JPH04326079A - Gps受信機 - Google Patents
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- JPH04326079A JPH04326079A JP9654591A JP9654591A JPH04326079A JP H04326079 A JPH04326079 A JP H04326079A JP 9654591 A JP9654591 A JP 9654591A JP 9654591 A JP9654591 A JP 9654591A JP H04326079 A JPH04326079 A JP H04326079A
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- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は人工衛星からの送信電波
を受信して受信機の位置を検出するGPS受信機に関す
る。
を受信して受信機の位置を検出するGPS受信機に関す
る。
【0002】
【従来技術】従来、この種のGPS受信機においては、
特開昭63−308587号公報に示されているように
、基準周波発振器(以下、TCXOという)の近傍に温
度センサ等を配置し、それらセンサの出力よりTCXO
の出力周波数のズレ量を予測し、衛星電波捕捉迄の時間
を短縮するようにしている。
特開昭63−308587号公報に示されているように
、基準周波発振器(以下、TCXOという)の近傍に温
度センサ等を配置し、それらセンサの出力よりTCXO
の出力周波数のズレ量を予測し、衛星電波捕捉迄の時間
を短縮するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、温度センサの
出力と、TCXOの出力周波数のズレ量は、単純な関係
ではなく、温度センサの出力からTCXOの出力周波数
のズレ量を求めるには、温度センサの出力を適当な範囲
で分割し、この範囲内でのTCXOの出力周波数のズレ
量を記憶しておかねばならず、この記憶領域が大量に必
要となる。また、温度センサ、TCXO共に経年変化等
で、特性が変化していくので、前記記憶情報が大きな誤
差を持つようになることもあり得る。さらに、この様に
誤差が生じた場合に、この誤差は、測位を行う迄は検出
されず、この誤差によって3つ以上の衛星に対して衛星
電波捕捉迄の時間が長くなる。
出力と、TCXOの出力周波数のズレ量は、単純な関係
ではなく、温度センサの出力からTCXOの出力周波数
のズレ量を求めるには、温度センサの出力を適当な範囲
で分割し、この範囲内でのTCXOの出力周波数のズレ
量を記憶しておかねばならず、この記憶領域が大量に必
要となる。また、温度センサ、TCXO共に経年変化等
で、特性が変化していくので、前記記憶情報が大きな誤
差を持つようになることもあり得る。さらに、この様に
誤差が生じた場合に、この誤差は、測位を行う迄は検出
されず、この誤差によって3つ以上の衛星に対して衛星
電波捕捉迄の時間が長くなる。
【0004】そこで、本発明は、衛星電波捕捉迄の時間
を長くする要因が、TCXOの出力周波数のズレだけで
なく、人工衛星の運動によるドップラーシフトも大きな
要因となることに着目し、人工衛星の運動による衛星電
波のドップラー量を求め、これによりサーチ周波数の変
更を行って衛星電波捕捉迄の時間を短縮し測位開始を早
くするようにすることを目的とするものである。
を長くする要因が、TCXOの出力周波数のズレだけで
なく、人工衛星の運動によるドップラーシフトも大きな
要因となることに着目し、人工衛星の運動による衛星電
波のドップラー量を求め、これによりサーチ周波数の変
更を行って衛星電波捕捉迄の時間を短縮し測位開始を早
くするようにすることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、複数の人工衛星からの送信電波を受信する
アンテナと、このアンテナを介して受信した複数の人工
衛星からの送信電波を受信処理して車両の位置を求める
受信手段とを備えた車両用GPS受信機において、前記
受信手段は、基準周波数を設定する基準周波数発振手段
を備え、この基準周波数発振手段にて設定された基準周
波数に基づいてサーチ周波数を設定し、このサーチ周波
数にて前記人工衛星からの送信電波の受信を行うもので
あって、当該受信機に対する前記人工衛星の運動による
衛星電波のドップラー量を求める手段と、この求めたド
ップラー量により前記サーチ周波数を変更する手段とを
備えたことを特徴としている。
