(57)【要約】【課題】複数個の航法衛星システムコンステレーションからの多重衛星の信号を同時に受信し、処理するための方法、受信機、及びモバイル端末機を提供する。【解決手段】複数個の航法衛星システムからの衛星信号が中間周波数信号に変換され、アナログ信号からデジタル信号に共に変換され、変換された信号がデジタルドメインの各航法衛星システムによって分離される、方法。【選択図】図１Ｂ
2015001525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星航法システム内の受信機が複数個の衛星システムコンステレーションから多重衛星の信号を受信する方法において、
前記複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む無線周波数信号を受信する段階と、
前記無線周波数信号と局部発振器誘導信号ＬＯＲＦとを混合して前記複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む無線周波数信号を、前記複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む中間周波数信号に変換する段階と、
ｆｓのサンプリングレートで中間周波数信号をサンプリングしてアナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換する段階と、
前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合して各衛星システムが前記デジタル中間周波数信号から前記衛星システムの衛星の信号を分離する段階と、を含み、
前記数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳは、前記中間周波数信号への変換の後、前記衛星システム内の前記衛星の伝送周波数の中心に対応する周波数を有する多重衛星信号受信方法。
【請求項２】
前記局部発振器誘導信号ＬＯＲＦ、前記サンプリングレートｆｓ、及び前記出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳは、各々基準周波数ｆｘの倍数である請求項１に記載の多重衛星信号受信方法。
【請求項３】
前記基準周波数ｆｘは、前記受信機内の局部発振器が発生した同期信号の除数である請求項２に記載の多重衛星信号受信方法。
【請求項４】
前記局部発振器誘導信号ＬＯＲＦは、実質的に前記複数個の衛星システムコンステレーションが使用するすべての伝送周波数の中心にある請求項１に記載の多重衛星信号受信方法。
【請求項５】
前記中間周波数信号をサンプリングする前に前記中間周波数信号に対して帯域通過フィルタリングを遂行する段階をさらに含み、
前記帯域通過は、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では最も高い周波数伝送より高く設定され、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では最も低い周波数伝送より低く設定される請求項１に記載の多重衛星信号受信方法。
【請求項６】
前記中間周波数信号をサンプリングする前に前記中間周波数信号に対して帯域阻止フィルタリングを遂行する段階をさらに含み、
前記帯域阻止は、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では伝送の周波数の間に設定される請求項５に記載の多重衛星信号受信方法。
【請求項７】
前記各衛星システムが前記デジタル中間周波数信号から前記衛星システムの衛星の信号を分離する段階は、前記デジタル中間周波数信号と前記数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合した出力に対して低帯域通過フィルタリングを遂行する段階をさらに含み、
前記低帯域の帯域幅は、前記衛星システムの前記衛星が伝送した信号の帯域幅である請求項１に記載の多重衛星信号受信方法。
【請求項８】
前記複数個の衛星システムから１つ又はそれ以上の衛星システムを選択する段階と、
前記選択する段階で非選択にされた任意の複数個の衛星システムに対しては前記信号を分離する段階を遂行しない段階と、をさらに含む請求項１に記載の多重衛星信号受信方法。
【請求項９】
前記選択された衛星システムの分離された信号を処理して計算された航法ソリューションが正確度の閾値を満足させない時、前記信号を分離する段階が前記現在選択された、そして前記既に非選択にされた１つ又はそれ以上の衛星システムに対しても現在遂行されるように前記既に非選択にされた衛星システムを選択する段階をさらに含む請求項８に記載の多重衛星信号受信方法。
【請求項１０】
衛星航法システム受信機内の受信チェーンにおいて、
複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む無線周波数信号を受信するように構成される受信機と、
前記受信された中間周波数信号と局部発振器誘導信号ＬＯＲＦとを混合して前記複数個の衛星システムコンステレーション内の前記多重衛星からの前記伝送を含むアナログ中間周波数信号の出力を発生するように構成される局所混合機と、
ｆｓのサンプリングレートで前記中間周波数信号をサンプリングして前記アナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換するように構成されるアナログ−デジタル変換機と、
前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合するように構成される複素混合機と、を含み、
前記数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳは、前記複数個の衛星システムの対象位相システム内の衛星の中間周波数で伝送周波数の中心に対応する周波数を有することによって前記デジタル中間周波数信号から前記対象位相システムの衛星の信号を分離する受信チェーン。
【請求項１１】
前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合するように構成される前記複素混合機は、複数個の複素混合機の中の１つであり、
前記複数個の複素混合機は、各々前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合するように構成され、
前記数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳが、複数個の衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎの中で１つの衛星システムＧＮＳＳｉ内の衛星の中間周波数で伝送周波数に対応する周波数を有することによって、前記複数個の複素混合機が前記デジタル中間周波数信号から前記複数個の衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎ各々の衛星の信号を分離する請求項１０に記載の受信チェーン。
【請求項１２】
前記中間周波数信号が前記アナログ−デジタル変換機に入力される前に前記中間周波数信号をフィルタリングするように構成される帯域通過フィルターをさらに含み、
前記帯域通過は、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では最も高い周波数伝送より高く設定され、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では最も低い周波数伝送より低く設定される請求項１１に記載の受信チェーン。
【請求項１３】
前記中間周波数信号が前記アナログ−デジタル変換機に入力される前に前記中間周波数信号をフフィルタリングするように構成される帯域阻止フィルターをさらに含み、
前記帯域阻止は、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では伝送の周波数の間に設定される請求項１１に記載の受信チェーン。
【請求項１４】
前記デジタル中間周波数信号と前記数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合するように構成される前記複数個の複素混合機用少なくとも１つの低帯域通過フィルターから構成される複数個の低帯域通過フィルターをさらに含み、
前記少なくとも１つの低帯域通過フィルターの帯域幅は、前記１つの衛星システムＧＮＳＳｉが伝送した信号の帯域幅である請求項１１に記載の受信チェーン。
【請求項１５】
信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳを出力する受信制御発振器は、ルックアップテーブルを利用する請求項１１に記載の受信チェーン。
【請求項１６】
基準周波数ｆｘは、前記受信機内の局部周波数が発生した同期信号の除数であり、前記局部発振器誘導信号ＬＯＲＦ、前記サンプリングレートｆｓ、及び前記出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳは、各々基準周波数ｆｘの倍数である請求項１５に記載の受信チェーン。
【請求項１７】
前記基準周波数ｆｘ、前記局部発振器誘導信号ＬＯＲＦ、及び前記サンプリングレートｆｓは、各々以下の通りである請求項１６に記載の受信チェーン、
ｆｘ＝１．０２３０６２５ＭＨｚ、ＬＯＲＦ＝１５４７ｆｘ＝１５８２．６７７６８７５ＭＨｚ、及びｆｓ＝４８ｆｘ＝４９．１０７ＭＨｚ。
【請求項１８】
前記衛星システムＧＮＳＳｉは、グローバル位置決定システムＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏシステムとの中で少なくとも１つであり、
ＮＣＯＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏに対する入力クロック信号は、４８ｆｘ＝４９．１０７ＭＨｚであり、
信号ｆＮＣＯ−ＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏを出力するためのルックアップテーブルは、以下の通りである請求項１７に記載の受信チェーン。
【表１】
2015001525.tif 000012
2015001525.tif 000013
【請求項１９】
前記衛星システムＧＮＳＳｉは、ＧＬＯｂａｌｎａｙａ  ＮＡｖｉｇａｔｓｉｏｎｎａｙａ  Ｓｐｕｔｎｉｋｏｖａｙａ  Ｓｉｓｔｅｍａ（ＧＬＯＮＡＳＳ）であり、
ＮＣＯＧＬＯＮＡＳＳに対する入力クロック信号は、４８ｆｘ＝４９．１０７ＭＨｚであり、
信号ｆＮＣＯ−ＧＬＯＮＡＳＳを出力するためのルックアップテーブルは、以下の通りである請求項１７に記載の受信チェーン。
【表２】
2015001525.tif 000014
2015001525.tif 000015
2015001525.tif 000016
2015001525.tif 000017
【請求項２０】
前記衛星システムＧＮＳＳｉは、ＢｅｉＤｏｕシステムであり、
ＮＣＯＧＬＯＮＡＳＳに対する入力クロック信号は、４８ｆｘ＝４９．１０７ＭＨｚであり、
信号ｆＮＣＯ−ＢｅｉＤｏｕを出力するためのルックアップテーブルは、以下の通りである請求項１７に記載の受信チェーン。
【表３】
2015001525.tif 000018
2015001525.tif 000019
【請求項２１】
衛星航法システムＧＰＳの受信機において、
１つ又はそれ以上の処理器と、
その上に記録されたプログラム命令（ｐｒｏｇｒａｍ  ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を有する、少なくとも１つの非一時的コンピューター読出し可能記録媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を含み、
前記プログラム命令は、前記１つ又はそれ以上の処理器が、
複数個の衛星システムコンステレーションの多重衛星からの伝送を含んだ無線周波数信号を受信する段階と、
