(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンネルを有し、該各チャンネルにおいて各ＧＰＳ衛星をサーチすることにより、所定数のＧＰＳ衛星を捕捉可能にした捕捉手段、
を備えたＧＰＳ受信装置において、
捕捉対象となるＧＰＳ衛星を、Ａ群衛星と、Ｂ群衛星と、に分け、
該Ａ群衛星のＧＰＳ衛星とＢ群衛星のＧＰＳ衛星との双方を前記所定数のチャンネルに割り付け、且つ該Ｂ群衛星の衛星については、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチに失敗するタイミングで、他のＢ群衛星のＧＰＳ衛星に入れ換えると共に、
現在時刻を計時する計時手段と、
前記捕捉手段によって捕捉されたＧＰＳ衛星の航法メッセージを復調し、当該ＧＰＳ受信装置の位置を算出する測位手段と、
該測位手段によって算出された当該ＧＰＳ受信装置の位置を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されているかもしくは外部より入力された当該ＧＰＳ受信装置の位置と前記計時手段によって計時された現在時刻とＧＰＳ衛星の軌道データとに基づいて当該ＧＰＳ受信装置の位置における各ＧＰＳ衛星の仰角を算出する仰角算出手段と、を備え、
前記Ａ群衛星は、該仰角算出手段によって算出された仰角が高い衛星から順に選ばれたものであり、しかも、
所定時間以内に測位できないときは、時間の経過に伴い、チャンネルに割り付ける前記Ａ群衛星を減らし、代わりに前記Ｂ群衛星を割り付けるチャンネル数を増やし、
前記仰角がマイナスであるＧＰＳ衛星が捕捉されるまでは、前記チャンネルに割り付けるＡ群衛星の数をゼロにしないことを特徴とするＧＰＳ受信装置。
【請求項２】
複数のチャンネルを有し、該各チャンネルにおいて各ＧＰＳ衛星をサーチすることにより、所定数のＧＰＳ衛星を捕捉可能にした捕捉手段、
を備えたＧＰＳ受信装置において、
捕捉対象となるＧＰＳ衛星を、Ａ群衛星と、Ｂ群衛星と、に分け、
該Ａ群衛星のＧＰＳ衛星とＢ群衛星のＧＰＳ衛星との双方を前記所定数のチャンネルに割り付け、且つ該Ｂ群衛星の衛星については、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチに失敗するタイミングで、他のＢ群衛星のＧＰＳ衛星に入れ換えると共に、
現在時刻を計時する計時手段と、
前記捕捉手段によって捕捉されたＧＰＳ衛星の航法メッセージを復調し、当該ＧＰＳ受信装置の位置を算出する測位手段と、
該測位手段によって算出された当該ＧＰＳ受信装置の位置を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されているかもしくは外部より入力された当該ＧＰＳ受信装置の位置と前記計時手段によって計時された現在時刻とＧＰＳ衛星の軌道データとに基づいて当該ＧＰＳ受信装置の位置における各ＧＰＳ衛星の仰角を算出する仰角算出手段と、を備え、
前記Ａ群衛星は、該仰角算出手段によって算出された仰角が高い衛星から順に選ばれたものであり、しかも、
所定時間以内に測位できないときは、時間の経過に伴い、チャンネルに割り付ける前記Ａ群衛星を減らし、代わりに前記Ｂ群衛星を割り付けるチャンネル数を増やし、
前記仰角がマイナスであるＧＰＳ衛星が捕捉されると、ＧＰＳ衛星を捕捉していない全チャンネルにおいて、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチを失敗するタイミングで、他のＧＰＳ衛星を前記チャンネルに割り付ける
ことを特徴とするＧＰＳ受信装置。
【請求項３】
前記Ａ群衛星を減らすときには、前記Ａ群衛星の内、捕捉されていないＧＰＳ衛星であって、前記仰角算出手段によって算出された仰角が低いものから順に割り付けから外すことを特徴とする請求項１または２記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項４】
前記測位手段が、ＧＰＳ衛星の航法メッセージに基づき測位演算を行なうことによって、当該ＧＰＳ受信装置の位置を算出するものであって、しかも前記仰角がマイナスであるＧＰＳ衛星を捕捉した時には、測位演算時に行なう収束演算の初期値を地球の中心とする