成するため、複数の人工衛星からの送信電波を受信する
アンテナと、このアンテナを介して受信した複数の人工
衛星からの送信電波を受信処理して車両の位置を求める
受信手段とを備えた車両用GPS受信機において、前記
受信手段は、基準周波数を設定する基準周波数発振手段
を備え、この基準周波数発振手段にて設定された基準周
波数に基づいてサーチ周波数を設定し、このサーチ周波
数にて前記人工衛星からの送信電波の受信を行うもので
あって、当該受信機に対する前記人工衛星の運動による
衛星電波のドップラー量を求める手段と、この求めたド
ップラー量により前記サーチ周波数を変更する手段とを
備えたことを特徴としている。
【0006】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図1は、本発明の一実施例を示す車両用GPS受
信機の構成図である。アンテナ1は、GPS衛星からの
衛星電波を捕え電気信号に変換する。この電気信号は増
幅部2で、十分に増幅され、周波数変換部5に入力され
る。周波数変換部5では、基準周波発振器(以下、TC
XOという)3の出力を周波数逓倍回路4で逓倍した局
部発周波数と受信信号を合成し、周波数変換を行なう。
する。図1は、本発明の一実施例を示す車両用GPS受
信機の構成図である。アンテナ1は、GPS衛星からの
衛星電波を捕え電気信号に変換する。この電気信号は増
幅部2で、十分に増幅され、周波数変換部5に入力され
る。周波数変換部5では、基準周波発振器(以下、TC
XOという)3の出力を周波数逓倍回路4で逓倍した局
部発周波数と受信信号を合成し、周波数変換を行なう。
【0007】なお、その周波数変換は1度のみならず2
度以上の変換を行なう構成であってもよい。信号処理部
6では、周波数変換された受信信号に対して、TCXO
3の信号を用いてキャリア成分の復調、及び擬似雑音符
号の復調を行なう。この動作をサーチ動作といい、復調
に成功して追従している状態を衛星電波を捕捉した状態
という。さらに、信号処理部6では軌道データの復調、
測位計算の処理を行なう。
度以上の変換を行なう構成であってもよい。信号処理部
6では、周波数変換された受信信号に対して、TCXO
3の信号を用いてキャリア成分の復調、及び擬似雑音符
号の復調を行なう。この動作をサーチ動作といい、復調
に成功して追従している状態を衛星電波を捕捉した状態
という。さらに、信号処理部6では軌道データの復調、
測位計算の処理を行なう。
【0008】この信号処理部6において、サーチ動作か
ら衛星電波捕捉迄を高速にするようにした点に本件の特
徴がある。この信号処理部6は、その動作を実行するた
め、マイクロコンピュータを用いて構成されており、後
述する種々の動作を行わせるためのプログラムに従って
その作動を実行する。
ら衛星電波捕捉迄を高速にするようにした点に本件の特
徴がある。この信号処理部6は、その動作を実行するた
め、マイクロコンピュータを用いて構成されており、後
述する種々の動作を行わせるためのプログラムに従って
その作動を実行する。
【0009】この信号処理部6におけるマイクロコンピ
ュータの作動について次に説明する。図2はその演算処
理を示すフローチャトである。まず、ステップ100で
は、衛星の選択および衛星の位置を演算する処理を行う
。この場合、ウォームスタートあるいはホットスタート
の時と、コールドスタートの時とでは異なる動作を行な
う。ウォームスタートとは、概略軌道データ(オルマナ
ックデータ)及び概略受信機位置を受信機内に記憶して
おり、かつ現在の時間も概略わかっている状態をいう。 ホットスタートとは、更に、詳細軌道データ(エフェメ
リスデータ)も受信機内に記憶している状態をいう。コ
ールドスタートとは、上記2つの状態以外を指している
。これらのオルマナックデータ、概略受信機位置、エフ
ェメリスデータについては、前回までの処理にて求めら
れ記憶されたものであり、その記憶情報に従って、上記
3つの場合にいずれであるかが判別される。
ュータの作動について次に説明する。図2はその演算処
理を示すフローチャトである。まず、ステップ100で
は、衛星の選択および衛星の位置を演算する処理を行う
。この場合、ウォームスタートあるいはホットスタート
の時と、コールドスタートの時とでは異なる動作を行な
う。ウォームスタートとは、概略軌道データ(オルマナ
ックデータ)及び概略受信機位置を受信機内に記憶して
おり、かつ現在の時間も概略わかっている状態をいう。 ホットスタートとは、更に、詳細軌道データ(エフェメ
リスデータ)も受信機内に記憶している状態をいう。コ
ールドスタートとは、上記2つの状態以外を指している