前記無線周波数信号と局部発振器誘導信号ＬＯＲＦとを混合して、前記複数個の衛星システムコンステレーションの多重衛星からの伝送を含んだ前記無線周波数信号を前記複数個の衛星システムコンステレーションの多重衛星からの伝送を含んだアナログ中間周波数信号に変換する段階と、
前記中間周波数信号をｆｓのサンプリングレートでサンプリングして前記アナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換する段階と、
前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合して、各衛星システムが前記衛星システムの衛星の信号を前記デジタル中間周波数信号と分離し、数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳは、前記中間周波数信号にの変換の後、前記衛星システム内の前記衛星の伝送周波数の中心に対応する周波数を有する段階の中で１つ又はそれ以上の段階の実行を制御するように構成されている衛星航法システムの受信機。
【請求項２２】
複数個の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎから多重衛星の信号を受信できるモバイル端末機において、
前記複数個の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎからの前記多重衛星の前記信号を含む無線周波数信号を受信するように構成される受信機と、
前記受信された無線周波数信号と局部発振器誘導信号ＬＯＲＦとを混合して前記複数個の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎからの前記多重衛星の前記信号を含むアナログ中間周波数信号の出力を発生するように構成される複素混合機と、
前記中間周波数信号をｆｓのサンプリング信号にサンプリングして前記アナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換するように構成されるアナログ−デジタル変換機と、
各々が前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳｉとを混合するように構成される複数個の複素混合機と、を含み、
前記数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳｉは、前記複数個の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎの中で１つの航法衛星システムＧＮＳＳｉの衛星の中間周波数で送信周波数の中心に対応する周波数を有することによって、前記複数個の複素混合機が前記各々の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎの衛星の信号を前記デジタル中間周波数信号から分離するモバイル端末機。
【請求項２３】
前記複数個の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎからの１つ又はそれ以上の航法衛星システムのサブセットが選択され、
前記選択された航法衛星システムのサブセット内に存在しない前記衛星航法システムの任意のシステムに対応する前記複素混合機が非活性される請求項２２に記載のモバイル端末機。
【請求項２４】
受信機が複数個の衛星システムコンステレーションからの信号を受信する方法において、
１セットの衛星システムコンステレーションＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎから１つ又はそれ以上の衛星システムコンステレーションのサブセットＧＮＳＳｓを選択し、前記受信機は、上記セットの衛星システムコンステレーションＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎ各々の衛星から信号を分離するように構成される回路を含む段階と、
デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合して前記サブセットＧＮＳＳｓの各衛星が前記衛星システムの衛星の信号を前記デジタル中間周波数信号から分離し、数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳは、中間周波数信号に変換した後、前記衛星システム内の衛星の伝送周波数の中心に対応する周波数を有する段階と、
前記分離された信号を利用して航法／位置ソリューションを計算する段階と、
前記計算された航法／位置ソリューションが最小閾値を満足させない時、１つ又はそれ以上の以前に非選択にされたシステムコンステレーションを上記セットの衛星システムコンステレーションＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎから前記サブセットＧＮＳＳｓに追加する段階と、
１つ又はそれ以上の条件が最大閾値を超過する時、１つ又はそれ以上の以前に非選択にされた衛星システムコンステレーションを前記サブセットＧＮＳＳｓから除去する段階を含む受信機の信号受信方法。
【請求項２５】
前記最小閾値は、前記計算された航法／位置ソリューションのある程度の正確度である請求項２４に記載の受信機の信号受信方法。
【請求項２６】
前記最大閾値は、前記信号を分離するための受信機回路が消費した電力のある程度の割合と前記受信機のシステムに残っている総電力のある程度の割合とのうちの少なくとも１つである請求項２４に記載の受信機の信号受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衛星航法システムからの信号受信に関し、さらに具体的には多重グローバル衛星航法システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ；以下、“ＧＮＳＳ”）の衛星コンステレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）からの信号受信に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星航法システムは地上の受信機（ｅａｒｔｈ−ｂｏｕｎｄ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ）に位置及び時間情報を提供する。各衛星航法システムは地球の軌道に沿って回転する衛星コンステレーションを有している。そのようなコンステレーションの位置を計算するために、地球上の受信機は上述した航法システムから“見えるところにある”（即ち、上空に浮いている）衛星を利用する。このような衛星航法システムは、局地的及び補強（ｒｅｇｉｏｎａｌ  ａｎｄ  ａｕｇｍｅｎｔｅｄ）システム（即ち、本当に“グローバル的”ではないシステム）を包含する。ＧＮＳＳは時々このようなシステムの総称として使用される。ここに使用された用語“ＧＮＳＳ”は特別な言及をしない限り、グローバル的に又はグローバル的ではない任意の種類の衛星航法システムを包括する。
【０００３】
計画中であるＧＮＳＳシステムと現在使用中であるＧＮＳＳシステムとの数が増加されている。広く知られ、広く使用され、実際にグローバル的である米国の衛星位置確認システムＧＰＳは、他のグローバル的なシステムであるロシアのＧＬＯＮＡＳＳ（ＧＬＯｂａｌｎａｙａ  ＮＡｖｉｇａｔｓｉｏｎｎａｙａ  Ｓｐｕｔｎｉｋｏｖａｙａ  Ｓｉｓｔｅｍａ）と提携して来たし、現在はヨ−ロッパのＧａｌｉｌｅｏシステムと中国のＢｅｉＤｏｕ（第２世代はＣＯＭＰＡＳＳとして知られている）システムとが提携している。ＧａｌｉｌｅｏシステムとＢｅｉＤｏｕシステムとは各々地球を軌道に沿って回転する衛星コンステレーションを有しているか、或いは有する。局地的システム（グローバル的システムではない地球のいずれか局地のみをカバーしようとするシステム）は、日本のＱＺＳＳ（Ｑｕａｓｉ−Ｚｅｎｉｔｈ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）と、現在開発中であるインドのＩＲＮＳＳ（Ｉｎｄｉａｎ  Ｒｅｇｉｏｎａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）を含む。一般的に補強システムは局地的システムであり、例えば、地上局及び／又は付加的な航法施設からのメッセージを利用して既存ＧＮＳＳシステムを“補強させる”。このような補強システムはＷＡＡＳ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＥＧＮＯＳ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｏｖｅｒｌａｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ＭＳＡＳ（Ｍｕｌｔｉ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）、及びＧＡＧＡＮ（ＧＰＳ  Ａｉｄｅｄ  Ｇｅｏ  Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）を含む。ＱＺＳＳのような局地的ＧＮＳＳシステムはまた補強システムとして動作することができる。
【０００４】
前記４つの動作する又は速く動作することができる真の“グローバル的（ｇｌｏｂａｌ）”ＧＮＳＳ、即ちＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、及びＢｅｉＤｏｕはＧＮＳＳ受信機が各ＧＮＳＳシステムによって伝送された“開放形サービス”チャンネルを利用して、その位置を計算することができる上空の衛星を前例がない程度に提供しているか、又は提供する。ＧＰＳは開放形サービスＬ１信号を伝送し、２０１２年１２月を基準にしたコンステレーション内に３２基の実用衛星を有している。前記３２基の実用衛星は６つの互に異なる軌道面内に４基の商用衛星、即ち総２４基の商用衛星を構成して地球上のどこでも、いつでも少なくとも６基の衛星が上空に存在することを保障する。ＧＬＯＮＡＳＳは開放形サービスＬ１信号を伝送し、２０１３年７月を基準にコンステレーション内に２９基の衛星を有し、この中で２３基が商用衛星である。Ｇａｌｉｌｅｏは開放形サービスＥ１信号を伝送し、３つの軌道面内に開いた計画された３０基の衛星を有し、“大部分の位置”でいつでも６基乃至８基の衛星が上空に存在するように保障しようとする。ＣＯＭＰＡＳＳとしても公知されたＢｅｉＤｏｕは開放形サービスＢ１信号を伝送し、コンステレーション内に３５基の衛星を有する予定である。
【０００５】
したがって、近い未来には、ＧＮＳＳ受信機が４つのＧＮＳＳシステム全てから信号を受信することができる場合、最小３０基から最大５０基以上の上空上の衛星が前記ＧＮＳＳ受信機のために使用され得る。しかし、多様なＧＮＳＳシステムは互に異なる信号構造を使用し、これらの大部分は互に異なる周波数を利用するため、過度な電力消費及び／又は受信機装置の複雑さなしでは４つのすべてのＧＮＳＳコンステレーション内の衛星から信号を同時に受信するのが難しくなる。
【０００６】
したがって、過度な電力要求及び／又は過度な装置の複雑性無しでも４つのすべてのＧＮＳＳコンステレーションから衛星信号を同時に受信するためのＧＮＳＳ受信機が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，３５８，８９６号公報
【特許文献２】米国特許第７，７６４，２２６号公報
【特許文献３】米国特許公開第２０１０／０１４１５１９号公報
【特許文献４】米国特許公開第２０１２／００２６０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は多重ＧＮＳＳコンステレーションから信号を同時に受信するように構成されたＧＮＳＳ受信機を提供することである。
【０００９】
本発明が解決しようとする他の課題は多重ＧＮＳＳコンステレーションから信号を同時に受信して処理するＧＮＳＳ受信機に使用される１つのアナログ受信チェーンを提供することである。
【００１０】
