JPH09311178A - Ｇｐｓ受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＧＰＳ受信機の省電力化 【解決手段】 ＧＰＳ受信機１0 は、衛星から送信され
た電波を増幅する高周波増幅回路2と、高周波増幅回路2
の出力信号を中間周波信号に変換する周波数変換回路3
と、中間周波信号を基づいて、衛星に対応したチャンネ
ル毎のデジタルデータを生成するデジタルデータ生成回
路12Ｎと、デジタルデータ生成回路12Ｎの出力データか
ら測定に関する情報を演算処理する演算手段7とを備え
ている。デジタルデータ生成回路12Ｎは、Ｎチャンネル
1〜Nに対応した数を備え、各生成回路12Ｎには、異なっ
た周波数帯域の複数の復調回路N-1、N-2、N-3が設けられ
ている。各復調回路N-1、N-2、N-3には、アンドゲート14
とフリップフロップ１５で構成したスイッチ手段16と接
続されている。スイッチ手段16は、非受信状態の場合、
または、要求性能に応じて、デコーダ18によりオン，オ
フされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＰＳ受信機に関
し、特に、省電力形のＧＰＳ受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星から
送られてくる電波を受信し、受信電波から地球上の二点
間の距離の測定や、地球上の移動局の位置を測定するた
めに用いられる。この主のＧＰＳ受信機では、受信電波
から測定に関するデジタルデータを得るためにＤＳＰ復
調回路（Ｄｉｇｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｏｒ）が用いられている。

【０００３】このＤＰＳ復調回路は、複数のＧＰＳ衛星
のそれぞれに対応したデジタルデータを信号処理するた
めに、複数のチャンネルの信号処理回路及びソフトウエ
アを備えている。図５は、従来のＧＰＳ受信機１の回路
構成の概要を示している。同図に示すＧＰＳ受信機１
は、衛星から送信された電波をアンテナを介して受信
し、この受信信号を増幅する高周波増幅回路２、高周波
増幅回路２の出力信号を中間周波数信号に変換する周波
数変換回路３と、周波数変換回路３の出力信号を受ける
デジタルデータ生成回路５と、高周波増幅回路２，周波
数変換回路３，デジタルデータ生成回路５にクロック信
号を送出するシンセサイザ４とを備えている。

【０００４】デジタルデータ生成回路５は、複数の衛星
に対応する１〜Ｎチャンネルの信号処理部５ａ〜５ｎ
とが設けられ、これらの信号処理部５ａ〜５ｎには、Ｉ
／Ｏポート６を介して接続したメモリなどを設けた演算
処理部、すなわちＣＰＵ７およびＲＯＭ８などが接続さ
れていて、入力された中間周波信号に基づいてそれぞれ
の信号処理部５ａ〜５ｎで信号処理し、ＣＰＵ７に内蔵
されたソフトウエアのアーキテクチャに基づき位相デー
タと航法メッセージデータとに復調する。

【０００５】この信号処理部５ａ〜５ｎのチャンネル数
ｎは、受信対象であるＧＰＳ衛星の数に応じて指定さ
れ、これらを起動状態とすることによって、指定された
衛星からの信号が指定されたチャンネルで選択され、こ
こで復調した情報信号がデジタルデータ生成回路５で処
理されることになる。また、各チャンネル１〜Ｎには、
それぞれ複数の復調回路Ｎ−１，Ｎ−２、Ｎ−３が設け
られており（図５では、Ｎチャンネル部分のみが図示さ
れている）、各復調回路Ｎ−１，Ｎ−２、Ｎ−３は、例
えば、送信電波に含まれているＬ１Ｃ／Ａコード，Ｌ１
Ｐコード，Ｌ２Ｐコードなどの異なった周波数帯域が割
り当てられていて、各復調回路Ｎ−１，Ｎ−２、Ｎ−３
では、これらの各コードが復調される。

【０００６】しかしながら、このような従来のＧＰＳ受
信機には、以下に説明する技術的な課題が指摘されてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来のＧＰ
Ｓ受信機では、使用するクロックスピードや回路規模の
点から、高性能であって高消費電力形の受信機と、低機
能であって低消費電力形の受信機が数種類提供されてい
た。このため、例えば、高性能が要求される測量と、そ
うでない約１０Ｋｍ程度の近距離測定、あるいは異なっ
た用途でそれぞれの受信機を使い分ける必要があった。

