(57)【要約】【課題】マルチパスの影響を低減しつつ、測位率を向上させる。【解決手段】GNSS受信装置は、測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第１の相関ピーク検出部と、マルチパス誤差低減技術により測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第２の相関ピーク検出部と、測位信号の信号強度を検出する信号強度検出部と、該信号強度が所定の閾値以上である場合に測位信号を第２の相関ピーク検出部に入力し、信号強度が所定の閾値未満である場合に測位信号を第１の相関ピーク検出部に入力する切り替え部と、第１の相関ピーク検出部又は前記第２の相関ピーク検出部により検出された相関ピークに基づいて、擬似距離を算出する擬似距離算出部と、該擬似距離に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を算出する測位演算部とを有する。【選択図】図８
2011220740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第１の相関ピーク検出部と、
マルチパス誤差低減技術により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第２の相関ピーク検出部と、
前記測位信号の信号強度を検出する信号強度検出部と、
該信号強度検出部により検出された信号強度に基づいて、該信号強度が所定の閾値以上である場合に前記測位信号を前記第２の相関ピーク検出部に入力し、前記信号強度が所定の閾値未満である場合に前記測位信号を前記第１の相関ピーク検出部に入力する切り替え部と、
前記第１の相関ピーク検出部又は前記第２の相関ピーク検出部により検出された相関ピークに基づいて、擬似距離を算出する擬似距離算出部と、
該擬似距離算出部により算出された擬似距離に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を算出する測位演算部と
を有するGNSS受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のGNSS受信装置において
前記第２の相関ピーク検出部は、第１の位相間隔により、前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出し、
前記第２の相関ピーク検出部は、前記第１の位相間隔よりも狭い第２の位相間隔により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出するGNSS受信装置。
【請求項３】
請求項２に記載のGNSS受信装置において、
前記信号強度検出部は、前記第１の相関ピーク検出部により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークが検出される際に、所定の第１の相関値を検出し、
前記切り替え部は、前記信号強度検出部により検出された所定の第１の相関値に基づいて、該第１の相関値が所定の閾値以上である場合に前記測位信号を前記第２の相関ピーク検出部に入力し、前記第１の相関値が所定の閾値未満である場合に前記測位信号を前記第１の相関ピーク検出部に入力するGNSS受信装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のGNSS受信装置において、
前記信号強度検出部は、前記第２の相関ピーク検出部により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークが検出される際に、所定の第２の相関値を検出し、
前記切り替え部は、前記信号強度検出部により検出された所定の第２の相関値に基づいて、該第２の相関値が所定の閾値以上である場合に前記測位信号を前記第２の相関ピーク検出部に入力し、前記第２の相関値が所定の閾値未満である場合に前記測位信号を前記第１の相関ピーク検出部に入力するGNSS受信装置。
【請求項５】
請求項１に記載のGNSS受信装置において、
前記マルチパス誤差低減技術には、ナローコリレータ、アーリレートスロープ、ストロボコリレータ、及びマルチパス推定遅延ロックループのいずれかが含まれるGNSS受信装置。
【請求項６】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第１の相関ピーク検出ステップと、
マルチパス誤差低減技術により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第２の相関ピーク検出ステップと、
前記測位信号の信号強度を検出する信号強度検出ステップと、
該信号強度検出ステップにより検出された信号強度に基づいて、該信号強度が所定の閾値以上である場合に前記第２の相関ピーク検出ステップに切り替え、前記信号強度が所定の閾値未満である場合に前記第１の相関ピーク検出ステップに切り替える切り替えステップと、
前記第１の相関ピーク検出ステップ又は前記第２の相関ピーク検出ステップにより検出された相関ピークに基づいて、擬似距離を算出する擬似距離算出ステップと、
該擬似距離算出ステップにより算出された擬似距離に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を算出する測位演算ステップと
を有する測位方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、GNSS用周回衛星からの信号を受信し、測位するGNSS受信装置及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星航法(GNSS:  Global  Navigation  Satellite  System)とは、航空機から３つの航法衛星（GNSS用周回衛星)（以下、GNSS衛星と呼ぶ）を捕捉することで各GNSS衛星からの距離を得るとともに、４つ目の航法衛星からの信号で時刻合わせを行い、航空機の３次元での飛行位置を得ることができる航法システムである。衛星航法には、全地球的測位システム(GPS:  Global  Positioning  System)、ガリレオ(GALILEO)などが含まれる。
【０００３】
例えば、GNSS受信装置は移動体に搭載され、該移動体の位置及び速度を測位する。例えば、GNSS受信装置は、複数のGNSS衛星からの電波を受信することによって、複数のGNSS衛星から当該GNSS受信装置までの距離（擬似距離）をそれぞれ算出し、該擬似距離に基づいて当該GNSS受信装置が搭載された移動体の測位を行う。GNSS衛星により発射された信号は、GNSS衛星とGNSS受信装置との間の距離を電波が伝搬する時間だけ遅れてGNSS受信装置に到達する。従って、複数のGNSS衛星について電波伝搬に要する時間を求めれば、測位演算によってGNSS受信装置の位置を求めることができる。例えば、複数のGNSS衛星により発射された電波は、GNSS受信装置の擬似距離算出部において、各GNSS衛星からGNSS受信装置までの擬似距離が求められる。そして、測位演算部において、擬似距離算出部において求められた擬似距離に基づいて、GNSS受信装置の位置が求められる。
【０００４】
GNSS受信装置は、GNSS衛星を捕捉後、該GNSS衛星から受信した信号と、C/Aコードのレプリカ信号との間の相関を取ることにより、相関ピークを検出する。例えば、C/Aコードのレプリカ信号の位相を調節することにより、該GNSS衛星から受信した信号との間の相関ピークを求める。GNSS受信装置は、該相関ピークの位相遅延量からGNSS衛星と当該GNSS衛星との間の擬似距離を求める。該擬似距離に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を求める。
【０００５】
