(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から受信される衛星信号を追跡する追跡モジュールを含み、
前記追跡モジュールは、複数のサブ追跡モジュールを含み、
前記サブ追跡モジュールのそれぞれは、
前記衛星信号から前記衛星により適用された搬送波を除去する搬送波除去部と、
前記搬送波が除去された信号から前記衛星により適用されたコードを除去するコード除去部と、
前記コードが除去された衛星信号を、積算時間を用いて積算して相関信号を生成する積算器と、
前記相関信号から前記衛星信号の信号強度を生成するとともに、前記搬送波除去部及び前記コード除去部を制御して前記衛星信号をロックするための制御信号を、前記衛生信号の変化に伴って生成し、生成した制御信号を前記搬送波除去部及び前記コード除去部に出力することによって、衛星信号の追跡を行う追跡ループとを含み、
前記サブ追跡モジュールのそれぞれは、同一の所定の積算時間で動作を開始するとともに、前記衛星信号に同期したときに、複数のサブ追跡モジュールが相異なる所定の積算時間で前記積算を行うように構成され、
前記サブ追跡モジュールは、生成された前記衛星信号の信号強度が一定値以下である場合、衛星信号を失ったと判断し、この衛星信号を失ったサブ追跡モジュールの追跡ループは、他のサブ追跡モジュールが測定した前記衛星信号を用いて制御信号の更新を継続し、受信される前記衛星信号の信号強度が一定値以上となった場合に、衛星信号を再受信したと判断して、更新されている制御信号を、再受信した衛星信号の搬送波の除去及びコードの除去に適用して、衛星信号の追跡を開始するように構成された、
ことを特徴とする衛星信号追跡装置。
【請求項２】
請求項１記載の衛星信号追跡装置において、
前記複数のサブ追跡モジュールは、相異なる積算時間を有することによって前記衛星信号に対して相異なる信号感度を有することを特徴とする衛星信号追跡装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載の衛星信号追跡装置において、
前記サブ追跡モジュールそれぞれの積算時間は、上記衛星信号に対する信号感度が大きいほど長いことを特徴とする衛星信号追跡装置。
【請求項４】
請求項１、２、３のいずれかに記載の衛星信号追跡装置において、
前記サブ追跡モジュールそれぞれの積算時間は、前記衛星信号の動的特性に対する敏感度が大きいほど小さいことを特徴とする衛星信号追跡装置。
【請求項５】
衛星から受信される衛星信号を追跡する追跡モジュールを含み、
前記追跡モジュールは、複数のサブ追跡モジュールを含み、
前記サブ追跡モジュールのそれぞれは、
前記衛星信号から前記衛星により適用された搬送波を除去する搬送波除去部と、
前記搬送波が除去された信号から前記衛星により適用されたコードを除去するコード除去部と、
前記コードが除去された衛星信号を、積算時間を用いて積算して相関信号を生成する積算器と、
前記相関信号から前記衛星信号の信号強度を生成するとともに、前記搬送波除去部及び前記コード除去部を制御して前記衛星信号をロックするための制御信号を、前記衛生信号の変化に伴って生成し、生成した制御信号を前記搬送波除去部及び前記コード除去部に出力することによって、衛星信号の追跡を行う追跡ループとを含む、衛星信号追跡装置を用い、
前記サブ追跡モジュールのそれぞれが、同一の所定の積算時間で動作を開始するとともに、前記衛星信号に同期したときに、複数のサブ追跡モジュールが相異なる所定の積算時間で前記積算を行い、
前記サブ追跡モジュールは、生成された前記衛星信号の信号強度が一定値以下である場合、衛星信号を失ったと判断し、この衛星信号を失ったサブ追跡モジュールの追跡ループは、他のサブ追跡モジュールが測定した前記衛星信号を用いて制御信号の更新を継続し、受信される前記衛星信号の信号強度が一定値以上となった場合に、衛星信号を再受信したと判断して、更新されている制御信号を、再受信した衛星信号の搬送波の除去及びコードの除去に適用して、衛星信号の追跡を開始する、
ことを特徴とする衛星信号追跡方法。
【請求項６】
複数のＧＰＳ衛星から受信される複数の衛星信号を追跡する複数の追跡モジュールと、位置解を求めるための位置値の情報から位置解を求める衛星プロセッサとを含み、
各追跡モジュールは、１つのＧＰＳ衛星を追跡する複数のサブ追跡モジュールを含み、
前記複数の追跡モジュールのうち少なくとも１つの追跡モジュールの前記サブ追跡モジュールのそれぞれは、
前記衛星信号から前記衛星により適用された搬送波を除去する搬送波除去部と、
前記搬送波が除去された信号から前記衛星により適用されたコードを除去するコード除去部と、
前記コードが除去された衛星信号を、積算時間を用いて積算して相関信号を生成する積算器と、
前記相関信号から前記衛星信号の信号強度を生成するとともに、前記搬送波除去部及び前記コード除去部を制御して前記衛星信号をロックするための制御信号を、前記衛生信号の変化に伴って生成し、生成した制御信号を前記搬送波除去部及び前記コード除去部に出力することによって、衛星信号の追跡を行う追跡ループとを含み、
前記サブ追跡モジュールのそれぞれは、同一の所定の積算時間で動作を開始するとともに、前記衛星信号に同期したときに、複数のサブ追跡モジュールが相異なる所定の積算時間で前記積算を行うように構成され、
