JPH0727845A - GPS receiver - Google Patents
GPS receiverInfo
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- JPH0727845A JPH0727845A JP17153693A JP17153693A JPH0727845A JP H0727845 A JPH0727845 A JP H0727845A JP 17153693 A JP17153693 A JP 17153693A JP 17153693 A JP17153693 A JP 17153693A JP H0727845 A JPH0727845 A JP H0727845A
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- code
- gps
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- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】相関検出出力の加算処理中に航法データの遷移
の発生を防止して、中間値処理を行うことなく、航法デ
ータの復調を可能とし、航法データの復調処理を簡略化
すること。
【構成】複数の衛星からの電波を受信して、当該受信電
波に含まれる情報から、受信点の位置、速度および時刻
の計測を行うGPS受信装置であって、GPS衛星信号
の追尾および位置の計測に要する情報を抽出する複数の
信号追尾手段32a〜32nを備えた信号追尾部30
と、信号追尾手段32a〜32nを制御し、受信位置の
計測を行う制御部60とから構成され、複数の信号追尾
手段32a〜32nは、各々、追尾すべきGPS衛星信
号の繰り返し周期に同期させるPNコード発生器34を
有し、PNコード発生器34の各々が、所定の時間軸上
において、検索する衛星のPNコード周波数、位相をず
らせて、特定のGPS衛星信号の検索を行い、当該特定
のGPS衛星信号を捕捉、追尾するよう構成した。
(57) [Abstract] [Purpose] It is possible to demodulate navigation data by preventing transition of navigation data during addition processing of correlation detection output and enabling demodulation of navigation data without performing intermediate value processing. Keep it simple. A GPS receiver that receives radio waves from a plurality of satellites and measures the position, speed, and time of a reception point from the information contained in the received radio waves. A signal tracking unit 30 including a plurality of signal tracking means 32a to 32n for extracting information required for measurement.
And a control unit 60 that controls the signal tracking means 32a to 32n and measures the reception position. The plurality of signal tracking means 32a to 32n are each synchronized with the repetition cycle of the GPS satellite signal to be tracked. A PN code generator 34 is provided, and each of the PN code generators 34 shifts the PN code frequency and phase of the satellite to be searched on a predetermined time axis, searches for a specific GPS satellite signal, and performs the search. Is configured to capture and track the GPS satellite signals of.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、全世界的衛星航法シス
テム(Global Positioning System 、略してGPSと称
する)において使用されるGPS受信装置に関し、一層
詳細には、複数のGPS衛星(GPS衛星を単に衛星と
記す)から送信される電波を受信し、当該受信電波に重
畳された情報を処理して、受信点の位置を計測するGP
S受信装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a GPS receiver used in a global positioning system (abbreviated as GPS), and more particularly to a plurality of GPS satellites (GPS satellites). GP that receives a radio wave transmitted from a satellite), processes the information superimposed on the received radio wave, and measures the position of the reception point.
The present invention relates to an S receiver.
【0002】[0002]
【従来の技術】全世界的衛星航法システムにおけるGP
S受信装置は、複数の衛星から送信されるGPS電波を
受信し、当該電波に重畳されている擬似雑音信号(以
下、PNコードと称する)と50ビット/秒の航法デー
タをもとに、当該受信装置の置かれた位置を計測するも
のである。2. Description of the Related Art GP in a global satellite navigation system
The S receiver receives GPS radio waves transmitted from a plurality of satellites, and based on a pseudo noise signal (hereinafter referred to as a PN code) superimposed on the radio waves and 50 bits / second navigation data, The position of the receiving device is measured.
【0003】PNコードとは、周知の通り、チップレー
ト1.023MHz、一周期1023チップにより構成
された符号列であり、各衛星固有の符号列を有してい
る。そして、図3Aに示すように、PNコードの繰り返
し周期(以下、当該繰り返し周期をエポックと称する)
は1msec.であり、GPS航法データに同期してい
る。As is well known, the PN code is a code string composed of a chip rate of 1.023 MHz and 1023 chips in one cycle, and has a code string unique to each satellite. Then, as shown in FIG. 3A, the repetition cycle of the PN code (hereinafter, the repetition cycle is referred to as an epoch).
Is 1 msec. And is synchronized with GPS navigation data.
【0004】GPS受信装置において受信点の位置の計
測は、周知の通り、3個以上の衛星からのGPS電波を
受信し、各衛星と受信点間の距離を測定することにより
行われ、この距離の測定には、それぞれの電波に重畳さ
れた各衛星固有のPNコードを追尾し、航法データを受
信して、当該航法データの送信時から受信までの時刻差
を検出し、航法データの復調、解読を行う必要がある。As is well known, the measurement of the position of the receiving point in the GPS receiver is performed by receiving GPS radio waves from three or more satellites and measuring the distance between each satellite and the receiving point. For the measurement of, the PN code peculiar to each satellite superimposed on each radio wave is tracked, the navigation data is received, the time difference between the time when the navigation data is transmitted and the time when the navigation data is received is detected, and the navigation data is demodulated, You need to decrypt it.
