(57)【要約】【課題】受信装置の電源投入後短時間で、受信信号の高感度化を図ることができる受信装置を提供することにある。【解決手段】受信装置は、衛星から信号を受信し、当該信号を処理しやすい周波数に変換する。情報取得手段は、受信した信号に含まれる航法メッセージ情報について予測した情報である予測情報や当該予測情報の信頼度を取得する。相関検出手段は、予測情報と信頼度情報とを用いて、変換信号と、参照用信号との積算結果に基づく相関を検出する。この場合、受信装置は、変換信号中の航法メッセージ情報に関する予測情報を取得しているので、当該予測情報に基づき、航法メッセージの反転箇所を予測することが可能となり、反転箇所を除去しつつ、長期間の積算範囲でも積算を行なうことが可能となる。【選択図】図６
2010243211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星から衛星信号を受信する受信手段と、
前記衛星信号の航法メッセージに関する予測情報と前記予測情報の確からしさを示す信頼度情報とを取得する情報取得手段と、
前記予測情報と前記信頼度情報とに基づいて、前記衛星信号を変換した変換信号と衛星を特定するための参照用信号との積算を行い、相関を検出する相関検出手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記相関検出手段は、前記予測情報と前記信頼度情報とに基づき前記変換信号と前記参照用信号とを積算する区間を選定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記相関検出手段は、連続した積算区間に対応する予測情報における信頼度情報についての統計結果が閾値以上となる区間で、前記衛星信号を変換した変換信号と前記参照用信号とを積算することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記相関検出手段は、積算区間に対応する予測情報の内、信頼度情報が最大値から上位割合に該当する予測情報のビットを積算対象とすることを特徴とする請求項２又は３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記相関検出手段は、前記信頼度情報に基づいて前記変換信号を重み付けして、前記衛星信号を変換した変換信号と前記参照用信号とを積算することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項６】
前記情報取得手段は、他の装置から前記予測情報と前記信頼度情報とを取得することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を受信する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号は、搬送波が１ｍｓｅｃ周期で繰り返されるＰＲＮ（Ｐｓｅｕｄｏ  Ｒａｎｄａｍ  Ｎｏｉｓｅ）コードによって位相反転し、それが更に航法データによって２０ｍｓｅｃ位相が反転する構造となっている。ＰＲＮコードは既知のため、受信機は、ＰＲＮコードのレプリカコードとの相関演算を行うことで捕捉を行う。受信機の場所の上空が開けており、ＧＰＳ信号のＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が良い場合、受信機は、数ｍｓｅｃの積算期間で積算すれば十分だが、Ｓ／Ｎ比が悪い状況下では積算時間を延ばして対応する必要がある。
【０００３】
積算方法には、コヒーレント積算とインコヒーレント積算の２通りがある。コヒーレント積算は、よりノイズ低減の効果が大きいが、積算区間内に航法データによる位相反転があった場合には打ち消し合ってしまうという特徴があり、この打ち消し合いを防ぐための１つの方法としては、ＧＰＳ信号内における上記位相反転に対応する航法データを得る方法がある。航法データは通常受信したＧＰＳ信号から読み取るべきものであるが、予測可能な状態であれば位相反転を除去することができ、２０ｍｓｅｃを超える長区間のコヒーレント積算が可能となる。
【０００４】
