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定位信号检测方法、定位信号检测程序、定位信号接收装置、定位装置及信息设备终端.pdf

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定位 信号 检测 方法 程序 接收 装置 信息 设备 终端
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摘要
申请专利号:

CN201380010337.4

申请日:

2013.02.05

公开号:

CN104145194A

公开日:

2014.11.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01S 19/30申请日:20130205|||公开
IPC分类号: G01S19/30; G01S19/28; G01S19/37 主分类号: G01S19/30
申请人: 古野电气株式会社
发明人: 山阶克久; 中尾宏幸
地址: 日本兵库县
优?#28909;ǎ?/td> 2012.02.24 JP 2012-039246
专利代理机构: 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人: 高迪
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法律状态
申请(专利)号:

CN201380010337.4

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2016.08.17|||2015.03.25|||2014.11.12

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

准确地判定所接收的定位信号是否为目标的定位信号。取得基于定位信号StA(CODEA)的第1复制码信号的第1码相位差和基于定位信号StB(CODEB)的第2复制码信号的第2码相位差(S101)。根据第1码相位差计算第1?#26412;唳?,根据第2码相位差计算第2?#26412;唳?(S102)。计算第1?#26412;唳?与第2?#26412;唳?的差分值即?#26412;?#24046;的绝对值。如果?#26412;?#24046;的绝对值为阈值THc以下(S103:是),则判定为码追踪?#26800;?#23450;位信号是来自目标的定位卫星SATt的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)(S104)。如果?#26412;?#24046;的绝对值大于阈值THc(S103:否),则判定为发生了互相关(S105)。

权利要求书

权利要求书
1.  一种定位信号检测方法,包括:
复制码设定步骤,设定与从目标的定位卫星发送的第1定位信号的固有码相等的第1复制码和与从所述目标的定位卫星发送的第2定位信号的固有码相等的第2复制码;
码相关处理步骤,?#28304;?#21333;一的定位卫星接收的第1定位信号与通过所述复制码设定步骤设定的第1复制码进?#26032;?#30456;关处理,并且?#28304;?#25152;述单一的定位卫星接收的第2定位信号与通过所述复制码设定步骤设定的第2复制码进?#26032;?#30456;关处理;以及
判定步骤,基于通过所述码相关处理得到的第1复制码的码相关结果与第2复制码的码相关结果的类似程度,判定所述接收的第1定位信号和第2定位信号是否是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

2.  如权利要求1所述的定位信号检测方法,
在所述判定步骤中,根据所述第1复制码的码相关结果计算第1?#26412;啵?#26681;据所述第2复制码的码相关结果计算第2?#26412;啵?#22312;检测到所述第1?#26412;?#19982;所述第2?#26412;?#20043;差为规定阈值以下时,判定为与各复制码进行了相关处理的所述第1定位信号和所述第2定位信号是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

3.  如权利要求1或2所述的定位信号检测方法,
包括载波相关处理步骤,在该载波相关处理步骤中,?#36816;?#36848;接收的第1定位信号与针?#36816;?#36848;第1定位信号生成的第1载波信号进行载波相关处理,并且?#36816;?#36848;接收的第2定位信号与针?#36816;?#36848;第2定位信号生成的第2载波信号进行载波相关处理,
在所述判定步骤中,基于通过所述载波相关处理得到的针?#36816;?#36848;第1定位信号的载波相关结果与针?#36816;?#36848;第2定位信号的载波相关结果的类似程度,判定所述接收的第1定位信号和第2定位信号是否是从所述目标的 定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

4.  如权利要求3所述的定位信号检测方法,
在所述判定步骤中,根据针?#36816;?#36848;第1定位信号的载波相关结果计算第1多普勒频率,根据针?#36816;?#36848;第2定位信号的载波相关结果计算第2多普勒频率,在检测到所述第1多普勒频率与所述第2多普勒频率之差为多普勒频率用的规定阈值以下时,判定为与各复制码进行了相关处理的所述第1定位信号和所述第2定位信号是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

5.  如权利要求1~4中?#25105;?#39033;所述的定位信号检测方法,
所述第1定位信号与所述第2定位信号的接收频率相同。

6.  如权利要求1~5中?#25105;?#39033;所述的定位信号检测方法,
所述目标的定位卫星是准天顶卫星。

7.  一种定位信号检测方法,包括:
复制码设定步骤,设定多个复制码,该多个复制码由与从作为目标的单一的定位卫星发送的多个定位信号的各固有码分别相等的码构成;
码相关处理步骤,?#28304;?#21333;一的定位卫星接收的各定位信号与通过所述复制码设定步骤设定的复制码分别进?#26032;?#30456;关处理;以及
判定步骤,基于通过所述码相关处理得到的每个复制码的码相关结果的类似程度,判定所述接收的各定位信号是否是来自作为所述目标的单一的定位卫星的定位信号。

