JPH0814919A - Navigation system - Google Patents
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- JPH0814919A JPH0814919A JP14477995A JP14477995A JPH0814919A JP H0814919 A JPH0814919 A JP H0814919A JP 14477995 A JP14477995 A JP 14477995A JP 14477995 A JP14477995 A JP 14477995A JP H0814919 A JPH0814919 A JP H0814919A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はNAVSTAR/GPS衛星か
らの信号を受信する受信信号を利用したナビゲーション
システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a navigation system using a received signal for receiving a signal from a NAVSTAR / GPS satellite.
【0002】[0002]
【従来の技術】GPS(Global Positioning System:全
世界測位システム)は、米国国防総省が構築を進めてい
る人工衛星を用いた全世界電波航法システムである。シ
ステムは衛星系と地上系から構成される。衛星系は最終
的に計24個揃う予定であり、システムが完成すれば2
4時間、全世界で3次元測位が可能になる。2. Description of the Related Art GPS (Global Positioning System) is a global radio navigation system using artificial satellites, which the US Department of Defense is constructing. The system consists of satellite system and ground system. A total of 24 satellites will be finally prepared, and if the system is completed, 2
4 hours, 3D positioning is possible all over the world.
【0003】GPS衛星から送られる信号は、干渉や妨
害を受けにくい、信号秘匿能力が高い、距離測定,時刻
同期が可能,符号分割多重接続が可能などの優れた能力
を持つスペクトラム拡散変調信号である。A signal transmitted from a GPS satellite is a spread spectrum modulation signal which has an excellent capability of being less susceptible to interference and interference, having a high signal concealment capability, capable of distance measurement, time synchronization, and code division multiple access. is there.
【0004】スペクトラム拡散変調は、情報データ信号
を、その情報信号の周波数帯域より広帯域で、かつ自己
相関が高くて相互相関が低いという特徴を有するランダ
ムな符号である擬似雑音符号(Pseudo Noise符号:PN
符号)で変調し(これをPN拡散と呼ぶ)伝送する方式
である。このため、スペクトラム拡散信号の受信装置に
は、次の機能が必要となる。まず送信側で情報データの
拡散に用いたPN符号と同じパターンのPN符号を受信
機内部で生成し、そのPN符号の位相と受信信号のPN
符号の位相を一致させて乗算し復調することで、送信さ
れた情報データを復調する機能である(これをPN逆拡
散と呼ぶ)。The spread spectrum modulation is a pseudo noise code (Pseudo Noise code) which is a random code having a characteristic that an information data signal has a wider band than the frequency band of the information signal and has a high autocorrelation and low cross-correlation. PN
This is a method of transmitting by modulating with a code (this is called PN spreading). Therefore, the spread spectrum signal receiving apparatus is required to have the following functions. First, a PN code having the same pattern as the PN code used for spreading the information data on the transmitting side is generated inside the receiver, and the phase of the PN code and the PN of the received signal are generated.
This is a function of demodulating transmitted information data by matching and multiplying the phases of the codes and demodulating (this is called PN despreading).
【0005】次に、その動作を詳細に説明する。Next, the operation will be described in detail.
【0006】受信装置立ち上げ後、受信すべき信号のP
N符号と受信機内部で作成するPN符号の位相が一致
(位相同期)するまでPN符号の位相を変化させる、い
わゆるPNサーチを同期捕捉するまで行い逆拡散信号を
得る。After the receiver is started up, P of the signal to be received is
The phase of the PN code is changed until the phase of the N code and the phase of the PN code created inside the receiver match (phase synchronization), that is, a so-called PN search is performed until the desynchronization signal is obtained.
【0007】次に、この逆拡散信号には不要な雑音信号
が多く混入しているため、逆拡散信号の中心周波数と、
前記逆拡散信号から不要な雑音を除去する狭帯域なフィ
ルタの中心周波数を一致させて、逆拡散信号をろ波する
(周波数同期)。前記動作により、不要な雑音成分を除
去して情報信号を復調しPN同期を確立する。Next, since a lot of unnecessary noise signals are mixed in this despread signal, the center frequency of the despread signal and
The despread signal is filtered by matching the center frequencies of narrow band filters for removing unnecessary noise from the despread signal (frequency synchronization). By the above operation, unnecessary noise components are removed, the information signal is demodulated, and PN synchronization is established.
【0008】以上の操作によりPN同期が確立した後
は、常にPN符号の位相が一致するように(例えば横山
光雄著「スペクトル拡散通信システム」pp.311−
325に示されるように)震動ループ回路からの信号に
基づいてPN符号発生器を制御し(PN同期追跡)、P
Nトラッキングする。そのトラッキング状態より3衛星
以上のGPS衛星と受信機関の距離を測定し、自己位置
を演算する。After the PN synchronization is established by the above operation, the phases of the PN codes are always matched (see, for example, Mitsuo Yokoyama, "Spread Spectrum Communication System", pp. 311--).
Control the PN code generator based on the signal from the seismic loop circuit (as shown at 325) (PN sync tracking), P
Track N. From the tracking state, the distance between three or more GPS satellites and the receiving organization is measured, and the self position is calculated.
【0009】上記GPS受信装置では、電源立ち上げ後
測位を行うまでには位相同期や周波数同期といった過程
が必要不可欠であり、時間を要する。そのため、従来は
特開昭58−191552号公報に示される方式により同期サー
チスピードを可変し、立ち上げ時間を短縮する方法があ
る。In the GPS receiver, processes such as phase synchronization and frequency synchronization are indispensable and time-consuming until positioning is performed after the power is turned on. Therefore, conventionally, there is a method of changing the synchronous search speed and shortening the start-up time according to the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-191552.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】GPS衛星が送信する
電波の信号レベルは、衛星の仰角や、受信装置に使用す
るアンテナの利得パターンの仰角に対する偏差などの要
因により、大きく変化する。The signal level of the radio wave transmitted by the GPS satellite varies greatly depending on factors such as the elevation angle of the satellite and the deviation of the gain pattern of the antenna used in the receiving device with respect to the elevation angle.
【0011】そのため、信号レベルにより最適なPNサ
ーチスピードや、不要な雑音を除去する狭帯域フィルタ
の帯域幅、及び震動ループ回路におけるループフィルタ
等のパラメータを最適に選択する必要がある。しかし
(1)従来、これらパラメータを信号レベルによらず一
律にしていたため、位相同期や周波数同期に要する時間
が長くなるという問題があった。また(2)同期に要す
る時間と、距離の測定精度の間には相反する性質があ
り、一律にこれらパラメータを設定すると両特性を満足
させるのが困難であった。また震動ループ回路におい
て、データが反転するとき距離の測定精度が悪化すると
いう問題点があった。さらに(3)GPS信号の受信可
否や信号レベルは、測位に使用する衛星の組合せを変更
するためにのみ使用されていた。Therefore, it is necessary to optimally select the optimum PN search speed according to the signal level, the bandwidth of the narrow band filter for removing unnecessary noise, and the parameters of the loop filter in the vibration loop circuit. However, (1) conventionally, since these parameters were made uniform regardless of the signal level, there was a problem that the time required for phase synchronization and frequency synchronization became long. Further, (2) there is a contradictory property between the time required for synchronization and the distance measurement accuracy, and it is difficult to satisfy both characteristics if these parameters are set uniformly. Further, in the vibration loop circuit, there is a problem that the accuracy of distance measurement deteriorates when the data is inverted. Furthermore, (3) whether or not the GPS signal can be received and the signal level are used only for changing the combination of satellites used for positioning.
