(57)【要約】この発明に係る信号受信装置は、複数の衛星から信号を受信するアンテナと、前記アンテナで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出部と、前記メッセージからパラメータを読み取るパラメータ識別部と、前記パラメータ識別部で読み取られたパラメータに基づき、前記複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成するか否かを判定し、合成すると判定したとき、該メッセージを合成する合成部と、を備えたことを特徴とする。この構成によって、GNSS衛星などの衛星から放送される信号に含まれるメッセージをメッセージの種類によらず正しく受信することができる。衛星から放送される信号に含まれるメッセージの種類に応じて適切な合成方法を用いることにより、メッセージの種類によらず定められた時間内で正しくメッセージを受信できる。
2017175294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星から信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出部と、
前記メッセージからパラメータを読み取るパラメータ識別部と、
前記パラメータ識別部で読み取られたパラメータに基づき、前記複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成するか否かを判定し、合成すると判定したとき、該メッセージを合成する合成部と、
を備えたことを特徴とする信号受信装置。
【請求項２】
前記パラメータは前記メッセージのデータフォーマットを表す識別番号である
ことを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。
【請求項３】
前記信号は地球航法衛星システムから放送される信号であり、
前記メッセージは航法メッセージであり、
前記合成部で合成されたメッセージを用いて測位演算を行う測位演算部
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号受信装置。
【請求項４】
前記パラメータは、前記航法メッセージがエフェメリスとアルマナックのいずれであるかを示す指標を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の信号受信装置。
【請求項５】
前記抽出部は前記複数の衛星からの信号を追尾する追尾部を含み、
前記測位演算部は前記追尾部で得られた追尾結果を用いて測位演算を行う
ことを特徴とした請求項３または請求項４に記載の信号受信装置。
【請求項６】
前記パラメータ識別部は前記メッセージのデータセットの更新があるか否かを判断し、
前記合成部は、前記パラメータ識別部で前記データセットの更新があると判定されたとき、合成に用いる保存メッセージをクリアする記憶部を備える
こと特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の信号受信装置。
【請求項７】
前記複数の衛星の健康状態を判断するヘルス確認部を備え、
前記合成部は前記ヘルス確認部で確認された健康状態に基づき、前記複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成する方法を決定する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の信号受信装置。
【請求項８】
複数の衛星から信号を受信するステップと、
前記アンテナで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出されたメッセージからパラメータを読み取る読取ステップと、
前記読取ステップで読み取られたパラメータに基づき、前記複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成するか否かを判定し、合成すると判定したとき、該メッセージを合成する合成ステップと、
を備えたことを特徴とする信号受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星から信号を受信する信号受信装置及び信号受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、GPS(Global Positioning Systems)を代表とする地球航法衛星システム(以下、GNSS: Global Navigation Satellite Systems)から放送されているGNSS信号を用いて測位演算を行い、その測位結果を利用する各種機器やアプリケーションが注目されている。これらの機器やアプリケーションは都市部移動体においても積極的に利用する動きがある一方で、可視衛星数の少なさや、衛星配置の悪さで都市部では測位精度が出ないことはよく知られている。このような環境においても高い測位精度を得るためには、各種衛星から放送されるGNSS信号に含まれる航法メッセージと呼ばれる測位演算用の情報を正しくデコードする必要がある。【０００３】