。これらのオルマナックデータ、概略受信機位置、エフ
ェメリスデータについては、前回までの処理にて求めら
れ記憶されたものであり、その記憶情報に従って、上記
3つの場合にいずれであるかが判別される。
【0010】そして、ウォームスタートあるいはホット
スタート時においては、まず概略軌道データより衛星位
置を計算し、その中から可視衛星(受信可能衛星)を判
定する。これら可視衛星の組み合せで測位の精度が良く
なるものを追跡可能な数だけ選択する。
スタート時においては、まず概略軌道データより衛星位
置を計算し、その中から可視衛星(受信可能衛星)を判
定する。これら可視衛星の組み合せで測位の精度が良く
なるものを追跡可能な数だけ選択する。
【0011】また、コールドスタート時においては、衛
星位置が計算できない為、衛星を最適に選択することは
不可能である。従って、衛星番号1〜32の衛星を順次
サーチする様な選択とする。
星位置が計算できない為、衛星を最適に選択することは
不可能である。従って、衛星番号1〜32の衛星を順次
サーチする様な選択とする。
【0012】続くステップ110では、ステップ100
で選択した衛星について、衛星電波の周波数を予測する
。ウォームスタートあるいはホットスタートの場合は衛
星位置が概略軌道データより計算できるので、ステップ
100で求めた衛星位置から適当な微少時間後の衛星位
置を求め、この微少時間での、衛星・受信機(受信機内
の概略受信機位置データを用いる)間の距離の変化によ
り、衛星の速度vSiを求め、この衛星の速度vSiに
基づきドップラー量△fsiを次式で求める。
で選択した衛星について、衛星電波の周波数を予測する
。ウォームスタートあるいはホットスタートの場合は衛
星位置が概略軌道データより計算できるので、ステップ
100で求めた衛星位置から適当な微少時間後の衛星位
置を求め、この微少時間での、衛星・受信機(受信機内
の概略受信機位置データを用いる)間の距離の変化によ
り、衛星の速度vSiを求め、この衛星の速度vSiに
基づきドップラー量△fsiを次式で求める。
【0013】
【数1】△fSi=vSi・fO /C但し、fO は
衛星電波送信周波数(1575.42MHz)、Cは光
速度(299892458m/s)である。
衛星電波送信周波数(1575.42MHz)、Cは光
速度(299892458m/s)である。
【0014】また、後述するステップ160あるいは1
80のTCXOズレ量演算手段で求めるTCXOズレ量
△fTCXOと前記衛星の運動によるドップラー量△f
Siを考慮して以下の式で、衛星電波の周波数予測値f
riを求める。(ΔfTCXOは計算される迄は0とす
る。)
80のTCXOズレ量演算手段で求めるTCXOズレ量
△fTCXOと前記衛星の運動によるドップラー量△f
Siを考慮して以下の式で、衛星電波の周波数予測値f
riを求める。(ΔfTCXOは計算される迄は0とす
る。)
【0015】
【数2】fri=fO +△fSi−△fTCXOこの
実施例では、TCXOのズレ量△fTCXOは、周波数
逓倍後の値を指している。従って実際のTCXOの周波
数ズレ量は、△fTCXOを逓倍数で割った量となる。
実施例では、TCXOのズレ量△fTCXOは、周波数
逓倍後の値を指している。従って実際のTCXOの周波
数ズレ量は、△fTCXOを逓倍数で割った量となる。
【0016】また、コールドスタートの場合は、衛星の
運動によるドップラー量△fS を求めることができな
いので衛星電波の周波数予測値friは以下の式で求め
る。
運動によるドップラー量△fS を求めることができな
いので衛星電波の周波数予測値friは以下の式で求め
る。
【0017】
【数3】fri=fO −△fTCXO続くステップ1
20では、ステップ100で選択されステップ110で
衛星電波の周波数が予測された衛星について、サーチ動
作を行なう。このステップは、衛星電波を捕捉するか、
擬似雑音符号の全位相について相関計測を行なっても、
相関が得られない場合に終了する。
20では、ステップ100で選択されステップ110で
衛星電波の周波数が予測された衛星について、サーチ動
作を行なう。このステップは、衛星電波を捕捉するか、
擬似雑音符号の全位相について相関計測を行なっても、
相関が得られない場合に終了する。
【0018】続くステップ130においては、ステップ
120の結果に従って、処理を振り分ける。すなわち、
ステップ120のサーチ動作で衛星電波が捕捉できた場
合には、処理をステップ150へ進め、捕捉できなかっ
た場合には、処理をステップ140ヘ進める。
