(57)【要約】４つのＧＰＳ信号をＧＰＳ衛星から受信し、４つの擬似距離を特定して、事前にＧＰＳ受信機に記憶されたエフェメリスデータに従い、ＧＰＳ受信機の位置と実時間クロック誤差を特定する。ＧＰＳ受信機は４つの擬似距離を持ち、ＧＰＳ受信機の位置と実時間クロック誤差を識別する４つの未知の座標（ｘ、ｙ、ｘおよび時刻）を特定する。各擬似距離の式が未知のＧＰＳ受信機の「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」および時刻の座標を備える４つの擬似距離の式を一度に解く処理は、結果としてＧＰＳ受信機の座標と時刻を識別する。同様の処理によって、４つのＧＰＳ信号をＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ受信機は、４つの擬似距離を特定することができる。４つの擬似距離を用いて、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」および時刻が未知である４つの擬似距離方程式を一度に解くことができる。結果として生じる値は、算出されたＧＰＳ衛星の位置が以前の解から 0.5 ｍｓの範囲内にあるか、確認するために使用される。ＧＰＳ受信機が以前の解から 0.5 ｍｓの範囲にある場合、実時間クロック誤差が推定される。従って、エフェメリスデータを用いて、ＧＰＳ受信機の位置は従来の手法を用いてＧＰＳ衛星を取得するのに要する時間にくらべわずかな時間で特定される。
2005539204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各擬似雑音符号が複数のＧＰＳ送信機から発せられる、複数の擬似雑音符号を備える信号を受信する受信機と、
ＧＰＳ時刻に対して 0.5 ｍｓに満たない誤差を備えるクロックと、
前記複数のＧＰＳ送信機の少なくとも４つのＧＰＳ送信機に対して４つの擬似距離方程式を識別し、前記４つの擬似距離方程式を一度に解くことによって受信機の位置を特定する、前記受信機と前記クロックに接続された復元装置と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
複数のチップが前記複数の擬似雑音符号の各擬似雑音符号を構成し、その複数のチップは擬似雑音符号の境界より前の 511 チップから前記擬似雑音符号の境界より後の 512 チップまでの間でオフセットしている
ことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】
前記擬似雑音符号の境界が 512 より小さく、
推定される距離がＲであり、
Ｔ時刻で送信される前記複数のチップのうちのあるチップＣｋは予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信され、
Ｌｃｈｉｐは１チップ時間に信号が伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）である
場合に、前記擬似距離（ＰＲ；pseudo range）方程式はそれぞれ、
【数１】
2005539204.tif 000004
である
ことを特徴とする請求項２の装置。
【請求項４】
前記擬似距離符号の境界が
511 より大きく、
推定される距離Ｒ、
予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信される、Ｔ時刻に送信する前記複数のチップのうちのあるチップＣｋ、
１チップ時間に信号が伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）であるＬｃｈｉｐ
を備える
場合に、前記擬似距離（ＰＲ；pseudo range）方程式はそれぞれ、
【数２】
2005539204.tif 000005
である
ことを特徴とする請求項２の装置。
【請求項５】
受信機の位置を特定した上で識別され修正される前記クロックの時刻誤差が修正されることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項６】
前記クロックの水晶に取付けられ、その水晶の熱計測を実施し、その熱計測結果を前記復元装置へ報告し、その復元装置がその熱計測結果に応じてそのクロックの読みを修正することを可能とする温度センサ
をさらに備えることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項７】
複数のＧＰＳ送信機で生成される信号を受信機で受信する工程と、
受信機で前記信号の少なくとも４つの擬似雑音符号を識別する工程と、
ＧＰＳ時刻に対して 0.5 ｍｓに満たない誤差を備えるクロックを用いて時刻を算出する工程と、
少なくとも４つの擬似雑音符号のそれぞれから、少なくとも４つの擬似距離方程式を得る工程と、
前記少なくとも４つの擬似距離方程式を解くことで前記受信機の位置を特定する工程と、
を備える方法。
【請求項８】
前記擬似雑音符号の境界が 512 未満であり、
推定される距離がＲであり、
Ｔ時刻に送信された複数のチップのうちのあるチップＣｋは予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信され、
Ｌｃｈｉｐは信号が１チップ時間に伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）である
場合に、
【数３】
2005539204.tif 000006
である、前記少なくとも４つの擬似距離方程式のそれぞれを解く工程、
をさらに備えることを特徴とする請求項７の方法。
【請求項９】
前記擬似雑音符号の境界が
511 を超え、
推定される距離Ｒ、
予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信される、Ｔ時刻に送信する複数のチップのうちのあるチップＣｋ、
信号が１チップ時間に伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）であるＬｃｈｉｐ
を備える
場合に、
【数４】
2005539204.tif 000007
である、前記擬似距離（ＰＲ；pseudo range）方程式のそれぞれを解く工程、
をさらに備えることを特徴とする請求項７の方法。
【請求項１０】
複数のＧＰＳ送信機で生成される信号を受信機で受信する手段と、
受信機で前記信号の少なくとも４つの擬似雑音符号を識別する手段と、
ＧＰＳ時刻に対して 0.5 ｍｓに満たない誤差を備えるクロックを用いて時刻を算出する手段と、
少なくとも４つの擬似雑音符号のそれぞれから少なくとも４つの擬似距離方程式を得る手段と、
前記少なくとも４つの擬似距離方程式を一度に解くことによって受信機の位置を特定する手段と、
を備える装置。
【請求項１１】
前記擬似雑音符号の境界が 512 未満であり、
推定される距離がＲであり、
Ｔ時刻に送信された複数のチップのうちのあるチップＣｋは予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信され、
Ｌｃｈｉｐは信号が１チップ時間に伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）である
場合に、
【数５】
2005539204.tif 000008
である、前記少なくとも４つの擬似距離方程式のそれぞれを解く手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１０の装置。
【請求項１２】
前記擬似雑音符号の境界が
511 を超え、
推定される距離Ｒ、
予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信される、Ｔ時刻に送信する複数のチップのうちのあるチップＣｋ、
信号が１チップ時間に伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）であるＬｃｈｉｐ
を備える
場合に、
【数６】
2005539204.tif 000009
である、前記擬似距離（ＰＲ；pseudo range）方程式のそれぞれを解く手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１０の装置。
【請求項１３】
高速衛星取得の方法をコントローラに実施させる指示を備える、機械で読取り可能な信号を記憶するメディアであって、その方法は
複数のＧＰＳ送信機で生成される信号を受信機で受信する工程と、
受信機で前記信号の少なくとも４つの擬似雑音符号を識別する工程と、
ＧＰＳ時刻に対して 0.5 ｍｓに満たない誤差を備えるクロックを用いて時刻を算出する工程と、
少なくとも４つの擬似雑音符号のそれぞれから、少なくとも４つの擬似距離方程式を得る工程と、
前記少なくとも４つの擬似距離方程式を一度に解くことで受信機の位置を特定する工程と、
を備えることを特徴とするメディア。
【請求項１４】
前記擬似雑音符号の境界が 512 未満であり、
推定される距離がＲであり、
Ｔ時刻に送信された複数のチップのうちのあるチップＣｋは予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信され、