そのため、受信レベルが低い環境下でも、これらの航法メッセージを精度よくデコードすることは重要な技術である。受信レベルが低い状況でも航法メッセージを得る方法として、航法メッセージをワードと呼ばれるさらに細かい単位で分割し、時間毎に選択受信を行い、全てのワードでエラーがないことを確認した後、航法メッセージをデコードする手法が提案されている。これは、航法メッセージの一部である、エフェメリスと呼ばれる自分の衛星の情報は一定期間繰り返し放送されるので、異なる時間に受信した信号でも航法メッセージの一部は同じになることを利用している。例えば、特許文献１を参照されたい。【０００４】
また、例えば、特許文献２に開示されているように、先に受信した航法メッセージを用いて、次に受信する航法メッセージの内容を一部予測し、予測した航法メッセージと次に受信した航法メッセージを比較して組み合わせることで、GNSS受信機の受信レベルが低い場合でも、航法メッセージの誤りを検出し、かつ、航法メッセージを精度よくデコードする方法について提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５４８０９０６号公報．
【特許文献２】特許第５３９８９４０号公報．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
GNSS衛星から送信される信号は、エフェメリスのような短い周期で送信される衛星固有のパケットと、アルマナックと呼ばれる長い周期で送信され複数の衛星から受信できるパケットが混在している点に特徴を持つ。【０００７】
特許文献１や特許文献２に記載の方法は、前者のエフェメリスを精度よくデコードする手法であり、短い間隔で一定期間繰り返し放送されるエフェメリスのデコードには適した手法である。しかし、エフェメリスよりも長い周期で放送されるメッセージであるアルマナックを同じ構成で合成しようとすると、エフェメリスよりも放送される頻度が少ないため、測位精度が向上するまでの時間が長くかかる問題がある。【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、GNSS衛星などの衛星から放送される信号に含まれるメッセージをメッセージの種類によらず従来技術よりも短い時間で正しく受信することができる信号受信装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る信号受信装置は、複数の衛星からの信号を受信するアンテナと、前記アンテナで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出部と、前記メッセージからパラメータを読み取るパラメータ識別部と、前記パラメータ識別部で読み取られたパラメータに基づき、前記複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成するか否かを判定し、合成すると判定したとき、該メッセージを合成する合成部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明にかかる信号受信装置によれば、GNSS衛星などの衛星から放送される信号に含まれるメッセージの種類によらず定められた時間内で正しくメッセージを受信できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る信号受信装置１００での信号受信を示す図。
【図２】実施の形態１に係るGNSS衛星から送信されるL１C/A信号の構成を示す図。
【図３】実施の形態１に係るGNSS衛星から送信されるL2C信号の構成を示す図。
【図４】実施の形態１に係るI/NAVの航法メッセージのページパートを示す図。
【図５】実施の形態１に係る２つのGNSS衛星の送信するデータフォーマットを示す図。
【図６】実施の形態１に係る信号受信装置１００の構成例を示す図。
【図７】実施の形態１に係るパラメータ識別部１０５でのフローチャート。
【図８】実施の形態１に係る合成処理部１０６でのフローチャート。
【図９】実施の形態１に係るGNSS信号受信器１０１が航法メッセージを受信する環境を示す図。
【図１０】実施の形態１における航法メッセージの合成を示す図。
【図１１】実施の形態１に係る信号受信装置１００の各機能をハードウェアで実現する図。
【図１２】実施の形態２に係る信号受信装置２００の構成例を示す図。
【図１３】実施の形態２に係る航法メッセージ内のビット情報を示す図。
【図１４】実施の形態２に係るヘルス確認処理。
【図１５】実施の形態２に係る合成処理部１１１でのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、本発明を適用した好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、図１に示すような複数のGNSS衛星１から放送されるメッセージである航法メッセージをGNSS用の信号受信装置１００で受信し、GNSS信号を用いて測位演算を行い、その測位結果を得る衛星測位システムに適用したものである。この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１３】
GNSS測位信号は、航法メッセージのビット値に応じてBPSK（Binary Phase Shift Keying）変調方式で変調されている。GNSS受信機は、GNSS測位信号を受信し、復調することで航法メッセージを取得して、測位演算に利用している。
【００１４】
