JP5923112B2 - Ｇｎｓｓ信号処理方法、測位方法、ｇｎｓｓ信号処理プログラム、測位プログラム、ｇｎｓｓ信号処理装置、測位装置、および、移動端末 - Google Patents

Description

本発明は、拡散コードでコード変調されたＧＮＳＳ信号のコード位相をロックして追尾を行うＧＮＳＳ信号処理方法に関する。

従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号等のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）信号を捕捉、追尾して、測位を行う装置が各種考案されている。ＧＮＳＳ信号は、所定周波数の搬送波を拡散コードでコード変調した信号である。拡散コードは、ＧＮＳＳ衛星（ＧＮＳＳ信号）毎に個別に設定されている。

測位装置は、一般的に、次の方法でＧＮＳＳ信号の追尾を行う。測位装置は、目的とするＧＮＳＳ衛星に設定された拡散コードのレプリカコードを備えるレプリカ信号を生成する。測位装置は、受信したＧＮＳＳ信号とレプリカ信号とを相関処理する。測位装置は、相関値から誤差検出値を算出する。測位装置は、誤差検出値を用いてレプリカ信号のコード位相を制御し、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相をロックすることで、当該目的のＧＮＳＳ信号を追尾する。

ところで、ＧＮＳＳ衛星からのＧＮＳＳ信号を測位装置で直接受信した直接波信号のみであれば、追尾が容易且つ正確に行える。ＧＮＳＳ信号が高層建築物等に反射してから測位装置で受信するマルチパス信号が含まれると、追尾精度が低下してしまうことがある。

このマルチパス信号の影響を回避する方法として、非特許文献１および特許文献１では、特定のコード位相範囲で、相関値が「０」になるように、誤差検出値の算出式を設定している。具体的には、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相を基準の位相として、当該基準の位相から所定のコード位相分離間した所定のコード位相範囲で、相関値が「０」になる不感領域を設定している。この不感領域にマルチパス信号のコード位相が入れば、当該マルチパス信号の影響を受けずに、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相がロックされる。

特開平１１−１４２５０２号公報

"A Practical Approach to the Reduction of Pseudorange MultipathErrors in a L1 GPS Receiver"、Bryan R. Townsend and Patrick C. Fenton、NovAtel CommunicationSLtd.、IONGPS-94、SaltLake City、September20-23、1994

しかしながら、上述の特許文献１および非特許文献１に記載の方法では、目的とする直接波信号のＧＮＳＳ信号のコード位相が不感領域に入ってしまうと、コード位相をロックできない。この場合、目的のＧＮＳＳ信号を追尾できなくなり、擬似距離誤差や測位誤差が大きくなってしまう。

例えば、目的のＧＮＳＳ信号を追尾中に受信状態が悪化して、目的のＧＮＳＳ信号に対するプロンプトレプリカ信号のコード位相差が大きくなることも考えられる。この場合、ＧＮＳＳ信号のコード位相が不感領域に入ってしまい、コード位相をロックすることができなくなってしまう。また、例えば目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）の受信感度が低くマルチパス信号のみを捕捉追尾している時に、目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）の信号強度が高くなる場合もある。この場合に、当該目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）のコード位相が不感領域に入っていれば、マルチパス信号から目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）へ追尾対象を移行する処理ができない。

したがって、本発明の目的は、受信環境の変化の影響を受けにくく、目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）を継続的に追尾することができるＧＮＳＳ信号処理方法を提供することにある。

この発明は、受信したＧＮＳＳ信号のコード位相を追尾するＧＮＳＳ信号処理方法に関する。ＧＮＳＳ信号処理方法は、相関処理工程と、差分値算出工程と、誤差検出値算出工程と、コード位相制御工程とを有する。

相関処理工程では、プロンプトレプリカ信号に対して第１コード位相進んだ第１アーリーレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して前記第１コード位相遅れた第１レイトレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して第２コード位相進んだ第２アーリーレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して第２コード位相遅れた第２レイトレプリカ信号のそれぞれと、ＧＮＳＳ信号とを相関処理する。

差分値算出工程では、第１アーリー相関値から第１レイト相関値を減算してアーリーレイト差分値を算出する。第１アーリー相関値は、ＧＮＳＳ信号と第１アーリーレプリカ信号との相関値である。第１レイト相関値は、ＧＮＳＳ信号と第１レイトレプリカ信号との相関値である。差分値算出工程では、第１アーリー相関値から第２アーリー相関値を減算してアーリー差分値を算出する。第２アーリー相関値は、ＧＮＳＳ信号と第２アーリーレプリカ信号との相関値である。差分値算出工程では、第１レイト相関値から第２レイト相関値を減算してレイト差分値を算出する。第２レイト相関値は、ＧＮＳＳ信号と第２レイトレプリカ信号との相関値である。

誤差検出値算出工程は、アーリーレイト差分値とアーリー差分値、または、前記アーリーレイト差分値と前記レイト差分値とに基づいて誤差検出方法を選択し、選択した誤差検出方法を用いて誤差検出値を算出する。

コード位相制御工程では、誤差検出値に基づいてプロンプトレプリカ信号のコード位相を制御し、ＧＮＳＳ信号のコード位相を追尾する。

この方法では、アーリーレイト差分値、アーリー差分値、およびレイト差分値が、受信したＧＮＳＳ信号のコード位相とプロンプトレプリカ信号のコード位相との位相差に応じて変化することを利用している。アーリーレイト差分値とアーリー差分値、または、アーリーレイト差分値とレイト差分値に応じて誤差検出方法を適切に選択することで、コード位相差に応じた適切なコード位相制御が可能になる。これにより、ＧＮＳＳ信号の追尾性能が向上する。

また、この発明のＧＮＳＳ信号処理方法では、差分値算出工程で、プロンプトレプリカ信号とＧＮＳＳ信号との相関値で、アーリーレイト差分値、アーリー差分値およびレイト差分値を除算している。

この方法では、アーリーレイト差分値、アーリー差分値およびレイト差分値が規格化される。

また、この発明のＧＮＳＳ信号処理方法の誤差検出値算出工程では、アーリーレイト差分値に対する正値の第１閾値および、負値の第２閾値を設定し、アーリー差分値に対する負値の第３閾値を設定し、レイト差分値に対する負値の第４閾値を設定する。誤差検出値算出工程では、アーリーレイト差分値が第１閾値よりも大きくアーリー差分値が第３閾値よりも小さい場合、または、アーリーレイト差分値が第２閾値よりも小さくレイト差分値が第４閾値よりも小さい場合に、第１誤差検出方法を用いる。第１誤差検出方法は、誤差検出値が０でない値を取るコード位相範囲が広くなる第１算出式を用いて誤差検出値を算出する方法である。誤差検出値算出工程では、アーリーレイト差分値、アーリー差分値、レイト差分値が上記の閾値条件を満たさない場合に、第２誤差検出方法を用いる。第２誤差検出方法は、誤差検出値が０でない値を取るコード位相範囲が狭い第２算出式を用いて誤差検出値を算出する方法である。

この方法では、選択する誤差検出方法の具体例を示している。アーリーレイト差分値が第１閾値よりも大きくアーリー差分値が第３閾値よりも小さい場合、または、アーリーレイト差分値が第２閾値よりも小さくレイト差分値が第４閾値よりも小さい場合には、後述する実施の形態に示すように、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号とのコード位相差が大きい。したがって、誤差検出値が０にならないコード位相範囲が広い第１誤差検出方法を用いることで、ＧＮＳＳ信号をロストしにくく、確実な追尾が可能になる。アーリーレイト差分値、アーリー差分値、レイト差分値が上記の閾値条件を満たさない場合には、後述する実施の形態に示すように、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号とのコード位相差は小さい。したがって、誤差検出値が０でない値を取るコード位相範囲が狭い第２誤差検出方法を用いることで、マルチパスの影響を受けにくく、ＧＮＳＳ信号のコード位相を高精度にロックし続けることができ、マルチパスが存在しても継続的な追尾を実現することができる。

また、この発明のＧＮＳＳ信号処理方法では、第１算出式は、第１アーリー相関値と第１レイト相関値とを用いるか、第２アーリー相関値と前記第２レイト相関値を用いる。第２算出式は、第１、第２アーリー相関値と第１、第２レイト相関値を用いる。

この方法では、第１算出式と第２算出式に用いる相関値の組合せを示している。具体的な算出式は後述の実施の形態に示すが、このような相関値の組合せを用いることで、上述のような誤差検出値の特性を容易に実現することができる。

また、この発明の測位方法は、上述のいずれかに記載のＧＮＳＳ信号処理方法で追尾しているＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号との相関結果から航法メッセージを取得する工程を有する。この測位方法は、追尾しているＧＮＳＳ信号に対する誤差検出値から擬似距離を算出する工程を有する。この測位方法は、航法メッセージと擬似距離とを用いて測位演算を行う工程を有する。

この方法では、上述のように確実且つ高精度に追尾されているＧＮＳＳ信号を用いることで、航法メッセージの復調を確実に行え、且つ擬似距離を高精度に算出することができる。これにより、高精度な測位演算が可能になる。

この発明によれば、受信環境の変化の影響を抑制し、目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）を継続的に追尾することができる。