120の結果に従って、処理を振り分ける。すなわち、
ステップ120のサーチ動作で衛星電波が捕捉できた場
合には、処理をステップ150へ進め、捕捉できなかっ
た場合には、処理をステップ140ヘ進める。
【0019】ここで、衛星電波の捕捉に失敗し、ステッ
プ140へ進むと、ステップ110で求めた衛星電波予
測周波数の近傍でサーチ周波数を制御する操作を加える
ようにする。衛星運動によるドップラー量は、概略軌道
データ,受信機時計,受信機の概略位置データの精度に
より誤差を生じる。またTCXOのズレ量も、温度等の
要因で起こる短期変動分は補正しきれない。さらに、車
両の運動による衛星電波のドップラー等で、衛星電波の
予測周波数と、実際の周波数に誤差が生じるため衛星電
波を捕捉できないことがある。このため、衛星電波予測
周波数を中心とし、前記予測の精度の範囲迄、サーチ動
作を行なう必要がある。又、サーチを何Hz毎に行なう
かは、何Hzズレた信号まで、擬似雑音符号の相関を求
めることができるかという性能で決定される。
プ140へ進むと、ステップ110で求めた衛星電波予
測周波数の近傍でサーチ周波数を制御する操作を加える
ようにする。衛星運動によるドップラー量は、概略軌道
データ,受信機時計,受信機の概略位置データの精度に
より誤差を生じる。またTCXOのズレ量も、温度等の
要因で起こる短期変動分は補正しきれない。さらに、車
両の運動による衛星電波のドップラー等で、衛星電波の
予測周波数と、実際の周波数に誤差が生じるため衛星電
波を捕捉できないことがある。このため、衛星電波予測
周波数を中心とし、前記予測の精度の範囲迄、サーチ動
作を行なう必要がある。又、サーチを何Hz毎に行なう
かは、何Hzズレた信号まで、擬似雑音符号の相関を求
めることができるかという性能で決定される。
【0020】サーチ周波数の制御の仕方は、以下3つの
状態で異なる。1つはウォームスタートあるいはホット
スタート時で、2つ目はコールドスタート時、3つ目は
測位開始後である。
状態で異なる。1つはウォームスタートあるいはホット
スタート時で、2つ目はコールドスタート時、3つ目は
測位開始後である。
【0021】ここで、本件の特徴として、サーチ周波数
の制御を、サーチ範囲内を均等に行なうのではなく、図
3に示すごとく前記衛星電波周波数予測値friを一番
頻度を高くし、これから離れるに従って頻度を低くする
。 これは建物等による衛星電波の遮断という車両特有の環
境に対する配慮のためである。 (1)ウォームスタートあるいはホットスタート時衛星
電波の周波数予測値friを中心として、■friを中
心に、fri±fnlmt1 まで、fstp1単位で
±両方向交互にサーチする。
の制御を、サーチ範囲内を均等に行なうのではなく、図
3に示すごとく前記衛星電波周波数予測値friを一番
頻度を高くし、これから離れるに従って頻度を低くする
。 これは建物等による衛星電波の遮断という車両特有の環
境に対する配慮のためである。 (1)ウォームスタートあるいはホットスタート時衛星
電波の周波数予測値friを中心として、■friを中
心に、fri±fnlmt1 まで、fstp1単位で
±両方向交互にサーチする。
【0022】■friを中心に、fri±fnlmt1
まで、fstp1単位で±両方向交互にサーチし、f
ri+(2+i)・fcstp〜fri+(3+i)・
fcstpとfri−(2+i)・fcstp〜fri
−(3+i)・fcstpの周波数帯を交互にfstp
1単位でサーチする。(i=0)■■の処理をi=1,
2,3と増やしていく。(キャリア周波数のシフト量は
±fwlmtまで)■■に戻る。
まで、fstp1単位で±両方向交互にサーチし、f
ri+(2+i)・fcstp〜fri+(3+i)・
fcstpとfri−(2+i)・fcstp〜fri
−(3+i)・fcstpの周波数帯を交互にfstp
1単位でサーチする。(i=0)■■の処理をi=1,
2,3と増やしていく。(キャリア周波数のシフト量は
±fwlmtまで)■■に戻る。
【0023】実際の制御は、図4のフローチャートに従
って行なわれる。なお、fnlmt1 は、頻度高くサ
ーチする範囲を示し、friの精度とTCXO周波数の
短期変動量より設定される。
って行なわれる。なお、fnlmt1 は、頻度高くサ
ーチする範囲を示し、friの精度とTCXO周波数の
短期変動量より設定される。
【0024】fstp1は、サーチ単位を示し、補足可
能な範囲のキャリア周波数ズレ量より設定される。fc
stpは、頻度低くサーチする周波数帯の分割の単位を
示す。
能な範囲のキャリア周波数ズレ量より設定される。fc