ことを特徴とする請求項１〜３に何れか記載の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（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）の人工衛星からの電波を受信して、その受信地点の位置を検出するＧＰＳ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、アメリカ軍用に開発されたＧＰＳを利用して、自動車等の位置を検出することが民間用においても盛んになされている。
ＧＰＳにおいて衛星捕捉から測位までの概略は次のようである。すなわち、現在時刻と受信装置の現在位置とから、上空に存在するＧＰＳ衛星を推定し、推定されたＧＰＳ衛星の軌道情報からドップラー効果の影響を考慮して受信周波数を推定する。こうして最低３個のＧＰＳ衛星の捕捉に成功すると、測位可能となる。測位は、受信装置内の現在の時刻と、３個（理想は４個）のＧＰＳ衛星が送信して来る各衛星の位置および送信時刻とに基づいて、３つ或は４つの連立方程式を立て、その解を収束計算を行なうことにより数値的に求められる。
【０００３】
一旦、測位結果が出れば、上空にあるＧＰＳ衛星が正確に分かる。そして以降の測位において前回の測位結果を収束計算の初期値とすることにより、速やかに測位することが可能となる。
従って、受信装置の起動時には、前回稼働されていたときの最後の測位結果を記憶しておき、現在位置として用いることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
稼働されていない受信装置が長距離移動されると、ＧＰＳ衛星が捕捉できなくなることがある。すなわち、前記のように、上空に存在するＧＰＳ衛星を推定する際に受信装置の現在位置が必要となるが、この位置が正しくないために、地平線よりも下にある衛星を選んでしまうことがある。
【０００５】
ＧＰＳ受信装置の受信チャンネルが全てのＧＰＳ衛星に対応して存在すれば問題はないのだが、これでは当該受信装置の高コスト化を招いてしまう。
従って、本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、電源がＯＦＦされた状態で長距離移動されても速やかにＧＰＳ衛星を捕捉できるＧＰＳ受信装置を提供することを目的とする。
【０００６】
より詳しくは本発明は、係る課題に鑑みなされたものであり、請求項１記載の本発明は、限られたチャンネル数しかないＧＰＳ受信装置が、稼働されていない状態で長距離移動されても、衛星を捕捉できるようにすることを目的とする。
請求項１、２および３記載の本発明は、長距離移動されても、速やかに複数のＧＰＳ衛星を捕捉できるようにすることを目的とし、また、請求項１記載の本発明は、更に、障害物によってＧＰＳ衛星の電波が遮られていたために衛星の捕捉ができない状態において、その障害物がなくなったときに捕捉を短時間で行なえるようにすることを目的とする。
【０００７】
請求項４記載の本発明は、長距離移動されても、速やかに測位が行なえるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、捕捉手段の受信可能チャンネル（以下ＣＨと記す）が、例えば、８ＣＨしかなくても、この内、例えば６ＣＨをＡ群衛星用、残りの２ＣＨをＢ群衛星用とし、夫々に衛星を割り付ければ、Ｂ群衛星用に割り付けられた２ＣＨにおいて、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチを失敗するタイミングで、他のＢ群衛星に置き換えられるので、実質的に９個以上の衛星の捕捉を試みることができる。従って、当該ＧＰＳ受信装置が長距離移動されても、ＧＰＳ衛星を捕捉することができる。
【０００９】
なお、Ａ群衛星、Ｂ群衛星のグループ分けは、固定されていても良いし、当該ＧＰＳ受信装置が起動される都度、分け直しても良い。またＡ群衛星についてはＢ群衛星と差別化をするために、長時間にわたって衛星を入れ換えないようにしたほうがよい（具体的には後述）。仮に、そうするならばＡ群衛星は、捕捉する可能性の高いＧＰＳ衛星にしておく必要がある。これには例えば、次のようにすると良い。
