(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し測位を行うＧＰＳ受信装置であって、
受信中のＧＰＳ衛星のうち仰角が所定角度以上である高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルに基づいて、測位演算に使用する受信信号を選択する為の閾値を決定する閾値決定手段と、
前記決定された閾値と受信信号との比較を行うことによって測位演算に用いるＧＰＳ衛星を選択する衛星選択手段と、
を備えることを特徴とするＧＰＳ受信装置。
【請求項２】
前記閾値決定手段は、前記受信中のＧＰＳ衛星のうち仰角が前記所定角度以上のＧＰＳ衛星の受信信号レベルの平均値を求め、前記平均値として求められた受信信号レベルに基づいて前記閾値を決定すること、を特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項３】
前記閾値決定手段は、前記高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルまたは前記平均値として求められた受信信号レベルについての移動平均を求め、求められた前記移動平均に基づいて前記閾値を決定すること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項４】
前記閾値決定手段は、前記平均値または前記移動平均として前記高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルを求めること、及び、前記平均値または前記移動平均に基づいて前記閾値を決定することを継続的に実行し、前記閾値の更新を継続的に行うこと、を特徴とする請求項２または請求項３に記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項５】
前記閾値決定手段は、前記高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルと最適な閾値とを対応付けた関数を有し、前記関数を用いて前記閾値を決定すること、を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項６】
前記高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベル毎に最適な閾値を対応付けたテーブルを予め記憶させた記憶手段をさらに備え、
前記閾値決定手段は、前記記憶手段に格納されたテーブルを参照して前記閾値を決定すること、を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項７】
前記記憶手段には、さらに前記閾値としてのデフォルト値が予め格納され、
前記衛星選択手段は、前記閾値決定手段によって前記閾値が未だ決定されていない場合には、前記閾値として、前記記憶手段に格納された前記デフォルト値を用いること、を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項８】
前記所定角度は、前記所定角度以上であるＧＰＳ衛星を受信できる確率が所定値以上である、という条件を満たすことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項９】
複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し測位を行うＧＰＳ受信装置であって、
受信中のＧＰＳ衛星のうち、仰角が所定角度以上である高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルを複数個格納できる第１記憶領域と、
前記高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルを前記第１記憶領域へ格納するとともに、前記第１記憶領域に記憶された所定数のデータから平均値を算出する第１制御手段と、
前記高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベル毎に、前記測位に用いる受信信号を選択するための閾値を対応付けたテーブルを格納しておく第２記憶領域と、
前記測位における受信信号の選択の際に用いる前記閾値を格納しておく第３記憶領域と、
前記第１制御手段によって求められた前記平均値に対応する閾値を、前記第２記憶領域に格納されたテーブルを参照して取得し、前記第３記憶領域に書き込む第２制御手段と、