しかし、GNSS受信装置は、GNSS衛星を捕捉できた場合でも、該GNSS衛星からの直接波ばかりでなく、高層ビル等の建物で反射・回折した電波も受信してしまうことがある。GNSS衛星から送信された電波が反射・回折して、複数の伝搬経路から受信される現象は、マルチパスとも呼ばれる。マルチパスの影響により、当該GNSS受信装置とGNSS衛星との間の擬似距離に誤差が生じる。擬似距離に誤差が生じることにより、測位誤差が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2008-070338号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
GNSS受信装置における測位誤差の原因の１つとして、マルチパスの影響が挙げられる。該マルチパスの影響を低減させる方法の１つとして、ナローコリレータ(Narrow-Correlator)などのマルチパス誤差低減技術を用いることが挙げられる。該マルチパス誤差低減技術を用いることにより、擬似距離に生じる誤差を低減できる。擬似距離に生じる誤差を低減できるため、測位誤差を低減できる。
【０００８】
図１は、GNSS受信装置の一例を示す。
【０００９】
GNSS衛星からの電波は、アンテナから高周波処理部２に入力される。高周波処理部２は、アンテナにより入力された高周波アナログ信号を処理する。衛星捕捉部４は、高周波処理部２により信号処理された信号に基づいて、GNSS衛星を捕捉する。コリレータ部６は、衛星捕捉部４により捕捉されたGNSS衛星からの受信信号と、C/Aコードのレプリカ信号との間の相関を取ることにより、相関ピークを検出する。
【００１０】
図２は、コリレータ部６による処理の一例を示す。図２において、横軸はチップであり、縦軸は相関値の信号強度レベルである。
【００１１】
例えば、コリレータでは、earlyとlateとの間の幅（以下、「スペーシング」と呼ぶ）が1チップであり、両相関値の信号強度レベルの差が零となるようにトラッキングが行われる。図２においては、1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベル（0.5E、0.5Lにより示す）が等しくなるように位相制御が行われる。該スペーシングの真ん中がトラッキングポイントとなる。トラッキングポイントが最大となるようにC/Aコードのレプリカ信号の位相を調節し、トラッキングポイントの最大値P（「相関ピーク」と呼ぶ）を求める。マルチパスの影響を受ける場合、該トラッキングポイントの最大値がearly又はlateの方にずれることがある。
【００１２】
マルチパスの影響を低減するために、該トラッキングの後、スペーシングを狭くして、1チップによるスペーシングにより求めた相関ピークに対応するチップにより近いチップにおける相関値の信号強度レベル（NE、NLにより示す）を求める。NEと、NLとが等しくなるように位相制御が行われる。該スペーシングの真ん中がトラッキングポイントとなる。トラッキングポイントが最大となるように、C/Aコードのレプリカ信号の位相を調節し、相関ピークを求める。
【００１３】
擬似距離算出部８は、コリレータ部６によりスペーシングを狭くした際に検出された相関ピークの位相遅延量に基づいて、当該GNSS受信装置とGNSS衛星との間の擬似距離を求める。
【００１４】
スペーシングを狭くして、1チップによるスペーシングにより求めた相関ピークに対応するチップにより近いチップにおける相関値の信号強度レベルを求める場合、NEとNLは相関ピークに近いため、位相制御を行っても、該位相制御による相関値の変動は小さい。位相制御による相関値の変動が小さいため、GNSS衛星からの電波の受信信号のレベルが低くなり、ノイズの影響が大きくなった場合には、NE、NLよりもノイズの受信信号レベルが大きくなることがある。NE、NLよりもノイズの受信信号レベルが大きくなる場合には、スペーシングを狭くしても、1チップによるスペーシングにより求めた相関ピークに対応するチップにより近いチップにおける相関値の値を求めることはできない。相関値を求めることができない場合には、追尾していたGNSS衛星を外してしまうことがある。衛星追尾を外した場合には、再度衛星捕捉から処理を行う必要があり、該衛星捕捉の間測位ができないことがある。測位ができないため測位率が低下する。
【００１５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、マルチパスの影響を低減しつつ、測位率を向上させることができるGNSS受信装置及び測位方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本GNSS受信装置は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第１の相関ピーク検出部と、
マルチパス誤差低減技術により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第２の相関ピーク検出部と、
前記測位信号の信号強度を検出する信号強度検出部と、
該信号強度検出部により検出された信号強度に基づいて、該信号強度が所定の閾値以上である場合に前記測位信号を前記第２の相関ピーク検出部に入力し、前記信号強度が所定の閾値未満である場合に前記測位信号を前記第１の相関ピーク検出部に入力する切り替え部と、
前記第１の相関ピーク検出部又は前記第２の相関ピーク検出部により検出された相関ピークに基づいて、擬似距離を算出する擬似距離算出部と、
該擬似距離算出部により算出された擬似距離に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を算出する測位演算部と
を有する。
【００１７】
本測位方法は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第１の相関ピーク検出ステップと、
マルチパス誤差低減技術により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第２の相関ピーク検出ステップと、
前記測位信号の信号強度を検出する信号強度検出ステップと、
該信号強度検出ステップにより検出された信号強度に基づいて、該信号強度が所定の閾値以上である場合に前記第２の相関ピーク検出ステップに切り替え、前記信号強度が所定の閾値未満である場合に前記第１の相関ピーク検出ステップに切り替える切り替えステップと、
前記第１の相関ピーク検出ステップ又は前記第２の相関ピーク検出ステップにより検出された相関ピークに基づいて、擬似距離を算出する擬似距離算出ステップと、
該擬似距離算出ステップにより算出された擬似距離に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を算出する測位演算ステップと
を有する。
【発明の効果】
【００１８】
開示のGNSS受信装置及び測位方法によれば、マルチパスの影響を低減しつつ、測位率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】GNSS受信装置の機能ブロック図の一例である。
【図２】測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関検出の一例を示す説明図である。
【図３】本実施例に従ったGNSS受信装置により受信される電波を示す説明図である。
【図４】マルチパスの影響による相関ピークの誤差を示す説明図（その１）である。
【図５】マルチパスの影響による相関ピークの誤差を示す説明図（その２）である。
【図６】測位信号の信号強度レベルの違いによるC/Aコードのレプリカ信号との間の相関検出の一例を示す説明図である。
【図７】測位信号の信号強度レベルが低い場合のC/Aコードのレプリカ信号との間の相関検出の一例を示す説明図である。
【図８】本実施例に従ったGNSS受信装置を示す機能ブロック図である。
【図９】本実施例に従ったGNSS受信装置における相関値の閾値を示す説明図である。
【図１０】本実施例に従ったGNSS受信装置における測位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】