GPS信号の一つであるL1C/A信号はLNAV(Lateral Navigation)と呼ばれる航法メッセージを含んでいる。航法メッセージは２進数で、エフェメリスとアルマナックにより構成される。航法メッセージは５０bpsで送信されており、１ビットは２０msである。航法メッセージはフレームという単位で構成され、１フレームは５組のサブフレームから構成される。サブフレームは、それぞれ３００ビットのサイズを持つ。図２に示すように、サブフレーム１〜３は各衛星固有の情報であるエフェメリス含んでおり、一定の期間同じ情報が繰り返し送信される。これに対して、サブフレーム４、５にはアルマナックと呼ばれる全衛星共通の情報が含まれる。アルマナックはデータ量が膨大なため、サブフレーム４、５のページ１〜２５に分けて収容されている。
【００１５】
サブフレームは１から順に送信され、サブフレーム５を送信し終わると再びサブフレーム１の送信を開始する。つまり、エフェメリスは３０秒に一回、アルマナックは１２分３０秒に一回同じ情報が出現する。
【００１６】
また、同じくGPS信号のL2C信号はCNAV(Civil Navigation)と呼ばれる航法メッセージを含んでいる。LNAV同様に航法メッセージは２進数でエフェメリス、アルマナックにより構成される。L2C信号の航法メッセージであるCNAVは２５bpsのデータであるが、符号化率１/２の畳み込み符号化がなされた後に送信されるため、シンボルレートは５０spsとなり、１シンボルは２０msである。CNAVの航法メッセージはメッセージという単位で構成され、図３に示す構成となっている。メッセージは２７６ビットのデータビットと２４ビットの検査ビットの合計３００ビットのサイズを持つ．この航法メッセージをL2C信号では６秒で送信している。送信パターンは衛星、信号毎に異なる。また、メッセージはメッセージタイプID(Identification)という各フレームのPRN(Pseudo Random Noise)番号(衛星番号)に続き付加されている６ビットによって分類される。
【００１７】
また、GNSS衛星の一種であるGalileo信号のE1信号はI/NAVと呼ばれる航法メッセージを含んでいる。LNAV, CNAV同様に航法メッセージは２進数で、エフェメリス、アルマナックにより構成される。CNAV同様に符号化率１/２の畳み込み符号化がなされた後送信されるため、シンボルレートは５０sps (symbol per second)となり、１シンボルはそれぞれ２０msである。I/NAVの航法メッセージはページという単位で構成され、１ページはさらに２つのページパートに分かれる。それぞれのページパートは図４に示す構成となっている。ページパートはデータビットと２４ビットの検査ビットの合計１２０ビットのサイズを持つ。データビットがページパート１とページパート２に跨っているのが特徴である。
【００１８】
このように衛星の種類や信号の種類によって、航法メッセージの構造(データフォーマット)は異なるものの、含まれる情報はエフェメリスとアルマナックである。なお、図２〜４で示される信号フォーマット及び数値は本発明を適用する信号フォーマットの一例であり、本発明はこの信号フォーマットに限定されるものではなく、さまざまな信号フォーマットに対して適用することができる。
【００１９】
また、航法メッセージの特徴として、データフォーマットが同じなら同じ情報が一定時間は含まれている点である。GNSS衛星は送信するデータフォーマットの順番が決まっていない点である。
【００２０】
図５に示すように２つのGNSS衛星の送信するデータフォーマットの順番が違っていたとしても、データフォーマットが同じなら同じ情報が含まれている。ただし、航法メッセージの更新があった場合、つまりデータセットと呼ばれる情報が変わった場合は同じデータフォーマットでも含まれる情報の内容が変わることがある。GNSS衛星には原子時計を搭載しており、データセットの変更タイミングが衛星間でずれることは無い。
【００２１】
本発明は、航法メッセージの情報であるエフェメリスやアルマナックが、自衛星が一定期間の間繰り返し放送することや、複数の衛星が同じ情報を放送するという特徴に基づいたものあるため、航法メッセージの構造に依存せず、GPS, QZSS（Quasi Zenith Satellite System）, GLONASS（GLObal NAvigation Satellite System）やGalileoなどいずれかのGNSS衛星から放送されるGNSS信号の航法メッセージを復調する際に適用可能であることを示している。
【００２２】
図６は、本発明の実施の形態１にかかるGNSS信号受信装置１００の構成例を示す図である。図６に示すように、本実施の形態の信号受信装置１００は、GNSS衛星１とGNSS衛星２のGNSS信号を受信するアンテナ１０１と、アンテナ１０１で受信された信号に含まれるメッセージである航法メッセージを抽出する抽出部１２０と、抽出部１２０で抽出された航法メッセージから航法メッセージの特徴を表す識別番号などのパラメータを読み取るパラメータ識別部１０５と、パラメータ識別部１０５で読み取られたパラメータに基づき、複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成するか否かを判定し、合成すると判定したとき、該メッセージを合成する合成部１２１と、合成した航法メッセージを用いて測位演算を行う測位演算部１０８と、測位演算結果を出力する出力部１０９を備える。
【００２３】