前記第３記憶領域に格納された閾値を用いて、前記測位に使用するＧＰＳ衛星を選択して測位演算を行う測位演算手段と、
を備えることを特徴とするＧＰＳ受信装置。
【請求項１０】
複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し測位を行うＧＰＳ受信装置であって、
受信中のＧＰＳ衛星のうち仰角が所定角度以上である高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルを複数個格納できる第１記憶領域と、
前記高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルを前記第１記憶領域へ格納するとともに、前記第１記憶領域に記憶された所定数のデータから平均値を算出する第１制御手段と、
前記測位に用いる受信信号を選択するための閾値を格納しておく第２記憶領域と、
前記第１制御手段によって求められた前記平均値に対応する閾値を、所定の関数を用いて算出し前記第２記憶領域に書き込む第２制御手段と、
前記第２記憶領域に格納された閾値を用いて、前記測位に使用するＧＰＳ衛星を選択して測位演算を行う測位演算手段と、
を備えることを特徴とするＧＰＳ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ受信装置に関し、詳細には、測位演算に用いる受信信号を選択するための閾値の設定に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＧＰＳ受信装置は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号をトラッキングすることによりＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信装置自身との間の距離を計測し（これを疑似距離と呼ぶ）、同時に計測した複数のＧＰＳ衛星に関する疑似距離を基に幾何学的演算により自身の位置を算出する。さらに、ＧＰＳ受信装置は、各衛星の搬送波周波数の変化率を測定（ドップラ測定）して、自身の移動速度や進行方位も算出し、これらの算出結果をＧＰＳ出力データとして出力する。
【０００３】
このとき、ＧＰＳ受信装置が、トラッキングしているＧＰＳ衛星の数が３つのとき２次元測位、４つ以上のとき３次元測位となる。なお、２次元測位で算出されるデータは「緯度、経度」であり、３次元測位では「緯度、経度、高度」となる。ＧＰＳ受信装置が、同時に捕捉可能な信号（衛星）の数はＧＰＳ受信装置のチャンネル数で決定され、一般的に、チャンネル数は８ｃｈから１２ｃｈ程度である。
【０００４】
図８に一般的なＧＰＳ受信装置１の構成を示す。ＧＰＳ受信装置１は、ＲＦ部２、デジタル相関処理部３、及び測位演算部４より構成される。ＲＦ部２は、ＧＰＳアンテナ５から入力されるＲＦ信号を中間周波数の信号に変換した後、デジタル化しデジタル相関処理部３に出力する。デジタル相関処理部３は、スペクトラム拡散されているＧＰＳ信号を逆拡散するための機能ブロック（キャリア相関部３１、ＰＲＮコード相関部３２、キャリアＮＣＯ３３、ＰＲＮコード発生部３４、コードＮＣＯ３５から構成される）であるチャンネル３９を複数個備えている。
【０００５】
キャリア追尾ループ４２、コード追尾ループ４１によって、ＧＰＳ信号のアクイジション（捕捉）及びトラッキング（追跡）において、キャリアＮＣＯ（NCO;数値制御発振器）３３、コードＮＣＯ３５がそれぞれ制御される。測位演算部４は、各チャンネルにおけるＰＲＮコードの発生タイミングとキャリアＮＣＯ３３の位相変化量を基に、ＧＰＳ受信装置１自身の位置、速度、方位などを算出する。測位解を求める為の測位演算は、通常、一定時間間隔で（例えば１秒毎に）実行される。得られた測位解は、入出力データ４３としてホストシステムへ渡すことができる。
【０００６】
ＧＰＳアンテナ５は、アクティブアンテナとパッシブアンテナの２種類に大別される。図９は、アクティブアンテナの構成を示している。アクティブアンテナは、アンテナ素子５１の後段に信号増幅器５２が備わっており、一方、パッシブアンテナは、信号増幅器５２を持たないタイプを指す。ＧＰＳ受信装置１は、カーナビゲーションシステムや携帯情報端末など、様々なアプリケーション装置に搭載されるが、これらのアプリケーションの違いにより、ＧＰＳアンテナからＧＰＳ受信装置のＲＦ信号入力端（図８の符号２ａ）に至る経路には大きな差が出ることになる。一般的には、アンテナケーブル６は、カーナビゲーションでは１〜５ｍの同軸線路が使用され、携帯情報端末などではアンテナ素子がＧＰＳ受信機基板に直接取り付けられているか、数ｃｍの同軸線路が用いられる程度である。