本発明の実施形態に係るＧＮＳＳ信号処理方法のフローチャートである。 本発明の実施形態に係るＧＮＳＳ信号処理方法における各レプリカ信号のコード位相タイミングの関係を示す図である。 第１誤差検出方法で算出した誤差検出値Δτ_Aのコード位相差に対する特性（９００ＮＷ）を示す図である。 第２誤差検出方法で算出した誤差検出値Δτ_Bのコード位相差に対する特性（９００ＥＬＳ）を示す図である。 プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が遅れている第１の状況を示す図である。 プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が遅れている第２の状況を示す図である。 プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が遅れている第３の状況を示す図である。 プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が進んでいる第４の状況を示す図である。 プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が進んでいる第５の状況を示す図である。 プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が進んでいる第６の状況を示す図である。 プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号を追尾中に、マルチパス信号を受信した状況の相関値特性を示す図である。 目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）のみを受信した状態から、目的のＧＮＳＳ信号に加えてマルチパス信号を受信する状態に移行する間のコード位相の追尾の遷移を示す図である。 プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰがマルチパス信号のコード位相に略一致している時に、目的のＧＮＳＳ信号を受信した状況の相関値特性を示す図である。 マルチパス信号のある環境下で、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が目的のＧＮＳＳ信号に近接した状況の相関値特性を示す図である。 マルチパス信号しか受信できない状況から、マルチパス信号とは別に目的のＧＮＳＳ信号を受信できる状況に移行する間のコード位相の追尾の遷移を示す図である。 本発明の実施形態に係る測位装置１の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る測位装置１の復調部１３の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る測位方法のフローチャートである。 本発明の実施形態に係る測位装置１を備えた移動端末１００の主要構成を示すブロック図である。

本発明の実施形態に係るＧＮＳＳ信号処理方法について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るＧＮＳＳ信号処理方法のフローチャートである。

本実施形態のＧＮＳＳ信号処理方法では、図１に示すフローを繰り返すことにより、目的のＧＮＳＳ信号の追尾を継続する。

ＧＮＳＳ信号と各レプリカ信号との相関処理を行い、各相関値を算出する（Ｓ１０１）。レプリカ信号とは、目的とするＧＮＳＳ信号の拡散コード信号のレプリカコードを有する信号である。レプリカ信号としては、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰ、第１アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥ、第２アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＶＥ、第１レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬ、第２レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＶＬを用いる。これらのレプリカ信号のコード位相は、図２に示すように設定されている。図２は本発明の実施形態に係るＧＮＳＳ信号処理方法における各レプリカ信号のコード位相タイミングの関係を示す図である。

図２に示すように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰは、前回算出された誤差検出値Δτに基づいて、受信したＧＮＳＳ信号とコード位相が一致するように、レプリカコードのコード位相が設定された信号である。言い換えれば、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰは、ＧＮＳＳ信号との相関値が最大となるようにコード位相が設定された信号である。

図２に示すように、第１アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥは、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰに対して、コード位相差τ_１／２だけ、コード位相が進んだ信号である。第２アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＶＥは、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰに対して、コード位相差τ_２／２だけ、コード位相が進んだ信号である。コード位相差τ_２／２は、コード位相差τ_１／２よりも大きく設定されている。例えば、コード位相差τ_１／２は０．０５チップであり、コード位相差τ_２／２は０．０７５チップである。

図２に示すように、第１レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬは、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰに対して、コード位相差τ_１／２だけ、コード位相が遅れた信号である。第２レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＶＬは、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰに対して、コード位相差τ_２／２だけ、コード位相が遅れた信号である。

このようなコード位相の設定をすることで、第１アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥと第１レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬとのコード位相差（スペーシング）は、τ_１となる。例えば、上述の例であれば、スペーシングは、０．１チップである。また、第２アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＶＥと第２レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＶＬとのコード位相差（スペーシング）は、τ_２となる。例えば、上述の例であれば、スペーシングは、０．１５チップである。

ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとを相関処理することで、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐを算出する。ＧＮＳＳ信号と第１アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥとを相関処理することで、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅを算出する。ＧＮＳＳ信号と第２アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＶＥとを相関処理することで、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥを算出する。ＧＮＳＳ信号と第１レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬとを相関処理することで、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌを算出する。ＧＮＳＳ信号と第２レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＶＬとを相関処理することで、第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬを算出する。

次に、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬ、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅおよびレイト差分値ΔＣＶ_Ｌを算出する（Ｓ１０２）。アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅを第１レイト相関値ＣＶ_Ｌで減算し、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐで除算（規格化）することによって算出される。具体的には、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬ＝（ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_Ｌ）／ＣＶ_Ｐの計算式を用いて算出される。アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅは、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅを第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥで減算し、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐで除算（規格化）することによって算出される。具体的には、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅは、（ΔＣＶ_Ｅ＝ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_ＶＥ）／ＣＶ_Ｐの計算式を用いて算出される。レイト差分値ΔＣＶ_Ｌは、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌを第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬで減算し、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐで除算（規格化）することによって算出される。具体的には、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌは、（ΔＣＶ_Ｌ＝ＣＶ_Ｌ−ＣＶ_ＶＬ）／ＣＶ_Ｐの計算式を用いて算出される。

次に、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬと第１閾値Ｃ１とを比較し、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅと第３閾値Ｃ３とを比較する（Ｓ１０３）。これは、ＧＮＳＳ信号がレイト側の不感領域に入ったかどうかを判断する処理に対応する。

第１閾値Ｃ１は正値である。第１閾値Ｃ１の絶対値は、ＧＮＳＳ信号がレイト側の不感領域に入るタイミングでのアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬ＝（ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_Ｌ）／ＣＶ_Ｐの絶対値に近く、当該アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬの絶対値よりも小さく設定されている。

第３閾値Ｃ３は負値である。第３閾値Ｃ３の絶対値は、ＧＮＳＳ信号がレイト側の不感領域に入るタイミングでのアーリー差分値ΔＣＶ_Ｅ＝（ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_ＶＥ）／ＣＶ_Ｐの絶対値に近く、当該アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅの絶対値よりも小さく設定されている。言い換えれば、第３閾値Ｃ３は、ＧＮＳＳ信号がレイト側の不感領域に入るタイミングでのアーリー差分値ΔＣＶ_Ｅ＝（ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_ＶＥ）／ＣＶ_Ｐに近く、当該アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅのよりも大きく設定されている。

第１の選択条件であるアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬが第１閾値Ｃ１よりも大きく且つアーリー差分値ΔＣＶ_Ｅが第３閾値Ｃ３よりも小さい条件を満たせば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、第１誤差検出方法によって誤差検出値Δτ（Δτ_Ａ）を算出する（Ｓ１０５）。一方、第１の選択条件を満たさなければ（Ｓ１０３：Ｎｏ）、第２の選択条件による選択処理（Ｓ１０４）に移行する。この処理は、第１の選択条件を満たせば、ＧＮＳＳ信号とレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相が離れ、プロンプト信号がレイト側の不感領域に入っている、もしくは入ろうとしており、この場合には第１誤差検出方法を用いることを示している。そして、第１の選択条件を満たさなければ、ＧＮＳＳ信号とレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相が近く、この場合には第２誤差検出方法を用いることを示している。

次に、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬと第２閾値Ｃ２とを比較し、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌと第４閾値Ｃ４とを比較する（Ｓ１０４）。これは、ＧＮＳＳ信号がアーリー側の不感領域に入ったかどうかを判断する処理に対応する。

第２閾値Ｃ２は負値である。第２閾値Ｃ２の絶対値は、ＧＮＳＳ信号がアーリー側の不感領域に入るタイミングでのアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬ＝（ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_Ｌ）／ＣＶ_Ｐの絶対値に近く、当該アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬの絶対値よりも小さく設定されている。言い換えれば、第２閾値Ｃ２は、ＧＮＳＳ信号がアーリー側の不感領域に入るタイミングでのアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬ＝（ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_Ｌ）／ＣＶ_Ｐに近く、当該アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬよりも大きく設定されている。

第４閾値Ｃ４は負値である。第４閾値Ｃ４の絶対値は、ＧＮＳＳ信号がアーリー側の不感領域に入るタイミングでのレイト差分値ΔＣＶ_Ｌ＝（ＣＶ_Ｌ−ＣＶ_ＶＬ）／ＣＶ_Ｐの絶対値に近く、当該レイト差分値の絶対値よりも小さく設定されている。言い換えれば、第４閾値Ｃ４は、ＧＮＳＳ信号がアーリー側の不感領域に入るタイミングでのレイト差分値ΔＣＶ_Ｌ＝（ＣＶ_Ｌ−ＣＶ_ＶＬ）／ＣＶ_Ｐに近く、当該レイト差分値ΔＣＶ_Ｌのよりも大きく設定されている。

第２の選択条件であるアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬが第２閾値Ｃ２よりも小さく且つレイト差分値ΔＣＶ_Ｌが第４閾値Ｃ４よりも小さい条件を満たせば（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、第１誤差検出方法によって誤差検出値Δτ（Δτ_Ａ）を算出する（Ｓ１０５）。一方、第２の選択条件を満たさなければ（Ｓ１０３：Ｎｏ）、第２誤差検出方法によって誤差検出値Δτ（Δτ_Ｂ）を算出する（Ｓ１０６）。この処理は、第２の選択条件を満たせば、ＧＮＳＳ信号とレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相が離れ、プロンプト信号がアーリー側の不感領域に入っている、もしくは入ろうとしており、この場合には第１誤差検出方法を用いることを示している。そして、第２の選択条件を満たさなければ、ＧＮＳＳ信号とレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相が近く、この場合には第２誤差検出方法を用いることを示している。

第１誤差検出方法では、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅと第１レイト相関値ＣＶ_Ｌとプロンプト相関値ＣＶ_Ｐとを、次の第１算出式に代入することで、誤差検出値Δτ（Δτ_Ａ）を算出する。

第２誤差検出方法では、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥ、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬとプロンプト相関値ＣＶ_Ｐとを、次の第２算出式に代入することで、誤差検出値Δτ（Δτ_Ｂ）を算出する。

なお、式２において、τ_１は上述のように第１アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥと第１レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬとのスペーシングであり、τ_２は上述のように第２アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＶＥと第２レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＶＬとのスペーシングである。

