JP5376762B2 - 衛星信号の雑音推定装置、信号対雑音比演算装置及び衛星信号受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話機や車などの移動体に設置され、ＧＰＳなどの航法衛星からの衛星信号が屋内や高架下など非常に弱い環境の場合でも安定して周波数追尾を行うための雑音推定装置、信号対雑音比演算装置、及び衛星信号受信装置に関する。

地球を周回する航法衛星（人工衛星）までの距離及び当該航法衛星の軌道に関する情報を利用し、地球上の物体(以下「利用者」と呼ぶ)の位置、速度等を求めるシステムである米国のGlobal Positioning System(ＧＰＳ)等のGlobal Navigation Satellite System(ＧＮＳＳ)の衛星信号受信装置において、衛星信号を捕捉する際に、受信する衛星信号が非常に弱い環境であっても衛星信号を順次サーチすることによって、低加速状態であることや数秒以上の観測時間を要する等の制約はあるものの、衛星信号を捕捉し測位位置を求められる捕捉手段が利用できるようになってきている。しかし、衛星信号の追尾中において加速度が高い状態（受信キャリア周波数が変化する状態）でもリアルタイムで測位可能になる簡易構成で高感度な追尾手段の実現が望まれている。

まず、衛星信号が非常に弱い環境下でその衛星信号をサーチ（高感度サーチ）する場合は、衛星信号を受信した受信信号に対してＰＮコード相関及びキャリア周波数相関が取られた相関信号を加算する加算時間を長くすることによって、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を改善した加算相関信号を得、その加算相関信号に基づいてキャリア周波数相関に用いる局部発振器（キャリアＮＣＯ）の発振周波数信号の周波数（及び位相）を制御することが必要である。そのために、特許文献１にはコヒーレント加算とノンコヒーレント加算の２種類の加算処理を併用することが示されている。

コヒーレント加算は、Ｉ（搬送波正位相）相関信号とＱ（搬送波９０°移相）相関信号を各々そのまま加算する加算方法であり、大きなＳ／Ｎ比の改善が行える方法である。ＧＰＳでは２０ｍｓ毎しかＩ，Ｑ相関信号の反転は起こらないので、２０ｍｓまではコヒーレント加算が行える。

ノンコヒーレント加算は、Ｉ，Ｑ相関信号またはこれらをコヒーレント加算した信号の信号パワーＰ（＝Ｉ²＋Ｑ²、又は、＝（Ｉ²＋Ｑ²）^1/2）を加算していく方法である。この方法のＳ／Ｎ比の改善度はコヒーレント加算に劣るが、Ｉ，Ｑ相関信号の反転の影響を受けないため、衛星からの航法メッセージの反転パターンが未知の場合でもＳ／Ｎ比の改善が行える利点がある。

感度向上のためにはそれらの加算時間を長くすることが望ましいが、加速度への追従の面では加算時間が短い方が望ましい。しかしながら、移動等による受信環境変化に伴う信号パワー変動及び移動加速度は、一般的には測定前には未知である。そこで、加算時間が長くＳ／Ｎ比の改善度が高い第１方式と、加算時間が短くＳ／Ｎ比の改善度は低いが加速度追従性が良い第２方式とを同時に実施しておき、第１方式と第２方式から例えば測定期間中のＳ／Ｎ比に適した方式の加算結果を用いることが考えられる。このためには、測定期間中のＳ／Ｎ比を求める必要がある。

高感度サーチ時においては、特定衛星信号に関する受信信号に対して、内部の拡散コード（ＰＮコード）の開始タイミングを順次ずらすことで、図２の（ａ）に示すような相関パワー分布が得られる。この図２（ａ）では、横軸はコードオフセット値（ｃｈｉｐ）を示しており、受信信号の拡散コードの位相と内部の拡散コードの位相とが一致したときに一番強い自己相関パワー（即ち、信号パワー）Ｓｍｅｓが得られ、信号パワーＳｍｅｓ以外の自己相関パワーは雑音である。信号パワーＳｍｅｓ以外の自己相関パワーを用いれば、同図（ａ）、（ｂ）に示されるように雑音平均Ｎｍｅａｎ及びその雑音分散Ｎｒｍｓは同時に算出可能である。それらの測定結果及び算出結果を用いて、高感度サーチ時のＳ／Ｎ比を、「Ｓ／Ｎ＝（Ｓｍｅｓ−Ｎｍｅａｎ）／Ｎｒｍｓ」により求めることができる。

また、追尾時におけるＳ／Ｎ比は、追尾周波数制御に用いるＩ，Ｑ相関信号に関して、コヒーレント加算をする区間（時間）とノンコヒーレント加算をする区間（時間）が同一の区間内における、［コヒーレント加算値／ノンコヒーレント加算値］からＳ／Ｎ比を求めることが、非特許文献１に記載されている。
米国特許第６，７２４，３４３号明細書 GLOBAL POSITIONING SYSTEM:Theory and Applications Vol.1、Bradford W. Parkinson，James J.Spilker Jr. 、pp391-393