【０００８】一方、ＧＰＳ受信機の製造者側では、これ
らの要求に応じるために、複数の基板や、ケース及び操
作部などの本体、受信用ＩＣを使い分けるなどして対応
しているが、製造上のコストアップにつながる欠点があ
った。また、特に、複数のコードが受信できるようにし
た高性能受信機では、全ての測量や測位が可能となる
が、その反面消費電力が大きく、バッテリを複数用意し
たり、容量の大きなバッテリを用意しなければならない
など、使いづらい欠点があった。

【０００９】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みてなされたものであって、その目的とするところは、
該当する復調回路に電波の入力信号がない場合や要求性
能に応じて、復調回路に対するクロック信号の入力を遮
断することで、休眠状態とし、省電力化と性能の使い分
けとが簡単に行なえるＧＰＳ受信機を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のうち、請求項１記載の発明は、衛星から送
信された電波を増幅する高周波増幅回路と、前記高周波
増幅回路の出力信号を中間周波信号に変換する周波数変
換回路と、前記中間周波信号を増幅する中間周波増幅回
路と、前記衛星に対応したチャンネル数を備え、前記送
信電波に含まれているＬ１Ｃ／Ａコード，Ｌ１Ｐコー
ド，Ｌ２Ｐコードなどの異なった周波数帯域の信号を復
調する複数の復調回路を有し、これらの復調回路に対応
したデジタルデータを生成する複数のデジタルデータ生
成回路と、前記デジタルデータ生成回路の制御用演算手
段とを備えたＧＰＳ受信機において、前記デジタルデー
タ生成回路は、前記復調回路が要求性能に応じて非選択
状態である場合、または、前記復調回路が非受信状態で
ある場合に、当該復調回路に対するクロック信号の供給
を停止するクロック停止手段を設けた。この構成によれ
ば、復調回路が要求性能に応じて非選択状態である場
合、または、前記復調回路が非受信状態である場合に、
対応した復調回路のクロック信号の供給が停止しするの
で、高性能から低性能のものまで対応することができる
とともに、省電力化を図ることができる。また、前記ク
ロック停止手段は、ＣＰＵに接続されたデコーダと、デ
コーダの出力端と前記復調回路との間に設けたスイッチ
手段とを備え、このデコーダからの信号により前記復調
回路に対するクロック信号をオンオフすることができ
る。さらに、前記ＧＰＳ受信機は、前記ＣＰＵに接続さ
れたキーボードを備え、このキーボードの操作により前
記クロック停止手段の実行を任意に設定することができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照にして詳細に説明する。図１
は、本発明にかかるＧＰＳ受信機の第１実施例を示して
いる。なお、以下の説明では、従来と同一もしくは相当
する箇所には同一符号を付し、新たに付加された箇所に
のみ異なる符号を用いて説明する。

【００１２】同図に示したＧＰＳ受信機１０は、従来と
ほぼ同様に、衛星から送信された電波をアンテナを介し
て受信し、この受信信号を増幅する高周波増幅回路２、
高周波増幅回路２の出力信号を中間周波数信号に変換す
る周波数変換回路３と、周波数変換回路３の出力信号を
受けるデジタルデータ生成回路１２と、高周波増幅回路
２，周波数変換回路３，デジタルデータ生成回路５にク
ロック信号を送出するシンセサイザ４とを備えている。

【００１３】デジタルデータ生成回路１２は、複数の衛
星に対応する１〜Ｎチャンネルの信号処理部１２Ａ〜１
２Ｎ（なお、図１では、第Ｎチャンネルの信号処理部だ
けを示している。）を備え、これらの信号処理部には、
Ｉ／Ｏポート６を介して接続したメモリなどを設けた演
算処理部、すなわちＣＰＵ７およびＲＯＭ８が接続され
ていて、入力された中間周波信号に基づいてそれぞれの
信号処理部１２Ａ〜１２Ｎで信号処理し、ＣＰＵ７に内
蔵されたソフトウエアのアーキテクチャに基づき位相デ
ータと航法メッセージデータとに復調する。