【００２０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
＜第１の実施例＞
＜システム＞
本実施例に従った全世界航法衛星システム(GNSS:  Global  Navigation  Satellite  System）は、地球周りを周回するGNSS衛星と、地球上に位置し地球上を移動しうるGNSS受信装置１００とを備える。本実施例では、GNSSの一例としてGPSについて説明する。GPS以外のGNSSに適用してもよい。
【００２１】
GNSS衛星は、航法メッセージ（衛星信号）を地球に向けて常時放送する。航法メッセージには、対応するGNSS衛星に関する衛星軌道情報（エフェメリスやアルマナック）、時計の補正値、電離層の補正係数が含まれる。航法メッセージは、C/Aコードにより拡散され、L1帯の搬送波（周波数：1575.42MHz）に載せられて、地球に向けて常時放送されている。また、航法メッセージは、Pコードにより拡散され、L2帯の搬送波（周波数：1227.6MHz）に載せられて、地球に向けて常時放送されている。
【００２２】
L1帯の搬送波は、C/Aコードで変調されたSin波とPコード(Precision  Code)で変調されたCos波との合成波であり、直交変調されている。また、L2帯の搬送波は、Pコードで変調されたCos波であり、直交変調されている。C/Aコード及びPコードは、擬似雑音(Pseudo  Noise)符号であり、−１と１とが不規則に周期的に並ぶ符号列である。
【００２３】
尚、現在、約30個のGNSS衛星が高度約20,000kmの上空で地球を一周しており、55度ずつ傾いた6つの地球周回軌道面があり、各々の軌道面に4個以上のGNSS衛星が均等に配置されている。従って、天空が開けている場所であれば、地球上のどの場所にいても、常時、少なくとも5個以上のGNSS衛星が観測可能である。
【００２４】
＜GNSS受信装置＞
本GNSS受信装置１００は、例えば、移動体に搭載される。移動体には、車両、自動二輪車、列車、船舶、航空機、ロボットなど、また、人の移動に伴い移動する携帯端末などの情報端末などが含まれる。本実施例では、移動体の一例として、車両に搭載される場合について説明する。
【００２５】
図３は、本GNSS受信装置１００により受信される電波を示す。本GNSS受信装置１００により受信される信号は、マルチパスの影響を受けていることもある。具体的には、本GNSS受信装置１００は、GNSS衛星から直接受信できる直接波と、該GNSS衛星から発射された電波が建造物などにより反射されて受信される反射波とを同時に受信する。直接波と反射波とを同時に受信した場合、該受信信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関波形は、直接波とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関波形と、反射波とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関波形とを合成した波形となる。
【００２６】
＜コリレータによるトラッキングの例＞
図４及び図５は、コリレータにより異なるスペーシングでトラッキングを行った場合に生じる相関ピークを示す。図４及び図５において、横軸はチップであり、縦軸は相関値の信号強度レベルである。
【００２７】
＜スペーシングが広い場合＞
図４は、スペーシングが広い場合を示す。図４には、一例として、スペーシングが１チップである場合が示される。
【００２８】
スペーシングが１チップである場合には、例えば、0.5E=0.5LとなるようにC/Aコードのレプリカ信号の位相制御が行われる。図４によれば、直接波と反射波とを含む受信信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関波形により求められる相関ピークに対応するチップ位置は、直接波とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関波形により求められる相関ピークに対応するチップ位置より位相が遅れる方向である。すなわち、コード位相が遅れる方向に誤差が発生する。コード位相が遅れる方向に誤差が発生するため、擬似距離が長く計算される。
【００２９】
＜スペーシングが狭い場合＞
図５は、スペーシングが狭い場合を示す。図５には、一例としてスペーシングが0.1チップである場合が示される。スペーシングが0.1チップである場合には、例えば、NE=NLとなるようにC/Aコードのレプリカ信号の位相制御が行われる。
【００３０】
図５によれば、直接波と反射波とを含む受信信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関波形により求められる相関ピークに対応するチップ位置は、直接波とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関波形により求められる相関ピークに対応するチップ位置より位相が遅れる方向である。この点は、スペーシングが広い場合と同様である。しかし、スペーシングが広い場合よりも、スペーシングが狭い場合の方が、直接波と反射波とを含む受信信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関波形により求められる相関ピークに対応するチップ位置と、直接波とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関波形により求められる相関ピークに対応するチップ位置との差は小さくなる。スペーシングが狭い場合の方が、相関ピークに近いチップで位相制御が行われるためである。該差が小さいため、相関ピークの位相遅延誤差が小さくなる。相関ピークの位相遅延誤差が小さくなるため、スペーシングが狭い場合の方がマルチパスの影響を低減できる。
【００３１】
＜GNSS衛星からの信号強度レベルが低い場合＞
GNSS衛星からの信号強度レベルが低い場合について説明する。
【００３２】
図６は、GNSS衛星からの信号強度レベルが高い場合と低い場合における相関波形の比較を示す。図６には、一例として、直接波の相関波形の例が示される。しかし、反射波を含んでいても同様である。
【００３３】
信号強度レベルが高い場合には、スペーシングの広狭にかかわらず、相関ピークが得られる。一方、信号強度レベルが低い場合には、広いスペーシングの場合にはC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことにより相関ピークを得ることが可能であるが、狭いスペーシングの場合にはC/Aコードのレプリカ信号の位相を調節しても、相関ピークを得ることができない場合がある。直接波と反射波とを含む受信信号がノイズに埋もれてしまうことがあるためである。
【００３４】
図７は、信号強度レベルが低い場合の相関波形を拡大したものである。信号強度レベルが低い場合には、ノイズの影響が大きくなる。ノイズの影響が大きくなるため、狭いスペーシングの場合には、NEと、NLとが等しくなるように位相制御を行っても、相関ピークを得ることができないことがある。直接波と反射波とを含む受信信号がノイズに埋もれてしまうことがあるためである。図７に示される例では、相関ピークよりもＮＬの方が大きい値となる例が示される。NE、NLの位相制御を行っても相関ピークを得ることができないことにより、追尾していたGNSS衛星を外してしまうことがある。
【００３５】
追尾していたGNSS衛星を外した場合、再度衛星捕捉から開始する必要がある。一旦狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う処理に移行した場合には、広いスペーシングによりC/Aコードの位相制御を行う処理に戻ることはできないためである。
【００３６】