【0005】通常、GPS受信装置においては、衛星か
らの受信信号のPNコードと、受信装置内で発生させる
PNコードの相関を、PNコードの繰り返し周期1ms
ec.毎のエポック信号により同時間比較し、PNコー
ドの全チップ(1023チップ)の相関を得ることによ
り衛星信号の捕捉、追尾を行い、この相関結果から航法
データの復調、解読を行い、航法データの衛星送信時か
ら受信までの時刻差を検出している。Usually, in a GPS receiving device, the correlation between the PN code of the received signal from the satellite and the PN code generated in the receiving device is determined by the repetition period of the PN code of 1 ms.
ec. Each epoch signal is compared at the same time, and the satellite signal is captured and tracked by obtaining the correlation of all chips (1023 chips) of the PN code. Based on the correlation result, the navigation data is demodulated and decoded to obtain the navigation data. The time difference from the time of satellite transmission to the time of satellite reception is detected.
【0006】従来のGPS受信装置2は、図3Bのよう
に構成されたものであり、PNコードの全チップの相関
を得る手段として、一般的に加算処理が行われる。すな
わち、図3Bにおいて、衛星からの受信信号である航法
データ、PNコードは、相関処理を行う相関部4に入力
される。一方、GPS受信装置2では、基準信号発生部
6から発生される基準信号に基づいて、タイミング発生
器8よりエポック信号とほぼ一致したタイミング信号が
発生される。The conventional GPS receiver 2 is constructed as shown in FIG. 3B, and as a means for obtaining the correlation of all chips of the PN code, addition processing is generally performed. That is, in FIG. 3B, the navigation data and the PN code, which are the received signals from the satellites, are input to the correlation unit 4 that performs the correlation processing. On the other hand, in the GPS receiver 2, based on the reference signal generated by the reference signal generator 6, the timing generator 8 generates a timing signal that substantially matches the epoch signal.
【0007】タイミング発生器8より発生されたGPS
受信装置2側のタイミング信号に基づいて、加算制御部
10を介して加算部12が制御され、相関部4にて検出
された信号の加算処理が行われる。制御部14は相関部
4の相関処理およびタイミング発生器8のタイミング信
号の発生を制御するものである。GPS generated by the timing generator 8
The addition unit 12 is controlled via the addition control unit 10 based on the timing signal on the receiving device 2 side, and the addition processing of the signals detected by the correlation unit 4 is performed. The control unit 14 controls the correlation processing of the correlation unit 4 and the generation of the timing signal of the timing generator 8.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】図4は、図3に示す従
来のGPS受信装置2における加算処理を説明するタイ
ムチャートであり、(a)は衛星Aの航法データ、
(b)は衛星AのPNコードエポック信号、(c)は衛
星Bの航法データ、(d)は衛星BのPNコードエポッ
ク信号、(e)はGPS受信装置2のタイミング発生器
8より発生される受信装置タイミング信号を示してい
る。また、(f)は受信チャネルA(衛星A側)の加算
値、(g)はその復調信号を示し、(h)は受信チャネ
ルB(衛星B側)の加算値、(i)はその復調信号を示
している。FIG. 4 is a time chart for explaining the addition processing in the conventional GPS receiver 2 shown in FIG. 3, in which (a) is the navigation data of satellite A,
(B) is the PN code epoch signal of satellite A, (c) is the navigation data of satellite B, (d) is the PN code epoch signal of satellite B, and (e) is generated by the timing generator 8 of GPS receiver 2. 3 shows a receiver timing signal according to the present invention. Further, (f) shows the added value of the receiving channel A (satellite A side), (g) shows the demodulated signal thereof, (h) shows the added value of the receiving channel B (satellite B side), and (i) shows the demodulated signal. Shows the signal.
【0009】通常、GPS受信装置2で複数のGPS衛
星信号を受信する場合、図4の(a)乃至(d)のよう
に、各衛星A、BのPNコードのエポック信号、航法デ
ータは、受信点において非同期である。これは、他の衛
星についても同様であり、ここでは、衛星A、衛星Bを
例にとり説明を進める。Normally, when the GPS receiver 2 receives a plurality of GPS satellite signals, the epoch signals of the PN codes of the satellites A and B and the navigation data are as shown in (a) to (d) of FIG. It is asynchronous at the receiving point. This is the same for other satellites, and the description will be given here using satellite A and satellite B as an example.
【0010】従って、GPS受信装置2の内部で発生さ
せるPNコードとそのエポック信号は、複数の衛星のい
ずれかのエポック信号と非同期な場合を生じ、また、当
該非同期な衛星の航法データとも非同期となる。GPS
受信装置2内で発生させる独自のタイミング信号(e)
により、1msec.間隔毎にPNコードの相関を検出
する場合、図4の受信チャネルAの(f)と(g)およ
び受信チャネルBの(h)と(i)に示すように、航法
データが一定の区間の相関出力は一定であり、その加算
値は航法データが“1”のときは最大値、航法データが
“0”のときは最小値の2値を示す。この2値を示す加
算値の状態を観測することにより、航法データを復調す
ることが可能となる。Therefore, the PN code generated inside the GPS receiver 2 and its epoch signal may be asynchronous with the epoch signal of any of a plurality of satellites, and the navigation data of the asynchronous satellite is also asynchronous. Become. GPS
Unique timing signal (e) generated in the receiver 2
By 1 msec. When detecting the correlation of the PN code for each interval, as shown in (f) and (g) of the receiving channel A and (h) and (i) of the receiving channel B in FIG. The correlation output is constant, and the added value shows two values, the maximum value when the navigation data is "1" and the minimum value when the navigation data is "0". It is possible to demodulate the navigation data by observing the state of the added value indicating this binary value.