ここで、抽出部１２０は、それぞれの衛星の受信信号の毎にゲイン調整を行いベースバンド信号に変換してAD(Analog to Digital)変換を行うRF(Radio Frequency)処理部１０２と、それぞれの衛星のGNSS信号のキャリアとコード位相の捕捉と追尾を行う信号捕捉・追尾部１０３と、信号捕捉・追尾結果からフレームの同期や誤り訂正を行いGNSS衛星１,２の航法メッセージのデコードをそれぞれ行う復調部１０４を備える。合成部１２１は、航法メッセージの識別番号を基に合成可能な航法メッセージを合成する合成処理部１０６と、合成処理部で合成した航法メッセージを記憶しておく記憶部１０７を備える。
【００２４】
なお、この例では、２つのGNSS衛星のGNSS信号を受信する構成の例を示したが、さらに受信する衛星数や信号の種類を増やした構成にしてもよい。
【００２５】
次に、動作について説明する。アンテナ１０１で受信されたGNSS信号はRF処理部１０２へ出力され、RF処理部１０２でベースバンドに変換された受信信号は、受信フィルタ処理を行った後、信号捕捉・追尾部１０３へ出力する。信号捕捉・追尾部１０３では、受信信号と、基準信号とを相関処理することで、キャリア位相およびコード位相を捕捉、追尾し、追尾結果（相関処理結果）を復調部１０４と測位演算部１０８とへ出力する。復調部１０４では、追尾結果をビタビデコーダやLDPC(low-density parity-check code)デコーダなどで誤り訂正を行った後、プリアンブルの検索を行い、サブフレームやページの同期処理を行う。同期後の受信信号は、パリティやCRC(Cyclic Redundancy Code)誤り検出を行い、所定のデータフォーマットに従って航法メッセージとして処理され、パラメータ識別部１０５へ出力する。パラメータ識別部１０５では図７に示すように航法メッセージから航法メッセージ内のビットを読み取り、データフォーマットを決定するパラメータである識別番号を判断する(Ｓ７１)。ここで、識別番号は、そのデータフォーマットがエフェメリスとアルマナックのいずれであるかを識別することのできる指標を含む。また、同様に航法メッセージ内のデータセットのビットをパラメータとして読み取り(Ｓ７２)、データセットに更新がある、つまり前回受信時から航法メッセージに更新があるか確認(Ｓ７３)し、更新がない場合データセットフラグを０とし(Ｓ７４)、更新があった場合データセットフラグを１とし(Ｓ７５)、合成処理部１０６へ出力する。
【００２６】
合成処理部１０６では、図８に示すように、データセットが同一であり航法メッセージの更新がないことを確認し(Ｓ８１)、入力された航法メッセージと同じ識別番号をもつ記憶部１０７に蓄積されている航法メッセージが存在するか確認する(Ｓ８２)。その後、時刻情報に関する航法メッセージの場合は(Ｓ８３)、保存された航法メッセージの時刻情報をインクリメントし(Ｓ８４)、受信した航法メッセージと時刻合わせを行う。その後、受信した航法メッセージを同データフォーマットの航法メッセージと合成する。ここで、合成するデータがエフェメリスかアルマナックかによって合成方法を切り替えている(Ｓ８５)。合成するデータがアルマナックの場合は送信された衛星に関わらず同じデータフォーマットのデータを合成し(Ｓ８６)、エフェメリスの場合は同じ衛星から送信されたエフェメリスどうしを合成する(Ｓ８７)。その後、記憶部１０７と測位演算部１０８へ出力する。なお、航法メッセージに更新があった場合は記憶部１０７から該当する航法メッセージを削除し(Ｓ８８)、再度データの収集を開始し、航法メッセージを保存する(Ｓ８９)。なお、記憶部１０７では信号と送信された衛星ごとにアルマナックを、エフェメリスは信号毎に保存している。測位演算部１０８は、信号捕捉・追尾部１０３の相関処理結果と合成処理部１０６からの航法メッセージに基づいて、擬似距離等を算出し、測位演算を行う。最後に出力部９で測位演算結果を外部に出力する。
【００２７】
上述の動作によると、アルマナックは複数の衛星から受信できるパケットのため、特許文献１や特許文献２のように１衛星の情報を合成するのではなく、複数の衛星の信号を受信し、衛星毎に合成することで、短時間で性能を向上させることができる。また、特許文献１に記載の従来技術では、誤りのないワードがすべてそろって初めてサブフレームが出力されるが、誤りの多い環境では、正しいワードが受信できず、一向にサブフレームを出力できないこととなり、初期定点化時間（TTFF: Time To First Fix）の増大を招く問題がある。これに対して、本実施の形態で示される発明では、複数の衛星からの信号を合成することで受信品質を向上することができ、初期定点化時間（TTFF: Time To First Fix）の増大を抑えることができる。
【００２８】
次に、一例として、GPS信号の一つであるL1C/A信号を用いて具体的にパラメータ識別部１０５と、合成処理部１０６と、記憶部１０７の動作を説明する。図９のようにGNSS信号受信器１０１がGNSS衛星１の２機から航法メッセージ#１, #２を受信したとする。航法メッセージ#１はサブフレーム３から順に受信し、航法メッセージ#２はサブフレーム１から順に受信する。また、航法メッセージ#１の２度目のサブフレーム３でデータセットの更新があったものとする。信号受信装置１００の記憶部１０７は航法メッセージ#２のエフェメリスと、アルマナックはページ１〜２５まですでに保存されているが、航法メッセージ#１のエフェメリスは保存されていない。なお、航法メッセージ#１と記憶部１０７に保存された航法メッセージは受信電力が低く、航法メッセージのサブフレーム４のページ２に誤りビットが存在するものとする。