【００１４】この信号処理部１２Ａ〜１２Ｎのチャンネ
ル数ｎは、受信対象であるＧＰＳ衛星の数に応じて指定
され、指定選択されたものを起動状態とすることによっ
て、指定された衛星からの信号が指定されたチャンネル
で受信され、ここで位相データやコードデータおよひ軌
道データなどが復調される、このようなＧＰＳ受信機と
しての基本的な構成は、従来のこの種のものと同じであ
るが、本実施例のＧＰＳ受信機１０は、以下の点に顕著
な特徴がある。

【００１５】すなわち、本実施例のＧＰＳ受信機１０で
は、各信号処理部１２Ａ〜１２Ｎが、それぞれ一つのパ
ッケージに収納されたＩＣから構成されているが、別の
ＩＣパッケージに収納されていてもよい。各信号処理部
１２Ａ〜１２Ｎは、その内部に３つの復調回路Ｎ−１
（Ｌ1 Ｃ／Ａコード），Ｎ−２（Ｌ1 Ｐコード），Ｎ−
３（Ｌ2 Ｐコード）を備えているとともに、このＩＣ内
には、３個のアンドゲート１４及びフリップフロップ１
５で構成されたスイッチ手段１６が設けられている。

【００１６】３つの復調回路復調回路Ｎ−１，Ｎ−２，
Ｎ−３は、異なった周波数帯域またはＰＮコードの変調
信号を復調するものであり、コードトラッキング回路と
キャリアトラッキング回路とを含んでいて、例えば、復
調回路Ｎ−１が、衛星からの送信電波に含まれているＬ
１Ｃ／Ａコードと同調するコードトラッキング回路を有
し、同復調回路Ｎ−２は、同Ｌ１Ｐコードと同調するコ
ードトラッキング回路を有し、同復調回路Ｎ−３は、同
Ｌ２Ｐコードと同調するコードトラッキング回路を有し
ている。

【００１７】これらの復調回路Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３
は、ＧＰＳ受信機１０に要求されている性能に応じて選
択されるものであって、例えば、精密測量の場合には、
全ての復調回路Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３が選択され、ま
た、比較的精度の低い測量用には、復調回路Ｎ−１が選
択される。アンドゲート１４の出力側は、各復調回路Ｎ
−１、Ｎ−２、Ｎ−３に接続されているとともに、アン
ドゲート１４の一方の入力端子には、シンセサイザ４の
クロック信号出力側が接続され、常時信号処理部１２Ａ
〜１２Ｎにクロック信号が供給されている。

【００１８】アンドゲート１４の他方の入力端子には、
フリップフロップ１５の出力側が接続されていて、フリ
ップフロップ１５から出力が送出されたときに、信号処
理部１２Ａ〜１２Ｎへのクロック信号の供給が停止され
る。フリップフロップ１５の入力端子には、リード部を
介してＩＣパッケージ外に配置されたデコーダ１８の出
力側が接続されている。デコーダ１８は、ＣＰＵ７から
の指令に応じてスイッチ手段１６オンオフし、各復調回
路Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３に対するクロック信号の入
力，遮断を行う。なお、このデコーダ１８は、Ｎチャン
ネルの信号処理部１２Ｎだけでなく他のチャンネルの信
号処理部にも接続されている。

【００１９】図２に、ＣＰＵ７で実際に実行される制御
手順一例を示している。同図に示す手順では、スタート
すると、まず、ステップｓ１で初期設定が行なわれる。
ここで行なわれる初期設定は、ＧＰＳ受信機１０に要求
されている性能に対して、複数の復調回路Ｎ−１，Ｎ−
２，Ｎ−３から性能に応じてこれらを選択して指定する
ことや、Ｎチャンネルあるデジタルデータ生成回路１２
の信号処理部１２Ａ〜１２Ｎを衛星に割り当てることな
どである。

【００２０】割当ての判断方法として、３つあり、その
１つは、割り当てたＣＰＵ自身のもつメモリを読み込ん
でＣＰＵで判断する方法である。２つめは、割り当てら
れた信号処理部のメモリをＣＰＵで読み込んで判断する
方法であり、３つめは、割り当てられた信号処理部から
のエポックの割り込みがあれば処理し、割り込みがなけ
れば処理しない方法である。図２には、３番目の判断
は、フローに図示していないが、この方法が効果的であ
る。

【００２１】初期設定が終了すると、ステップｓ２で第
１チャンネルの信号処理部１２Ａが呼び出され、衛星の
割当てがあるか否かが判断される。なお、信号処理部１
２Ａ〜１２Ｎに衛星が割り当てられている場合には、例
えば、割り込みフラグが立てられ、その有無により判断
する。ステップｓ２で衛星が割り当てられていると判断
された場合には、ステップｓ３に移行する。