前記サブ追跡モジュールは、生成された前記衛星信号の信号強度が一定値以下である場合、衛星信号を失ったと判断し、この衛星信号を失ったサブ追跡モジュールの追跡ループは、他のサブ追跡モジュールが測定した前記衛星信号を用いて制御信号の更新を継続し、受信される前記衛星信号の信号強度が一定値以上となった場合に、衛星信号を再受信したと判断して、更新されている制御信号を、再受信した衛星信号の搬送波の除去及びコードの除去に適用して、衛星信号の追跡を開始するように構成された、
ことを特徴とするＧＰＳ受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衛星信号の追跡に関し、より具体的には衛星信号追跡装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）は、宇宙上空に飛ばした人工衛星のネットワークを用い、地上にある目標物の位置を正確に追跡するシステムであり、米国国防部で運営する通常的なＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）及びヨーロッパ連合を中心にして開発中であるガリレオ位置決定システム（Ｇａｌｉｌｅｏ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、そして、ロシアで運営するＧＬＯＮＡＳＳ（ＧＬＯｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などを指す。このようなＧＮＳＳは、航空機、車両、船舶の位置確認及びテレマティックス等、情報通信分野に広範囲に使われている。
【０００３】
ＧＰＳは、宇宙軌道を回っている衛星を用いて位置情報を提供する衛星航法システムであり、初期は軍事用目的で開発されたが、２０００年以後故意雑音であるＳＡ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）を除去しながら多様な分野で広く使われている。ＧＰＳは、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で同じ周波数帯域を用いて相異するコードを使用して帯域を共有している。
【０００４】
ＧＰＳ受信機は、少なくとも三つの衛星を用いて位置を測定し、１つの衛星に１つの追跡モジュールを割り当てて１つの測定結果を得る。測定結果は、衛星信号を基盤として得られるデータであり、ｘ、ｙ、ｚのように地球上の３次元直交座標データまたは上記直交座標を得るためのデータであってもよい。一般的に、ＧＰＳ受信機は、１２個の追跡モジュールないし１６個の追跡モジュールを含む。
【０００５】
ＧＰＳ受信機の信頼性を高めるためには衛星信号を追跡する追跡モジュールの性能が重要である。衛星信号の強度は、ＧＰＳ受信機の移動によりドップラ効果や、ＬＯＳ（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）の変化に伴い激しく変化する。このような衛星信号の変化を追跡モジュールが正しく追跡できない場合、測定結果を求める成功率が急激に落ちることがある。追跡モジュールの信号感度（ｓｉｇｎａｌ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が低ければ衛星信号の強度が弱くなって測定結果が得られない可能性もあり、信号感度が高ければ測定誤差が大きくなってしまう。
【０００６】
従って、衛星信号の変化に伴う動的特性と信号感度を同時に満たすための衛星信号追跡方法が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１８９３２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする技術的課題は、衛星信号の動的特性の変化に対応することができる衛星信号追跡装置及び方法を提供することである。
【０００９】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、衛星信号の動的特性の変化に対応することができるＧＰＳ受信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１態様において、衛星信号追跡装置は、衛星から受信される衛星信号を追跡して衛星基盤測定結果を生成する追跡モジュールを含み、上記追跡モジュールは、上記衛星信号から相異する積算時間を用いて各々衛星基盤測定結果を生成する複数のサブ追跡モジュールを含む。
【００１１】
各サブ追跡モジュールは、上記衛星信号から積算時間を用いて積算して相関信号を生成する積算器及び上記相関信号から衛星基盤測定結果を生成する追跡ループを含む。各サブ追跡モジュールは、上記衛星信号から上記衛星により適用された搬送波を除去する搬送波除去部及び上記搬送波が除去された信号から上記衛星により適用されたコードを除去するコード除去部をさらに含むことができる。上記積算器は、上記コードが除去された信号から上記相関信号を生成することができる。上記追跡ループは、上記衛星信号のロック（ｌｏｃｋ）のために上記搬送波除去部と上記コード除去部を制御する制御信号を出力することができる。上記追跡ループは、測定した上記衛星信号の信号強度が一定値以下である場合、他のサブ追跡モジュールが測定した上記衛星信号を用いて上記搬送波除去部と上記コード除去部を制御する制御信号を出力することができる。