【００２９】
パラメータ識別部１０５ではまず、受信した航法メッセージ#１と航法メッセージ#２からそれぞれサブフレーム単位で衛星番号とサブフレームIDを順にパラメータとして読み取る。サブフレームIDを読み取ることで、サブフレーム１-５のいずれに該当するか判断可能である。また、L1C/A信号は週の始まり/終わりでサブフレーム１からリスタートするため、Zカウントを用いても同様にサブフレームIDは判別可能である。今回の例では、衛星番号１とサブフレームID３、衛星番号２とサブフレームID１を読み取る。次に、データセットの更新を確認する。サブフレーム１に含まれるIODE(Issue of Data, Ephemeris)は同データセットにおいては１０ビットのIODC(Issue of Data, Clock)のLSB(Least Significant Bit)８ビットと同値のため、IODEとIODCを確認することでデータセットの同一性を判断できる。今回の例では、データセットには更新がないためデータセットフラグを”０”に設定する。
【００３０】
合成処理部１０６では、それぞれの衛星から受信した航法メッセージを処理する。まず航法メッセージ#１,#２共に、データセットフラグは”０”のため、同データフォーマットの航法メッセージが記憶部１０７に保存されているか確認する、記憶部１０７には衛星１のサブフレームID３が保存されていないため、受信した航法メッセージ#１を新たに保存する。航法メッセージ#２のサブフレームID１はすでに記憶部１０７に保存されているため、合成処理を開始する。L1C/A信号の航法メッセージは、サブフレーム１〜３は衛星固有の情報のため、同じ衛星番号のサブフレーム１〜３を合成する。サブフレーム４、 ５は全衛星が同じ情報を放送しているため、複数の衛星から受信した航法メッセージを合成する。これを、航法メッセージを受信するたびに行う。また、航法メッセージ#１のサブフレーム４のページ３、航法メッセージ#２のサブフレーム２からはデータセットの更新があるため、データセットフラグが”１”となり、保存部のクリアが行われる。
【００３１】
このような処理を行うことで、図１０に示すように、記憶部１０７と航法メッセージ#１の航法メッセージの中に誤りビットが存在していても航法メッセージ#２で受信した航法メッセージの結果を加算していくことで航法メッセージの尤度が高くなり、ビットの誤りを訂正することが可能である。
【００３２】
図１１に示すように、本発明の信号受信装置１００の各機能をハードウェアで実現するには回路やプログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。各種機能を別々に異なる処理回路で実現することも、一つにまとめて実現してもよい。信号受信装置１００の各機能をソフトウェアで実現する場合は、プログラムとして記述され、メモリに格納される。
【００３３】
なお、信号受信装置１００の各機能の一部をハードウェア、一部をソフトウェアで実現してもよい。例えば、RF処理、信号捕捉・追尾を処理回路で実装し、復調、測位演算をプログラムとして記述し、メモリに保存し、CPU(Central Processing Unit)で動作させてもよい。
【００３４】
以上のように、本発明による信号受信装置１００によれば、複数の衛星から放送されるGNSS信号を受信し、受信した信号がエフェメリスかアルマナックのどちらに属するのかを判断し，合成方法を切り替えることにより、時間と衛星数によるダイバーシチ効果を両方得ることが可能である。ダイバーシチ効果を得るということは、誤りの少ない航法メッセージを得ることに繋がり、その結果を用いた測位も安定して行えることを示しているため、測位精度を向上させるといった効果がある。
【００３５】
このように、本実施の形態１に係る信号受信装置１００は、複数の衛星１からの信号を受信するアンテナ１０１と、アンテナ１０１で受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出部１２０と、前記メッセージからパラメータを読み取るパラメータ識別部１０５と、パラメータ識別部１０５で読み取られたパラメータに基づき、複数の衛星１からの信号に含まれるメッセージを合成するか否かを判定し、合成すると判定したとき、該メッセージを合成する合成部１２１と、を備えたことを特徴とする。この構成により、メッセージの種類に応じて適切な合成方法を用いることができ、時間と衛星数によるダイバーシチ効果を得ることができる。その結果、GNSS衛星などの衛星から放送される信号に含まれるメッセージをメッセージの種類によらず定められた時間内で正しくメッセージを受信することができる。
【００３６】
このように、本実施の形態１に係る信号受信装置１００において、複数の衛星１からの信号は地球航法衛星システム(GNSS)から放送される信号であり、前記メッセージは航法メッセージであり、合成部１２１で合成されたメッセージを用いて測位演算を行う測位演算部１０８を備えたことを特徴とする。この構成により、GNSSから放送される信号に含まれるメッセージを正しく受信し、高精度な測位を行うことが可能となる。  
【００３７】