次に、算出された誤差検出値Δτ（Δτ_ＡもしくはΔτ_Ｂ）を用いて、レプリカ信号のコード位相制御を行う。この際、誤差検出値Δτが０になるように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相を進ませたり、遅らせたりする。そして、このようにプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が設定されることで、上述のように、第１、第２アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥ，Ｓ_ＲＶＥ、第１、第２レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬ，Ｓ_ＲＶＬのコード位相も設定される。

このような誤差検出値Δτの算出およびコード位相制御を繰り返すことで、ＧＮＳＳ信号のコード位相をロックし、当該ＧＮＳＳ信号の追尾を行う。ここで、コード位相をロックするとは、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相とＧＮＳＳ信号のコード位相とが継続的に略一致するようにコード位相制御を行うことを示している。

そして、本発明では、上述のように、状況に応じて二種類の算出式を選択して、誤差検出値を算出している。次に、このような誤差検出値Δτの算出式の選択による作用効果を説明する。

まず、第１誤差検出方法（式１）および第２誤差検出方法（式２）を用いた場合の、誤差検出値Δτのコード位相差特性について説明する。図３は第１誤差検出方法で算出した誤差検出値Δτ_Ａのコード位相差に対する特性（９００ＮＷ）を示す図である。図４は第２誤差検出方法で算出した誤差検出値Δτ_Ｂのコード位相差に対する特性（９００ＥＬＳ）を示す図である。なお、図３、図４は特性を分かりやすくするため、概略的に示している。

第１誤差検出方法の第１算出式（式１）を用いた場合（図３のような特性の場合）、コード位相差の絶対値が１．０チップ分になるまでは、コード位相差が０の場合を除き、誤差検出値Δτ（Δτ_Ａ）は０にはならない。したがって、コード位相差の広い範囲において、０でない誤差検出値Δτを得ることができる。これにより、目的のＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号_ＲＰとのコード位相差が比較的大きくても、これらのコード位相が一致するように、確実にプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相制御を行うことができる。

このような特性から、第１誤差検出方法は、追尾中に受信環境が悪化し、プロンプトレプリカ信号とＧＮＳＳ信号とのコード位相差が大きくなってしまった場合に有効である。これは、第１誤差検出方法は誤差検出値が０でなくなる範囲が広いからである。したがって、第１誤差検出方法では、受信環境の悪化等によって、プロンプトレプリカ信号とＧＮＳＳ信号のコード位相差が大きくなっても誤差検出値が０にならない。これにより、ＧＮＳＳ信号のコード位相にプロンプトレプリカ信号のコード位相が一致するように、レプリカ信号のコード位相制御を行える。一方、後述する第２誤差検出方法では、図４に示すように、コード位相差が±１．０チップの範囲内に、誤差検出値が０となる不感領域が存在する。したがって、当該不感領域にＧＮＳＳ信号のコード位相が入ってしまうと、真の追尾点、すなわちＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号とのコード位相が一致する点へコード位相制御することができなくなってしまう。

なお、第１誤差検出方法は、捕捉から追尾に移行する場合に特に有効である。これは、通常、ＧＮＳＳ信号の捕捉処理では、所定のコード位相間隔で、複数のレプリカ信号を生成し、ＧＮＳＳ信号と相関処理している。そして、例えば、最も相関値が高いレプリカ信号のコード位相を、ＧＮＳＳ信号の追尾の初期コード位相としている。このため、捕捉時に利用するコード位相間隔や受信状況によって、追尾初期のコード位相がＧＮＳＳ信号の真のコード位相から離れていることがあるからである。

第２誤差検出方法の第２算出式（式２）を用いた場合（図４のような特性の場合）、コード位相差の絶対値が１．０チップ分になるまでに、コード位相差が０の場合以外に、誤差検出値Δτ（Δτ_Ｂ）が０になるコード位相範囲が存在する。この特性を、より具体的に表現すれば、図４に示すように、コード位相差が−１．０チップよりもコード位相差が０．０側の所定チップ（負値）から＋１．０チップよりもコード位相差が０．０側の所定チップ（正値）まで、コード位相差が０の場合を除き、誤差検出値Δτ（Δτ_Ｂ）は０にはならない。そして、このような誤差検出値Δτが０にならない範囲よりもコード位相差が０．０から離れる側のコード位相差において、所定のコード位相範囲に亘り、誤差検出値Δτ（Δτ_Ｂ）が０になる不感領域が設けられる。これにより、マルチパス信号を受信したとしても、マルチパス信号のコード位相が不感領域に係りやすくなる。マルチパス信号のコード位相が不感領域に入ることで、当該マルチパス信号による影響を受けず、正確なコード位相制御を行うことができる。

このような特性から、第２誤差検出方法は、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号とのコード位相が略一致している状態、すなわちコード位相をロックできている場合に、特に有効である。この場合、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号とのコード位相差が０になるようにコード位相を制御していて、マルチパス信号を受信したとしても、誤差検出値Δτ（Δτ_Ｂ）にマルチパス信号の影響が現れない。したがって、コード位相を正確に制御することができる。

このように、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相を継続的にロックできている場合には、第２誤差検出方法を用いて誤差検出値Δτを算出し、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号のコード位相差が大きくなってしまった場合には第１誤差検出方法を用いて誤差検出値Δτを算出する。これにより、コード位相のロック時にはマルチパス信号の影響を受けることなく高精度にＧＮＳＳ信号を追尾し続け、何らかの理由によってＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号のコード位相差が大きくなってもＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号とコード位相が一致するようにコード位相制御を行うことができる。

次に、第１誤差検出方法と第２誤差検出方法とを選択するための判断方法について、より具体的に説明する。

図５はプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が遅れている第１の状況を示す図である。図６はプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が遅れている第２の状況を示す図である。図７はプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が遅れている第３の状況を示す図である。

第１の状況は、第２の状況よりもプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相差が小さい。第２の状況は、第３の状況よりもプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相差が小さい。コード位相差（第１の状況）＜コード位相差（第２の状況）＜コード位相差（第３の状況）の関係となる。

図８はプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が進んでいる第４の状況を示す図である。図９はプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が進んでいる第５の状況を示す図である。図１０はプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が進んでいる第６の状況を示す図である。

第４の状況は、第５の状況よりもプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相差が小さい。第５の状況は、第６の状況よりもプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相差が小さい。コード位相差（第４の状況）＜コード位相差（第５の状況）＜コード位相差（第６の状況）の関係となる。

図５−図１０において、（Ａ）はレプリカ信号とＧＮＳＳ信号とのコード位相差に応じた相関値特性を示し、９００Ｐは相関カーブを示す。（Ｂ）は第２誤差検出方法を用いた場合の誤差検出値のコード位相差特性を示し、９００ＥＬＳは、第２誤差検出値特性カーブを示す。（Ｃ）は第１誤差検出方法を用いた場合の誤差検出値のコード位相差特性を示し、９００ＮＷは、第２誤差検出値特性カーブを示す。

（１）プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が遅れている場合
この場合、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相は、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相よりも進んでいることになる。

第１の状況として、図５に示すように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相が略同じであり、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が少し遅れている場合、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬとプロンプト相関値ＣＶ_Ｐは、コード位相差が正値の範囲（レイト側）において相関カーブ９００Ｐ上に並んで現れる。第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥは、コード位相差が負値の範囲（アーリー側）において相関カーブ９００Ｐ上に現れる。

この状況では、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅのコード位相は、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌのコード位相よりも、ＧＮＳＳ信号のコード位相に近くなる。したがって、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅは第１レイト相関値ＣＶ_Ｌよりも大きくなる。このため、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬ＝（ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_Ｌ）／ＣＶ_Ｐは正値になるが、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相差によって決まる０以上となる。また、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは、第１アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥとＧＮＳＳ信号のコード位相が一致した時のアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬよりも小さくなる。すなわち、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは、０に近い正値となる。したがって、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相差によって、正値である第１閾値Ｃ１よりも大きくなるかどうかは、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相差によって異なり、不明である。

しかしながら、この状況では、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅのコード位相は、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥのコード位相よりも、ＧＮＳＳ信号のコード位相に近くなる。したがって、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅは第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥよりも大きくなる。このため、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅ＝（ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_ＶＥ）／ＣＶ_Ｐは正値になり、負値である第３閾値Ｃ３よりも必ず大きくなる。

以上のように、第１の状況では第１の選択基準を満たしていないので、第２誤差検出方法が選択される。

この状況では、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相の位置はＡ１点となり、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第２誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ｂおよび第１誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ａの双方が正値となる。したがって、第２誤差検出方法でも第１誤差検出方法でもコード位相制御が可能である。しかしながら、上述のように第１誤差検出方法ではマルチパス信号の影響を受けやすいので、第２誤差検出方法を用いることが有効である。

したがって、上述のように第１の選択基準にしたがって、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号とのコード位相差が極小さく、コード位相をロックできている状況では、第２誤差検出方法を用いることで、マルチパス信号の影響を受けることなく、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相を継続的にロックできるように、正確にコード位相制御を行うことができる。

第２の状況として、図６に示すように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相が、或程度のコード位相差範囲内（実際には第２誤差検出方法での不感領域に入らない程度のコード位相差範囲）で離間しており、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が少し遅れている場合、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬとプロンプト相関値ＣＶ_Ｐ、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅは、コード位相差が正値の範囲（レイト側）において相関カーブ９００Ｐ上に並んで現れる。第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥは、コード位相差が負値の範囲（アーリー側）において相関カーブ９００Ｐ上に現れる。

この状況では、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅのコード位相と第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥのコード位相との間に、ＧＮＳＳ信号のコード位相が存在する。この場合、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅは、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅのコード位相が第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥのコード位相よりもＧＮＳＳ信号のコード位相に近ければ正値となり、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥのコード位相が第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅのコード位相よりもＧＮＳＳ信号のコード位相に近ければ負値となる。したがって、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥのコード位相の方がＧＮＳＳ信号のコード位相に近い範囲において或コード位相差以上、プロンプトレプリカ信号ＣＶ_ＰがＧＮＳＳ信号から遅れると、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅは第３閾値Ｃ３未満になり、遅れがこの或コード位相差になるまではアーリー差分値ΔＣＶ_Ｅは第３閾値Ｃ３以上となる。