【００１０】
すなわち、Ａ群衛星は、仰角算出手段によって算出された仰角が高い衛星から順に選ばれたものとする。
こうすると、当該ＧＰＳ受信装置の上方にあると予測されるＧＰＳ衛星をＡ群とするので、これらについては、記憶手段に記憶されている前回の位置が少々誤っていても、捕捉できる可能性が極めて高い。反面、Ｂ群衛星は、必然的にＧＰＳ受信装置の側方、もしくは仰角がマイナスとなるＧＰＳ衛星になるため、捕捉の可能性は低く、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチを失敗するタイミングで、他のＧＰＳ衛星に切り換えても殆ど問題はない。
【００１１】
なお、仰角算出手段が算出する仰角は、記憶手段に記憶されていた最新の測位結果、いわば仮の位置に基づいている。従って、仰角も仮のものとなり、必ずしも真の仰角とは一致しないが、ここでは単に仰角と言えば、この「仮の仰角」を指すものとする。また、計時手段が計時する時刻が狂っていても、仰角の値が異なった値となるが、ＧＰＳ衛星が送信して来る航法メッセージには、時刻が含まれているので、前回受信した航法メッセージに基づいて、計時手段の時刻を補正しておけば、問題はない。
【００１２】
それでも、非常に長い距離を移動されると、仰角算出手段によって算出された仰角の高い衛星が、実は仰角が低い或はマイナスとなっているため、適宜、受信できないＡ群衛星を破棄し、その他のＧＰＳ衛星の捕捉を試みる。すなわち、Ａ群衛星の内、チャンネルに割り付けられることにより捕捉対象とされたＧＰＳ衛星であって、所定時間にわたって捕捉できなかったＧＰＳ衛星については、仰角算出手段によって算出された仰角が低いものを割り付けから外し、代わりにＢ群衛星のＧＰＳ衛星を割り付ける。
【００１３】
すなわち、仰角が高いことを理由にＡ群衛星にされたＧＰＳ衛星であっても、捕捉が困難であれば、割り付けから外し、Ｂ群衛星を割り付ける数を増やすので、Ｂ群衛星の捕捉の可能性を高くすることができる。
また、請求項３に記載の発明のように、所定時間捕捉されなかったＡ群衛星は、仰角の低いものから順に破棄されるので、受信装置が長距離移動しても、捕捉できる可能性が高い。
【００１４】
なお、こうして破棄されたＡ群衛星は、当面、捕捉対象から外すだけでも良いし、またＢ群衛星に組み入れても良い。後者の場合は、同じＧＰＳ衛星がＢ群衛星として再びチャンネルに割り付けられる。
但し、Ａ群衛星の捕捉の失敗の原因が、当該ＧＰＳ受信装置が長距離移動されたことではない場合もある。例えば、ＧＰＳ受信装置を積んだ自動車が、トンネルに入ったり、高架の下をその高架に沿って走ったりすると、一時的に、仰角の高いＧＰＳ衛星が捕捉できなくなる。こうした場合に、前記のように仰角の低い順にＡ群衛星を次々と破棄すると、トンネルから出た際などに、最も捕捉し易いＡ群衛星のＧＰＳ衛星が捕捉対象となっていない虞がある。
【００１５】
これを防止するには、請求項１に記載の発明のように、仰角がマイナスであるＧＰＳ衛星が捕捉されるまでは、前記捕捉手段に割り付けるＡ群衛星の数をゼロにしないようにするとよい。こうすると、所定時間経っても、仰角の高いＧＰＳ衛星が捕捉対象として残るため、トンネルから出た際などに、素早くこれらの衛星を捕捉して、測位を開始することが可能となる。
なお、チャンネルに割り付けるＡ群衛星の最小数としては、３個もしくは４個が良い。３個は２次元測位が可能な最小数であり、４個は３次元測位が可能な最小数である。
【００１６】
ここで「仰角がマイナスであるＧＰＳ衛星」とは、本来捕捉できない筈のＧＰＳ衛星を示している。つまり、Ａ群衛星の最小数を設けるのは、ＧＰＳ受信装置が長距離移動されていないことを前提にしている。