8.  一种定位信号检测程序,设定为使计算机执行如下的处理:
复制码设定处理,设定与从目标的定位卫星发送的第1定位信号的固有码相等的第1复制码和与从所述目标的定位卫星发送的第2定位信号的固有码相等的第2复制码;
码相关处理,?#28304;?#21333;一的定位卫星接收的第1定位信号与通过所述复 制码设定处理设定的第1复制码进?#26032;?#30456;关处理,并且?#28304;?#25152;述单一的定位卫星接收的第2定位信号与通过所述复制码设定处理设定的第2复制码进?#26032;?#30456;关处理;以及
判定处理,基于通过所述码相关处理得到的第1复制码的码相关结果与第2复制码的码相关结果的类似程度,判定所述接收的第1定位信号和第2定位信号是否是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

9.  如权利要求8所述的定位信号检测程序,
在所述判定处理中,根据所述第1复制码的码相关结果计算第1?#26412;啵?#26681;据所述第2复制码的码相关结果计算第2?#26412;啵?#22312;检测到所述第1?#26412;?#19982;所述第2?#26412;?#20043;差为规定阈值以下时,判定为与各复制码进行了相关处理后的所述第1定位信号和所述第2定位信号是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

10.  如权利要求8或9所述的定位信号检测程序,
还具有载波相关处理,?#36816;?#36848;接收的第1定位信号与针?#36816;?#36848;第1定位信号生成的第1载波信号进行载波相关处理,并且?#36816;?#36848;接收的第2定位信号与针?#36816;?#36848;第2定位信号生成的第2载波信号进行载波相关处理,
在所述判定处理中,基于通过所述载波相关处理得到的针?#36816;?#36848;第1定位信号的载波相关结果与针?#36816;?#36848;第2定位信号的载波相关结果的类似程度,判定所述接收的第1定位信号和第2定位信号是否是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

11.  如权利要求10所述的定位信号检测程序,
在所述判定处理中,根据针?#36816;?#36848;第1定位信号的载波相关结果计算第1多普勒频率,根据针?#36816;?#36848;第2定位信号的载波相关结果计算第2多普勒频率,在检测到所述第1多普勒频率与所述第2多普勒频率之差为多普勒频率用的规定阈值以下时,判定为与各复制码进行了相关处理的所述第1定位信号和所述第2定位信号是从所述目标的定位卫星发送的第1定 位信号和第2定位信号。

12.  一种定位信号检测程序,设定为使计算机执行如下的处理:
复制码设定处理,设定多个复制码,该多个复制码由与从作为目标的单一的定位卫星发送的多个定位信号的各固有码分别相等的码构成;
码相关处理,?#28304;?#21333;一的定位卫星接收的各定位信号与通过所述复制码设定处理设定的复制码分别进?#26032;?#30456;关处理;以及
判定处理,基于通过所述码相关处理得到的每个复制码的码相关结果的类似程度,判定所述接收的各定位信号是否是来自作为所述目标的单一的定位卫星的定位信号。

13.  一种定位信号接收装置,具备:
复制码设定部,设定与从目标的定位卫星发送的第1定位信号的固有码相等的第1复制码和与从所述目标的定位卫星发送的第2定位信号的固有码相等的第2复制码;
码相关部,?#28304;?#21333;一的定位卫星接收的第1定位信号与通过所述复制码设定步骤设定的第1复制码进?#26032;?#30456;关处理,并且?#28304;?#25152;述单一的定位卫星接收的第2定位信号与通过所述复制码设定步骤设定的第2复制码进?#26032;?#30456;关处理;以及
判定部,基于通过所述码相关处理得到的第1复制码的码相关结果与第2复制码的码相关结果的类似程度,判定所述接收的第1定位信号和第2定位信号是否是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

14.  如权利要求13所述的定位信号接收装置,
所述判定部,根据所述第1复制码的码相关结果计算第1?#26412;啵?#26681;据所述第2复制码的码相关结果计算第2?#26412;啵?#22312;检测到所述第1?#26412;?#19982;所述第2?#26412;?#20043;差为规定阈值以下时,判定为与各复制码进行了相关处理的所述第1定位信号和所述第2定位信号是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

15.  如权利要求13或14所述的定位信号接收装置,
具备载波相关部,该载波相关部?#36816;?#36848;接收的第1定位信号与针?#36816;?#36848;第1定位信号生成的第1载波信号进行载波相关处理,并且?#36816;?#36848;接收的第2定位信号与针?#36816;?#36848;第2定位信号生成的第2载波信号进行载波相关处理,
所述判定部,基于通过所述载波相关处理得到的针?#36816;?#36848;第1定位信号的载波相关结果与针?#36816;?#36848;第2定位信号的载波相关结果的类似程度,判定所述接收的第1定位信号和第2定位信号是否是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

16.  如权利要求15所述的定位信号接收装置,
所述判定部,根据针?#36816;?#36848;第1定位信号的载波相关结果计算第1多普勒频率,根据针?#36816;?#36848;第2定位信号的载波相关结果计算第2多普勒频率,在检测到所述第1多普勒频率与所述第2多普勒频率之差为多普勒频率用的规定阈值以下时,判定为与各复制码进行了相关处理的所述第1定位信号和所述第2定位信号是从所述目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。

