JPH03235079A - Ｇｐｓ受信機 - Google Patents
Ｇｐｓ受信機Info
- Publication number
- JPH03235079A JPH03235079A JP2029489A JP2948990A JPH03235079A JP H03235079 A JPH03235079 A JP H03235079A JP 2029489 A JP2029489 A JP 2029489A JP 2948990 A JP2948990 A JP 2948990A JP H03235079 A JPH03235079 A JP H03235079A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- satellite radio
- radio wave
- frequency
- demodulators
- searching
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
- G01S19/29—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system carrier including Doppler, related
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は、衛星電波の初期捕捉時間を短縮可能なＧ Ｐ
Ｓ （Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙ
ｓｔｅｍ）受信機に関する。
Ｓ （Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙ
ｓｔｅｍ）受信機に関する。
［従来の技術］
ＧＰＳ衛星からの電波（Ｌ、波）は１５７５．４２ ［
Ｍ七１で送信されるが、ＧＰＳ衛星が静止衛星でなく周
回衛星であること、また、ＧＰＳ受信機自体も車両など
の移動体に搭載されて移動中でも受信が行われるなどの
ため、ドツプラー効果により受信周波数が成る周波数範
囲で変化する。このため、衛星電波を受信するには、ド
ツプラー変化をカバーする予め定めた衛星電波のサーチ
範囲に亘ってサーチ周波数を振りながら、衛星電波がど
こにいるかを探さねばならない。
Ｍ七１で送信されるが、ＧＰＳ衛星が静止衛星でなく周
回衛星であること、また、ＧＰＳ受信機自体も車両など
の移動体に搭載されて移動中でも受信が行われるなどの
ため、ドツプラー効果により受信周波数が成る周波数範
囲で変化する。このため、衛星電波を受信するには、ド
ツプラー変化をカバーする予め定めた衛星電波のサーチ
範囲に亘ってサーチ周波数を振りながら、衛星電波がど
こにいるかを探さねばならない。
第３図に、従来のＧＰＳ受信機の構成を示す。
図中、１は逆拡散用の乗算器、２は同相チャネル信号復
調用の乗算器、３は直交チャネル信号復調用の乗算器、
４は乗算器２の乗算結果から高調波成分を除去して同相
チャネル信号Ｉ （ｔ）を得るローパスフィルタ、５は
乗算器３の乗算結果から高調波成分を除去して直交チャ
ネル信号Ｑ （ｔ）を得るローパスフィルタ、６，７は
アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
、８は復調制御を行うマイクロコンピュータ、９はマイ
クロコンピュータ８により周波数制御されるＮＣＯ（数
値制御発振器）である。
調用の乗算器、３は直交チャネル信号復調用の乗算器、
４は乗算器２の乗算結果から高調波成分を除去して同相
チャネル信号Ｉ （ｔ）を得るローパスフィルタ、５は
乗算器３の乗算結果から高調波成分を除去して直交チャ
ネル信号Ｑ （ｔ）を得るローパスフィルタ、６，７は
アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
、８は復調制御を行うマイクロコンピュータ、９はマイ
クロコンピュータ８により周波数制御されるＮＣＯ（数
値制御発振器）である。
アンテナで受信された衛星電波は、ＩＦ（中間周波）信