【０００７】
したがって、アクティブアンテナは、ＧＰＳ衛星から放射されるＧＰＳ信号が微弱であること、アンテナ素子５１の利得が小さいこと、ＧＰＳ受信装置１までの伝送ロスがあることなどを考慮して、ＧＰＳ受信装置１のＲＦ信号入力端２ａにおける信号レベルを一定以上に保つ目的で、カーナビゲーションシステムなどで使用される。一方、パッシブアンテナは、ＧＰＳ受信装置１までの伝送ロスが少ないなどの理由から、信号増幅器を必要としない携帯情報端末などで使用される。
【０００８】
以上のように、アプリケーションにより、使用されるアンテナの種類（アクティブアンテナであるかパッシブアンテナであるか）、及びアンテナケーブルの有無・長短の違いが存在するので、ＧＰＳ受信装置１に入力される信号レベル（強度）は、数十ｄＢの差異が生じることになる。
【０００９】
また、カーナビゲーションシステムにおいては、ＧＰＳアンテナ５を車室外に設置するか車室内に設置するかの違いにより、あるいは車室内設置の場合でもダッシュボードやリアシェルフの上に設置するか内部に設置するかの違いにより、ＧＰＳ受信装置１のＲＦ信号入力端２ａでは数ｄＢ〜十数ｄＢの信号レベルの差が生じている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＧＰＳ受信装置１の測位演算部４は、デジタル相関処理部３の各チャンネル３９における相関処理出力３６から、各チャンネル３９の受信信号レベルを知ることができる。したがって、測位演算部４において、測位演算を行う際に、設定した閾値以上の受信信号レベルを有する信号を選択して使用することで、マルチパス或いはノイズの影響を受けた信号を排除して測位を行うことが可能になる。このことは、マルチパスの信号は直接波よりも一般的には信号強度が低く、したがって相対的に受信信号レベルの低い信号はマルチパスの影響を受けている可能性があり、また、信号入力レベルの小さい信号は相対的にノイズの影響を受けている可能性が高いことに基づく。
【００１１】
ここで、上述の閾値は、ＧＰＳ受信装置１に入力される受信信号のレベルによって最適値が大きく異なることを考慮する必要がある。このことについて、図１０のグラフを参照して説明する。図１０（ａ）及び（ｃ）は、「高い受信信号レベルの場合の最適な閾値の例」と「低い受信信号レベルの場合の最適な閾値の例」をそれぞれ表している。なお、図１０において、横軸の各衛星Ａ〜Ｈは受信中の衛星を表し、縦軸は各衛星の受信信号レベルを表す。図１０（ａ）及び（ｃ）の例では、それぞれＧＰＳ受信装置に入力される受信信号レベルに対して最適な閾値を適用しているので、共に、マルチパスを含む可能性のある信号（衛星Ｂおよび衛星Ｅ）のみが測位演算に使用されないように制御されていることが分かる。
【００１２】
図１０（ｂ）及び（ｄ）に、「高い受信信号レベルの入力時に、低い受信信号を入力することを前提とした閾値を適用した例」と「低い受信信号レベルの入力時に、高い受信信号を入力することを前提とした閾値を適用した例」をそれぞれ示す。図１０（ｂ）の例において、高い受信信号レベルを入力しているにもかかわらず、低い受信信号レベルを入力することを前提とした閾値Ａ０を適用しているために、マルチパスを含んでいるかも知れない受信信号（衛星Ｂおよび衛星Ｅ）を測位演算の中に取り込んでしまっていることが分かる。これは、測位精度劣化の悪影響につながる。
【００１３】
また、図１０（ｄ）の例においては、低い受信信号レベルを入力しているにもかかわらず、高い受信信号を入力することを前提とした閾値Ａ１を適用しているために、本来は測位演算に使える筈の受信信号（衛星Ｄおよび衛星Ｆ）を排除していることが分かる。これにより、ＧＰＳ測位率の低下を招き、測位性能に著しい悪影響を受けることになる。
【００１４】
このように、測位演算に使用する信号を選択するための閾値がＧＰＳ受信装置１に入力される受信信号レベルに対して適切に対応していないと、測位性能を著しく損なうことになる。測位性能を良好な状態に保つ為に一般的に取り得る措置は、アプリケーションに応じた閾値を最大公約数的に定め、この閾値をＧＰＳ受信装置に予め設定しておくことである。
【００１５】