【0012】本発明の目的は、GPS信号の受信可否や
受信信号レベルの情報を用いて測位精度の高いナビゲー
ションシステムを実現することにある。It is an object of the present invention to realize a navigation system with high positioning accuracy by using information on whether GPS signals can be received or received signal levels.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的は、測位衛星か
らの信号を受信して移動体の現在位置を求める測位衛星
信号受信装置と他のセンサ情報を用いて移動体の現在位
置を報知する報知装置を備えたナビゲーションシステム
において、前記測位衛星信号受信装置は受信可否,受信
信号レベルを記憶する記憶手段と前記記憶された情報を
ナビゲーション演算部に出力する出力端子を備え、ナビ
ゲーション演算部は前記出力端子からの情報に基づいて
前記移動体周囲の建物の状況を判断する手段を備えるこ
とによって達成される。The above object is to notify the current position of a mobile unit by using a positioning satellite signal receiving apparatus for receiving a signal from a positioning satellite to determine the current position of the mobile unit and other sensor information. In the navigation system including a notification device, the positioning satellite signal receiving device includes storage means for storing the reception availability and the reception signal level, and an output terminal for outputting the stored information to a navigation calculation unit, and the navigation calculation unit is the This is achieved by providing means for judging the condition of the building around the moving body based on the information from the output terminal.
【0014】[0014]
【作用】ナビゲーションシステムで自己位置の測定にG
PS信号を利用する場合、GPS信号の受信可否や信号レ
ベルより、そのGPS衛星が見える方向に障害物がある
か否かを確認する。障害物があると判断したときには、
地図情報とGPS受信装置から出力される位置情報を突
き合わせる。さらにGPS衛星が見える方向に障害物が
あるか否かを地図で調べる。さらに障害物の陰になるよ
うにマップマッチングして自己位置を決定する。[Operation] G for self-position measurement with the navigation system
When using the PS signal, it is checked whether there is an obstacle in the direction in which the GPS satellite can be seen, based on the GPS signal reception availability and the signal level. When you judge that there is an obstacle,
The map information and the position information output from the GPS receiver are matched. Furthermore, the map is checked to see if there is an obstacle in the direction in which the GPS satellites can be seen. Furthermore, the self-position is determined by map matching so as to be behind the obstacle.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を用いて説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0016】図1は本発明を適用したGPS受信装置の
一構成例である。FIG. 1 shows an example of the configuration of a GPS receiver to which the present invention is applied.
【0017】図1で、GPS衛星から送信された中心周
波数1575.42MHz のスペクトラム拡散信号は、アンテ
ナ1で捕らえられ高周波部23に送られる。In FIG. 1, the spread spectrum signal having a center frequency of 1575.42 MHz transmitted from the GPS satellite is captured by the antenna 1 and transmitted to the high frequency section 23.
【0018】高周波部23は、この信号を低雑音アンプ
2にて増幅し、基準発振器22(例えば発信周波数が6
5.472MHz のもの)で周波数管理される第1局部
発振器4で作成した搬送波(例えば発信周波数1509.948
MHz)によりミキサ3でダウンコンバージョンし、第
1中間周波信号S1を得る。The high frequency section 23 amplifies this signal by the low noise amplifier 2 and outputs it to the reference oscillator 22 (for example, when the oscillation frequency is 6).
Carrier wave created by the first local oscillator 4 whose frequency is controlled at 5.472 MHz (for example, transmission frequency 1509.948)
(MHz) and down-converted by the mixer 3 to obtain the first intermediate frequency signal S1.
【0019】さらにこの信号S1から不要な雑音信号を
帯域通過フィルタ5(例えば通過帯域幅約2MHz)で
除去し、逆スペクトラム拡散部24に送る。Further, an unnecessary noise signal is removed from the signal S1 by a band pass filter 5 (for example, a pass band width of about 2 MHz) and sent to the inverse spread spectrum unit 24.
【0020】逆スペクトラム拡散部24では、PN符号
NCO8とPN符号発生器7により、受信すべきGPS
衛星信号のPN符号と同じパターンで、かつ同位相のP
N符号で、高周波部23から送られるスペクトラム拡散
信号を逆拡散し、第2中間周波信号S2を得る。In the inverse spread spectrum unit 24, the PN code NCO 8 and the PN code generator 7 are used to receive the GPS to be received.
P with the same pattern as the PN code of the satellite signal and in phase
The N code is used to despread the spread spectrum signal sent from the high frequency section 23 to obtain the second intermediate frequency signal S2.
【0021】この第2中間周波信号S2を2分岐し、基
準発振器22の出力位相差を90゜とした2つの信号と
混合して周波数変換(ダウンコンバージョン)し、位相
が90゜相異なる第3中間周波信号S3.a,bを得る
(それぞれI信号,Q信号と呼ばれる)。The second intermediate frequency signal S2 is branched into two, mixed with two signals whose output phase difference of the reference oscillator 22 is 90 °, and frequency-converted (down-converted). Intermediate frequency signal S3. Obtain a and b (referred to as I signal and Q signal, respectively).
【0022】以上のようにI,Q信号に分離処理するこ
とで、低いサンプリング周波数で処理可能とするととも
に、ディジタル信号処理部の構成を簡略化している。By separating the I and Q signals as described above, the processing can be performed at a low sampling frequency and the configuration of the digital signal processing unit is simplified.
【0023】さらにA/D変換器の前に設けられた低域
通過フィルタ12.a,bで、A/D変換器のサンプリ
ング周波数の1/2以上の周波数成分である折り返し信
号を除去し、信号S4.a,bを得る。Further, a low-pass filter provided before the A / D converter 12. a and b, the aliasing signal, which is a frequency component of 1/2 or more of the sampling frequency of the A / D converter, is removed, and the signal S4. Obtain a and b.
【0024】ここで信号S3.a,bはドップラ効果に
より約±4KHzの周波数変動があり、また基準発信器
の周波数変動を考慮すると低域通過フィルタ12.a,
bの遮断周波数を約5〜7KHzに選ぶと良い。Here, the signal S3. a and b have a frequency fluctuation of about ± 4 KHz due to the Doppler effect, and considering the frequency fluctuation of the reference oscillator, the low-pass filter 12. a,
It is advisable to select the cutoff frequency of b to be about 5 to 7 KHz.