Ｌｃｈｉｐは信号が１チップ時間に伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）である
場合に、
【数７】
2005539204.tif 000010
である、前記少なくとも４つの擬似距離方程式のそれぞれを解く工程、
をさらに備えることを特徴とする請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記擬似雑音符号の境界が
511 を超え、
推定される距離Ｒ、
予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信される、Ｔ時刻に送信する複数のチップのうちのあるチップＣｋ、
信号が１チップ時間に伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）であるＬｃｈｉｐ
を備える
場合に、
【数８】
2005539204.tif 000011
である、前記擬似距離（ＰＲ；pseudo range）方程式のそれぞれを解く工程、
をさらに備えることを特徴とする請求項１３の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（技術分野）
本発明は概してプロトコルに関し、特に全地球的測位信号の取得に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術）
全地球的測位衛星（ＧＰＳ；Global Positioning Satellite）システムは、地球上11,000 海里の軌道を周回する 24 個の衛星と軌道上の予備衛星からなるネットワークを備えた衛星基準の航法システムである。このシステムの各衛星は２４時間周期で地球を周回する。
【０００３】
ＧＰＳ衛星の主要な機能は、ＧＰＳ時刻を保持するクロックの役割を果たすことである。各衛星は搭載された 10.23 ＭＨｚのセシウム原子時計から信号を引き出す。ＧＰＳ時刻は１９８０年１月６日からの秒と週の表現で保持されている。週ごとに 604,800 秒がある。従ってＧＰＳ時刻は、週内の時刻（ＴＯＷ；time of week）と週番号という表現で記述される。ＴＯＷの範囲は、0 から 604800 までである。週番号はゼロ週から開始し、現在では 1000 週を超えている。分解能が１秒の 1 ／ 32,768 の場合、実時間クロックと同じように、ＴＯＷは小数点以下を備えることができる。ＧＰＳ時刻は、ＧＰＳシステムにとって必要不可欠のものである。各ＧＰＳ衛星において、各チップの送信時刻は数ナノ秒の精度で管理されている。従って精密なＧＰＳ時刻を知ることで、任意の時刻において衛星の波形のどのチップが送信されているかを正確に知ることができる。
【０００４】
各衛星は個別の擬似雑音（ＰＮ；Pseudo Noise）符号を備えるスペクトラム拡散信号を送信する。明らかに異なるＰＮ符合順列を備える幾つかのＧＰＳ信号を同じスペクトラムで送信することによって、衛星は同じ帯域を互いに干渉することなく共有することができる。ＧＰＳシステムにおいて使用されるＰＮ符号は、1023 ビット長で、毎秒 1.023 メガビットの速度で送信され、おおよそ各マイクロ秒に一度「チップ」と呼ばれるタイムマークを発生させる。その順列は各ミリ秒に一度繰り返され、コースアクイジション符号（Ｃ／Ａ符号）と呼ばれる。20 周期毎にＣ／Ａ符号は位相を変更可能であり、エフェメリスデータと呼ばれる送信している衛星の正確な軌道についての記述や、アルマナックデータと呼ばれる軌道上の全ての衛星のおおよその軌道についての記述を含む、1500 ビット長のデータフレームを符号化する目的で使用される。エフェメリスデータはフレーム毎に繰返され、アルマナックデータは 25 フレームにわたって分配されて繰返される。フレーム構造全体には、他の様々なデータも含まれている。
【０００５】
軌道上の衛星において使用する目的で、ＧＰＳ当局によって指定された 32 のＰＮ符号がある。他の目的で付加的な符号が指定されている。現在の軌道上の衛星には、24 のＰＮ符号が割り当てられている。残りのＰＮ符号は、新しい衛星で使用されるであろう代替の符号である。ＧＰＳ受信機は、異なるＰＮ符合順列を用いて、一致を探し出して信号スペクトラムを検出する。ＧＰＳ受信機が一致を見つけ出すと、そのＧＰＳ信号を生成した衛星を識別することが可能となる。
【０００６】
ＧＰＳ受信機は、地球上でのＧＰＳ受信機の位置を特定するために、三角測量と呼ばれる無線方向探知（ＲＤＦ；radio direction finding）手法の改良手法を使用することができる。位置の特定は無線標識が静止していない点でＲＤＦ手法とは異なる。その無線標識は地球上を周回するにつれて毎秒約 1.8 マイルの速度で宇宙空間を移動する衛星である。宇宙空間を基準とすることで、ＧＰＳシステムは三角測量法を用いて実質的に地球上のあらゆる点の位置を特定するために使用することができる。
【０００７】
三角測量法は、各ＧＰＳ衛星までの距離を算出可能とする複数のＧＰＳ衛星からの時刻信号を取得する、ＧＰＳ受信機に依存する。例えば、ＧＰＳ衛星がＧＰＳ受信機から 11,000 海里に位置する場合、ＧＰＳ受信機はそのＧＰＳ衛星から 11,000 海里の半径をもつ位置特定球面上のどこかに存在しなければならない。ＧＰＳ受信機が第２のＧＰＳ衛星の位置を確定すると、ＧＰＳ受信機は第２の衛星の周りの位置特定球面に基づいて自己の位置を算出する。２つの球面上にあるＧＰＳ受信機が存在する可能性がある位置は、円を形成するそれらの交線上である。ＧＰＳ受信機の位置をさらに演算するために、第３の衛星からＧＰＳ受信機までの距離が特定され、第３の衛星の周りの位置特定球面とされる。第３の衛星の位置特定球面は、先の２つの衛星の位置特定球面から形成される位置特定円と、ただ２点のみで交わる。位置特定球面が２つの可能性のある位置特定点の一方と交わるであろう、さらにもう一つのＧＰＳ衛星の位置特定球面を特定することによって、ＧＰＳ受信機の正確な位置が特定される。全てのＧＰＳ衛星の位置を説明することができるただ一つの時刻オフセットが存在するため、ＧＰＳシステムの結果として、正確な時刻についても特定することができる。ＧＰＳ位置特定の正確さは衛星信号の信号強度や多重経路反射のために低減するであろうが、上記三角測量法は 30 メートル程度の位置の正確さをもたらす。
【０００８】
ＧＰＳ受信機は、地表から一度に 12 程度のＧＰＳ衛星信号についての視認性を備えていてもよい。軌道を周回する視認可能な衛星の数は、ある任意の時刻における受信機の位置と衛星の位置に依存する。遮蔽されない場所での視認可能な衛星の数は、おおよそ 5 から 12 の範囲で変動する。峡谷などのある特定の環境では、幾つかのＧＰＳ衛星は遮蔽され、ＧＰＳ位置特定システムは例えば地平線近傍のＧＰＳ衛星といった、微弱な信号強度を持つ衛星の位置情報に依存するだろう。他の場合としては、頭上の群葉がＧＰＳ受信機ユニットによって受信されるＧＰＳ衛星の信号強度を低減するであろう。いずれの場合にも信号強度は低減する。
【０００９】
無線スペクトラムを用いて通信する複数の手法がある。例えば、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ；frequency division multiple access）システムでは、周波数帯が一連の周波数スロットに分割され、種々の周波数スロットに対し種々の送信機が割り当てられる。時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ；time division multiple access）システムでは、各送信機が送信してもよい時間が時間スロットに制限され、送信機は割り当てられた時間の間にメッセージを次々と送信する。さらに、ＴＤＭＡシステムにおいて各送信機が送信する周波数は、一定の周波数でもよいし、継続的に変化してもよい（一般に周波数ホッピングと呼ばれる）。
【００１０】
無線スペクトラムを複数のユーザーに割り当てる第３の方法は、拡散スペクトラム通信としても知られる符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ；code division multiple access）を使用することである。ＣＤＭＡシステムでは、全てのユーザーが全ての時間において同一の周波数帯を用いて送信する。各ユーザーは自分の送信信号と他のユーザーの送信信号を分離するために使用される専用の符号を持つ。この専用の符号は、情報を周波数帯にわたって拡散するため、一般に拡散符号と呼ばれる。前記符号は一般に擬似雑音またはＰＮ（Pseudo Noise）符号とも呼ばれる。ＣＤＭＡ送信では、送信されるデータの各ビットはユーザーに関連付けられた特定の拡散符号によって置き換えられる。送信されるデータがバイナリの「１」の場合、特定の拡散符号が送信される。送信されるデータがバイナリの「０」の場合、拡散符号はその拡散符号を反転したものに置き換えられる。
【００１１】
受信機で送信信号を復元するためには、送信コードを「逆拡散」することが必要とされる。逆拡散処理では、入力される信号を取得し、拡散符号をそれに掛け合わせて、その結果についての和を求める。この処理は一般に相関と呼ばれ、信号はＰＮ符号と相関をとられる、と一般に言われる。逆拡散処理の結果、本来のデータが他の全ての送信信号から分離され、本来の信号が再現される。ＣＤＭＡシステムにおいて使用されるＰＮ符号の特性は、一つの拡散スペクトラム符号の存在が、他の符号の復元結果に影響を及ぼさないことである。この一つの符号が他の符号の存在と干渉しないという特性は、しばしば直交性と呼ばれ、この特性を有する符号は直交符号と呼ばれる。