17.  一种定位信号接收装置,具备:
复制码设定部,设定多个复制码,该多个复制码由与从作为目标的单一的定位卫星发送的多个定位信号的各固有码分别相等的码构成;
码相关部,?#28304;?#21333;一的定位卫星接收的各定位信号与通过所述复制码设定步骤设定的复制码分别进?#26032;?#30456;关处理;以及
判定部,基于通过所述码相关处理得到的每个复制码的码相关结果的类似程度,判定所述接收的各定位信号是否是来自作为所述目标的单一的定位卫星的定位信号。

18.  一种定位装置,具备:
权利要求13~17中?#25105;?#39033;所述的定位信号接收装置;以及
定位运算部,使用被判断为是来自作为所述目标的单一的定位卫星的定位信号的定位信号的相关处理结果进行定位。

19.  一种信息设备终端,具备:
权利要求18所述的定位装置;以及
应用处理部,使用所述定位装置的定位运算结果来执行规定的应用。

说明书

说明书定位信号检测方法、定位信号检测程序、定位信号接收装置、定位装置及信息设备终端
?#38469;?#39046;域
本发明涉及检测是否接收到目标的定位信号的定位信号检测方法。
背景?#38469;?
目前,运用GPS(Global Positioning System:全球定位系统)等各种GNSS(Global Navigation Satellite Systems:全球导航卫星系统)。
在GNSS中,准备多个定位卫星。各定位卫星使用?#19978;?#21516;频率构成的载波信号。各定位卫星设定固有的码。各定位卫星通过固有的码对载波信号进?#26032;?#35843;制,从而生成定位信号并发送。
GNSS信号接收装置预先知道各定位卫星的码,对由本装置产生的各码的复制码和接收的定位信号进行相关处理,由此识别各定位信号并用于定位。
在这样的GNSS中,存在将接收的定位信号的发送源的定位卫星和其他定位卫星错误地识别的互相关问题。发生互相关时,会出现定位精度下?#26723;任?#39064;。
因此,在专利文献1的卫星信号判定装置中,利用GPS使用由不同频率构成的多个载波信号(L1波、L2波)这一情况,按每个载波信号计算发送时刻。在专利文献1的卫星信号判定装置中,如果每个载波信号的发送时刻大致相同,则判定为这些载波信号从同一定位卫星发送。由此,检测成为定位信号的发送源的定位卫星是否为目标的定位卫星,换言之,检测所接收的定位信号是否为目标的定位信号。
现有?#38469;?#25991;献
专利文献
专利文献1:特开2008-76319号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在专利文献1的方法中,必须使用由不同频率构成的多个载波信号。?#36865;猓?#30001;于多个载波信号的频率不同,所以电离层延迟和对流圈延迟不同,难以高精度地判定发送时刻是否一致。由此,难以高精度地判定是否发生了互相关,即难以高精度地判定所接收的定位信号是否为目标的定位信号。
因此,本发明的目的在于,提供一种定位信号检测方法,能够更准确地判定所接收的定位信号是否为目标的定位信号。
解决课题所采用的手段
本发明的定位信号检测方法具有如下的特征。定位信号检测方法具有复制码设定步骤、码相关处理步骤、判定步骤。在复制码设定步骤中,设定与从目标的定位卫星发送的第1定位信号的固有码相等的第1复制码和与从目标的定位卫星发送的第2定位信号的固有码相等的第2复制码。在码相关处理步骤中,?#28304;?#21333;一的定位卫星接收的第1定位信号和在复制码设定步骤中设定的第1复制码进?#26032;?#30456;关处理,并且?#28304;?#21333;一的定位卫星接收的第2定位信号和在复制码设定步骤中设定的第2复制码进?#26032;?#30456;关处理。在判定步骤中,基于通过码相关处理得到的第1复制码的码相关结果与第2复制码的码相关结果的类似程度,判断所接收的第1定位信号和第2定位信号是否是从目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。
在该方法中,接收到码不同的第1定位信号和第2定位信号的情况下,根据第1定位信号和第2定位信号各自的码相关结果,判定是否是从目标的单一的定位卫星发送的第1定位信号及第2定位信号,所以只要至少计算出码相关处理结果,就不会受到载波频率不同带来的影响,能够准确地得到判定结果。
?#36865;猓?#22312;本发明的定位信号检测方法的判定步骤中,根据第1复制码的码相关结果计算第1?#26412;啵?#26681;据第2复制码的码相关结果计算第2?#26412;唷?#22312;判定步骤中,检测到第1?#26412;?#19982;第2?#26412;?#20043;差为规定阈值以下时,判定为与各复制码进行了相关处理的第1定位信号和第2定位信号是从目标的 定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。
在该方法中,作为类似程度的一例,示出了使用?#26412;?#30340;情况。?#26412;?#33021;够用来进行定位,所以不必另外计算仅用于目标的定位信号的判定的参数,就能够进行目标的定位信号的判定。