したがって、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅが第３閾値Ｃ３以上の範囲では、第１の選択基準を満たしていないので第２誤差検出方法が選択され、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅが第３閾値Ｃ３未満の範囲になると、第１の選択基準が満たされて、第１誤差検出方法が選択される。

この状況では、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相の位置は図６（Ｂ），（Ｃ）のＡ２点に示すように、コード位相差が正値側（レイト側）のピークと不感領域になる端部との間に現れる。より具体的には、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅが第３閾値Ｃ３以上の範囲ではピーク側にＡ２点が現れ、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅが第３閾値Ｃ３未満の範囲では不感領域側にＡ２点が現れる。ピーク側とは、コード位相差の正値側（レイト側）における誤差検出値のピークと不感領域になる端部との間におけるピークに近い側の領域を意味する。この場合、第２誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ｂおよび第１誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ａの双方が正値となる。したがって、第２誤差検出方法でも第１誤差検出方法でもコード位相制御が可能である。上述のように第１誤差検出方法ではマルチパス信号の影響を受けやすいので、第２誤差検出方法を用いる方がよい。すなわち、第１の選択基準を満たしていない範囲では、第２誤差検出方法を用いる方がよい。

しかしながら、受信環境による誤差等を考慮すると、不感領域に近い側のコード位相差範囲では、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相が、不感領域内に入ってしまうことが考えられる。逆に、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相を基準として、ＧＮＳＳ信号のコード位相が不感領域内に入ってしまうことが考えられる。したがって、このアーリー差分値ΔＣＶ_Ｅが第３閾値Ｃ３未満の範囲では第１誤差検出方法を用いる方がよく、不感領域の問題も生じることがない。すなわち、第１の選択基準を満たしている範囲では、第１誤差検出方法を用いる方がよい。

このように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号のコード位相差が或程度あっても第１の選択基準を満たしていない範囲では、第２誤差検出方法を用いることで、マルチパス信号の影響を受けることなく、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相を継続的にロックできるように正確にコード位相制御を行うことができる。一方、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号のコード位相差が大きくなり、第１の選択基準を満たした場合には、第１誤差検出方法を用いることで、ＧＮＳＳ信号の追尾を逸脱することなく、継続することができる。

第３の状況として、図７に示すように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相差が大きく、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が大きく遅れている場合、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬとプロンプト相関値ＣＶ_Ｐ、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥは、コード位相差が正値の範囲（レイト側）において相関カーブ９００Ｐ上に並んで現れる。

この状況では、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬ、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐ、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥのコード位相よりも、ＧＮＳＳ信号のコード位相が進んでいる。この場合、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅは第１レイト相関値ＣＶ_Ｌよりも大きく、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは確実に第１閾値Ｃ１以上となる。第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅは第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥよりも小さく、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅは確実に第３閾値Ｃ３未満となる。すなわち、第１の選択基準を満たし、第１誤差検出方法が選択される。

この状況では、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相の位置は図７（Ｂ），（Ｃ）のＡ３点に示すように、コード位相差が正値側（レイト側）の不感領域内に現れる。逆に、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相を基準として、ＧＮＳＳ信号のコード位相が不感領域内に入ってしまう。この場合、第２誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ｂは０になり、第１誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ａは正値となる。したがって、第２誤差検出方法ではコード位相制御が不可能であり、第１誤差検出方法ではコード位相制御が可能である。したがって、第１誤差検出方法を選択しなければ、コード追尾を継続することができない。

このように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号のコード位相差が大きくなり、第１の選択基準を満たした場合には、第１誤差検出方法を用いることで、ＧＮＳＳ信号の追尾を逸脱することなく、継続することができる。

（２）プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号に対してコード位相が進んでいる場合
この場合、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相は、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相よりも遅れていることになる。

第４の状況として、図８に示すように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相が略同じであり、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が少し進んでいる場合、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥとプロンプト相関値ＣＶ_Ｐは、コード位相差が負値の範囲（アーリー側）において相関カーブ９００Ｐ上に現れる。第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬは、コード位相差が正値の範囲（レイト側）において相関カーブ９００Ｐ上に並んで現れる。

この状況では、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌのコード位相は、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅのコード位相よりも、ＧＮＳＳ信号のコード位相に近くなる。したがって、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅは第１レイト相関値ＣＶ_Ｌよりも小さくなる。このため、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬ＝（ＣＶ_Ｅ−ＣＶ_Ｌ）／ＣＶ_Ｐは負値になるが、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相差によって決まる０以下となる。また、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは、第１レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬとＧＮＳＳ信号のコード位相が一致した時のアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬよりも大きくなる。すなわち、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは、０に近い負値となる。したがって、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相差によって、負値である第２閾値Ｃ２よりも小さくなるかどうかは、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相差によって異なり、不明である。

しかしながら、この状況では、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌのコード位相は、第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬのコード位相よりも、ＧＮＳＳ信号のコード位相に近くなる。したがって、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌは第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬよりも大きくなる。このため、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌ＝（ＣＶ_Ｌ−ＣＶ_ＶＬ）／ＣＶ_Ｐは正値になり、負値である第４閾値Ｃ４よりも必ず大きくなる。

以上のように、第４の状況では第２の選択基準を満たしていないので、第２誤差検出方法が選択される。

この状況では、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相の位置はＢ１点となり、図８（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第２誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ｂおよび第１誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ａの双方が負値となる。したがって、第２誤差検出方法でも第１誤差検出方法でもコード位相制御が可能である。しかしながら、上述のように第１誤差検出方法ではマルチパス信号の影響を受けやすいので、第２誤差検出方法を用いることが有効である。

したがって、上述のように第２の選択基準にしたがって、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号とのコード位相差が極小さく、コード位相をロックできている状況では、第２誤差検出方法を用いることで、マルチパス信号の影響を受けることなく、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相を継続的にロックできるように、正確にコード位相制御を行うことができる。

第５の状況として、図９に示すように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相が、或程度のコード位相差範囲内（実際には第２誤差検出方法での不感領域に入らない程度のコード位相差範囲）で離間しており、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が少し進んでいる場合、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥとプロンプト相関値ＣＶ_Ｐと第１レイト相関値ＣＶ_Ｌは、コード位相差が負値の範囲（アーリー側）において相関カーブ９００Ｐ上に並んで現れる。第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬは、コード位相差が正値の範囲（レイト側）において相関カーブ９００Ｐ上に現れる。

この状況では、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌのコード位相と第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬのコード位相との間に、ＧＮＳＳ信号のコード位相が存在する。この場合、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌは、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌのコード位相が第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬのコード位相よりもＧＮＳＳ信号のコード位相に近ければ正値となり、第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬのコード位相が第１レイト相関値ＣＶ_Ｌのコード位相よりもＧＮＳＳ信号のコード位相に近ければ負値となる。したがって、第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬのコード位相の方がＧＮＳＳ信号のコード位相に近い範囲において或コード位相差以上、プロンプトレプリカ信号ＣＶ_ＰがＧＮＳＳ信号から遅れると、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌは第４閾値Ｃ４未満になり、遅れがこの或コード位相差になるまではレイト差分値ΔＣＶ_Ｌは第４閾値Ｃ４以上となる。

したがって、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌが第４閾値Ｃ４以上の範囲では、第２の選択基準を満たしていないので第２誤差検出方法が選択され、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌが第４閾値Ｃ４未満の範囲になると、第３の選択基準が満たされて、第１誤差検出方法が選択される。

この状況では、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相の位置は図９（Ｂ），（Ｃ）のＢ２点に示すように、コード位相差が負値側（アーリー側）のピークと不感領域になる端部との間に現れる。より具体的には、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌが第４閾値Ｃ４以上の範囲ではピーク側にＢ２点が現れ、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌが第４閾値Ｃ４未満の範囲では不感領域側にＢ２点が現れる。この場合、第２誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ｂおよび第１誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ａの双方が負値となる。したがって、第２誤差検出方法でも第１誤差検出方法でもコード位相制御が可能である。上述のように第１誤差検出方法ではマルチパス信号の影響を受けやすいので、第２誤差検出方法を用いる方がよい。すなわち、第２の選択基準を満たしていない範囲では、第２誤差検出方法を用いる方がよい。

しかしながら、受信環境による誤差等を考慮すると、不感領域に近い側のコード位相差範囲では、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相が、不感領域内に入ってしまうことが考えられる。逆に、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相を基準として、ＧＮＳＳ信号のコード位相が不感領域内に入ってしまうことが考えられる。したがって、このレイト差分値ΔＣＶ_Ｌが第４閾値Ｃ４未満の範囲では第１誤差検出方法を用いる方がよく、不感領域の問題も生じることがない。すなわち、第２の選択基準を満たしている範囲では、第１誤差検出方法を用いる方がよい。

このように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号のコード位相差が或程度あっても第２の選択基準を満たしていない範囲では、第２誤差検出方法を用いることで、マルチパス信号の影響を受けることなく、目的のＧＮＳＳ信号のコード位相を継続的にロックできるように正確にコード位相制御を行うことができる。一方、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号のコード位相差が大きくなり、第２の選択基準を満たした場合には、第１誤差検出方法を用いることで、ＧＮＳＳ信号の追尾を逸脱することなく、継続することができる。

第６の状況として、図１０に示すように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰと目的のＧＮＳＳ信号とのコード位相差が大きく、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が大きく進んでいる場合、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥ、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐ、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬは、コード位相差が負値の範囲（アーリー側）において相関カーブ９００Ｐ上に並んで現れる。

