JPH10268026A - Gps receiver - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To capture a radio wave rapidly by suppressing the extension of the capturing time of a satellite radio wave due to various kinds of factors. SOLUTION: A signal-processing part sets a frequency prediction value fr1 of a satellite to be captured based on the reference frequency of a reference frequency oscillator (for example, TCXO). When the prediction error factor of the frequency prediction value fr1 has reduced while the search operation of the radio wave of a target satellite is being executed, the signal-processing part recalculates the frequency prediction value fr1 . A new frequency prediction value is set by the calculation and the control of the search frequency is initialized. In this case, the initialization of the control of the search frequency indicates the control for starting search with the recalculated frequency prediction value as a center.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a GPS receiver for detecting a position of a receiver by receiving a radio wave transmitted from an artificial satellite.

【０００２】[0002]

【従来技術】従来、この種のＧＰＳ受信機においては、
例えば特開昭６３−３０８５８７号公報や特開昭６１−
３４４８６号公報などに示されているようなものがあ
る。このようなＧＰＳ受信機では、衛星電波の捕捉をす
るために疑似雑音符号位相とキャリア周波数のサーチを
行っている。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of GPS receiver,
For example, JP-A-63-308587 and JP-A-61-308587
For example, there is the one disclosed in Japanese Patent No. 34486. Such a GPS receiver searches for a pseudo-noise code phase and a carrier frequency in order to capture satellite radio waves.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＧ
ＰＳ装置においては単にキャリア周波数のサーチを行っ
ている。そのため、ＧＰＳ受信機内の信号処理部に入力
する信号の周波数は基準周波数発振器（以下、ＴＣＸＯ
という）の出力周波数のズレのため、理論的な値と異な
っている。However, such a G
The PS device simply searches for the carrier frequency. Therefore, the frequency of the signal input to the signal processing unit in the GPS receiver is equal to the reference frequency oscillator (hereinafter, TCXO).
), Which is different from the theoretical value.

【０００４】また、人工衛星は上空を移動するため、人
工衛星から送信されＧＰＳ受信機の信号処理部に入力す
る信号は人工衛星の運動による衛星電波のドップラー効
果を受けている。更に、ＧＰＳ受信機を車両に搭載した
場合には、車両も移動するものであるために、車両の運
動による衛星電波のドップラー効果を受けている。[0004] Further, since the artificial satellite moves in the sky, the signal transmitted from the artificial satellite and input to the signal processing unit of the GPS receiver is subjected to the Doppler effect of the satellite radio wave due to the motion of the artificial satellite. Furthermore, when the GPS receiver is mounted on a vehicle, the vehicle also moves, so that the vehicle is subjected to the Doppler effect of satellite radio waves due to the movement of the vehicle.

【０００５】これらの誤差要因の他、受信機の時計誤
差、現在推定している位置誤差等の誤差もあり、それら
によって衛星電波を捕捉するまでの時間が長くなるとい
う問題がある。そこで、本発明は、種々誤差要因によっ
て衛星電波の捕捉時間が長くなることを抑制して早く電
波の捕捉ができるようにすることを目的とする。[0005] In addition to these error factors, there are also errors such as a clock error of the receiver and a currently estimated position error, which causes a problem that the time required to capture satellite radio waves becomes long. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to suppress a long satellite radio wave acquisition time due to various error factors so that a radio wave can be quickly acquired.

【０００６】[0006]

【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、請求項１に記載の発明のよれば、目的とす
る衛星の電波のサーチ動作を繰り返すことによって前記
衛星の電波を捕捉するように構成されたＧＰＳ受信機に
おいて、前記サーチ動作を実行中に基準周波数発振手段
の基準周波数をもとに設定した捕捉対象衛星の周波数予
測値の予測誤差要因が減少した際に、前記周波数予測値
を再計算することにより新たな周波数予測値を設定して
サーチ周波数の制御を初期化する制御手段を有すること
を特徴とする。According to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, according to the first aspect of the present invention, a search operation of a target satellite radio wave is repeated to acquire the satellite radio wave. When the prediction error factor of the frequency prediction value of the acquisition target satellite set based on the reference frequency of the reference frequency oscillating unit decreases during the execution of the search operation, It is characterized by having control means for setting a new frequency prediction value by recalculating the prediction value and initializing the control of the search frequency.