?#36865;猓?#26412;发明的定位信号检测方法具有载波相关处理步骤,将接收的第1定位信号和针对第1定位信号生成的第1载波信号进行载波相关处理,并且将接收的第2定位信号和针对第2定位信号生成的第2载波信号进行载波相关处理。在判定步骤中,基于通过载波相关处理得到的针对第1定位信号的载波相关结果和针对第2定位信号的载波相关结果的类似程度,判定所接收的第1定位信号和第2定位信号是否是从目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。
在该方法中,除了码相关结果,还使用载波相关结果,所以能够更高精度地判定从目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。
?#36865;猓?#22312;本发明的定位信号检测方法的判定步骤中,根据针对第1定位信号的载波相关结果计算第1多普勒频率,根据针对第2定位信号的载波相关结果计算第2多普勒频率。在判定步骤中,检测到第1多普勒频率与第2多普勒频率之差为多普勒频率用的规定阈值以下时,判定为与各复制码进行了相关处理的第1定位信号和第2定位信号是从目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号。
在该方法中,作为使用载波相关结果的情况的类似程度,示出了使用多普勒频率的情况。多普勒频率能够用来进行定位,所以不必另外计算仅用于目标的定位信号的判定的参数,就能够进行从目标的定位卫星发送的第1定位信号和第2定位信号的判定。
本发明涉及定位信号检测方法,该定位信号检测方法检测从作为目标的单一的定位卫星(目标的定位卫星)发送的多个定位信号,具有如下的特征。本发明的定位信号检测方法具有复制码设定步骤、码相关处理步骤及判定步骤。在复制码设定步骤中设定为同步地生成多个复制码,该多个复制码由与各固有码分别相同的码构成,所述各固有码是?#28304;?#20316;为目标的单一的定位卫星发送的多个定位信号进?#26800;?#21046;的码。在码相关处理步骤中,对多个定位信号和多个复制码进?#26032;?#30456;关处理。在判定步骤中,基于通过 码相关处理得到的每个复制码的码相关结果的类似程度,判定定位信号是否是来自目标的定位卫星的定位信号。
在该方法中,使用从目标的定位卫星发送的码不同的多个定位信号,根据各个码相关结果判定是否是目标的定位信号,所以只要至少计算出码相关处理结果,就不会受到载波频率的不同所带来的影响,能够准确地得到判定结果。
?#36865;猓?#22312;本发明的定位信号检测方法中,第1定位信号和第2定位信号的载波频率相同。在该方法中,示出了第1定位信号和第2定位信号的载波频率的具体例。
?#36865;猓?#22312;本发明的定位信号检测方法中,目标的定位卫星是准天顶卫星。在该方法中,示出了作为目标的定位卫星设定准天顶卫星的情况。
发明的效果
根据本发明,能够高精度地判定所接收的定位信号是否是目标的定位信号。
附图说明
图1是包含本发明的第1实施方式的定位信号接收装置10的定位系统的概略构成图。
图2是表示本发明的第1实施方式的定位信号接收装置10的主要功能部的框图。
图3是表示本发明的第1实施方式的信号处理部30的主要功能部的框图。
图4是表示由本发明的第1实施方式的运算部33执?#26800;?#30446;标的定位信号的检测方法的处理流程的流程图。
图5是表示本发明的第2实施方式的信号处理部30'的主要功能部的框图。
图6是表示具备本发明的实施方式的定位信号接收装置10的信息设备终端100的主要构成的框图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的第1实施方式的定位信号接收装置及定位信号检测方法。图1是包含本发明的第1实施方式的定位信号接收装置10的定位系统1的概略构成图。
包含本实施方式所?#38236;?#23450;位信号接收装置的定位系统能够应用于GNSS的各系统,但是下面以GPS为例进行说明。
定位卫星SAT1、SAT2沿着离地球规定距离的绕地轨道移动。定位卫星SATt是所谓的准天顶卫星,沿着离地球规定距离的规定轨道移动。该定位卫星SATt相当于本发明的目标的定位卫星。另外,在本实施方式中,作为目标的定位卫星,以准天顶卫星为例进行说明,但是对于发送GPS?#26800;腖1-C信号的定位卫星或SBAS(Satellite Based Augmentation System:基于卫星的增强系统)卫星,也能够应用本实施方式的构成及处理。
定位卫星SAT1发送定位信号S1(CODE1)。定位卫星SAT2发送定位信号S2(CODE2)。定位信号S1(CODE1)、S2(CODE2)?#19978;?#21516;的载波频率构成。定位信号S1(CODE1)以定位卫星SAT1固有的码CODE1被进行了码调制,定位信号S2(CODE2)以定位卫星SAT2固有的码CODE2被进行了码调制。定位卫星SAT1固有的码CODE1和定位卫星SAT2固有的码CODE2是不同的码。在定位信号S1(CODE1)、S2(CODE2)上叠加有包含星历或年历的GPS用的导航电文。作为具体的例子,定位信号S1(CODE1)、S2(CODE2)是所谓的L1-C/A信号。