そこで、航法データが一定期間同じデータが繰り返されるという特性に着目し、過去に取得した航法データから特定した位相反転情報を用いて、ＧＰＳ受信信号を長時間に亘って位相積分し、ＧＰＳ受信装置の高感度化を図る方法も提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１のＧＰＳ受信装置では、一周期分の航法データを取得し、当該航法データを取得する過程で特定した位相反転情報を用いて、位相積分する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６４９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のＧＰＳ受信装置の場合、航法データが１周期分送られるまで、位相反転情報を特定することができない。航法データ（以下、航法メッセージとも呼ぶ）は、サブフレーム１〜５から構成され、サブフレーム１〜５まで順に送信された後は、再びサブフレーム１から送信される。１つのサブフレームの長さは６秒である。サブフレーム１〜３は、繰り返し毎に、毎回同じデータが送られてくるため３０秒の繰り返し周期となる。サブフレーム４、サブフレーム５はさらにページ１〜２５で構成され、繰り返し毎にページが変化していく。ページ２５まで終了したら、またページ１から始まる。よって同じデータが繰り返される周期は、７５０秒となり、特許文献１のＧＰＳ受信装置は、早くても電源投入後７５０秒経過するまで、位相反転情報を特定することができず、サブフレーム４、５の期間において高感度化が図れないという問題点があった。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明の目的は、受信装置の電源投入後短時間で、受信信号の高感度化を図ることができる受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、受信装置であって、複数の衛星から衛星信号を受信する受信手段と、前記衛星信号の航法メッセージに関する予測情報と前記予測情報の確からしさを示す信頼度情報とを取得する情報取得手段と、前記予測情報と前記信頼度情報とに基づいて、前記衛星信号を変換した変換信号と衛星を特定するための参照用信号との積算を行い、相関を検出する相関検出手段と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】衛星が送信する信号生成を示す概念図である。
【図２】送信側と受信側の処理を示す概念図である。
【図３】衛星測位受信システムの概念図である。
【図４】保存用情報のデータ構造を示す図である。
【図５】方針１の対象となるデータを示す図である。
【図６】受信装置のブロック図である。
【図７】搬入波成分の除去を示す概念図である。
【図８】積算手法により定められる積算区間を示す図である。
【図９】相関処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の好適な実施形態では、複数の衛星から衛星信号を受信する受信手段と、衛星を特定するための参照用信号を生成する参照用信号生成手段と、前記衛星信号の航法メッセージに関する予測情報と前記予測情報の確からしさを示す信頼度情報とを取得する情報取得手段と、前記予測情報と前記信頼度情報とに基づいて、前記衛星信号を変換した変換信号と衛星を特定するための参照用信号との積算を行い、相関を検出する相関検出手段と、を備える。
【００１２】
上記受信装置は、具体的には、ＧＰＳ受信装置等に適用できる。上記の受信装置は、衛星から信号を受信し、当該信号を処理しやすい周波数に変換する。情報取得手段は、受信した信号に含まれる航法メッセージ情報について予測した情報である予測情報や当該予測情報の信頼度を取得する。ここで、信頼度とは、予測情報の確からしさを示す情報をいう。相関検出手段は、予測情報と信頼度情報とを用いて、変換信号と、参照用信号との積算結果に基づく相関を検出する。ここでいう参照用信号の具体例として、ＰＲＮ（Ｐｓｅｕｄｏ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｎｏｉｓｅ）コードがある。
【００１３】
この場合、受信装置は、変換信号中の航法メッセージ情報に関する予測情報を取得しているので、当該予測情報に基づき、航法メッセージの反転箇所を予測することが可能となり、反転箇所を除去しつつ、長期間の積算範囲でも積算を行なうことが可能となる。また、受信装置は、上記予測情報の信頼度情報も取得しているので、当該信頼度情報を用いて、予測情報を採用すべきか否かを判断することができる。
【００１４】
上記の受信装置の一態様では、前記相関検出手段は、前記予測情報と前記信頼度情報とに基づき前記変換信号と前記参照用信号とを積算する区間を選定する。この場合、受信装置は、積算候補となる区間中に対応する予測情報の信頼度を計測し、信頼度の高い区間を積算区間とすることにより、適切に反転除去できる可能性を向上させることができるので、長期間適切に積算することが可能となり、高感度化を図ることができる。
【００１５】