この状況では、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥ、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐ、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬのコード位相よりも、ＧＮＳＳ信号のコード位相が遅れる。この場合、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅは第１レイト相関値ＣＶ_Ｌよりも小さく、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは確実に第２閾値Ｃ２未満となる。第１レイト相関値ＣＶ_Ｌは第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬよりも小さく、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌは確実に第４閾値Ｃ４未満となる。すなわち、第２の選択基準を満たし、第１誤差検出方法が選択される。

この状況では、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相の位置は図１０（Ｂ），（Ｃ）のＢ３点に示すように、コード位相差が負値側（アーリー側）の不感領域内に現れる。逆に、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相を基準として、ＧＮＳＳ信号のコード位相が不感領域内に入ってしまう。この場合、第２誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ｂは０になり、第１誤差検出方法で得られる誤差検出値Δτ_Ａは負値となる。したがって、第２誤差検出方法ではコード位相制御が不可能であり、第１誤差検出方法ではコード位相制御が可能である。したがって、第１誤差検出方法を選択しなければ、コード追尾を継続することができない。

このように、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号のコード位相差が大きくなり、第２の選択基準を満たした場合には、第１誤差検出方法を用いることで、ＧＮＳＳ信号の追尾を逸脱することなく、継続することができる。

次に、目的のＧＮＳＳ信号を追尾中に、当該目的のＧＮＳＳ信号よりも受信強度の強いマルチパス信号を受信した場合の追尾動作を説明する。図１１は、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰが目的のＧＮＳＳ信号を追尾中に、マルチパス信号を受信した状況の相関値特性を示す図である。図１１において、９００Ｄが目的のＧＮＳＳ信号の相関カーブであり、９００ＭＰがマルチパス信号の相関カーブである。９００ＣＮ１が目的のＧＮＳＳ信号とマルチパス信号を合成した相関カーブである。

マルチパス信号は、通常、目的のＧＮＳＳ信号よりも遅れて受信される。これは、マルチパス信号が、ＧＮＳＳ衛星で放送された信号を直接受信したものではなく、一旦高層建築物等に反射してから受信したものだからである。このため、マルチパス信号の相関カーブ９００ＭＰは、ＧＮＳＳ信号の相関カーブ９００Ｄよりも所定コード位相分、レイト側に存在する。したがって、合成相関カーブ９００ＣＮ１は、ＧＮＳＳ信号の相関ピークとマルチパス信号の相関ピークの双方に極点を有する。合成相関カーブ９００ＣＮ１においては、マルチパス信号の相関ピークはＧＮＳＳ信号の相関ピークよりも高い。したがって、合成相関カーブ９００ＣＮ１では、マルチパス信号の相関ピークが、当該合成相関カーブ９００ＣＮ１の相関ピークとなる。

ＧＮＳＳ信号のコードをロックして追尾中、すなわちプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとＧＮＳＳ信号のコード位相が一致している場合、上述のように第２誤差検出方法が用いられている。この場合、第２誤差検出方法を用いるため、不感領域に存在するマルチパス信号の影響が誤差検出値には現れないが、相関カーブ上は影響を受け、不容易に第２誤差検出方法から第１誤差検出方法へ移行すると、当該マルチパス信号の影響を受け、当該マルチパス信号へ追尾が移行してしまう可能性がある。以下では、このような場合について説明する。

目的のＧＮＳＳ信号を受信中に、当該ＧＮＳＳ信号よりも受信強度が強いマルチパス信号を受信すると、合成相関カーブ９００ＣＮ１は、上述のように図１３のような形状となる。このため、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_ＥＡ，ＣＶ_ＶＥＡ、プロンプト相関値ＣＶ_ＰＡ、第１、第２レイト相関値ＣＶ_ＬＡ，ＣＶ_ＶＬＡは、合成相関カーブ９００ＣＮ１の相関ピークのコード位相よりもアーリー側において合成相関カーブ９００ＣＮ１上に並んで現れる。

この場合、第１アーリー相関値ＣＶ_ＥＡは第１レイト相関値ＣＶ_ＬＡよりも小さく、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬＡ＝（ＣＶ_ＥＡ−ＣＶ_ＬＡ）／ＣＶ_ＰＡは負値となる。ここで、第１レイト相関値ＣＶ_ＬＡが存在するＧＮＳＳ信号のコード位相とマルチパス信号のコード位相との間の相関カーブの変化率は、第１アーリー相関値ＣＶ_ＥＡが存在するＧＮＳＳ信号のコード位相よりもアーリー側の相関カーブの変化率よりも低い。したがって、この場合のアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬＡは、上述の第６の状況におけるアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬよりも０に近くなる。

また、第１レイト相関値ＣＶ_ＬＡは、第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬＡよりも小さく、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌ＝（ＣＶ_ＬＡ−ＣＶ_ＶＬＡ）／ＣＶ_ＰＡも負値となる。ここで、第１、第２レイト相関値ＣＶ_ＬＡ，ＣＶ_ＶＬＡが存在するＧＮＳＳ信号のコード位相とマルチパス信号のコード位相との間の相関カーブの変化率は、プロンプト相関値ＣＶ_ＰＡや第１、第２アーリー相関値ＣＶ_ＥＡ，ＣＶ_ＶＥＡが存在するＧＮＳＳ信号のコード位相よりもアーリー側の相関カーブの変化率よりも低い。したがって、この場合のレイト差分値ΔＣＶ_ＬＡは、上述の第６の状況におけるレイト差分値ΔＣＶ_Ｌよりも０に近くなる。

このような特性を利用し、第２閾値Ｃ２および第４閾値Ｃ４の絶対値を大きく設定する。例えば、図１０に示した、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥ、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐ、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬは、コード位相差が負値の範囲（アーリー側）において相関カーブ９００Ｐ上に並んで現れるような状態におけるアーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬやレイト差分値ΔＣＶ_Ｌの絶対値に近くなるように設定する。

このように、第２閾値Ｃ２および第４閾値Ｃ４を設定することで、図１１に示すような状況では、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬＡが第２閾値Ｃ２未満になりにくくなり、レイト差分値ΔＣＶ_ＬＡが第４閾値Ｃ４未満になりにくくなる。したがって、第２誤差検出方法から第１誤差検出方法に切り替わりにくく、第２誤差検出方法を継続的に用いることができる。これにより、目的のＧＮＳＳ信号を追尾中にマルチパス信号を受信しても、当該マルチパス信号へ追尾が移行することなく、目的のＧＮＳＳ信号を継続して追尾することができる。

図１２は、目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）のみを受信した状態から、目的のＧＮＳＳ信号に加えてマルチパス信号を受信する状態に移行する間のコード位相の追尾の遷移を示す図である。図１２（Ａ）は目的のＧＮＳＳ信号のみを受信し受信強度が高い状態を示し、図１２（Ｂ）は目的のＧＮＳＳ信号のみを受信し受信強度が低い状態を示し、図１２（Ｃ）はマルチパス信号が追加されたタイミングでの状態を示す。図１２（Ｄ），（Ｅ）はマルチパス信号が追加されてから所定時間経過後の状態を示し、図１２（Ｄ），（Ｅ）では異なる経過時間の状態を示している。

図１２（Ａ）に示すように、目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）のみを受信している状況では、第２誤差検出方法によってコードの追尾が行われている。ここで、図１２（Ｂ）に示すように、ＧＮＳＳ信号（直接波信号）の受信強度が低下しても、当該ＧＮＳＳ信号（直接波信号）のみを受信していれば、第１、第２の選択基準を満たすことはなく、継続的に第２誤差検出方法が用いられる。

次に、ＧＮＳＳ信号（直接波信号）よりも受信強度が強いマルチパス信号を受信すると、図１２（Ｃ）に示すように、相関カーブが変化して相関カーブのピークがマルチパス信号のコード位相となる。しかしながら、上述のように第２閾値Ｃ２と第４閾値Ｃ４を設定しておくことで、第２の選択基準は満たされず、コード追尾点（プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相）は、目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）のコード位相に略一致したままとなる。さらに、図１２（Ｄ），図１２（Ｅ）に示すように時刻が経過しても、合成相関カーブの形状は殆ど変化しないので、図１２（Ｃ）の状態と同様に、第２の選択基準は満たされない。したがって、コード追尾点（プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相）は、目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）のコード位相に略一致したままとなる。

以上のように、第２閾値Ｃ２および第４閾値Ｃ４を適宜設定することで、目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）を追尾中にマルチパス信号を受信しても、当該マルチパス信号へ追尾が移行することなく、目的のＧＮＳＳ信号を継続して追尾することができる。

次に、マルチパス信号しか受信できていない時に、より受信強度が強い目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）を受信した場合の追尾動作を説明する。図１３は、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰがマルチパス信号のコード位相に略一致している時に、目的のＧＮＳＳ信号を受信した状況の相関値特性を示す図である。図１３において、９００Ｄが目的のＧＮＳＳ信号の相関カーブであり、９００ＭＰがマルチパス信号の相関カーブである。９００ＣＮ２が目的のＧＮＳＳ信号とマルチパス信号を合成した相関カーブである。

マルチパス信号は、上述のように、目的のＧＮＳＳ信号よりも遅れて受信される。このため、ＧＮＳＳ信号の相関カーブ９００Ｄは、マルチパス信号の相関カーブ９００ＭＰよりも所定コード位相分、アーリー側に存在する。したがって、合成相関カーブ９００ＣＮ２は、ＧＮＳＳ信号の相関ピークとマルチパス信号の相関ピークの双方に極点を有する。合成相関カーブ９００ＣＮ２においては、ＧＮＳＳ信号の相関ピークはマルチパス信号の相関ピークよりも高い。したがって、合成相関カーブ９００ＣＮ２では、ＧＮＳＳ信号の相関ピークが、当該合成相関カーブ９００ＣＮ２の相関ピークとなる。