【００１２】
拡散スペクトラム信号からデータを抽出する処理は、一般に相関、復元、逆拡散といった、多くの呼ばれ方をしている。拡散スペクトラムシステムで用いられる符号は、一般に種々の呼ばれ方をしており、ただしこれに限定されないが、ＰＮ（Pseudo Noise；擬似雑音）符号、ＰＲＣ（Pseudo Random Codes；擬似乱雑符号）、拡散符号、逆拡散符号、直交符号などと呼ばれる。
【００１３】
ＣＤＭＡはデータを送信スペクトラムにわたって拡散するため、ＣＤＭＡはしばしば拡散スペクトラムと呼ばれる。全地球的測位システム（ＧＰＳ；global positioning system）は拡散スペクトラム技術を用いて、地上のユニットにデータを伝送する。拡散スペクトラムの使用はＧＰＳシステムにおいて特に都合がよい。拡散スペクトラム技術はＧＰＳ受信機が単一の周波数で動作することを可能にし、仮に複数の周波数が使用されるとした場合に、他の周波数帯へ切替えて周波数を合わせるために必要とされる、付加的な電子機器を削減する。拡散スペクトラムシステムは他の種類の無線システムに比べて、電力消費の要求を最小限に抑える。ＧＰＳ送信機は例えば５０ワット以下を必要として、実体的な混信を許容する。
【００１４】
ＧＰＳ受信機は４つ以上の衛星までの距離を計測することによってその位置を特定する。衛星の位置はそれらの軌道方程式を評価することで分かるため、受信機の位置を計算することができる。その軌道方程式は、衛星によって送信されるパラメータに基づいている。正確な位置のためには、より正確なエフェメリスパラメータが要求される。その軌道方程式は時間の関数であるため、衛星までの距離を特定するためには、ＧＰＳシステム時刻を知らなければならない。衛星は一日に約２回、地球を周回する。通常の手順では、各衛星からのＧＰＳ信号によって供給される時刻データと同期化を用いる。この同期化はＧＰＳ信号構造の６秒のサブフレーム毎に１回繰返されるため、この手順の使用には少なくとも６秒を要する。
【００１５】
ＧＰＳ時刻を決定するための衛星からのデータ収集には、受信される全ての衛星信号に共通の時刻誤差を提供するために必要とされるデータを復元するため、少なくとも 6 秒を要する。最初の時刻と位置データが± 0.5 ＰＮ符号周期（± 0.5 ｍｓ）よりも正確であれば、全ての衛星に共通の時刻誤差の値は、衛星の信号構造からこのデータを取得する必要なく、算出することができる。デジタル集積回路技術の進歩は、数年前には数十秒を要していた幾つかの衛星のＰＮ符号の取得を、1 秒以内に実行することを可能としている。それゆえ、共通の時刻誤差を確定するための従来のやり方による最小限度の 6 秒間の不利益は、今や最初の位置の演算を実現する際の支配的な時間遅れとなっている。多くの用途では、バッテリーからのエネルギー消費を最小化しながら、位置の更新を提供することが重要である。これは受信機のほとんどの電気回路について、位置更新の間は電源を切ることができれば、最も効果的に行うことができる。電気回路の電源が切られると、種々の衛星から受信される波形との同期が失われ、次の位置の更新のために同期を確立しなければならない。この技術分野において必要とされていることは、低電力消費という不利な条件のもとで更新の間に時刻を維持する手法と、およびＧＰＳ衛星システムの符号周期範囲の不明確さを数秒ではなく数十ミリ秒で解決する手法である。
【００１６】
（要約）
幅広く概念化すると、本発明は既知の方法にくらべ、迅速にＧＰＳ受信機の位置を確認する手法である。ＧＰＳ受信機は少なくとも４つのＧＰＳ衛星からいくつかのＧＰＳ信号を受信し、その距離についての符号周期の不明確さを解決して、各衛星から現在受信されている符号位相を特定することによって、４つの衛星のそれぞれについて擬似距離（全ての計測に共通する偏り誤差を含む距離計測）を特定する。擬似距離と送信しているＧＰＳ衛星のそれぞれの位置とを用いて、ＧＰＳ受信機は擬似航法方程式を解き、受信機の位置とローカルな時刻基準のクロック誤差を一度に求めることによって、自己の位置の座標を特定する。それゆえＧＰＳ受信機は、常に電力をオンにすることによる電力消費の不利益を取り除きながら、従来の手法に比べ短い時間でＧＰＳ受信機の位置を解くことが可能である。
【００１７】
本発明による他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図面および詳細な記述を吟味することによって、その技術分野における通常の技量を有する者には明らかであるか、明らかになるであろう。それらすべての付加的なシステム、方法、特徴および利点は、この記述の中に含まれており、本発明の範囲に含まれており、添付の特許請求の範囲によって保護されることを意図する。
【００１８】
（好適な実施例の詳細な説明）
図１には、単一の衛星１０２と単一のＧＰＳ受信機１０４を備える全地球的測位衛星（ＧＰＳ；global positioning satellite）システム１００が図示されている。衛星１０２はＧＰＳ受信機１０４と、無線周波数（ＲＦ；radio frequency）ＧＰＳ信号１０６を介して通信する。ＲＦ  ＧＰＳ信号１０６は、アンテナ１０８でＧＰＳ受信機１０４によって受信される。４つの衛星（図では１つのみが示されている）と通信をして、ＧＰＳ受信機１０４は位置と時刻を算出する。ＧＰＳ受信機１０４は、例えば、緯度１１２、経度１１４、高度および時刻を表示する。
【００１９】
図２には、約 11,000 海里の距離２１０に位置する図１の衛星１０２とＧＰＳ受信機１０４が示されている。地球が毎日１回自転するにつれて、衛星１０２は地球の周りを毎日約２回自己の軌道で周回するため、距離２１０は一定の距離ではない。衛星１０２は拡散スペクトラムＧＰＳ信号１０６をＧＰＳ受信機１０４に送信する。ＧＰＳ信号１０６は拡散スペクトラム信号に割当てられたデータ順列を備える。そのデータ順列は３０秒のデータフレームを備える。各フレームに含まれるデータの一部は、送信している衛星の軌道の、時間の関数としての正確な記述である。このデータは軌道方程式に用いることが可能であり、興味のある特定の時刻に関して評価され、その瞬間の衛星の正確な（誤差 1 メートル未満の）位置を特定する。正確な座標２０２は、時刻ｔにおいて「ｘ」２０４、「ｙ」２０６、および「ｚ」２０８であり、（ｘ、ｙ、ｚ）はＧＰＳシステムで使用される地球中心地球固定（ＥＣＥＦ；Earth-Centered-Earth-Fixed）座標系と呼ばれ、時刻ｔはＧＰＳ時刻で表現される。各 30 秒のフレームは各 6 秒の 5 つのサブフレームに細分されている。サブフレーム毎の全 300 ビットに対し、各サブフレームは10 の符号化された各 30 ビットのデータワードを備える。各データビットはその衛星で用いられるＰＮ符号の 20 回の繰返しを備える。ＰＮ符号の各周期は 1023 のＰＮチップを備え、 1 ミリ秒の継続時間をもつ。
【００２０】
1 ミリ秒長さのＰＮ符号周期は、おおよそ 300 キロメートルの距離（光速×伝播時間＝2.99792458ｅ8 ｍ／ｓ × 1ｅ3 ｓ ＝ 299.792458 ｋｍ）を表す。同様に、前記符号周期内の 1023 のＰＮチップの１つは、おおよそ300 メートルの距離（光速×伝播時間＝2.99792458ｅ8 ｍ／ｓ × 1ｅ3 ｓ ／ 1023 ＝ 293.0522561 ｍ）を表す。
【００２１】
チップＣｋ２２２はＧＰＳ時刻Ｔにおいて衛星１０２から送信される。受信機１０４はＧＰＳ時刻の推定値Ｔ＋ｄＴを備える。ここでｄＴは受信機が認識しているＧＰＳ時刻に含まれる誤差である。受信機１０４はＧＰＳ時刻の推定値Ｔ＋ｄＴを用いて、衛星座標２０２を「ｘ１」２０４、「ｙ１」２０６、「ｚ１」２０８の値として計算する。この計算を実行する際に、受信機は以前に収集したあるいは他の情報源から取得した衛星のエフェメリスデータを使用する。受信機のＧＰＳ時刻推定値の誤差は小さい（誤差の大きさは 0.5 ｍｓ未満である）と推定されるため、計算される衛星位置の誤差もまた小さい（数メートル程度）であろう。従って、チップＣｋ２２２が送信されると、送信時刻「Ｔ」における衛星１０２の送信座標２０２は、良い近似で知ることができる。受信機は以前の動作から、自己の位置の現在の推定値を「ｘ」２１４、「ｙ」２１６、「ｚ」２１８として保持している。同一時刻Ｔにおいて、受信機はチップＣｊを受信している。擬似距離（pseudo range）ＰＲは以下で推定される。
【数９】
2005539204.tif 000003
ここで
（ｘ，ｙ，ｚ）は受信機の座標であり、
（ｘ１，ｙ１，ｚ１）は衛星の座標であり、
Ｒは前もって推定される衛星から受信機までの距離であり、
ｃは光速（299792458 ｍ／ｓ）であり、
Ｃｋは時刻Ｔにおいて衛星によって送信されるチップであり、
Ｃｊは時刻Ｔ＋ｄＴにおいて受信機で受信されるチップであり、
ＣＨｊは時刻Ｔにおいて受信機で予期されるチップであり、
Ｌｃｈｉｐは１チップ時間における信号伝播距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561 ｍ）である。