本GNSS受信装置１００は、受信信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値の強度を観測する。本GNSS受信装置１００は、GNSS衛星を捕捉した後、広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う。例えば、１チップのスペーシングにより、0.5E=0.5LとなるようにC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う。該広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う際に、該受信信号の信号強度レベルを観測する。
【００３７】
本GNSS受信装置１００は、該受信信号の信号強度レベルが予め設定される信号強度レベル以上であるかどうかを判定する。該判定結果により該受信信号の信号強度レベルが予め設定される信号強度レベル以上であると判定された場合に、マルチパス誤差低減技術によりマルチパス誤差を低減する。該マルチパス誤差低減技術には、ナローコリレータ(Narrow-Correlator)、アーリレートスロープ(Early-late  slope)、ストロボコリレータ(Strobe-Correlator)、マルチパス推定遅延ロックループ(MEDLL:  Multipath  Estimating  Delay-Lock  Loop)のいずれかが含まれる。本実施例では、一例として、ナローコリレータを適用した場合について説明するが、上述したように他のマルチパス誤差低減技術を適用してもよい。また、本実施例では、受信信号のレベルとして、受信信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値の信号強度レベルを用いる。該相関値の信号強度レベルが予め設定されるレベル以上であると判定された場合に、マルチパス誤差低減技術によりマルチパス誤差を低減する。受信信号の信号強度レベルの代わりにとして、他の値を用いて、マルチパス誤差低減技術によりマルチパス誤差を低減するかどうかを判定してもよい。例えば、受信SINR、S/Nを用いてもよい。
【００３８】
本GNSS受信装置１００は、広いスペーシングにより相関ピークを求めた後、狭いースペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う。例えば、本GNSS受信装置１００は、広いスペーシングとして1チップによるスペーシングにより相関ピークを求めた後、狭いスペーシングにより該相関ピークに対応するチップにより近いチップにおける相関値の信号強度レベルを求める。本GNSS受信装置１００は、NEと、NLとが等しくなるように位相制御を行う。該スペーシングの真ん中がトラッキングポイントとなる。トラッキングポイントが最大となるように、C/Aコードのレプリカ信号の位相を調節し、相関ピークを求める。
【００３９】
本GNSS受信装置１００は、該狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う間にも、該相関ピークの信号強度レベルが予め設定される信号強度レベル以上であるかどうかを判定する。例えば、1エポックを単位として、例えば、１エポック毎に判定するようにしてもよい。該判定結果により該相関ピークの信号強度レベルが予め設定される信号強度レベル未満であると判定された場合に、広いスペーシングにより相関ピークを求める制御に切り替える。
【００４０】
狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行っている間に相関ピークの信号強度レベルが予め設定される信号強度レベル未満であると判定された場合に、広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを求める処理に切り替える。広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを求める処理に切り替えることにより、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことができず、位相制御不能となることがない。位相制御を行うことができない場合には、相関ピークの信号強度レベルが低下していると想定され、相関ピークの信号強度レベルが低下している場合には、広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを求める処理に切り替えられるためである。広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを求める処理に切り替えられるため、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相を制御する処理が継続されることによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことが不能となることがない。C/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことが不能となることがないため、追尾していたGNSS衛星を外してしまうこともなくなる。追尾していたGNSS衛星を外してしまうことがなくなる結果、測位率を向上させることができる。再度衛星捕捉から処理を行うことがなくなるためである。
【００４１】
＜本GNSS受信装置＞
図８は、本GNSS受信装置を示す。
【００４２】
本GNSS受信装置１００は、アンテナ１０２を有する。該アンテナ１０２は、GNSS衛星により送信された電波を受信する。該アンテナ１０２により受信された電波は高周波信号として、高周波処理部１０４に入力される。
【００４３】
本GNSS受信装置１００は、高周波処理部１０４を有する。該高周波処理部１０４は、アンテナ１０２と接続される。該高周波処理部１０４は、アンテナ１０２からの高周波信号を中間周波数の信号に変換する。該中間周波数の信号は、衛星捕捉部１０６に入力される。
【００４４】
本GNSS受信装置１００は、衛星捕捉部１０６を有する。該衛星捕捉部１０６は、高周波処理部１０４と接続される。該衛星捕捉部１０６は、高周波処理部１０４により入力された中間周波数の信号に基づいて、GNSS衛星を捕捉する。
【００４５】
本GNSS受信装置１００は、切り替え部１０８を有する。該切り替え部１０８は、衛星捕捉部１０６と接続される。該切り替え部１０８は、衛星捕捉部１０６により捕捉されたGNSS衛星からの中間周波数の信号の入力先を切り替える。
【００４６】
本GNSS受信装置１００は、マルチパス誤差低減部１１０を有する。該マルチパス誤差低減部１１０は、切り替え部１０８と接続される。該マルチパス誤差低減部１１０は、切り替え部１０８により入力されるべき中間周波数の信号と、C/Aコードのレプリカ信号との間の相関を取ることにより、相関ピークを検出する。該相関ピークの信号強度レベルに応じて、相関ピークを検出する際に使用すべきスペーシングのチップ幅を切り替える。例えば、相関ピークが所定の相関値閾値以上である場合に、広いスペーシングにより相関ピークを求める処理から、狭いスペーシングにより相関ピークを求める処理に切り替える。また、狭いスペーシングにより相関ピークを求める処理が行われている間に相関ピークが所定の相関値閾値未満である場合には、広いスペーシングにより相関ピークを求める処理に切り替える。換言すれば、広いスペーシングにより相関ピークを求める制御と、狭いスペーシングにより相関ピークを求める制御とを切り替える。
【００４７】
マルチパス誤差低減部１１０は、位相制御追尾処理部１１０２を有する。該位相制御追尾処理部１１０２は、切り替え部１０８と接続される。該位相制御追尾処理部１１０２は、切り替え部１０８により入力されるべき中間周波数の信号と、C/Aコードのレプリカ信号との間の相関を取ることにより、相関ピークを検出する。該相関ピークを検出する際に、広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う。例えば、該位相制御追尾処理部１１０２は、1チップによるスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを求める。該1チップは一例であり、適宜変更可能である。該位相制御追尾処理部１１０２は、該相関ピークを擬似距離算出部１１４と、信号強度レベル判定部１１２に入力する。