【0011】しかしながら、航法データ(a)や(c)
において、その値の遷移が起こる区間は、当該遷移が加
算処理区間の途中で起こるため、相関出力は逆転し、加
算値は最大値、最小値を示さず、中間値をとる。このた
め、従来のGPS受信装置2においては、当該中間値か
ら航法データの遷移を導出する中間値処理手段を用いな
いと、航法データの正確な復調信号が得られないという
不都合が生じていた。However, the navigation data (a) and (c)
In the section where the transition of the value occurs, since the transition occurs in the middle of the addition processing section, the correlation output is reversed, and the added value does not show the maximum value or the minimum value, but takes the intermediate value. For this reason, in the conventional GPS receiving apparatus 2, there is a disadvantage that an accurate demodulated signal of the navigation data cannot be obtained unless the intermediate value processing means for deriving the transition of the navigation data from the intermediate value is used.
【0012】本発明は、前記の不都合を解消すべくなさ
れたものであって、GPS受信装置における航法データ
の復調処理を簡略化すること、すなわち、複数の衛星の
エポック信号に同期させた、各々、複数のタイミング信
号によりGPS衛星信号の相関出力の加算処理を行うこ
とによって、前記の中間値処理を行うことなく、航法デ
ータの復調を可能とするGPS受信装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned inconvenience, and simplifies the navigation data demodulation process in the GPS receiver, that is, synchronizes with the epoch signals of a plurality of satellites. It is an object of the present invention to provide a GPS receiving device capable of demodulating navigation data without performing the intermediate value process by adding the correlation outputs of GPS satellite signals using a plurality of timing signals.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、複数のGPS衛星からの電波を受信し
て、当該受信電波に含まれる情報から、受信点の位置、
速度および時刻の計測を行うGPS受信装置において、 a.前記GPS衛星からの電波を受信する空中線と、 b.空中線出力信号から所定の周波数、振幅を有する高
周波信号を導出する高周波処理手段と、 c.前記高周波処理手段のアナログ出力信号をデジタル
信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、 d.前記アナログ/デジタル変換手段のデジタル出力信
号より、GPS衛星信号の追尾および位置の計測に要す
る情報を抽出する複数の信号追尾手段を備えた信号追尾
部と、 e.前記信号追尾手段を制御し、受信位置の計測を行う
制御手段とから構成され、 f.前記複数の信号追尾手段は、各々、追尾すべきGP
S衛星信号の繰り返し周期に同期させる信号追尾制御手
段を有し、 当該信号追尾制御手段の各々が、所定の時間軸上におい
て、検索するGPS衛星のPNコード周波数、位相をず
らせて、特定のGPS衛星信号の検索を行い、当該特定
のGPS衛星信号を捕捉、追尾するように構成したこと
を特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention receives radio waves from a plurality of GPS satellites, and based on the information contained in the received radio waves, the position of the reception point,
In a GPS receiver that measures speed and time, a. An antenna for receiving radio waves from the GPS satellites; b. High frequency processing means for deriving a high frequency signal having a predetermined frequency and amplitude from the antenna output signal; c. Analog / digital conversion means for converting the analog output signal of the high frequency processing means into a digital signal; d. A signal tracking section having a plurality of signal tracking means for extracting information required for tracking GPS satellite signals and measuring position from the digital output signal of the analog / digital converting means; e. And control means for controlling the signal tracking means and measuring the reception position, f. Each of the plurality of signal tracking means has a GP to be tracked.
It has a signal tracking control means for synchronizing with the repetition period of the S satellite signal, and each of the signal tracking control means shifts the PN code frequency and phase of the GPS satellite to be searched for on a predetermined time axis, and a specific GPS It is characterized in that the satellite signal is searched for, and the specific GPS satellite signal is captured and tracked.
【0014】また、本発明は、前記のGPS受信装置に
おいて、前記複数の信号追尾手段は、各々、追尾すべき
GPS衛星から受信したPNコードと、当該信号追尾手
段内で発生したPNコードとを比較する比較手段を含
み、前記受信したPNコードと信号追尾手段内で発生し
たPNコードとを比較することにより特定のGPS衛星
信号の追尾を行うことを特徴とする。According to the present invention, in the GPS receiving apparatus, each of the plurality of signal tracking means includes a PN code received from a GPS satellite to be tracked and a PN code generated in the signal tracking means. It is characterized by including a comparing means for comparing, and performing tracking of a specific GPS satellite signal by comparing the received PN code with the PN code generated in the signal tracking means.
【0015】さらに、本発明は、前記のGPS受信装置
において、前記複数の信号追尾手段は、各々さらにキャ
リア比較手段を含み、前記PNコードの比較結果および
キャリアの比較結果を加算する加算部と、前記信号追尾
制御手段から発生されるエポック信号に基づき、前記加
算部を制御する加算制御部とから構成したことを特徴と
する。Further, according to the present invention, in the GPS receiving apparatus, each of the plurality of signal tracking means further includes a carrier comparison means, and an addition unit for adding the PN code comparison result and the carrier comparison result, It is characterized by comprising an addition control section for controlling the addition section based on an epoch signal generated from the signal tracking control means.