号に変換された後、逆拡散用の乗算器１に入力される。
号に変換された後、逆拡散用の乗算器１に入力される。
乗算器１の他方の入力端子には目的の衛星を識別するた
めのＰＮコードが入力されており、このＰＮコードとＩ
Ｆ倍信号相関を取ることにより逆拡散され、目的の衛星
電波のみが抽出される。この抽出信号はいわゆるディジ
タル位相変調（ＰＳＫ）信号であり、乗算器２，３へ入
力される。
めのＰＮコードが入力されており、このＰＮコードとＩ
Ｆ倍信号相関を取ることにより逆拡散され、目的の衛星
電波のみが抽出される。この抽出信号はいわゆるディジ
タル位相変調（ＰＳＫ）信号であり、乗算器２，３へ入
力される。
−４、マイクロコンピュータ８は、ＮＣ０９を制御し、
その発振周波数（再生搬送波）を予め定めた衛星電波の
サーチ範囲の全幅に亘って所定の周波数間隔（通常はＰ
ＬＬのキャプチャレンジ間隔）で順次切り換えていく。
その発振周波数（再生搬送波）を予め定めた衛星電波の
サーチ範囲の全幅に亘って所定の周波数間隔（通常はＰ
ＬＬのキャプチャレンジ間隔）で順次切り換えていく。
そして、このＮＣ０９で発振される同相成分搬送波が乗
算器２へ、また、９０°位相の異なる直交成分搬送波が
乗算器３へ送られ、それぞれの乗算器において復調が行
われる。これにより、乗算器２の出力端には高調波成分
を含んだ同相チャネル信号Ｔ （ｔ）が、また、乗算器
３の出力端には高調波成分を含んだ直交チャネル信号Ｑ
（ｔ）がそれぞれ出力される。これら２つの出力はロー
パスフィルタ４，５を通され、それぞれのチャネル信号
中の高調波成分を除去することにより、元のベースバン
ド信号たる同相チャネル信号１ （ｔ）と直交チャネル
信号Ｑ （ｔ）が復調される。
算器２へ、また、９０°位相の異なる直交成分搬送波が
乗算器３へ送られ、それぞれの乗算器において復調が行
われる。これにより、乗算器２の出力端には高調波成分
を含んだ同相チャネル信号Ｔ （ｔ）が、また、乗算器
３の出力端には高調波成分を含んだ直交チャネル信号Ｑ
（ｔ）がそれぞれ出力される。これら２つの出力はロー
パスフィルタ４，５を通され、それぞれのチャネル信号
中の高調波成分を除去することにより、元のベースバン
ド信号たる同相チャネル信号１ （ｔ）と直交チャネル
信号Ｑ （ｔ）が復調される。
マイクロコンピュータ８は、Ａ／Ｄ変換器６゜７を介し
て送られてくる前記同相チャネル信号Ｉ（１）と直交チ
ャネル信号Ｑ （ｔ）を用いてその時の衛星電波の受信
状態を示す復調強度（２＋Ｑ２を算出し、該復調強度１
２ ＋ Ｑ ２が最大となる周波数位置を衛星電波の受
信周波数ｆ、として検出する。
て送られてくる前記同相チャネル信号Ｉ（１）と直交チ
ャネル信号Ｑ （ｔ）を用いてその時の衛星電波の受信
状態を示す復調強度（２＋Ｑ２を算出し、該復調強度１
２ ＋ Ｑ ２が最大となる周波数位置を衛星電波の受
信周波数ｆ、として検出する。
そして、マイクロコンピュータ８は、ＮＣ０９の発振周
波数（再生搬送波）をこの受信周波数ｆｃに設定し、乗
算器２，３、ローパスフィルタ４゜５、Ａ／Ｄｉｍ器６
，７、マイクロコンピュータ８、ＮＣ０９からなるＰＬ
Ｌループをソフトウェア的に構成し、ＮＣ０９の発振周
波数すなわち再生搬送波を衛星電波の受信周波数ｆｃに
位相ロンジする。
波数（再生搬送波）をこの受信周波数ｆｃに設定し、乗
算器２，３、ローパスフィルタ４゜５、Ａ／Ｄｉｍ器６
，７、マイクロコンピュータ８、ＮＣ０９からなるＰＬ
Ｌループをソフトウェア的に構成し、ＮＣ０９の発振周
波数すなわち再生搬送波を衛星電波の受信周波数ｆｃに
位相ロンジする。
〔発明が解決しようとする課題］
前記したように、従来のＧＰＳ受信機では衛星電波のサ
ーチ範囲の全幅に亘ってサーチ周波数をＰＬＬのキャプ
チャレンジ間隔で順次切り換えながら衛星電波をサーチ
しているため、衛星電波を初期捕捉するまでにかなりの
時間がかかるという問題があった。
ーチ範囲の全幅に亘ってサーチ周波数をＰＬＬのキャプ
チャレンジ間隔で順次切り換えながら衛星電波をサーチ