【0025】さらに、A/D変換器でこのアナログ信号
S4.a,bを(例えば基準発信器信号を分周器11で
4096分周した15.984375MHz のサンプリング信号
で)ディジタル信号S5.a,bに変換し、ディジタル
信号処理部25に送る。Further, the analog signal S4. a and b (for example, a sampling signal of 15.984375 MHz obtained by dividing the reference oscillator signal by 4096 by the frequency divider 11), a digital signal S5. It is converted into a and b and sent to the digital signal processing unit 25.
【0026】ディジタル信号処理部25では、ディジタ
ル発振器で構成される第3局部発振器15から出力され
る搬送波信号と、信号S5.a,bをミキサ14.a,
bで混合し、ダウンコンバージョンされた信号S6.
a,bを得る。In the digital signal processing section 25, the carrier wave signal output from the third local oscillator 15 composed of a digital oscillator, the signal S5. a, b to mixer 14. a,
b mixed and down-converted signal S6.
Obtain a and b.
【0027】さらに、演算部21からの信号S16によ
り、アダプティブに信号遮断周波数を変更可能で通過帯
域を変えられる低域通過フィルタ16.a,bで、信号
S6.a,bから不要な雑音を除去し、航法データ信号
を含んだ搬送波信号S7.a,bを得る。Further, a low pass filter 16.a, b capable of adaptively changing the signal cutoff frequency and changing the pass band by the signal S16 from the arithmetic unit 21 removes unnecessary noise from the signals S6.a, b. The carrier signals S7.a, b including the navigation data signal are obtained by removing them.
【0028】データ復調器17は、例えばコスタス復調
器やTAN形式復調器で構成され、希望とするデータを
含んだ搬送波信号S7.a,bから搬送波信号を再生
し、これを入力信号と比較することでデータ信号S8を
復調し、演算部21に送る。The data demodulator 17 is composed of, for example, a Costas demodulator or a TAN format demodulator, and the carrier signal S7. The carrier signal is reproduced from a and b, and the data signal S8 is demodulated by comparing this with the input signal and sent to the arithmetic unit 21.
【0029】また検波器18は、入力信号S7.a,b
の自乗和の平方根を計算し、入力信号の振幅情報信号S
9を得る。Further, the detector 18 receives the input signals S7. a, b
The square root of the sum of squares of is calculated, and the amplitude information signal S of the input signal is calculated.
Get 9.
【0030】この信号S9は演算部21に送られ、S9
の振幅が設定したレベル以上であればPN同期状態、S
9の振幅が設定したレベル以下であればPN非同期状態
と判別し、その結果をPN同期信号S13として出力す
る。This signal S9 is sent to the calculation unit 21 and S9
If the amplitude of is equal to or higher than the set level, PN synchronization state, S
If the amplitude of 9 is less than or equal to the set level, the PN asynchronous state is determined, and the result is output as the PN synchronizing signal S13.
【0031】さらに振幅情報信号S9は震動ループ19
に送られ、基準発振器22から発信されたディザー信号
S14による処理や、演算部からの基準信号S17によ
り設定されたフィルタ周波数でフィルタリング処理とれ
てPN同期追跡信号S10が出力される。なお、震動ル
ープ19へは演算部21からデータ反転信号S15も入
力され検波器18からの信号S9の震動ループ19への
入力を制御している。またスイッチ20はPN同期捕捉
信号S11とPN同期追跡信号S10を切り換えるもの
である。演算部21からのPN同期信号S13が非同期
状態を示していれば演算部21から出力されるPN同期
捕捉信号S11に切り換えられ、同期状態を示していれ
ばPN同期追跡信号S10に切り換えられる。Further, the amplitude information signal S9 is the vibration loop 19
To the PN synchronization tracking signal S10 after being processed by the dither signal S14 transmitted from the reference oscillator 22 and filtered by the filter frequency set by the reference signal S17 from the arithmetic unit. In addition, the data inversion signal S15 is also input to the vibration loop 19 from the calculation unit 21 to control the input of the signal S9 from the detector 18 to the vibration loop 19. The switch 20 switches between the PN synchronization acquisition signal S11 and the PN synchronization tracking signal S10. If the PN synchronization signal S13 from the calculation unit 21 indicates the asynchronous state, it is switched to the PN synchronization acquisition signal S11 output from the calculation unit 21, and if it indicates the synchronization state, it is switched to the PN synchronization tracking signal S10.
【0032】このスイッチ20から出力される制御信号
S12はPN符号NCO8に入力され、PN符号の位相
を制御し、PN同期状態を作り出す。The control signal S12 output from the switch 20 is input to the PN code NCO8 to control the phase of the PN code and create a PN synchronization state.
【0033】以上の構成でGPS信号を復調し、測位が
なされるが、従来方式と異なる点は、低域通過フィルタ
16.a,bの遮断周波数を演算部21からの信号S1
6に基づいてアダプティブに変化できること、同じく演
算部21からの制御信号S17に基づいて震動ループのフ
ィルタ定数を変化できること、PN同期捕捉信号S11
が変化可能でPN同期点を捜す速度(サーチスピード)
を自由自在に変化できる点にある。このPNサーチは、
受信波のPN符号チップレート周波数と受信機内部で作
成するPN符号のチップレート周波数をわずかに違える
ことにより、等価的にPN符号の位相を変化させること
で実現される。例えば受信波PN符号のチップレート周
波数を1.023MHz ,受信機内部で生成するPN
符号のチップレート周波数を1.0232MHz とすれ
ば、サーチスピードは200BIT/sec になる。従っ
てサーチを早めるには、互いのチップレート周波数差を
大きくすれば良いことになる。The GPS signal is demodulated and positioning is performed with the above configuration, but the point different from the conventional method is that the low pass filter 16. The cut-off frequency of a and b is the signal S1 from the calculation unit 21.
6, it is possible to adaptively change, the filter constant of the vibration loop can also be changed based on the control signal S17 from the calculation unit 21, and the PN synchronization acquisition signal S11
The speed at which the PN sync point can be searched for (search speed)
The point is that you can freely change. This PN search
It is realized by slightly changing the PN code chip rate frequency of the received wave and the chip rate frequency of the PN code created inside the receiver to equivalently change the phase of the PN code. For example, the chip rate frequency of the received wave PN code is 1.023 MHz, and the PN generated inside the receiver
If the code chip rate frequency is 1.0232 MHz, the search speed is 200 BIT / sec. Therefore, in order to speed up the search, it is sufficient to increase the chip rate frequency difference between them.
【0034】次に演算部の処理構成を図2を用いて説明
する。Next, the processing configuration of the arithmetic unit will be described with reference to FIG.
【0035】航法データ解析部44では復調されたGP
S衛星航法データ信号S8から航法データを編集し、測
位や速度演算に必要なアマルナックデータ(GPS衛星
の概略位置情報)やエフォメリスデータ(GPS衛星の
詳細位置情報)への変換を行う。また、データ信号S8
には搬送波のドップラ周波数変化量に関する情報も重畳
して送られる。The navigation data analysis unit 44 demodulates the GP.