上記の受信装置の他の一態様では、前記相関検出手段は、連続した積算区間に対応する予測情報における信頼度情報についての統計結果が閾値以上となる区間で、前記衛星信号を変換した変換信号と前記参照用信号とを積算する。この場合、受信装置は、一定区間の信頼度の合計が閾値以上になる連続した領域を判断し、その領域において積算を行う。従って、受信装置は、取得した予測情報の信頼度の合計を算出し、信頼度の高い区間に対して積算を行うので、反転除去を適切に行う可能性が高くなり、成功率の高い積算を行うことができる。
【００１６】
上記の受信装置の他の一態様では、前記相関検出手段は、積算区間に対応する予測情報の内、信頼度情報が最大値から上位割合に該当する予測情報のビットを積算対象とする。この場合、受信装置は、所定期間内で相対的に信頼度の高いビットを積算対象とするので、単純に連続した区間内について積算を行う場合に比して、反転除去を行う箇所を誤ってしまう可能性を回避し、適切に相関処理を行うことができる。
【００１７】
上記の受信装置の他の一態様では、前記相関検出手段は、前記信頼度情報に基づいて前記変換信号を重み付けして、前記衛星信号を変換した変換信号と前記参照用信号とを積算する。この場合、受信装置は、信頼度の高いビットが信頼度の低いビットに比して、積算時の影響が大きくなるように積算しているので、仮に予測が外れたとしても、打ち消しあって結果が０となってしまうことを回避することができる。
【００１８】
上記の受信装置の他の一態様では、前記情報取得手段は、他の装置から前記予測情報と前記信頼度情報とを取得する。この場合、受信装置自体で航法メッセージに関する情報を保持し、当該航法メッセージに関する情報から予測情報を生成することなく、予測情報や、当該予測情報に関する信頼度を取得することができる。
【実施例】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
【００２０】
［概要説明］
ＧＰＳ信号は、周波数１．５ＧＨｚの搬送波に、１ｍｓｅｃ周期のＰＲＮコードを意味する「擬似ランダムコード」、及び２０ｍｓｅｃ周期の「航法メッセージ」が掛け合わされた状態で、ＧＰＳ衛星から送られてくる。擬似ランダムコードとは、雑音信号の中から特定の衛星信号の中から特定の衛星信号を検知し、判別するために必要となるコードである。また航法メッセージとは、受信した衛星の健康状態等を示す情報をいう。
【００２１】
図１に示すように、ＧＰＳ衛星は、周波数１．５ＧＨｚの搬送波に、２０ｍｓｅｃ周期の「航法メッセージ」を掛け合わせることにより、測距信号Ｓ１（ｔ）を生成する。そして、ＧＰＳ衛星は、上記測距信号Ｓ１（ｔ）に対して、「擬似ランダムコード」である擬似雑音符号Ｐ（ｔ）を拡散処理により掛け合わせて、送信信号Ｓ２（ｔ）を生成し、当該送信信号Ｓ２（ｔ）を発信する。
【００２２】
図２に示すように、ＧＰＳ衛星から送信信号Ｓ２（ｔ）が発信されると、ナビゲーション装置等に搭載されている受信側のＧＰＳ受信機は、送信信号Ｓ２（ｔ）を受信する。受信側のＧＰＳ受信機は、当該送信信号Ｓ２（ｔ）に対して、ＧＰＳ衛星が用いた符号と同じ擬似雑音符号Ｐ（ｔ）を同じタイミングで掛け合わせることにより、測距信号Ｓ３（ｔ）を取得する。
【００２３】
一般的に衛星測位受信機内の受信部の処理は、「捕捉」と「追尾」に分けられる。相関演算によって所望の信号が存在している未知のチップずれおよびドップラー周波数を見つけ出す処理が捕捉であり、捕捉で見つけ出した信号のチップずれ及びドップラー周波数を追い続ける処理が追尾である。
【００２４】
［信号受信に関する高感度化手法］
最初に、信号受信に関する高感度化手法について説明する。一般的に、ＧＰＳ受信装置は、アンテナ、フロントエンド、及び複数衛星信号に対して受信を可能にする複数の相関処理部を備えている。アンテナが受信する信号は、搬送波が「既知のＰＲＮコード」と「未知の航法メッセージ」とによって変調された複数の衛星の送信波が混ざったものである。フロントエンドは、アンテナが受信した信号を処理しやすい周波数に変換し、相関処理部に入れる。相関処理部は、受信したい衛星の既知のＰＲＮコードをローカル信号として受信機内部で発生させ、タイミングをずらしながら搬送波成分を除去した受信信号に掛け合わせることによって相関出力を取得する。
【００２５】
はっきりと相関出力のピークが検出できた場合、そのときのタイミングから衛星との距離が求まり、これを元にＧＰＳ受信装置の位置を計算することができる。また、同時に未知の航法メッセージを得ることができる。
【００２６】
相関処理部がローカル信号を受信信号に掛け合わせる期間（積算期間）は、一般的にＰＲＮコード長の倍数が使用される。この期間が長ければ長いほど、ノイズの影響が相対的に低くなり弱い信号でも正しく相関度合いを得ることができる。つまり、高感度化を実現することができる。
【００２７】