【００４８】
マルチパス誤差低減部１１０は、マルチパス低減部１１０４を有する。該マルチパス低減部１１０４は、切り替え部１０８と接続される。該マルチパス低減部１１０４は、切り替え部１０８により入力されるべき中間周波数の信号と、C/Aコードのレプリカ信号との間の相関を取ることにより、相関ピークを検出する。該相関ピークを検出する際に、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御（トラッキング）を行う。例えば、該マルチパス低減部１１０４は、0.1チップによるスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを求める。該0.1チップは一例であり、適宜変更可能である。位相制御追尾処理部１１０２により使用されるスペーシングよりも狭いスペーシングが使用される。該マルチパス低減部１１０４は、該相関ピークを擬似距離算出部１１４と、信号強度レベル判定部１１２に入力する。
【００４９】
本GNSS受信装置１００は、信号強度レベル判定部１１２を有する。該信号強度レベル判定部１１２は、マルチパス誤差低減部１１０と、切り替え部１０８と接続される。信号強度レベル判定部１１２は、マルチパス誤差低減部１１０により入力されるべき相関ピークの信号強度レベルに基づいて、該相関ピークの信号強度レベルが所定の相関値閾値以上である場合には切り替え部１０８にマルチパス低減部１１０４に、中間周波数の信号を入力するように指示する。また、信号強度レベル判定部１１２は、マルチパス誤差低減部１１０により入力されるべき相関ピークの信号強度レベルに基づいて、該相関ピークの信号強度レベルが所定の相関値閾値未満である場合には切り替え部１０８に位相制御追尾処理部１１０２に、中間周波数の信号を入力するように指示する。
【００５０】
図９は、相関ピークの相関値の時間変動の一例を示す。該図９により、相関値閾値の設定例が示される。相関値閾値は、狭いスペーシングによりC/Aコードレプリカ信号の位相制御が行われ、相関ピークを検出できるかどうかに基づいて設定される。相関ピークが低くなるほど、相関ピークが検出されにくい。図９に示される例では、時間の経過とともに、相関ピークの相関値は次第に小さな値となり、或る時間から次第に大きな値となる。信号強度レベル判定部１１２は、位相制御追尾処理部１１０２又はマルチパス低減部１１０４により入力されるべき相関ピークの信号強度レベルが相関値閾値未満であると判定した場合、広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを検出すべきと判定する。狭いスペーシングではC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことができないと想定されるためである。広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを検出すべきと判定した場合、信号強度レベル判定部１１２は、切り替え部１０８に、衛星捕捉部１０６により入力されるべき中間周波数の信号を位相制御追尾処理部１１０２に入力するように指示する。
【００５１】
一方、信号強度レベル判定部１１２は、相関ピークの信号強度レベルが相関値閾値以上であると判定した場合、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを検出すべきと判定する。狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことができると想定されるためである。狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを検出すべきと判定した場合、信号強度レベル判定部１１２は、切り替え部１０８に、衛星捕捉部１０６により入力されるべき中間周波数の信号をマルチパス低減部１１０４に入力するように指示する。
【００５２】
本GNSS受信装置１００は、擬似距離算出部１１４を有する。該擬似距離算出部１１４は、マルチパス誤差低減部１１０と接続される。該擬似距離算出部１１４は、マルチパス誤差低減部１１０により入力されるべき相関ピークに基づいて、擬似距離を求める。例えば、該擬似距離算出部１１４は、該相関ピークの位相遅延量を算出することにより擬似距離を求める。擬似距離算出部１１４は、測位演算部１１６に擬似距離を入力する。
【００５３】
本GNSS受信装置１００は、測位演算部１１６を有する。測位演算部１１６は、擬似距離算出部１１４と接続される。測位演算部１１６は、航法メッセージに含まれる衛星軌道情報に基づいて、GNSS衛星のワールド座標系での現在位置を計算する。尚、GNSS衛星は、人工衛星の１つであるので、その運動は、地球重心を含む一定面内（軌道面）に限定される。また、GNSS衛星の軌道は地球重心を１つの焦点とする楕円運動であり、ケプラーの方程式を逐次数値計算することで、軌道面上でのGNSS衛星の位置を計算できる。また、GNSS衛星の位置は、GNSS衛星の軌道面とワールド座標系の赤道面が回転関係にあることを考慮して、軌道面上でのGNSS衛星の位置を３次元的な回転座標変換することで得られる。尚、ワールド座標系とは、地球重心を原点として、赤道面内で互いに直交するＸ軸及びＹ軸、並びに、該Ｘ軸及びＹ軸の両軸に直交するＺ軸により定義される。
【００５４】
測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離算出部１１４により入力された擬似距離の演算結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。当該GNSS受信装置１００の位置は、３つのGNSS衛星１００に対して得られるそれぞれの衛星擬似距離及び衛星位置を用いて、三角測量の原理で導出されてよい。三角測量の原理で導出される場合、衛星擬似距離は時計誤差を含むので、４つ目のGNSS衛星に対して得られる衛星擬似距離及び衛星位置を用いて、時計誤差成分が除去される。測位演算部１１０は、現在位置を出力する。
【００５５】
尚、GNSS衛星の位置の測位方法としては、このような単独測位に限られず、干渉測位（既知の点に設置された固定局での受信データを併用する方式）であってもよい。干渉測位の場合、固定局及び当該GNSS受信装置１００にてそれぞれ得られる擬似距離の１重位相差や２重位相差等を用いて当該GNSS受信装置１００の位置が測位される。
【００５６】
＜本GNSS受信装置の動作＞
図１０は、本GNSS受信装置１００の動作を示す。
【００５７】
本GNSS受信装置１００は、衛星捕捉が完了したかどうかを判定する（ステップＳ１００２）。例えば、GNSS衛星により送信される電波は、アンテナ１０２を介して、高周波処理部１０４に入力される。高周波処理部１０４は、アンテナ１０２からの高周波信号を中間周波数の信号に変換する。該中間周波数の信号は衛星捕捉部１０６に入力され、衛星捕捉部１０６は、該中間周波数の信号に基づいて、GNSS衛星を捕捉する。
【００５８】
本GNSS受信装置１００は、ステップＳ１００２により捕捉されたGNSS衛星からの測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関を取る（ステップＳ１００４）。本GNSS 受信装置１００は、広いスペーシングにより、該スペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しい値となるように位相制御を行う。例えば、切り替え部１０８は、本GNSS受信装置１００が起動された直後は、衛星捕捉部１０６により入力されるべき信号を位相制御追尾処理部１１０２に入力する。位相制御追尾処理部１１０２は、該入力信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関を取る。位相制御追尾処理部１１０２は、広いスペーシングにより、該C/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う。例えば、広いスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しくなるように位相制御を行う。例えば、1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベル（0.5E、0.5L）が等しくなるように位相制御を行う。