本発明が解決しようとするその他の課題は多重ＧＮＳＳコンステレーションからのすべての信号を含む受信信号がアナログ信号からデジタル信号に変換された後のみに互に分離される前記多重ＧＮＳＳコンステレーションからの信号を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記技術的課題を達成するための本発明の一実施形態にしたがって、衛星航法システム内の受信機が複数個の衛星システムコンステレーションから多重衛星の信号を受信する方法を提供される。前記方法は、前記複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む無線周波数信号を受信する段階と、前記無線周波数信号と局部発振器誘導信号ＬＯＲＦとを混合して前記複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む無線周波数信号を、前記複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む中間周波数信号に変換する段階と、ｆｓのサンプリングレートで中間周波数信号をサンプリングしてアナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換する段階と、前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合して各衛星システムが前記デジタル中間周波数信号から前記衛星システムの衛星の信号を分離する段階と、を含み、前記数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳは、前記中間周波数信号への変換の後、前記衛星システム内の前記衛星の伝送周波数の中心に対応する周波数を有する。
【００１２】
前記技術的な課題を達成するための本発明の他の実施形態にしたがって、衛星航法システム受信機内の受信チェーンを提供する。前記受信チェーンは、複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む無線周波数信号を受信するように構成される受信機と、前記受信された中間周波数信号と局部発振器誘導信号ＬＯＲＦとを混合して前記複数個の衛星システムコンステレーション内の前記多重衛星からの前記伝送を含むアナログ中間周波数信号の出力を発生するように構成される局所混合機と、ｆｓのサンプリングレートで前記中間周波数信号をサンプリングして前記アナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換するように構成されるアナログ−デジタル変換機と、前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合するように構成される複素混合機と、を含み、前記数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳは、前記複数個の衛星システムの対象位相システム内の衛星の中間周波数で伝送周波数の中心に対応する周波数を有することによって前記デジタル中間周波数信号から前記対象位相システムの衛星の信号を分離する。
【００１３】
前記技術的な課題を達成するための本発明のその他の実施形態にしたがって、衛星航法システムＧＰＳの受信機を提供する。前記受信機は、１つ又はそれ以上の処理器と、その上に記録されたプログラム命令（ｐｒｏｇｒａｍ  ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を有する非一時的コンピューター読出し可能記録媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）と、を含み、前記１つ又はそれ以上の処理器を有するように構成された前記プログラム命令は、複数個の衛星システムコンステレーションの多重衛星からの伝送を含んだ無線周波数信号を受信する段階と、前記無線周波数信号と局部発振器誘導信号ＬＯＲＦとを混合して前記複数個の衛星システムコンステレーションの多重衛星からの伝送を含んだ前記無線周波数信号を前記複数個の衛星システムコンステレーションの多重衛星からの伝送を含んだアナログ中間周波数信号に変換する段階と、前記中間周波数信号をｆｓのサンプリングレートでサンプリングして前記アナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換する段階と、前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳとを混合して各衛星システムが前記衛星システムの衛星の信号を前記デジタル中間周波数信号と分離し、数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳは、前記中間周波数信号の変換の後、前記衛星システム内の前記衛星の伝送周波数の中心に対応する周波数を有する段階の中で１つ又はそれ以上の段階と、を制御する。
【００１４】
前記技術的な課題を達成するための本発明のその他の実施形態にしたがって、複数個の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎから多重衛星の信号を受信できるモバイル端末機を提供する。前記モバイル端末機は、前記複数個の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎからの前記多重衛星の前記信号を含む無線周波数信号を受信するように構成される受信機と、前記受信された無線周波数信号と局部発振器誘導信号ＬＯＲＦとを混合して前記複数個の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎからの前記多重衛星の前記信号を含むアナログ中間周波数信号の出力を発生するように構成される複素混合機と、前記中間周波数信号をｆｓのサンプリング信号にサンプリングして前記アナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換するように構成されるアナログ−デジタル変換機と、各々が前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳｉとを混合するように構成される複数個の複素混合機と、を含み、前記数値制御発振器出力信号ｆＮＣＯ−ＧＮＳＳｉは、前記複数個の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎの中で１つの航法衛星システムＧＮＳＳｉの衛星の中間周波数で送信周波数の中心に対応する周波数を有することによって前記複数個の複素混合機が前記各々の航法衛星システムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎの衛星の信号を前記デジタル中間周波数信号から分離する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態によれば、過度な電力消費及び／又は過度な装置の複雑性無しでも複数個の航法衛星システムコンステレーションからの多重衛星の信号を同時に受信し、処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の実施形態による４つのコンステレーションからの信号を受信して処理するＧＮＳＳシステム用受信機チェーンを示す図面である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による４つのコンステレーションからの信号を受信して処理する方法を説明するための順序図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態によるＧＮＳＳを計算するために使用されるＧＮＳＳコンステレーションを選択する方法を説明するための順序図である。
【図２Ａ】ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、及びＢｅｉＤｏｕシステム（ＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ）の衛星コンステレーションによって伝送され、前記衛星から受信される信号を示すグラフである。
【図２Ｂ】ＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ衛星によって伝送される信号と本発明の実施形態による局部発振器ＬＯの周波数ＬＯＲＦとをグラフで示した図面である。
【図３Ａ】本発明の実施形態による周波数変換によって発生されたＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ中間周波数（ＩＦ）信号及び中心ＩＦ周波数（ｆｃ）をグラフで示した図面である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による周波数変換によって発生されたＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ中間周波数（ＩＦ）信号のオーバーラップをグラフで示した図面である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による周波数変換によって発生されたＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ中間周波数（ＩＦ）信号のオーバーラップを示すグラフである。
【図４Ａ】本発明の実施形態によるＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉコンステレーションからの信号を受信して処理するＧＮＳＳシステム用受信機チェーンを示す図面である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による図４Ａの信号分離モジュール４４０の素子を示す図面である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態による図４Ｂの信号分離器４４０Ａ／Ｂ−４４０Ｄによって使用される複素混合機（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｍｉｘｅｒ）４４１を示す図面である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による図４ＡのＩＦフィルター４２３の周波数反応を示す図面である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による図４Ａの選択的に追加された帯域通過フィルター（ｂａｎｄｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）を有するＩＦフィルター４２３の周波数反応を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の望ましい実施形態の詳細な説明が添付された図面を参照して説明される。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されてもよく、本発明の範囲が以下で説明する実施形態のみに限定されることではない。図面での要素の形状及び大きさ等はより明確な説明のために誇張され、図面の中で引用符号及び同一な構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、できる限り、同一な引用符号で表示されることを留意しなければならない。参考に本発明を説明することにおいて、関連する公知の機能或いは構成に対する具体的な説明が、本発明の要旨を不必要に不明確にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００１８】
一般的に、本出願は多重ＧＮＳＳコンステレーションの衛星からの信号を同時に受信して処理するＧＮＳＳ受信機のみでなく、最小回路及び最大適応性を有する補強システムに関する。さらに具体的に、本発明の実施形態は次のような特徴の組み合わせを含む。
【００１９】
（１）サンプリング以前に中間周波数での帯域幅を最小値に減少させながら、多重ＧＮＳＳコンステレーションの衛星からの信号を受信するための１つの無線周波数（ＲＦ）／中間周波数（ＩＦ）受信チェーン、