この高感度サーチ用に実施されている図２の方法を追尾でも行うことを考えた場合、追尾中であるから信号パワーＳｍｅｓは当然に得られるが、追尾チャンネルのみでは雑音情報は得られない。雑音情報を得るために、再公表特許ＷＯ０１／０９４９７２号公報に示されるように、雑音推定用のチャンネルを設けて雑音レベルを求め、その雑音レベルによって追尾チャンネルでの信号パワーＳｍｅｓを判定することが知られている。しかし、この再公表特許では、雑音レベルが求まるだけであり、雑音分散Ｎｒｍｓを求めることはできない。また、雑音分散Ｎｒｍｓを求めるために複数回観測することはリアルタイムでの計算ができないし、観測区間以外の変動の影響を受けるから実用上この方法でのＳ／Ｎ比は計算できない欠点があった。

また、一般の追尾に用いられている非特許文献１に示されている方法の場合には、非特許文献１の図３９に示されているように、信号パワーが弱くなるにつれてＳ／Ｎ比の信頼度が急激に低下し、高感度（信号対雑音比で約２０ｄＢ以下）の場合には、実質上利用できない欠点があった。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳなどの航法衛星からの衛星信号が屋内や高架下など非常に弱い環境での追尾時に、ノイズ分布値（ノイズ平均及びノイズ分散）及び信号対雑音比を求めるとともに、安定して周波数追尾を行うための、雑音推定装置、信号対雑音比演算装置、及び衛星信号受信装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の雑音推定装置は、衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎと、
前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎからのＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとから１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器４と、
前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、所定時間のコヒーレント加算時間（Ｎ）、及び所定回数のコヒーレント加算回数（Ｍ）を統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応したノイズ平均Ｎｍｅａｎ及びノイズ分散Ｎｒｍｓを含むノイズ分布値を求めるノイズ分布演算器５と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の雑音推定装置は、衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎと、
前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎからのＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとから１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器４と、
前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２を第１ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ及び第１ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓを含む第１ノイズ分布値を求める第１ノイズ分布演算器５１と、
前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、第１所定時間のコヒーレント加算時間（Ｎ１）、及び第１所定回数のコヒーレント加算回数（Ｍ１）を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第１ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ及び第１ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓを含む第１ノイズ分布値を求める第１ノイズ分布演算器５１と、
前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２を、前記第１所定時間（Ｎ１）より短い第２所定時間のコヒーレント加算時間（Ｎ２＜Ｎ１）、及び第２所定回数のコヒーレント加算回数（Ｍ２）を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第２ノイズ平均Ｎ２ｍｅａｎ及び第２ノイズ分散Ｎ２ｒｍｓを含む第２ノイズ分布値を求める第２ノイズ分布演算器５２と、を有することを特徴とする。

請求項３に記載の信号対雑音比演算装置は、周波数制御信号Ｆｏｕｔを受けてキャリア周波数信号を発生するキャリア局部発振器（キャリアＮＣＯ）１ａを含み、衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号とＰＮコードとのコード相関及び前記キャリア周波数信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｉとＱ相関信号Ｑ０ｉとを同時に１ｍｓ毎に出力する信号用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓと、
前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓからのＩ相関信号Ｉ０ｉとＱ相関信号Ｑ０ｉを前記特定衛星信号の航法データの切り替わりタイミングに同期して所定時間（Ｎ）分コヒーレント加算を行い、そのＩコヒーレント加算値ＩｃｉとＱコヒーレント加算値Ｑｃｉとを出力するコヒーレント加算器２と、
前記Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ及びＱコヒーレント加算値Ｑｃｉから、コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの所定回数（Ｍ）の累積加算を行って累積信号パワーＰを求めて出力するノンコヒーレント加算器３と、
前記受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎと、
前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎからのＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとから１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器４と、
前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記所定時間のコヒーレント加算時間（Ｎ）、及び前記所定回数のコヒーレント加算回数（Ｍ）を統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応したノイズ平均Ｎｍｅａｎ及びノイズ分散Ｎｒｍｓを含むノイズ分布値を求めるノイズ分布演算器５と、
前記累積信号パワーＰと、前記ノイズ平均Ｎｍｅａｎ及びノイズ分散Ｎｒｍｓを用いて、信号対雑音比Ｓ／Ｎを、［信号対雑音比Ｓ／Ｎ＝（累積信号パワーＰ−ノイズ平均Ｎｍｅａｎ）／ノイズ分散Ｎｒｍｓ］により算出する演算手段６と、を有することを特徴とする。