【００１２】
上記複数のサブ追跡モジュールは、上記衛星信号に対して相異する信号感度を有することができる。各サブ追跡モジュールの積算時間は、上記衛星信号に対する信号感度が大きいほど小さくなることがある。各サブ追跡モジュールの積算時間は、上記衛星信号の動的特性に対する敏感度が大きいほど小さくなることがある。
【００１３】
他の様態において、衛星信号追跡方法は、衛星から衛星信号を受信する段階、及び上記衛星信号を相異する積算時間を基盤として積算して上記衛星信号を追跡する段階を含む。
【００１４】
上記衛星信号を受信する段階は、上記衛星信号から上記衛星により適用された搬送波を除去する段階、及び上記搬送波が除去された信号から上記衛星により適用されたコードを除去する段階を含むことができる。上記衛星信号を追跡する段階は、上記衛星信号を相異する積算時間を用いて積算して複数の相関信号を生成する段階、及び上記複数の相関信号のうち上記衛星信号を失った相関信号がある時、残りの相関信号を用いて上記衛星信号を追跡する段階を含むことができる。
【００１５】
もう１つの態様において、ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星から受信される複数の衛星信号を追跡して衛星基盤測定結果を生成し、１つの追跡モジュールは、１つのＧＰＳ衛星を追跡する複数の追跡モジュール、及び上記衛星基盤測定結果から位置解を求める衛星プロセッサを含む。上記複数の追跡モジュールのうち少なくとも１つの追跡モジュールは、ＧＰＳ衛星から受信された衛星信号に対して第１の積算時間を用いて追跡する第１のサブ追跡モジュール、及び上記ＧＰＳ衛星から受信された衛星信号に対して第２の積算時間を用いて追跡する第２のサブ追跡モジュールを含む。
【発明の効果】
【００１６】
衛星信号の動的特性変化に伴って衛星信号を追跡することによって迅速な信号再獲得が可能であり、かつ高い信頼性の位置解（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を求めることができる。従って、ＧＰＳ受信機の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の１実施形態によるＧＰＳ受信機の構成を示したブロック図である。
【図２】図１のサブ追跡モジュールの構成を示したブロック図である。
【図３】サブ追跡モジュールの具現例を示したブロック図である。
【図４】積算時間を設定する方法を示すフローチャートである。
【図５】衛星信号追跡方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
衛星追跡装置及び方法は、人工衛星から受信された衛星信号を用いて位置を決定するＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）または衛星信号を用いてマルチメディアサービスを提供するシステムに適用されることができる。ＧＮＳＳは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ガリレオ位置決定システム（Ｇａｌｉｌｅｏ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、及びＧＬＯＮＡＳＳ（ＧＬＯｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等、どの衛星を使用してもよい。以下、ＧＰＳ衛星は、衛星から地上に衛星信号を提供する衛星をいい、ある特定システムに適用される衛星に限定することではない。
【００１９】
図１は、本発明の１実施形態によるＧＰＳ受信機（ＧＰＳ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）の構成を示したブロック図である。
【００２０】
図１を参照すると、ＧＰＳ受信機（１００）は、ＲＦ部（ＲＦ Ｕｎｉｔ、１２０）、複数の追跡モジュール（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｍｏｄｕｌｅ、１３０、１４０、１５０）、衛星プロセッサ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、１９０）を含む。
【００２１】
ＧＰＳアンテナ（１１０）から受信される複数のＧＰＳ衛星の合成（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）信号はＲＦ部（１２０）により処理される。各ＧＰＳ衛星の信号は各追跡モジュール（１３０、１４０、１５０）により追跡される。各追跡モジュール（１３０、１４０、１５０）は１つの衛星に対する衛星信号を追跡する。各追跡モジュール（１３０、１４０、１５０）は三つのサブ追跡モジュール（Ｓｕｂ−Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｍｏｄｕｌｅ）を含む。すなわち、第１の追跡モジュール（１３０）は、三つのサブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）を含み、第２の追跡モジュール（１４０）は、三つのサブ追跡モジュール（１４０−１、１４０−２、１４０−３）を含み、第３の追跡モジュール（１５０）は、三つのサブ追跡モジュール（１５０−１、１５０−２、１５０−３）を含む。