（２）自体の信号特性（Ｌバンド搬送波伝送周波数及び拡散コードを包含する）の面で各ＧＮＳＳシステム信号が最適に分離されるようにすべての複合ＧＮＳＳ信号を処理することができるデジタル回路、
（３）ＧＮＳＳシステム信号を受信するために選択されることに基づいて活性化され、非活性化されることができる素子を有するデジタル回路、及び
（４）ＧＮＳＳ受信機の感度を干渉信号までさらに減少させるために使用され得る選択的な帯域阻止フィルター（ｂａｎｄｓｔｏｐ  ｆｉｌｔｅｒ）。
【００２０】
図１Ａは本発明の実施形態による４つのコンステレーションからの信号を受信して処理するＧＮＳＳシステム用受信機チェーンを示す図面である。具体的に、アンテナ１１はＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、及びＢｅｉＤｏｕシステム（以下“ＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ”）内の衛星から信号を受信している。このような受信された信号、即ちＲＦ信号１１５の特性が図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明される。図２ＡはＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉの衛星コンステレーションによって伝送され、前記衛星から受信される信号を示すグラフである。勿論、図２ＡはＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ信号を簡略に示すことであることは、この分野の通常的な知識を有する者（以下“当業者”）に理解される。例えば、すべての信号において、これらの信号は常に雑音と共に受信され、実際、ＧＰＳ信号が受信されるとき、ＧＰＳ信号は基底熱雑音（ｔｈｅｒｍａｌ  ｎｏｉｓｅ  ｆｌｏｏｒ）以下になる。ＧＮＳＳ信号及びシステムの上述した内容及びその他の広く公知された詳細な内容は本説明を必要以上に複雑にするため、本説明では除外される。
【００２１】
図２Ａ及び図２Ｂに示したように、ＢｅｉＤｏｕ開放形サービス信号Ｂ１  ２１０は約４．０９２ＭＨｚの１ｄＢ帯域幅を有する１５６１．０９８ＭＨｚの公称中心周波数（ｎｏｍｉｎａｌ  ｃｅｎｔｅｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を有する（前記帯域幅で１ｄＢによって信号の電源がロール−オフされることを意味する）。これは図２Ｂのグラフ上の公称周波数を示す１つの線と１ｄＢロール−オフ帯域幅とを示すボックスで図示される。直近のＢＥＩＤＯＵ開放形サービス信号Ｂ１用インターフェイス統制文書（ＩＣＤ：ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＤＯＣＵＭＥＮＴ）は２０１２年１２月の“ＢＥＩＤＯＵ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ  ＳＡＴＥＬＬＩＴＥ  ＳＹＳＴＥＭ  ＳＩＧＮＡＬ  ＩＮ  ＳＰＡＣＥ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＤＯＣＵＭＥＮＴ”であり、本明細書の参照として結合される。
【００２２】
ＧＰＳ  Ｌ１信号２２０とＧａｌｉｌｅｏ  Ｅ１信号２２５とは１５７５．４２ＭＨｚの同一な公称中心周波数を共有するので、図２Ａ及び図２Ｂで互にオーバーラップされている。しかし、図２Ａ上のさらに暗い領域はＧａｌｉｌｅｏ信号２２５がＧＰＳ信号２２０と互に異なることを示す。直近のＧＰＳ用インターフェイス統制文書ＩＣＤは２０１３年１月３１日の“Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｄｉｒｅｃｔｏｒａｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ＆  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ＩＳ−ＧＰＳ−２００Ｇ”であり、本明細書の参照として結合される。直近のＧａｌｉｌｅｏ用インターフェイス統制文書ＩＣＤは２０１０年９月の“Ｇａｌｉｌｅｏ  Ｏｐｅｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｉｎ−Ｓｐａｃｅ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＤＯＣＵＭＥＮＴ  Ｇａｌｉｌｅｏ  ＯＳ  ＳＩＳ  ＩＣＤ  Ｉｓｓｕｅ  １．１”であり、本明細書の参照として結合される。
【００２３】
ＧＬＯＮＡＳＳ  Ｌ１信号２３０Ｂは１６０２ＭＨｚの公称中心周波数を有するが、最近これを具現（ｉｎｃａｒｎａｔｉｏｎ）するにあたり、ＧＬＯＮＡＳＳは衛星の信号を区別するためにコード分割マルチプレクシングＣＤＭよりは周波数分割マルチプレクシングＦＤＭを使用する。さらに具体的には、ＧＬＯＮＡＳＳは１６０２ＭＨｚから＋０．５６２５ＭＨｚの中心周波数で伝送中心周波数を有する１４つのＬ１／Ｌ２衛星チャンネルを有する。図２Ａに図示されたＧＬＯＮＡＳＳ  ２３０Ａ信号は１６０５．３７５ＭＨｚで中心周波数を有する＋６衛星チャンネルを有するが、これはすべてのＧＬＯＮＡＳＳＦＤＭチャンネルの最も高い伝送周波数を指示するのに使用される。将来のＧＬＯＮＡＳＳ具現は衛星信号を区別するためにチャンネル分割マルチプレクシングＣＤＭを使用することができる。その他のＧＮＳＳ信号と同様に、本発明の原理は現在の具現のみでなく、当業者に明確な多様な変形を含む未来の具現にも適用され得る。図２Ｂに図示されたＧＬＯＮＡＳＳ  ２３０Ｂ信号は大略１６０２ＭＨｚを中心にする１４つのＦＤＭチャンネルの全てによってカバーされる帯域幅をグラフで示したことである。チャンネルを区別するためにＦＤＭを使用するので、すべてのＧＬＯＮＡＳＳチャンネルＧＬＯＮＡＳＳ信号２３０Ｂはグラフで示したようにその他のＧＮＳＳ信号より広い帯域幅（大略８ＭＨｚ）を有する。直近に英語で公開的に使用することができるＧＬＯＮＡＳＳ  Ｌ１及びＬ２信号用インターフェイス統制文書ＩＣＤは２００８年の“Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＤＯＣＵＭＥＮＴ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ５．１”であり、本明細書の参照として結合される。
【００２４】
再び図１Ａを参照すれば、アンテナ１１０によって受信されたＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ無線周波数ＲＦ信号１１５（図２Ｂには２１０、２２０、２２５、２３０Ｂで示される）を周波数変換モジュール１２０に入力する。周波数変換は無線受信分野では広く公知された工程であり、高い周波数の受信された信号（“無線周波数”信号又は“ＲＦ”信号と称する）を低い周波数の信号（“中間周波数”信号又は“ＩＦ”信号と称する）に変換することを含む。周波数変換を遂行する理由は多数あるが、主要な理由の１つは低い周波数で信号を調節し、処理することをさらに容易にするためである。このような周波数変換はＲＦ信号と局部発振器ＬＯによって発生された信号とを混合して遂行される。ここで、ＬＯＲＦは局部発振器ＬＯ信号の周波数を示す。周波数変換を遂行する時に可能な手段と変形は多数あり、周波数変換の以前、途中、そして以後にチェーンを受信することにおいて、発生できる段階（ｓｔａｇｅｓ  ａｎｄ  ｓｔｅｐｓ）は当業者に広く公知されているので、それ以上の具体的説明はここで省略する。
【００２５】
図２Ｂに示したように、本発明の実施形態にしたがって選択されたＬＯＲＦは要求された４つの信号（ＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ）の大略中間程度の周波数である。より詳細には、ＬＯＲＦは名目の１５４７ｆｘに選択される。ここで、ｆｘは局部発振器の周波数として１．０２３０６２５ＭＨｚであり、これにしたがって図２Ｂに示したようにＬＯＲＦは１５８２．６７７６８７５ＭＨｚである。
【００２６】
ＬＯＲＦ信号は複素信号（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｓｉｇｎａｌ）であるので、即ち同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）及び直角位相（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）要素を有するので、周波数変換モジュール１２０の出力もやはり複素出力となる。これは図１Ａに図示されたＩＦ信号１２５の二重線（ｄｏｕｂｌｅ−ｌｉｎｅｄ）出力で示している。図１Ａに図示されたすべての複素信号は二重線で表示される。
【００２７】
図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃは周波数変換モジュール１２０によって出力されたＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ  ＩＦ信号１２５をグラフで示した図面である。ＲＦ信号とＬＯＲＦ信号とが混合されて発生したＩＦ信号１２５は大略ＩＦ中心周波数ｆｘより著しく低く中心になっており、これを図３Ａに図示された中心基準線が示す。出力されたＩＦ信号１２５を示す図３Ａのスペクトルは正と負との周波数要素の全てを有している複素スペクトルである。しかし、実際の実行では前記正と負との周波数要素が互に重ねて図３Ｂに図示された重畳信号が示される。さらに具体的に、大略−２２ＭＨｚに中心する図３ＡのＢｅｉＤｏｕ信号２１０は実際に図３Ｂでは＋２２ＭＨｚに中心する。したがって、ＢｅｉＤｏｕ信号２１０は図３Ｂに図示された大略１９．５ＭＨｚに中心するＧＬＯＮＡＳＳ信号２３０Ｂと重畳される。図３Ｃは振幅ｄＢにおいて、ＧＬＯＮＡＳＳ２３０Ａ（＋６ＧＬＯＮＡＳＳ衛星チャンネル）とＢｅｉＤｏｕ２１０とが重畳されることを示す。
【００２８】
図１Ａを再び参照すれば、周波数変換モジュール１２０によって出力されたＩＦ信号１２５はアナログ−デジタル変換機ＡＤＣ、１３０に入力される。アナログ−デジタル変換は当業者に広く公知された工程であり、アナログ信号をデジタル信号に変換することが明確であるので、信号が‘１’と‘０’とに示されることを意味する。アナログ−デジタル変換を遂行する理由は多数あるが、主な理由の１つはデジタルドメイン（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄｏｍａｉｎ）内の信号を調節し、処理するのをさらに容易にするためである。アナログ−デジタル変換を遂行する時に可能な手段と変形は多数あり、アナログ−デジタル変換の以前、途中、そして以後にチェーンを受信することにおいて、発生できる段階（ｓｔａｇｅｓａｎｄ  ｓｔｅｐｓ）は当業者に広く公知されているので、それ以上の具体的説明はここで省略する。
【００２９】
一旦、デジタルドメインに変換されれば、ＩＦ信号１２５（図１Ａの二重線で表示されたように相変わらず、複素信号）は信号分離モジュール１４０に入力される。前記信号分離モジュール１４０はＧＰＳ信号分離器１４０Ａ、Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器１４０Ｂ、ＧＬＯＮＡＳＳ信号分離器１４０Ｃ、及びＢｅｉＤｏｕ信号分離器１４０Ｄから構成される。前記信号分離器１４０Ａ−１４０Ｄは各々のアナログ−デジタル変換機１３０から出力された信号を受信する。部分的にデジタル出力が複素出力であるので、即ちＩ及びＱ要素を有するので、図３Ｂ及び図３Ｃに図示された信号が重畳されることがＧＰＳ信号分離器１４０Ａ、Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器１４０Ｂ、ＧＬＯＮＡＳＳ信号分離器１４０Ｃ、及びＢｅｉＤｏｕ信号分離器１４０Ｄ内部のデジタル回路によって明確になり得る。前記信号分離モジュール１４０は図４Ｂ及び図４Ｃに図示された信号分離モジュール４４０の具体的な実施形態を参照にしてさらに詳細に説明される。
【００３０】