マルチパス信号しか受信できず、当該マルチパス信号のコード位相とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が略一致している場合、上述のように第２誤差検出方法が用いられている。この場合、第２誤差検出方法を用いるため、不感領域に現れる目的のＧＮＳＳ信号の影響は、直接誤差検出値には現れないが、相関カーブ上は影響を受ける。この場合には、マルチパス信号から目的のＧＮＳＳ信号へ追尾が移行することが望ましい。以下では、このような場合について説明する。

マルチパス信号のみを受信中に、当該マルチパス信号よりも受信強度が強いＧＮＳＳ信号を受信すると、合成相関カーブ９００ＣＮ２は、上述のように、図１３のような形状となる。このため、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_ＥＢ，ＣＶ_ＶＥＢ、プロンプト相関値ＣＶ_ＰＢ、第１、第２レイト相関値ＣＶ_ＬＢ，ＣＶ_ＶＬＢは、合成相関カーブ９００ＣＮ２の相関ピークのコード位相よりもレイト側において合成相関カーブ９００ＣＮ２上に並んで現れる。

この場合、上述の第３の状況と同様に、第１アーリー相関値ＣＶ_ＥＢは第１レイト相関値ＣＶ_ＬＢよりも大きく、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬＢ＝（ＣＶ_ＥＢ−ＣＶ_ＬＢ）／ＣＶ_ＰＢは正値となる。また、第１アーリー相関値ＣＶ_ＥＢは、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥＢよりも小さく、アーリー差分値ΔＣＶ_ＥＢは負値となる。

このような特性を利用し、第１閾値Ｃ１および第３閾値Ｃ３の絶対値を小さく設定する。例えば、絶対値が０に極近接するように設定する。いいかえれば、第１閾値Ｃ１の絶対値を第２閾値Ｃ２の絶対値よりも小さくする。第３閾値Ｃ３の絶対値を第４閾値Ｃ４の絶対値よりも小さくする。

このように、第１閾値Ｃ１および第３閾値Ｃ３を設定することで、図１３に示すような状況では、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬＢが第２閾値Ｃ１より大きくなりやすく、アーリー差分値ΔＣＶ_ＥＢが第３閾値Ｃ３未満になりやすくなる。したがって、第１の選択基準を満たしやすく、第２誤差検出方法から第１誤差検出方法に切り替わり易くすることができる。これにより、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相がＧＮＳＳ信号と離れていても、当該ＧＮＳＳ信号を追尾するようにコード位相制御を行うことができる。この結果、マルチパス信号しか受信できなかった状況で、目的のＧＮＳＳ信号を受信した場合に、当該ＧＮＳＳ信号へ追尾を移行することができる。

次に、図１３の状況からレプリカ信号のコード位相を制御していき、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相がＧＮＳＳ信号のコード位相に近接した場合について説明する。図１４は、マルチパス信号のある環境下で、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相が目的のＧＮＳＳ信号に近接した状況の相関値特性を示す図である。なお、図１４の各相関カーブは、図１３の各相関カーブと同じであるので説明は省略する。

この状況では、第１アーリー相関値ＣＶ_ＥＴ、プロンプト相関値ＣＶ_ＰＴ、第１、第２レイト相関値ＣＶ_ＬＴ，ＣＶ_ＶＬＴは、合成相関カーブ９００ＣＮ２の相関ピークのコード位相よりもレイト側において合成相関カーブ９００ＣＮ２上に並んで現れる。第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥＴは、合成相関カーブ９００ＣＮ２の相関ピークのコード位相よりもアーリー側において合成相関カーブ９００ＣＮ２上に現れる。

この場合、第１アーリー相関値ＣＶ_ＥＴは第１レイト相関値ＣＶ_ＬＴよりも大きく、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬＴ＝（ＣＶ_ＥＴ−ＣＶ_ＬＴ）／ＣＶ_ＰＴは正値となる。また、第１アーリー相関値ＣＶ_ＥＴは、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥＴよりも合成相関カーブ９００ＣＮ２の相関ピークのコード位相に近い。したがって、第１アーリー相関値ＣＶ_ＥＴは、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥＴよりも大きく、アーリー差分値ΔＣＶ_ＥＴは正値となる。

これにより、第１の選択基準を満たせなくなり、第１誤差検出方法から第２誤差検出方法へ切り替わる。以降は、第２誤差検出方法によってプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相がＧＮＳＳ信号のコード位相に略一致するようにコード位相制御される。すなわち、マルチパス信号があっても、ＧＮＳＳ信号のコード位相が正確にロックされ、継続亭にＧＮＳＳ信号を追尾することができる。

図１５は、マルチパス信号しか受信できない状況から、マルチパス信号とは別に目的のＧＮＳＳ信号を受信できる状況に移行する間のコード位相の追尾の遷移を示す図である。図１５（Ａ）はマルチパス信号のみを受信した状況を示す。図１５（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、マルチパス信号に加えて目的のＧＮＳＳ信号の受信した状況を示す。図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）、図１５（Ｅ）の順で、時間が経過している。図１５（Ｆ）はマルチパス信号がなくなり、ＧＮＳＳ信号のみを受信した状況を示す。

図１５（Ａ）に示すように、マルチパス信号のみしか受信できない状況では、第２誤差検出方法によってマルチパス信号のコード位相にプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰのコード位相がロックされる。

次に、マルチ波信号よりも受信強度が強いＧＮＳＳ信号（直接波信号）を受信すると、図１５（Ｂ）に示すように、相関カーブが変化して相関カーブのピークがＧＮＳＳ信号のコード位相となる。これにより、上述のように、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥ、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐ、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬは、相関カーブのレイト側の傾斜上に現れる。したがって、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは正値となり、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅは負値となる。ここで、第１閾値Ｃ１と第３閾値Ｃ３の絶対値が小さく設定されているので、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬは第１閾値Ｃ１よりも大きくなり、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅは第３閾値Ｃ３未満となる。したがって、第１の選択基準が満たされ、第２誤差検出方法から第１誤差検出方法へ切り替わる。

このように第１誤差検出方法が用いられることで、図１５（Ｃ），（Ｄ）に示すように、コード追尾点がＧＮＳＳ信号のコード位相に移る。

そして、図１５（Ｄ）に示す状態では、第１、第２アーリー相関値ＣＶ_Ｅ，ＣＶ_ＶＥが相関カーブのアーリー側の傾斜上に現れ、第１、第２レイト相関値ＣＶ_Ｌ，ＣＶ_ＶＬは、相関カーブのレイト側の傾斜上に現れる。したがって、第１の選択基準は満たされず、第１誤差検出方法から第２誤差検出方法に切り替わる。さらに、図１５（Ｅ）に示すように、相関カーブの形状は殆ど変化しないままで時間が経過しても、第１、第２の選択基準は満たされないままなので、コード追尾点は、ＧＮＳＳ信号のコード位相に維持される。さらに、図１５（Ｅ）の状況からマルチパス信号がなくなり、図１５（Ｆ）の状況になると、第１、第２の選択基準はさらに満たされ難くなり、コード追尾点は、ＧＮＳＳ信号のコード位相に正確に維持される。

このように、第１閾値Ｃ１および第３閾値Ｃ３を適宜設定することで、マルチパス信号しか受信できない状況から目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）の受信が復帰した場合に、ＧＮＳＳ信号へ追尾が移行し、コード追尾点の移動後はＧＮＳＳ信号を継続して追尾することができる。

以上のように、本実施形態のＧＮＳＳ信号処理方法を用いれば、マルチパス信号の受信等から生じる受信環境の変化の影響を抑制し、目的のＧＮＳＳ信号（直接波信号）を継続的に追尾することができる。

なお、ＧＮＳＳ信号の追尾の際には、具体的に上述の処理を、次に示すような方法で利用することができる。ＧＮＳＳ信号の追尾を開始する時、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相が近いとは限らない。したがって、ＧＮＳＳ信号の追尾開始の時点では、第１誤差検出方法を用いて、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相を一致させるように、コード位相制御を行う。そして、例えば、上述アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅやレイト差分値ΔＣＶ_Ｌの符号に基づいて、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相が近接したことを検出すると、第２誤差検出方法に切り替えて、ＧＮＳＳ信号の追尾を継続する。

第２誤差検出方法にてＧＮＳＳ信号を追尾中は、上述の第１の選択基準および第２の選択基準を用いて、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相差を監視する。第１の選択基準および第２の選択基準を満たしたことを検出すると、すなわちＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとのコード位相差が所定値よりも大きくなったと判断すると、第１誤差検出方法に切り替えてＧＮＳＳ信号の追尾を継続する。

このような本実施形態のＧＮＳＳ信号処理方法は、次に示す機能部の構成によって実現することが可能である。図１６は本発明の実施形態に係る測位装置１の構成を示すブロック図である。図１７は復調部１３の構成を示すブロック図である。

測位装置１は、ＧＮＳＳ受信アンテナ１１、ＲＦ処理部１２、本発明のＧＮＳＳ信号処理装置に相当する復調部１３、航法メッセージ解析部１４、および測位演算部１５を備える。

ＧＮＳＳ受信アンテナ１１は、ＧＮＳＳ衛星（ＧＰＳ衛星等）から送信されるＧＮＳＳ信号を受信し、ダウンコンバータ１２へ出力する。ダウンコンバータ１２は、ＧＮＳＳ信号を所定の中間周波数信号（以下、ＩＦ信号と称する）に変換し、復調部１３へ出力する。

復調部１３は、具体的な構成は図１７を用いて後述するが、ＩＦ信号の捕捉を行うとともに、上述のような誤差検出値Δτによるレプリカ信号のコード位相制御を行って、ＩＦ信号からなるＧＮＳＳ信号の追尾を行う。復調部１３は、ＧＮＳＳ信号のコード位相をロックし、追尾に成功すると、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとの相関値（プロンプト相関値ＣＶ_Ｐ）を航法メッセージ解析部１４へ出力する。また、復調部１３は、追尾状態において、誤差検出値Δτを所定時間積算することで擬似距離を算出し、測位演算部１５へ出力する。