しているため、衛星電波を初期捕捉するまでにかなりの
時間がかかるという問題があった。
本発明は、上記事情の下になされたもので、その目的と
するところは、衛星電波の初期捕捉時間をできるだけ短
縮することのできるＧＰＳ受信機を提供することである
。
するところは、衛星電波の初期捕捉時間をできるだけ短
縮することのできるＧＰＳ受信機を提供することである
。
本発明のＧＰＳ受信機は、前記目的を達成するため、複
数個の復調器を設け、衛星電波のサーチ範囲を前記復調
器の数と同数の周波数帯域に分割して各復調器に１：１
に割り当て、各復調器毎にそれぞれの周波数帯域内で衛
星電波をサーチするようにしたものである。
数個の復調器を設け、衛星電波のサーチ範囲を前記復調
器の数と同数の周波数帯域に分割して各復調器に１：１
に割り当て、各復調器毎にそれぞれの周波数帯域内で衛
星電波をサーチするようにしたものである。
複数に分割した各周波数帯域毎に衛星電波のサーチ動作
が同時並列に行われるので、衛星電波を初期捕捉するま
での時間が従来のものに比べて平均して（１／帯域分割
数）に短縮される。
が同時並列に行われるので、衛星電波を初期捕捉するま
での時間が従来のものに比べて平均して（１／帯域分割
数）に短縮される。
以下、図面を参照し、本発明の実施例につき説明する。
第１図に本発明のＧＰＳ受信機の１実施例を示す。図中
、１０ ａ ９１０ ｂ ＋ １０ ｃは、それぞれが
、第３図の符号２〜９で示した復調器と同一の構成にな
る復調器であって、この例では、３個の復調器を設ける
ことにより構成している。
、１０ ａ ９１０ ｂ ＋ １０ ｃは、それぞれが
、第３図の符号２〜９で示した復調器と同一の構成にな
る復調器であって、この例では、３個の復調器を設ける
ことにより構成している。
さらに、本発明を実施するに当たっては、第２図の動作
説明図に示すように、衛星電波のサーチ範囲Ｗの全幅を
復調器の数に等しい３つの周波数帯域Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ３
に分割し、第１の周波数帯域Ｗｌは第１の復調器１０ａ
に、第２の周波数帯域Ｗ２は第２の復調器１０ｂに、ま
た、第３の周波数帯域Ｗ３は第３の復調器１０ｃにそれ
ぞれ１＝１に割り当てる。そして、後述するように、マ
イクロコンピュータ８の制御の下に、各復調器ＩＱａ、
１０ｂ、１０ｃおいてこの割り当てられた各周波数帯域
Ｗｌ 、Ｗ２ 、Ｗ３毎に衛星電波のサーチ動作を並列
に実行する。
説明図に示すように、衛星電波のサーチ範囲Ｗの全幅を
復調器の数に等しい３つの周波数帯域Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ３
に分割し、第１の周波数帯域Ｗｌは第１の復調器１０ａ
に、第２の周波数帯域Ｗ２は第２の復調器１０ｂに、ま
た、第３の周波数帯域Ｗ３は第３の復調器１０ｃにそれ
ぞれ１＝１に割り当てる。そして、後述するように、マ
イクロコンピュータ８の制御の下に、各復調器ＩＱａ、
１０ｂ、１０ｃおいてこの割り当てられた各周波数帯域
Ｗｌ 、Ｗ２ 、Ｗ３毎に衛星電波のサーチ動作を並列
に実行する。
進んで、第２図の動作説明図を用いて前記実施例の動作
を説明する。
を説明する。
衛星電波の受信が開始されると、マイクロコンピュータ
８は、第１の復調器１０ａのＮＣ０９のサーチ開始周波
数として第１の周波数帯域Ｗ１の最下端周波数ｆ１を、
第２の復調器１０ｂのＮＣ０９のサーチ開始周波数とし
て第２の周波数帯域Ｗ２の最下端周波数ｆ２を、また、
第３の復調器１０ｃのＮＣ０９のサーチ開始周波数とし
て第３の周波数帯域Ｗ３の最下端周波数ｆ３をそれぞれ
設定し、それぞれのＮＣ０９の発振周波数をそれぞれの
サーチ開始周波数を始点としてＰＬＬのキャプチャレン
ジ間隔Δｆで順次１ステツプづつ増加させていく。これ
により、各ＮＣ０９の発振周波数は、第２図に示すよう
に、それぞれの周波数帯域Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ３内において
階段状に増加する。