ところが、例えばカービゲーションシステムでは、ユーザーがＧＰＳアンテナ５をどこに設置するかによってＧＰＳ受信装置１に入力される受信信号レベルに大きな違いが生ずる。この場合、使われ方（アンテナの設置場所）に応じた最適な閾値が設定されていることにはならず、測位性能に劣化が生じる場合がある。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされた。すなわち、本発明は、ＧＰＳ受信装置に入力される受信信号のレベルに応じて、測位演算に使用する信号の受信レベルの閾値を適応的に変化させることにより、設置環境に依存せずに、測位演算に悪影響を及ぼすマルチパスを含む信号を排除し測位精度を高めることのできるＧＰＳ受信装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、ＧＰＳ受信装置に、受信中の衛星のうち仰角が所定角度以上である高仰角のＧＰＳ衛星からの信号の受信信号レベルに基づいて、測位演算に使用する受信信号を選択する為の閾値を決定する手段を付加する（請求項１）。高仰角の衛星の受信信号レベルと最適な閾値とは、一定の対応関係で対応付けることができる。したがって、高仰角の衛星からの受信信号レベルに基づいて最適な閾値を得ることができる。
【００１８】
仰角が所定角度以上の衛星は１以上存在し得るが、この場合は、平均値を求めて高仰角衛星の受信信号レベルとしても良い（請求項２）。
【００１９】
高仰角の衛星の受信信号レベルについて、所定のデータ数の平均である移動平均を求め、この移動平均に基づいて閾値を決定するのが好ましい（請求項３）。これによって、最適な閾値が受信状態に敏感に反応して変動することを防ぐことができる。
【００２０】
平均値または移動平均を求めることを継続的に行うことによって、閾値の更新を継続することができる（請求項４）。閾値が継続的に更新されることで、マルチパスの影響を受けた信号を排除して測位を行うことを継続的に達成することができる。
【００２１】
高仰角の衛星の受信信号レベルと最適な閾値は、一義的に対応付ける対応関係を関数として持つことで、高仰角の衛星の受信信号レベルから最適な閾値を取得することができる（請求項５）。或いは、上記対応関係をテーブルとして記憶しておき、テーブルを参照することによって最適な閾値を取得することもできる（請求項６）。
【００２２】
閾値のデフォルト値を記憶しておき、ＧＰＳ受信装置の起動直後など、最適な閾値が得られるまでの間、閾値としてデフォルト値を用いる構成とすることもできる（請求項７）。
【００２３】
観測地点において高仰角の衛星を捕捉できる確率は、高仰角の定義としての所定角度が高くなるほど低くなる。したがって、高仰角であるとみなす為の所定角度は、観測地点における全ＧＰＳ衛星の仰角推移を考慮して、ＧＰＳ衛星を捕捉できる確率が所定値以上となるように決定された角度であることが好ましい（請求項８）。
【００２４】
また、上記目的を達成するため、請求項９に記載の発明は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し測位を行うＧＰＳ受信装置であって、受信中のＧＰＳ衛星のうち、仰角が所定角度以上である高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルを複数個格納できる第１記憶領域と、高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルを第１記憶領域へ格納するとともに、第１記憶領域に記憶された所定数のデータから平均値を算出する第１制御手段と、高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベル毎に、測位に用いる受信信号を選択するための閾値を対応付けたテーブルを格納しておく第２記憶領域と、測位における受信信号の選択の際に用いる閾値を格納しておく第３記憶領域と、第１制御手段によって求められた平均値に対応する閾値を、第２記憶領域に格納されたテーブルを参照して取得し、前記第３記憶領域に書き込む第２制御手段と、第３記憶領域に格納された閾値を用いて、測位に使用するＧＰＳ衛星を選択して測位演算を行う測位演算手段と、を備える。高仰角の衛星の受信信号レベルに基づいてテーブルを参照して取得された最適な閾値が、第３記憶領域に格納される。測位演算手段は、第３記憶領域を参照することで最適な閾値を取得することができ、この最適な閾値を用いて、測位に使用するＧＰＳ衛星を選択することができる。
【００２５】