逆に、仰角がマイナスであるＧＰＳ衛星が捕捉された場合には、次のようにすると良い。すなわち、請求項４に記載の発明のように、ＧＰＳ衛星を捕捉していない全チャンネルにおいて、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチを失敗するタイミングで、他のＧＰＳ衛星をチャンネルに割り付ける。すなわち全衛星をＢ群衛星とする。こうすると、全ＧＰＳ衛星を分け隔てなく、次々とチャンネルに割り付けることとなり、しかも捕捉されたＧＰＳ衛星については入れ換えないため、ＧＰＳ受信装置が長距離移動された際には３個以上捕捉できる可能性が高くなる。従って、速やかに測位に移行できる。
【００１７】
また、測位は、ＧＰＳ衛星から受信した航法メッセージに含まれる各衛星の位置情報および時刻情報と、ＧＰＳ受信装置の時刻情報とに基づいて得られる、ＧＰＳ受信装置からＧＰＳ衛星までの距離に関する方程式を４個（２次元測位の場合は３個）連立させて解くことにより得る。この計算は、記憶手段に記憶されている測位結果を初期値とする収束計算に基づいて数値的に行なわれる。
【００１８】
ところが、仰角がマイナスの衛星が捕捉された場合には、記憶手段に保存されているＧＰＳ受信装置の位置が大幅にずれているために、収束に時間が掛かる。こうした場合には、請求項４に記載の発明のように、収束演算の初期値を地球の中心とするとよい。
こうすれば、捕捉した衛星で概略の位置を推定する必要がなくなり、ＧＰＳ受信装置がどこにあっても、速やかに収束演算を終えることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態１としてのＧＰＳ受信装置２の概略を示すブロック図である。ＧＰＳ受信装置２は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテナ１２と、高周波処理回路１４と、データ復調回路１６と、メモリ１８と、中央演算処理装置（本図ではＣＰＵと記載）２０と、リアルタイムクロック（本図ではＲＴＣと記載）２２とを備えている。
【００２０】
高周波処理回路１４は、アンテナ１２にて受信された衛星電波を増幅するもので、同時に受信信号より低い周波数の中間周波に変換する。データ復調回路１６は８ＣＨ分備えられており、これにより最大で８個のＧＰＳ衛星からの電波を並列に復調可能とする。メモリ１８は、測位演算に必要な変数として用いられるＲＡＭや、測位された位置を電源がＯＦＦされた状態でも記憶するためのＳＲＡＭや、後述する処理を実現するためのプログラムが格納されたＲＯＭ等からなる。なお、このＳＲＡＭが本発明の記憶手段に相当する。
【００２１】
ＧＰＳ受信装置２が起動されると、まず、データ復調回路１６のＣＨ０〜７に捕捉させるＧＰＳ衛星を設定する衛星割付処理が行なわれる。この衛星捕捉処理を、図２に示す。本処理では、まずステップ（以下、Ｓと記す）１０にて通常の割り付けを行なう。「通常の割り付け」とは、ＧＰＳ受信装置２の上空にあるＧＰＳ衛星を仰角の高い順にＣＨ０、ＣＨ１、……ＣＨ７と割り付けることである。
【００２２】
なお、このときに必要となる仰角は、ＲＴＣ２２の時刻と、衛星軌道データと、以前ＧＰＳ受信装置２が起動されていた時の最後に測位され、メモリ１８に記憶されている位置とから算出する。仮に、前回、ＧＰＳ受信装置２の電源がＯＦＦされてから今回の起動時までの間に、全くＧＰＳ受信装置２が移動されておらず、且つＲＴＣ２２の時刻も大幅に狂っていなければ、これらから算出される仰角は、信頼性の高いものとなる。こうして、算出された仰角が高い衛星から上位８個がデータ復調回路１６のＣＨ０〜７に割り付けられる。
【００２３】
Ｓ１２で所定時間ＴＨ１だけ待つ。この間に、３個以上の衛星を捕捉し、測位に必要なデータの収集を完了すると、測位を開始する。なお、捕捉された衛星が１個、もしくは２個のときは、これらの衛星の追跡を行なう。こうした場合または全く捕捉できない場合には、Ｓ１４に進み、追跡状態にないＡ群衛星を仰角の低い順に２個選び、衛星チャンネルの割り付けから外す。つまりＡ群衛星数を６とする。そして残りの衛星をＢ群とする（図３参照）。
【００２４】
この割り付け状態で再び衛星捕捉を試み、所定時間ＴＨ２待つ。この間に３個以上の衛星を捕捉し、測位に必要なデータ収集を完了すれば、測位に移行し、通常の衛星割り付けとする。一方、測位に移行できなければ、Ｓ１８に移行し、前記同様Ａ群衛星の個数を４個に減らし、残りの衛星をＢ群衛星とする。図３で言えば、衛星２１と衛星２５とをＢ群衛星にする。