長時間の積算方法として、コヒーレント積算と、インコヒーレント積算とがある。コヒーレント積算とは、ローカルで発生させたコードを、対象とする長さの信号に対して積算するに際し、コード長単位の積算を繰り返しながらそれを単純加算していく方法をいう。コヒーレント積算を用いれば、高感度化を図ることができる。しかし、受信信号は、未知の航法メッセージにより、ＰＲＮコードそのものが反転してしまっている可能性があるため、積算期間は航法メッセージにおけるビットの切り替わりを跨ぐことができない。切り替わりを跨ぐと相関出力が打ち消しあい、背景雑音などの影響でピークが検出できなくなる可能性が高くなる。従って、ＧＰＳ受信装置は、積算期間を、航法メッセージにおけるビットの切替り期間以下となる２０ｍｓｅｃ以下に設定することが望ましかった。
【００２８】
インコヒーレント積算とは、コヒーレント積算した結果の二乗をとり、それを足し合わせていく方法をいう。しかし、インコヒーレント積算は、コヒーレント積算と比べて積算時間が長くなるほど高感度化の効果が小さくなる。
【００２９】
よって、より高感度化を達成するためには、より長い積分期間を設定し、コヒーレント積算を行う必要がある。そのためには何らかの方法で、未知の航法メッセージを知り、受信信号の航法メッセージによる反転の影響を取り除いた上で長時間のコヒーレント積算を行うことが必要となる。
【００３０】
［衛星測位受信システムの概要］
次に、本発明による予測情報提供装置を含む衛星測位受信システム１について、図３を用いて説明する。本実施例では、衛星測位受信システム１は、具体的には、ＧＰＳ受信機である。
【００３１】
衛星測位受信システム１は、受信機１００と予測情報提供装置２００とを備える。受信機１００は、衛星からの電波の受信状態が良い場合、衛星から信号を取得し、当該信号から航法メッセージを抽出する。
【００３２】
そして、受信機１００は、抽出した航法メッセージのデータビット値を予測情報提供装置２００へ登録するために、受信機１００から予測情報提供装置２００へ上記抽出した航法メッセージのデータビット値及び当該航法メッセージのデータビット値に対応するアドレスを送信すると共に登録要求する。なお、本実施例でいう航法メッセージのデータビット値は、１ビット分のデータビット値だけでなく、航法メッセージのワード・サブフレーム単位等、ある程度まとまった複数ビット分のデータビット値も意味する。
【００３３】
また、アドレスとは、特定の航法メッセージデータビット値の場所を指し示す情報や、航法メッセージを送信した衛星を識別し得る情報をいう。予測情報提供装置２００は、受信機１００から取得した航法メッセージのデータビット値を内部に登録する。
【００３４】
所定のタイミングで、受信機１００は、予測情報提供装置２００へ航法メッセージのデータビット値について予測した情報（以下、当該予測した情報を「予測情報」とも呼ぶ）の送信要求を行うと共に上記予測情報に対応するアドレス（以下、予測対象のアドレスとも呼ぶ）を送信する。そして、予測情報提供装置２００は、送信要求対象の予測情報を生成し、当該予測情報の信頼度を算出し、当該予測情報及び当該予測情報の信頼度を受信機１００へ送信する。この場合、受信機１００は、予測情報提供装置２００から取得した予測情報及び信頼度を用いて、航法メッセージにおける位相反転箇所を特定し、長区間コヒーレント積算を適切に行うことができるため、高感度化を実現することができる。予測情報提供装置２００は、保存用情報ＤＢ２１０を保持している。なお、上記信頼度とは、予測情報の確からしさを示す情報をいう。
【００３５】
なお、図３の例では受信機１００と予測情報提供装置２００とが分離しているが、受信機１００と予測情報提供装置２００とが装置全体としては一体となり、機能的に分離するようにしても良い。
【００３６】
［航法メッセージのデータ構造］
ＧＰＳ衛星から送られてくるデータは、航法メッセージと呼ばれる。航法メッセージは、サブフレーム１〜５から構成され、サブフレーム１〜５まで順に送信された後は、再びサブフレーム１から送信される。各サブフレームは、複数のワードを有し、各ワードは、データ及びパリティを有する。各衛星は、上記のデータ構造に基づいた航法メッセージを保存している。
【００３７】
［保存用情報ＤＢのデータ構造］
次に、保存用情報ＤＢ２１０で管理する保存用情報のデータ構造について説明する。図４に示すように、保存用情報１７０は、アドレス１６１、データビット値１６２、登録時期１６３、及び変更フラグ１６４を有する。アドレス１６１は、特定の航法メッセージの情報の場所を指し示す情報であり、具体的には、衛星のＩＤや登録対象の航法メッセージのデータビット値に対応するサブフレーム、ワード、ビットの場所を示す情報である。
【００３８】