stpは、頻度低くサーチする周波数帯の分割の単位を
示す。
【0025】fwlmtは、衛星運動によるドップラー
量及びTCXOのズレ量の最大値より設定される。上記
■〜■の処理によりサーチ周波数は図5に示す範囲内で
変更される。 (2)コールドスタート時 全衛星の衛星電波周波数予測値friを0として、fs
tp2単位に±両方向に、最大fwlmtまでサーチす
る。この場合、図6に示す数字の順番でサーチされる。 なお、fstp2は、サーチ単位を示し、fstp2>
fstp1である。
量及びTCXOのズレ量の最大値より設定される。上記
■〜■の処理によりサーチ周波数は図5に示す範囲内で
変更される。 (2)コールドスタート時 全衛星の衛星電波周波数予測値friを0として、fs
tp2単位に±両方向に、最大fwlmtまでサーチす
る。この場合、図6に示す数字の順番でサーチされる。 なお、fstp2は、サーチ単位を示し、fstp2>
fstp1である。
【0026】このコールドスタート時においては、前記
衛星電波の周波数予測値friを求めることができない
ので、サーチ幅は、考えうるドップラー量全ての幅とし
なければならない。さらに、TCXOのズレ量も求めら
れていなければ、そのズレ量の予測最大値を含めたサー
チ幅としなければならない。従って、サーチ時間は非常
に長くなる。このため、サーチの単位をウォームスター
ト及びホットスタート時より、大きく設定してある(f
stp2>fstp1)。これにより、信号の弱い衛星
を捕捉する事はできないが、信号の強い衛星を高速で捕
捉することができ、1つの衛星を捕捉したら、後述する
TCXOズレ量演算手段1で、TCXOのズレ量を求め
、さらにこの衛星から概略軌道データを収集することに
より、以後の衛星捕捉迄の時間を短縮することが可能と
なる。
衛星電波の周波数予測値friを求めることができない
ので、サーチ幅は、考えうるドップラー量全ての幅とし
なければならない。さらに、TCXOのズレ量も求めら
れていなければ、そのズレ量の予測最大値を含めたサー
チ幅としなければならない。従って、サーチ時間は非常
に長くなる。このため、サーチの単位をウォームスター
ト及びホットスタート時より、大きく設定してある(f
stp2>fstp1)。これにより、信号の弱い衛星
を捕捉する事はできないが、信号の強い衛星を高速で捕
捉することができ、1つの衛星を捕捉したら、後述する
TCXOズレ量演算手段1で、TCXOのズレ量を求め
、さらにこの衛星から概略軌道データを収集することに
より、以後の衛星捕捉迄の時間を短縮することが可能と
なる。
【0027】実際の制御は図7のフローチャートに従っ
て行なわれる。 (3)測位開始後 衛星電波予測周波数friを中心に、±fnlmt2
まで前記fstp1単位で±両方向交互にサーチする。 この場合、図8に示す数字の順番でサーチされる。なお
、fnlmt2 は、サーチする範囲を示し、fnlm
t2 >fnlmt1 である。
て行なわれる。 (3)測位開始後 衛星電波予測周波数friを中心に、±fnlmt2
まで前記fstp1単位で±両方向交互にサーチする。 この場合、図8に示す数字の順番でサーチされる。なお
、fnlmt2 は、サーチする範囲を示し、fnlm
t2 >fnlmt1 である。
【0028】測位を行なった場合は、受信機の時計が正
確に補正され、又、受信機位置も正確になる。さらに、
TCXOズレ量も後述するTCXOズレ量演算手段2で
正確に求めることができるため、サーチ幅を狭くする事
ができ、新しい衛星の電波捕捉迄の時間を高速化するこ
とができる。
確に補正され、又、受信機位置も正確になる。さらに、
TCXOズレ量も後述するTCXOズレ量演算手段2で
正確に求めることができるため、サーチ幅を狭くする事
ができ、新しい衛星の電波捕捉迄の時間を高速化するこ
とができる。
【0029】実際の制御は図7のフローチャートに示す
ものと同様であるが、fstp2をfstp1に、fw
lmtをfnlmt2 にして処理が実行される点で異
なる。以上がステップ140の動作であるが、上述した
サーチの幅・単位等の値fstp1、fstp2、fn
lmt1 、fnlmt2 は、システムに応じて様々
に設定することができる。
ものと同様であるが、fstp2をfstp1に、fw
lmtをfnlmt2 にして処理が実行される点で異
なる。以上がステップ140の動作であるが、上述した
サーチの幅・単位等の値fstp1、fstp2、fn
lmt1 、fnlmt2 は、システムに応じて様々
に設定することができる。
【0030】以上の様にステップ120,130,14