【００２２】
図３に地球３０２上に位置し、４つの衛星１０２、３０４、３０８および３１４と通信しているＧＰＳ受信機１０４を備える図１のＧＰＳシステムの図を示す。ＧＰＳ受信機１０４はアンテナ１０８を経由して４つの衛星１０２、３０４、３０８および３１２からＧＰＳ信号３０６、１０６、３１０および３１４を受信する。４つのＧＰＳ信号３０６、１０６、３１０および３１４は同一周波数で送信される拡散スペクトラム信号である。ＧＰＳ受信機１０４はＧＰＳ信号を可能な限り多くの衛星から受信することが望ましい。しかし、ＧＰＳ受信機１０４でｘ、ｙおよびｚ座標といった位置を特定するためには、ＧＰＳシステム１００の少なくとも４つのＧＰＳ衛星が受信機１０４と通信していなければならない。受信機の高度が既知の場合、解を特定するためには３つの衛星で十分である。
【００２３】
受信機がＧＰＳ時刻に対して 0.5 ｍｓ未満の誤差をもつローカルクロックを備える場合、同期のために要求される 6 秒間を回避することが可能であり、位置解は３つまたはそれ以上の衛星が捕捉されるとすぐに特定される。受信機の位置についての最初の推定値の誤差は、ＧＰＳシステム時刻の最初の推定値の誤差に等しい。それゆえ、要求をより正確に記述すると、受信機の最初の時刻推定値と、最初の位置誤差に起因する等価な時刻誤差との複合誤差は、0.5 ｍｓ未満でなければならない。
【００２４】
最大誤差 0.5 ｍｓの要求は以下の記述のように生じる。衛星から地表にある受信機への伝播時間は約 70 ｍｓである。衛星がまさに頭上にあるとき、伝播時間はより短く、衛星が地平線に近いときは、伝播時間はより長く、最大でほぼ地球の半径だけ変化する。任意の衛星のＰＮ符号の１周期の時間は 1 ｍｓである。それゆえ、任意の時刻において衛星から受信機へ伝播しているＰＮ符号は平均して 70 周期分が存在する。一度受信機がＰＮ符号を追尾すると、受信機は任意の瞬間にＰＮ符号周期のどの位置が受信されているかを、1 マイクロ秒の何分の１かで判別する。受信機は任意の瞬間においてＧＰＳ信号構造全体の中のどの位置が送信されているのかを前もって判別する。しかしながら、ＧＰＳシステム時刻が分からないと、受信機は、現在受信しているＰＮ符号周期が信号構造全体の中でどこに位置するかを、知ることはできない。他方では、受信機がＧＰＳシステム時刻を 0.5 ｍｓより良好に（符号周期の２分の１より良好に）判別する場合、この符号周期がＧＰＳ信号構造全体のどこに適合するかを決定することができる。軌道方程式において最初の時刻推定値を使用することで、衛星位置の推定値が与えられる。受信機の最初の位置に従うこれらの位置推定値は、衛星から受信機への伝播時間を 0.5 ｍｓより良好に判別させることができる。最初の時刻に従うこの伝播時間は、符号周期のどのＰＮチップが現在受信機に到達していると予期されるかの推定をもたらす。受信機はＰＮ波形と同期しているため、現時点でどのチップが実際に受信されているかを判別する。これら２つの値の相違は受信機の最初の時刻と位置の推定の複合誤差を表す。受信機が自己の時刻推定値の誤差を特定できる場合、受信機は位置の誤差を算出することができる。４つまたはそれ以上の衛星からの計測によって、受信機は３次元位置と時刻を一度に算出することができる。衛星から受信機へ伝播している最後の符号周期の位置を除く全てに関しては、最初の時刻と位置のデータから判別されるため、４つまたはそれ以上の衛星それぞれの伝播時間計測における時刻誤差は同一である。これが真実でなければ、各衛星に対する時刻誤差は正確な値から完全な符号周期の幾つか（ 1 ｍｓずつ増加する）多いあるいは少ない付加的な成分を備えるだろう。これらの付加されたパラメータの値を解くことは、はるかに困難である。
【００２５】
図４には、前もって定めた距離Ｒの修正を特定して、擬似距離推定値ＰＲを特定する図が示されている。この図は受信されるチップ（符号位相）が予期される受信チップ（符号位相）からＰＮ符号周期の２分の１よりも多い場合を示している。予期されるチップＣＨｊはポイント４０２で発生するように図示されている。ＰＮ符号は 1023 チップ周期を備えるため、同一のチップが 1023 チップ前（４０４）と後（４０６）の位置で再度発生するだろう。実際に時刻Ｔ＋ｄＴにおいて受信されるチップは、ＣＨｊ（４０２）より前（４０４）には 511 チップ以下の符号位相が受信され、ＣＨｊ（４０２）より後（４１０）には 512 チップ以上が受信されると予期される。これは仮定される時刻誤差（時刻の誤差と時刻に等価な位置の誤差に起因する）が符号周期の２分の１、すなわち 0.5 ｍｓに満たないからである。距離Ｒは予期される受信チップと実際の受信チップとの差分を減じることによって修正される。前記差分はモジュロ 1023 で演算される。図はその方法において、どのチップの位相が計算されているか、注意を払わなければならないことを示している。典型的には、符号の１周期内のチップは 0 から 1022 まで付番されている。符号位相におけるＣＨｊとＣｊとのモジュロ 1023 の差分が 512 を超える（そして 0.5 ｍｓの仮定が妥当である）ときは、実際のモジュロ 1023 の差分が 512 未満であり、その値は 1023 を減じることによって得られることに気を付けなければならない。これは符号位相値Ｘ１４１２とＸ２４１４について図に示されている。Ｘ１４１２の場合、符号位相は 1023 チップを減じることによって修正されなければならない。Ｘ２４１４の場合、符号位相は 1023 チップを加えることによって修正されなければならない。
【００２６】
図３の少なくとも３つのＧＰＳ衛星１０２、３０４および３０８からのＧＰＳ信号を受信することで、ＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星１０２、３０４および３０８にそれぞれ関連付けられた３つの擬似距離を特定することができる。一度ＧＰＳ受信機１０４が３つの擬似距離を備えると、ＧＰＳ受信機１０４はＧＰＳ受信機１０４の位置を識別する３つの未知の座標値（ｘ、ｙおよびｚ）を識別することができる。各擬似距離の式にＧＰＳ受信機のｘ、ｙおよびｚ座標を備える３つの擬似距離の式を一度に計算する処理は、結果としてｘ２１４、ｙ２１６およびｚ２１８（ＧＰＳ受信機１０４の位置）を識別する。４つの異なるＧＰＳ衛星１０２、３０４、３０８および３１２からの少なくとも４つのＧＰＳ信号の受信によって、ＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星１０２、３０４、３０８および３１２にそれぞれ関連付けられた４つの擬似距離を特定することができる。４つの擬似距離を用いて、ＧＰＳ受信機１０４の位置（ｘ、ｙ、ｚおよび時間変数）を備える４つの擬似距離の式を一度に解くことができる。従って、ＧＰＳ受信機１０４のｘ２１４、ｙ２１６、ｚ２１８および時間変数が、４つの擬似距離の式と４つの擬似距離の値から識別される。
【００２７】
誤った計測が生じたり、ＧＰＳ受信機１０４の位置の突然の変化がＧＰＳ受信機１０４に関連付けられたｘ、ｙ、ｚおよび時刻の数値の計算に悪影響を及ぼしたりする可能性がある。従って、取得された値ｘ、ｙ、ｚおよび時刻から擬似距離を算出することによってチェックがなされ、結果として各ＧＰＳ衛星１０２、３０４、３０８および３１２の予想される距離がわかる。
【００２８】
ローカルＧＰＳ時刻を確立するためにサブフレームを収集する必要を回避することは、位置の更新時間を 6 秒以下に短縮し、1 秒の何分の１かで更新を生じさせることができる。より高速な取得時間は、より高速な位置の特定を結果として生じ、移動体通信システムにおいては、より迅速な位置の識別と応答時間の短縮を意味する。
【００２９】
図５には、図１のＧＰＳ受信機１０４のブロック図が示されている。ＧＰＳ受信機１０４は、複数の衛星からのＧＰＳ拡散スペクトラム信号のサンプルを受信するためのアンテナ１０８に接続された、無線受信機５０２を備える。信号処理装置５０４は複数のチャンネル（１〜Ｎ、現在の実施例ではＮは１２である）を備え、ＧＰＳマッチドフィルタ５０６とともに、無線受信機５０２からのＧＰＳスペクトラムの無線サンプルを受信する。ＧＰＳ無線受信機５０２はまた、ＧＰＳ発振器５０８からタイミング信号を受信する。ＧＰＳ発振器５０８はまた、ローカルＧＰＳクロック生成器５１０とエッジ整列比率カウンタ５１２へタイミングの供給を行う。実時間クロック（ＲＴＣ；real time clock） 32 ｋＨｚ発振器５１４は、タイミング信号を実時間クロック５１６とエッジ整列比率カウンタ５１２へ供給する。信号処理装置５０４は、種々のＧＰＳ衛星に関連付けられている符号位相を識別し、その符号位相を航法処理装置へ送る。
【００３０】
