST35,ステップST4
0)。
容を読み取り(ステップST41)、電界レベル3以上
かを判断し(ステップST42)、YESであれば、ス
イッチ部47を切って本部サーバ2とは接続せず、デー
タのやり取りはしない(ステップST43)。NOであ
れば、スイッチ部47を接続して、本部サーバ2からデ
ータの取得を行い(ステップST44)、航法データは
メモリ領域VSに記憶し、ドップラ情報抽出部45によ
りドップラ情報は電界レベルに応じた区間メモリ領域D
に記憶する(ステップST45)。
ば、受信電界の良否を判断し、受信電界が悪の場合のみ
本部サーバ2と通信を行うように構成したので、通信費
用を大幅に削減することができるとともに、相関ピーク
位置検出部により、多数のビット数よりなる規則的なC
/Aコードを、その周期毎に同一ビット位置の値を累積
加算し、この累積加算結果の増減の境目をデータ加算開
始位置として、C/Aコードを加算するように構成した
ので、従来の発明のように航法データの極性により積分
(累積加算)する時に、信号成分が互いに相殺されて感
度(S/N)向上に十分ではないという欠点を劇的に除
去でき、雑音に埋もれたC/Aコード、疑似距離を確実
に検出できるようになり、高感度のGPS測位システム
及びGPS測位装置を得ることができる。
例について詳細を以下記述する。この実施例は多数のビ
ット数よりなる規則的なC/Aコードを、任意の位置で
航法データの長さに分断し、各分断したC/Aコードを
同一ビット位置の値を累積加算し、この累積加算結果を
自己が検出した航法データあるいは本部サーバから受け
取った航法データに基づいて極性をあわせて加算し、こ
の加算結果とC/Aコードとで相関計算を行い、得られ
た相関ピーク位置をデータ加算開始位置とするものであ
る。図8は航法データ長がM個分のときの各PNフレー
ム数とチップ数の関係を示す。ここで航法データ1個分
は図のごとく20PNフレームからなり、又、1PNフ
レームは1023個のチップから成立する。ドップラ補
正後記憶されたGPS信号の1PNフレーム(C/Aコ
ード=PNコード)は1023個のチップ相当からな
る。GPS信号のC/Aコードは1023ビットからな
るがA/Dコンバータで、ディジタル化するとき標本化
の定理により情報を忠実に送るために倍以上の周波数で
標本化する必要が有る。そのため標本化サンプルはメモ
リ部S、メモリVには信号標本数は倍以上のサンプル数
からなっている。たとえば1023個のチップは102
3×2i(i=1,2,3)個のサンプル値として記憶
する。以下の説明においては、説明の簡略化のためC/
Aコードチップ単位を基準に説明する。
に、メモリDから入手したドップラ情報(衛星毎のドッ
プラ周波数シフト)等を基に、ドップラ補正をする(ス
テップST30,ステップST31)。その値をメモリ
Hに蓄積する。図5のCPU27でドップラ補正した信
号について、多数のビット数よりなる規則的なC/Aコ
ードを、任意の位置で航法データの長さに分断し、分断
した先頭位置から順番に、C/Aコード(=1023ビ
ット)相当単位で飛び飛びの位置「信号標本位置(=1
023×2i,i=1,2,3)」の信号について、各
標本位置毎に、1データ(=20フレーム、=20×1
023ビット)長相当分だけ1次加算する。説明簡略化
のため、C/Aコードのチップ単位で以下説明する。記
憶されているGPSのデータは、このPNフレームが繰
り返す、連続する規則的なデータである。そして20M
SEC相当の航法データの極性によりC/Aコード(P
Nコード)も位相が逆転している。C/Aコードの位相
が逆転するときの先頭部分は航法データが変化するとき
の航法データの先頭部分と一致している。航法データ長
がM個分の時の関係図を図9に示す。図において、航法
データK番目の中のPNフレームj番目、そしてPNフ
レームi番目のチップを示しているところで任意の部分
から取り入れられ、所定時間相当(この実施例では航法
データM個分)メモリに記憶する。記憶されているデー
タの始まり部分はGPS信号のどのチップ部分からかは
分からない。図10はメモリに記憶されているデータ処