【００２２】ステップｓ３からｓ８では、３つの復調回
路Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３のそれぞれについて順次選択
指定が行なわれているか否かが判断され、選択指定が行
なわれていないと判断した場合には、ステップｓ４，
６，８で、それぞれ対応する復調回路Ｎ−１，Ｎ−２，
Ｎ−３のスイッチ手段１６を作動させて、クロック信号
の供給を停止して、休眠状態にする。

【００２３】続くステップｓ９では、信号処理部１２Ａ
の受信処理が行なわれ、割り当てられた衛星からの電波
信号を受信し、ステップｓ１０では、受信処理により得
られたデータから衛星の軌道データが抽出され、この軌
道データと観測位置との関係から、衛星の高度角を演算
して、現時点での衛星からの受信が可能か否かが判断さ
れる。

【００２４】ステップｓ１０で衛星からの受信が可能で
あると判断された場合には、受信処理を継続し、ステッ
プｓ１１で、チャンネル数に１をプラスして、ステップ
ｓ２に戻り以後の手順が継続される。一方、ステップｓ
２で信号処理部１２Ａに衛星が割り当てられていないと
判断した場合には、ステップｓ１２で当該処理部１２Ａ
の復調回路Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３の全てのスイッチ手
段１６を作動させて、信号処理部１２Ａへのクロック信
号の供給が停止され、休眠状態にされる。

【００２５】続くステップｓ１３では、全チャンネルの
信号処理部１２Ａ〜１２Ｎの判断が完了したか否かが判
断され、これがまだ終了していない場合には、ステップ
ｓ１４によりチャンネル数に１をプラスして、ステップ
ｓ２に戻り以後の手順が継続される。一方、ステップｓ
１３で全チャンネルの信号処理部１２Ａ〜１２Ｎの判断
が完了したと判断された場合には、ステップｓ１４に移
行する。

【００２６】ステップｓ１４では、全チャンネルの信号
処理部１２Ａ〜１２Ｎへのクロック信号の供給を停止す
る共に、ＣＰＵ７へのクロック信号の供給を停止し、全
て休眠状態にする。そして、この休眠状態は、ステップ
ｓ１５で割り込み要求が発せられるまで継続するととも
に、割り込み要求があった場合には、ステップｓ２に戻
りそれ以後の手順が実行される。

【００２７】なお、ステップｓ１０で、高度角との関係
で、衛星が隠れていて、現時点での衛星からの受信が不
能であると判断された場合には、ステップｓ１２に移行
し、スイッチ手段１６を作動させて、信号処理部１２Ａ
へのクロック信号の供給が停止され、信号処理部１２Ａ
は、休眠状態にされる。また、このステップｓ１２で
は、時間が経過して、衛星が軌道上を移動することで、
受信可能な高度角になったと判断された場合には、クロ
ック信号の供給が開始されて、自動的に受信状態に復帰
する。

【００２８】さて、以上のように構成された本実施例の
ＧＰＳ受信機によれば、復調回路Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−
３が要求性能に応じて非選択状態である場合、または、
前記復調回路Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３が非受信状態であ
る場合に、対応した復調回路Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３の
クロック信号の供給がフリップフロップ１５の作動によ
り停止するので、高性能から低性能のものまで対応する
ことができるとともに、省電力化を図ることができる。

【００２９】図３は、本発明にかかるＧＰＳ受信機の第
２実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当
する部分には、同符号を付してその説明を省略するとと
もに、以下にその特徴点についてのみ説明する。この実
施例は、ＧＰＳ受信機１０ａの各復調回路Ｎ−１，Ｎ−
２，Ｎ−３に対する省電力モードの設定、あるいは省電
力に至るまでの時間をユーザ側で自由に設定できる場合
を示している。

【００３０】図３において、ＣＰＵ７には、Ｉ／Ｏポー
ト６を介してキーボード２０が接続されている。従っ
て、この実施例の場合には、特定のチャンネル、及び特
定の復調回路Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３に対する省電力を
実行するかしないかをキーボード２０に対する入力によ
り選択することができる。図４は、本発明にかかるＧＰ
Ｓ受信機の第３実施例を示しており、上記実施例と同一
もしくは相当する部分には、同符号を付してその説明を
省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明
する。この実施例は、ＧＰＳ受信機１０ｂのデコーダ１
８をスイッチ２２によりオンオフできるようにしたもの
である。