【０００７】また、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明において、前記サーチ周波数の制御
の初期化とは、前記再計算した周波数予測値を中心とし
てサーチを開始する制御のことであることを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the control of the search frequency is initialized by starting a search centering on the recalculated frequency predicted value. It is characterized by control.

【０００８】[0008]

【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。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle GPS receiver showing one embodiment of the present invention. The antenna 1 captures satellite radio waves from GPS satellites and converts them into electric signals. This electric signal is sufficiently amplified by the amplifier 2 and input to the frequency converter 5. In the frequency conversion unit 5, a reference frequency oscillator (hereinafter, TC
XO) 3 is multiplied by a frequency multiplying circuit 4 to synthesize a local oscillation frequency and a received signal to perform frequency conversion.

【０００９】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。The frequency conversion is performed not only once but also twice.
A configuration in which conversion is performed more than once may be used. In the signal processing unit 6, the TCXO
The demodulation of the carrier component and the demodulation of the pseudo-noise code are performed using the signal No. 3. This operation is called a search operation, and a state in which the demodulation succeeds and follows is called a state in which satellite radio waves are captured. Further, the signal processor 6 demodulates orbit data,
Performs positioning calculation.

【００１０】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。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。This signal processor 6 is characterized in that the speed from the search operation to the acquisition of satellite radio waves is increased. The signal processing unit 6 is configured using a microcomputer to execute the operation, and executes the operation according to a program for performing various operations described later. The operation of the microcomputer in the signal processing unit 6 will be described below. FIG. 2 is a flowchart showing the calculation processing.

【００１１】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。First, in step 100, processing for selecting a satellite and calculating the position of the satellite is performed. In this case, a different operation is performed between a warm start or a hot start and a cold start. The warm start refers to a state in which the general orbit data (Olmanac data) and the general receiver position are stored in the receiver, and the current time is also roughly known. The hot start refers to a state in which detailed trajectory data (ephemeris data) is also stored in the receiver. A cold start refers to a state other than the above two states. The ormanac data, the approximate receiver position, and the ephemeris data have been obtained and stored in the processing up to the previous time, and it is determined which of the three cases above according to the stored information.

【００１２】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。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。At the time of a warm start or a hot start, a satellite position is first calculated from the approximate orbit data, and a visible satellite (receivable satellite) is determined from the calculated satellite position. A combination of these visible satellites that can improve the positioning accuracy is selected as many as can be tracked. Also, at the time of a cold start, the satellite position cannot be calculated, so that it is impossible to optimally select the satellite. Therefore, the selection is such that the satellites of satellite numbers 1 to 32 are sequentially searched.

【００１３】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ｖ_Siを求め、この衛星の速度ｖ_Siに基
づきドップラー量△ｆ_siを次式で求める。In the following step 110, step 100
Predict the frequency of satellite radio waves for the satellite selected in. In the case of a warm start or a hot start, the satellite position can be calculated from the approximate orbit data. Therefore, the satellite position after an appropriate minute time is obtained from the satellite position obtained in step 100, and the satellite / receiver (reception) is obtained in this minute time. The satellite speed v _Si is obtained from the change in the distance between the satellites (using the in-flight approximate receiver position data), and the Doppler amount Δf _si is obtained from the following equation based on the satellite speed v _Si .