請求項４に記載の信号対雑音比演算装置は、周波数制御信号Ｆｏｕｔを受けてキャリア周波数信号を発生するキャリア局部発振器（キャリアＮＣＯ）１ａを含み、衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号とＰＮコードとのコード相関及び前記キャリア周波数信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｉとＱ相関信号Ｑ０ｉとを同時に１ｍｓ毎に出力する信号用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓと、
前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓからのＩ相関信号Ｉ０ｉとＱ相関信号Ｑ０ｉを前記特定衛星信号の航法データの切り替わりタイミングに同期して第１所定時間（Ｎ１）分コヒーレント加算を行い、その第１Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ１と第１Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ１とを出力する第１コヒーレント加算器２１と、
前記第１Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ１び第１Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ１から、第１コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第１所定回数（Ｍ１）の累積加算を行って第１累積信号パワーＰ１を求めて出力する第１ノンコヒーレント加算器３１と、
前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓからのＩ相関信号Ｉ０ｉとＱ相関信号Ｑ０ｉを前記第１所定時間（Ｎ１）よりも短い第２所定時間（Ｎ２＜Ｎ１）分コヒーレント加算を行い、その第２Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ２と第２Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ２とを出力する第２コヒーレント加算器２２と、
前記第２Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ２及び第２Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ２から、第２コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第２所定回数（Ｍ２）の累積加算を行って第２累積信号パワーＰ２を求めて出力する第２ノンコヒーレント加算器３２と、
前記受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎと、
前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎからのＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとから１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器４と、
前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記第１所定時間のコヒーレント加算時間（Ｎ１）、及び前記第１所定回数のコヒーレント加算回数（Ｍ１）を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第１ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ及び第１ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓを含む第１ノイズ分布値を求める第１ノイズ分布演算器５１と、
前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記第２所定時間のコヒーレント加算時間（Ｎ２）、及び前記第２所定回数のコヒーレント加算回数（Ｍ２）を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第２ノイズ平均Ｎ２ｍｅａｎ及び第２ノイズ分散Ｎ２ｒｍｓを含む第２ノイズ分布値を求める第２ノイズ分布演算器５２と、
前記第１，第２累積信号パワーＰ１，Ｐ２と、前記第１，第２ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ，Ｎ２ｍｅａｎ及び第１，第２ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓ，Ｎ２ｒｍｓを用いて、第１，第２信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１、Ｓ２／Ｎ２を、［第１信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１＝（第１累積信号パワーＰ１−第１ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ）／第１ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓ］、及び［第２信号対雑音比Ｓ２／Ｎ２＝（第２累積信号パワーＰ２−第２ノイズ平均Ｎ２ｍｅａｎ）／第２ノイズ分散Ｎ２ｒｍｓ］、により算出する演算手段６と、を有することを特徴とする。

請求項５に記載の衛星信号受信装置は、周波数制御信号Ｆｏｕｔを受けてキャリア周波数信号を発生するキャリア局部発振器（キャリアＮＣＯ）１ａを含み、衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号とＰＮコードとのコード相関及び前記キャリア周波数信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｉとＱ相関信号Ｑ０ｉとを同時に１ｍｓ毎に出力する信号用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓと、
前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓからのＩ相関信号Ｉ０ｉとＱ相関信号Ｑ０ｉを前記特定衛星信号の航法データの切り替わりタイミングに同期して第１所定時間（Ｎ１）分コヒーレント加算を行い、その第１Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ１と第１Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ１とを出力する第１コヒーレント加算器２１と、
前記第１Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ１及び第１Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ１から、第１コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第１所定回数（Ｍ１）の累積加算を行って第１累積信号パワーＰ１を求めて出力する第１ノンコヒーレント加算器３１と、
前記第１Ｉ，Ｑコヒーレント加算値Ｉｃｉ１，Ｑｃｉ１に基づいて前記周波数制御信号Ｆｏｕｔを決定するコスタスループ演算器４と、
前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓからのＩ相関信号Ｉ０ｉとＱ相関信号Ｑ０ｉを前記第１所定時間（Ｎ１）よりも短い第２所定時間（Ｎ２＜Ｎ１）分コヒーレント加算を行い、その第２Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ２と第２Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ２とを出力する第２コヒーレント加算器２２と、
前記第２Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ２及び第２Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ２から、第２コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第２所定回数（Ｍ２）の累積加算を行って第２累積信号パワーＰ２を求めて出力する第２ノンコヒーレント加算器３２と、
前記受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎと、
前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎからのＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとから１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器４と、
前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記第１所定時間のコヒーレント加算時間（Ｎ１）、及び前記第１所定回数のコヒーレント加算回数（Ｍ１）を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第１ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ及び第１ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓを含む第１ノイズ分布値を求める第１ノイズ分布演算器５１と、
前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記第２所定時間のコヒーレント加算時間（Ｎ２）、及び前記第２所定回数のコヒーレント加算回数（Ｍ２）を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第２ノイズ平均Ｎ２ｍｅａｎ及び第２ノイズ分散Ｎ２ｒｍｓを含む第２ノイズ分布値を求める第２ノイズ分布演算器５２と、
前記第１，第２累積信号パワーＰ１，Ｐ２と、前記第１，第２ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ，Ｎ２ｍｅａｎ及び第１，第２ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓ，Ｎ２ｒｍｓを用いて、第１，第２信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１、Ｓ２／Ｎ２を、［第１信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１＝（第１累積信号パワーＰ１−第１ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ）／第１ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓ］、及び［第２信号対雑音比Ｓ２／Ｎ２＝（第２累積信号パワーＰ２−第２ノイズ平均Ｎ２ｍｅａｎ）／第２ノイズ分散Ｎ２ｒｍｓ］、により算出するとともに、前記第１、第２信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１，Ｓ２／Ｎ２に基づいて前記コスタスループ演算器４の特性もしくは入力を変更して前記周波数制御信号Ｆｏｕｔを制御する演算・制御手段６と、を有することを特徴とする。

本発明の雑音推定装置、信号対雑音比演算装置、及び衛星信号受信装置によれば、ＧＰＳなどの航法衛星からの衛星信号が屋内や高架下など非常に弱い環境での追尾時に、ノイズ分布値（ノイズ平均及びノイズ分散）及び信号対雑音比をリアルタイムに求めることができるとともに、安定して周波数追尾を行うことができる。