航法メッセージ解析部１４は、復調部１３からのプロンプト相関値ＣＶ_Ｐから航法メッセージを復調して解析し、その内容を測位演算部１５に与える。測位演算部１５は、航法メッセージ解析部１４からの航法メッセージの内容と、復調部１３からの擬似距離に基づいて測位演算を行い、測位装置１の位置を推定演算する。

復調部１３は、図１１に示すように、レプリカ信号発生部３１、相関部３２Ｐ，３２ＶＥ，３２Ｅ，３２Ｌ，３２ＶＬ、演算部３３を備える。

レプリカコード生成部３１は、演算部３３から与えられたコード位相制御信号に基づいて、上述のプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰ、第１アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥ、第２アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＶＥ、第１レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬ、第２レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＶＬを生成する。レプリカコード生成部３１は、プロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰを相関部３２Ｐへ出力する。レプリカコード生成部３１は、第１アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥを相関部３２Ｅへ出力する。レプリカコード生成部３１は、第２アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＶＥを相関部３２ＶＥへ出力する。レプリカコード生成部３１は、第１レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬを相関部３２Ｌへ出力する。レプリカコード生成部３１は、第２レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＶＬを相関部３２ＶＬへ出力する。

相関部３２Ｐは、ＧＮＳＳ信号とプロンプトレプリカ信号Ｓ_ＲＰとを相関処理し、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐを出力する。プロンプト相関値ＣＶ_Ｐは、演算部３３に出力されるとともに、航法メッセージ解析部１４にも出力される。相関部３２Ｅは、ＧＮＳＳ信号と第１アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＥとを相関処理し、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅを出力する。第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅは、演算部３３に出力される。相関部３２ＶＥは、ＧＮＳＳ信号と第２アーリーレプリカ信号Ｓ_ＲＶＥとを相関処理し、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥを出力する。第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥは、演算部３３に出力される。相関部３２Ｌは、ＧＮＳＳ信号と第１レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＬとを相関処理し、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌを出力する。第１レイト相関値ＣＶ_Ｌは、演算部３３に出力される。相関部３２ＶＬは、ＧＮＳＳ信号と第２レイトレプリカ信号Ｓ_ＲＶＬとを相関処理し、第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬを出力する。第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬは、演算部３３に出力される。

演算部３３は、ＣＰＵ等によって構成される。演算部３３には、上述の誤差検出値算出演算およびコード位相制御を実現するプログラムが記憶されており、当該プログラムを読み出して、実行する。

演算部３３は、プロンプト相関値ＣＶ_Ｐ、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅ、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥ、第１レイト相関値ＣＶ_Ｌ、第２レイト相関値ＣＶ_ＶＬを用いて、上述のように誤差検出方法を選択する。演算部３３は、選択した誤差検出方法によって誤差検出値Δτを算出する。演算部３３は、算出した誤差検出値Δτに基づいて、プロンプトレプリカ信号とＧＮＳＳ信号のコード位相差が０に近づくようにコード位相制御信号を生成する。演算部３３は、コード位相制御信号をレプリカ信号生成部３１に与える。

このような構成を用いることで、上述のように、ＧＮＳＳ信号を確実且つ正確に追尾することができる。そして、正確な追尾が行えることで、ＧＮＳＳ信号のコード位相を高精度に取得でき、航法メッセージの復調および擬似距離の算出を高精度に行うことができる。これにより、高精度な測位を行うことができる。

なお、上述の説明では、測位装置１を、各機能部に分けて測位処理を行う例を示したが、ＲＦ処理部１２、復調部１３、航法メッセージ解析部１４、および測位演算部１５を、コンピュータ等の情報処理装置で一体化してもよい。この場合、具体的には上述の各処理を含む図１８に示す測位処理のフローチャートをプログラム化して記憶しておく。そして、当該測位のプログラムを情報処理装置で読み出して実行する。図１８は、本発明の実施形態に係る測位方法のフローチャートである。

ＧＮＳＳ信号を受信して、捕捉を行う（Ｓ２０１）。捕捉方法としては、上述のように、所定のコード位相間隔で、複数のレプリカ信号を生成する。複数のレプリカ信号のそれぞれとＧＮＳＳ信号とを相関処理する。最も相関値の高いレプリカ信号のコード位相を、ＧＮＳＳ信号のコード位相として設定する。

捕捉によって設定したコード位相を初期位相として、追尾を開始する（Ｓ２０２）。この際、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬが第１閾値Ｃ１（正値）よりも大きい且つアーリー差分値ΔＣＶ_Ｅが第３閾値Ｃ３（負値）未満である第１の選択基準と、アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬが第２閾値Ｃ２（負値）未満且つレイト差分値ΔＣＶ_Ｌが第４閾値Ｃ４（負値）未満である第２の選択基準とにしたがって、誤差検出値Δτの算出方法を選択しながら、ＧＮＳＳ信号の追尾を行う。

誤差検出値Δτを所定時間毎に積算して、擬似距離を算出する（Ｓ２０３）。プロンプト相関値ＣＶ_Ｐを積算することで、航法メッセージを復調して取得する（Ｓ２０４）。なお、擬似距離の算出処理と航法メッセージを復調、取得処理とは、特に順序をこれに限るものではなく、同時並行に行ってもよい。

取得した擬似距離と航法メッセージとを用いて測位演算を行う（Ｓ２０５）。

このような測位装置１や測位機能は、図１９に示すような移動端末１００に利用される。図１９は、本発明の実施形態に係る測位装置１を備えた移動端末１００の主要構成を示すブロック図である。

図１９に示すような移動端末１００は、例えば携帯電話機、カーナビゲーション装置、ＰＮＤ、カメラ、時計等であり、ＧＮＳＳ受信アンテナ１１、ＲＦ処理部１２、復調部１３、航法メッセージ解析部１４、測位演算部１５、アプリケーション処理部１２０を備える。ＧＮＳＳ受信アンテナ１１、ＲＦ処理部１２、復調部１３、航法メッセージ解析部１４、測位演算部１５は、上述の構成のものであり、これらにより上述のように測位装置１が構成されている。

アプリケーション処理部１２０は、測位装置１から出力された測位結果に基づいて、自装置位置や自装置速度を表示したり、ナビゲーション等に利用するための処理を実行する。

このような構成において、上述の高精度な測位結果を得られることで、高精度な位置表示やナビゲーション等を実現することができる。

なお、上述の説明では、第１誤差検出方法として、第１アーリー相関値ＣＶ_Ｅと第１レイト相関値ＣＶ_Ｌから誤差検出値Δτ_Ａを算出した。第１誤差検出方法として、第２アーリー相関値ＣＶ_ＶＥと第１レイト相関値ＣＶ_ＶＬから誤差検出値Δτ_ＡＡを算出してもよい。

この場合には、次式を用いればよい。

また、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅやレイト差分値ΔＣＶ_Ｌの算出用のスペーシングと、誤差検出値の算出用のスペーシングを異ならせてもよい。

また、第１閾値Ｃ１、第２閾値Ｃ２、第３閾値Ｃ３、第４閾値Ｃ４は、誤差検出方法を切り替えやすくするかどうか等の仕様に応じて、適宜設定すればよい。この際、上述のように、第１閾値Ｃ１の絶対値が第２閾値Ｃ２の絶対値よりも小さく、第３閾値Ｃ３の絶対値が第４閾値Ｃ４の絶対値よりも小さくなるように設定すればよい。

また、上述の説明では、（Ａ）アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬと第１閾値Ｃ１との大小関係、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅと第３閾値Ｃ３との大小関係と、（Ｂ）アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬと第２閾値Ｃ２との大小関係、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌと第４閾値Ｃ４との大小関係の双方（（Ａ）ａｎｄ（Ｂ））で、第１誤差検出方法と第２誤差検出方法を切り替える例を示した。ここで、レイト方向のみもしくはアーリー方向のみの誤差検出方法の切り替えであれば、（Ａ）アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬと第１閾値Ｃ１との大小関係、アーリー差分値ΔＣＶ_Ｅと第３閾値Ｃ３との大小関係と、（Ｂ）アーリーレイト差分値ΔＣＶ_ＥＬと第２閾値Ｃ２との大小関係、レイト差分値ΔＣＶ_Ｌと第４閾値Ｃ４との大小関係のいずれかのみ（（Ａ）ｏｒ（Ｂ））で、第１誤差検出方法と第２誤差検出方法を切り替えるようにすることも可能である。

１：測位装置、
１１：ＧＮＳＳ受信アンテナ１１、
１２：ＲＦ処理部、
１３：復調部、
１４：航法メッセージ解析部、
１５：測位演算部、
３１：レプリカ信号発生部、
３２Ｐ，３２ＶＥ，３２Ｅ，３２Ｌ，３２ＶＬ：相関部、
３３：演算部
１００：移動端末、
１２０：アプリケーション処理部

Claims (14)