【0016】[0016]
【作用】本発明に係るGPS受信装置では、1.023
MHzのクロック信号が基準信号発生装置から発生さ
れ、複数の信号追尾手段内のPNコード発生器に供給さ
れる。PNコード発生器は、信号追尾制御手段として機
能し、基準信号発生手段からの基準信号(クロック信
号)に基づき、所定の周波数、位相で、追尾すべき所望
のPNコードを発生するとともに、PNコードの繰り返
し周期である1msec.毎のエポック信号を発生し、
このPNコードとエポック信号の周波数、位相は制御部
からの制御により調整され、信号追尾、制御が行われ
る。In the GPS receiver according to the present invention, 1.023
A clock signal of MHz is generated from the reference signal generator and supplied to the PN code generator in the plurality of signal tracking means. The PN code generator functions as a signal tracking control unit, generates a desired PN code to be tracked at a predetermined frequency and phase based on a reference signal (clock signal) from the reference signal generation unit, and also generates a PN code. Of 1 msec. Generates an epoch signal for each
The frequency and phase of the PN code and the epoch signal are adjusted by the control from the control unit, and signal tracking and control are performed.
【0017】一方、PNコード比較部により、アナログ
/デジタル変換手段を介して入力される衛星からの受信
信号中のPNコードと、PNコード発生器により発生さ
れたPNコードとの比較を行い、両PNコードの相関処
理を行う。PNコード比較部によって、PNコードの全
チップが時間軸上で一致すれば、その相関結果は、PN
コードの逆拡散により、入力信号からPNコードが除去
された信号が得られる。On the other hand, the PN code comparison unit compares the PN code in the received signal from the satellite input via the analog / digital conversion means with the PN code generated by the PN code generator, Correlate the PN code. If all chips of the PN code match on the time axis by the PN code comparison unit, the correlation result is PN.
By despreading the code, a signal obtained by removing the PN code from the input signal is obtained.
【0018】また、キャリア比較部においても、同様
に、衛星からの受信信号中のキャリア信号と、キャリア
検出信号発生器により発生されたキャリア検出信号との
位相比較が行われ、入力信号からキャリア信号成分(搬
送波成分)も除去され、航法データ、すなわち、GPS
衛星信号の追尾および位置の計測に要する情報が抽出さ
れる。Similarly, in the carrier comparison unit, the carrier signal in the received signal from the satellite and the carrier detection signal generated by the carrier detection signal generator are phase-compared, and the carrier signal is converted from the input signal. The component (carrier component) is also removed, and the navigation data, that is, GPS
Information required for tracking satellite signals and measuring positions is extracted.
【0019】加算部により、PNコード比較部、キャリ
ア比較部による比較結果を加算し、PNコードの全チッ
プの比較を行う。この際、加算部は、PNコード発生器
から発生されるPNコードのエポック信号を入力とする
加算制御部によって制御され、PNコード発生器から発
生されるPNコードのエポック信号と同周期の間隔で、
前記PNコードの比較結果およびキャリアの比較結果を
加算処理する。The addition unit adds the comparison results of the PN code comparison unit and the carrier comparison unit to compare all chips of the PN code. At this time, the addition unit is controlled by the addition control unit that receives the PN code epoch signal generated from the PN code generator as an input, and at the same period as the PN code epoch signal generated from the PN code generator. ,
The PN code comparison result and the carrier comparison result are added.
【0020】各受信チャネル毎に追尾すべき衛星から受
信するPNコードの周波数、位相にあわせて、各信号追
尾手段のPNコード発生器から発生するPNコードの周
波数、位相が調整され、これに伴って、PNコードの1
周期毎に発生されるエポック信号(加算部の加算制御の
タイミング信号)の周期も調整され、各受信チャネル毎
に受信航法データとの同期が確立される。The frequency and phase of the PN code generated from the PN code generator of each signal tracking means are adjusted according to the frequency and phase of the PN code received from the satellite to be tracked for each reception channel. PN code 1
The period of the epoch signal (timing signal for addition control of the addition unit) generated for each period is also adjusted, and synchronization with the reception navigation data is established for each reception channel.
【0021】この結果、各受信チャネルの加算部におい
て、PNコード比較部、キャリア比較部による比較結果
の加算値は、受信した航法データの内容に対応して最大
値、最小値の2値を示し、中間値をとることはなくな
り、各受信チャネル毎に、互いに独立して複数の特定G
PS衛星信号を追尾、捕捉して得た加算部から出力され
る相関出力をそのまま航法データの復調信号として制御
部に送出し、制御部において受信点の計測が行われる。As a result, in the addition section of each reception channel, the addition value of the comparison result by the PN code comparison section and the carrier comparison section shows a binary value of the maximum value and the minimum value corresponding to the content of the received navigation data. , The intermediate value is not taken, and a plurality of specific Gs are independently provided for each reception channel.
The correlation output output from the addition unit obtained by tracking and capturing the PS satellite signal is sent as it is to the control unit as a demodulation signal of navigation data, and the control unit measures the reception point.
【0022】[0022]
【実施例】本発明に係るGPS受信装置について、好適
な一実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細
に説明する。図1は、本発明に係るGPS受信装置の概
略構成を示す図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A GPS receiver according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, with reference to a preferred embodiment. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a GPS receiving device according to the present invention.