以下、図１，図２を参照して、ＧＰＳを例として本発明の雑音推定装置、信号対雑音比演算装置、及び衛星信号受信装置の実施例について説明する。

図１において、衛星からアンテナ１０１に到来した衛星信号は、ダウンコンバータ１０２で中間周波数に変換され、Ａ／Ｄ変換回路１０３にてディジタル処理のためにディジタル信号に変換され、受信信号としてキャリアＮＣＯ１ａを含む信号用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓに入力される。また、その受信信号は、雑音用１ｍｓ相関チャンネル１ｎにも入力される。

１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓは、周波数制御信号Ｆｏｕｔを受けてキャリア周波数信号を発生するキャリア局部発振器１ａを含み、衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号とＰＮコードとのコード相関及び前記キャリア周波数信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｉとＱ相関信号Ｑ０ｉとを同時に１ｍｓ毎に出力する。この１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓは、従来のＧＰＳ受信装置で使用されているものと同様のものでよい。念のためにその主要構成について例示する。

即ち、受信しようとする衛星のＰＮコードと同一のＰＮコードをコード発生器で発生し、受信信号と発生したＰＮコードとをコード相関器で相関を採る。このコード相関器の相関値が最大となるようにコードＮＣＯにてコード発生器のＰＮコード位相を制御するように遅延ロックループ（ＤＬＬ）を構成する。このコード相関器の出力は、Ｉキャリア相関器にてキャリアＮＣＯ１ａで発生したＩキャリア周波数信号と、またＱキャリア相関器にてキャリアＮＣＯ１ａで発生したＱキャリア周波数信号とそれぞれ相関が採られて相関値を出力する。Ｉキャリア相関器の出力はレジスタなどで構成されるＩ１ｍｓ積分器で積分され、１ｍｓ間のＩ加算相関値Ｉ０ｉとして１ｍｓ毎に出力される。同様に、Ｑキャリア相関器の出力はＱ１ｍｓ積分器で積分され、１ｍｓ間のＱ加算相関値Ｑ０ｉとして１ｍｓ毎に出力される。

１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓから出力されるＩ，Ｑ加算相関値Ｉ０ｉ，Ｑ０ｉは真に追尾されるべき真追尾周波数と、その時点でキャリアＮＣＯ１ａから出力されている現追尾周波数との周波数差、位相差に応じた周波数成分を持つことになる。現追尾周波数が真追尾周波数に等しい場合には、Ｉ，Ｑ加算相関値Ｉ０ｉ，Ｑ０ｉの周波数成分は理想的には零になる。

第１コヒーレント加算器であるＮ１ｍｓコヒーレント加算器２１では、１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓから１ｍｓ間のＩ，Ｑ加算相関値Ｉ０ｉ，Ｑ０ｉが出力される毎にＩ加算相関値Ｉ０ｉ及びＱ加算相関値Ｑ０ｉのコヒーレント加算を、Ｎ１ｍｓ間だけ行う。具体的には、衛星からの航法データの切替タイミング（エッジ情報）の間だけ、コヒーレント加算を行う。そして、エッジタイミングになった時に、Ｎ１ｍｓ（例えば、２０ｍｓ）毎に、そのコヒーレント加算結果であるＩ，Ｑコヒーレント加算値Ｉｃｉ１，Ｑｃｉ１を出力し、その後の次回コヒーレント区間での積算のために内部加算結果をリセットする。

エッジ情報発生器８からエッジ情報が、供給される。このエッジ情報は、概略のユーザ位置（即ち、衛星信号受信装置の存在位置）、衛星軌道情報が既知で、１つ以上の衛星信号の強い衛星に追尾している条件下であれば全衛星のエッジ位置は正確に求められる。その求め方は例えば、（１）通常感度の衛星を１衛星以上追尾してＧＰＳ時刻を得る、（２）アシスト情報から得られるエフェメリス情報（衛星軌道情報）を用いて、現在時刻におけるＧＰＳ衛星位置を求める、（３）概略のユーザ位置を用い、ＧＰＳ衛星と現在位置間の距離差を求め、それを光速で割ってＧＰＳ衛星からの信号が到達するまでの時間を求める、（４）その時間をエッジ間隔で割ったあまりの時間Ｔ２を求め、その値を切替タイミングとして記憶する、（５）ＧＰＳ時刻をエッジ間隔で割った余りが値Ｔ２になったときに切り替える、ことにより得られる。

コスタスループ演算器７は、通常、コヒーレント加算時間分Ｓ／Ｎ比が改善されたＩ，Ｑコヒーレント加算値Ｉｃｉ１，Ｑｃｉ１に基づいて、キャリアＮＣＯ１ａへ与えるキャリア周波数制御信号Ｆｏｕｔを決定する。なお、キャリア周波数制御信号Ｆｏｕｔは、Ｓ／Ｎ演算・制御装置からの制御信号（重み付け値ｗや、切替信号ｃｏｓ）によって、コスタスループ演算器４の特性もしくは入力を変更して、制御される。

このコスタスループ演算器７、キャリアＮＣＯ１ａを含む１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓ，Ｎ１ｍｓコヒーレント加算器２１によってコスタスループが形成される。このコスタスループは、閉ループ制御であり、コヒーレント加算時間はＮ１ｍｓ（＝２０ｍｓ）であるためにＳ／Ｎ比が改善されるから、衛星信号が弱い場合にも精度良いキャリア周波数制御信号Ｆｏｕｔ、即ち高精度のキャリア周波数を得ることができる。