また、本実施の形態１に係る信号受信装置１００において、パラメータ識別部１０５で読み取られたパラメータは、前記航法メッセージがエフェメリスとアルマナックのいずれであるかを示す指標を含むことを特徴とする。この構成によって、信号受信装置１００は受信したメッセージがエフェメリスとアルマナックのいずれであるか認識することができ、そのメッセージの種類に応じて適切な合成方法を用いることにより、正しくメッセージを受信することができる。
【００３８】
また、本実施の形態１に係る信号受信装置１００において、抽出部１２０は複数の衛星１からの信号を追尾する信号捕捉・追尾部１０３などの追尾部を含み、測位演算部１０８はこの追尾部で得られた追尾結果を用いて測位演算を行うことを特徴とする。この構成により、追尾結果を用いてより高精度な測位演算を行うことが可能となる。
【００３９】
また、本実施の形態１に係る信号受信装置１００において、前記パラメータは前記メッセージのデータフォーマットを表す識別番号であることを特徴とする。この構成により、
メッセージのデータフォーマットに応じて、合成部１２１での合成方法を変更することができ、メッセージに応じて適切なダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態１に係る信号受信装置１００において、パラメータ識別部１０５は前記メッセージのデータセットの更新があるか否かを判定し、合成部１２１は、パラメータ識別部１０５で前記更新があると判定されたとき、合成に用いる保存中のメッセージをクリアする記憶部１０７を備えること特徴とする。この構成により、データセットの更新がある場合には、メッセージの合成を行わない構成となり、異なるデータセットの間で合成されることにより生じるデータの混合を回避することができる。
【００４１】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１の構成に、衛星の健康状態を判断するヘルス確認部を加えることで、衛星の健康状態に基づき、合成方法を切り替え、合成した航法メッセージに誤りのあるビットが加算されることを防ぐ方法について記載する。
【００４２】
図１２は、この実施の形態における信号受信装置２００の構成を示す図であり、図６の信号受信装置１００との違いは衛星の健康状態を判断するヘルス確認部１１０があることである。他の構成要素は図６の同じ番号のものと同様である。
【００４３】
次に動作について説明する。パラメータ識別部１０５で航法メッセージのデータフォーマットと、データセットの同一性を判断するところまでは実施の形態１と同様である。図１３に示すように、各GNSS衛星は位相ノイズや衛星の姿勢などが原因で出力レベルが下がった信号を放送する場合、航法メッセージのSV(Space Vehicle) Healthと呼ばれる項目でその状態を通知している。そのため、ヘルス確認部１１０では図１４に示すように、各GNSS信号の健康状態を把握するために航法メッセージ内のビットを読み取る（Ｓ１４０）。
【００４４】
合成処理部１１１では、図１５に示すように合成可能なデータフォーマットを記憶部１０７から呼び出すまでは同じ処理であるが、合成の際にヘルス確認部１１０で確認したヘルス情報に基づき、健康状態が良いか否かを判定し（Ｓ１５１、Ｓ１５４）、健康状態が良い場合は、実施の形態１のようにビット合成し（Ｓ１５２、Ｓ１５５）、健康状態が悪い信号は重み付き合成を行うなど合成方法を切り替えることで合成した航法メッセージに誤りのあるビットが加算されることを防ぐ（Ｓ１５３、Ｓ１５６）。なお、この例では重み付け合成を行っていたが、健康状態が悪い航法メッセージは合成しないという処理を選択できるようにしてもよい。以降の動作は実施の形態１と同様である。
【００４５】
以上のように本発明による信号受信装置２００によれば、航法メッセージに含まれるSV Healthを読み取り、健康状態が悪い航法メッセージは重みづけ合成、合成しないなどの合成方法を切り替えることで、合成した航法メッセージに誤りのあるビットが加算されることを防ぐ構成したため、衛星と受信機間の伝送路変動に耐性を持つ、信号受信装置２００を実現することが可能となる。
【００４６】
このように、本実施の形態２に係る信号受信装置２００は、複数の衛星１の健康状態を判断するヘルス確認部１１０を備え、合成部１２２はヘルス確認部１１０で確認された衛星の健康状態に基づき、複数の衛星１からの信号に含まれるメッセージを合成する方法を決定することを特徴とする。この構成により、合成した航法メッセージに誤りのあるビットが加算されることを回避でき、衛星と受信機間の伝送路変動に耐性を持つ、信号受信装置２００を実現することが可能となる。
【００４７】
なお、実施の形態１、２では、GNSS衛星の場合を例として本発明を説明したが、本発明はGNSS衛星に限られるものではなく、衛星からの信号に対して一般的に適用できる。また、エフェメリスとアルマナックのデータを識別する例を取り上げたが、本発明は、この例に限られるものではなく、異なる種類のメッセージに対して適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１：GNSS衛星、１００、２００：信号受信装置、１０１：アンテナ、１０２：RF処理部、１０３：信号捕捉・追尾部、１０４：復調部、１０５：パラメータ識別部、１０６：合成処理部、１０７：記憶部、１０８：測位演算部、１０９：出力部、１１０：ヘルス確認部、１１１：合成処理部、１２０：抽出部、１２１、１２２：合成部
【図１】
2017175294.tif 000003
【図２】
2017175294.tif 000004
【図３】