理の説明図である。外部または内部の航法データでGP
S信号(C/Aコード)を分断し航法データM個分メモ
リに記憶する。任意の部分から取り入れられた航法デー
タM個分のC/Aコードチップ合計1023*20*M
チップメモリに記憶されている。この時のメモリに入っ
ているデータの並びを行列形式で1023チップ分1行
分(IPN符号長相当)とり、これを航法データ分20
*M行取り出し1023列20*M列の行列で図10に
示す。ここでデータの1行1023列目の次のチップデ
ータは2行1列目のデータである。同様に2行1023
列の次は3行1列目である。この並び繰り返しM*20
行1023列までをあらわす。外部、又は内部から得た
航法データで任意にGPS信号(航法データ)を分断す
るとその先頭部分はメモリに記憶されているGPS信号
の位相が逆転する先頭部分(GPS信号の中に存在する
真の航法データの先頭部分)とは一般に一致しない。こ
の相関ピーク位置検出部は以下の方法によりこれを限り
なく一致させることを行うものである。
まず、図10において航法データDk で分断された20
行1023列の行列でのデータを
1 ),...S1023(D1 )それぞれとデータD1(=
−1または+1)との積を行い、 D1 *S1 (D1 ),D1 *S2 (D1 ),…,D1 *Si
(D1 ),...,D 1 *S1023(D1 ) を得る。次に、航法データD2 で分断されたデータで
2 ),...S1023(D2 )それぞれとデータD2 (=
−1または+1)との積を行い、 D2 *S1 (D2 ),D2 *S2 (D2 ),…,D2 *Si
(D2 ),...,D 2 *S1023(D2 ) を得る。同様にして航法データDM で分断されたデータ
で
M ),...S1023(DM )それぞれとデータDM (=
−1または+1)との積を行い、 DM *S1 (DM ),DM *S2 (DM ),…,DM *Si
(DM ),...,D M *S1023(DM ) を得る。次に、
データ群と、内部で発生したC/Aコードの1023個
との相関計算を行う(ステップST34)。相関計算値
の精度はサンプリング点を多く取ると精度は高くなる。
図12では、相関ピーク位置の精度を高める方法として
1ビット相当長当たり2つのサンプリング点を取った例
を示すもので、(a)は真のピークがサンプリング点の
中央に来ている場合、(b)は真のピークがサンプリン
グ点からわずかに外れていた場合、(c)は真のピーク
がサンプリング点と一致している場合である。なお、ピ
ーク位置Xp(サンプルポイントからのローカル位置)
を、Xp=P2/(P1+P2)・τ/2により求め
る。ここで、τは1ビット相当長である。
判断する(ステップST51)。ステップST51で判
断結果がYESであれば微調整モードとする。即ち航法
データをわずかに+Δnチップ,−Δnチップシフトさ
せながらそのピーク値がより大きくなるような収束点を
求める(ステップST52)。
ピーク位置Xpを求めそのピーク最大位置(疑似距離)
を衛星番号に対応させて記憶する(ステップST5
4)。ステップST53がNOの場合は、わずかに+Δ
nチップ、−Δnチップシフトさせながら航法データの
位置を微調整を繰り返しステップST53で収束するま
で繰り返し所定値内に収束したら上記相関ピーク位置X
pを求め、そのピーク最大位置(疑似距離)を衛星番号
に対応させて記憶する(ステップST54)。
NOであれば、相関ピーク位置が検出できるように航法
データを1データ分毎に順次シフト、さらに+Δnチッ
プ、−Δnチップシフトしながら相関ピーク位置が所定
レベル以上になるまで、ステップST34,ステップS
T57を繰り返し行い、ステップST51の判断でYE
Sになるまで繰り返す。その繰り返しループの過程にお
いてステップST56で、そのシフト範囲が既定値を超
えたらステップST58でドップラ補正値が異常でない
かチェックを行う。ドップラ補正値が規定値以内ならド
ップラ補正値をステップST59で再読み込みチェック
修正し、ステップST54を繰り消す。その結果ステッ