【0023】図1において、GPS受信装置20は、空
中線22、高周波変換手段24、アナログ/デジタル変
換手段26、基準信号発生手段28、信号追尾部30、
制御部60、出力手段70等から構成されている。衛星
からの電波は、空中線22より受信され、高周波変換手
段24において所定の周波数、振幅を有する高周波信号
が導出される。高周波変換手段24のアナログ出力信号
は、アナログ/デジタル変換手段26により、アナログ
信号からデジタル信号に変換され、信号追尾部30に入
力される。In FIG. 1, the GPS receiver 20 includes an antenna 22, a high frequency converter 24, an analog / digital converter 26, a reference signal generator 28, a signal tracking unit 30,
It is composed of a control unit 60, an output unit 70, and the like. Radio waves from the satellite are received from the antenna 22, and the high frequency converting means 24 derives a high frequency signal having a predetermined frequency and amplitude. The analog output signal of the high frequency converting means 24 is converted from an analog signal to a digital signal by the analog / digital converting means 26 and input to the signal tracking section 30.
【0024】基準信号発生手段28は、基準信号を発生
し、高周波変換手段24、および信号追尾部30に入力
する。基準信号発生手段28は、例えば、チッププレー
ト1.023MHzの整数倍の周波数を有するクロック
信号を入力とする分周器で構成することができ、当該分
周器の出力である1.023MHzのクロック信号を基
準信号として使用する。制御部60は、信号追尾部30
を制御し、当該信号追尾部30から得られるデータを処
理し、例えば、位置データを計測して出力手段70を介
して外部に出力するものである。The reference signal generating means 28 generates a reference signal and inputs it to the high frequency converting means 24 and the signal tracking section 30. The reference signal generating means 28 can be composed of, for example, a frequency divider that receives a clock signal having an integer multiple frequency of 1.023 MHz of the chip plate, and a clock of 1.023 MHz which is the output of the frequency divider. Use the signal as a reference signal. The control unit 60 includes the signal tracking unit 30.
Is controlled, the data obtained from the signal tracking unit 30 is processed, and, for example, position data is measured and output to the outside via the output means 70.
【0025】信号追尾部30は、複数のGPS衛星信号
を、各々、独立して追尾、捕捉するための信号追尾手段
32a、32b、…、32n(受信チャネルA〜N)か
ら構成されており、各信号追尾手段32a、32b、
…、32nの構成は全て同一であるため、以下の説明
は、信号追尾手段32a(受信チャネルA)を代表例と
して行う。The signal tracking section 30 is composed of signal tracking means 32a, 32b, ..., 32n (reception channels A to N) for individually tracking and capturing a plurality of GPS satellite signals. Each signal tracking means 32a, 32b,
.., 32n have the same configuration, the following description will be given using the signal tracking means 32a (reception channel A) as a typical example.
【0026】信号追尾手段32aは、PNコード発生器
34、PNコード比較部36、キャリア検出信号発生器
38、キャリア比較部40、加算部42、加算制御部4
4から構成されており、PNコード発生器34は、基準
信号発生手段28からの基準信号(クロック信号)に基
づき、所定の周波数、位相で、追尾すべき所望のPNコ
ードを発生するとともに、PNコードの繰り返し周期で
ある1msec.毎のエポック信号を発生し、これらの
信号が後述するごとく、当該信号追尾手段32a乃至3
2nにおける信号追尾制御に使用される。この意味で、
PNコード発生器34は、信号追尾制御手段として機能
するものである。The signal tracking means 32a includes a PN code generator 34, a PN code comparison unit 36, a carrier detection signal generator 38, a carrier comparison unit 40, an addition unit 42, and an addition control unit 4.
The PN code generator 34 generates a desired PN code to be tracked at a predetermined frequency and phase on the basis of the reference signal (clock signal) from the reference signal generating means 28. 1 msec, which is the code repetition period. Each epoch signal is generated, and these signals are tracked by the signal tracking means 32a to 32a as described later.
Used for signal tracking control in 2n. In this sense
The PN code generator 34 functions as a signal tracking control means.
【0027】このPNコード発生器34は、また、制御
部60により制御され、発生するPNコードの周波数、
位相は随時調整することができる。同様に、GPS受信
装置20内のキャリア検出信号もまた、キャリア検出信
号発生器38により発生され、その周波数、位相は、制
御部60の制御により随時調整することができる。The PN code generator 34 is also controlled by the control unit 60 to generate the frequency of the PN code,
The phase can be adjusted at any time. Similarly, the carrier detection signal in the GPS receiver 20 is also generated by the carrier detection signal generator 38, and its frequency and phase can be adjusted at any time under the control of the control unit 60.
【0028】一方、PNコード比較部36は、アナログ
/デジタル変換手段26を介して入力される衛星からの
受信信号中のPNコードと、PNコード発生器34によ
り発生されたPNコードとの比較を行い、両PNコード
の相関処理を行う。PNコード比較部36によって、P
Nコードの全チップが時間軸上で一致すれば、その相関
結果は、GPS受信装置20では周知の通り、PNコー
ドの逆拡散により、入力信号からPNコードが除去され
た信号が得られる。On the other hand, the PN code comparing section 36 compares the PN code in the received signal from the satellite input through the analog / digital converting means 26 with the PN code generated by the PN code generator 34. Then, the correlation processing of both PN codes is performed. The PN code comparison unit 36
If all chips of the N code match on the time axis, the correlation result is a signal well known in the GPS receiver 20, and a signal in which the PN code is removed from the input signal is obtained by despreading the PN code.