【００２５】
この状態で３個以上の衛星が捕捉されるのを待つ。但し本処理を実行する途中で、仰角がマイナスの衛星が捕捉されると、図４の処理を行なって、衛星割り付けのやり直しを行なう。以下、この処理について説明する。
図４の処理が起動されると、まずＳ２０にてＡ群衛星を４個、残りの衛星をＢ群衛星とする。なお、Ｓ２０は、本処理が図２の処理の完了後に起動された際には、すでにＳ１８にて行なわれているので何もしない。そしてＳ２２に進み所定時間ＴＨ３待つ。この間に、３個以上の衛星を捕捉し、測位に必要なデータ収集を完了すれば、測位を行ない、通常の割り付けとする。ＴＨ３待っても測位できなければ、Ｓ２４に進み、衛星を捕捉していない全てのチャンネルにて、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチを失敗するタイミングで、違う衛星を割りつけるモードとする。
【００２６】
ここで、衛星捕捉のために行なわれる衛星捕捉サーチ処理について、図５を用いて説明する。本処理が起動されると、まずＳ３０にて衛星周波数の初期設定が行なわれる。これは捕捉対象となるＧＰＳ衛星について各キャリア受信周波数（以下、単に受信周波数という）ｆ０を算出するもので、仰角を算出したときと同様、メモリ１８に記憶されているＧＰＳ受信装置２の現在位置、ＲＴＣ２２が出力した現在時刻、衛星軌道データに基づいて、算出される。
【００２７】
こうして受信周波数ｆ０が設定されると、Ｓ３２に進み、Ｃ／Ａコード同期位相サーチを行なう。ＧＰＳ衛星からの航法メッセージは、スペクトル拡散信号として送信されており、Ｃ／Ａコードは、航法メッセージの変調に用いられている符号の一つであり、「１」「０」を所定の配列で１０２３個並べたものとなっている（この「１」「０」の１つ１つをチップという）。航法メッセージを取り出すためには、キャリアにどのような位相でＣ／Ａコードが乗せられているかを検出する必要がある。これには捕捉対象とする衛星のＣ／Ａコードと同形式のＣ／Ａコードをデータ復調回路１６内で発生させ、且つＣ／Ａコードの位相を変更させつつ、受信したスペクトル拡散信号との相関値を測定することにより行なう。この処理の内容を図６のフローチャートに示す。
【００２８】
すなわちＣ／Ａコードの同期位相サーチでは、まずＳ４０にて、Ｃ／Ａコードの初期位相（通常、０チップ）を設定する。そしてＳ４２では、受信したＣ／ＡコードとＳ２０にて設定された位相のＣ／Ａコードとの相関値測定を行なう。もし、図５の処理で設定された受信周波数が誤っているか、もしくはＣ／Ａコードが受信したスペクトル拡散信号のＣ／Ａコードに同期していなければ、相関値はゼロに近くなるが、受信周波数およびＣ／Ａコードが共に適正であれば、相関値は所定の値を示す。そしてＳ４４にてそれまでのピーク相関値を記憶し、Ｓ４６ではＣ／Ａコードを全位相（ここでは１０２２．５チップ）発生させたか否かを判定する。発生させていなければ、Ｓ４８に進み、Ｃ／Ａコードの位相を０．５チップだけ変動させる。Ｓ４２〜Ｓ４８の処理を繰り返すと、１０２３チップ分の相関値が測定され、この間のピーク相関値が得られる。この様子の一例を図７に示す。図７は、横軸にＣ／Ａコード位相、縦軸に相関値を取ったグラフである。本図の場合、相関値としてピーク相関値Ｃｐが得られているので、以下、この位相にて復調を行なえば良いことが分かる。また、受信周波数の設定が適正であったことも同時に分かる。なお、実際には、このグラフが得られるのではなく、Ｓ４４の処理によるピーク相関値Ｃｐのみが得られる。
【００２９】
続くＳ５０では、このピーク相関値Ｃｐと予め定められたしきい値とを比較する。ピーク相関値Ｃｐがしきい値以上であれば、Ｓ５２に進み、同期が取れたとみなし、しきい値に満たなければ、Ｓ５４に進み、同期が取れなかったとみなす。ピーク相関値Ｃｐがしきい値以下となる主な原因は３つ考えられる。その第１は、軌道データによって算出した受信周波数の推定が誤っていたこと、第２は、受信周波数の推定はできたがベースバンド成分の抽出に失敗していること、第３は、障害物によってＧＰＳ衛星からの電波を受信できなかったことである。なお、第２の原因は、ベースバンド成分を抽出するためにＧＰＳ受信装置２内にて受信周波数を発生させる際の基準となる基準クロックに誤差があること等によって引き起こされる。