【００１４】[0014]

【数１】△ｆ_Si＝ｖ_Si・ｆ_O ／Ｃ 但し、ｆ_O は衛星電波送信周波数（１５７５．４２ＭＨ
ｚ）、Ｃは光速度（２９９８９２４５８ｍ／ｓ）であ
る。また、後述するステップ１６０あるいは１８０のＴ
ＣＸＯズレ量演算手段で求めるＴＣＸＯズレ量△ｆ_TCXO
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。
（Δｆ_TCXOは計算される迄は０とする。）△ f _Si = v _Si · f _O / C where f _O is the satellite radio wave transmission frequency (1575.42 MH)
z) and C are the speed of light (299892458 m / s). Also, T of step 160 or 180 described later
TCXO shift amount obtained by CXO shift amount calculating means △ f _TCXO
In consideration of the Doppler amount Δf _Si caused by the motion of the satellite and the above, the frequency predicted value f _ri of the satellite radio wave is obtained by the following equation.
(Δf _TCXO is 0 until calculated.)

【００１５】[0015]

【数２】ｆ_ri＝ｆ_O ＋△ｆ_Si−△ｆ_TCXO この実施例では、ＴＣＸＯのズレ量△ｆ_TCXO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、△ｆ_TCXOを逓倍数で割った量となる。[Number 2] _{f ri = f O + △ f} Si - △ f TCXO In this embodiment, shift amount △ f _TCXO of TCXO refers to the value after frequency multiplication. Therefore, the actual frequency deviation of TCXO is an amount obtained by dividing Δf _TCXO by a multiple.

【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△ｆ_S を求めることができない
ので衛星電波の周波数予測値ｆ_riは以下の式で求める。Further, in the case of a cold start, the Doppler amount Δf _S due to the movement of the satellite cannot be obtained, and the frequency predicted value f _ri of the satellite radio wave is obtained by the following equation.

【００１７】[0017]

【数３】ｆ_ri＝ｆ_O −△ｆ_TCXO 続くステップ１２０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。F _ri = f _O − △ f _{TCXO In the} following step 120, a search operation is performed for the satellite selected in step 100 and whose satellite radio frequency is predicted in step 110. This step is terminated when the correlation is not obtained even if the satellite radio wave is captured or the correlation measurement is performed for all phases of the pseudo noise code.

【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。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。In the following step 130, processing is distributed according to the result of step 120. That is,
If satellite radio waves can be captured in the search operation in step 120, the process proceeds to step 150; otherwise, the process proceeds to step 140. here,
When the acquisition of the satellite radio wave fails and the process proceeds to step 140, an operation for controlling the search frequency near the satellite radio wave prediction frequency obtained in step 110 is added. The Doppler amount due to satellite motion can be calculated by using approximate orbit data, receiver clock,
An error occurs due to the accuracy of the approximate position data of the receiver. Also, the amount of TCXO deviation cannot be corrected for short-term fluctuations caused by factors such as temperature. Further, due to Doppler of satellite radio waves due to the movement of the vehicle, an error may occur between the predicted frequency of the satellite radio waves and the actual frequency, so that the satellite radio waves may not be captured. For this reason, it is necessary to perform the search operation around the satellite radio wave prediction frequency up to the range of the prediction accuracy. Also, how many Hz the search is performed is determined by the performance of determining how many Hz the signal is shifted and the correlation of the pseudo-noise code can be obtained.

【００１９】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。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ｆ_ri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ｆ_riを中心として、 ｆ_riを中心に、ｆ_ri±ｆ_nlmt1 まで、ｆ_stp1単位で±
両方向交互にサーチする。The method of controlling the search frequency differs in the following three states. One is a warm start or a hot start, the second is a cold start, and the third is after the start of positioning. Here, as a feature of the present invention, the control of the search frequency is not performed evenly within the search range, but the frequency of the satellite radio frequency predicted value f _ri is made the highest as shown in FIG. Lower. This is due to consideration of the environment peculiar to the vehicle, such as the blocking of satellite radio waves by buildings and the like. (1) as a warm start or center frequency predicted value f _ri of hot start when the satellite radio waves, especially in the f _ri, until the _{f ri} ± f nlmt1, ± at _f stp1 unit
Search alternately in both directions.