定位卫星SATt发送定位信号StA(CODEA)和定位信号StB(CODEB)。定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)由与定位信号S1(CODE1)、S2(CODE2)相同的载波频率构成。定位信号StA(CODEA)以定位卫星SATt固有的第1码CODEA被进行了码调制,定位信号StB(CODEB)以定位卫星SATt固有的第2码CODEB被进行了码调制。第1码CODEA和第2码CODEB是不同的码。
在定位信号StA(CODEA)上,与定位信号S1(CODE1)、S2(CODE2)同样,叠加有包含星历或年历的GPS用的导航电文。作为具体的例子,定位信号StA(CODEA)也是所谓的L1-C/A信号,也被称为GPS补充信号。
定位信号StB(CODEB)叠加有GPS补充信息。具体地说,定位信号StB(CODEB)是所谓的L1-SAIF信号,也被称为GPS加强信号。另外,在上述的SBAS卫星的情况下,L1-SBAS信号相当于StB(CODEB)。?#36865;猓?#22312;利用上述 L1-C信号的系?#25345;校琇1-C信号相当于定位信号StB(CODEB)。
定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)从定位卫星SATt同步地发送。
如上述那样,来自定位卫星SATt的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)、来自定位卫星SAT1的定位信号S1(CODE1)、以及来自定位卫星SAT2的定位信号S2(CODE2)是相同的载波频率。这意味着,严格地说,来自定位卫星SATt的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)、来自定位卫星SAT1的定位信号S1(CODE1)、以及来自定位卫星SAT2的定位信号S2(CODE2)的发送频率相同。
实际上,各定位卫星和定位信号接收装置10的距离、位置关系、相?#36816;?#24230;不同,所以多普勒频率对各个定位信号产生影响。因此,来自定位卫星SATt的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)、来自定位卫星SAT1的定位信号S1(CODE1)、来自定位卫星SAT2的定位信号S2(CODE2),由定位信号接收装置10接收的频率即接收频率分别不同。但是,定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)从同一定位卫星SATt发送,所以接收频率也是相同频率。
在本实施方式的构成及方法中,通过像这样使用接收频率相同的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB),不会受到多普勒频率的影响,只要至少使用码相关处理结果,就能够如后述那样判定是否正确地接收了来自目标的定位卫星SATt的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)。
定位信号接收装置10与天线11连接。天线11接收定位信号S1(CODE1)、S2(CODE2)、StA(CODEA)、StB(CODEB),并向定位信号接收装置10输出。另外,在本实施方式的说明中,例示了从定位卫星SAT1、SAT2和定位卫星SATt接收定位信号的情况下,但是接收数不限于此。特别是,进行定位信号接收装置10的定位的情况下,优选为从包含定位卫星SATt在内的4个以上的定位卫星接收定位信号。
图2是表示本发明的第1实施方式的定位信号接收装置10的主要功能部的框图。定位信号接收装置10具备RF处理部20和信号处理部30。
RF处理部20对?#21830;?#32447;11接收的定位信号S1(CODE1)、S2(CODE2)、StA(CODEA)、StB(CODEB)进行规定的放大处理,并且下变频为中间频率。RF处理部20将下变频后的定位信号S1(CODE1)、S2(CODE2)、StA(CODEA)、 StB(CODEB)输出至信号处理部30。
图3是表示本发明的第1实施方式的信号处理部30的主要功能部的框图。另外,在图3中,仅记载了对目标的定位信号进行捕捉/追踪的单一信道,但是在定位信号接收装置10中具备与进行捕捉/追踪的定位卫星数相应数量的信号处理部。
信号处理部30具备:基带变换部31、码相关部32A、32B、运算部33、码NCO34A、34B、载波NCO35。运算部33具备本发明的“复制码设定部”及“判定部”的功能。
另外,以下仅说明从目标的定位卫星发送的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB),对于其他定位信号S1(CODE1)、S2(CODE2)的处理是已知的,所以省?#36816;?#26126;。
从RF处理部20输出的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)被输入至基带变换部31。
基带变换部31基于从载波NCO35输出的载波频率信息,产生本地频率信号(载波信号)。基带变换部31将定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)和本地频率信号相乘,从而将定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)变换为基带信号。变换为基带信号的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)被输入至码相关部32A、32B。