【００２２】
各追跡モジュール（１３０、１４０、１５０）は衛星基盤測定結果を出力する衛星追跡装置である。衛星基盤測定結果は、衛星信号を追跡して獲得した衛星信号の信号強度（ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）及び／または位置解（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を求めるための位置値の情報を含む。衛星プロセッサ（１９０）は、衛星基盤測定結果に基づいて位置解を決定する。決定された位置解は航路データなどに使われることができる。
【００２３】
たとえ３つないし１２個の衛星を追跡して１つないし１２個の追跡モジュールを使用することが一般的としても、ここでは、３つの追跡モジュールによって発明を明確に開示している。なお、ＧＰＳ受信機に含まれる追跡モジュールの数は制限されない。
【００２４】
また、ここで、各追跡モジュールは、３つのサブ追跡モジュールを含むが、１つの追跡モジュールに含まれるサブ追跡モジュールの数には制限がない。１つの追跡モジュールは、複数のサブ追跡モジュールを含んでいてもよく、複数の追跡モジュールは、同じ個数のサブ追跡モジュールを含んでいてもよく、相異する個数のサブ追跡モジュールを含んでいてもよい。
【００２５】
各追跡モジュール（１３０、１４０、１５０）は、１つの衛星に対する衛星信号を追跡するため、その動作や機能は全て同一である。以下では第１の追跡モジュール（１３０）を中心に記述する。
【００２６】
追跡モジュール（１３０）に含まれた３つのサブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）は、１つの衛星に対する衛星信号を相異する積算時間（ｉｎｔｅｇｒａｌ ｔｉｍｅ）を用いて追跡する。積算時間とは、積算に必要とする時間をいう。例えば、第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）はＣ／Ａ（ｃｏａｒｓｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）コードの周期である１ｍｓの積算時間で積算を行い、第２のサブ追跡モジュール（１３０−２）はデータビットの周期である２０ｍｓの積算時間で積算を行い、第３のサブ追跡モジュール（１３０−３）は２０ｍｓ以上の積算時間（例えば、２０ｍｓ〜１００ｍｓ）で積算を行うことができる。
【００２７】
サブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）は、衛星信号との同期獲得によって順次的に相異する積算時間が設定される。すなわち、サブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）は、初期に衛星信号を受信すると、全て１ｍｓの積算時間で積算を開始し、ビット同期が獲得されると、第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）は１ｍｓの積算時間で積算を継続行い、第２のサブ追跡モジュール（１３０−２）と第３の追跡モジュール（１３０−３）は２０ｍｓの積算時間で積算を行う。以後、フレーム同期が獲得されると、第３の追跡モジュール（１３０−３）は２０ｍｓ以上の積算時間で積算を行う。ビット同期化とは、１ｍｓの時間単位で積算された結果値に基づいてデータビットの遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）位置を探して該当位置で動作を始めることをいう。
【００２８】
相異する積算時間を有することによってサブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）は相異する信号感度を有する。これは、各サブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）が追跡できる信号強度（ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が相異することを意味する。例えば、第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）は−１４５dBｍまでの衛星信号を追跡することができ、第２のサブ追跡モジュール（１３０−２）は−１５３dBｍまでの衛星信号を追跡することができ、第３のサブ追跡モジュール（１３０−３）は−１６０dBｍまでの衛星信号を追跡することができる。
【００２９】
図２は、図１のサブ追跡モジュールの構成を示したブロック図である。
【００３０】