【００２０】ｆ_riを中心に、ｆ_ri±ｆ_nlmt1 まで、ｆ
_stp1単位で±両方向交互にサーチし、ｆ_ri＋（２＋ｉ）
・ｆ_cstp〜ｆ_ri＋（３＋ｉ）・ｆ_cstpとｆ_ri−（２＋
ｉ）・ｆ_cstp〜ｆ_ri−（３＋ｉ）・ｆ_cstpの周波数帯を
交互にｆ_stp1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±ｆ_wlmtまで） に戻る。[0020] in the center of the f _ri, until the _{f ri} ± f nlmt1, f
Search alternately in ± both directions in _stp1 units, f _ri + (2 + i)
_{· F cstp ~f ri + (3} + i) · f cstp and f _ri - (2+
i) The frequency band of f _{cstp to} f _ri − (3 + i) · f _cstp is alternately _{searched in} units of f _stp1 . The processing of (i = 0) is increased to i = 1, 2, and 3. (The shift amount of the carrier frequency is up to ± f _wlmt ).

【００２１】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、ｆ_nlmt1 は、頻度高くサーチす
る範囲を示し、ｆ_riの精度とＴＣＸＯ周波数の短期変動
量より設定される。ｆ_stp1は、サーチ単位を示し、捕捉
可能な範囲のキャリア周波数ズレ量より設定される。The actual control is performed according to the flowchart of FIG. Note that f _nlmt1 indicates a search range with high frequency, and is set based on the accuracy of f _ri and the short-term fluctuation amount of the TCXO frequency. f _stp1 indicates a search unit and is set based on a carrier frequency shift amount in a _captureable range.

【００２２】ｆ_cstpは、頻度低くサーチする周波数帯の
分割の単位を示す。ｆ_wlmt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ｆ_riを０として、ｆ_stp2
単位に±両方向に、最大ｆ_wlmt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、ｆ
_stp2は、サーチ単位を示し、ｆ_stp2＞ｆ_stp1である。F _cstp indicates a unit of division of a frequency band to be searched infrequently. f _wlmt is set from the maximum value of the Doppler amount due to satellite motion and the deviation amount of TCXO. The search frequency is changed within the range shown in FIG. (2) the satellite radio frequency predicted value f _ri of cold start time of all satellites as _0, f stp2
Search up to f _wlmt in ± both directions. In this case, the search is performed in the order of the numbers shown in FIG. Note that f
_stp2 indicates a search unit, and _fstp2 > _fstp1 .

【００２３】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ｆ_ri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＞ｆ_stp1）。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。At the time of this cold start, since the frequency prediction value f _ri of the satellite radio wave cannot be obtained, the search width must be the width of all possible Doppler amounts. Furthermore, if the amount of TCXO shift is not determined, the search width must include the predicted maximum value of the shift amount. Therefore, the search time becomes very long. For this reason, the search unit is set to be larger than that at the time of warm start and hot start (f).
_stp2 > f _stp1 ). As a result, a satellite with a weak signal cannot be acquired, but a satellite with a strong signal can be acquired at a high speed.
The amount of deviation of the TCXO is obtained by the deviation amount calculating means 1 and the approximate orbit data is collected from this satellite, thereby making it possible to shorten the time until subsequent satellite acquisition.

【００２４】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ｆ_riを中心に、±ｆ_nlmt2 まで前記
ｆ_stp1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、ｆ
_nlmt2 は、サーチする範囲を示し、ｆ_nlmt2 ＞ｆ_nlmt1
である。The actual control follows the flowchart of FIG.
It is done. (3) After the start of positioning Satellite predicted frequency f_ri± f_nlmt2Until said
f_stp1Search alternately in ± both directions in units. In this case, the figure
The search is performed in the order of the numbers shown in FIG. Note that f
_nlmt2Indicates a search range, and f_nlmt2> F_nlmt1
It is.

【００２５】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。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、ｆ_stp2をｆ_{st p1}に、ｆ_wlmtをｆ
_nlmt2 にして処理が実行される点で異なる。When positioning is performed, the clock of the receiver is accurately corrected, and the position of the receiver is also accurate. further,
Since the TCXO shift amount can also be accurately obtained by the TCXO shift amount calculating means 2 described later, the search width can be narrowed, and the time until radio wave acquisition of a new satellite can be accelerated. The actual control is the same as that shown in the flowchart of FIG. 7, _except that f _stp2 is _changed to f _{st p1} and f _wlmt is _changed to f
_{The difference} is that the process is executed with _nlmt2 .