航法処理装置５１８は第２の接続によって信号処理装置５０４とＧＰＳマッチドフィルタ５０６へ接続されている。航法処理装置はエッジ整列比率カウンタ５１２の出力、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ；analog-to-digital）変換器５２０の出力、および実時間クロック５１６の出力に接続されている。実時間クロック５１６はシステム起動アラーム信号５２２である他の出力も備える。さらに、航法処理装置は実時間クロック（ＲＴＣ；real time clock）の温度対周波数誤差メモリ５２４およびＧＰＳクロックの温度対周波数誤差メモリ５２６と通信する。他の実施形態では、２つのメモリ５２４と５２６は単一の共通する記憶デバイス内の一部分であってもよい。受信されるＧＰＳ信号の処理の結果は、位置出力データ５２８である。エッジ整列比率カウンタはローカルＧＰＳクロック発生器５１０と実時間クロック５１６に接続されている。ＧＰＳ発振器５０８とＲＴＣ発振器５１４は関連付けられた温度センサ５３０と５３２をそれぞれ備えている。それらはＡ／Ｄ変換器５２０に接続されている。
【００３１】
無線受信機５０２はアンテナ１０８からＧＰＳ信号２１０を受入れ、処理のためにＧＰＳ  Ｌ１周波数帯（1575.42 ＭＨｚ）を選択する。無線受信機５０２は同位相（Ｉ；In-Phase）および直交位相（Ｑ；Quadrature-Phase）の出力信号を供給する。無線受信機５０２からの直交信号の時間サンプリングはＧＰＳマッチドフィルタ内で生じる。無線受信機５０２からの直交信号は信号処理装置５０４においても受信される。各信号処理装置（ＳＰ；signal processor）チャンネルは１つの受信されるＧＰＳ信号（１つの衛星）を検出して追尾することができる。Ｎが 12 ＳＰチャンネルに等しい場合、12 の衛星が同時に追尾されうる。衛星信号を検出して、取得して、追尾するために、ＳＰチャンネルは（ＧＰＳマッチドフィルタ５０６とともに）航法処理装置５１８から位置特定前処理コマンドの順列を受信する。位置特定前処理コマンドは、信号処理装置チャンネルに関連付けられた信号処理装置５０４とＧＰＳマッチドフィルタ５０６において、特定のＧＰＳのＰＮ符号を設定する。位置特定前処理コマンドは、修正のためのドップラー値、修正のためのＧＰＳ発振器誤差値、および特定の時間周期を検査するための符号位相も含んでいる。位置特定前処理コマンドが、ＰＮ符号、符号位相および周波数の修正を、受信されるＧＰＳ信号内に存在する衛星ＧＰＳ信号の１つのそれと一致させるようなものである場合、ローカルなレプリカの波形と受信される衛星ＧＰＳ信号との相互相関を検査時間にわたって積分して集積されるエネルギーは、しきい値を超えるであろう。そのイベントにおいて、処理装置はコマンド順列を供給して、衛星の挙動、受信機システム、および温度に起因するＧＰＳ発振器のドリフトといった他の効果を説明するように、符号位相と周波数誤差の数値を適切に修正することで、受信される衛星ＧＰＳ信号を追尾状態に保持するであろう。検査時間にわたって積分されたエネルギーがしきい値を超えない場合、付加的なコマンドが発せられて、他の符号位相と周波数誤差の数値で信号が探索される。一度ＧＰＳ衛星信号が追尾されると、信号の符号位相は処理装置にとって継続的に利用可能となる。符号位相はローカルタイミングエポックからのＰＮ符号のＰＮ符号生成器の遅れ量として決定され、かつ符合周期は 1 ｍｓ（ 1023 チップ長さ）であるから、符号位相の値はＧＰＳ衛星からのモジュロ 1 ｍｓの伝播遅れとして特定される。ＧＰＳシステムにおける衛星からの平均的な伝播遅れは 70 ｍｓであるから、残存する距離の不明確さは以下に述べるようにして解決される。
【００３２】
ＧＰＳマッチドフィルタ５０６は、１つまたはそれ以上のＧＰＳ衛星信号の現在の符号位相、ドップラーおよび発振器の周波数誤差を推定する、他の手段である。上述のＳＰチャンネルは、継続的な無線サンプルストリームを受信し、これらのサンプルをＰＮ符号、符号位相および周波数オフセット値についてのコマンドセットに対応する、ローカルな参照サンプルストリームと、相互相関をとることによって処理する。これらの数値は新たに仮定されると、それぞれ順を追って処理される。対照的に、マッチドフィルタ５０６は受信されるＧＰＳ信号サンプルの特定の順列を取得して保存し、これらのサンプルをＰＮ符号、符号位相および周波数オフセットについて、コマンドされた範囲と相互相関をとることによってテストする。ＳＰチャンネルはＧＰＳ信号サンプルを実時間で処理することのみが可能であるにも関わらず、ＧＰＳマッチドフィルタ５０６は実時間での処理よりも速く処理をすることができる。ＧＰＳマッチドフィルタを用いて速度を上げることの利点は、典型的には１２のＳＰチャンネルを備える信号処理装置５０４の実時間処理の数百倍の速度である。
【００３３】
ＧＰＳ発振器は 10.949 ＭＨｚの発振器である。より正確な数値は 137 × Ｆ０ ／ 128 であり、ここでＦ０はＦゼロであり、ＧＰＳシステムの基本パラメータである。ＧＰＳ信号のＬ１周波数は154×Ｆ０である。ＧＰＳのＣ／Ａ符号のチップレートはＦ０を 10.23 ＭＨｚとしてＦ０／ 10 である。ＧＰＳ発振器５０８はその発振信号（10.949 ＭＨｚ）を無線受信機５０２へ供給する。その発振信号は無線受信機５０２がＩおよびＱ量子化を行うことを可能にする。ＧＰＳ発振器５０８は発振信号をエッジ整列比率カウンタ５１２にも供給する。同様に、ＲＴＣ発振器５１４は 32.768 ＫＨｚの周波数を用いて、実時間クロック５１６のタイミングを生成するために使用され、かつエッジ整列比率カウンタ５１６によって使用される。
【００３４】
ローカルＧＰＳクロック生成器５１０は10.949 ＭＨｚの信号をＧＰＳ発振器５０８から受信し、それをもとにして処理装置５０４およびＧＰＳマッチドフィルタ５０６によって使用される幾つかのクロックを得る。得られるクロックはローカルＧＰＳ時刻基準であり、ＧＰＳシステムクロックに対していくらかの誤差を備えている。ＧＰＳシステムクロックは原子標準基準のシステムクロックであり、衛星に搭載されており、ＧＰＳシステムの地上管制局にも存在する。ローカルタイミングエポックの１つはＴ２０クロックと呼ばれる。その名前はクロック刻みの間隔が 20 ｍｓである事実に由来する。ＧＰＳのＳＰチャンネルとＧＰＳマッチドフィルタ５０６によって計測される全ての符号位相は、Ｔ２０クロックで記述される。
【００３５】
ＧＰＳ発振器５０８とＲＴＣ発振器５１４は、関連付けられた温度センサ５３０と５３２をそれぞれ備えている。発振器（水晶）の温度は温度によって影響を受ける。従って、タイミングの正確さに対して温度に対する修正がなされる。ケルビンで示す絶対温度に比例する電圧を作り出すために、典型的にはバンドギャップリファレンス回路が使用される。電圧は１ケルビンごとに、あるいは等価には摂氏１度ごとに、数ミリボルト変化する。発振器の温度を計測するために、一般的には発振器の水晶の温度を計測することが望まれる。なぜなら、発振器の水晶は主要な温度効果が生じるところだからである。この理想的なセンサは光学的熱探知を目的として水晶パッケージに搭載されるか内蔵されるであろう。コストについての理由から、多くの場合に温度センサは他の半導体デバイスで作成されることが好ましい。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器２５０は温度センサ５３０と５３２のそれぞれから電圧を受信する。Ａ／Ｄ変換器は受信される電圧を、航法処理装置５１８が使用するデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２５０は比較的低い速度レートで機能することが可能であり、毎秒 2000 回の１２ビット変換を実施してもよい。2000 回の変換は、例えば図４に示す２つの温度入力のように、幾つかの信号のうちで多重化されてもよい。温度センサ入力に対しては、典型的には毎秒約 50 サンプルを処理するＡ／Ｄ変換器２５０で十分である。温度対周波数誤差データが特定されると、温度の値が単調である動作期間から次の動作期間まで変化しないことが望まれる。温度の絶対値は生成される温度電圧の不変性ほど重要ではない。Ａ／Ｄ変換器５２０は、生成される温度が不変であり、ある動作期間から次の動作期間まで温度が不変でありさえすれば、上述とは別のサンプリングレートおよび変換レートで実装されてもよい。
【００３７】
実時間クロック５１６はＧＰＳ受信機１０４が電力を切られている間に動作する時刻保持回路である。それは好適にはＧＰＳ受信機１０４が電力を切られている間に過度にバッテリーを消耗させない超低電力回路である。実時間クロック５１６は万国標準時（ＵＴＣ；universal time、すなわちグリニッジ標準時）ではなく、ＧＰＳ時刻を保持する。従って、実時間クロック５１６は秒、時間、日、月および年を追尾しない。むしろ、実時間クロック５１６はおおよそ 30 マイクロ秒である 32768 Ｈｚ刻みで、ＧＰＳ時刻を追尾する。他の実施形態では例えばＵＴＣ時刻といった他の形式の時刻システムが使用されうる。実時間クロック５１６はＲＴＣ発振器５１４からＲＴＣ発振器信号を受信して、ＲＴＣ時刻エポックを生成する。ＲＴＣエポックは航法処理装置５１８へ送信される。
【００３８】
実時間クロック５１６はシステム起動アラーム５２２も生成する。実時間クロック５１６は起動時刻を読込むレジスタを備える。実時間クロック５１６がこの時刻に到達すると、起動信号５２２が生成される。起動信号は、現在の時刻および／または位置を更新する目的で定期的にＧＰＳ受信機１０４に電力を投入する、さらに電力を節約する動作を実現するように使用されてもよい。
【００３９】