図２を参照すると、サブ追跡モジュール（２００）は、搬送波除去部（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｒｅｍｏｖｅｒ、２１０）、コード除去部（Ｃｏｄｅ Ｒｅｍｏｖｅｒ、２２０）、積算器（Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ、２３０）及び追跡ループ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｌｏｏｐ、２４０）を含む。
【００３１】
搬送波除去部（２１０）は衛星信号（２０１）から搬送波を除去する。衛星信号（２０１）には衛星が適用した搬送波が含まれているため、搬送波除去部（２１０）は、上記衛星が適用した搬送波と同じ搬送波を衛星信号（２０１）から除去する。コード除去部（２１０）は、搬送波が除去された信号（２１１）に上記衛星が適用したコードの複製（ｃｏｐｙ）を用いて搬送波が除去された信号（２１１）からコードを除去する。搬送波除去部（２１０）が適用する搬送波とコード除去部（２１０）が適用するコードは、追跡ループ（２４０）の制御信号（２４２）を介して生成される。
【００３２】
積算器（２３０）は、上記コード除去部（２３０）で出力される信号（２２１）を積算時間の間積算して相関信号（２３１）を出力する。
【００３３】
追跡ループ（２４０）は上記相関信号（２３１）から衛星基盤測定結果を生成する。また、追跡ループ（２４０）は、衛星信号の変化に伴って制御信号（２４２）を生成して搬送波除去部（２１０）とコード除去部（２２０）に提供する。衛星信号はドップラ効果などにより歪曲が発生するため、これを補償するために、制御信号（２４２）は搬送波除去部（２１０）が適用する搬送波とコード除去部（２２０）が適用するコードを調節する。追跡ループ（２４０）は、衛星信号（２０１）を送出した衛星が適用したコードとコード除去部（２２０）により複製されたコード間に遅延がないように制御信号（２４２）を生成して、また、衛星信号（２０１）の搬送波と複製された搬送波間の周波数及び位相が同一になるように制御信号（２４２）を生成する。これを衛星信号（２０１）のロック（ｌｏｃｋ）という。衛星信号（２０１）のロックのために、追跡ループ（２４０）は搬送波追跡のために、ＦＬＬ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）またはＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｋ）を適用することができ、コード追跡のためにＤＬＬ（Ｄｅｌａｙ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）を適用することができる。
【００３４】
図３は、サブ追跡モジュールの具現例を示したブロック図である。搬送波除去部（２１０）は搬送波生成器（２１５）及び搬送波ミキサ（ｃａｒｒｉｅｒ ｍｉｘｅｒ、２１７、２１８）を含む。搬送波生成器（２１５）は、追跡ループ（２４０）からの制御信号（２４２）に伴って周波数が可変される搬送波を生成する。搬送波ミキサ（２１７、２１８）は、受信される衛星信号（２０１）と生成された搬送波をミキシングして衛星信号（２０１）を送出した衛星が適用した搬送波を除去する。このとき、搬送波の位相は、Ｉ−位相（ｐｈａｓｅ）とＱ−位相の二つの部分に分けて除去するために、二つの搬送波ミキサ（２１７、２１８）が提供される。
【００３５】
コード除去部（２２０）は、コード生成器（２２２）、コードクロック生成器（２２３）、複数のコードミキサ（２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９）を含む。コードクロック生成器（２２３）は、追跡ループ（２４０）からの制御信号（２４２）に伴ってクロック信号を生成する。コード生成器（２２２）は、追跡ループ（２４０）からの制御信号（２４２）とクロック信号に伴ってコードを生成する。より具体的に、コード生成器（２２２）は、搬送波の位相、Ｉ−位相（ｐｈａｓｅ）及びＱ−位相の各々に対して、Ｐｒｏｍｐｔ（Ｐ）コード、１チップ以内遅延のＥａｒｌｙ（Ｅ）コード及びＬａｔｅ（Ｌ）コードを生成する。複数のコードミキサ（２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９）は、コード生成器（２２２）で生成されたコードを用いて衛星信号からコードを除去する。
【００３６】
積算器（２３０）は上記コード除去部（２２０）で出力される信号を積算時間の間積算して相関信号を出力する。積算器（２３０）で生成される相関信号は、積算時間の間のＩ−位相信号、Ｐ、Ｅ、Ｌコードの相関、Ｑ−位相信号及びＰ、Ｅ、Ｌコードの相関に対する結果ということができる。積算器（２３０）は、コード除去部（２２０）に含まれるコードミキサ（２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９）の個数に対応する個数ほど積算器（２３０−１、２３０−２、２３０−３、２３０−４、２３０−５、２３０−６）を備える。
【００３７】