また、上記目的を達成するため、請求項１０に記載の発明は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し測位を行うＧＰＳ受信装置であって、受信中のＧＰＳ衛星のうち仰角が所定角度以上である高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルを複数個格納できる第１記憶領域と、高仰角のＧＰＳ衛星の受信信号レベルを第１記憶領域へ格納するとともに、第１記憶領域に記憶された所定数のデータから平均値を算出する第１制御手段と、測位に用いる受信信号を選択するための閾値を格納しておく第２記憶領域と、第１制御手段によって求められた平均値に対応する閾値を、所定の関数を用いて算出し第２記憶領域に書き込む第２制御手段と、第２記憶領域に格納された閾値を用いて、測位に使用するＧＰＳ衛星を選択して測位演算を行う測位演算手段と、を備える。高仰角の衛星の受信信号レベルと最適な閾値は、一義的に対応付けることができる。第２制御手段において、この対応関係を関数として持つことで、高仰角の衛星の受信信号レベルから最適な閾値を求めることができる。したがって、測位演算手段は、第２記憶領域を参照することで最適な閾値を取得することができ、この最適な閾値を用いて、測位に使用する衛星を選択することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明のＧＰＳ受信装置１０１の構成を、図１に示す。ＧＰＳ受信装置１０１は、ＲＦ部２、デジタル相関処理部３、及び測位演算部９４から構成される。図１においてＧＰＳ受信装置１（図８）の構成要素と同等の部分には同一の符号を用いており、これらの部分についての詳細な説明は省略する。すなわち、ＧＰＳ受信装置１０１において、ＧＰＳアンテナ５から入力されるＲＦ信号は、ＲＦ部２で中間周波数の信号に変換されデジタル化された後、デジタル相関処理部３のチャンネル３９において逆拡散処理される。
【００２７】
測位演算部９４は、各チャンネル３９におけるＰＲＮコードの発生タイミングとキャリアＮＣＯ３３の位相変化量を基に、ＧＰＳ受信装置１０１自身の位置、速度、方位などを算出する。さらに、測位演算部９４には、高仰角の衛星からの信号の受信信号レベルに応じて、測位演算に使用する信号を選択するための閾値を決定する閾値決定手段９５が設けられている。ここで決定された閾値が、測位の過程において衛星を選択する際に使用される。なお、測位演算部９４はプロセッサから成り、プログラムの実行に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなど（不図示）を内部に有するものとする。
【００２８】
図２（ａ）は、ＧＰＳ受信装置１０１に高い受信信号レベルを入力した場合（図１０の（ａ）および（ｂ）に相当）において、ＧＰＳアンテナ５から見た各ＧＰＳ衛星の仰角順に受信衛星を並べ替えたものである。同様に、図２（ｂ）は、ＧＰＳ受信装置１０１に低い受信信号レベルを入力した場合（図１０の（ｃ）および（ｄ）に相当）において、ＧＰＳアンテナ５から見た各ＧＰＳ衛星の仰角順に受信衛星を並べ替えたものである。なお、図２（ａ），（ｂ）のグラフにおいて、横軸は仰角、縦軸は受信信号レベルである。
【００２９】
図２において、各ＧＰＳ衛星の受信信号レベルが概ね仰角の高さ順に並んでいるのは、ＧＰＳアンテナ５のアンテナ素子５１が仰角９０度をピークとするアンテナビーム特性を持っているからである。また、図２において、衛星Ｅの受信信号レベルが、これより仰角の低い衛星Ｄの受信信号レベルより低いのは、衛星Ｅについてはマルチパスを受信しているためである。
【００３０】
図２から、受信しているＧＰＳ衛星の仰角と受信信号レベルが、図２（ａ）、（ｂ）に示すような一定の関係にあることが理解できる。このことから、マルチパスを含んでいるであろう信号（図２において衛星Ｅおよび衛星Ｂ）を排除するための閾値は、高仰角衛星（図２において衛星Ｃ、Ｇなど）の受信信号レベルから一定の値を引き算したレベルに存在するとみなすことができる。したがって、高仰角衛星（例えば仰角７０度以上と定義する）の受信信号が、ある一定のレベル以上にあれば、高仰角衛星の受信信号の平均レベルに対し、最適な閾値は一義的に定めることができる。
【００３１】
一例として、図３に、高仰角衛星の受信信号レベルと最適な閾値とを一義的に対応付ける関係を示す。図３において、横軸は高仰角衛星の受信信号レベル、縦軸は閾値である。
【００３２】