データビット値１６２は、上記アドレス１６１に対応する航法メッセージのデータビット値である。登録時期１６３は、上記データビット値１６２が登録された時間情報である。変更フラグ１６４は、データビット値１６２が変更されたか否かを示す情報である。
【００３９】
［保存用情報ＤＢへのデータ登録方法］
次に、保存用情報１７０の登録方法について説明する。まず、受信機１００が、予測情報提供装置２００に対して登録対象のアドレス及び、当該アドレスの航法メッセージのデータビット値を予測情報提供装置２００へ送信すると共に、登録要求を行う。
【００４０】
予測情報提供装置２００は、登録対象のアドレス及び当該航法メッセージのデータビット値を取得すると共に、登録要求を受け付ける。
【００４１】
予測情報提供装置２００は、受信機１００から取得した登録対象のアドレス及び航法メッセージのデータビット値を含めた保存用情報１７０を保存用情報ＤＢ２１０に登録する。具体的に、予測情報提供装置２００は、タイマ等から時刻情報を取得し、登録対象のアドレスに対応する保存用情報１７０が未だ保存用情報ＤＢ２１０に登録されていない場合は、アドレス１６１を登録対象のアドレスとし、データビット値１６２を取得した航法メッセージのデータビット値とし、登録時期１６３をタイマ等から取得した時刻情報とし、変更フラグ１６４を「０」等更新していないことを示す値とした保存用情報１７０を生成し、当該保存用情報１７０を保存用情報ＤＢ２１０へ登録する。
【００４２】
［情報提供方法］
次に、情報提供方法について、説明する。情報提供方法とは、受信機１００から予測情報の送信要求があった場合に、予測情報提供装置２００が、予め定められている方針に基づき、要求のあった予測情報及び、当該予測情報の信頼度を受信機１００に提供する方法をいう。
【００４３】
所定の状況下において、受信機１００は、予測対象のアドレスを予測情報提供装置２００へ送信すると共に、上記アドレスに対応する航法メッセージのデータビット値についての予測情報の送信要求を行う。
【００４４】
予測情報提供装置２００は、受信機１００から予測情報の送信要求を受け付けると共に、予測対象のアドレスを取得する。また、予測情報提供装置２００は、以下の方針に基づいて、予測情報を特定する。
【００４５】
（方針１）予測対象のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値が、ＧＰＳフォーマットの仕様で値が決められている場合、予測情報提供装置２００は、仕様で決められた値を予測情報とする。
【００４６】
（方針２）上記（方針１）に該当しない場合、予測情報提供装置２００は、受信機１００から取得したアドレスをアドレス１６１に有する保存用情報１７０のデータビット値１６２をそのまま予測情報とする。
【００４７】
方針１に基づいて、予測情報提供装置２００が予測するデータビット値を図５に示す。図５に示すように、予測情報提供装置２００は、全サブフレームのプリアンブルやサブフレームＩＤについては方針１で予測する。
【００４８】
なお、予測情報提供装置２００は、上記方針１や方針２以外の方針により予測情報を生成するようにしても良い。
【００４９】
予測情報提供装置２００は、予測情報を生成した方針に応じて、信頼度を算出する。本実施例では、信頼度の最大値を１とし、最小値を０とする。本実施例において、予測情報提供装置２００が方針１で予測情報を生成した場合、航法メッセージの仕様に基づいて算出していることにより、信頼度が高いと判断できるので、予測情報提供装置２００は、信頼度を１．０とする。
【００５０】
予測情報提供装置２００が方針２で予測情報を生成した場合、予測情報の基となった保存用情報１７０が登録された後に、実際の航法メッセージのデータビット値が更新されてしまっていることを考慮すると、方針１に比して予測情報の信頼度が低いと判断して、予測情報提供装置２００は、方針１に比して低い信頼度（例えば、０．９）を設定する。
【００５１】
このように、予測情報提供装置２００は、信頼度の高いと推定できる手法で予測している場合には、高い信頼度を設定し、信頼度が低いと推定できる手法で予測している場合には、低い信頼度を設定することにより、予測情報の信頼度合いを適切に判断し得る信頼度を算出している。
【００５２】
そして、予測情報提供装置２００は、送信要求対象の予測情報と共に当該予測情報の信頼度を受信機１００へ送信する。
【００５３】
上述のように、予測情報提供装置２００は、方針１に従い、ＧＰＳのフォーマットを用いて予測情報を生成し、当該予測情報を提供していることから、過去の航法メッセージのデータビット値を保持していなくても、ある程度信頼性のある航法メッセージのデータビット値の予測情報を提供することができる。また、予測情報提供装置２００は、上記予測情報の信頼度も提供しているので、提供先の装置である受信機１００に対して、予測情報の信頼性を判断させることが可能となり、予測情報をどのように利用するか判断させることが可能となる。