また、図１を参照すると、上述した通り、サブ追跡モジュールごとに積算時間が相異に設定され、サブ追跡モジュールの積算器は設定された積算時間の間積算を行う。３つのサブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）のうち１つのサブ追跡モジュールが衛星信号を失っても、上記信号を失ったサブ追跡モジュールは、他のサブ追跡モジュールで出力されるデータを用いて制御信号を継続更新することができる。サブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）の信号感度が異なって設定されれば、信号感度が最も良い第１の追跡モジュール（１３０−１）が衛星信号を最も早く失うことになる。このとき、信号感度がより低い残りの追跡モジュール（１３０−２、１３０−３）は、まだ衛星信号を継続追跡することができる。第１の追跡モジュール（１３０−１）は、残りの追跡モジュール（１３０−２、１３０−３）の追跡信号を用いて継続的な制御信号の更新が可能である。このとき、状況変化に伴って第１の追跡モジュール（１３０−１）が再び衛星信号を獲得するようにすると、第１の追跡モジュール（１３０−１）は信号獲得検索範囲を直ちに知ることができるため、信号再獲得時間を減らすことができる。
【００３８】
相異する積算時間を用いる３つのサブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）を介して、１つのサブ追跡モジュールが信号を失っても、他のサブ追跡モジュールで出力されるデータを用いて上記信号を失ったサブ追跡モジュールの制御信号を継続更新することによって、信号再獲得時間を減らすことができる。
【００３９】
各サブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）は、受信した衛星信号の信号強度、例えば、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が所定の臨界値より低い場合、信号を失ったと判断することができる。積算時間が短いほど受信可能な信号強度の臨界値が少なくなって衛星信号をよく失う。
【００４０】
図４は、積算時間を設定する方法を示すフローチャートである。
【００４１】
図４を参照すると、段階Ｓ４１０において、サブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）に対して全て同じ積算時間、例えば、１ｍｓに設定する。
【００４２】
段階４２０において、サブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）が１ｍｓの積算時間で動作を開始し、その積算結果（すなわち、相関値）が各追跡ループに伝達されると、各追跡ループはその積算結果に基づいてビット同期化を遂行する。すなわち、各サブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）の追跡ループは、積算結果に基づいてデータビットの位置を判別する。例えば、受信されるデータに現れる０から１に、１から０に変わる位相固定ループ方法によりビットの位置を判別することができる。
【００４３】
段階Ｓ４３０において、第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）の積算時間を１ｍｓに維持させたまま、第２及び第３のサブ追跡モジュール（１３０−２、１３０−３）の積算時間をデータビット周期である２０ｍｓに変更させる（Ｓ３０７）。従って、第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）は１ｍｓの積算時間で積算を行い、第２及び第３のサブ追跡モジュール（１３０−２、１３０−３）は２０ｍｓの積算時間で積算を行う。
【００４４】
段階Ｓ４４０において、第３のサブ追跡モジュール（１３０−３）は、出力される積算結果に基づいて１つのフレームデータビットが獲得されるか否かを判断する、フレーム同期化を遂行する。
【００４５】
段階Ｓ４５０において、フレーム同期化が獲得されると、第３のサブ追跡モジュール（１３０−３）の積算時間を２０ｍｓ以上に変更する。
【００４６】
結局、１つのフレームデータビットが獲得された後には、第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）は１ｍｓの積算時間で積算を行い、第２のサブ追跡モジュール（１３０−２）は２０ｍｓの積算時間で積算を行い、第３のサブ追跡モジュール（１３０−３）は２０ｍｓ以上の積算時間で積算を行う。従って、第２のサブ追跡モジュール（１３０−２）は、第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）より長い積算時間を有するため、信号感度がよくない地域でも信号を失わない。さらに、第３のサブ追跡モジュール（１３０−３）は第２のサブ追跡モジュール（１３０−２）より長い積算時間を有するため、信号感度がより良い。
【００４７】
これに対して、移動速度が大きい環境では１ｍｓ積算時間を用いることがより長い積算時間を有するサブ追跡モジュールよりも良い性能を有することができる。移動速度が大きい環境で長い積算時間を用いたサブ追跡モジュールは信号を失いやすいためである。従って、相異する積算時間を有する複数のサブ追跡モジュールを介して急激な加速度変化区間でも衛星信号を追跡することができる。
【００４８】