2017175294.tif 000005
【図４】
2017175294.tif 000006
【図５】
2017175294.tif 000007
【図６】
2017175294.tif 000008
【図７】
2017175294.tif 000009
【図８】
2017175294.tif 000010
【図９】
2017175294.tif 000011
【図１０】
2017175294.tif 000012
【図１１】
2017175294.tif 000013
【図１２】
2017175294.tif 000014
【図１３】
2017175294.tif 000015
【図１４】
2017175294.tif 000016
【図１５】
2017175294.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月22日(2016.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明に係る信号受信装置は、複数の衛星から信号を受信するアンテナと、前記アンテナで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出部と、前記メッセージからパラメータを読み取るとともに、前記メッセージのデータセットの更新があるか否かを判断するパラメータ識別部と、前記パラメータ識別部で読み取られたパラメータに基づき、前記複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成するか否かを判定し、合成すると判定したとき、該メッセージを合成する合成部とを備え、前記合成部は、前記パラメータ識別部で前記データセットの更新があると判定されたとき、合成に用いる保存メッセージをクリアする記憶部を備えることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明にかかる信号受信装置によれば、異なるデータセットの間でメッセージが合成されることにより生じるデータの混合を回避しつつ、GNSS衛星などの衛星から放送される信号に含まれるメッセージを定められた時間内で正しく受信できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星から信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出部と、
前記メッセージからパラメータを読み取るとともに、前記メッセージのデータセットの更新があるか否かを判断するパラメータ識別部と、
前記パラメータ識別部で読み取られたパラメータに基づき、前記複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成するか否かを判定し、合成すると判定したとき、該メッセージを合成する合成部とを備え、
前記合成部は、前記パラメータ識別部で前記データセットの更新があると判定されたとき、合成に用いる保存メッセージをクリアする記憶部を備える
ことを特徴とする信号受信装置。
【請求項２】
前記パラメータは前記メッセージのデータフォーマットを表す識別番号である
ことを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。
【請求項３】
前記信号は地球航法衛星システムから放送される信号であり、
前記メッセージは航法メッセージであり、
前記合成部で合成されたメッセージを用いて測位演算を行う測位演算部
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号受信装置。
【請求項４】
前記パラメータは、前記航法メッセージがエフェメリスとアルマナックのいずれであるかを示す指標を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の信号受信装置。
【請求項５】
前記抽出部は前記複数の衛星からの信号を追尾する追尾部を含み、
前記測位演算部は前記追尾部で得られた追尾結果を用いて測位演算を行う
ことを特徴とした請求項３または請求項４に記載の信号受信装置。
【請求項６】
前記複数の衛星の健康状態を判断するヘルス確認部を備え、
前記合成部は前記ヘルス確認部で確認された健康状態に基づき、前記複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成する方法を決定する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の信号受信装置。
【請求項７】
複数の衛星から信号を受信するステップと、
前記アンテナで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出されたメッセージからパラメータを読み取るとともに、前記メッセージのデータセットの更新があるか否かを判断するパラメータ識別ステップと、
前記パラメータ識別ステップで読み取られたパラメータに基づき、前記複数の衛星からの信号に含まれるメッセージを合成するか否かを判定し、合成すると判定したとき、該メッセージを合成するとともに、前記パラメータ識別ステップで前記データセットの更新があると判定されたとき、合成に用いる保存メッセージをクリアする合成ステップと、