【００５４】
［受信機］
図６に受信機１００の機能構成を示す。受信機１００は、実体的には、ＧＰＳ受信装置に適用される。受信機１００は、アンテナ１０と、フロントエンド２０と、相関処理部３０と、航法メッセージ生成部４０と、航法メッセージ提供部５０と、情報取得部６０と、距離算出部７０と、測位演算部８０とを備える。また、相関処理部３０は、ＰＲＮコード発生部３１と、搬送波成分除去部３２と、ＰＲＮコード積算部３３と、相関検出部３４と、積算期間決定部３５とを備える。相関処理部３０は、受信衛星数分存在する。以下、任意の１つの相関処理部について、単に相関処理部３０と記載する。
【００５５】
アンテナ１０は、衛星から送信された信号を受信する。フロントエンド２０は、アンテナ１０が受信した信号に周波数変換及び信号増幅処理を施して中間周波数に変換し、さらに、当該中間周波数をデジタル信号に変換する。
【００５６】
相関処理部３０は、フロントエンド２０から取得した信号情報と、相関処理部３０自身が発生させるＰＲＮコードとの相関処理を行う。
【００５７】
ＰＲＮコード発生部３１は、ＰＲＮコードを発生させる。本実施例では、当該ＰＲＮコードが参照用信号として機能する。搬送波成分除去部３２は、図７に示すように、フロントエンド２０から取得した信号である入力信号の周波数と同じ正弦波（ｓｉｎ波）を掛け合わせることによって、ＰＲＮコード＋航法データの成分のみを取り出す。
【００５８】
ＰＲＮコード積算部３３は、搬送波成分除去部３２が搬送波成分を除去した信号に対して、ＰＲＮコード発生部３１が発生させたＰＲＮコードを掛け合わせる。積算手法の詳細については、後述する。
【００５９】
相関検出部３４は、ＰＲＮコード積算部３３が掛け合わせた結果に基づいて、相関値がピークとなるタイミングを特定したり、相関値のピーク値を特定したりする。ここでいう相関値のピーク値や、相関値がピークとなるタイミングは、相関検出結果として機能する。積算期間決定部３５は、積算を行う期間を決定する。
【００６０】
航法メッセージ生成部４０は、相関検出部３４が検出した相関値がピークとなるタイミングや相関値を用いて航法メッセージビット列を抽出し、当該航法メッセージビット列から航法メッセージのフォーマットに従い、航法メッセージを復元する。
【００６１】
航法メッセージ提供部５０は、航法メッセージ生成部４０が生成した航法メッセージを予測情報提供装置２００へ送信する。
【００６２】
情報取得部６０は、予測情報提供装置２００に対して、予測情報及び当該予測情報の信頼度情報の取得要求をし、予測情報及び当該予測情報の信頼度を取得する。このように、受信機１００は、予測情報提供装置２００から予測情報や信頼度情報を取得することにより、受信機１００自体で保存用情報１７０を保持し、当該保存用情報１７０から予測情報を生成することなく、予測情報や当該予測情報に関する信頼度を取得することができる。
【００６３】
距離算出部７０は、相関値がピークとなるタイミングに基づいて衛星と受信機１００との距離を算出する。測位演算部８０は、距離算出部７０から取得した各衛星との距離情報に基づいて緯度経度を算出する。本実施例では、ＰＲＮコード積算部３３及び相関検出部３４が相関検出手段として機能する。
【００６４】
［相関処理方法］
次に、本実施例による相関処理方法について説明する。本実施例における相関処理方法とは、受信機１００が、受信信号中、積算対象の信号部分に対応する航法メッセージのデータビット値の予測情報及び当該予測情報の信頼度を予測情報提供装置２００から取得し、上記予測情報及び信頼度を用いて、受信信号の変換信号と受信機１００が発生させたＰＲＮコードとを積算し、適切な相関値を特定する方法をいう。
【００６５】
まず、相関処理部３０では、フロントエンド２０が衛星から取得した信号を変換したデジタル信号を相関処理部３０へ入力した後に、ＰＲＮコード発生部３１がＰＲＮコードを発生させる。そして、搬送波成分除去部３２が搬送波成分を除去する。
【００６６】
次に、情報取得部６０は、受信機１００から予測情報及び当該予測情報の信頼度を取得する。そして、積算期間決定部３５は、積算期間を決定する。
【００６７】
ＰＲＮコード積算部３３は、上記積算期間で、上記予測情報及び当該信頼度を用いて、種々の積算手法でＰＲＮコードを受信信号の変換信号に対して掛け合わせる。相関検出部３４は、ＰＲＮコード積算部３３が掛け合わせた結果に基づいて、相関値がピークとなるタイミングを特定したり、相関値を特定したりする。上記積算手法の詳細については、後述する。
【００６８】