ＧＰＳ信号分離器１４０Ａ、Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器１４０Ｂ、ＧＬＯＮＡＳＳ信号分離器１４０Ｃ、及びＢｅｉＤｏｕ信号分離器１４０Ｄは各々のＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、及びＢｅｉＤｏｕ信号を分離し、この分離された信号が各ＧＮＳＳシステムに適合である航法処理及び計算に使用されることができるように出力する。一般的に各信号分離器は衛星信号の自体対象ＧＮＳＳシステムを分離させる。
【００３１】
先に指示したように、図１Ａは本発明の実施形態によるシステムに含まれた構成要素の高水準抽象概念（ｈｉｇｈ−ｌｅｖｅｌ  ａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ）を示す図面であり、当業者に広く公知されたように多数の構成要素と段階とがＧＮＳＳ受信チェーンに必要とされる又は望ましいが、説明を明確にするために省略されている。例えば、当業者に広く公知されたように、周波数変換モジュール１２０とアナログ−デジタル変換機１３０との動作以前と以後とに増幅及びフィルタリング動作が必要であるが、図１Ａには図示されなかった。増幅及びフィルタリング動作の一部は以下で図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃに図示された特定実施形態を参照して説明する。一般的に、特別なＧＮＳＳ受信機の受信チェーンで本発明の特定具現は図１Ａに図示された受信チェーン要素以外にも広く公知された受信チェーン要素を必要とすることは当業者に容易に理解できる。
【００３２】
図１Ｂは本発明の実施形態による多重ＧＮＳＳコンステレーションから信号を受信して処理する方法を説明する順序図である。段階１５０で、ＧＮＳＳ受信機はｎ個のＧＮＳＳシステムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎの衛星コンステレーションからのＧＮＳＳ信号を受信する。段階１５５で、周波数変換モジュール１２０は（ＬＯＲＦを利用して）受信されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換する。段階１６０で、アナログ−デジタル変換機１３０はすべてのＧＮＳＳシステムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎからの信号を含むＩＦ信号１２５をアナログからデジタルに変換させる。段階１８０で、信号分離モジュール１４０は相変わらず、結合されたＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎデジタル信号を各々の個別的なＧＮＳＳシステムＧＮＳＳｉに対する信号に分離する。段階１８５で、前記信号分離モジュール１４０によって分離された個別的なＧＮＳＳシステムＧＮＳＳｉに対する信号を各々のＧＮＳＳ信号構造及びプロトコルにしたがってＧＮＳＳ計算のために個別的に処理し、多重ＧＮＳＳ航法ソリューションを（すべてのＧＮＳＳシステムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎからの信号から発生したすべての情報を利用して）計算する。図１Ｂの段階１８５での点矢印が指示するように、次に何かが発生するかは関連された特定な具現とシステムとによって変わる。しかし、大部分のＧＮＳＳシステムと同様に、段階１５０−１５５−１６０−１８０−１８５は特に位置情報を更新するために持続的に及び／又は断続的に反復される可能性が最も高い。段階１８５の以後に上述した方法の“終了”は、紛らわしい単純化であるかもしれない。図１Ｃは段階１８０と段階１８５以後と以前とに特定な多重ＧＮＳＳシステムで発生できる段階の一例を示す。
【００３３】
図１Ｃは本発明の実施形態にしたがってＧＮＳＳ計算に使用されるＧＮＳＳコンステレーションを選択する方法を説明する順序図である。段階１７０で、信号が航法／位置計算に使用されるＧＮＳＳコンステレーションが選択される（即ち、実行することができるＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎからサブセットＧＮＳＳｓが選択される）。いずれのサブセットＧＮＳＳｓが選択され、実行することができるすべてのシステムＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎより少ない数のシステムを選択するように何時にシステムを選択するかは特定な実施形態にしたがって選択され、混合され、そして変わることができる多数の互に異なる測定基準（ｍｅｔｒｉｃｓ）にしたがって異なり得ることは当業者によって容易に理解できる。例えば、ＧＮＳＳ受信機の電力消耗を最小化するために及び／又はＧＮＳＳ信号条件を満たすのであれば、システムは信号処理を選択し、選択された信号処理を１つ又は２つのＧＮＳＳシステムに限定することができる。前記システムがすべての使用可能であるＧＮＳＳシステム又は１つのＧＮＳＳシステムを選択する時（又は自動化されて選択する時）の他の例は特定ＧＮＳＳシステム又はシステム用他の対話チャンネルを通じて使用可能である補強情報（ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）がある時である。例えば、最近のＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ暦（ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ）のような補強ＧＮＳＳ情報を利用可能な移動通信ネットワーク（ｃｅｌｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ）を通じて利用することができれば、ＧＮＳＳシステムや利用可能な補強情報を有するシステムを選択することができる。前記システムは目に見える大部分の衛星を有するＧＮＳＳシステム（又は以前の例によれば、利用可能な補強情報を有するＧＮＳＳシステム）を選択パラメーターの一例として選択することができる。上述した例の変形形態は、このような要因を目に見える大部分の衛星を有するＧＮＳＳシステムの維持／補修として看做す実施形態を包含する。選択パラメーターの他の例は、局地別の委任（ｒｅｇｉｏｎａｌ  ｍａｎｄａｔｅ）であり得る。例えば、中国はＢｅｉＤｏｕを自国内の運送貨物を追跡するための第１順位の航法ソースになるように委任することができる。
【００３４】
段階１７３では、段階１７０で選択されないＧＮＳＳコンステレーションの信号分離要素をターンオフさせる（即ち、選択されたサブセットＧＮＳＳｓ外部の任意のＧＮＳＳ１−ＧＮＳＳｎ）。例えば、段階１７０でＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、及びＧＬＯＮＡＳＳを選択すれば、ＢｅｉＤｏｕ信号分離器１４０Ｄの要素を段階１７３でターンオフさせる。段階１８０（図１Ｂの段階１８０と同一）では、図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明したように選択されたサブセットの信号を分離する（即ち、選択されたサブセットＧＮＳＳｓの各個別的な信号を分離する）。以前の例に続いて、段階１８０では信号分離モジュール１４０が選択されたＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、及びＧＬＯＮＡＳＳ情報を分離し、出力する反面、ＢｅｉＤｏｕ要素は非活性状態に維持される。段階１８５（図１Ｂの段階１８５と同一）で、前記信号分離モジュール１４０が出力した分離された信号をそれら各々の信号構造及びプロトコルにしたがってＧＮＳＳ計算のために個別的に処理し、多重ＧＮＳＳ航法ソリューションを選択されたコンステレーションの信号から発生したすべての情報を利用して計算する。以前の例に続いて、前記信号分離モジュール１４０が分離し、出力したＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、及びＧＬＯＮＡＳＳ信号をそれら各々のＧＮＳＳ信号構造及びプロトコルにしたがってＧＮＳＳ計算のために個別的に処理し、多重ＧＮＳＳ航法ソリューションを（衛星のＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、及びＧＬＯＮＡＳＳコンステレーションの信号から発生したすべての情報を利用して）計算する。
【００３５】
その次に、段階１８５で計算された多重ＧＮＳＳ航法ソリューションが図１Ｃの段階１９１と段階１９５で作用する。段階１９１で、前記多重ＧＮＳＳ航法ソリューションがいずれの最小閾値条件（ｍｉｎｉｍｕｍ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を満足するかが判断され、これは、例えばどんな水準の正確度を有するか否かを現わすことができる。段階１９１を遂行する目的はＧＮＳＳ計算が選択されたサブセットＧＮＳＳｓのみによって持続的に遂行されるか否かを判断するか、或いは１つ又はそれ以上の現在の非選択にされた／未使用にされたＧＮＳＳシステムがさらに高い正確度を得るためにＧＮＳＳ計算に加えるか否かを判断することにある。このような分析は（独立的な基準を利用して）残るシステムとは独立的に遂行されるか、或いは最近ＧＮＳＳ航法ソリューションを使用し、特定水準の正確度を要求するアプリケーションによって提供され得る。当業者に広く公知されたように、多数の正確度の基準（ｍｅｔｒｉｃｓ  ｆｏｒ  ａｃｃｕｒａｃｙ）が存在し、これらの組み合わせはたまに特定ＧＮＳＳ受信機及び／又は航法／位置アプリケーションに対する推定位置誤差（ｅｓｔｉｍａｔｅｄ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｅｒｒｏｒ  ＥＰＥ）と称される。
【００３６】
段階１９１で最小閾値が満足されなければ、前記方法は段階１７５に戻って非選択にされてターンオフされた信号分離器１４０Ｘをターンオンさせる（即ち、段階１７０で既に非選択にされた１つ又はそれ以上のＧＮＳＳコンステレーションを選択して、それの／それらの信号分離器／信号分離器１４０をターンオフさせる）。すべての可能なＧＮＳＳコンステレーションが使用されていると（即ち、すべての信号分離器１４０Ａ、…、１４０Ｚが既にターンオンされれば）、段階１７５はスキップされることは明確である。本発明の一実施形態で、段階１７５は単なる１回に１つのＧＮＳＳコンステレーションをターンオンさせる。例えば、単なるＧＰＳ信号のみが分離されて処理中であり（即ち、ＧＰＳが単なる最近に選択されたＧＮＳＳであり）、段階１９１で最小閾値が満足されなければ、段階１７５では追加的な処理及び計算のために単なる１つのＧＮＳＳコンステレーション、Ｇａｌｉｌｅｏコンステレーション）をターンオンさせる。未来の何時に前記最小閾値がＧＰＳコンステレーションとＧａｌｉｌｅｏコンステレーションの全てを使用する段階１９１で再び満足されなければ、前記方法が段階１７５に戻る時、他のＧＮＳＳコンステレーション、ＧＬＯＮＡＳＳコンステレーション）をターンオンさせる。このような実施形態で、ターンオンされるＧＮＳＳコンステレーションの目録は、ＧＮＳＳ受信機（例えば、受信された信号を基づいて）によって定められるか、或いはＧＮＳＳ受信機が位置するシステムによって定められる（例えば、地上局が最近の条件に基づいて望ましい順序を決定することができ、前記目録を並べて配列されたＧＮＳＳ受信機に伝送することができる）ことにより、予め定められる。他の考慮された（ｃｏｎｔｅｍｐｌａｔｅｄ）実施形態では、前記ＧＮＳＳ受信機及び／又はシステムは段階１７５を遂行する時、例えば、（前記ＧＮＳＳ受信機がモバイル端末機のように携帯が可能であり、バッテリーで動作する実施形態で）前記ＧＮＳＳ受信機の現在の電力事情を含む多数の要因を考慮することができる。一旦、１つ又はそれ以上のＧＮＳＳコンステレーションが段階１７５でターンオンされれば、現在動作中であるＧＮＳＳ信号を分離し、処理して多重ＧＮＳＳソリューションを計算するように前記方法は段階１８０と段階１８５とに戻る。
【００３７】