を備えたことを特徴とする信号受信方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月26日(2017.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明に係る信号受信装置は、複数の衛星から信号を受信するアンテナと、前記アンテナで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出部と、前記メッセージから前記データフォーマットがエフェメリスとアルマナックのいずれであるかを示す指標を読み取るとともに、前記メッセージのデータセットの更新があるか否かを判定するパラメータ識別部と、前記パラメータ識別部で前記データセットの更新がないと判定されたとき、前記パラメータ識別部で読み取られた指標に基づき、２つの合成方法から１つを選択し、該選択された合成方法に基づき前記メッセージを合成する合成部とを備え、前記合成部は、前記パラメータ識別部で前記データセットの更新があると判定されたとき、前記合成に用いる保存メッセージをクリアする記憶部を備えることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明にかかる信号受信装置によれば、異なるデータセットの間でメッセージが合成されることにより生じるデータの混合を回避しつつ、従来技術よりも少ない演算処理量でGNSS衛星などの衛星から放送される信号に含まれるメッセージを定められた時間内で正しく受信できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星から信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出部と、
前記メッセージから前記データフォーマットがエフェメリスとアルマナックのいずれであるかを示す指標を読み取るとともに、前記メッセージのデータセットの更新があるか否かを判定するパラメータ識別部と、
前記パラメータ識別部で前記データセットの更新がないと判定されたとき、前記パラメータ識別部で読み取られた指標に基づき、２つの合成方法から１つを選択し、該選択された合成方法に基づき前記メッセージを合成する合成部とを備え、
前記合成部は、前記パラメータ識別部で前記データセットの更新があると判定されたとき、前記合成に用いる保存メッセージをクリアする記憶部を備える
ことを特徴とする信号受信装置。
【請求項２】
前記２つの合成方法は
前記メッセージを、メッセージが送信された衛星に関わらず前記メッセージと同じデータフォーマットをもつ保存メッセージと合成する第１の合成方法と、
前記メッセージを、前記メッセージと同じ衛星から送信された保存メッセージと合成する第２の合成方法のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の信号受信装置。
【請求項３】
前記合成部は、前記パラメータ識別部で読み取られた指標がアルマナックである場合に第１の合成方法を選択し、
前記パラメータ識別部で読み取られた指標がエフェメリスである場合に第２の合成方法を選択する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号受信装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記合成部で合成されたメッセージを前記保存メッセージとして保存することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の信号受信装置。
【請求項５】
前記パラメータ識別部はデータフォーマットを識別する識別番号を読み取り、
前記合成部は、一つの識別番号をもつメッセージの単位で、前記メッセージを前記記憶部に保存された同じ識別番号をもつ保存メッセージと合成する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の信号受信装置。
【請求項６】
前記合成部は、前記メッセージが時刻情報に関するメッセージである場合、前記記憶部に保存された保存メッセージの時刻情報と前記メッセージの時刻情報の時刻合わせを行う
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の信号受信装置。
【請求項７】
複数の衛星から信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信された信号に含まれるメッセージを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出されたメッセージから前記データフォーマットがエフェメリスとアルマナックのいずれであるかを示す指標を読み取るとともに、前記メッセージのデータセットの更新があるか否かを判断するパラメータ識別ステップと、
前記パラメータ識別ステップで前記データセットの更新がないと判定されたとき、前記パラメータ識別部で読み取られた指標に基づき、２つの合成方法から１つを選択し、該選択された合成方法に基づき前記メッセージを合成するとともに、前記パラメータ識別ステップで前記データセットの更新があると判定されたとき、前記合成に用いる保存メッセージをクリアする合成ステップと、
を備えたことを特徴とする信号受信方法。
【国際調査報告】
2017175294.tif 000018
2017175294.tif 000019
2017175294.tif 000020
2017175294.tif 000021