【0029】また、キャリア比較部40においても、同
様に、衛星からの受信信号中のキャリア信号と、キャリ
ア検出信号発生器38により発生されたキャリア検出信
号との位相比較が行われ、入力信号からキャリア信号成
分(搬送波成分)も除去され、航法データ、すなわち、
GPS衛星信号の追尾および位置の計測に要する情報が
抽出される。Similarly, the carrier comparison unit 40 also compares the phase of the carrier signal in the received signal from the satellite with the carrier detection signal generated by the carrier detection signal generator 38, and compares it with the input signal. The carrier signal component (carrier component) is also removed, and the navigation data, that is,
Information required for tracking the GPS satellite signal and measuring the position is extracted.
【0030】加算部42は、PNコードの全チップの比
較を行うために、PNコード比較部36、キャリア比較
部40による比較結果を加算する。この際、加算部42
は、PNコード発生器34から発生されるPNコードの
エポック信号を入力とする加算制御部44によって制御
され、PNコード発生器34から発生されるPNコード
のエポック信号と同周期の間隔で、前記PNコードの比
較結果およびキャリアの比較結果を加算処理する。The adding section 42 adds the comparison results of the PN code comparing section 36 and the carrier comparing section 40 in order to compare all chips of the PN code. At this time, the addition unit 42
Is controlled by the addition controller 44 which receives the PN code epoch signal generated from the PN code generator 34 as input, and at the same period as the PN code epoch signal generated from the PN code generator 34. The PN code comparison result and the carrier comparison result are added.
【0031】GPS衛星信号の追尾段階では、PNコー
ドの1023チップの全てのチップについて、GPS衛
星信号から受信したPNコードと、GPS受信装置20
内で発生したPNコードの周波数、位相等が、時間軸上
で一致している場合に、特定の衛星の追尾、捕捉が行わ
れたと判定できる。At the tracking stage of the GPS satellite signal, the PN code received from the GPS satellite signal and the GPS receiving device 20 for all the 1023 chips of the PN code.
When the frequency, phase, etc. of the PN code generated within the same match on the time axis, it can be determined that tracking or acquisition of a specific satellite has been performed.
【0032】この比較のために、本発明のGPS受信装
置20は、前述したように、PNコード発生器34から
発生されるPNコードのエポック信号を入力とする加算
制御部44によって加算部42を制御し、エポック信号
と同周期の間隔で、前記PNコードの比較結果およびキ
ャリアの比較結果を加算処理するように構成したもので
あり、例えば、加算部42としてカウンタを用い、加算
制御部44からは、エポック信号に基づいて、当該加算
部42に対して、リセット、または、ホールド等の動作
制御を行う構成としている。For this comparison, the GPS receiving apparatus 20 of the present invention controls the addition unit 42 by the addition control unit 44 which receives the epoch signal of the PN code generated from the PN code generator 34 as described above. It is configured to perform addition processing of the PN code comparison result and the carrier comparison result at intervals of the same period as the epoch signal. For example, a counter is used as the addition unit 42 and the addition control unit 44 Is configured to perform operation control such as reset or hold on the adder 42 based on the epoch signal.
【0033】次に、本発明に係るGPS受信装置20に
おけるGPS衛星信号の相関出力の加算処理について説
明する。図2は、GPS受信装置20における加算処理
を説明するタイムチャートであり、図2において、
(a)は衛星Aの航法データ、(b)は衛星AのPNコ
ードエポック信号、(c)は衛星Bの航法データ、
(d)は衛星BのPNコードエポック信号を示してい
る。また、(f)は受信チャネルA(衛星A側)の加算
値、(g)はその復調信号を示し、(h)は受信チャネ
ルB(衛星B側)の加算値、(i)はその復調信号を示
している。Next, the process of adding the correlation outputs of GPS satellite signals in the GPS receiver 20 according to the present invention will be described. FIG. 2 is a time chart for explaining the addition processing in the GPS receiving device 20, and in FIG.
(A) is the navigation data of satellite A, (b) is the PN code epoch signal of satellite A, (c) is the navigation data of satellite B,
(D) shows the PN code epoch signal of satellite B. Further, (f) shows the added value of the receiving channel A (satellite A side), (g) shows the demodulated signal thereof, (h) shows the added value of the receiving channel B (satellite B side), and (i) shows the demodulated signal. Shows the signal.
【0034】(e1)、(e2)は受信チャネルA、B
における受信タイミング信号であり、信号追尾手段32
a、32bのPNコード発生器34より発生されるエポ
ック信号が、受信タイミング信号として加算制御部44
に入力されるものである。(E1) and (e2) are reception channels A and B
Is a reception timing signal in the signal tracking means 32.
The epoch signal generated by the PN code generator 34 of a or 32b is added to the addition controller 44 as a reception timing signal.
Is input to.