The navigation data is edited from the S satellite navigation data signal S8, and converted to Amarnac data (general position information of GPS satellites) and ephemeris data (detailed position information of GPS satellites) necessary for positioning and speed calculation. In addition, the data signal S8
Information regarding the amount of change in the Doppler frequency of the carrier wave is also transmitted to and transmitted.
【0036】フィルタ制御演算部45は、後述するGP
S信号のS/N比を推定演算し、低域通過フィルタの帯
域幅を決定し、フィルタ信号S16をディジタル信号処
理部24に出力する。The filter control calculation unit 45 uses a GP which will be described later.
The S / N ratio of the S signal is estimated and calculated, the bandwidth of the low pass filter is determined, and the filter signal S16 is output to the digital signal processing unit 24.
【0037】同期判定部46は、入力信号の振幅情報信
号S9を監視し、その振幅が設定したレベル以上であれ
ばPN同期状態,振幅が設定したレベル以下であればP
N非同期状態と判別する。震動ループ制御演算部47
は、後述する入力信号のデータ反転時の測位精度悪化を
防ぎ、かつ高速で安定にトラッキングするためのループ
フィルタを最適化するものである。そのため、データ反
転時刻を予測してデータ反転信号S15を出力するとと
もに、ループフィルタの乗算器定数の制御信号S17に
より変化させる。The synchronization judging section 46 monitors the amplitude information signal S9 of the input signal, and if the amplitude is above the set level, the PN synchronization state, and if the amplitude is below the set level, P
N Determined to be in an asynchronous state. Vibration loop control calculation unit 47
Is for optimizing a loop filter for preventing the positioning accuracy from deteriorating when data of an input signal is inverted, which will be described later, and for stable tracking at high speed. Therefore, the data inversion time is predicted and the data inversion signal S15 is output, and is changed by the control signal S17 of the multiplier constant of the loop filter.
【0038】スイッチ制御信号部48は、同期捕捉モー
ドと同期追跡モードを切り換えるPN同期信号S13を
出力する。The switch control signal section 48 outputs a PN synchronization signal S13 for switching between the synchronization acquisition mode and the synchronization tracking mode.
【0039】ドップラ変動補償部49は、搬送波信号S
7.a,bにドップラ変動の影響が及ばないように制御
する第3局発振制御信号S24を、第3局部発振器に出
力する。The Doppler fluctuation compensator 49 is provided with a carrier signal S
7. A third station oscillation control signal S24 is output to the third local oscillator to control so that the influence of Doppler fluctuation does not affect a and b.
【0040】衛星選択部53は、最も測位精度が高くな
る衛星の組合せを選択する。The satellite selection unit 53 selects the combination of satellites that provides the highest positioning accuracy.
【0041】測位演算54は距離計測カウンタ44より
出力される擬似距離データ信号S23,GPS衛星の位置
データより自己の3次元位置を計算する。The positioning calculation 54 calculates its own three-dimensional position from the pseudo distance data signal S23 output from the distance measuring counter 44 and the position data of the GPS satellite.
【0042】速度演算部55は擬似距離変化率データ
(これは搬送波の周波数変化量より求まる),GPS衛
星の位置データ等より自己の速度及び進んだ方向を計算
する。次に、演算部21の処理アルゴリズムを図3を用
いて説明する。電源立ち上げ後、立ち上げ処理100を
行い、演算部内部に蓄えられているアルマナックデータ
を用いて現在見えるGPS衛星の位置と速度を求める1
01。The speed calculator 55 calculates its own speed and heading direction from pseudorange change rate data (this is obtained from the frequency change amount of the carrier), GPS satellite position data and the like. Next, the processing algorithm of the arithmetic unit 21 will be described with reference to FIG. After the power is turned on, the startup process 100 is performed, and the position and speed of the currently visible GPS satellite are obtained using the almanac data stored in the arithmetic unit 1
01.
【0043】その幾何学的な位置の組合せより、最も高
い精度で自己位置を測位可能な4個のHPS衛星の組合
せを決定する(2次元測位の場合には、3個の衛星組合
せ)102。From the combination of the geometrical positions, a combination of four HPS satellites capable of positioning the self position with the highest accuracy is determined (in the case of two-dimensional positioning, a combination of three satellites) 102.
【0044】さらにGPS衛星の位置及び速度から衛星
信号のドップラシフト周波数量を計算する103。Further, the Doppler shift frequency amount of the satellite signal is calculated 103 from the position and velocity of the GPS satellite.
【0045】これら基本演算が終了した後、ディジタル
信号処理部の設定を行う。After these basic calculations are completed, the digital signal processing section is set.
【0046】まず、震動ループのループフィルタの定数
を急速にトラッキングする定数とする104。First, the constant of the loop filter of the vibration loop is set as a constant for rapid tracking 104.
【0047】次に搬送波信号S7.a,bからドップラ
周波数変動を除去するため、演算されたドップラシフト
量から第3局部発振器15の発振周波数を設定する10
5。さらの低域通過フィルタ16.a,bの帯域幅を後
で説明する方式により設定する106。Next, the carrier signal S7. To eliminate Doppler frequency fluctuations from a and b, the oscillation frequency of the third local oscillator 15 is set from the calculated Doppler shift amount 10
5. Further low pass filter 16. The bandwidths of a and b are set 106 by the method described later.
【0048】以上の設定が終了した後、PN同期サーチ
を開始する。同期判定107では、GSP信号の振幅レ
ベルを監視し、これがある一定のレベルを越えたときは
PN同期が得られたものと判断して測位を開始する。After the above settings are completed, the PN synchronous search is started. In the synchronization determination 107, the amplitude level of the GSP signal is monitored, and when it exceeds a certain level, it is determined that PN synchronization has been obtained, and positioning is started.
【0049】一方振幅がある一定レベル以下の時は、P
N1周期分のサーチが終了するまでサーチを継続し、そ
れでもPN同期しない場合は第3局部発振器15の発振
周波数を僅かに変化させて再度PN同期サーチを行う1
08。On the other hand, when the amplitude is below a certain level, P
The search is continued until the search for N1 cycles is completed, and if the PN synchronization is still not achieved, the oscillation frequency of the third local oscillator 15 is slightly changed and the PN synchronization search is performed again.
08.