そして、相関検出部３４が検出した相関値が閾値に達していた場合、当該相関値がピークとなるタイミングや相関値のピーク値に基づいて、航法メッセージ生成部５０が航法メッセージを生成したり、距離算出部７０が衛星と受信機１００との距離を算出したりする。
【００６９】
［積算手法について］
次に、予測情報及び当該予測情報の信頼度を用いて変換信号とＰＲＮコードとを積算する手法について、以下に記載する。
【００７０】
（手法１）重み付けによる高感度化手法
重み付けによる高感度化手法とは、ＰＲＮコード積算部３３が、取得済みの予測情報に対応するビットに対して、信頼度に応じた重み付けをして上記変換信号とＰＲＮコードとを積算する手法をいう。重み付けを行う方法としては、信頼度自体を重み付け係数とする方法や、所定の関数において信頼度から算出した値を重み付け係数とする方法等がある。
【００７１】
上記重み付けによる高感度化手法を採用することにより、受信機１００は、信頼度の高いビットが信頼度の低いビットに比して、積算時の影響が大きくなるようにしているので、仮に予測が外れたとしても、打ち消しあって結果が０となってしまうことを回避することができる。
【００７２】
（手法２）複数の信頼度の和によるコヒーレント積算区間の選定手法
本手法は、コヒーレント積算を行う区間を信頼度に基づいて定める手法である。具体的には、ＰＲＮコード積算部３３が、一定区間の信頼度の合計が閾値以上になる連続した領域を判断し、その領域においてコヒーレント積算を行うものである。ＰＲＮコード積算部３３は、ある一定区間（例えば、２０ｍｓｅｃ）毎に、当該区間に対応する航法メッセージの予測情報の信頼度の平均値を算出し、連続した６０ｍｓｅｃ分の区間の信頼度情報の合計が閾値以上となる場合に、閾値以上となる６０ｍｓｅｃ分の区間についてコヒーレント積算を行う。例えば、図８に示すように、２０ｍｓｅｃ毎に信頼度の平均値を算出した場合に、閾値を２．５としているときには、ＰＲＮコード積算部３３は、信頼度の合計が２．７となる区間２５０Ａでコヒーレント積算を行う。
【００７３】
従来の方法のように、受信機１００が航法メッセージの信頼度を考慮せずに長期間コヒーレント積算を行うと、図８の例のように、それほど信頼度が高くない区間である区間２５０Ｂでもコヒーレント積算を行うこととなり、反転除去を行うタイミングを誤ってしまう危険性があるため、高感度化を実現できない。
【００７４】
一方、本手法では、ＰＲＮコード積算部３３が、一定区間の信頼度の合計が閾値以上になる連続した領域を判断し、その領域においてコヒーレント積算を行う。この場合、ＰＲＮコード積算部３３は、取得した予測情報の一定区間毎の信頼度の合計を算出し、信頼度の高い区間に対して積算を行うので、反転除去を適切に行う可能性が高くなり、成功率の高いコヒーレント積算を行うことができる。なお、上述の例では、ＰＲＮコード積算部３３が、２０ｍｓｅｃ毎に信頼度の平均値同士を加算しているが、他の種々の統計結果に基づいて積算区間を定めるようにしても良い。
【００７５】
また、上述の例では、ＰＲＮコード積算部３３が、連続した区間について離れたビットを積算対象とするようにしても良い。その場合、受信機１００は、信頼度の高いビットを全て有効に使用できるメリットがある。
【００７６】
（手法３）信頼度の上位のものを優先するコヒーレント積算区間の選定手法
本手法は、ある一定区間の信頼度の中で、最大値から一定割合（例えば上位５０％）に該当するビットをコヒーレント積算に用いる手法である。具体的には、ＰＲＮコード積算部３３が、１２０ｍｓｅｃ分の区間に対応する航法メッセージの予測情報の信頼度を算出し、信頼度が上位５０％に含まれるビットを積算対象とする。この場合、ＰＲＮコード積算部３３は、所定期間内で相対的に信頼度の高いビットをコヒーレント積算の対象とするので、単純に連続した区間内についてコヒーレント積算を行う場合に比して、反転除去を行う箇所を誤ってしまう可能性を回避し、適切に相関処理を行うことができる。
【００７７】
また、上記手法２と手法３を組み合わせてコヒーレント積算対象を特定するようにしても良い。例えば、ＰＲＮコード積算部３３は、所定区間（例えば、２０ｍｓｅｃ）に対応する予測情報の信頼度の平均値を加算し、加算した結果が閾値を超えているか否かを判断し、長期間閾値を越えることがなければ、判断した期間の内、信頼度が上位に含まれるビットに対してコヒーレント積算を行う等がある。
【００７８】
この場合、受信機１００は、手法２を採用した場合で、閾値を超える区間が長期間ない場合でも、長期間コヒーレント積算を行うことがないということを回避することができる。
【００７９】
上述の手法１〜手法３は、長期間で積算を行う場合のみに適用を限定し、短期間（例えば、１ｍｓｅｃ）で行う場合については、従来通りに予想情報を用いずに、積算を行う方が望ましい。この場合、受信機１００は、処理負担を最小限に留めることができる。