0の動作が衛星電波の捕捉に成功するまで繰返される。 衛星電波の捕捉に成功した場合、制御は続くステップ1
50に移される。ステップ150では衛星電波の捕捉に
成功した衛星の数を管理しており、これが2つ以下の場
合と3つ以上の場合で処理を振り分ける。2つ以下の場
合は、ステップ160へ、3つ以上の場合は、ステップ
170へ処理を移行する。
0の動作が衛星電波の捕捉に成功するまで繰返される。 衛星電波の捕捉に成功した場合、制御は続くステップ1
50に移される。ステップ150では衛星電波の捕捉に
成功した衛星の数を管理しており、これが2つ以下の場
合と3つ以上の場合で処理を振り分ける。2つ以下の場
合は、ステップ160へ、3つ以上の場合は、ステップ
170へ処理を移行する。
【0031】ステップ160では、衛星電波に含まれる
時刻情報で、受信機時計を概略補正し、これと上記した
概略もしくは詳細軌道データより衛星運動によるドップ
ラー量を求める。このドップラー量と実測周波数の差を
TCXOのズレ量として求める。また、捕捉に成功した
衛星が2個有る場合には、それぞれで求めたTCXOの
ズレ量の平均を求め、この値をTCXOのズレ量とする
。また、このステップでは、ステップ140のサーチ周
波数の制御の初期化も行なう。初期化とは、サーチ周波
数を衛星電波周波数予測値に戻すことをいう。
時刻情報で、受信機時計を概略補正し、これと上記した
概略もしくは詳細軌道データより衛星運動によるドップ
ラー量を求める。このドップラー量と実測周波数の差を
TCXOのズレ量として求める。また、捕捉に成功した
衛星が2個有る場合には、それぞれで求めたTCXOの
ズレ量の平均を求め、この値をTCXOのズレ量とする
。また、このステップでは、ステップ140のサーチ周
波数の制御の初期化も行なう。初期化とは、サーチ周波
数を衛星電波周波数予測値に戻すことをいう。
【0032】ここで求めたTCXOのズレ量には、車両
の運動が考慮されていない、受信機位置が正確でない等
の理由により誤差が含まれている。ステップ150で、
捕捉に成功した衛星が3つ以上あると判定した場合は、
ステップ170で衛星電波の追跡・測位処理が行なわれ
る。測位については、特開昭63−198887号等に
記載されたものと同様である。
の運動が考慮されていない、受信機位置が正確でない等
の理由により誤差が含まれている。ステップ150で、
捕捉に成功した衛星が3つ以上あると判定した場合は、
ステップ170で衛星電波の追跡・測位処理が行なわれ
る。測位については、特開昭63−198887号等に
記載されたものと同様である。
【0033】ステップ180では、ステップ170で求
めた最新の受信機位置を用いて、TCXOのズレ量を正
確に求める。例えば衛星を4個用いて、緯度・経度・高
度を求める3次元測位の後では、以下の様にして求める
。測位によって求まった受信機の位置を座標の原点とし
、東をE軸、北をN軸、上方向をU軸とするENU座標
を定める。このENU座標上での各衛星の位置を求め、
受信機から衛星へ向かう単位ベクトルの各座標軸への方
向余弦を求め、以下の行列を作成する。
めた最新の受信機位置を用いて、TCXOのズレ量を正
確に求める。例えば衛星を4個用いて、緯度・経度・高
度を求める3次元測位の後では、以下の様にして求める
。測位によって求まった受信機の位置を座標の原点とし
、東をE軸、北をN軸、上方向をU軸とするENU座標
を定める。このENU座標上での各衛星の位置を求め、
受信機から衛星へ向かう単位ベクトルの各座標軸への方
向余弦を求め、以下の行列を作成する。
【0034】
【数4】
但し、n1 はENU座標系において衛星へ向かう
単位ベクトルのN軸への方向余弦を示し、ei はEN
U座標系において衛星へ向かう単位ベクトルのe軸への
方向余弦を示し、ui はENU座標系において衛星へ
向かう単位ベクトルのu軸への方向余弦を示している。
単位ベクトルのN軸への方向余弦を示し、ei はEN
U座標系において衛星へ向かう単位ベクトルのe軸への
方向余弦を示し、ui はENU座標系において衛星へ
向かう単位ベクトルのu軸への方向余弦を示している。
【0035】衛星iの電波の実測周波数と、前述した衛
星の運動によるドップラー量△fsiとの差が、車両の
運動と、TCXOのズレによって生じる。これをfdu
iとすると、このfduiは次式で求めることができる
。
星の運動によるドップラー量△fsiとの差が、車両の
運動と、TCXOのズレによって生じる。これをfdu
iとすると、このfduiは次式で求めることができる
。
【0036】
【数5】fdui=実測周波数−(fo+Δfsi)数
式2、数式3より、