第１ノンコヒーレント加算器であるＭ１回ノンコヒーレント加算器３１は、第１Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ１及び第１Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ１から、第１コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第１所定回数（例えば、Ｍ１＝２５回）の累積加算を行って第１累積信号パワーＰ１を求めて出力する。累積信号パワーＰ１は、出力する毎にリセットされる。

第２コヒーレント加算器であるＮ２ｍｓコヒーレント加算器２２では、１ｍｓ相関チャンネル回路１ｓから１ｍｓ間のＩ，Ｑ加算相関値Ｉ０ｉ，Ｑ０ｉが出力される毎にＩ加算相関値Ｉ０ｉ及びＱ加算相関値Ｑ０ｉのコヒーレント加算を、Ｎ２ｍｓ（例えば、５ｍｓ）間だけ行う。この場合にも、衛星からの航法データの切替タイミング（エッジ情報）に合わせて、コヒーレント加算を行うことが望ましい。但し、Ｎ２ｍｓは、Ｎ１ｍｓより格段に短いから、必ずしもエッジ情報に同期させる必要はない。そして、そのコヒーレント加算結果であるＩ，Ｑコヒーレント加算値Ｉｃｉ２，Ｑｃｉ２を出力し、その後の次回コヒーレント区間での積算のために内部加算結果をリセットする。

第２ノンコヒーレント加算器であるＭ２回ノンコヒーレント加算器３２は、第２Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ２及び第２Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ２から、第２コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第２所定回数（例えば、Ｍ２＝４０回）の累積加算を行って第２累積信号パワーＰ２を求めて出力する。累積信号パワーＰ２は、出力する毎にリセットされる。

Ｎ１ｍｓコヒーレント加算器２１は加算時間が長くＳ／Ｎ比の改善度が高い追尾を行うために長いコヒーレント加算時間Ｎ１＝２０ｍｓが用いられ、Ｎ２ｍｓコヒーレント加算器２２は加算時間が短くＳ／Ｎ比改善度は低いが加速度追従性がよい追尾を行うために短い加算時間Ｎ２＝５ｍｓが用いられる。即ち、Ｎ１≧Ｎ２（Ｎ１とＮ２とが等しい場合も含まれて良い）であり、また、ノンコヒーレント回数を加味すると、Ｎ１＊Ｍ１＞Ｎ２＊Ｍ２であることがよい。

雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎは、受信信号とこの受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎとを同時に１ｍｓ毎に出力する。

この雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎは、キャリアＮＣＯは有しておらず、固定周波数でのキャリア相関を行う。ダウンコンバータ１０２のコンバート周波数（例えば、数１０ＭＨｚ）と数ＭＨｚ程度異なる周波数をその固定周波数とすることでよい。

また、雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎでのコード相関は、雑音との相関を得ることが目的であるから、上空にいない測位衛星のＰＮコードとの相関を採れば雑音との相関が採れる。ただ、上空にいない測位衛星を選択するものでは、測位衛星を選択するために用いるアルマナック情報が正しくない場合（例えば、起動直後とか、アルマナック情報が更新されていないとき）には、上空にいる測位衛星のコードを選んでしまう可能性がある。このような事態を避けるために当該衛星受信装置の航法システムのコードと異なるコードを用いることがよい。異なるコードとしては、当該衛星受信装置の航法システムがＧＰＳシステムである場合には、例えばＧＬＯＮＡＳＳシステムのコードを用いればよいし、また、単純な繰り返し信号であっても良い。また、そのような異なるコードを使用せずに、受信信号を１ｍｓ間だけ加算した信号を用いても良い。

ノイズ分散測定器４は、雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路１ｎからの１ｍｓ毎に出力されるＩ相関信号Ｉ０ｎとＱ相関信号Ｑ０ｎを一定期間（例えば、５００ｍｓ）観測し、１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ²を１ｍｓ毎に測定する。

第１ノイズ分布演算器である方式１のノイズ分布演算器５１は、１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ²を用いて、第１所定時間（Ｎ１＝２０ｍｓ）分コヒーレント加算し、そのコヒーレント加算結果を第１所定回数（Ｍ１＝２５回）加算した場合に相当する、第１ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ及び第１ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓを含む第１ノイズ分布値を求める。

また、第２ノイズ分布演算器である方式２のノイズ分布演算器５２は、１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ²を用いて、第１所定時間（Ｎ１）より短い第２所定時間（Ｎ２＝５ｍｓ＜Ｎ１）分コヒーレント加算し、そのコヒーレント加算結果を第２所定回数（Ｍ２＝４０回）加算した場合に相当する、第２ノイズ平均Ｎ２ｍｅａｎ及び第２ノイズ分散Ｎ２ｒｍｓを含む第２ノイズ分布値を求める。

第１，第２ノイズ分布値を求めるに際して、コヒーレント加算時間Ｎｍｓとノンコヒーレント回数Ｍが与えられた場合、雑音が正規分布（０、σ²）のガウス雑音であれば、コヒーレント加算時間Ｎｍｓとノンコヒーレント回数Ｍの加算を行った場合のノイズ分布が統計的に得られる。つまり、ノイズ分布のノイズ平均Ｎｍｅａｎ及びそのノイズ分散Ｎｒｍｓは、Ｎｍｅａｎ＝Ｆ１（Ｎ、Ｍ、σ²）、Ｎｒｍｓ＝Ｆ２（Ｎ、Ｍ、σ²）、の関数となる。