プST58でドップラ補正値が既定値を超えていたら、
その衛星では検出不可として衛星番号とともに記憶し、
他の衛星の疑似距離を求める(ステップST60)。
T51〜ステップST54およびステップST56〜ス
テップST59は、相関ピーク位置をはっきりさせるた
めの処理部である。
多数のビット数よりなるPNフレームが連続する規則的
なC/Aコードを、任意の位置で航法データの長さに分
断し、各分断したC/Aコードを同一ビット位置の値を
累積加算し、この累積加算結果を自己が検出した航法デ
ータ、あるいは本部サーバから受け取った航法データに
基づいて極性をあわせて加算し、この加算結果とC/A
コードとで相関計算を行い、得られた相関ピーク位置を
データ加算開始位置としたことにより、航法データの極
性変化の影響を受けることなく、C/Aコードを効率よ
く累積加算することができ、たとえばトンネル、建物の
中等の受信感度の悪い場所においても確実にC/Aコー
ドを受信することができる。
テム及びGPS測位装置を、たとえば携帯電話機に搭載
し、このGPS測位システム及びGPS測位装置で検出
した位置をメモリから読み出した地図データ上に表示す
るように構成すれば、トンネル、建物の中等の受信感度
の悪い場所においても確実に使用できる極めて精度のよ
いナビゲーション機能を搭載した携帯電話機を得ること
ができる。
のことながら、FFT計算およびIFFT計算を利用し
て、高速な演算を行なってもよい。他の実施の形態とし
て、以上のべた相関計算の代わりに、自己の発生したC
/Aコードと、受信したC/Aコードとの一致した個
数、又は一致度で計算してもよい。
電界強度を検出し、その受信電界強度の弱い場合のみ、
外部装置と通信してデータを受け取るように構成したの
で、従来のように常時外部装置と通信を行う場合に比べ
て、通信費用を大幅に低減することができる効果があ
る。
ステム及びGPS測位装置の使用状態の概要を説明する
ブロック図である。
ク図である。
る。
である。
PU26における動作を説明するフローチャートであ
る。
PU27における動作を説明するフローチャートであ
る。
PU28における動作を説明するフローチャートであ
る。
示す図である。
明する図である。
法の説明図である。
法を説明するフローチャートである。
(相関ピークデータ)の取り扱いに関する詳細な説明図
である。
装置の構成を示すブロック図である。
装置におけるC/Aコード検出の仕方の説明図である。
PS端末)、5 通信媒体、11 受信電界強度検出
部、52 相関ピーク位置検出部。
Claims (6)
- 【請求項1】 GPS信号を受信するGPS端末におけ
るGPS測位方法であって、GPS信号を受信してその
受信電界の強さを検出する第1のステップ、この受信電
界が強い場合は前記GPS信号に基づきGPS端末自身
で得た航法データを選択し、前記受信電界が弱い場合は
前記GPS端末とは異なる外部装置で受信された前記G
PS信号に基づき得られる航法データを当該外部装置か
ら受信して選択する第2のステップ、この選択された航
法データに基づきGPS端末自身で受信したGPS信号
に含まれるデータ系列の極性反転の境目を特定し、当該
境目が特定されたデータ系列を用いて前記GPS端末の
位置を求める第3のステップを含むことを特徴とするG
PS測位方法。 - 【請求項2】 前記第3のステップは、GPS信号から
極性を有するデータ系列を得る第4のステップ、前記G
PS信号から得られる航法データに基づいて極性変更を
行なうと共に前記データ系列の値をC/Aコード長相当
分毎の同一ビット相当位置で累積加算を行なう第5のス
テップ、この第5のステップの結果をもとにC/Aコー
ドを用いて相関計算する第6のステップ、この相関計算
により得られた相関ピーク値をもとに相関ピーク位置を
求める第7のステップ、この相関ピーク位置をもとにG
PS端末と前記C/Aコードに対応した衛星間の疑似距
離を求める第8のステップを含むことを特徴とする請求
項1記載のGPS測位方法。 - 【請求項3】 GPS信号を受信するGPS端末におい