式2、数式3より、
【0037】
【数6】
但し、fn,fe,fuは、車両の速度のn,e,
u軸成分のドップラ−換算値である。
u軸成分のドップラ−換算値である。
【0038】従って、上記式により、TCXOのズレ量
ΔfTCXOを正確に求めることができる。また、衛星
を3個用いて、高度を固定し緯度・経度を求める2次元
測位の後では、3次元測位と同様に次式を用いて求める
。
ΔfTCXOを正確に求めることができる。また、衛星
を3個用いて、高度を固定し緯度・経度を求める2次元
測位の後では、3次元測位と同様に次式を用いて求める
。
【0039】
【数7】
なお、このステップ180にて求められたTCXO
のズレ量ΔfTCXOは、この信号処理部6内の記憶装
置(バッテリバックアップされたもの)に記憶保持され
、この記憶保持された値は次回の車両始動時のステップ
110の周波数予測演算に供される。
のズレ量ΔfTCXOは、この信号処理部6内の記憶装
置(バッテリバックアップされたもの)に記憶保持され
、この記憶保持された値は次回の車両始動時のステップ
110の周波数予測演算に供される。
【0040】なお、上記実施例では、基準周波発振器に
TCXOをもちいたが、これは水晶発振器等の他の発振
手段を用いてもよい。また、上記した衛星電波の周波数
予測を正確にするものは、車両以外の用途のGPS受信
機にも適用できる。
TCXOをもちいたが、これは水晶発振器等の他の発振
手段を用いてもよい。また、上記した衛星電波の周波数
予測を正確にするものは、車両以外の用途のGPS受信
機にも適用できる。
【0041】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、人工
衛星の運動による衛星電波のドップラー量を求め、これ
によりサーチ周波数の変更を行って人工衛星からの電波
のサーチ作動を行うようにしているから、基準周波数の
ズレに対して適正なるサーチ周波数を得て、衛星電波捕
捉迄の時間を短縮し測位開始を早くするようにすること
ができるという優れた効果がある。
衛星の運動による衛星電波のドップラー量を求め、これ
によりサーチ周波数の変更を行って人工衛星からの電波
のサーチ作動を行うようにしているから、基準周波数の
ズレに対して適正なるサーチ周波数を得て、衛星電波捕
捉迄の時間を短縮し測位開始を早くするようにすること
ができるという優れた効果がある。
【図1】本発明を適用したGPS受信機の構成を示した
図である。
図である。
【図2】信号処理部におけるマイクロコンピュータの演
算処理を示すフローチャートである。
算処理を示すフローチャートである。
【図3】サ−チ周波数制御の説明に供する説明図である
。
。
【図4】ウォ−ムスタート及びホットスタート時のサ−
チ周波数制御を示すフローチャートである。
チ周波数制御を示すフローチャートである。
【図5】ウォ−ムスタート及びホットスタート時のサ−
チ周波数制御を説明するための説明図である。
チ周波数制御を説明するための説明図である。
【図6】コールドスタート時のサ−チ周波数制御を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図7】コールドスタート時のサ−チ周波数制御を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図8】測位開始後のサ−チ周波数制御を説明するため
の説明図である。
の説明図である。
1 アンテナ
2 増幅部
3 基準周波発振器
6 信号処理部
Claims (1)
- 【請求項1】 複数の人工衛星からの送信電波を受信
するアンテナと、このアンテナを介して受信した複数の
人工衛星からの送信電波を受信処理して車両の位置を求
める受信手段とを備えたGPS受信機において、前記受
信手段は、基準周波数を設定する基準周波数発振手段を
備え、この基準周波数発振手段にて設定された基準周波
数に基づいてサーチ周波数を設定し、このサーチ周波数
にて前記人工衛星からの送信電波の受信を行うものであ
って、当該受信機に対する前記人工衛星の運動による衛
星電波のドップラー量を求める手段と、この求めたドッ
プラー量により前記サーチ周波数を変更する手段とを備
えたことを特徴とするGPS受信機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9654591A JPH04326079A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Gps受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9654591A JPH04326079A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Gps受信機 |