このノイズ平均Ｎｍｅａｎ及びそのノイズ分散Ｎｒｍｓの関数におけるＮ，Ｍに関する部分は複雑であるが、実際にはＮ、Ｍは予め決めた値しか採らないので、結局、ノイズ平均Ｎｍｅａｎ及びそのノイズ分散Ｎｒｍｓは、
Ｎｍｅａｎ＝Ｆｎｍ（σ²）≒Ａｎｍσ²＋Ｂｎｍ、
Ｎｒｍｓ ＝Ｆｎｍ（σ²）≒Ｃｎｍσ²＋Ｄｎｍ、
で近似できる。この近似式により求めたノイズ平均Ｎｍｅａｎ及びそのノイズ分散Ｎｒｍｓは、元の関数によって求めた値に、それぞれ相当する。

このことを利用して、方式１のノイズ分布演算器５１に特定の係数Ａ１ｎｍ、Ｂ１ｎｍ、Ｃ１ｎｍ、Ｄ１ｎｍを、方式２のノイズ分布演算器５２に特定の係数Ａ２ｎｍ、Ｂ２ｎｍ、Ｃ２ｎｍ、Ｄ２ｎｍを、それぞれ予め設定する。そして、方式１のノイズ分布演算器５１では、Ｎ１ｍｅａｎ≒Ａ１ｎｍσ²＋Ｂ１ｎｍ、Ｎ１ｒｍｓ≒Ｃ１ｎｍσ²＋Ｄ１ｎｍ、で求め、方式２のノイズ分布演算器５２では、Ｎ２ｍｅａｎ≒Ａ２ｎｍσ²＋Ｂ２ｎｍ、Ｎ２ｒｍｓ≒Ｃ２ｎｍσ²＋Ｄ２ｎｍ、で求める。

演算・制御手段であるＳ／Ｎ演算・制御装置６は、第１，第２累積信号パワーＰ１，Ｐ２と、第１，第２ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ，Ｎ２ｍｅａｎ及び第１，第２ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓ，Ｎ２ｒｍｓが入力され、それらを用いて第１，第２信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１、Ｓ２／Ｎ２を、［第１信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１＝（第１累積信号パワーＰ１−第１ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ）／第１ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓ］、及び［第２信号対雑音比Ｓ２／Ｎ２＝（第２累積信号パワーＰ２−第２ノイズ平均Ｎ２ｍｅａｎ）／第２ノイズ分散Ｎ２ｒｍｓ］、により算出する。このＳ／Ｎ演算・制御装置６から、第１，第２信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１，Ｓ２／Ｎ２、及び第１，第２累積信号パワーＰ１，Ｐ２、第１，第２ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ，Ｎ２ｍｅａｎ、第１，第２ノイズ分散Ｎ１ｒｍｓ，Ｎ２ｒｍｓを外部に出力して、図示しない他の装置で利用できる。

本発明では、第１，第２信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１，Ｓ２／Ｎ２、ノイズ平均Ｎ１ｍｅａｎ，Ｎ２ｍｅａｎ及びそのノイズ分散Ｎ１ｒｍｓ，Ｎ２ｒｍｓは、それらの算出の元になっている、１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ²がノイズ分散測定器４により常時更新されているので、リアルタイムに正確に求められる。また、複数の加算方式に関しても、単にノイズ分布計算用の係数を設定するだけで、同時に求められる。

Ｓ／Ｎ演算・制御装置６は、信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１，Ｓ２／Ｎ２に基づいてコスタスループ演算器４の特性もしくは入力を変更して周波数制御信号Ｆｏｕｔを制御する。

Ｓ／Ｎ演算・制御装置６で求められた、加算時間が長くＳ／Ｎ改善度が高い第１信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１と、加算時間は短くＳ／Ｎ改善度は低いが加速度追従性がよい第２信号対雑音比Ｓ２／Ｎ２の両方を勘案して、重み値ｗをコスタスループ演算器７に供給する。コスタスループ演算器７ではＩ，Ｑコヒーレント加算値Ｉｃｉ１，Ｑｃｉ１による周波数制御信号Ｆｏｕｔの制御に重み値ｗによる重み付けを行う。例えば、重み値ｗによる重み付けは、第１，第２信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１，第２信号対雑音比Ｓ２／Ｎ２の両方を勘案して得られた雑音成分が、大きいときにはコスタスループ演算器７の応答性を高くし、小さいときにはコスタスループ演算器７の応答性を低くすることでよい。

また、Ｓ／Ｎ演算・制御装置６による制御として、図１に破線で示すように、コスタスループ演算器７に、第１Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ１と第１Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ１とともに、第２コヒーレント加算器２２からの第２Ｉコヒーレント加算値Ｉｃｉ２と第２Ｑコヒーレント加算値Ｑｃｉ２をも入力する。そして、Ｓ／Ｎ演算・制御装置６で求められた重み値ｗと同様にして得られた切替信号ｃｏｓによって、第１コヒーレント加算値Ｉｃｉ１，Ｑｃｉ１と第２コヒーレント加算値Ｉｃｉ２，Ｑｃｉ２とを切り替えて使用する。即ち、コスタスループ演算器４への入力を、常時使用している第１コヒーレント加算値Ｉｃｉ１，Ｑｃｉ１から、第２コヒーレント加算値Ｉｃｉ２，Ｑｃｉ２へ、あるいはその逆に切り替え変更して周波数制御信号Ｆｏｕｔを制御する。例えば、その切替は、第１，第２信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１，Ｓ２／Ｎ２の両方を勘案して得られた雑音成分が、小さいときには加算時間が長くＳ／Ｎ改善度が高い第１コヒーレント加算値Ｉｃｉ１，Ｑｃｉ１を使用し、大きいときには加算時間は短くＳ／Ｎ改善度は低いが加速度追従性がよい第２コヒーレント加算値Ｉｃｉ１，Ｑｃｉ２を使用するようにすることでよい。