载波相关部35基于由运算部33提供的频率平移(shift)信息,将基带变换用的本地频率信号的载波频率信息输出至基带变换部31。
向码相关部32A输入定位信号StA(CODEA)。从码NCO34A向码相关部32A输入码相位信息。码相关部32A基于码相位信息生成复制码信号(第1复制码信号),?#28304;?#22522;带变换部31输入的基带信号和第1复制码信号进?#26032;?#30456;关处理。
更具体地说,第1复制码信号由I相即?#22791;?#21046;码信号RPIA、I相超前复制码信号REIA、I相滞后复制码信号RLIA、Q相即?#22791;?#21046;码信号RPQA、Q相超前复制码信号REQA、Q相滞后复制码信号RLQA构成。
I相即?#22791;?#21046;码信号RPIA是基于紧前的码相关结果而设定为相位与定位信号StA(CODEA)的码相位一致的复制码信号。I相超前复制码信号REIA是相对于I相即?#22791;?#21046;码信号RPIA使相位前进规定码相位的复制码信号。I相 滞后复制码信号RLIA是相对于I相即?#22791;?#21046;码信号RPIA使相位前进规定码相位的复制码信号。
Q相即?#22791;?#21046;码信号RPQA是使I相即?#22791;?#21046;码信号RPIA的相位反转而得到的信号。Q相超前复制码信号REQA是使I相超前复制码信号REIA的相位反转而得到的信号。Q相滞后复制码信号RLQA是使I相滞后复制码信号RLIA的相位反转而得到的信号。
码相关部32A对定位信号StA(CODEA)和I相即?#22791;?#21046;码信号RPIA进行相关处理(相乘),并将I相即时相关值PIA输出至运算部33。码相关部32A对定位信号StA(CODEA)和Q相即?#22791;?#21046;码信号RPQA进行相关处理(相乘),并将Q相即时相关值PQA输出至运算部33。
码相关部32A对定位信号StA(CODEA)和I相超前复制码信号REIA进行相关处理(相乘),并将I相超前相关值EIA输出至运算部33。码相关部32A对定位信号StA(CODEA)和Q相超前复制码信号REQA进行相关处理(相乘),并将I相超前相关值EIA输出至运算部33。
码相关部32A对定位信号StA(CODEA)和I相滞后复制码信号RLIA进行相关处理(相乘),并将I相滞后相关值LIA输出至运算部33。码相关部32A对定位信号StA(CODEA)和Q相滞后复制码信号RLQA进行相关处理(相乘),并将Q相滞后相关值LQA输出至运算部33。
码相关部32B对定位信号StB(CODEB)和I相即?#22791;?#21046;码信号RPIB进行相关处理(相乘),并将I相即时相关值PIB输出至运算部33。码相关部32B对定位信号StB(CODEB)和Q相即?#22791;?#21046;码信号RPQB进行相关处理(相乘),并将Q相即时相关值PQB输出至运算部33。
码相关部32B对定位信号StB(CODEB)和I相超前复制码信号REIB进行相关处理(相乘),并将I相超前相关值EIB输出至运算部33。码相关部32A对定位信号StB(CODEB)和Q相超前复制码信号REQB进行相关处理(相乘),并将Q相超前相关值EQB输出至运算部33。
码相关部32B对定位信号StB(CODEB)和I相滞后复制码信号RLIB进行相关处理(相乘),并将I相滞后相关值LIB输出至运算部33。码相关部32B对定位信号StB(CODEB)和Q相滞后复制码信号RLQB进行相关处理(相乘),并将Q相滞后相关值LQB输出至运算部33。
运算部33使用I相超前相关值EIA及Q相超前相关值EQA和I相滞后相关值LIA及Q相滞后相关值LQA,计算第1码相位差。运算部33根据第1码相位差计算第1码平移量,并输出至码NCO34A。第1码平移量例如基于I相即?#22791;?#21046;码信号RPIA相对于通过本次的码相关处理检测到的定位信号StA(CODEA)的码相位的偏移量,按照这些码相位一致的方向进行设定。
码NCO34A根据被提供的第1码平移量决定码相位信息,并输出至码相关部32A。通过这样的构成,构成针对定位信号StA(CODEA)的码追踪循环。
运算部33使用I相超前相关值EIB及Q相超前相关值EQB和I相滞后相关值LIB及Q相滞后相关值LQB,计算第2码相位差。运算部33根据第2码相位差计算第2码平移量,并输出至码NCO34B。第2码平移量例如基于I相即?#22791;?#21046;码信号RPIB相对于通过本次的码相关处理检测到的定位信号StB(CODEB)的码相位的偏移量,按照这些码相位一致的方向进行设定。
码NCO34B根据被提供的第2码平移量决定码相位信息,并输出至码相关部32B。通过这样的构成,构成针对定位信号StB(CODEB)的码追踪循环。
运算部33根据I相即时相关值PIA和Q相即时相关值PQA计算载波相位差。运算部33根据载波相位差计算频率平移量,并输出至载波NCO35。频率平移量例如基于I相即?#22791;?#21046;码信号RPIB相对于通过本次的码相关处理检测到的定位信号StA(CODEA)的载波相位的偏移量,按照这些载波相位一致的方向进行设定。