【００３１】同図において、省電力モードにする場合に
は、スイッチ２２を入れてデコーダ１８をオンし、第一
実施例と同様な手順で省電力モードを実行させる。ま
た、スイッチ２２をオフさせることで、ユーザの手動入
力により省電力モードを指定、及び解除できるため、例
えば一時的に測定処理を中断する場合などに好適であ
る。

【００３２】なお、実施例２、実施例３の組合わせも可
能であり、この場合にはデフォルト設定、ユーザ設定、
一時中断などを全て行うことができる。また、上記実施
例では、アンドゲート１４とフリップフロップ１５とで
構成したスイッチ手段１６を例示したが、スイッチ手段
１６は、この組合せに限定されることはなく、他の構成
であってもよい。

【００３３】例えば、ＣＰＵからのデータをＤＦ／Ｆで
ラッチし、アンドゲート１４でＯＮ／ＯＦＦする制御回
路を構成し、クロック信号をＯＮ／ＯＦＦ制御するもの
であってもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上、各実施例により詳細に説明したよ
うに、本発明にかかるＧＰＳ受信機では、非受信状態ま
たは要求性能に応じて非選択指定状態の周波数帯域の復
調回路を休眠状態とし、省電力モードとすることができ
るので、余分な電力消費がなく、特に携帯用受信機など
に好適である。

【００３５】また、その省電力モードは、演算手段に内
蔵されたソフトウエアの内容や、スイッチ手段に応じて
種々設定できるため、低性能のものから高性能のものま
で同一基板で提供できる利点があり、汎用性に富む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるＧＰＳ受信機の回路
ブロック図である。

【図２】同ＧＰＳ受信機におけるＣＰＵの処理手順の一
例を示すフローチャートである。

【図３】本発明の第２実施例を示す回路ブロック図であ
る。

【図４】本発明の第３実施例を示す回路ブロック図であ
る。

【図５】従来のＧＰＳ受信機の全体構成を示す回路ブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ，１０ｂ ＧＰＳ受信機 ２ 高周波増幅回路 ３ 周波数変換回路 ４ シンセサイザー（クロック信
号発生手段） ７ ＣＰＵ １２ デジタルデータ生成回路 １２Ｎ 信号処理部 Ｎ−１，Ｎ−２，Ｎ−３ 復調回路 １４ アンドゲート １６ スイッチ手段 １８ デコーダ ２０ キーボード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衛星から送信された電波を増幅する高周
   波増幅回路と、前記高周波増幅回路の出力信号を中間周
   波信号に変換する周波数変換回路と、前記中間周波信号
   を増幅する中間周波増幅回路と、前記衛星に対応したチ
   ャンネル数を備え、前記送信電波に含まれているＬ１Ｃ
   ／Ａコード，Ｌ１Ｐコード，Ｌ２Ｐコードなどの異なっ
   た周波数帯域の信号を復調する複数の復調回路を有し、
   これらの復調回路に対応したデジタルデータを生成する
   複数のデジタルデータ生成回路と、前記デジタルデータ
   生成回路の制御用演算手段とを備えたＧＰＳ受信機にお
   いて、 前記デジタルデータ生成回路は、前記復調回路が要求性
   能に応じて非選択状態である場合、または、前記復調回
   路が非受信状態である場合に、当該復調回路に対するク
   ロック信号の供給を停止するクロック停止手段を設けた
   ことを特徴とするＧＰＳ受信機。
2. 【請求項２】 前記クロック停止手段は、前記演算手段
   のＣＰＵに接続されたデコーダと、デコーダの出力端と
   前記復調回路との間に設けたスイッチ手段とを備え、こ
   のデコーダからの信号により前記復調回路に対するクロ
   ック信号をオンオフすることを特徴とする請求項１記載
   のＧＰＳ受信機。
3. 【請求項３】 前記ＧＰＳ受信機は、前記ＣＰＵに接続
   されたキーボードを備え、このキーボードの操作により
   前記クロック停止手段のクロック停止までの時間を任意
   に設定できるようにしたことを特徴とする請求項２記載
   のＧＰＳ受信機。