図１の実施例では、Ｎ１ｍｓコヒーレント加算器２１、Ｍ１回ノンコヒーレント加算器３１、方式１のノイズ分布演算器５１により第１信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１を求める第１系列と、Ｎ２ｍｓコヒーレント加算器２２、Ｍ２回ノンコヒーレント加算器３２、方式２のノイズ分布演算器５２により第２信号対雑音比Ｓ２／Ｎ２を求める第２系列とを設けているが、このうち第２系列を省略して、第１系列のみで構成しても良い。しかし、図１の実施例のように、第１系列と第２系列の両方を設けることにより、加算結果（時間及び回数）が異なる２種の信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１、Ｓ２／Ｎ２が得られるから、受信信号中の信号レベルや雑音レベル、さらにはそれらの時間的変動などの状況をより詳しく把握することができる。なお、第１，第２系列に、さらに第３系列などを加えて、３系列以上として、３種以上の信号対雑音比を得るようにしてもよい。

本発明の雑音推定装置、信号対雑音比演算装置及び衛星信号受信装置をハードウエアで実現する構成に代えて、それらの処理の一部又は全部をソフトウエア処理で行っても良い。

本発明の実施例に係る衛星信号受信装置の全体構成図 高感度サーチ時に得られる相関パワー分布を説明するための図

符号の説明

１０１ アンテナ、１０２ ダウンコンバータ、１０３ Ａ／Ｄ変換器
１ｓ 信号用１ｍｓ相関チャンネル回路、１ｎ 雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路
１ａ キャリアＮＣＯ、２１ Ｎ１ｍｓコヒーレント加算器、２２ Ｎ２ｍｓコヒーレント加算器、３１ Ｍ１回ノンコヒーレント加算器、３２ Ｍ２回ノンコヒーレント加算器
４ ノイズ分散測定器、５１ 方式１のノイズ分布演算器、５２ 方式２のノイズ分布演算器、６ Ｓ／Ｎ演算・制御装置、７ コスタスループ演算器、８ エッジ情報発生器

Claims (5)