Related Child Applications (5)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11385898A Division JP3236259B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Gps受信機 |
JP11386298A Division JPH10268026A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Gps受信機 |
JP11386198A Division JP3168981B2 (ja) | 1991-04-26 | 1998-04-23 | Gps受信機 |
JP10113860A Division JP3006578B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Gps受信機 |
JP11385998A Division JP3168980B2 (ja) | 1991-04-26 | 1998-04-23 | Gps受信機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04326079A true JPH04326079A (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=14168072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9654591A Pending JPH04326079A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Gps受信機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04326079A (ja) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6462708B1 (en) | 2001-04-05 | 2002-10-08 | Sirf Technology, Inc. | GPS-based positioning system for mobile GPS terminals |
US6466161B2 (en) | 2000-08-24 | 2002-10-15 | Sirf Technology, Inc. | Location services system that reduces auto-correlation or cross-correlation in weak signals |
US6480150B2 (en) | 1999-09-17 | 2002-11-12 | Sirf Technology, Inc. | Autonomous hardwired tracking loop coprocessor for GPS and WAAS receiver |
US6542823B2 (en) | 2000-08-14 | 2003-04-01 | Sirf Technology, Inc. | Information transfer in a multi-mode global positioning system used with wireless networks |
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JP2015064335A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-04-09 | セイコーエプソン株式会社 | 電子時計 |
US9869770B2 (en) | 2003-09-02 | 2018-01-16 | Qualcomm Incorporated | Control and features for satellite positioning system receivers |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP9654591A patent/JPH04326079A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001031 |