【００５９】
本GNSS受信装置１００は、0.5Eに対応するチップと0.5Lに対応するチップとの間の中心のチップの相関値が最大値を取るように位相を制御する。本GNSS受信装置１００は、0.5Eと0.5Lとが等しい値であり、且つ該最大値（相関ピーク）Pが0.5E、0.5Lよりも大きい値であるかどうかを判定する（ステップＳ１００６）。例えば、位相制御追尾処理部１１０２は、1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しくなるように位相制御を行い、且つ該スペーシングの真ん中であるトラッキングポイントが最大となるようにC/Aコードのレプリカ信号の位相を調節する。位相制御追尾処理部１１０２は、1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しい値であり(0.5E=0.5L)、且つトラッキングポイントの最大値である相関ピークPが0.5E、0.5Lよりも大きい値であるかどうか(P>0.5E,0.5L)どうかを判定する。
【００６０】
1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しい値であり、且つトラッキングポイントの最大値である相関ピークPが0.5E、0.5Lよりも大きい値であると判定した場合（ステップＳ１００６：ＹＥＳ）、本GNSS受信装置１００は、相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１００８）。例えば、位相制御追尾処理部１１０２は、相関ピークPの信号強度レベルを信号強度レベル判定部１１２に入力する。信号強度レベル判定部１１２は、位相制御追尾処理部１１０２により入力された相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であるかどうかを判定する。相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であるかどうかを判定することにより、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことができるかどうかを判定する。
【００６１】
一方、ステップＳ１００６により、1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しい値であり、且つトラッキングポイントの最大値である相関ピークPが0.5E、0.5Lよりも大きい値であると判定されない場合（ステップＳ１００６：ＮＯ）、本GNSS受信装置１００は、タイムアウトとなったかどうかを判定する（ステップＳ１０１０）。例えば、位相制御追尾処理部１１０２は、タイムアウトとなったかどうかを判定する。
【００６２】
タイムアウトとなったと判定されない場合（ステップＳ１０１０：ＮＯ）、ステップＳ１００４に戻る。位相制御追尾処理部１１０２は、タイムアウトとなるまで、ステップＳ１００２により捕捉されたGNSS衛星からの測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関を取る処理と、1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しい値であり、且つトラッキングポイントの最大値である相関ピークPが0.5E、0.5Lよりも大きい値であるかどうかを判定する処理を継続する。換言すれば、トラッキングを継続する。
【００６３】
タイムアウトとなったと判定された場合（ステップＳ１０１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１００２に戻る。タイムアウトとなった場合、衛星追尾が不可能であると判定され、衛星捕捉から再度行う。例えば、衛星捕捉部１０６は、GNSS衛星からの信号に基づいて、衛星捕捉を行う。GNSS衛星からの信号に基づいて、衛星捕捉から行うと判定した場合、例えば信号強度レベル判定部１１２は、切り替え部１０８に、衛星捕捉部１０６に衛星捕捉を再度行うように指示するための命令（以下、「衛星再捕捉命令」と呼ぶ）を入力する。切り替え部１０８は、信号強度レベル判定部１１２からの命令に従って、衛星捕捉部１０６に、衛星再捕捉命令を入力する。衛星捕捉部１０６は、切り替え部１０８により入力された衛星再捕捉命令に従って、衛星捕捉を再度行う。
【００６４】
ステップＳ１００８により、相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１００８：ＹＥＳ）、本GNSS受信装置１００は、狭いスペーシングにより、該C/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う。例えば、狭いスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しくなるように位相制御を行う（ステップＳ１０１２）。例えば、0.1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベル（NE、NL）が等しくなるように位相制御を行う。狭いスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しくなるように位相制御を行うことにより、1チップによるスペーシングにより求めた相関ピークに対応するチップにより近いチップにおける相関値の信号強度レベル（NE、NL）を求めることができる。例えば、信号強度レベル判定部１１２は、位相制御追尾処理部１１０２により入力された相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であると判定した場合、切り替え部１０８に、衛星捕捉部１０６により入力されるべき信号をマルチパス低減部１１０４に入力するように指示する。該指示の結果、衛星捕捉部１０６からの信号は、マルチパス低減部１１０４に入力される。マルチパス低減部１１０４は、該入力信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関を取る。マルチパス低減部１１０４は、狭いスペーシングにより、該C/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う。例えば、0.1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベル（NE、NL）が等しくなるように位相制御を行う。NEと、NLとが等しくなるように位相制御を行い、該スペーシングの真ん中であるトラッキングポイントが最大となるようにC/Aコードのレプリカ信号の位相を調節する。
【００６５】
本GNSS受信装置１００は、相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１０１４）。例えば、マルチパス低減部１１０４は、相関ピークPの信号強度レベルを信号強度レベル判定部１１２に入力する。信号強度レベル判定部１１２は、マルチパス低減部１１０４により入力された相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であるかどうかを判定する。
【００６６】