【0035】ここで、PNコード発生器34、キャリア
検出信号発生器38は、前述したように、制御部60の
制御によって、発生するPNコードおよびキャリア検出
信号の周波数、位相が随時調整されるものであって、制
御部60は、信号追尾手段32a乃至32n(受信チャ
ネルA〜N)をして、その各々が、それぞれ別の特定の
GPS衛星信号を追尾、捕捉するように、各信号追尾手
段32a乃至32nのPNコード発生器34、キャリア
検出信号発生器38から発生するPNコードおよびキャ
リア検出信号の周波数、位相を随時調整する。Here, in the PN code generator 34 and the carrier detection signal generator 38, as described above, the frequency and phase of the generated PN code and the carrier detection signal are adjusted as needed under the control of the control unit 60. The control unit 60 performs the signal tracking means 32a to 32n (reception channels A to N) so that each of them tracks and captures another specific GPS satellite signal. The frequencies and phases of the PN code and the carrier detection signal generated from the PN code generator 34 and the carrier detection signal generator 38 of 32a to 32n are adjusted as needed.
【0036】従って、各受信チャネル毎に追尾すべき衛
星から受信するPNコードの周波数、位相にあわせて、
各信号追尾手段32a乃至32nのPNコード発生器3
4から発生するPNコードの周波数、位相が調整され、
これに伴って、図2の(e1)、(e2)に示すよう
に、PNコードの1周期毎に発生されるエポック信号
(加算部42の加算制御のタイミング信号)の周期も調
整され、各受信チャネル毎に受信航法データとの同期が
確立される。Therefore, according to the frequency and phase of the PN code received from the satellite to be tracked for each reception channel,
PN code generator 3 of each signal tracking means 32a to 32n
The frequency and phase of the PN code generated from 4 are adjusted,
Along with this, as shown in (e1) and (e2) of FIG. 2, the cycle of the epoch signal (timing signal for addition control of the adding section 42) generated for each cycle of the PN code is also adjusted, and Synchronization with the reception navigation data is established for each reception channel.
【0037】この結果、各受信チャネルの加算部42に
おいて、PNコード比較部36、キャリア比較部40に
よる比較結果の加算値は、受信した航法データの内容に
対応して最大値、最小値の2値を示し、中間値をとるこ
とはなくなる。これは、航法データ(a)や(c)にお
いて、各衛星毎にタイミング信号(e1)、(e2)に
より受信航法データとの同期が確立されており、その値
の遷移が起こる区間が、加算処理区間の途中で起こるこ
とがないためである。As a result, in the addition section 42 of each reception channel, the addition value of the comparison result by the PN code comparison section 36 and the carrier comparison section 40 is 2 of the maximum value and the minimum value corresponding to the content of the received navigation data. It shows a value and never takes an intermediate value. This is because in the navigation data (a) and (c), the synchronization with the received navigation data is established by the timing signals (e1) and (e2) for each satellite, and the section where the transition of the value occurs is added. This is because it does not occur in the middle of the processing section.
【0038】通常、GPS受信装置20においては、3
個以上の衛星からの受信信号を処理することにより、受
信点の位置を計測するものであり、本発明のGPS受信
装置20においては、上記の如き動作により各受信チャ
ネル毎に、互いに独立して複数の特定GPS衛星信号を
追尾、捕捉して得た加算部42から出力される相関出力
をそのまま航法データの復調信号として制御部60に送
出し、制御部60において受信点の位置を計測し、出力
手段70から位置データを出力することができる。Normally, in the GPS receiver 20, 3
The position of the reception point is measured by processing the reception signals from more than one satellite. In the GPS receiver 20 of the present invention, the reception channel is independently operated for each reception channel as described above. The correlation output output from the adding unit 42 obtained by tracking and capturing a plurality of specific GPS satellite signals is sent as it is to the control unit 60 as a demodulation signal of navigation data, and the control unit 60 measures the position of the reception point. The position data can be output from the output means 70.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明に係るGPS受信装置によれば、
以下の効果が得られる。すなわち、本発明においては、
複数の受信チャネル毎に、追尾、捕捉すべきGPS衛星
信号のPNコード、エポック信号の周波数、位相等を調
整し、同期をとるため、航法データの加算処理におい
て、その加算結果は、受信した航法データの内容に対応
して最大値、最小値の2値を示し、中間値をとることは
なく、加算部から出力される相関出力をそのまま航法デ
ータの復調信号とし得るものであるから、従来のごと
く、航法データの加算処理における中間値処理を必要と
しない。従って、航法データの復調処理を簡略化するこ
とができる。According to the GPS receiver of the present invention,
The following effects can be obtained. That is, in the present invention,
In order to obtain synchronization by adjusting the PN code of the GPS satellite signal to be tracked and captured, the frequency and phase of the epoch signal, etc. for each of a plurality of reception channels, and in order to achieve synchronization, the addition result is the result of the addition of the received navigation. The maximum value and the minimum value are shown in correspondence with the contents of the data, the intermediate value is not taken, and the correlation output output from the adder can be used as it is as the demodulation signal of the navigation data. As described above, intermediate value processing in the addition processing of navigation data is not required. Therefore, the demodulation process of the navigation data can be simplified.
【図1】本発明に係るGPS受信装置の概略構成図であ
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a GPS receiver according to the present invention.
【図2】本発明に係るGPS受信装置におけるPNコー
ドと衛星からの受信PNコードとの相関出力の加算処理
を示すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart showing a process of adding correlation outputs of a PN code and a PN code received from a satellite in the GPS receiving apparatus according to the present invention.
【図3】従来例に係るGPS受信装置の構成を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a GPS receiver according to a conventional example.
【図4】従来例に係るGPS受信装置におけるPNコー
ドと衛星からの受信PNコードとの相関出力の加算処理
を示すタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing a process of adding a correlation output between a PN code and a PN code received from a satellite in a GPS receiving apparatus according to a conventional example.