８は、第１の復調器１０ａのＮＣ０９のサーチ開始周波
数として第１の周波数帯域Ｗ１の最下端周波数ｆ１を、
第２の復調器１０ｂのＮＣ０９のサーチ開始周波数とし
て第２の周波数帯域Ｗ２の最下端周波数ｆ２を、また、
第３の復調器１０ｃのＮＣ０９のサーチ開始周波数とし
て第３の周波数帯域Ｗ３の最下端周波数ｆ３をそれぞれ
設定し、それぞれのＮＣ０９の発振周波数をそれぞれの
サーチ開始周波数を始点としてＰＬＬのキャプチャレン
ジ間隔Δｆで順次１ステツプづつ増加させていく。これ
により、各ＮＣ０９の発振周波数は、第２図に示すよう
に、それぞれの周波数帯域Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ３内において
階段状に増加する。
いま、衛星電波の受信周波数が周波数帯域Ｗ２内のｒｅ
位置に存在するものとすると、第２の復調器１０ｂのＮ
Ｃ０９の発振周波数がこのｆｃ位置まで達した時点で、
第２の復調器１０ｂが衛星電波を捕捉する。
位置に存在するものとすると、第２の復調器１０ｂのＮ
Ｃ０９の発振周波数がこのｆｃ位置まで達した時点で、
第２の復調器１０ｂが衛星電波を捕捉する。
第２図から明らかなように、３個の復調器を用いた場合
、衛星電波のサーチ範囲Ｗを一巡するサーチ周期Ｔは従
来の１／３となるので、衛星電波の捕捉時間は従来のＧ
ＰＳ受信機に比べて平均して１／３に短縮される。した
がって、衛星電波のサーチ範囲Ｗの全幅に亘ってサーチ
周波数を１ステツプづつ切り換えてい〈従来のＧＰＳ受
信機に比べ、衛星電波がより早く捕捉される。
、衛星電波のサーチ範囲Ｗを一巡するサーチ周期Ｔは従
来の１／３となるので、衛星電波の捕捉時間は従来のＧ
ＰＳ受信機に比べて平均して１／３に短縮される。した
がって、衛星電波のサーチ範囲Ｗの全幅に亘ってサーチ
周波数を１ステツプづつ切り換えてい〈従来のＧＰＳ受
信機に比べ、衛星電波がより早く捕捉される。
なお、前記実施例は、各復調器における衛星電波のサー
チ開始周波数を各周波数帯域Ｗｌ 、Ｗ２ 。
チ開始周波数を各周波数帯域Ｗｌ 、Ｗ２ 。
Ｗ３の最下端周波数１１ 、ｆ２ 、ｆ３に設定したが
、最上端周波数位置から１ステンプづつ下降させ、ある
いは各周波数帯域の中心周波数位置から１ステツプづつ
増加させながら上下に振るなど、任意に設定することが
できる。また、復調器の数は、目的に応じて２個以上任
意の数だけ設は得ることは言うまでもない。さらに、前
記実施例は、マイクロコンピュータを利用したソフトウ
ェア制御式の復調器を用いて構成したが、このような構
成の復調器に代え、乗算器、ローパスフィルタ。
、最上端周波数位置から１ステンプづつ下降させ、ある
いは各周波数帯域の中心周波数位置から１ステツプづつ
増加させながら上下に振るなど、任意に設定することが
できる。また、復調器の数は、目的に応じて２個以上任
意の数だけ設は得ることは言うまでもない。さらに、前
記実施例は、マイクロコンピュータを利用したソフトウ
ェア制御式の復調器を用いて構成したが、このような構
成の復調器に代え、乗算器、ローパスフィルタ。
ループフィルタ、ＶＣＯ（電圧制御発振器）などのディ
スクリート回路を用いて構成した従来周知の復調器を用
いてもよいことは勿論である。
スクリート回路を用いて構成した従来周知の復調器を用
いてもよいことは勿論である。
以上述べたところから明らかなように、本発明のＧＰＳ
受信機によるときは、複数個の復調器を設け、衛星電波
のサーチ範囲を前記復調器の数と同数の周波数帯域に分
割して各復調器に１＝１に割り当て、各復調器毎にそれ
ぞれの周波数帯域内で衛星電波をサーチするようにした
ので、衛星電波の初期捕捉時間を短縮することができる
。
受信機によるときは、複数個の復調器を設け、衛星電波
のサーチ範囲を前記復調器の数と同数の周波数帯域に分
割して各復調器に１＝１に割り当て、各復調器毎にそれ
ぞれの周波数帯域内で衛星電波をサーチするようにした
ので、衛星電波の初期捕捉時間を短縮することができる
。
第１図は本発明の１実施例のブロック図、第２図は同上