なお、図３の対応関係は、アンテナ素子５１で受信された信号であれば、ＧＰＳ受信装置１０１に入力されるまでに経る回路や線路の利得（増幅・減衰）の影響は等しいこと、高仰角衛星の信号がマルチパスの影響を受ける可能性が殆どないことに基づく。また、図３に示す対応関係は、単純化した場合の例であり、ＧＰＳアンテナのビーム特性、ＧＰＳ受信装置における復調手段、受信レベル算出手段の構成に基づいて、より詳細な対応関係を考慮することも可能であることに留意する必要がある。実際には、受信信号レベルと最適閾値の対応関係は、ＧＰＳアンテナ５とＧＰＳ受信装置１０１の各々の特性が組み合わされることにより一義的に決定されるものであるため、図３に例を示したような対応関係を知ることが可能である。このようにして得られた対応関係は、関数やテーブルとして、測位演算部９４内の不揮発性メモリ（不図示）に保持しておく。
【００３３】
図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ図２（ａ），（ｂ）の場合に、図３の対応関係を用いて最適な閾値を求めた例である。ここでは、高仰角衛星の定義を「仰角７０度以上」と定義する。したがって、図４（ａ），（ｂ）の場合、衛星Ｃと衛星Ｇが高仰角衛星に相当する。図４（ａ）における衛星Ｃと衛星Ｇの受信信号レベルの平均値Ｐ１に対し、図３の対応関係より得られる閾値ＴＨ１を適用すると、図４（ａ）のようになる。同様に、図４（ｂ）における衛星Ｃと衛星Ｇの受信信号レベルの平均値Ｐ２に対し、図３の対応関係より得られる閾値ＴＨ２を適用すると、図４（ｂ）のようになる。このように、図３のような、「高仰角衛星の平均受信信号レベルに対する最適な閾値の特性」について、ＧＰＳアンテナ５を含めたＧＰＳ受信装置１０１全体の系として把握していれば、測位演算に使用する受信信号の受信レベルの閾値を最適に設定することが可能となる。
【００３４】
なお、高仰角衛星を定義するための仰角は、なるべく高い仰角に設定した方が精度の高い閾値を求めることが可能になるが、高仰角の定義を満たす衛星を受信する機会は、定義した仰角が高くなるほど少なくなるため、このようなトレードオフの関係を勘案して最適値を決定することが望ましい。図５は、東京において、ＧＰＳ衛星を２４時間観測した場合に、各ＧＰＳ衛星がどのような仰角の推移をするのかを示した例である。図５から、上記トレードオフを勘案して、高仰角の定義を満たす衛星を受信できる確率が所定値以上となる様に、高仰角衛星の定義を、７０±１０度程度に設定することが合理的である。但し、高仰角衛星の定義はこの数値に限定されるものではない。
【００３５】
測位演算部９４において、以上述べたように、受信される衛星のうち高仰角衛星の平均受信信号レベルから、不揮発性メモリに格納された対応関係（図３）を用いて閾値を更新することを継続的に実行することで、閾値を常に最適な値に保つことができる。測位演算部９４において所定時間間隔で実行される測位演算処理では、衛星選択処理として閾値が使用され、閾値を超える受信信号レベルの衛星のみが測位演算に使用される。したがって、マルチパスなどの影響を含む信号を測位演算に使用することを回避し、測位精度を常に高い状態に保つことが可能である。
【００３６】
なお、上述のように高仰角衛星の定義としての仰角が高ければ高いほど、定義を満たす衛星からの信号を受信する機会は少なくなること、また、図３の対応関係にしたがって定まる最適な閾値が、受信状態に敏感に反応することは望ましくないことを考慮して、高仰角衛星の受信信号レベルを所定のデータ数だけ不揮発性メモリ等に保存し、移動平均をとることが望ましく且つ現実的である。
【００３７】
図６は、閾値決定手段９５の動作に対応しており、移動平均により高仰角衛星の受信信号レベルを求め、最適閾値を更新する処理を表すフローチャートである。本処理は、測位演算処理の一部として所定時間間隔で実行されるものとする。また、図６において、“メモリ”は、測位演算部９４内の不揮発性メモリを指し、“テーブル”は、不揮発性メモリに予め格納された、図３に例示した対応関係を表すテーブルである。
【００３８】
まず、通常の測位演算処理で捕捉された衛星に高仰角（仰角７０±１０度以上）のものが含まれるか判定する（Ｓ１）。捕捉された衛星の中に高仰角の衛星が含まれている場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、その衛星の受信信号レベル（高仰角衛星が複数あれば、それらの平均値）をメモリに格納する（Ｓ２）。ここで、高仰角衛星のデータのメモリへの格納は、図７（ａ）に示すように、メモリ内の所定のデータ格納領域９６に、ステップＳ２の処理が行われる毎にｎを増加させつつ、順番にｄ１〜ｄｎ＋１まで格納していく。なお、データ格納領域９６が全て埋まった後の、ｎ＋２番目のデータからは、データ格納領域９６の先頭から再び順番に格納して行く（図７（ｂ）参照）。いわゆるリングバッファ形式でデータを更新する。