载波NCO35根据被提供的频率平移量决定载波频率信息,并输出至基带变换部31。通过这样的构成,决定针对定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)的载波追踪循环。另外,在本实施方式中,示出了根据基于定位信号StA(CODEA)得到的I相即时相关值PIA和Q相即时相关值PQA计算载波相位差的例子,但是?#37096;?#20197;根据基于定位信号StB(CODEB)得到的I相即时相关值PIB和Q相即时相关值PQB计算载波相位差。
如上述那样,运算部33作为载波追踪循环及码追踪循环的一部?#22336;?#25381;功能,并且使用第1码相位差和第2码相位差,判定是否正确地接收了来自目标的定位卫星SATt的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)。
图4是表示由运算部33执?#26800;?#30446;标的定位信号的检测方法的处理流程的流程图。
运算部33执行上述的码追踪处理,并且取得针对来自目标的定位卫星SATt的定位信号StA(CODEA)的上述第1码相位差和针对来自目标的定位卫星SATt的定位信号StB(CODEB)的上述第2码相位差(S101)。
运算部33根据第1码相位差计算第1?#26412;唳?。运算部33根据第2码相位差计算第2?#26412;唳?(S102)。
运算部33计算第1?#26412;唳?与第2?#26412;唳?的差分值、即?#26412;?#24046;的绝对值。运算部33将?#26412;?#24046;的绝对值和预先设定的阈值THc进行比较。阈值THc设定为大致“0”。这是基于以下理由:由定位信号接收装置10接收到从单一的定位卫星同时发送的相同频率的定位信号的情况下,不产生定位信号间的电离层延迟差及对流圈延迟差,所以基本上每个定位信号的?#26412;?#19968;致。另外,阈值THc?#37096;?#20197;还考虑定位信号接收装置自身所具有的误差等而进行?#23454;?#35843;整。
如果?#26412;?#24046;的绝对值为阈值THc以下(S103:是),则运算部33判定为码追踪?#26800;?#23450;位信号是来自目标的定位卫星SATt的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)(S104)。
如果?#26412;?#24046;的绝对值大于阈值THc(S103:否),则运算部33判定为由信号处理部10的码相关部32A、32B进?#26032;?#36861;踪?#26800;?#23450;位信号不是来自目标的定位卫星SATt的定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)。即,运算部33判定为发生了互相关(S105)。运算部33判定为发生了互相关的情况下,放弃当前的码追踪结果,重新进行基于第1复制码信号及第2复制码信号的码捕捉/追踪。
但是,像本实施方式的定位信号StA(CODEA)这样,具备与其他的L1-C/A信号同样的导航电文的情况下,运算部33?#37096;梢源?#23450;位信号StA(CODEA)将导航电文解调,取得基于星历的位置信息和基于年历的位置信息。运算部33比较解调后的?#26377;?#21382;得到的位置信息和从年历得到的定位卫星SATt的位置信息,如果大致一致,则将通过第1复制码信号进?#26032;?#36861;踪?#26800;?#23450;位信号判定为定位信号StA(CODEA)。
通过使用以上那样的构成及方法,能够比以往更高精度(准确)地判定是否接收到了来自作为目标的单一的定位卫星SATt的多个定位信号StA(CODEA)、StB(CODEB)。
另外,在上述的说明中,示出了通过基于功能块的构成来?#36842;?#19978;述的检测来自目标的定位卫星的定位信号的方法的例子。但是,?#37096;?#20197;将该方法程序化而预先存储在存储器中,并由CPU对该程序进行运算处理,从而执行来自目标的定位卫星的定位信号的方法。
接下来,参照附图说明第2实施方式的定位信号接收装置及定位信号检测方法。图5是表示本发明的第2实施方式的信号处理部30'的主要功能部的框图。
本实施方式的定位信号接收装置的信号处理部30'的构成与第1实施方式所?#38236;?#20449;号处理部30不同,其他构?#19978;?#21516;。因此,具体说明信号处理部30'的构成。
概略地说,本实施方式的信号处理部30'概略上按每个进行捕捉/追踪的定位卫星,具备基带变换部、码相关部、码NCO、载波NCO。例如在图5的情况下,具备基带变换部31A、码相关部32A、码NCO34A、载波NCO35A的组和基带变换部31B、码相关部32B、码NCO34B、载波NCO35B的组。
基带变换部31A、31B的功能基本上与第1实施方式所?#38236;?#22522;带变换部31相同。载波NCO35A、35B的功能基本上第1实施方式所?#38236;?#36733;波相关部35相同。码相关部32A、32B及码NCO34A、34B与第1实施方式相同。
基带变换部31A、码相关部32A、码NCO34A、载波NCO35A的组用于定位信号StA(CODEA)。通过基带变换部31A、载波NCO35A,对定位信号StA(CODEA)和作为定位信号StA(CODEA)用的本地频率信号的第1载波信号进行载波相关处理。