【００３０】
ここで図５に戻る。Ｓ３２の処理の結果、同期が取れたかどうかを判定し（Ｓ３４）、同期が取れていれば、本処理を終了し、非同期であれば、Ｓ３６に進み、受信周波数を変更する。Ｓ３６の処理は、非同期が前記第１、第２の原因によって発生したと見なしたものである。すなわち、Ｓ３０にて設定された受信周波数が誤っていると推定して、周波数を変更する。このＳ３６にて周波数を変更させる態様としては、はじめはＳ３０にて設定された受信周波数ｆ０よりも少し（例えば１ｋＨｚ）高い周波数ｆ１にし、同期が取れなければ、今度は逆に受信周波数ｆ０よりも少し低い周波数ｆ２にし、それでも同期が取れなければ、周波数ｆ１よりも更に高い周波数ｆ３にする、等が考えられる。但し、周波数ｆ０からある程度かけ離れた値になったら、再びｆ０に戻し、周期的にサーチすると良い。
【００３１】
つまり衛星捕捉サーチ処理においては、各衛星の受信周波数を推定し、推定した各周波数についてＣ／Ａコードの同期位相サーチを行ない、同期が取れなければ受信周波数を変更することにより、キャリア周波数のサーチ及びＣ／Ａコードの同期位相サーチを並行して行なう処理となっている。この説明から分かるように、データ復調回路１６のＣＨに適切な衛星を割り付けても、実際にそのＧＰＳ衛星が捕捉されるまでには時間が掛かる。Ｓ１２、Ｓ１６およびＳ２２にて所定時間経過するのを待つのは、こうした理由による。
【００３２】
ＧＰＳ受信装置２が、電源がＯＦＦされている間に長距離移動された場合には、図２の衛星割り付け処理は、次のように処理される。まずＳ１０にて仰角の高い順に衛星リストが作られる。但し、このとき行なわれる算出は、誤った現在位置に基づいて作成されるものであるため、仰角も誤った値となり、従って、衛星リストも誤ったものが作成される。
【００３３】
このとき作成された衛星リストの一例を［表１］に示す。なお、説明の便宜上、衛星を表す番号は仰角の高い順に沿って昇順になるように付け直した。
【００３４】
【表１】
0003601241.tif 000002
【００３５】
衛星は［表１］の上から順に８個がＣＨ０〜７に割り付けられる。Ｓ１２で、ＴＨ１経過しても、捕捉できた衛星数が３に満たなかったとする。このときの各データ復調回路１６の様子の一例を［表２］に示す。
【００３６】
【表２】
0003601241.tif 000003
【００３７】
［表２］で「★」が付けられている衛星は、捕捉に成功したので追跡を開始していることを示す。★の数が１個しかないのでＳ１４に進む。ここでは、Ａ群衛星を６個とするので、必然的にＣＨ６、ＣＨ７に割り付けられていた衛星６、７はＢ群衛星となる。そして捕捉できていない衛星７は衛星８に入れ換えられる。
【００３８】
この割付状態で、各衛星の捕捉を試み、ＣＨ７の衛星は、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチした結果、同期していないとみなされた場合、他のＢ群衛星と入れ換える。ＣＨ６の衛星もＢ群衛星だが、捕捉に成功しており追跡状態であるので入れ換えない。ＣＨ０〜５に割り付けられた衛星はＡ群衛星であるから、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチをして同期していないとみなされても入れ換えない。
【００３９】
Ｓ１６にて時間ＴＨ２だけ待ち、測位できなかったとする。するとＳ１８に進み、Ａ群衛星を４に減らす。この結果、ＣＨ４、ＣＨ５に割り当てられていたＧＰＳ衛星４、５はＢ群衛星にされ、他のＢ群衛星に入れ換えられる。この様子を［表３］に示す。
【００４０】
【表３】
0003601241.tif 000004
【００４１】