【0050】PN同期が得られた場合は、スイッチ制御
信号部48からスイッチ切り換え信号S13を出力しP
NNCO制御信号S12をPNサーチ信号S11からP
Nトラッキング信号S10に変化させて同期をとる10
9。同期後、震動ループ制御演算110を行いループフ
ィルタ定数を擬似距離測定精度が改善される値に変更し
た後、データ復調器17より得られるドップラ周波数を
基に演算111して、さらに精度良くドップラ周波数変
動を除去し、擬似距離精度を高めるため低域通過フィル
タ16.a,bの帯域を狭める112。また得られる航
法データを編集し、アルマナックデータ・エフォメリス
データ等を得る113。さらに擬似距離や擬似距離変化
率の測定値を入力し114それを用いて自己位置11
5,速度及び進行方向116を演算し出力する。同期が
とれている間は測位を継続し、同期が外れた場合は、再
度同期を取り直し測位を継続する117。When the PN synchronization is obtained, the switch control signal section 48 outputs the switch switching signal S13 and P
NNCO control signal S12 to PN search signal S11 to P
Synchronize by changing to N tracking signal S10 10
9. After the synchronization, the vibration loop control calculation 110 is performed to change the loop filter constant to a value that improves the pseudorange measurement accuracy, and then the calculation 111 is performed based on the Doppler frequency obtained from the data demodulator 17 to obtain a more accurate Doppler frequency. Low-pass filter 16 to remove fluctuations and improve pseudorange accuracy The band of a and b is narrowed 112. Also, the obtained navigation data is edited to obtain 113 almanac data, ephemeris data, and the like. Furthermore, the measured value of the pseudo distance or the pseudo distance change rate is input, and 114 is used to measure the self position 11
5, Speed and traveling direction 116 are calculated and output. Positioning is continued while synchronization is maintained, and if synchronization is lost, synchronization is regained and positioning is continued 117.
【0051】次に各部の動作を説明する。Next, the operation of each section will be described.
【0052】ディジタル信号処理部のデータ復調器17
から出力される航法データ信号S8は、演算部21で編
集・解析が行われ衛星時刻や各GPS衛星の位置情報
(アルマナックデータ)が得られる。このアルマナック
データ(あるいは以前に収集したアルマナックデータ)
と時刻,現在位置の情報より、各GPS衛星の見える仰
角を計算する。Data demodulator 17 of digital signal processing section
The navigation data signal S8 output from is edited / analyzed by the calculation unit 21 to obtain satellite time and position information (almanac data) of each GPS satellite. This almanac data (or previously collected almanac data)
Then, the elevation angle that each GPS satellite can see is calculated from the information on the time, the current position, and the current position.
【0053】さらに演算部21内部のメモリに蓄えられ
たアンテナ1の仰角に対する利得G(dB)を読み出
し、その仰角時におけるGPS信号が大気中で減衰した
量L(dB)を計算する。ここで、GPS信号の実効的
な電力をP(dBm:10logP(mW)で計算され、0
dBm=1mWとなる)とすれば受信されるGPS信号
レベルSは次式により計算される。Further, the gain G (dB) with respect to the elevation angle of the antenna 1 stored in the memory inside the calculation unit 21 is read out, and the amount L (dB) of the GPS signal at the elevation angle attenuated in the atmosphere is calculated. Here, the effective power of the GPS signal is calculated by P (dBm: 10logP (mW), and 0
dBm = 1 mW), the received GPS signal level S is calculated by the following equation.
【0054】S=P−L+G また雑音レベルN(dBm)を熱雑音レベルに近似すれ
ば、雑音レベルNは次式で計算される。S = P-L + G Further, if the noise level N (dBm) is approximated to the thermal noise level, the noise level N is calculated by the following equation.
【0055】N=kTB ただしkはボルツマン定数、Tは等価雑音温度、Bは受
信機の帯域幅である。このGPS信号レベルSと雑音レ
ベルNの比により、受信するGPS衛星の信号対雑音比
(S/N比)が計算できる。N = kTB where k is the Boltzmann constant, T is the equivalent noise temperature, and B is the bandwidth of the receiver. The signal-to-noise ratio (S / N ratio) of the GPS satellite to be received can be calculated from the ratio between the GPS signal level S and the noise level N.
【0056】このS/N比が高いときは、低域通過フィ
ルタ16.a,bの遮断周波数を高くし帯域幅を1(k
Hz)程度に広げる。このように帯域幅を広げることで
周波数同期し易くなる。When this S / N ratio is high, the low pass filter 16. The cutoff frequencies of a and b are increased and the bandwidth is set to 1 (k
Hz). By thus widening the bandwidth, frequency synchronization becomes easier.
【0057】さらにPNサーチスピードを早め、位相同
期を5秒以下と短時間で得るようにする。Further, the PN search speed is further increased so that phase synchronization can be obtained in a short time of 5 seconds or less.
【0058】またS/N比が低いときは、低域通過フィ
ルタ16.a,bの遮断周波数を低くし帯域幅を200
(Hz)程度と狭める。このように帯域幅を狭めること
でS/N比が向上し、GPS信号の捕捉が可能になる。
さらにPNサーチスピードを遅くし、雑音の影響による
誤りなく位相同期を得るようにする。このため位相同期
時間は10秒前後必要になる。When the S / N ratio is low, the low pass filter 16. Lower the cut-off frequency of a and b to 200
(Hz) narrow. By narrowing the bandwidth in this way, the S / N ratio is improved and the GPS signal can be captured.
Further, the PN search speed is slowed down so that phase synchronization can be obtained without error due to the influence of noise. Therefore, the phase synchronization time needs to be around 10 seconds.
【0059】上記のものは、アルマナックデータ,時
刻,現在位置の情報により各パラメータを変化させる方
式であったが、外部データS18に基づき各パラメータ
を変化させる手法もある。次にその動作を説明する。The above is a method of changing each parameter according to the information of almanac data, time and current position, but there is also a method of changing each parameter based on the external data S18. Next, the operation will be described.
【0060】演算部21は、アルマナックデータを外部
データS18で外部演算装置に出力する。その演算装置
では、現在位置の概略値より時間に対する衛星仰角のテ
ーブルを作成し、メモリに蓄える。GPS衛星の軌道高
度が現在のままであれば、衛星は時間的に4分強早くな
りながら毎日同じ地上の上を通る。その効果を考慮し、
現在時刻と衛星仰角テーブルからGPS衛星の仰角を割
り出す。その仰角値を外部データS18で演算部に送
り、上記手法で低域通過フィルタ16.a,bの遮断周
波数,PNサーチスピードを決定し、PN同期を図る。
上記外部演算装置の操作は、演算部21内で記憶・実行
することもできる。The arithmetic unit 21 outputs the almanac data to the external arithmetic device as the external data S18. In the arithmetic unit, a table of satellite elevation angles with respect to time is created from the approximate value of the current position and stored in a memory. If the orbital altitude of the GPS satellites is the same as it is now, the satellites will pass over the same ground every day, increasing in time by just over 4 minutes. Considering its effect,
The elevation angle of the GPS satellite is calculated from the current time and the satellite elevation angle table. The elevation value is sent to the calculation unit by the external data S18, and the low pass filter 16. The cutoff frequencies of a and b and the PN search speed are determined to achieve PN synchronization.
The operation of the external computing device can be stored and executed in the computing unit 21.
【0061】さらに他の手法を説明する。Still another method will be described.