1. プロンプトレプリカ信号に対して第１コード位相進んだ第１アーリーレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して前記第１コード位相遅れた第１レイトレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して第２コード位相進んだ第２アーリーレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して第２コード位相遅れた第２レイトレプリカ信号のそれぞれと、前記ＧＮＳＳ信号とを相関処理する相関処理工程と、
   前記ＧＮＳＳ信号と前記第１アーリーレプリカ信号との相関結果による第１アーリー相関値から前記ＧＮＳＳ信号と前記第１レイトレプリカ信号との相関結果による第１レイト相関値を減算してアーリーレイト差分値を算出し、前記第１アーリー相関値から前記ＧＮＳＳ信号と前記第２アーリーレプリカ信号との相関結果による第２アーリー相関値を減算してアーリー差分値を算出し、前記第１レイト相関値から前記ＧＮＳＳ信号と前記第２レイトレプリカ信号との相関結果による第２レイト相関値を減算してレイト差分値を算出する差分値算出工程と、
   前記アーリーレイト差分値と前記アーリー差分値、または、前記アーリーレイト差分値と前記レイト差分値とに基づいて、誤差検出値が０でない値を取るコード位相範囲が広い第１算出式を用いた前記第１誤差検出方法と、前記誤差検出値が０でない値を取るコード位相範囲が狭い第２算出式を用いた第２誤差検出方法とのいずれかを選択し、選択した誤差検出方法を用いて前記誤差検出値を算出する誤差検出値算出工程と、
   前記誤差検出値に基づいて前記プロンプトレプリカ信号のコード位相を制御するコード位相制御工程と、を有するＧＮＳＳ信号処理方法。
2. 請求項１に記載のＧＮＳＳ信号処理方法であって、
   前記差分値算出工程は、
   前記プロンプトレプリカ信号と前記ＧＮＳＳ信号との相関値で、前記アーリーレイト差分値、前記アーリー差分値および前記レイト差分値を除算する、ＧＮＳＳ信号処理方法。
3. 請求項１または２に記載のＧＮＳＳ信号処理方法であって、
   前記誤差検出値算出工程は、
   前記アーリーレイト差分値に対する正値の第１閾値および、負値の第２閾値を設定し、前記アーリー差分値に対する負値の第３閾値を設定し、前記レイト差分値に対する負値の第４差分値を設定し、
   前記アーリーレイト差分値が前記第１閾値よりも大きく前記アーリー差分値が前記第３閾値よりも小さい場合、または、前記アーリーレイト差分値が前記第２閾値よりも小さく前記レイト差分値が前記第４閾値よりも小さい場合に、前記第１誤差検出方法で前記誤差検出値を算出し、
   前記アーリーレイト差分値、前記アーリー差分値、前記レイト差分値が上記の閾値条件を満たさない場合に、前記第２誤差検出方法で前記誤差検出値を算出する、ＧＮＳＳ信号処理方法。
4. 請求項３に記載のＧＮＳＳ信号処理方法であって、
   前記第１算出式は、前記第１アーリー相関値と前記第１レイト相関値とを用いるか、前記第２アーリー相関値と前記第２レイト相関値を用い、
   前記第２算出式は、前記第１、第２アーリー相関値と前記第１、第２レイト相関値を用いる、ＧＮＳＳ信号処理方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＧＮＳＳ信号処理方法で追尾している前記プロンプトレプリカ信号とＧＮＳＳ信号との相関値から航法メッセージを取得する工程と、
   前記追尾しているＧＮＳＳ信号に対する前記誤差検出値から擬似距離を算出する工程と、
   前記航法メッセージと前記擬似距離とを用いて測位演算を行う工程と、を有する測位方法。
6. 受信したＧＮＳＳ信号のコード位相を追尾する処理をコンピュータに実行させるＧＮＳＳ信号処理プログラムであって、
   前記コンピュータは、
   プロンプトレプリカ信号に対して第１コード位相進んだ第１アーリーレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して前記第１コード位相遅れた第１レイトレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して第２コード位相進んだ第２アーリーレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して第２コード位相遅れた第２レイトレプリカ信号のそれぞれと、前記ＧＮＳＳ信号とを相関処理し、
   前記ＧＮＳＳ信号と前記第１アーリーレプリカ信号との相関結果による第１アーリー相関値から前記ＧＮＳＳ信号と前記第１レイトレプリカ信号との相関結果による第１レイト相関値を減算してアーリーレイト差分値を算出し、
   前記第１アーリー相関値から前記ＧＮＳＳ信号と前記第２アーリーレプリカ信号との相関結果による第２アーリー相関値を減算してアーリー差分値を算出し、
   前記第１レイト相関値から前記ＧＮＳＳ信号と前記第２レイトレプリカ信号との相関結果による第２レイト相関値を減算してレイト差分値を算出し、
   前記アーリーレイト差分値と前記アーリー差分値、または、前記アーリーレイト差分値と前記レイト差分値とに基づいて、誤差検出値が０でない値を取るコード位相範囲が広い第１算出式を用いた前記第１誤差検出方法と、前記誤差検出値が０でない値を取るコード位相範囲が狭い第２算出式を用いた第２誤差検出方法とのいずれかを選択し、選択した誤差検出方法を用いて前記誤差検出値を算出し、
   前記誤差検出値に基づいて前記プロンプトレプリカ信号のコード位相を制御する、ＧＮＳＳ信号処理プログラム。
7. 請求項６に記載のＧＮＳＳ信号処理プログラムであって、
   前記コンピュータは、
   前記プロンプトレプリカ信号と前記ＧＮＳＳ信号との相関値で、前記アーリーレイト差分値、前記アーリー差分値および前記レイト差分値を除算する、ＧＮＳＳ信号処理プログラム。
8. 請求項６または７に記載のＧＮＳＳ信号処理プログラムであって、
   前記コンピュータは、
   前記アーリーレイト差分値に対する正値の第１閾値および、負値の第２閾値を設定し、前記アーリー差分値に対する負値の第３閾値を設定し、前記レイト差分値に対する負値の第４差分値を設定し、
   前記アーリーレイト差分値が前記第１閾値よりも大きく前記アーリー差分値が前記第３閾値よりも小さい場合、または、前記アーリーレイト差分値が前記第２閾値よりも小さく前記レイト差分値が前記第４閾値よりも小さい場合に、前記第１誤差検出方法で前記誤差検出値を算出し、
   前記アーリーレイト差分値、前記アーリー差分値、前記レイト差分値が上記の閾値条件を満たさない場合に、前記第２誤差検出方法で前記誤差検出値を算出する、ＧＮＳＳ信号処理プログラム。
9. 請求項７または請求項８に記載のＧＮＳＳ信号処理プログラムを含み、追尾結果に基づいて前記コンピュータが測位演算を行う測位プログラムであって、
   前記コンピュータは、
   追尾しているＧＮＳＳ信号と前記プロンプトレプリカ信号との相関結果から航法メッセージを取得し、
   前記追尾しているＧＮＳＳ信号に対する前記誤差検出値から擬似距離を算出し、
   前記航法メッセージと前記擬似距離とを用いて測位演算を行う、測位プログラム。
10. プロンプトレプリカ信号に対して第１コード位相進んだ第１アーリーレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して前記第１コード位相遅れた第１レイトレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して第２コード位相進んだ第２アーリーレプリカ信号、前記プロンプトレプリカ信号に対して第２コード位相遅れた第２レイトレプリカ信号のそれぞれと、前記ＧＮＳＳ信号との相関処理する相関処理部と、
    前記ＧＮＳＳ信号と前記第１アーリーレプリカ信号との相関結果による第１アーリー相関値から前記ＧＮＳＳ信号と前記第１レイトレプリカ信号との相関結果による第１レイト相関値を減算してアーリーレイト差分値を算出し、前記第１アーリー相関値から前記ＧＮＳＳ信号と前記第２アーリーレプリカ信号との相関結果による第２アーリー相関値を減算してアーリー差分値を算出し、前記第１レイト相関値から前記ＧＮＳＳ信号と前記第２レイトレプリカ信号との相関結果による第２レイト相関値を減算してレイト差分値を算出し、前記アーリーレイト差分値と前記アーリー差分値、または、前記アーリーレイト差分値と前記レイト差分値とに基づいて、誤差検出値が０でない値を取るコード位相範囲が広い第１算出式を用いた前記第１誤差検出方法と、前記誤差検出値が０でない値を取るコード位相範囲が狭い第２算出式を用いた第２誤差検出方法とのいずれかを選択し、選択した誤差検出方法を用いて前記誤差検出値を算出し、前記誤差検出値に基づいて前記プロンプトレプリカ信号のコード位相を制御する演算部と、
    を備えたＧＮＳＳ信号処理装置。
11. 請求項１０に記載のＧＮＳＳ信号処理装置であって、
    前記演算部は、
    前記プロンプトレプリカ信号と前記ＧＮＳＳ信号との相関値で、前記アーリーレイト差分値、前記アーリー差分値および前記レイト差分値を除算する、ＧＮＳＳ信号処理装置。
12. 請求項１０または１１に記載のＧＮＳＳ信号処理装置であって、
    前記演算部は、
    前記アーリーレイト差分値に対する正値の第１閾値および、負値の第２閾値を設定し、前記アーリー差分値に対する負値の第３閾値を設定し、前記レイト差分値に対する負値の第４差分値を設定し、
    前記アーリーレイト差分値が前記第１閾値よりも大きく前記アーリー差分値が前記第３閾値よりも小さい場合、または、前記アーリーレイト差分値が前記第２閾値よりも小さく前記レイト差分値が前記第４閾値よりも小さい場合に、前記第１誤差検出方法で前記誤差検出値を算出し、
    前記アーリーレイト差分値、前記アーリー差分値、前記レイト差分値が上記の閾値条件を満たさない場合に、前記第２誤差検出方法で前記誤差検出値を算出する、ＧＮＳＳ信号処理装置。
13. 請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載のＧＮＳＳ信号処理装置を備え、追尾結果に基づいて測位演算を行う測位装置であって、
    追尾しているＧＮＳＳ信号と前記プロンプトレプリカ信号との相関結果から航法メッセージを取得する航法メッセージ解析部と、
    前記追尾しているＧＮＳＳ信号に対する前記誤差検出値から算出される擬似距離と前記航法メッセージとを用いて測位演算を行う測位演算部と、を有する測位装置。
14. 請求項１３に記載の測位装置を備えるとともに、
    前記測位演算部の測位演算結果を用いて所定のアプリケーションを実行するアプリケーション処理部を、備える移動端末。

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