【００２６】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ｆ_{st p1}、ｆ_stp2、ｆ
_nlmt1 、ｆ_nlmt2 は、システムに応じて様々に設定する
ことができる。以上の様にステップ１２０，１３０，１
４０の動作が衛星電波の捕捉に成功するまで繰返され
る。The above is the operation of step 140, the value f _{st p1} such width and unit of the search described above, f _STP2, f
_nlmt1 and f _nlmt2 can be set variously according to the system. As described above, steps 120, 130, 1
The operation 40 is repeated until the acquisition of satellite radio waves is successful.

【００２７】衛星電波の捕捉に成功した場合、制御は続
くステップ１５０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。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。If the satellite radio wave has been successfully captured, the control moves to the next step 150. In step 150, the number of satellites that succeeded in capturing satellite radio waves is managed, and the processing is distributed depending on whether the number is two or less and three or more.
If there are two or less, the process proceeds to step 160, and if there are three or more, the process proceeds to step 170. Step 160
Then, the receiver clock is roughly corrected with the time information included in the satellite radio wave, and the Doppler amount due to the satellite motion is obtained from this and the above-mentioned rough or detailed orbit data. The difference between the Doppler amount and the measured frequency is determined as the amount of TCXO deviation. If there are two satellites that have been successfully acquired, the average of the TCXO deviation amounts obtained for each satellite is determined, and this value is used as the TCXO deviation amount. Also, in this step,
The control of the search frequency in step 140 is also initialized. The initialization means returning the search frequency to the satellite radio frequency predicted value.

【００２８】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。The amount of deviation of the TCXO obtained here includes an error due to the reason that the vehicle motion is not taken into account and the position of the receiver is not accurate. In step 150,
If you determine that three or more satellites have been successfully acquired,
In step 170, tracking and positioning processing of satellite radio waves is performed. The positioning is the same as that described in JP-A-63-198887.

【００２９】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。In step 180, the amount of TCXO deviation is accurately obtained using the latest receiver position obtained in step 170. For example, after three-dimensional positioning for obtaining latitude, longitude, and altitude using four satellites, the three-dimensional positioning is obtained as follows. The position of the receiver determined by the positioning is used as the origin of the coordinates, and the ENU coordinates are defined with the E axis as east, the N axis as north, and the U axis as upward. The position of each satellite on the ENU coordinates is obtained, and the direction cosine of each unit axis from the receiver to the satellite is obtained, and the following matrix is created.

【００３０】[0030]

【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、ｅ_i はＥＮＵ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、ｕ_i 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。(Equation 4) Here, n ₁ indicates the direction cosine of the unit vector toward the satellite in the ENU coordinate system toward the N axis, e _i indicates the direction cosine of the unit vector toward the satellite in the ENU coordinate system toward the e axis, and u _i indicates the ENU. The direction cosine of the unit vector toward the satellite in the coordinate system on the u-axis is shown.

【００３１】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△ｆ_siとの差が、車両の運
動と、ＴＣＸＯのズレによって生じる。これをｆｄｕｉ
とすると、このｆｄｕｉは次式で求めることができる。The difference between the measured frequency of the radio wave of the satellite i and the Doppler amount △ f _si due to the movement of the satellite described above is caused by the movement of the vehicle and the displacement of the TCXO. This is fdui
Then, fdui can be obtained by the following equation.

【００３２】[0032]

【数５】ｆｄｕｉ＝実測周波数−（ｆｏ＋Δｆｓｉ） 数式２、数式３より、Fdui = measured frequency− (fo + Δfsi) From Expressions 2 and 3,

【００３３】[0033]

【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。(Equation 6) Here, fn, fe, and fu are Doppler converted values of the n, e, and u axis components of the vehicle speed.