基带变换部31B、码相关部32B、码NCO34B、载波NCO35B的组用于定位信号StB(CODEB)。通过基带变换部31B、载波NCO35B,对定位信号StB(CODEB)和作为定位信号StB(CODEAB)用的本地频率信号的第2载波信号进行载波相关处理。
运算部33'根据I相即时相关值PIA和Q相即时相关值PQA计算定位信号StA(CODEA)用的第1载波相位差(使用第1载波信号的载波相位差)。运算部33'根据定位信号StA(CODEA)用的第1载波相位差计算频率平移量,并输出至载波NCO35A。载波NCO35A根据该频率平移量决定定位信号StA(CODEA)用的载波频率信息,并输出至基带变换部31A。
运算部33'根据I相即时相关值PIB和Q相即时相关值PQB计算定位信号StB(CODEB)用的第2载波相位差(使用第2载波信号的载波相位差)。运算部33'根据定位信号StB(CODEB)用的第2载波相位差计算频率平移量,并输出至载波NCO35B。载波NCO35B根据该频率平移量决定定位信号StB(CODEB)用的载波频率信息,并输出至基带变换部31B。
通过这样的构成,能够按每个定位信号单独地构成载波追踪循环及码追踪循环。
运算部33'根据从码相关部33A输出的第1码相位差计算第1?#26412;唳?。运算部33'根据从码相关部33B输出的第2码相位差计算第2?#26412;唳?。
运算部33'根据基于I相即时相关值PIA和Q相即时相关值PQA的第1载波相位差计算第1多普勒频率Δρ1。运算部33'根据基于I相即时相关值PIB和Q相即时相关值PQB的第2载波相位差计算第2多普勒频率Δρ2。
运算部33'计算第1?#26412;唳?和第2?#26412;唳?的差分值即?#26412;?#24046;分值的绝对值。运算部33'计算第1多普勒频率Δρ1和第2多普勒频率Δρ2的差分值即多普勒频率差分值的绝对值。
在此,根据与上述的?#26412;?#24046;分值同样的理由,多普勒频率差分值也大致为“0”。因此,与?#26412;?#24046;分值的绝对值同样,能够设定用于检测目标的定位信号的阈值。即,如果多普勒频率差分值的绝对值为阈值以下,则能够判定为接收到了目标的定位信号,如果多普勒频率差分值的绝对值大于阈值,则能够判定为发生了互相关。
运算部33'通过上述那样的?#26412;?#24046;分值的绝对值来进行目标的定位信号的接收判定,并?#19968;?#36890;过多普勒频率差分值的绝对值来进行目标的定位信号的接收判定。运算部33'使用这些判定结果,判定是接收到了目标的定位信号还是发生了互相关。这种情况下,能够?#23454;?#22320;设定是使基于?#26412;?#24046;分值的绝对值的判定结果优?#21462;?#36824;是使基于多普勒频率差分值的绝对值的判定结果优?#21462;?
?#36865;猓部?#20197;是,仅在通过?#26412;?#24046;分值的绝对值判定为接收到来自作为目标的单一的定位卫星的定位信号、并且通过多普勒频率差分值的绝对值判定为接收到来自作为目标的单一的定位卫星的定位信号的情况下,判定为接收到来自作为目标的单一的定位卫星的定位信号。这种情况下,能 够得到更准确的判定结果。
这样的定位信号接收装置10和定位信号检测功能能够用于图6所?#38236;?#20855;备定位信号110的信息设备终端100。图6是表示具备本发明的实施方式的定位信号接收装置10的信息设备终端100的主要构成的框图。
图6所?#38236;?#20449;息设备终端100例如是?#38408;?#30005;话机、车?#38236;?#33322;装置、PND、摄像机(camera、照相机)、钟表、频率发生器等,具备天线11、定位装置110及应用处理部120。定位装置110具备上述的定位信号接收装置10及定位运算部40。
天线11、定位信号接收装置10具有上述的构成。定位信号接收装置10如上述那样,判定是否接收到了目标的定位信号,判定为已接收的情况下,将从目标的定位信号得到的?#26412;唷?#23548;航电文及多普勒频率输出至定位运算部40。
定位运算部40从定位信号接收装置10使用?#26412;唷?#23548;航电文及多普勒频率,通过已知的方法执行信息设备终端100的定位。定位信号接收装置10通过具备上述的构成,定位结果不会受到互相关的影响。因此,定位运算部40能够计算高精度的定位运算结果。
应用处理部120基于从定位装置110输出的定位结果,显示本装置位置或本装置速度,或者执行用于导航等的处理。
在这样的构成中,通过得到上述的高精度的定位结果,能够?#36842;?#39640;精度的位置显示或导航?#21462;?
另外,在上述的说明中,使用?#26412;?#25110;多普勒频率判定是否接收到了目标的定位信号。但是,?#37096;?#20197;使用码相位差和载波相位差,判定是否接收到来自作为目标的单一的定位卫星的定位信号。

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本文标题:定位信号检测方法、定位信号检测程序、定位信号接收装置、定位装置及信息设备终端.pdf
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