前記最小閾値が段階１９１で満足されれば、段階１９３では多重ＧＮＳＳ航法ソリューションがどんな最大閾値条件を満足するか、或いは超過するかを判断する。例えば、現在必要とする正確度を超える値を有しているかを判断することができる。段階１９１を遂行する目的はＧＮＳＳ計算がすべての選択されたサブセットＧＮＳＳｓのみによって持続的に遂行されるか否かを判断するか、或いは例えば、電力を節減するか、或いはコンピューティングリソース使用を減らすように１つ又はそれ以上の現在選択されたＧＮＳＳ信号分離器がターンオフされたかを判断することにある。最大閾値条件は多重ＧＮＳＳ航法ソリューションの条件に限定されず、代わりにＧＮＳＳ要素が現在に消費している全体電力の割合であってもよい。
【００３８】
最大閾値が段階１９３で満足されなければ、前記方法は段階１８０に戻って選択されたサブセットＧＮＳＳｓのＧＮＳＳ信号を分離し、新しい多重ＧＮＳＳ航法ソリューションを計算する。本実施形態は前記システムがＧＮＳＳ航法ソリューションを持続的に計算するように設定されることと仮定するが、他の実施形態の場合はそうではない。他の実施形態では、例えば、全体ＧＮＳＳ受信チェーンは新しい多重ＧＮＳＳソリューションが必要とする時まで電力を節減するようにターンオフされ得る。したがって、前記方法のこのような無限反復を効果的に終了させることができる。一部の実施形態では、このようなループは電力を節減するために所定の間隔（例えば、１分毎に）で遂行される。一部の実施形態では、何回か反復した後、本発明は（段階１８０よりは）段階１７０に戻ってサブセットＧＮＳＳｓを再び選択する。モバイル端末機で具現される実施形態では、選択されたサブセットＧＮＳＳｓの開始は工場で予め設定され（例えば、ＧＰＳのような１つのＧＮＳＳシステムの初期選択）、前記方法は大きく現場で要求するぐらいの他の多様なＧＮＳＳ信号分離モジュール１４０Ａ、…、１４０Ｚをターンオンすることとターンオフすることとで構成される。これは段階１７０への復帰はこのような実施形態にしたがってモバイル端末機によって前記方法を効果的に再設定することを意味する。
【００３９】
前記最大閾値が段階１９３で満足されなければ、前記方法は段階１７０で現在選択されてターンオンされた１つ又はそれ以上の信号分離器１４０Ｘをターンオフ、即ち“非選択”にするようにループバックされる（即ち、現在サブセットＧＮＳＳｓで１つ又はそれ以上のＧＮＳＳコンステレーションを除去して（ｓｕｂｔｒａｃｔ）、これらＧＮＳＳコンステレーションの／コンステレーションの信号分離器／分離器１４０Ｘが段階１７３でターンオフされる）。単なる１つのＧＮＳＳコンステレーションが使用中であれば（即ち、単なる１つの信号分離器１４０Ｘが現在ターンオフ状態であれば）、段階１７６はスキップされることは明確である。例えば、ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、及びＧＬＯＮＡＳＳ信号が分離され、処理中であり（即ち、ＧＮＳＳｓ＝ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ）、前記最大閾値が段階１９３で満足されなければ、単なる１つのＧＮＳＳコンステレーション（例えば、ＧＬＯＮＡＳＳコンステレーション）のみが段階１７７で非選択にされる。所定の未来の時点で前記最大閾値が段階１９３で満足されれば、前記方法が段階１７７に戻る時、他のＧＮＳＳコンステレーション（例えば、Ｇａｌｉｌｅｏコンステレーション）はターンオフされる。このような実施形態で、非選択にされる（即ち、ターンオフされる）ＧＮＳＳコンステレーションの目録は予め決定されことができ、（例えば、受信された信号を基づいて）ＧＮＳＳ受信機によって定められるか、或いはＧＮＳＳ受信機が位置するシステムによって定められる（例えば、地上局が最近条件に基づいて望ましい順序を決定することができ、前記目録を並べて配列されたＧＮＳＳ受信機に伝送することができる）。他の考慮された（ｃｏｎｔｅｍｐｌａｔｅｄ）実施形態では、前記ＧＮＳＳ受信機及び／又はシステムは段階１７６を遂行する時、例えば、（前記ＧＮＳＳ受信機がモバイル端末機のように携帯が可能であり、バッテリーによって動作する実施形態で）前記ＧＮＳＳ受信機の現在の電力事情を含む多数の要因を考慮することができる。一旦、１つ又はそれ以上のＧＮＳＳコンステレーションが段階１７７で非選択にされれば、前記方法は非選択にされたＧＮＳＳの信号分離器をターンオフし、現在動作中であるＧＮＳＳ信号を処理して再び多重ＧＮＳＳソリューションを計算するように段階１７３に戻る。
【００４０】
段階１９１及び段階１９３と同時に及び／又は別に、段階１８５からの多重ＧＮＳＳ航法ソリューションを段階１８５で前記システムに出力する。大部分の実施形態で、これは多重ＧＭＳＳ航法ソリューションを最近にＧＮＳＳ航法／位置情報を利用するアプリケーションに提供することを意味する。このソリューションは（例えば、不十分な正確度を有することによって）多重ＧＮＳＳ航法ソリューションを拒絶し、上述したようにこのような拒絶は段階１９１と段階１９３とでの分析の一部として使用され得る。段階１９５以後に、段階１９５からの点線が指示するように、（当業者に広く知られるか、又は当業者によって具現された多様な変化が可能である）特定実施形態にしたがってシステム内で多数のことが成されてもよい。
【００４１】
図１Ａのように、図１Ｂと図１Ｃに図示された発明は本発明の説明とは関係ない細部事項を除外して概念体系（ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ  ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）として理解できる。一部の実施形態では（特に１つ又はそれ以上の段階が絶えずに反復されるループの一部になる実施形態では）、１つ又はそれ以上の段階が実質的に同時に遂行されることができる。図１Ｂと図１Ｃとに図示された前記方法の１つ又はそれ以上の段階が統合されるか、１つの段階がサブ段階（ｓｕｂ−ｓｔｅｐｓ）に細分化され得る。当業者に広く公知されたように、１つ又はそれ以上の段階がどのようにして統合され、分離されるか、或いはこれと異なり、どのようにして具現されるか（ハードウェア的に、ソフトウェア的に、又はハードウェアとソフトウェアとの結合によって具現されるか）に対する特性は多数の要素に依存する。これは図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃを参照して以下で説明される特定実施形態を参照した例を通じて具体化される。
【００４２】
図４Ａは本発明の実施形態によるＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉコンステレーションからの信号を受信して処理するＧＮＳＳシステム用受信機チェーンを示す図面である。アンテナ４１０はＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、及びＢｅｉＤｏｕシステムの衛星から信号を受信し、これらの特性は図１Ａ、図２Ａ、及び図２Ｂを参照して先に説明した。受信されたＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ信号は前置増幅／フィルタリング部４１３内に入力される。前置増幅工程及び（初期）フィルタリング工程は無線分野において通常的な知識を有する者に広く知られ、ＧＮＳＳ信号の場合には大略２０、０００キロメートル離れた衛星から受信さされた信号を増幅する過程を含む。言い換えれば、これらの信号が聞こえる程度に十分に増幅させる。ラフなフィルタリング工程は望むＧＮＳＳ信号を残るスペクトルと分離する結果として現れる可能性が最も大きい。前置増幅とフィルタリングとを遂行する時、多数の手段と変形とが可能であり、前置増幅とフィルタリングとを遂行する前後及び途中に受信チェーンで様々な段階が発生することができるのは当業者に広く公知されているので、それ以上の詳細な説明はここで省略する。
【００４３】
前置増幅と初期フィルタリングとを遂行した後に、受信されたＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／ＢｅｉＧＮＳＳ信号は複素混合機４２０内に入力される。図１Ａ及び図３Ａ乃至図３Ｃを参照して上述したように、前記複素混合機４２０は受信されたＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／ＢｅｉＧＮＳＳ信号を複素周波数ＬＯＲＦと混合して複素及び中間周波数信号ＩＦを発生する。図４Ａに示したように、複素周波数ＬＯＲＦ信号はシステム用同期信号（ｔｉｍｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌｓ）を発生する局部発振器ＬＯ、４５０から始まる。図４Ａ及び図４Ｂのすべての同期信号は点線で表示される。前記局部発振器４５０は任意の周波数（ｆｘ）基準信号を発生し、前記基準信号は他の同期信号の基準として使用される。当業者に広く公知されたように、前記局部発振器４５０の実際出力周波数はあまりにも高くて望む周波数（ｆｘ）基準信号を得るためには分割器を通じる周波数の減少が要求される。また、一般的に局部発振器や基準周波数よりさらに大きいタイミングを有する複素周波数ＬＯＲＦ信号を発生するために、実際に周波数（ｆｘ）での同期信号が要求される周波数に増加する。このような技術は当業者に広く知られ、他の方法の中で、例えば、位相同期回路（ｐｈａｓｅｌｏｃｋｅｄ  ｌｏｏｐ、ＰＬＬ）を含む。また、当業者に広く公知されたように、普通“局部発振器”と称するが、実際遂行においての局部発振器ＯＬ信号の発生は一般的に複数個の要素によって成され、例えば追跡及びその他の目的のための外部同期信号の入力過程を含む。
【００４４】
図４Ａの実施形態で、周波数（ｆｘ）は１．０２３０６２５ＭＨｚであり、乗算器４５１によって１５４７を掛け算されて１５４７ｆｘ（＝１５８２．６７７６８７５ＭＨｚ）となる。しかし、この信号は未だ複素信号ではなく、直角位相（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ、Ｑ）要素を形成する必要がある。前記直角位相Ｑ要素は前記信号にモジュール４５３が遂行する９０°位相遷移（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）を掛け算して形成される。これにしたがって、前記複素混合機４２０に入力されたモジュール４５３の出力はＩ及びＱ要素と１５４７ｆｘ（＝１５８２．６７７６８７５ＭＨｚ）の周波数を有する複素周波数ＬＯＲＦ信号である。当業者に広く公知されたように、これは多数の方法の中で単なる１つの方法に過ぎなく、１５４７ｆｘ複素信号は局部発振器ＬＯ信号から発生され得る。
【００４５】
前記複素混合機４２０の出力、即ち複素周波数ＬＯＲＦ信号と受信され、増幅され、フィルタリングされたＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／ＢｅｉＧＮＳＳ信号の混合信号はＩＦフィルター４２３に入力される。帯域通過（ｂａｎｄｐａｓｓ）フィルターであるＩＦフィルター４２３は追加的な処理（特にアナログ−デジタル変換工程）のために流入される信号を狭くするために提供され、当業者に広く公知されたようにチェーンでは多重要素フィルターで構成される。図４Ａの実施形態では、前記ＩＦフィルター４２３は図５Ａに図示された周波数応答を有する。図５Ａの周波数応答は５．２ＭＨｚのコナー周波数を有する高域通過２−０バターワースフィルター（ｈｉｇｈ  ｐａｓｓ  ｔｗｏ−ｚｅｒｏ  Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ  ｆｉｌｔｅｒ）の結果である。図５は帯域阻止フィルター、即ち２３．７ＭＨｚの周波数と９ＭＨｚ乃至１９ＭＨｚの１ｄＢ阻止帯域を有する３順位チェビチェフフィルター（３ｒｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ  ｆｉｌｔｅｒ）を示す図面である。前記帯域阻止フィルターは周波数応答が図５Ａに図示されたフィルターに追加される。図面から分かるように、図５Ｂに図示された周波数応答を有するフィルターは図３に示したようにＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ信号の出力を複素混合機４２０から効果的に分離するので、有用である。アナログ−デジタル変換以後には干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を除去する方法が無いので、アナログ−デジタル変換以前に任意の大きい干渉を除去するためにはアナログ−デジタル変換工程の以前にＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／ＢｅｉＧＮＳＳ信号領域外のすべての信号を除去することが望ましい。結果的に、回復が不可能な搬送波対雑音スペクトル密度比（ｒａｔｉｏ  ｏｆ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  ｎｏｉｓｅ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ；Ｃ／ＮＯ）の損失が惹起される。