エッジ整列比率カウンタ５１２は、１つのクロックの周波数を他のクロックに対して計測する。それはまた、１つのクロックのクロック位相を他のクロック位相に移すこともできる。最も簡単な形態では、エッジ整列比率カウンタ５１２は単に、リファレンスクロックの周期が特定の数になるまでの間に、計測されるクロックの周期の数をかぞえる。例えば、リファレンスクロックの１００周期の間に、計測されるクロックについて５０周期が計測される場合、計測されるクロックはリファレンスクロックの２分の１のレートで動作している。クロックが同期的に対応していない場合、速いほうのクロックの１周期の計測に誤差が含まれる。計測の正確さは、計測の長さが増加するに従って改善される。対応の正確さを計測時間に比例する改善よりも効果的に改善するために、エッジ整列比率カウンタ５１２が使用される。本質的には、対応する周波数の推定値が分かれば、２つのクロックのエッジが直線状に非常に近接しているときに、２つのクロックの計測を開始し停止することができる。それゆえ、発生する両方のクロックを整数でかぞえるよう設定することで、計測誤差は低減される。ＥＡＲＣ（エッジ整列比率カウンタ）でＴ２０とＲＴＣクロックを用いることで、それらのクロックは大きさが３桁異なる周波数で動作するにも関わらず、Ｔ２０エポックにおけるＲＴＣの値は高度に正確に特定されうる。
【００４０】
航法処理装置５１８は信号処理装置５０４からＴ２０エポックに対して計測される符号位相を受信する。それはまたＥＡＲＣからＴ２０エポックとＲＴＣ時刻との時刻オフセットを特定するデータを受信する。ＧＰＳ時刻をＲＴＣからＴ２０へ移すことによって、ＲＴＣがＧＰＳ時刻を 0.5 ｍｓよりも良好な正確さで維持している場合に回避することができるサブフレーム収集を、高速取得手法は回避する。少なくとも４つの衛星から受信される符号位相を処理することによって、航法処理装置５１８は４つの衛星位置方程式を一度に解くことができ、図４に示すようにＧＰＳ受信機１０４の位置と受信されるＧＰＳ時刻の誤差を結果として生じる。
【００４１】
ＧＰＳ受信機位置と受信機のＧＰＳ時刻の誤差の計算は、部分的に実時間クロック５１６からのＲＴＣ時刻エポックと、エッジ整列比率カウンタ５１２からの対応する周波数比率に依存する。発振器５０８と５１４はクロックにタイミング信号を供給するため、温度効果に起因するタイミング信号のどのような変動も、航法処理装置５１８によって実施される計算に影響を及ぼす。航法処理装置５１８はＲＴＣ温度対周波数誤差メモリ５２４とＧＰＳクロック温度対周波数誤差メモリ５２６に保存されている修正係数を用いて温度変動を修正する。メモリ５２４と５２６は、ＧＰＳ受信機位置と受信されるＧＰＳ時刻の誤差を算出する際に航法処理装置５１８によって使用される、温度適合の表である。航法プロセッサ５１８はデジタル温度データを温度センサ５３０と５３２からＡ／Ｄ変換器５２０を経由して受信する。航法処理装置５１８はＧＰＳ受信機位置と時刻を位置出力データ５２８として出力する。ＧＰＳ符号位相データはＧＰＳクロックに対してＴ２０エポックを介して計測されるため、ＧＰＳ航法方程式の解は、高度に正確なＧＰＳシステムに対するＧＰＳクロックレートおよび位相（周波数および時刻）の校正をもたらす。ＥＡＲＣを用いて、ＲＴＣはレートと位相誤差をＧＰＳクロックからＲＴＣへ移すことによって校正されうる。校正がなされる時点でのＧＰＳ発振器とＲＴＣ発振器の温度を取得することによって、後の使用に備えてＧＰＳクロックレートおよびＲＴＣレートの修正係数がメモリに保存される。その後の使用は、ＧＰＳ航法更新をしないでＲＴＣの正確さを 0.5 ｍｓに維持し、ＧＰＳクロックを校正して、次にＧＰＳ航法更新が望まれたときに無線信号をより迅速に取得できるようにする。
【００４２】
図６には、図５に示すＧＰＳ受信機の位置を特定する方法の段階を説明するフローチャート６００が示されている。ＧＰＳ受信機１０４はユニットが電力を受取ることで開始する（６０２）。起動アラームが事前にセットされ、実時間クロック５１６で期限に達する（６０４）ことによっても開始する。航法処理装置５１８はエフェメリスデータが依然として利用可能で有効であるかを決定する（６０６）。そのデータは航法処理装置あるいは外部メモリのキャッシュに記憶されてもよい。ＧＰＳ受信機が最近は更新されていない場合、エフェメリスデータは無効となるであろう。エフェメリスデータは典型的には衛星から収集されてから３から４時間で有効期限が満了する。加えて、衛星は１時間に数回の典型的な割合で出没するため、視界内の衛星はたびたび変化する。新たに出現した衛星のエフェメリスは、その衛星から収集されるか、他の情報源から取得されなければならない。エフェメリスデータが航法処理装置５１８にとって利用可能でない場合（６０６）、ＧＰＳ衛星はエフェメリスデータの収集（６２４）および処理の終了（６２６）を備える、従来の手法によって取得される。
【００４３】
エフェメリスデータが利用可能な場合、ＧＰＳ航法処理装置５１８によって、ＧＰＳ温度対周波数誤差メモリ５２６に記憶されたＧＰＳ温度表を用いて、ＧＰＳ発振器５０８の周波数誤差を決定することができる（６０８）。航法処理装置５１８はＡ／Ｄ変換器５２０を経由してＧＰＳ発振器５０８の温度を受信する。ＲＴＣ発振器５１４からのＲＴＣ発振器信号はエッジ整列比率カウンタ５１２で受信される。エッジ整列比率カウンタ５１２は、ＲＴＣ時刻をＴ２０エポックに移すために使用されるＲＴＣ／ＧＰＳ刻みの整列イベントを生成する（６１０）。信号処理装置５０４は受信されるＧＰＳ信号の符号位相を、Ｔ２０エポックに対して識別する（６１２）。
【００４４】
少なくとも４つのＧＰＳ衛星で符号位相が識別されると（６１４）、モジュロ１ｍｓの値から各衛星の擬似距離の推定値が特定され（６１６）、４つの未知数（ｘ、ｙ、ｚおよび時刻）をもつ４つの方程式を結果として生じる。他の実施形態では、３つのＧＰＳ衛星のみからの符号位相が識別され、擬似距離が特定されるだろうが、ＧＰＳ位置の高度は前もって妥当な正確さで知られていなければならない。符号位相が識別できない場合、衛星は従来の手法によって取得され（６２４）、処理は終了する（６２６）。
【００４５】
４つの衛星に対し算出された擬似距離を用いて（６１８）、４つの方程式を一度に解くことによって位置（ｘ、ｙ、ｚ、および時刻）が算出される（６１８）。算出された受信機の位置と時刻のチェックがなされ、結果が以前の演算から 0.5 ｍｓの総合等価誤差の範囲内か否かを判別する（６２０）。算出された位置と時刻の誤差が以前の演算から 0.5 ｍｓの範囲内にある場合（６２０）、新たな位置と時刻の演算に基づいて現在の温度に対する実時間クロックの誤差が推定されて保存され（６２２）、処理は終了する（６２６）。衛星の算出された位置と時刻の結果が 0.5 ｍｓの範囲を超える場合（６２０）、衛星は従来の手法によって取得され（６２４）、処理は終了する（６２６）。
【００４６】
当該技術分野の技量を有する者にとって、図６に示す処理は選択的にハードウェア、ソフトウェア、あるいはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実装されることが分かる。その処理工程の実施形態は、少なくとも１つの機械で読取り可能な信号を記憶するメディアを使用する。機械で読取り可能な信号を記憶するメディアの例には、例えば磁気記憶メディア（すなわちフレキシブルディスクや、例えばコンパクトディスク（ＣＤ；compact disk）やデジタルビデオディスク（ＤＶＤ；digital video disk）といった光学的記憶装置）や、生物学的記憶装置、あるいは原子記憶装置、データ信号に対する論理機能を実装する論理ゲートを備える離散論理回路、適切な論理ゲートを備える用途を特定された集積回路、プログラム可能なゲートアレイ（ＰＧＡ；programmable gate array）、フィールド型のプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ；field programmable gate array）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ；random access memory）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ；read only memory）、電気的にプログラム可能なランダムアクセスメモリ（ＥＰＲＯＭ；electronic programmable random access memory）、あるいはそれらと等価なものといった、コンピュータで読取り可能なメディアが含まれる。コンピュータで読取り可能なメディアは、コンピュータへの指示が印刷され、例えば紙や他のメディアの光学的スキャニングによってプログラムが電子的に認識され、必要であればコンパイルされ、翻訳され、あるいは別な方法で適切に処理され、コンピュータメモリ上に保存される、紙や他の適切なメディアでもよい。
【００４７】
加えて、機械で読取り可能なメディアにはコンピュータで読取り可能な信号を記憶するメディアが含まれる。コンピュータで読取り可能な信号を記憶するメディアは、１またはそれ以上の有線、無線あるいはファイバーの光ネットワークを通じてあるいはシステム内で送信される変調された搬送信号を備える。１またはそれ以上の有線、無線あるいはファイバーの光ネットワークとしては、例えば電話回線網、ローカルエリアネットワーク、インターネット、あるいはネットワークに存在するあるいはネットワークを通過するコンピュータで読取り可能な信号の構成要素を備える無線ネットワークといったものがある。コンピュータで読取り可能な信号は、任意の数のプログラム言語で記述されあるいは実装される、１つまたはそれ以上の機械への指示で表現される。