相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１０１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１２に戻る。本GNSS受信装置１００は、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことにより相関ピークを検出する処理を継続する。例えば、マルチパス低減部１１０４は、切り替え部１０８からの入力信号に対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことにより、相関を取る。マルチパス低減部１１０４は、狭いスペーシングにより、該C/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う。
【００６７】
一方、相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であると判定されない場合、換言すれば相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値未満である場合（ステップＳ１０１４：ＮＯ）、ステップＳ１００４に戻る。本GNSS受信装置１００は、広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことにより相関検出を行う。例えば、マルチパス低減部１１０４は、相関ピークPの信号強度レベルを信号強度レベル判定部１１２に入力する。信号強度レベル判定部１１２は、該相関ピークの信号強度レベルが相関値閾値未満であると判定した場合、切り替え部１０８に、該切り替え部１０８により入力されるべき信号を位相制御追尾処理部１１０２に入力するように指示する。切り替え部１０８は、該指示に従って、衛星捕捉部１０６により入力されるべき信号を位相制御追尾処理部１１０２に入力する。位相制御追尾処理部１１０２は、該入力信号に対し、C/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことにより相関を取る。位相制御追尾処理部１１０２は、広いスペーシングにより、該C/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う。
【００６８】
図１０に示されるフローチャートでは、主に相関ピークを求める処理について説明したが、該相関ピークを求める処理と平行して、測位演算も行われている。
【００６９】
例えば、ステップＳ１００６により1チップによるスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが等しい値であり、且つトラッキングポイントの最大値である相関ピークPが0.5E、0.5Lよりも大きい値であると判定された場合（ステップＳ１００６：ＹＥＳ）、位相制御追尾処理部１１０２は、相関ピークを擬似距離算出部１１４に入力する。該擬似距離算出部１１４は、位相制御追尾処理部１１０２により入力されるべき相関ピークに基づいて、擬似距離を求める。該擬似距離は測位演算部１１６に入力される。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離算出部１１４により入力された擬似距離の演算結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【００７０】
また、例えば、ステップＳ１０１４により相関ピークPの信号強度レベルが相関値閾値以上であるかどうかが判定される際に、マルチパス低減部１１０４は、相関ピークPを擬似距離算出部１１４に入力する。該擬似距離算出部１１４は、マルチパス低減部１１０４により入力されるべき相関ピークに基づいて、擬似距離を求める。該擬似距離は測位演算部１１６に入力される。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離算出部１１４により入力された擬似距離の演算結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【００７１】
本実施例において、信号強度レベル判定部１１２は、位相制御追尾処理部１１０２により広いスペーシングでC/Aコードのレプリカ信号の位相制御が行われ、相関検出が行われる際に、所定の相関値の信号強度レベルが相関値閾値より大きいかどうかを判定するようにしてもよい。例えば、広いスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが相関値閾値より大きいかどうかを判定するようにしてもよい。該相関値閾値は、相関ピークの判定に使用する相関値閾値と異なってもよい。広いスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルを判定する場合、位相制御追尾処理部１１０２は、信号強度レベル判定部１１２に、広いスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルを入力する。
【００７２】
また、信号強度レベル判定部１１２は、マルチパス低減部１１０４により狭いスペーシングでC/Aコードのレプリカ信号の位相制御が行われ、相関検出が行われる際に、所定の相関値の信号強度レベルが相関値閾値より大きいかどうかを判定するようにしてもよい。狭いスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルが相関値閾値より大きいかどうかを判定するようにしてもよい。該相関値閾値は、相関ピークの判定に使用する相関値閾値と異なってもよい。狭いスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルを判定する場合、マルチパス低減部１１０４は、信号強度レベル判定部１１２に、狭いスペーシングの両端の相関値の信号強度レベルを入力する。
【００７３】
また、信号強度レベル判定部１１２は、リアルタイムの相関値の信号強度レベルを判定するようにしてもよい。また、信号強度レベル判定部１１２は、或る一定の時間間隔の間に位相制御追尾処理部１１０２又はマルチパス低減部１１０４により入力された相関値の平均値を算出し、該平均値が相関値閾値より大きいかどうかを判定するようにしてもよい。また、信号強度レベル判定部１１２は、或る一定の時間間隔の間に位相制御追尾処理部１１０２又はマルチパス低減部１１０４により入力された相関値を積算し、該積算値が相関値閾値より大きいかどうかを判定するようにしてもよい。
【００７４】
本実施例によれば、相関値の信号強度レベルに基づいて、該相関値の信号強度レベルが狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことができるかどうかを判定するための相関値閾値以上であるかどうかが判定される。該相関値の信号強度レベルが該相関値閾値未満であると判定される場合には、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことでは相関ピークを検出できないと判定され、広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを検出する処理に切り替えられる。広いスペーシングによる相関検出に切り替えられるため、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行う処理が継続されることによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御が不能となることがない。C/Aコードのレプリカ信号の位相制御が不能となることがないため、衛星追尾をはずしてしまう確率を低減できる。
【００７５】
一方、該相関値の信号強度レベルが該相関値閾値以上であると判定される場合には、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことにより相関ピークを検出できると判定され、狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを検出する処理に切り替えられる。狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを検出する処理に切り替えられるため、マルチパスの影響を低減できる。