【００３４】従って、上記式により、ＴＣＸＯのズレ量
Δｆ_TCXO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。Accordingly, the deviation Δf _TCXO of _TCXO can be accurately obtained from the above equation. In addition, three satellites
After the two-dimensional positioning for obtaining the latitude / longitude while fixing the altitude by using the number, it is obtained using the following equation in the same manner as the three-dimensional positioning.

【００３５】[0035]

【数７】 なお、このステップ１８０にて求められたＴＣＸＯのズ
レ量Δｆ_TCXO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。(Equation 7) Note that the TCXO deviation amount Δf _TCXO obtained in step 180 is stored and held in a storage device (battery-backed up) in the signal processing unit 6, and the stored value is stored in the next vehicle start-up. It is used for the frequency prediction calculation of step 110 at the time.

【００３６】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。In the above embodiment, TCXO is used as the reference frequency oscillator. However, other oscillation means such as a crystal oscillator may be used. In addition, the above-described apparatus for accurately predicting the frequency of satellite radio waves can be applied to a GPS receiver for uses other than vehicles.

【００３７】[0037]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、サー
チ動作を実行中に基準周波数発振手段の基準周波数をも
とに設定した捕捉対象衛星の周波数予測値の予測誤差要
因が減少した際に、周波数予測値を再計算することによ
り新たな周波数予測値を設定してサーチ周波数の制御を
初期化するようにしているので、種々誤差要因によって
衛星電波の捕捉時間が長くなることを抑制して早く電波
の捕捉ができるという優れた効果がある。As described above, according to the present invention, when the prediction error factor of the frequency prediction value of the acquisition target satellite set based on the reference frequency of the reference frequency oscillating means decreases during the execution of the search operation. In addition, since the control of the search frequency is initialized by setting a new frequency prediction value by recalculating the frequency prediction value, it is possible to suppress an increase in the acquisition time of the satellite radio wave due to various error factors. There is an excellent effect that radio waves can be captured quickly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a GPS receiver to which the present invention has been applied.

【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。FIG. 2 is a flowchart showing a calculation process of a microcomputer in a signal processing unit.

【図３】サ−チ周波数制御の説明に供する説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining search frequency control.

【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。FIG. 4 Warm start and hot start
9 is a flowchart illustrating the H frequency control.

【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。FIG. 5: Warm start and hot start services
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the h frequency control.

【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。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining search frequency control at the time of a cold start.

【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。FIG. 7 is a flowchart showing search frequency control at the time of a cold start.

【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。FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining search frequency control after the start of positioning.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ アンテナ ２ 増幅部 ３ 基準周波発振器 ６ 信号処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna 2 Amplification part 3 Reference frequency oscillator 6 Signal processing part

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 目的とする衛星の電波のサーチ動作を繰
り返すことによって前記衛星の電波を捕捉するように構
成されたＧＰＳ受信機において、 前記サーチ動作を実行中に基準周波数発振手段の基準周
波数をもとに設定した捕捉対象衛星の周波数予測値の予
測誤差要因が減少した際に、前記周波数予測値を再計算
することにより新たな周波数予測値を設定してサーチ周
波数の制御を初期化する制御手段を有することを特徴と
するＧＰＳ受信機。In a GPS receiver configured to capture a radio wave of a satellite by repeating a search operation of a radio wave of a target satellite, a reference frequency of a reference frequency oscillating unit is changed during execution of the search operation. When the prediction error factor of the frequency prediction value of the originally set acquisition target satellite decreases, the control for re-calculating the frequency prediction value to set a new frequency prediction value and to initialize the control of the search frequency. GPS receiver having means. 【請求項２】 前記サーチ周波数の制御の初期化とは、
前記再計算した周波数予測値を中心としてサーチを開始
する制御のことである請求項１に記載のＧＰＳ受信機。2. The initialization of the control of the search frequency,
The GPS receiver according to claim 1, wherein the GPS receiver is a control for starting a search around the recalculated frequency predicted value.