【００４８】
さらに、プログラム言語で実装される複数の処理工程は、論理機能を実装するための実行可能な指示の規則正しいリストを備える。その複数の処理工程は、例えばコンピュータ基準のシステム、処理装置を持ちコントローラを備えるシステム、マイクロプロセッサ、デジタル信号処理装置、コントローラとして機能する離散論理回路、あるいは指示実行システム、装置、あるいはデバイスから指示を取り出し、その指示を実行することが可能な他のシステムといった、指示実行システム、装置、あるいはデバイスに使用されあるいは接続される、どのような機械で読取り可能な信号を記憶されるメディアで実現されてもよい。
【００４９】
本発明の種々の実施形態が記述されたが、当該技術分野の通常の技量を備える者にとって、本発明の範囲内でより多くの実施形態や実装が可能であることは明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
（図面の簡単な説明）
図面の構成要素は必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに本発明の原理を明示するために強調が用いられている。さらに、図面中では、同一参照番号は異なる図面を通して対応する部分を示す。
【図１】図１は本発明に係るＧＰＳシステム１００の単一のＧＰＳ衛星１０２と単一の受信機１０４を説明する図である。
【図２】図２は約 11,000 海里の距離２１０に位置するＧＰＳ衛星１０２とアンテナ１０８を備える図１のＧＰＳ受信機１０４を説明する図である。
【図３】図３は地球３０２の表面に近接して位置する図１のＧＰＳ受信機１０４と通信可能な４つの衛星１０２、３０４、３０８および３１２を備えるＧＰＳシステムの図である。
【図４】図４は受信されるＧＰＳ  ＲＦ信号１０４において部分的に受信される符号周期が半周期を超える場合の擬似距離を特定する図である。
【図５】図５は図１のＧＰＳ受信機のブロック図である。
【図６】図６は図５に示すＧＰＳ受信機の位置を特定する工程を説明するフローチャートである。
【図１】
2005539204.tif 000012
【図２】
2005539204.tif 000013
【図３】
2005539204.tif 000014
【図４】
2005539204.tif 000015
【図５】
2005539204.tif 000016
【図６】
2005539204.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月18日(2005.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記メディアに記憶された方法は、
前記擬似雑音符号の境界が 512 未満であり、
推定される距離がＲであり、
Ｔ時刻に送信された複数のチップのうちのあるチップＣｋは予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信され、
Ｌｃｈｉｐは信号が１チップ時間に伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）である
場合に、
【数７】
2005539204.tif 000018
である、前記少なくとも４つの擬似距離方程式のそれぞれを解く工程、
をさらに備える
ことを特徴とする請求項１３のメディア。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
前記メディアに記憶された方法は、
前記擬似雑音符号の境界が
511 を超え、
推定される距離Ｒ、
予期されるチップＣＨｊからオフセットしたチップＣｊとして受信機で受信される、Ｔ時刻に送信する複数のチップのうちのあるチップＣｋ、
信号が１チップ時間に伝播する距離（ｃ／1.023ｅ6＝293.0522561  ｍ）であるＬｃｈｉｐ
を備える
場合に、
【数８】
2005539204.tif 000019
である、前記擬似距離（ＰＲ；pseudo range）方程式のそれぞれを解く工程、
をさらに備えることを特徴とする請求項１３のメディア。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図３に地球３０２上に位置し、４つの衛星１０２、３０４、３０８および３１２と通信しているＧＰＳ受信機１０４を備える図１のＧＰＳシステムの図を示す。ＧＰＳ受信機１０４はアンテナ１０８を経由して４つの衛星１０２、３０４、３０８および３１２からＧＰＳ信号１０６、３０６、３１０および３１４を受信する。４つのＧＰＳ信号３０６、１０６、３１０および３１４は同一周波数で送信される拡散スペクトラム信号である。ＧＰＳ受信機１０４はＧＰＳ信号を可能な限り多くの衛星から受信することが望ましい。しかし、ＧＰＳ受信機１０４でｘ、ｙおよびｚ座標といった位置を特定するためには、ＧＰＳシステム１００の少なくとも４つのＧＰＳ衛星が受信機１０４と通信していなければならない。受信機の高度が既知の場合、解を特定するためには３つの衛星で十分である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図４には、前もって定めた距離Ｒの修正を特定して、擬似距離推定値ＰＲを特定する図が示されている。この図は受信されるチップ（符号位相）が予期される受信チップ（符号位相）からＰＮ符号周期の２分の１よりも多い場合を示している。予期されるチップＣＨｊはポイント４０２で発生するように図示されている。ＰＮ符号は 1023 チップ周期を備えるため、同一のチップが 1023 チップ前（４０４）と後（４０６）の位置で再度発生するだろう。実際に時刻Ｔ＋ｄＴにおいて受信されるチップは、ＣＨｊ（４０２）より前（４０４）には 511 チップ以下の符号位相が受信され、ＣＨｊ（４０２）より後（４０６）には 512 チップ以上が受信されると予期される。これは仮定される時刻誤差（時刻の誤差と時刻に等価な位置の誤差に起因する）が符号周期の２分の１、すなわち 0.5 ｍｓに満たないからである。距離Ｒは予期される受信チップと実際の受信チップとの差分を減じることによって修正される。前記差分はモジュロ 1023 で演算される。図はその方法において、どのチップの位相が計算されているか、注意を払わなければならないことを示している。典型的には、符号の１周期内のチップは 0 から 1022 まで付番されている。符号位相におけるＣＨｊとＣｊとのモジュロ 1023 の差分が 512 を超える（そして 0.5 ｍｓの仮定が妥当である）ときは、実際のモジュロ 1023 の差分が 512 未満であり、その値は 1023 を減じることによって得られることに気を付けなければならない。これは符号位相値Ｘ１４１２とＸ２４１４について図に示されている。Ｘ１４１２の場合、符号位相は 1023 チップを減じることによって修正されなければならない。Ｘ２４１４の場合、符号位相は 1023 チップを加えることによって修正されなければならない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図５には、図１のＧＰＳ受信機１０４のブロック図が示されている。ＧＰＳ受信機１０４は、複数の衛星からのＧＰＳ拡散スペクトラム信号のサンプルを受信するためのアンテナ１０８に接続された、無線受信機５０２を備える。信号処理装置５０４は複数のチャンネル（１〜Ｎ、現在の実施例ではＮは１２である）を備え、ＧＰＳマッチドフィルタ５０６とともに、無線受信機５０２からのＧＰＳスペクトラムの無線サンプルを受信する。ＧＰＳ無線受信機５０２はまた、ＧＰＳ発振器５０８からタイミング信号を受信する。ＧＰＳ発振器５０８はまた、ローカルＧＰＳクロック生成器５１０とエッジ整列比率カウンタ５１２へタイミングの供給を行う。実時間クロック（ＲＴＣ；real time clock） 32 ｋＨｚ発振器５１４は、タイミング信号を実時間クロック５１６とエッジ整列比率カウンタ５１２へ供給する。信号処理装置５０４は、種々のＧＰＳ衛星に関連付けられている符号位相を識別し、その符号位相を航法処理装置５１８へ送る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
航法処理装置５１８は第２の接続によって信号処理装置５０４とＧＰＳマッチドフィルタ５０６へ接続されている。航法処理装置５１８はエッジ整列比率カウンタ５１２の出力、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ；analog-to-digital）変換器５２０の出力、および実時間クロック５１６の出力に接続されている。実時間クロック５１６はシステム起動アラーム信号５２２である他の出力も備える。さらに、航法処理装置５１８は実時間クロック（ＲＴＣ；real time clock）の温度対周波数誤差メモリ５２４およびＧＰＳクロックの温度対周波数誤差メモリ５２６と通信する。他の実施形態では、２つのメモリ５２４と５２６は単一の共通する記憶デバイス内の一部分であってもよい。受信されるＧＰＳ信号の処理の結果は、位置出力データ５２８である。エッジ整列比率カウンタ５１２はローカルＧＰＳクロック発生器５１０と実時間クロック５１６に接続されている。ＧＰＳ発振器５０８とＲＴＣ発振器５１４は関連付けられた温度センサ５３０と５３２をそれぞれ備えている。それらはＡ／Ｄ変換器５２０に接続されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