【００８０】
また、上記手法１と手法２とを組み合わせたり、手法１と手法３とを組み合わせたりしてコヒーレント積算対象を特定するようにしても良い。
【００８１】
［相関処理手順］
本実施例における、相関処理手順について図９のフローチャートを用いて説明する。まず、ＰＲＮコード発生部３１は、ＰＲＮコードを発生させる（ステップＳ１）。次に、搬送波成分除去部３２は、所定の周波数の正弦波を掛け合わせることによって、ＰＲＮコード＋航法データの成分のみを取り出す（ステップＳ２）。
【００８２】
そして、情報取得部６０は、予測情報提供装置２００に対して、積算対象となる箇所の航法メッセージについての予測情報の取得要求を行い、予測情報提供装置２００から予測情報及び当該予測情報の信頼度を取得する（ステップＳ３）。
【００８３】
そして、ＰＲＮコード積算部３３は、上述手法に基づき、所定範囲について変換信号とＰＲＮコードとを積算する（ステップＳ４）。相関検出部３４は、ＰＲＮコード積算部３３の積算結果に基づき、相関値を検出する（ステップＳ５）。
【００８４】
相関値が閾値以上でない場合で（ステップＳ６；Ｎｏ）、積算対象のサーチ範囲分終了していない場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、ＰＲＮコードをずらしつつ（ステップＳ８）、ステップＳ４へ移る。
【００８５】
相関値が閾値以上でない場合で（ステップＳ６；Ｎｏ）、積算対象のサーチ範囲分終了した場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、搬送波成分除去部３２が周波数をずらし（ステップＳ９）、ステップＳ２へ移る。
【００８６】
相関検出部３４が、相関値を検出した結果、相関値が閾値以上である場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００８７】
以上述べたように、受信機１００は、複数の衛星から衛星信号を受信する受信手段と、衛星を特定するための参照用信号を生成する参照用信号生成手段と、衛星信号の航法メッセージに関する予測情報と予測情報の確からしさを示す信頼度情報とを取得する情報取得手段と、予測情報と信頼度情報とに基づいて、衛星信号を変換した変換信号と衛星を特定するための参照用信号との積算を行い、相関を検出する相関検出手段と、を備える。
【００８８】
受信装置は、変換信号中の航法メッセージ情報に関する予測情報を取得しているので、当該予測情報に基づき、航法メッセージの反転箇所を予測することが可能となり、反転箇所を除去しつつ、長期間の積算範囲でも積算を行なうことが可能となる。また、受信装置は、上記予測情報の信頼度情報も取得しているので、当該信頼度情報を用いて、予測情報を採用すべきか否かを判断することができる。
【００８９】
［他の実施例］
上述の実施例では、情報取得部６０が、予測情報提供装置２００から予測情報や信頼度情報を取得する場合について述べたが、本発明は、これに限られず、受信機１００が予測情報提供装置２００で管理していた保存用情報ＤＢ２１０を保持し、保持している保存用情報１７０等を用いて、受信機１００自身で予測情報や信頼度情報を生成し、情報取得部６０が、当該予測情報や信頼度情報を取得するようにしても良い。また、予測情報提供装置２００は、ＧＰＳ受信機内部に備わっていても良く、ＧＰＳ受信機の外に備わっていても良い。
【００９０】
上述の実施例では、ＰＲＮコード発生部３１が発生させたＰＲＮコードを参照用信号として用いることについて述べたが、本発明は、これに限られず、予めＰＲＮコードを保持しておき、保持しているＰＲＮコードを参照用信号として用いるようにしても良い。
【００９１】
上述の実施例では、受信機１００を、ＧＰＳの受信装置として適用する場合について述べたが、本発明は、これに限られず、例えば、Ｇａｌｉｌｅｏに代表されるＧＰＳ以外の測位衛星システムにおける受信装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１０  アンテナ
２０  フロントエンド
３０  相関処理部
３１  ＰＲＮコード発生部
３２  搬送波成分除去部
３３  ＰＲＮコード積算部
３４  相関検出部
３５  積算期間決定部
４０  航法メッセージ生成部
５０  航法メッセージ提供部
６０  情報取得部
７０  距離算出部
１００  受信機
２００  予測情報提供装置
２１０  保存用情報ＤＢ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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