【００４６】
図４Ａを再び参照すれば、アナログ−デジタル変換以前に追加的な増幅のために前記ＩＦフィルター４２３によって出力された信号が可変利得増幅器ＶＧＡ、４２５に入力される。前記可変利得増幅器４２５は、自動利得制御（ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｇａｉｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ、ＡＧＣ）４６０によって少なくとも部分的に制御される。自動利得制御４６０は、システムにわたって一定レベルの振幅を維持するために、受信チェーンにしたがって信号を継続的にモニターリングする前記可変利得増幅器４２５の増幅出力はアナログ−デジタル変換機ＡＤＣ、４３０に入力される。前記アナログ−デジタル変換機４３０の目的は図１Ａを参照して先に説明した。
【００４７】
図４Ａで、前記アナログ−デジタル変換機４３０のサンプリングレート（ｆｓ）は４８ｆｘ（＝４９．１０７ＭＨｚ）である。この時、複素周波数ＬＯＲＦ信号と同様にサンプルリングのための同期信号は乗算器４５２によって４８が掛けられた基準周波数（ｆｘ）信号から発生される。サンプルリングはアナログ信号をデジタル信号に変換する基本的な工程であり、サンプリングされるアナログ信号の最も高い周波数要素の２倍であるナイキストサンプリングレート（Ｎｙｑｕｉｓｔ  ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｒａｔｅ）はアナログ−デジタル変換機４３０のような変換機に対する最小サンプリングレートである。したがって、４９．１０７ＭＨｚのサンプリングレートに対して捕獲された信号の帯域幅は大略２４．５ＭＨｚであり、図３Ｃに図示されたようなＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ帯域幅に合わせるのに充分な値以上である。当業者に広く公知されたように、少なくともこのような特別な場合には図５Ｂに図示された周波数応答を有する帯域阻止フィルターのような実際に具現可能であるロールオフフィルター（ｒｏｌｌ−ｏｆｆ  ｆｉｌｔｅｒ）のための充分な周波数空間を確保するためにアナログ−デジタル変換機サンプリングレートは最小レートより常に高くなければならない。
【００４８】
図４Ａに図示された実施形態では、４９．１０７ＭＨｚのサンプリングレートにサンプリングされて前記アナログ−デジタル変換機４３０が出力した複素デジタル信号は信号分離モジュール４４０に入力される。前記信号分離モジュール４４０はＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器４４０Ａ／Ｂ、ＧＬＯＮＡＳＳ信号分離器４４０Ｃ、及びＢｅｉＤｏｕ信号分離器４４０Ｄから構成される。各々の個別的なモジュールは前記アナログ−デジタル変換機４３０から同じ入力を受信する。上述したように、伝送されたＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏ信号は同じ周波数帯域を共有するので、ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏ信号分離器は部分的に前記ＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器４４０Ａ／Ｂに結合される。したがって、他の信号分離器と異なり、前記ＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器４４０Ａ／ＢはＧＰＳ用出力とＧａｌｉｌｅｏ用出力、即ち２個の出力を有する。図４ＡのＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器４４０Ａ／Ｂの一部は点線によって分離されてＧＬＯＮＡＳＳ及びＢｅｉＤｏｕ信号分離器４４０Ｃ、４４０Ｄ内ではないＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器４４０Ａ／Ｂ内の追加要素を指示することができる。図１Ａと同様に、ＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器４４０Ａ／Ｂ、ＧＬＯＮＡＳＳ信号分離器４４０Ｃ、及びＢｅｉＤｏｕ信号分離器４４０Ｄは各々ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、及びＢｅｉＤｏｕ信号を分離し、航法処理及び計算のために使用される信号を出力する。
【００４９】
図４Ｂは本発明の実施形態による図４Ａに図示されたＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器４４０Ａ／Ｂ、ＧＬＯＮＡＳＳ信号分離器４４０Ｃ、及びＢｅｉＤｏｕ信号分離器４４０Ｄ内部の構成要素を詳細に示す図面である。一般的に、各信号分離器４４０は複素混合機４４１と低帯域通過フィルターＬＰＦ、４４７を含む。前記複素混合機４４１は（デジタル形態のすべてのＧＮＳＳ信号を有する）アナログ−デジタル変換機４３０の出力を（最終的には元のＧＮＳＳ衛星中心伝送周波数に基づいて）特定ＧＮＳＳ搬送波周波数にダウンミキシングする。前記低帯域通過フィルター４４７は特定ＧＮＳＳ拡散コード発生帯域幅（ＧＮＳＳ  ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｃｏｄｅ−ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）をマッチングさせる。同期信号入力が最終的に局部発振器４５０から発生される数値制御発振器（ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ  ＮＣＯ）４４３は複素混合機４４１に適切な周波数混合信号を提供する。
【００５０】
より詳細に説明すれば、ＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器４４０Ａ／Ｂで数値制御発振器４４３Ａ／Ｂは（最終的に局部発振器４５０で発生される）同期信号入力（４８ｆｘ）を受信し、７ｆｘ周波数の複素デジタル信号を出力する（数値制御発振器は以下で表１を参照してさらに詳細に説明される）。ＩＦドメインでＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号の中心周波数は大略７ｆｘ（＝７．１６１４３７５ＭＨｚ）である。即ち、混合機４２０でＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ無線周波数信号と複素ＬＯＲＦとを混合して形成された図３Ｂ及び図３ＣのＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ無線周波数信号２２０／２２５の中心周波数である。前記数値制御発振器４４３Ａ／Ｂによって出力された７ｆｘ周波数の同期信号は複素混合機４４１Ａ／Ｂに提供されて（デジタル形態のすべてのＧＮＳＳ信号を有する）アナログ−デジタル変換機４３０の出力と混合される。図３Ａに示したように、ＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ  ＩＦ搬送波周波数に効果的に“ダウンミキシングされた”複素混合機４４１Ａ／Ｂの出力はスペクトル反転部（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｕｎｉｔ；４４５Ａ／Ｂ）を通過する。前記スペクトル反転部４４５Ａ／Ｂはスペクトルの“ネガティブ側（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｓｉｄｅ）”からＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ中間周波数信号２２０／２２５を“反転させる（ｒｅｖｅｒｓｅ）”。実際にこのような反転は数値制御発振器４４３Ａ／Ｂがデジタル信号出力のＱ要素の符号を簡単に反転させることによって遂行されることができる。
【００５１】
複素デジタル信号は前記スペクトル反転部４４５Ａ／Ｂによって、一旦反転されれば、４．０９２ＭＨｚのＧａｌｉｌｅｏ拡散コード発生帯域幅（サンプリング以後には０点対０点帯域幅（ｎｕｌｌ−ｔｏ−ｎｕｌｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）スペクトル）をマッチングさせるＧａｌｉｌｅｏ低帯域通過フィルター４４７Ｂによってフィルタリングされる。したがって、Ｇａｌｉｌｅｏ低帯域通過フィルター４４７Ｂの出力は、複素デジタル形態のＧａｌｉｌｅｏ信号に、残る搬送波周波数オフセット（即ち、−９６．２５ｋＨｚとドップラー及び発振器オフセット項目（ｏｆｆｓｅｔ  ｔｅｒｍｓ））とを加え、以後Ｇａｌｉｌｅｏ信号はＧＮＳＳシステム４００によって追加的に処理される準備のために除去される。対応するＧＰＳ出力を発生するために、Ｇａｌｉｌｅｏ低帯域通過フィルター４４７Ｂの出力はＧＰＳ拡散コード発生帯域幅をマッチングさせるＧＰＳ低帯域通過フィルター４４７Ａに入力される。前記ＧＰＳ拡散コード発生帯域幅は２．０４６ＭＨｚ（サンプリング以後には０点対０点帯域幅スペクトル）に過ぎない。したがって、前記Ｇａｌｉｌｅｏ低帯域通過フィルター４４７Ｂの出力が相変わらず、その範囲内のＧＰＳ信号を有するので、前記Ｇａｌｉｌｅｏ低帯域通過フィルター４４７Ｂは信号経路内で前記ＧＰＳ低帯域通過フィルター４４７Ａの前に位置する。前記ＧＰＳ低帯域通過フィルター４４７Ａの出力は複素デジタル形態のＧＰＳ信号に、残る搬送波周波数オフセットを加え（即ち、−９６．２５ｋＨｚ＝伝送周波数−ＬＯＲＦ＋ＮＣＯ出力周波数＝１５７５．４２ＭＨｚ−１５８２．６７７６８７５ＭＨｚ＋７×１．０２３０６２５ＭＨｚ＝−０．０９６２５ＭＨｚ）、以後、ＧＰＳ信号がＧＮＳＳシステム４００によって追加的に処理される準備のために除去される。当業者に広く公知されたように、実施形態にしたがって除去される必要があるドップラーオフセットと他の可能な周波数オフセットとのようなその他の周波数オフセットが存在する。しかし、広く公知されたＧＮＳＳシステムの共通的な特徴／問題点は、本発明が不明確になることを防止するために、不必要な詳細説明は省略する。
【００５２】