無線受信機５０２はアンテナ１０８からＧＰＳ信号１０６を受入れ、処理のためにＧＰＳ  Ｌ１周波数帯（1575.42 ＭＨｚ）を選択する。無線受信機５０２は同位相（Ｉ；In-Phase）および直交位相（Ｑ；Quadrature-Phase）の出力信号を供給する。無線受信機５０２からの直交信号の時間サンプリングはＧＰＳマッチドフィルタ５０６内で生じる。無線受信機５０２からの直交信号は信号処理装置５０４においても受信される。各信号処理装置（ＳＰ；signal processor）チャンネルは１つの受信されるＧＰＳ信号（１つの衛星）を検出して追尾することができる。Ｎが 12 ＳＰチャンネルに等しい場合、12 の衛星が同時に追尾されうる。衛星信号を検出して、取得して、追尾するために、ＳＰチャンネルは（ＧＰＳマッチドフィルタ５０６とともに）航法処理装置５１８から位置特定前処理コマンドの順列を受信する。位置特定前処理コマンドは、信号処理装置チャンネルに関連付けられた信号処理装置５０４とＧＰＳマッチドフィルタ５０６において、特定のＧＰＳのＰＮ符号を設定する。位置特定前処理コマンドは、修正のためのドップラー値、修正のためのＧＰＳ発振器誤差値、および特定の時間周期を検査するための符号位相も含んでいる。位置特定前処理コマンドが、ＰＮ符号、符号位相および周波数の修正を、受信されるＧＰＳ信号内に存在する衛星ＧＰＳ信号の１つのそれと一致させるようなものである場合、ローカルなレプリカの波形と受信される衛星ＧＰＳ信号との相互相関を検査時間にわたって積分して集積されるエネルギーは、しきい値を超えるであろう。そのイベントにおいて、処理装置はコマンド順列を供給して、衛星の挙動、受信機システム、および温度に起因するＧＰＳ発振器のドリフトといった他の効果を説明するように、符号位相と周波数誤差の数値を適切に修正することで、受信される衛星ＧＰＳ信号を追尾状態に保持するであろう。検査時間にわたって積分されたエネルギーがしきい値を超えない場合、付加的なコマンドが発せられて、他の符号位相と周波数誤差の数値で信号が探索される。一度ＧＰＳ衛星信号が追尾されると、信号の符号位相は処理装置にとって継続的に利用可能となる。符号位相はローカルタイミングエポックからのＰＮ符号のＰＮ符号生成器の遅れ量として決定され、かつ符合周期は 1 ｍｓ（ 1023 チップ長さ）であるから、符号位相の値はＧＰＳ衛星からのモジュロ 1 ｍｓの伝播遅れとして特定される。ＧＰＳシステムにおける衛星からの平均的な伝播遅れは 70 ｍｓであるから、残存する距離の不明確さは以下に述べるようにして解決される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
ＧＰＳ発振器５０８は10.949 ＭＨｚの発振器である。より正確な数値は 137 × Ｆ０ ／ 128 であり、ここでＦ０はＦゼロであり、ＧＰＳシステムの基本パラメータである。ＧＰＳ信号のＬ１周波数は154×Ｆ０である。ＧＰＳのＣ／Ａ符号のチップレートはＦ０を 10.23 ＭＨｚとしてＦ０／ 10 である。ＧＰＳ発振器５０８はその発振信号（10.949 ＭＨｚ）を無線受信機５０２へ供給する。その発振信号は無線受信機５０２がＩおよびＱ量子化を行うことを可能にする。ＧＰＳ発振器５０８は発振信号をエッジ整列比率カウンタ５１２にも供給する。同様に、ＲＴＣ発振器５１４は 32.768 ＫＨｚの周波数を用いて、実時間クロック５１６のタイミングを生成するために使用され、かつエッジ整列比率カウンタ５１２によって使用される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器５２０は温度センサ５３０と５３２のそれぞれから電圧を受信する。Ａ／Ｄ変換器は受信される電圧を、航法処理装置５１８が使用するデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器５２０は比較的低い速度レートで機能することが可能であり、毎秒 2000 回の１２ビット変換を実施してもよい。2000 回の変換は、例えば図５に示す２つの温度入力のように、幾つかの信号のうちで多重化されてもよい。温度センサ入力に対しては、典型的には毎秒約 50 サンプルを処理するＡ／Ｄ変換器５２０で十分である。温度対周波数誤差データが特定されると、温度の値が単調である動作期間から次の動作期間まで変化しないことが望まれる。温度の絶対値は生成される温度電圧の不変性ほど重要ではない。Ａ／Ｄ変換器５２０は、生成される温度が不変であり、ある動作期間から次の動作期間まで温度が不変でありさえすれば、上述とは別のサンプリングレートおよび変換レートで実装されてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
エッジ整列比率カウンタ５１２は、１つのクロックの周波数を他のクロックに対して計測する。それはまた、１つのクロックのクロック位相を他のクロック位相に移すこともできる。最も簡単な形態では、エッジ整列比率カウンタ５１２は単に、リファレンスクロックの周期が特定の数になるまでの間に、計測されるクロックの周期の数をかぞえる。例えば、リファレンスクロックの１００周期の間に、計測されるクロックについて５０周期が計測される場合、計測されるクロックはリファレンスクロックの２分の１のレートで動作している。クロックが同期的に対応していない場合、速いほうのクロックの１周期の計測に誤差が含まれる。計測の正確さは、計測の長さが増加するに従って改善される。対応の正確さを計測時間に比例する改善よりも効果的に改善するために、エッジ整列比率カウンタ５１２が使用される。本質的には、対応する周波数の推定値が分かれば、２つのクロックのエッジが直線状に非常に近接しているときに、２つのクロックの計測を開始し停止することができる。それゆえ、発生する両方のクロックを整数でかぞえるよう設定することで、計測誤差は低減される。ＥＡＲＣ（エッジ整列比率カウンタ）５１２でＴ２０とＲＴＣクロックを用いることで、それらのクロックは大きさが３桁異なる周波数で動作するにも関わらず、Ｔ２０エポックにおけるＲＴＣの値は高度に正確に特定されうる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
航法処理装置５１８は信号処理装置５０４からＴ２０エポックに対して計測される符号位相を受信する。それはまたＥＡＲＣ５１２からＴ２０エポックとＲＴＣ時刻との時刻オフセットを特定するデータを受信する。ＧＰＳ時刻をＲＴＣからＴ２０へ移すことによって、ＲＴＣがＧＰＳ時刻を 0.5 ｍｓよりも良好な正確さで維持している場合に回避することができるサブフレーム収集を、高速取得手法は回避する。少なくとも４つの衛星から受信される符号位相を処理することによって、航法処理装置５１８は４つの衛星位置方程式を一度に解くことができ、図５に示すようにＧＰＳ受信機１０４の位置と受信されるＧＰＳ時刻の誤差を結果として生じる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
ＧＰＳ受信機位置と受信機のＧＰＳ時刻の誤差の計算は、部分的に実時間クロック５１６からのＲＴＣ時刻エポックと、エッジ整列比率カウンタ５１２からの対応する周波数比率に依存する。発振器５０８と５１４はクロックにタイミング信号を供給するため、温度効果に起因するタイミング信号のどのような変動も、航法処理装置５１８によって実施される計算に影響を及ぼす。航法処理装置５１８はＲＴＣ温度対周波数誤差メモリ５２４とＧＰＳクロック温度対周波数誤差メモリ５２６に保存されている修正係数を用いて温度変動を修正する。メモリ５２４と５２６は、ＧＰＳ受信機位置と受信されるＧＰＳ時刻の誤差を算出する際に航法処理装置５１８によって使用される、温度適合の表である。航法プロセッサ５１８はデジタル温度データを温度センサ５３０と５３２からＡ／Ｄ変換器５２０を経由して受信する。航法処理装置５１８はＧＰＳ受信機位置と時刻を位置出力データ５２８として出力する。ＧＰＳ符号位相データはＧＰＳクロックに対してＴ２０エポックを介して計測されるため、ＧＰＳ航法方程式の解は、高度に正確なＧＰＳシステムに対するＧＰＳクロックレートおよび位相（周波数および時刻）の校正をもたらす。ＥＡＲＣ５１２を用いて、ＲＴＣはレートと位相誤差をＧＰＳクロックからＲＴＣへ移すことによって校正されうる。校正がなされる時点でのＧＰＳ発振器とＲＴＣ発振器の温度を取得することによって、後の使用に備えてＧＰＳクロックレートおよびＲＴＣレートの修正係数がメモリに保存される。その後の使用は、ＧＰＳ航法更新をしないでＲＴＣの正確さを 0.5 ｍｓに維持し、ＧＰＳクロックを校正して、次にＧＰＳ航法更新が望まれたときに無線信号をより迅速に取得できるようにする。
【国際調査報告】
2005539204.tif 000020
2005539204.tif 000021
2005539204.tif 000022
2005539204.tif 000023