図５は、衛星信号追跡方法を示すフローチャートである。第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）は１ｍｓの積算時間で積算を行い、第２のサブ追跡モジュール（１３０−２）は２０ｍｓの積算時間で積算を行い、第３のサブ追跡モジュール（１３０−３）は２０ｍｓ以上の積算時間で積算を行うこととする。
【００４９】
段階Ｓ５１０において、サブ追跡モジュール（１３０−１、１３０−２、１３０−３）は測定される衛星信号の信号強度を用いて衛星信号を失ったか否かを確認する。信号強度はＳＮＲであってもよく、信号強度が一定値以下である場合、衛星信号を失ったと決定することができる。
【００５０】
段階Ｓ５２０において、衛星信号を失ったサブ追跡モジュールは、他のサブ追跡モジュールの相関信号を用いて制御信号を更新する。すなわち、ＧＰＳ受信機が信号感度のよくないところに位置する場合、第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）が最も早く衛星信号を失う。第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）はまだ衛星信号を失わない他のサブ追跡モジュール（例えば、第２のサブ追跡モジュール（１３０−２）及び／または第３のサブ追跡モジュール（１３０−３））が獲得した信号を介して搬送波及びコード生成のための制御信号を継続更新する。
【００５１】
段階Ｓ５３０において、上記第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）は衛星信号を再受信するか否かを判断する。受信される衛星信号の信号強度が一定値以上である場合、衛星信号を再受信したと判断することができる。
【００５２】
段階Ｓ５４０において、衛星信号を再受信した上記第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）は、更新されている制御信号を介して受信した衛星信号から適合した搬送波及びコードを直ちに適用して追跡を開始する。もし、第１のサブ追跡モジュール（１３０−１）が再受信される衛星信号を介して搬送波及びコードを生成するとすれば、このために制御信号の生成に時間が必要である。しかしながら、既に更新されている制御信号を用いると、即刻適用が可能である。従って、衛星信号の再獲得に必要な時間を減らすことができ、より早く信号追跡を開始することができる。
【００５３】
衛星信号の動的特性が急激に変化すると、既存の通り、１つの衛星に対して１つの追跡モジュールを使用すると信号をのがす可能性が高い。従って、１つの追跡モジュールが複数個のサブ追跡モジュールを含み、各サブ追跡モジュールは、積算時間及び／または信号感度を異にすることによって衛星信号の動的特性に伴って効率的な衛星信号追跡が可能にする。
【００５４】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェアまたはこれらの組合せで具現されることができる。ハードウェア具現において、上述した機能を遂行するためにデザインされたＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、プロセッサ、制御機、マイクロプロセッサ、異なる電子ユニットまたはこれらの組合せで具現されることができる。ソフトウェアでの具現においては、上述した機能を遂行するモジュールで具現されることができる。
【００５５】
ソフトウェアは、メモリユニットに格納されることができ、プロセッサにより実行される。メモリユニットやプロセッサは当業者によく知らされた多様な手段を採用することができる。以上、本発明の望ましい実施形態に対して詳細に記述したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有した人であれば、添付された請求範囲に定義された本発明の精神及び範囲を外れない限り、本発明を多様に変形または変更して実施することができる。従って、本発明の今後の実施形態の変更は本発明の技術的範囲から逃れることができない。
【符号の説明】
【００５６】
１００ ＧＰＳ受信機、
１１０ アンテナ、
１２０ ＲＦ部、
１３０、１４０、１５０ 追跡モジュール、
１３０−１ 第１のサブ追跡モジュール、
１３０−２ 第２のサブ追跡モジュール、
１３０−３ 第３のサブ追跡モジュール、
１９０ 衛星プロセッサ、
２００ サブ追跡モジュール、
２０１ 衛星信号、
２１０ 搬送波除去部、
２１５ 搬送波生成器、
２１７、２１８ 搬送波ミキサ、
２２０ コード除去部、
２２２ コード生成器、
２２３ コードクロック生成器、
２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９ 複数のコードミキサ、
２３０、２３０−１、２３０−２、２３０−３、２３０−４、２３０−５、２３０−６ 積算器、
２４０ 追跡ループ、
２４２ 制御信号。
【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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