【0062】まず振幅情報信号S9を演算部に取り込
み、受信しているGPS信号のS/N比を測定する。こ
れはどの衛星も受信していない場合と、GPS衛星から
の信号を受信した場合の振幅の差より計算される。この
実測されたS/N比と、衛星の仰角,アンテナの利得か
ら演算されるS/N比を比較し、演算されたS/N比を
補正し、その補正値を記憶する。さらにS/N比情報を
外部データS18で外部演算装置(図示していない)に
出力する。この外部演算装置はS/N比の情報と時刻情
報をメモリに蓄える。後日測位を行う場合には、GPS
衛星が時間的に4分強早くなりながら毎日同じ地上の上
を通る効果を考慮し、その時刻におけるGPS信号のS
/N比をメモリより呼び出し外部データS18で演算装
置21に出力する。この情報により、低域通過フィルタ
16.a,bの遮断周波数,PNサーチスピードを決定
し、PN同期時間の短縮を図る。上記外部演算装置の操
作は、演算部21内で記憶・実行することもできる。First, the amplitude information signal S9 is taken into the arithmetic unit, and the S / N ratio of the GPS signal being received is measured. This is calculated from the difference in amplitude when no satellite is received and when a signal from a GPS satellite is received. The measured S / N ratio is compared with the S / N ratio calculated from the elevation angle of the satellite and the gain of the antenna, the calculated S / N ratio is corrected, and the correction value is stored. Further, the S / N ratio information is output as external data S18 to an external arithmetic unit (not shown). This external arithmetic unit stores S / N ratio information and time information in a memory. If positioning is performed at a later date, GPS
Considering the effect of the satellite passing over the same ground every day while being slightly faster than 4 minutes, the S of GPS signal at that time is taken into consideration.
The / N ratio is called from the memory and output to the arithmetic unit 21 as external data S18. With this information, the low pass filter 16. The cutoff frequencies of a and b and the PN search speed are determined to shorten the PN synchronization time. The operation of the external computing device can be stored and executed in the computing unit 21.
【0063】またアルマナックデータ,時刻情報,現在
位置情報が無い場合の処理方法について次に説明する。
まずGPS信号の受信開始時には、低域通過フィルタ1
6.a,bの遮断周波数を高くし、通過帯域幅を広げて
PNサーチを開始する。このように帯域幅を広げること
で周波数同期し易くなる。しかしこのように帯域幅を広
げてしまうと、S/N比が悪化するため、仰角の低いG
PS衛星は捕捉できない場合が発生する。そこでGPS
信号が捕捉できなかった場合には、S/N比を改善する
ため、低域通過フィルタ16.a,bの遮断周波数を低
くし、通過帯域幅を狭め、もう一度PNサーチを行いP
N同期を確立する。The processing method when there is no almanac data, time information, or current position information will be described below.
First, at the start of GPS signal reception, the low-pass filter 1
6. The cutoff frequencies of a and b are increased to widen the pass band width and the PN search is started. By thus widening the bandwidth, frequency synchronization becomes easier. However, if the bandwidth is widened in this way, the S / N ratio deteriorates, so that G having a low elevation angle is used.
In some cases, PS satellites cannot be captured. So GPS
When the signal cannot be captured, the low pass filter 16. Lower the cut-off frequencies of a and b, narrow the pass band width, perform another PN search, and
Establish N synchronization.
【0064】以上GPS信号の捕捉について説明した
が、PNサーチ時間の短縮以外にGPSに希望される機能
として、測位精度がある。測位精度を高めるためには、
入力するGPS衛星信号のPN符号と、受信機内部のP
N符号発生器7で作成するPN符号の位相を完全に一致
させるように震動ループ19で制御し、距離測定精度を
上げればよい。Although the acquisition of the GPS signal has been described above, positioning accuracy is another function desired by the GPS in addition to shortening the PN search time. To improve the positioning accuracy,
The PN code of the input GPS satellite signal and the P inside the receiver
The vibration loop 19 may be controlled so that the phases of the PN codes created by the N code generator 7 may be completely matched to increase the distance measurement accuracy.
【0065】そこで本発明を適用した震動ループの一構
成例を図4に示し、以下その詳細を説明する。Therefore, an example of the constitution of the vibration loop to which the present invention is applied is shown in FIG. 4, and its details will be described below.
【0066】入力された振幅情報信号S9は、データ反
転信号S15によりスイッチ,ホールドされ切換器25
に送られる。この信号は切換器25において、ディザー
信号S14で進み信号と遅れ信号に分けられる。各々進
み信号,遅れ信号はループフィルタを通過し、ディザー
信号S14で制御されるホールド26.a,bでデータ
が記憶される。各々の出力は加減算器27に入力され、
差がとられPN同期追跡信号S10を出力する。The input amplitude information signal S9 is switched and held by the data inversion signal S15 and is switched by the switch 25.
Sent to In the switch 25, this signal is divided into a lead signal and a lag signal by the dither signal S14. Each of the lead signal and the lag signal passes through the loop filter, and the hold 26. Data is stored in a and b. Each output is input to the adder / subtractor 27,
The difference is taken and the PN synchronization tracking signal S10 is output.
【0067】次にその動作を説明する。Next, the operation will be described.
【0068】震動ループに入力される振幅情報信号S9
は、図5(b)に示すような特徴がある。図5(a)は
航法データ信号S8を示しており、横軸は時間である。
つまりデータが反転するところでS9の振幅が落ちる現
象が発生することである。これは受信機に使用している
フィルタの影響により発生するもので避けることができ
ないものである。またこのような振幅レベルの急激な変
動が、ループフィルタ28.a,bを通過すると、PN
同期に悪影響を及ぼし測位性能が悪化する。Amplitude information signal S9 input to the vibration loop
Has a feature as shown in FIG. FIG. 5A shows the navigation data signal S8, and the horizontal axis represents time.
That is, a phenomenon occurs in which the amplitude of S9 drops when the data is inverted. This occurs due to the influence of the filter used in the receiver and cannot be avoided. Further, such a sudden change in the amplitude level causes the loop filter 28. Passing a and b, PN
This adversely affects synchronization and deteriorates positioning performance.
【0069】そこでGPS航法データ信号S8のデータ
反転する時刻を、前のデータ反転時間とデータ反転周期
20msから演算部21で計算し、そのデータ反転時間
前後の時間に信号レベルが1になる図5(c)に示した
データ反転信号S15を出力する。Then, the data inversion time of the GPS navigation data signal S8 is calculated by the arithmetic unit 21 from the previous data inversion time and the data inversion cycle of 20 ms, and the signal level becomes 1 before and after the data inversion time. The data inversion signal S15 shown in (c) is output.
【0070】S15の信号レベルが0から1に反転した
ときは、スイッチ23を切り放し入力が加わらないよう
にするのと同時にスイッチを切り放す前のデータをホー
ルド24で記憶する。When the signal level in S15 is inverted from 0 to 1, the switch 23 is cut off to prevent the input from being applied, and at the same time, the data before the switch is cut off is stored in the hold 24.