実施例の動作説明図、 第３図は従来のＧＰＳ受信機の構成を示す図である。 １・・・逆拡散用の乗算器、２，３・・・復調用の乗算
器、４．５・・・ローパスフィルタ、８・・・マイクロ
コンピュータ、９・・・ＮＣ０１１０ａ〜１０ｃ・・・
復調器、Ｗ・・・衛星電波のサーチ範囲、Ｗｌ−Ｗ３・
・・分割された周波数帯域、ｆｃ・・・衛星電波の受信
周波数。
実施例の動作説明図、 第３図は従来のＧＰＳ受信機の構成を示す図である。 １・・・逆拡散用の乗算器、２，３・・・復調用の乗算
器、４．５・・・ローパスフィルタ、８・・・マイクロ
コンピュータ、９・・・ＮＣ０１１０ａ〜１０ｃ・・・
復調器、Ｗ・・・衛星電波のサーチ範囲、Ｗｌ−Ｗ３・
・・分割された周波数帯域、ｆｃ・・・衛星電波の受信
周波数。
Claims (1)
- 複数個の復調器を設け、衛星電波のサーチ範囲を前記
復調器の数と同数の周波数帯域に分割して各復調器に１
：１に割り当て、各復調器毎にそれぞれの周波数帯域内
で衛星電波をサーチするようにしたことを特徴とするＧ
ＰＳ受信機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029489A JPH03235079A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | Ｇｐｓ受信機 |
| US07/648,763 US5185761A (en) | 1990-02-13 | 1991-01-31 | Gps receiver |
| EP91101439A EP0442341B1 (en) | 1990-02-13 | 1991-02-04 | GPS receiver |
| DE69111632T DE69111632T2 (de) | 1990-02-13 | 1991-02-04 | GPS-Empfänger. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029489A JPH03235079A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | Ｇｐｓ受信機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03235079A true JPH03235079A (ja) | 1991-10-21 |
Family
ID=12277489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2029489A Pending JPH03235079A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | Ｇｐｓ受信機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5185761A (ja) |
| EP (1) | EP0442341B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03235079A (ja) |
| DE (1) | DE69111632T2 (ja) |
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| JP2013057592A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Japan Radio Co Ltd | 衛星信号受信機 |
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| US10361802B1 (en) | 1999-02-01 | 2019-07-23 | Blanding Hovenweep, Llc | Adaptive pattern recognition based control system and method |
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