【００７６】
本実施例によれば、GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置が提供される。
【００７７】
該GNSS受信装置は、
前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する位相制御追尾処理部としての、第１の相関ピーク検出部と、
マルチパス誤差低減技術により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出するマルチパス低減部としての、第２の相関ピーク検出部と、
前記測位信号の信号強度を検出する位相制御追尾処理部及びマルチパス低減部としての、信号強度検出部と、
該信号強度検出部により検出された信号強度に基づいて、該信号強度が所定の閾値以上である場合に前記測位信号を前記第２の相関ピーク検出部に入力し、前記信号強度が所定の閾値未満である場合に前記測位信号を前記第１の相関ピーク検出部に入力する切り替え部と、
前記第１の相関ピーク検出部又は前記第２の相関ピーク検出部により検出された相関ピークに基づいて、擬似距離を算出する擬似距離算出部と、
該擬似距離算出部により算出された擬似距離に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を算出する測位演算部と
を有する。
【００７８】
測位信号の信号強度に基づいて、該信号強度が狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行うことができるかどうかを判定するための閾値以上であるかどうかが判定される。該信号強度が該閾値未満であると判定される場合には広いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを検出する処理に切り替えられ、該信号強度が該閾値以上であると判定される場合には狭いスペーシングによりC/Aコードのレプリカ信号の位相制御を行い、相関ピークを検出する処理に切り替えられる。広いスペーシングに切り替えられることにより、衛星追尾をはずしてしまう確率を低減できる。狭いスペーシングに切り替えられることにより、マルチパスの影響を低減できる。
【００７９】
さらに、
前記第２の相関ピーク検出部は、第１の位相間隔により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出し、
前記第２の相関ピーク検出部は、前記第１の位相間隔よりも狭い第２の位相間隔により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する。
【００８０】
第１の位相間隔よりも狭い第２の位相間隔により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出することによりマルチパスの影響を低減できる。
【００８１】
さらに、
前記信号強度検出部は、前記第１の相関ピーク検出部により前記測位信号とC/AコードのC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークが検出される際に、所定の第１の相関値を検出し、
前記切り替え部は、前記信号強度検出部により検出された所定の第１の相関値に基づいて、該第１の相関値が所定の閾値以上である場合に前記測位信号を前記第２の相関ピーク検出部に入力し、前記第１の相関値が所定の閾値未満である場合に前記測位信号を前記第１の相関ピーク検出部に入力する。
【００８２】
測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークが検出される際に、所定の第１の相関値を検出する。換言すれば、信号強度として、該第１の相関値を用いることができる。該第１の相関値に基づいて、広いスペーシングによる相関ピークの検出と、狭いスペーシングによる相関ピークの検出との間を切り替えることができる。
【００８３】
さらに、
前記信号強度検出部は、前記第２の相関ピーク検出部により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークが検出される際に、所定の第２の相関値を検出し、
前記切り替え部は、前記信号強度検出部により検出された所定の第２の相関値に基づいて、該第２の相関値が所定の閾値以上である場合に前記測位信号を前記第２の相関ピーク検出部に入力し、前記第２の相関値が所定の閾値未満である場合に前記測位信号を前記第１の相関ピーク検出部に入力する。
【００８４】
測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークが検出される際に、所定の第２の相関値を検出する。換言すれば、信号強度として、該第２の相関値を用いることができる。該第２の相関値に基づいて、広いスペーシングによる相関ピークの検出と、狭いスペーシングによる相関ピークの検出との間を切り替えることができる。
【００８５】
さらに、
前記マルチパス誤差低減技術には、ナローコリレータ、アーリレートスロープ、ストロボコリレータ、及びマルチパス推定遅延ロックループのいずれかが含まれる。
【００８６】
ナローコリレータ、アーリレートスロープ、ストロボコリレータ、及びマルチパス推定遅延ロックループのいずれかによりマルチパスの影響を低減できる。
【００８７】
本実施例によれば、GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法が提供される。
【００８８】
該測位方法は、
前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第１の相関ピーク検出ステップと、
マルチパス誤差低減技術により前記測位信号とC/Aコードのレプリカ信号との間の相関値のピークを検出する第２の相関ピーク検出ステップと、
前記測位信号の信号強度を検出する信号強度検出ステップと、
該信号強度検出ステップにより検出された信号強度に基づいて、該信号強度が所定の閾値以上である場合に前記第２の相関ピーク検出ステップに切り替え、前記信号強度が所定の閾値未満である場合に前記第１の相関ピーク検出ステップに切り替える切り替えステップと、
前記第１の相関ピーク検出ステップ又は前記第２の相関ピーク検出ステップにより検出された相関ピークに基づいて、擬似距離を算出する擬似距離算出ステップと、
該擬似距離算出ステップにより算出された擬似距離に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を算出する測位演算ステップと
を有する。
【００８９】
以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に従った装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。
【符号の説明】
【００９０】
２  高周波処理部
４  衛星捕捉部
６  コリレータ部
８  擬似距離算出部
１０  GNSS受信装置
１００  GNSS受信装置
１０２  アンテナ
１０４  高周波処理部
１０６  衛星捕捉部
１０８  切り替え部
１１０  マルチパス誤差低減部
１１０２  位相制御追尾処理部
１１０４  マルチパス低減部
１１２  信号強度レベル判定部
１１４  擬似距離算出部
１１６  測位演算部
【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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【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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