て、GPS信号を受信してその受信電界の強さを検出す
る受信電界検出部、この受信電界が強い場合は前記GP
S信号に基づきGPS端末自身で得た航法データを選択
し、前記受信電界が弱い場合は前記GPS端末とは異な
る外部装置で受信された前記GPS信号に基づき得られ
る航法データを当該外部装置から受信して選択する選択
部、この選択された航法データに基づきGPS端末自身
で受信したGPS信号に含まれるデータ系列の極性反転
の境目を特定し、当該境目が特定されたデータ系列を用
いてGPS端末の位置を求める位置計算部を含むことを
特徴とするGPS端末。 - 【請求項4】 前記位置計算部は、GPS信号から極性
を有するデータ系列を得るデータ系列入手部、前記GP
S信号から得られる航法データに基づいて極性変更を行
なうと共に前記データ系列の値をC/Aコード長相当分
毎の同一ビット相当位置で累積加算するデータ処理部、
この処理結果をもとにC/Aコードを用いて相関計算を
行なう相関計算部、この相関計算部で得られた相関ピー
ク位置をもとにGPS端末と前記C/Aコードに対応し
た衛星間との疑似距離を求める疑似距離計算部を含むこ
とを特徴とする請求項3記載のGPS端末。 - 【請求項5】 GPS信号から航法データを得る外部装
置とこの外部装置からの航法データを受信可能なGPS
端末とからなるGPS測位システムであって、前記GP
S端末は、GPS信号を受信してその受信電界の強さを
検出する受信電界検出部と、この受信電界が強い場合は
前記GPS信号に基づき前記GPS端末自身で得た航法
データを選択し、前記受信電界が弱い場合は前記外部装
置で受信された前記GPS信号に基づき得られる航法デ
ータを当該外部装置から受信して選択する選択部と、こ
の選択された航法データに基づきGPS端末自身で受信
したGPS信号に含まれるデータ系列の極性反転の境目
を特定し、当該境目が特定されたデータ系列を用いてG
PS端末の位置を求める位置計算部とからなることを特
徴とするGPS測位システム。 - 【請求項6】 前記GPS端末の位置計算部は、GPS
信号から極性を有するデータ系列を得るデータ系列入手
部と、前記GPS信号から得た航法データあるいは前記
GPS信号に基づき前記外部装置で得た航法データのう
ちいずれか一方に基づいて極性変更を行なうと共にデー
タ系列の値をC/Aコード長相当分毎の同一ビット相当
位置で累積加算するデータ処理部と、この処理結果をも
とにC/Aコードを用いて相関計算を行なう相関計算部
と、この相関計算部で得られた相関ピーク位置をもとに
GPS端末と前記C/Aコードに対応した衛星間との疑
似距離を求める疑似距離計算部とを含むことを特徴とす
る請求項5記載のGPS測位システム。
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JP2001343607A JP3390753B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | Gps測位方法、gps端末及びgps測位システム |
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JP2001343607A JP3390753B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | Gps測位方法、gps端末及びgps測位システム |
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JP5549471B2 (ja) * | 2010-08-09 | 2014-07-16 | 株式会社デンソー | 受信機 |
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- 2001-11-08 JP JP2001343607A patent/JP3390753B2/ja not_active Expired - Fee Related
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