【0071】逆にS15の信号レベルが1から0に反転
したときは、スイッチ23を接続しホールド24は無効
とするように働く。On the contrary, when the signal level of S15 is inverted from 1 to 0, the switch 23 is connected and the hold 24 is disabled.
【0072】これにより図5(b)に示した振幅情報信
号は、図5(d)に示す信号に変換される。このように
情報信号の反転時の振幅レベルの変動が小さくなるの
で、距離の測定精度さらには測位精度が改善される。さ
らに図5(d)に示した信号はスイッチ25でディザー
信号S14の制御のもと進み信号S19と遅れ信号S2
0に分けられる。As a result, the amplitude information signal shown in FIG. 5 (b) is converted into the signal shown in FIG. 5 (d). In this way, the fluctuation of the amplitude level at the time of inversion of the information signal is reduced, so that the distance measurement accuracy and the positioning accuracy are improved. Further, the signal shown in FIG. 5 (d) is controlled by the switch 25 under the control of the dither signal S14 so that the advance signal S19 and the delay signal S2 are obtained.
Divided into 0.
【0073】各々進み信号,遅れ信号は、ループフィル
タに送られ処理がなされる。本発明の特徴は、このルー
プフィルタ28.a,b内部の乗算器定数を、演算部か
らの制御信号S17により、その処理過程に応じてアダ
プティブに変化できるところに特徴がある。The lead signal and the lag signal are sent to a loop filter and processed. The feature of the present invention is that this loop filter 28. A characteristic is that the multiplier constants inside a and b can be adaptively changed according to the processing process by the control signal S17 from the arithmetic unit.
【0074】PNサーチを行い同期捕捉する時には、確
実に同期捕捉し、さらに急速にトラッキングする必要性
があるので、乗算器29.aの定数に小さな値を選び1
次ループフィルタの特性に近くする。またPN同期追従
時には、トラッキングのオフセット成分を無くし、測位
性能を上げるために、乗算器29.bの定数に大きな値
を選び2次ループフィルタの特性とする。When the PN search is performed to acquire the synchronization, it is necessary to surely acquire the synchronization and perform the tracking more rapidly. Therefore, the multiplier 29. Select a small value for the constant of a and set 1
Close to the characteristics of the next loop filter. Further, in the PN synchronization follow-up, in order to eliminate the tracking offset component and improve the positioning performance, the multiplier 29. A large value is selected for the constant of b and is used as the characteristic of the second-order loop filter.
【0075】さらに乗算器30.a,bの定数も測位精
度が向上するように値が切り換えられる。以上の方法に
てループフィルタから出力された信号は、ホールド2
6.a,bに送られる。スイッチ25で切り換えた信号
がループフィルタ28.aに出力している場合には、ス
イッチ25が切り換えられる直前のループフィルタ出力
信号をホールド26.bに記憶する。Further, the multiplier 30. Values of the constants a and b are switched so that the positioning accuracy is improved. The signal output from the loop filter by the above method is held 2
6. sent to a and b. The signal switched by the switch 25 is the loop filter 28. In the case of outputting to the loop filter output signal just before the switch 25 is switched to the hold 26.a. Store in b.
【0076】さらにループフィルタ28.bに出力する
ようにスイッチ25が切り換えられた場合は、ホールド
26.bは解放され逆にスイッチ25が切り換えられる
直前のループフィルタ出力信号をホールド26.aに記
憶する。このようにして得られる信号S21,S22
を、加算器27で加減算しPN同期追跡信号を得てい
る。Further, the loop filter 28. If the switch 25 is switched to output to the hold b. b holds the loop filter output signal immediately before the switch 25 is released and the switch 25 is switched. Store in a. The signals S21 and S22 obtained in this way
Is added and subtracted by the adder 27 to obtain the PN synchronization tracking signal.
【0077】次に上記で説明したGPS受信装置を自動
車ナビゲーションシステムに組み込んだ例を図6に示
す。Next, FIG. 6 shows an example in which the GPS receiver described above is incorporated into an automobile navigation system.
【0078】システムは、センサ系,表示系,情報系,
演算系からなる。The system includes a sensor system, a display system, an information system,
It consists of a computing system.
【0079】センサには自己の絶対位置を測定するGP
S受信装置31,回転角度を計測する光ファイバジャイ
ロ39,舵角センサ37,方位を検出する地磁気センサ
38,速度を計測する車速センサ36が使用される。The sensor has a GP for measuring its own absolute position.
An S receiver 31, an optical fiber gyro 39 for measuring a rotation angle, a steering angle sensor 37, a geomagnetic sensor 38 for detecting a bearing, and a vehicle speed sensor 36 for measuring a speed are used.
【0080】表示系はLCDディスプレイ32、情報系
は道路情報受信機34、演算系は道路地図を記憶するC
D−ROM33,センサ出力より自己位置を求め、マッ
プマッチング・表示などをコントロールする演算部35
で構成される。The display system is the LCD display 32, the information system is the road information receiver 34, and the operation system is C for storing the road map.
D-ROM 33, arithmetic unit 35 for obtaining self-position from sensor output and controlling map matching / display
Composed of.
【0081】簡単にその動作を説明する。GPS受信装
置は常時自己位置を測定し、その測定結果をLCDディ
スプレイに表示する。しかし建物の陰等になりGPS信
号の受信が不能な場合は測位できなくなる。そこで光フ
ァイバジャイロ,舵センサより出力される角度情報,車
速センサから出力される角度情報,地磁気センサから出
力される方位情報によりナビゲーションを行うと共に、
マップマッチングを併用し測位精度を高め、その測定結
果をLCDディスプレイに表示する。このような構成と
することで、常時正確なナビゲーションが可能になる。
また光ファイバジャイロ,舵角センサ,速度センサ,地
磁気センサなどのセンサ情報により常時ナビゲーション
を行い、GPS受信装置の測位結果で補正することも可
能である。The operation will be briefly described. The GPS receiver constantly measures its own position and displays the measurement result on the LCD display. However, if the GPS signal cannot be received due to the shadow of the building, the positioning cannot be performed. Therefore, while performing navigation using the optical fiber gyro, angle information output from the rudder sensor, angle information output from the vehicle speed sensor, and direction information output from the geomagnetic sensor,
It also uses map matching to improve positioning accuracy and displays the measurement results on the LCD display. With such a configuration, accurate navigation is always possible.
Further, it is also possible to constantly perform navigation by using sensor information such as an optical fiber gyro, a steering angle sensor, a speed sensor, a geomagnetic sensor, etc., and correct it by the positioning result of the GPS receiver.
【0082】さらにこのGPS受信装置は、船,飛行
機,人工衛星などのナビゲーションシステムにも適用可
能である。Further, this GPS receiver can be applied to navigation systems for ships, airplanes, artificial satellites, etc.