1. 衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号とＱ相関信号とを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路と、
   前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号とから１ｍｓ間の雑音パワーの分散を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器と、
   前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散、所定時間のコヒーレント加算時間、及び所定回数のコヒーレント加算回数を統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応したノイズ平均及びノイズ分散を含むノイズ分布値を求めるノイズ分布演算器と、を有することを特徴とする、雑音推定装置。
2. 衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号とＱ相関信号とを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路と、
   前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号とから１ｍｓ間の雑音パワーの分散を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器と、
   前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、第１所定時間のコヒーレント加算時間、及び第１所定回数のコヒーレント加算回数を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第１ノイズ平均及び第１ノイズ分散を含む第１ノイズ分布値を求める第１ノイズ分布演算器と、
   前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２を、前記第１所定時間より短い第２所定時間のコヒーレント加算時間、及び第２所定回数のコヒーレント加算回数を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第２ノイズ平均及び第２ノイズ分散を含む第２ノイズ分布値を求める第２ノイズ分布演算器と、を有することを特徴とする、雑音推定装置。
3. 周波数制御信号を受けてキャリア周波数信号を発生するキャリア局部発振器を含み、衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号とＰＮコードとのコード相関及び前記キャリア周波数信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号とＱ相関信号とを同時に１ｍｓ毎に出力する信号用１ｍｓ相関チャンネル回路と、
   前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号を前記特定衛星信号の航法データの切り替わりタイミングに同期して所定時間分コヒーレント加算を行い、そのＩコヒーレント加算値とＱコヒーレント加算値とを出力するコヒーレント加算器と、
   前記Ｉコヒーレント加算値及びＱコヒーレント加算値から、コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの所定回数の累積加算を行って累積信号パワーを求めて出力するノンコヒーレント加算器と、
   前記受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号とＱ相関信号とを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路と、
   前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号とから１ｍｓ間の雑音パワーの分散を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器と、
   前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記所定時間のコヒーレント加算時間、及び前記所定回数のコヒーレント加算回数を統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応したノイズ平均及びノイズ分散を含むノイズ分布値を求めるノイズ分布演算器と、
   前記累積信号パワーと、前記ノイズ平均及びノイズ分散を用いて、信号対雑音比を、［信号対雑音比＝（累積信号パワー−ノイズ平均）／ノイズ分散］により算出する演算手段と、を有することを特徴とする、信号対雑音比演算装置。
4. 周波数制御信号を受けてキャリア周波数信号を発生するキャリア局部発振器を含み、衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号とＰＮコードとのコード相関及び前記キャリア周波数信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号とＱ相関信号とを同時に１ｍｓ毎に出力する信号用１ｍｓ相関チャンネル回路と、
   前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号を前記特定衛星信号の航法データの切り替わりタイミングに同期して第１所定時間分コヒーレント加算を行い、その第１Ｉコヒーレント加算値と第１Ｑコヒーレント加算値とを出力する第１コヒーレント加算器と、
   前記第１Ｉコヒーレント加算値び第１Ｑコヒーレント加算値から、第１コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第１所定回数の累積加算を行って第１累積信号パワーを求めて出力する第１ノンコヒーレント加算器と、
   前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号を前記第１所定時間よりも短い第２所定時間分コヒーレント加算を行い、その第２Ｉコヒーレント加算値と第２Ｑコヒーレント加算値とを出力する第２コヒーレント加算器と、
   前記第２Ｉコヒーレント加算値及び第２Ｑコヒーレント加算値から、第２コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第２所定回数の累積加算を行って第２累積信号パワーを求めて出力する第２ノンコヒーレント加算器と、
   前記受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号とＱ相関信号とを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路と、
   前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号とから１ｍｓ間の雑音パワーの分散を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器と、
   前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記第１所定時間のコヒーレント加算時間、及び前記第１所定回数のコヒーレント加算回数を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第１ノイズ平均及び第１ノイズ分散を含む第１ノイズ分布値を求める第１ノイズ分布演算器と、
   前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記第２所定時間のコヒーレント加算時間、及び前記第２所定回数のコヒーレント加算回数を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第２ノイズ平均及び第２ノイズ分散を含む第２ノイズ分布値を求める第２ノイズ分布演算器と、
   前記第１，第２累積信号パワーと、前記第１，第２ノイズ平均及び第１，第２ノイズ分散を用いて、第１，第２信号対雑音比を、［第１信号対雑音比＝（第１累積信号パワー−第１ノイズ平均）／第１ノイズ分散］、及び［第２信号対雑音比＝（第２累積信号パワー−第２ノイズ平均）／第２ノイズ分散］、により算出する演算手段と、を有することを特徴とする、信号対雑音比演算装置。
5. 周波数制御信号を受けてキャリア周波数信号を発生するキャリア局部発振器を含み、衛星信号を変換し入力される特定衛星信号に関する受信信号とＰＮコードとのコード相関及び前記キャリア周波数信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号とＱ相関信号とを同時に１ｍｓ毎に出力する信号用１ｍｓ相関チャンネル回路と、
   前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号を前記特定衛星信号の航法データの切り替わりタイミングに同期して第１所定時間分コヒーレント加算を行い、その第１Ｉコヒーレント加算値と第１Ｑコヒーレント加算値とを出力する第１コヒーレント加算器と、
   前記第１Ｉコヒーレント加算値及び第１Ｑコヒーレント加算値から、第１コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第１所定回数の累積加算を行って第１累積信号パワーを求めて出力する第１ノンコヒーレント加算器と、
   前記第１Ｉ，Ｑコヒーレント加算値に基づいて前記周波数制御信号を決定するコスタスループ演算器と、
   前記信号用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号を前記第１所定時間よりも短い第２所定時間分コヒーレント加算を行い、その第２Ｉコヒーレント加算値と第２Ｑコヒーレント加算値とを出力する第２コヒーレント加算器と、
   前記第２Ｉコヒーレント加算値及び第２Ｑコヒーレント加算値から、第２コヒーレント加算区間内の信号パワーを求め、その信号パワーの第２所定回数の累積加算を行って第２累積信号パワーを求めて出力する第２ノンコヒーレント加算器と、
   前記受信信号と該受信信号と相関を採ることができない非相関信号とのキャリア相関が採られ、１ｍｓ間のＩ相関信号とＱ相関信号とを同時に１ｍｓ毎に出力する雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路と、
   前記雑音用１ｍｓ相関チャンネル回路からのＩ相関信号とＱ相関信号とから１ｍｓ間の雑音パワーの分散を１ｍｓ毎に測定するノイズ分散測定器と、
   前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記第１所定時間のコヒーレント加算時間、及び前記第１所定回数のコヒーレント加算回数を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第１ノイズ平均及び第１ノイズ分散を含む第１ノイズ分布値を求める第１ノイズ分布演算器と、
   前記１ｍｓ間の雑音パワーの分散σ^２、前記第２所定時間のコヒーレント加算時間、及び前記第２所定回数のコヒーレント加算回数を、統計的に決定されるノイズ分布の関数式に代入することにより、前記受信信号に対応した第２ノイズ平均及び第２ノイズ分散を含む第２ノイズ分布値を求める第２ノイズ分布演算器と、
   前記第１，第２累積信号パワーと、前記第１，第２ノイズ平均及び第１，第２ノイズ分散を用いて、第１，第２信号対雑音比を、［第１信号対雑音比＝（第１累積信号パワー−第１ノイズ平均）／第１ノイズ分散］、及び［第２信号対雑音比＝（第２累積信号パワー−第２ノイズ平均）／第２ノイズ分散］、により算出するとともに、前記第１、第２信号対雑音比に基づいて前記コスタスループ演算器の特性もしくは入力を変更して前記周波数制御信号を制御する演算・制御手段６と、を有することを特徴とする、衛星信号受信装置。
   

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