20…GPS受信装置 22…空中線 24…高周波変換手段 26…アナログ
/デジタル変換手段 28…基準信号発生手段 30…信号追尾
部 32a〜32n…信号追尾手段 34…PNコー
ド発生器 36…PNコード比較部 38…キャリア
検出信号発生器 40…キャリア比較部 42…加算部 44…加算制御部 60…制御部 70…出力手段20 ... GPS receiver 22 ... Antenna 24 ... High frequency conversion means 26 ... Analog / digital conversion means 28 ... Reference signal generation means 30 ... Signal tracking part 32a-32n ... Signal tracking means 34 ... PN code generator 36 ... PN code comparison part 38 ... Carrier detection signal generator 40 ... Carrier comparison unit 42 ... Addition unit 44 ... Addition control unit 60 ... Control unit 70 ... Output means
Claims (3)
当該受信電波に含まれる情報から、受信点の位置、速度
および時刻の計測を行うGPS受信装置において、 a.前記GPS衛星からの電波を受信する空中線と、 b.空中線出力信号から所定の周波数、振幅を有する高
周波信号を導出する高周波処理手段と、 c.前記高周波処理手段のアナログ出力信号をデジタル
信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、 d.前記アナログ/デジタル変換手段のデジタル出力信
号より、GPS衛星信号の追尾および位置の計測に要す
る情報を抽出する複数の信号追尾手段を備えた信号追尾
部と、 e.前記信号追尾手段を制御し、受信位置の計測を行う
制御手段とから構成され、 f.前記複数の信号追尾手段は、各々、追尾すべきGP
S衛星信号の繰り返し周期に同期させる信号追尾制御手
段を有し、 当該信号追尾制御手段の各々が、所定の時間軸上におい
て、検索するGPS衛星のPNコード周波数、位相をず
らせて、特定のGPS衛星信号の検索を行い、当該特定
のGPS衛星信号を捕捉、追尾するように構成したこと
を特徴とするGPS受信装置。1. Receiving radio waves from a plurality of GPS satellites,
A GPS receiving device that measures the position, speed, and time of a receiving point from the information included in the received radio wave, comprising: a. An antenna for receiving radio waves from the GPS satellites; b. High frequency processing means for deriving a high frequency signal having a predetermined frequency and amplitude from the antenna output signal; c. Analog / digital conversion means for converting the analog output signal of the high frequency processing means into a digital signal; d. A signal tracking section having a plurality of signal tracking means for extracting information required for tracking GPS satellite signals and measuring position from the digital output signal of the analog / digital converting means; e. And control means for controlling the signal tracking means and measuring the reception position, f. Each of the plurality of signal tracking means has a GP to be tracked.
It has a signal tracking control means for synchronizing with the repetition period of the S satellite signal, and each of the signal tracking control means shifts the PN code frequency and phase of the GPS satellite to be searched for on a predetermined time axis, and a specific GPS A GPS receiver configured to search for a satellite signal and capture and track the specific GPS satellite signal.
前記複数の信号追尾手段は、各々、追尾すべきGPS衛
星から受信したPNコードと、当該信号追尾手段内で発
生したPNコードとを比較する比較手段を含み、前記受
信したPNコードと信号追尾手段内で発生したPNコー
ドとを比較することにより特定のGPS衛星信号の追尾
を行うことを特徴とするGPS受信装置。2. The GPS receiver according to claim 1, wherein
Each of the plurality of signal tracking means includes a comparison means for comparing a PN code received from a GPS satellite to be tracked with a PN code generated in the signal tracking means, and the received PN code and the signal tracking means. A GPS receiver characterized by performing tracking of a specific GPS satellite signal by comparing with a PN code generated in the GPS receiver.
前記複数の信号追尾手段は、各々さらにキャリア比較手
段を含み、前記PNコードの比較結果およびキャリアの
比較結果を加算する加算部と、前記信号追尾制御手段か
ら発生されるエポック信号に基づき、前記加算部を制御
する加算制御部とから構成したことを特徴とするGPS
受信装置。3. The GPS receiver according to claim 2, wherein
Each of the plurality of signal tracking means further includes a carrier comparison means, and adds based on an epoch signal generated from the signal tracking control means and an addition unit that adds the comparison result of the PN code and the comparison result of the carrier. GPS comprising an addition control unit for controlling the unit
Receiver.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17153693A JPH0727845A (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | GPS receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17153693A JPH0727845A (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | GPS receiver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727845A true JPH0727845A (en) | 1995-01-31 |
Family
ID=15924949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17153693A Pending JPH0727845A (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | GPS receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727845A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007327952A (en) * | 1999-03-30 | 2007-12-20 | Sirf Technology Inc | Signal detector employing coherent integration |
| JP2008510426A (en) * | 2004-08-16 | 2008-04-03 | ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ, エービー | Apparatus, method and computer program product for signal collection using a common demodulation template |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP17153693A patent/JPH0727845A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007327952A (en) * | 1999-03-30 | 2007-12-20 | Sirf Technology Inc | Signal detector employing coherent integration |
| JP2008510426A (en) * | 2004-08-16 | 2008-04-03 | ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ, エービー | Apparatus, method and computer program product for signal collection using a common demodulation template |
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