【0083】次に、上記構成による自動車ナビゲーショ
ンシステムに、本GPS受信装置を組み込み、ナビゲー
ションを行った例を図7に示す。Next, FIG. 7 shows an example in which the present GPS receiving device is incorporated into the automobile navigation system having the above-mentioned configuration to perform navigation.
【0084】図において道路上を走行している自動車4
0の走行方向をベクトル42,建物を41,GPS衛星
が見える方向ベクトルを43で表した。Vehicle 4 running on the road in the figure
The traveling direction of 0 is represented by a vector 42, the building is represented by 41, and the direction vector in which the GPS satellite is viewed is represented by 43.
【0085】GPSシステムの測位精度は、衛星の見え
る配置にもよるが30m〜50mの誤差がある。その誤
差を修正するため、地図と測位結果の比較を行い、強制
的に自己位置を道路上に合わせるマップマッチングがな
される。The positioning accuracy of the GPS system has an error of 30 m to 50 m depending on the visible arrangement of satellites. In order to correct the error, the map is compared with the positioning result, and the map is forcibly matched with the self-position on the road.
【0086】この図の場合、自動車の走行ベクトル42
から、図に示した道路の走行が選択される。しかしこの
まま走行を続ければ、ベクトル43の方向からくるGP
S信号が建物41で遮断されるために、自動車40に搭
載したGPS受信装置ではGPS信号が受信できなくな
る。これは図1の振幅情報信号S9の信号レベルが下が
り、PN同期が外れることで判定される。よってこのG
PS信号遮断の情報を利用すれば、マップマッチングが
行える。つまり図7に示す道路地図を記憶しCD−RO
M33から、建物41の情報を得て、GPS信号が遮断
されたときに、GPS衛星の見えた方向ベクトル43が
建物41と交わる道路上の場所にマップマッチングする
ことで正確な位置を知ることがでできる。In the case of this figure, the running vector 42 of the automobile
From this, traveling on the road shown in the figure is selected. However, if you continue to drive in this state, the GP coming from the direction of vector 43
Since the S signal is blocked by the building 41, the GPS signal mounted on the automobile 40 cannot receive the GPS signal. This is determined by the fact that the signal level of the amplitude information signal S9 in FIG. 1 decreases and the PN synchronization is lost. Therefore this G
Map matching can be performed by using the information of the PS signal interruption. That is, the road map shown in FIG.
The information of the building 41 can be obtained from M33, and when the GPS signal is cut off, the accurate position can be known by performing map matching to the location on the road where the direction vector 43 of the GPS satellites intersects with the building 41. You can
【0087】[0087]
【発明の効果】本発明によればGPS信号の受信可否や
受給レベルの情報を用いて測位精度の高いナビゲーショ
ンシステムを提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a navigation system with high positioning accuracy by using the information on whether or not GPS signals can be received and the receiving level.
【図1】GPS受信装置のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a GPS receiver.
【図2】演算処理部の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of an arithmetic processing unit.
【図3】演算処理部の処理のフローチャート。FIG. 3 is a flowchart of processing of an arithmetic processing unit.
【図4】震動ループ回路の詳細図。FIG. 4 is a detailed diagram of a vibration loop circuit.
【図5】震動ループ回路に入出力される信号を示す図。FIG. 5 is a diagram showing signals input to and output from a vibration loop circuit.
【図6】GPS受信装置を用いた自動車用ナビゲーショ
ン装置。FIG. 6 is an automobile navigation device using a GPS receiver.
【図7】マップマッチングに使用する地図データ。FIG. 7 is map data used for map matching.
20,23,25…スイッチ、21…演算部、22…基
準発振器、24,26.a,26.b…HOLD、27…
加算器、28.a,28.b…ループフィルタ、29.
a,29.b,30.a,30.b…乗算器、31…G
PS受信装置、32…LCDディスプレイ、33…CD
−ROM、34…道路情報受信機、35…演算部、36
…車速センサ、37…舵角センサ、38…地磁気セン
サ、39…光ファイバジャイロ、40…自動車(ナビゲ
ーター)、41…建物、42…走行ベクトル、43…G
PS衛星が見える方向ベクトル、44…航法データ解析
部、45…フィルタ制御演算部、46…同期判定部、4
7…震振ループ制御演算部、48…スイッチ制御信号
部、49…ドップラ変動補償部、50…立ち上げ処理
部、51…衛星位置速度演算部、52…ドップラシフト
変化量演算、53…衛星選択部、54…測位演算部、5
5…速度演算部。20, 23, 25 ... Switch, 21 ... Arithmetic unit, 22 ... Reference oscillator, 24, 26.a, 26. b ... HOLD, 27 ...
Adder, 28. a, 28. b ... Loop filter, 29.
a, 29. b, 30. a, 30. b ... Multiplier, 31 ... G
PS receiver, 32 ... LCD display, 33 ... CD
-ROM, 34 ... Road information receiver, 35 ... Computing unit, 36
... vehicle speed sensor, 37 ... rudder angle sensor, 38 ... geomagnetic sensor, 39 ... optical fiber gyro, 40 ... automobile (navigator), 41 ... building, 42 ... running vector, 43 ... G
Direction vector in which PS satellite is visible, 44 ... Navigation data analysis unit, 45 ... Filter control calculation unit, 46 ... Synchronization determination unit, 4
7 ... Vibration loop control calculation unit, 48 ... Switch control signal unit, 49 ... Doppler fluctuation compensation unit, 50 ... Start-up processing unit, 51 ... Satellite position / speed calculation unit, 52 ... Doppler shift change amount calculation, 53 ... Satellite selection Part, 54 ... Positioning calculation part, 5
5 ... Speed calculation unit.
Claims (1)
在位置を求める測位衛星信号受信装置と他のセンサ情報
を用いた移動体の現在位置を報知する報知装置を備えた
ナビゲーションシステムにおいて、前記測位衛星信号受
信装置は受信可否,受信信号レベルを記憶する記憶手段
と前記記憶された情報をナビゲーション演算部に出力す
る出力端子を備え、ナビゲーション演算部は前記出力端
子からの情報に基づいて前記移動体周囲の建物の状況を
判断する手段を備えたことを特徴とするナビゲーション
システム。1. A navigation system comprising a positioning satellite signal receiving device for receiving a signal from a positioning satellite to determine the current position of a mobile body and a notification device for notifying the current position of the mobile body using other sensor information. The positioning satellite signal receiving device includes storage means for storing whether or not reception is possible and a received signal level, and an output terminal for outputting the stored information to a navigation calculation section, and the navigation calculation section is based on the information from the output terminal. A navigation system comprising means for judging the condition of a building around the moving body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14477995A JPH0814919A (en) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | Navigation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14477995A JPH0814919A (en) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | Navigation system |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17742390A Division JP2539535B2 (en) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | Positioning satellite received signal processing method and apparatus and navigation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0814919A true JPH0814919A (en) | 1996-01-19 |
Family
ID=15370245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14477995A Pending JPH0814919A (en) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | Navigation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0814919A (en) |
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