【００３９】
次に、データ格納領域９６に所定数のデータ（ｎ＋１個）が格納されたかを判定する（Ｓ３）。データ格納領域９６に格納されたデータが所定数に達していない場合には（Ｓ３：ＮＯ）、閾値を更新せずに本処理を終了する。所定数に達している場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、データ格納領域９６に格納されたデータを読み出して（Ｓ４）、それらの平均値、すなわち移動平均を算出する（Ｓ５）。次に、算出された移動平均を基に、メモリ内に格納されたテーブルを参照して（または関数としてメモリに格納された、受信信号レベルと最適閾値の対応関係を用いて）、移動平均として受信信号レベルに対応する最適閾値を取得する（Ｓ６）。取得された最適閾値を、次に、メモリ内の測位演算用閾値の格納先に上書きすることによって更新する（Ｓ７）。なお、最適閾値の初期値として、アプリケーションを考慮して決定された値を、ＧＰＳ受信装置１０１の初期電源投入時に、測位演算用閾値の格納先に格納しておくものとする。この場合、本処理によって最適閾値が決定されるまでの間は、初期設定された閾値を用いて衛星の選択を行うことができる。
【００４０】
以上説明した図６の閾値更新の処理によって、高仰角衛星の受信信号レベルについての所定の時間窓での移動平均を用いて最適閾値を求めることができる。したがって、最適閾値が受信状態に敏感に反応して変化することを回避することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＧＰＳ受信装置に入力される受信信号のレベルに応じて、測位演算に使用する信号を選択するための最適閾値を適応的に変化させることができる。アンテナの設置場所やアンテナの種類（アクティブアンテナであるかパッシブアンテナであるか）等に依存せず、閾値を最適な値に自動的に制御することができる。このことにより、設置環境に依存せずに、測位演算に悪影響を及ぼすマルチパスを含む信号を排除し測位精度を常に高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としてのＧＰＳ受信装置の構成を表すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、受信レベルが高い場合の、ＧＰＳ受信装置において受信されるＧＰＳ衛星の受信レベルを仰角順に並べたグラフであり、図２（ｂ）は、受信レベルが低い場合の、ＧＰＳ受信装置において受信されるＧＰＳ衛星の受信レベルを仰角順に並べ替えたグラフである。
【図３】高仰角衛星の受信信号レベルと最適な閾値とを一義的に対応付ける関係の一例を示すグラフである。
【図４】図２（ａ）、（ｂ）に示すグラフに、図３に示す対応関係を用いて求めた閾値を適用した状態を示すグラフである。
【図５】東京における、各ＧＰＳ衛星の仰角の推移を示すグラフである。
【図６】移動平均により高仰角衛星の受信信号レベルを求め、最適閾値を更新する処理を表すフローチャートである。
【図７】高仰角衛星の受信信号レベルを不揮発性メモリ内の所定のデータ格納領域に格納する状態を説明する為の図である。
【図８】従来のＧＰＳ受信装置の構成を表すブロック図である。
【図９】アクティブアンテナの構成を表す図である。
【図１０】ＧＰＳ衛星の受信信号レベルと最適閾値の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
２  ＲＦ部
３  デジタル相関処理部
５  ＧＰＳアンテナ
２１  ダウンコンバータ
２２  Ａ／Ｄコンバータ
３１  キャリア相関部
３２  ＰＲＮコード発生部
３３  キャリアＮＣＯ
３４  ＰＲＮコード発生部
３５  コードＮＣＯ
３６  相関処理出力
３９  チャンネル
４１  コード追尾ループ
４２  キャリア追尾ループ
９４  測位演算部
９５  閾値決定手段
１０１  ＧＰＳ受信装置
【図１】
0003723492.tif 000002
【図２】
0003723492.tif 000003
【図３】
0003723492.tif 000004
【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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【図１０】
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