このままサーチを続け、ＣＨ４〜７の衛星は、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチを失敗するタイミングで、他のＢ群衛星に入れ換え、ＣＨ０〜３の衛星は、このままサーチを続行する。こうして衛星の切り換えを行なっていくと、チャンネルに割り付けた衛星の中に、仰角がマイナスのものが入って来る。こうした衛星の捕捉に成功すると、図４の処理に移行する。前記のように、仰角がマイナスの衛星を捕捉できたということは、現在位置が、メモリ１８に記憶されている位置と大幅に異なっていることを意味する。そこで、まずＳ２０でＡ群衛星の数を減らし、各データ復調回路１６におけるＢ群衛星のためのチャンネルを確保する（Ｓ１８を実行した後に、仰角がマイナスの衛星が捕捉された場合にはＳ２０は不要である）。
【００４２】
そして時間ＴＨ３だけ待って（Ｓ２４）、測位できなければ、ＣＨ０〜３に割り付けられたＧＰＳ衛星も含め、Ｃ／Ａコードの同期位相サーチを失敗するタイミングで、他の衛星に切り換えるモードに移行する。
なお、こうして仰角がマイナスの衛星を含めて３個以上の衛星を捕捉した場合には、従来のように、メモリ１８に格納されている前回の測位結果を初期値として測位の収束計算を行なうと、収束に時間が掛かる。これは、現在位置が前回測位された位置とかけ離れているためである。そこで、こうした場合には、収束計算の初期値を地球の中心とする。こうすると、捕捉した衛星によって概略の位置を推定する必要もなく、地球上どこでも、速やかに演算を収束させることができる。
【００４３】
このように、ＧＰＳ受信装置２によれば、データ復調回路１６のＣＨ数が限られているにも拘わらず、広範囲の衛星を捕捉でき、従って、当該ＧＰＳ受信装置２が、稼働していない状態で長距離移動されても、測位不能になることがなく、速やかに測位をすることができる。
【００４４】
以上、本発明の一実施形態としてＧＰＳ受信装置２について説明してきたが、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、様々な態様にて実施できる。
例えば、図２の衛星捕捉処理のＳ１６において、時間ＴＨ２経っても測位できないときにはＡ群の衛星数を４個に減らしたが、５個にしても良い。そして更に所定時間（例えば時間ＴＨ２）経ったら４個に減らすようにしても良い。
【００４５】
また、図５の衛星捕捉サーチ処理のＳ３０において、ＣＨ０〜７に割りつけられた全ＧＰＳ衛星について、初期キャリア周波数ｆ０を、メモリ１８に記憶されているＧＰＳ受信装置２の現在位置、ＲＴＣ２２が出力した現在時刻、衛星軌道データに基づいて算出したが、Ｂ群衛星の捕捉を試みるチャンネルにおいては、こうして算出されたｆ０が誤っている可能性が高いので、その他の値にしても良い。例えば、０Ｈｚ或はキャリアサーチをする範囲内の周波数を衛星毎にランダムに割り当てるなどの方法がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様であるＧＰＳ受信装置２のブロック図である。
【図２】ＧＰＳ受信装置２の中央演算処理装置２０にて実行される衛星割付処理を示すフローチャートである。
【図３】衛星割付処理にて作成された衛星リストに基づき、データ復調回路に衛星が割りつけられる様子を示す説明図である。
【図４】仰角がマイナスのＧＰＳ衛星が捕捉されたときに行なわれる衛星割り付け処理を示すフローチャートである。
【図５】中央演算処理装置２０にて実行される衛星捕捉サーチ処理を示すフローチャートである。
【図６】Ｃ／Ａコードの同期を判定するために行なわれるＣ／Ａコードサーチの処理内容を示すフローチャートである。
【図７】Ｃ／Ａコードサーチの結果得られる相関値の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
２…ＧＰＳ受信装置    １２…アンテナ    １４…高周波処理回路
１６…データ復調回路    １８…メモリ      ２０…中央演算処理装置
２２…リアルタイムクロック
【図１】
0003601241.tif 000005
【図２】
0003601241.tif 000006
【図３】
0003601241.tif 000007
【図４】
0003601241.tif 000008
【図５】
0003601241.tif 000009
【図６】
0003601241.tif 000010
【図７】
0003601241.tif 000011