各信号分離器４４０において、数値制御発振器ＮＣＯ、４４３は波形の離散値表現（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｖａｌｕｅｄ  ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）である同期式（即ち、クロックされた）離散時間を発生するデジタル信号発生器である。一般的に、数値制御発振器４４３は２つの部分から構成される。その中で一部分は各クロックサンプルで周波数制御値を加算する位相累算器（ｐｈａｓｅ  ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）ＰＡであり、残る一部分は累算器ＰＡ周波数制御値を利用して対応する振幅を発生する位相−振幅変換機（ｐｈａｓｅ−ｔｏ−ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）ＰＡＣである。本実施形態で、位相−振幅変換機ＰＡＣはルックアップテーブルＬＵＴを利用して振幅値と前記位相累算器ＰＡによって出力された位相値とをマッチングさせる。他の実施形態で、前記位相−振幅変換機ＰＡＣはルックアップテーブルのみでなく、補間法（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）を利用してより向上された正確度を提供し、位相エラー雑音を減少させ得る。その他の実施形態で、ルックアップテーブル以外にも冪級数（ｐｏｗｅｒ  ｓｅｒｉｅｓ）のように数学的なアルゴリズムを特にソフトウェア数値制御発振器で利用することを含む他の方法が使用され得る。
【００５３】
図４Ｂに図示された本発明の実施形態によるＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ信号分離器４４０Ａ／Ｂで、数値制御発振器４４３Ａ／Ｂは下の＜表１＞で表示された数値を有するルックアップテーブルを利用する。一般的に、数値制御発振器４４３のルックアップテーブルはクロックレート（ｃｌｏｃｋｉｎｇ  ｒａｔｅ）を望む複素発振器周波数Ｉ及びＱ要素を包含するので、‘複素’である）に変換しなければならない。言い換えれば、各クロックのチック（ｔｉｃｋ）で表は望む周波数を有する２つの波形Ｉ、Ｑの周期にポイント（ｐｏｉｎｔ）を提供する。ＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ数値制御発振器４４１Ａ／Ｂにおいて、ルックアップテーブルはＩ（コサイン）値とＱ（サイン）値を７ｆｘ周波数の複素デジタル信号に対応する４８ｆｘクロックのすべてのチック（ｔｉｃｋ）として提供する。
【００５４】
【表１】
2015001525.tif 000003
2015001525.tif 000004
【００５５】
上の＜表１＞のサインとコサイン値は数値制御発振器４４３Ａ／Ｂの出力で複素混合機４４１Ａ／Ｂ内でアナログ−デジタル変換機４３０の出力と混合される入力である。一般的に（即ち、すべての信号分離器で）、複素混合機４１は図４Ｃに図示されたような要素、入力、及び出力を有する。すべてのＧＮＳＳ信号を含む前記アナログ−デジタル変換機４３０のデジタル出力は同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）要素ＩＡＤＣ−ＩＦと直角位相（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）要素ＱＡＤＣ−ＩＦとを有する左辺上に入力される。同相要素（＜表１＞で、ＩＮＣＯ−ＧＮＳＳ＝ｃｏｓ）と直角位相要素（＜表１＞で、ＱＮＣＯ−ＧＮＳＳ＝ｓｉｎ）とを有する数値制御発振器４４３の出力は図４Ｃの上端に入力される。一旦、これらの出力信号が（当業者に広く公知された）複素複合器素子によって処理されれば、前記出力信号は特定ＧＮＳＳに対する基底帯域（ｂａｓｅｂａｎｄ）で出力局所デジタル信号（即ち、図４Ｃの右側上の出力に図示されたような同相要素ＩＧＮＳＳ−ＢＢ及び直角位相要素ＱＧＮＳＳ−ＢＢを有するデジタル信号）となる。
【００５６】
図４ＢのＧＬＯＮＡＳＳ信号分離器４４０Ｃに続いて、数値制御発振器４４３Ｃは（最終的に局部発振器４５０から引き出される）同期信号入力（４８ｆｘ）を受信し、中間周波数ドメイン（即ち、混合機４２０内でＧＬＯＮＡＳＳ無線周波数信号と複素ＬＯＲＦを混合して発生された図３ＢのＧＬＯＮＡＳＳ中間周波数信号の中心）でＧＬＯＮＡＳＳ信号の中心伝送周波数１８．５ｆｘ＝１８．９２６６５６２５ＭＨｚ）を有する局所デジタル信号を出力する。前記数値制御発振器４４３Ｃによって出力された１８．５ｆｘの周波数を有する同期信号が（デジタル形態のすべてのＧＮＳＳ信号を有する）複素混合機４４１Ｃに提供され、複素混合機４４１Ｃにおいて、アナログ−デジタル変換機４３０の出力と混合される。ＧＬＯＮＡＳＳ（中間周波数）搬送波周波数に効果的に“ダウンミキシングされた”複素周波数４４１Ｃの出力は直ちにＧＬＯＮＡＳＳ低帯域通過フィルター４４７Ｃ内に入力される。この時、前記ＧＬＯＮＡＳＳ低帯域通過フィルター４４７Ｃは１．０２２ＭＨｚのＧＬＯＮＡＳ拡散コード発生帯域幅（サンプリング以後には０点対０点帯域幅（ｎｕｌｌ−ｔｏ−ｎｕｌｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）スペクトル）をマッチングさせる。図３Ａに示したように、中間周波数スペクトルのポジティブ側（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｓｉｄｅ）上にＧＬＯＮＡＳ中間周波数信号２３０Ｂが既に存在するので、前記数値制御発振器４４３ＣのＧＬＯＮＡＳＳデジタル出力はＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ及びＢｅｉＤｏｕ信号に要求されるスペクトル反転が必要とされない。前記ＧＬＯＮＡＳＳ低帯域通過フィルター４４７Ｃの出力はＧＮＳＳシステム４００によって追加的に処理される準備のための局所デジタル形態のＧＬＯＮＡＳＳ信号である。ＧＰＳ及び／又はＧａｌｉｌｅｏ信号のように、局所デジタル形態のＧＬＯＮＡＳＳ信号もまた、残る搬送波周波数オフセット（伝送周波数−ＬＯＲＦ＋ＮＣＯ出力周波数）を有する。しかし、前記オフセットの正確な量と計算とは、１４つのＧＬＯＮＡＳＳチャンネルの中でいずれのチャンネルが伝送されているかに依存する。いずれにしても、他のＧＮＳＳ出力のように、ＧＬＯＮＡＳＳオフセットは、ＧＬＯＮＡＳＳ信号がＧＮＳＳシステム４００の更なる処理の準備のために除去される。
【００５７】
本発明の実施形態による図４Ｂに図示されたＧＬＯＮＡＳＳ信号分離器４４０Ｃにおいて、数値制御変換機４４３は下の＜表２＞に現れた値を有するルックアップテーブルを利用する。前記ＧＬＯＮＳＳ数値制御変換機４４３のルックアップテーブルは４８ｆｘのクロック率を１８．５ｆｘの周波数を有する所望の複素デジタル信号に変換しなければならない。整数個のサイクルを発生するために、前記ＧＬＯＮＡＳＳ数値制御変換機４４３のルックアップテーブルは２周期（ｐｅｒｉｏｄ）にわたって発生されたＩ値とＱ値を有する。したがって、前記ＧＬＯＮＡＳＳ数値制御変換機４４３のルックアップテーブルは２倍の値（即ち、９６（＝２×４８ｆｘ）個の値）を有する。ここで、１８．５ｆｘ信号は９６ｆｘ周期にわたって３７ｆｘ信号となる。
【００５８】
【表２】
2015001525.tif 000005
2015001525.tif 000006
2015001525.tif 000007
2015001525.tif 000008
2015001525.tif 000009
【００５９】
図４ＢのＢｅｉＤｏｕ信号分離器４４０Ｄと続いて、前記ＢｅｉＤｏｕ数値制御発振器４４３Ｄは（最終的に局部発振器４５０から引き出される）同期信号入力４８ｆｘ）を受信し、中間周波数ドメイン（即ち、混合機４２０内でＢｅｉＤｏｕ無線周波数信号と複素ＬＯＲＦとを混合して発生された図３Ｂと図３ＣのＢｅｉＤｏｕ中間周波数信号の中心）でＢｅｉＤｏｕ信号の大略中心伝送周波数２１ｆｘ＝２１．４８４３１２５ＭＨｚ）を有する局所デジタル信号を出力する。前記数値制御発振器４４３Ｄによって出力された２１ｆｘの周波数を有する同期信号が（デジタル形態のすべてのＧＮＳＳ信号を有する）アナログ−デジタル変換機４３０の出力と混合される複素混合機４４１Ｄに提供される。ＢｅｉＤｏｕ（中間周波数）搬送波周波数に効果的に“ダウンミキシングされた”複素周波数４４１Ｄの出力はスペクトルの“ネガティブ側（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｓｉｄｅ）”からＢｅｉＤｏｕ中間周波数信号を“反転（ｒｅｖｅｒｓｅ）”させるスペクトル反転部（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｕｎｉｔ）４４５Ｄを通過する。実際、このような反転は前記数値制御発振器４４３Ｄが出力したデジタル信号のＱ要素の符号を簡単に反転させることによって遂行されることができる。一旦、複素デジタル信号が前記スペクトル反転部４４５Ｄによって反転されれば、前記複素デジタル信号は１．０２２ＭＨｚのＢｅｉＤｏｕ拡散コード発生帯域幅（サンプリング以後には０点対０点帯域幅（ｎｕｌｌ−ｔｏ−ｎｕｌｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）スペクトル）をマッチングさせるＢｅｉＤｏｕ低帯域通過フィルター４４７Ｄによってフィルタリングされる。したがって、前記ＢｅｉＤｏｕ低帯域通過フィルター４４７Ｄの出力は複素デジタル形態のＢｅｉＤｏｕ信号に残る搬送波周波数オフセット（即ち、−９５．３７５ｋＨｚ＝伝送周波数−ＬＯＲＦ＋ＮＣＯ出力周波数＝１５６１．０９８ＭＨｚ−１５８２．６７７６８７５ＭＨｚ＋２１×１．０２３０６２５ＭＨｚ＝−０．０９５３７５ＭＨｚ）をプラスしたこととしてＧＮＳＳシステムによって前記ＢｅｉＤｏｕ信号が追加的に処理される準備のために除去される。
【００６０】
本発明の実施形態による図４Ｂに図示されたＢｅｉＤｏｕ信号分離器４４０Ｄで、数値制御発振器４４３Ｄは下の＜表３＞に示している値を有するルックアップテーブルを利用する。
【００６１】
【表３】
2015001525.tif 000010
2015001525.tif 000011
【００６２】
本発明の他の実施形態で、後に例として処理レートやメモリ要請を減少させるためにデジタルフィルタリングをさらに遂行して多様なＧＮＳＳ信号ストリームを除去する。
【００６３】
したがって、前から分かるように、本発明の実施形態は多重ＧＮＳＳコンステレーションの衛星からの信号として１つのＲＦ／ＩＦ受信チェーンを提供する。ここで、前記ＲＦ／ＩＦ受信チェーンはやはり最低レートに遂行される前記信号のアナログ−デジタルサンプリング前にＩＦ信号帯域幅を最小値まで減少させる。本発明の実施形態は、また拡張性あり、さらに多数のＧＮＳＳ信号分離器がシステム内に存在することができる。そして、このような個別的なモジュールは望む通りにターンオンされるか、或いはターンオフされ得る。一般的に、デジタル回路は自分の信号特性（Ｌバンド搬送波伝送周波数と拡散コードを包含する）という面でＧＮＳＳシステム信号各々が最適に分離されるようにすべての複素ＧＮＳＳ信号を含む入力を処理することができる。また、アナログ−デジタルサンプリング前に帯域通過／阻止フィルターが受信チェーンに加える時、前記帯域通過／阻止フィルターはデジタル信号から妨害信号（ｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌｓ）を除去してＧＮＳＳ受信機の感度を前記妨害信号の水準まで低くすることができる。
【００６４】
以上、本発明の例示的な実施形態が説明されたが、多様な変形が本発明の範囲を逸脱することなく、実施できることが理解される。したがって、本発明は説明された前記実施形態に限定されることなく、添付された請求の範囲及びその同等範囲内のすべての実施形態は本発明の範疇内に包含されることは当業者に明確である。
【符号の説明】
【００６５】
１１０・・・アンテナ
１１５・・・ＲＦ信号
１２０・・・周波数変換モジュール
１２５・・・ＧＰＳ／Ｇａｌ／ＧＬＯ／Ｂｅｉ  ＩＦ信号
１３０・・・アナログ−デジタル変換機
１４０・・・信号分離モジュール
４００・・・ＧＮＳＳシステム
４１０・・・アンテナ
４１３・・・前置増幅／フィルタリング部
４２０・・・複素混合機
４２３・・・ＩＦフィルター
４２５・・・可変利得増幅器
４３０・・・アナログ−デジタル変換機
４４３・・・数値制御変換機
４４５・・・スペクトル反転部
４５０・・・局部発振器
【図１Ａ】
2015001525.tif 000020
【図１Ｂ】
2015001525.tif 000021
【図１Ｃ】
2015001525.tif 000022
【図２Ｂ】
2015001525.tif 000023
【図３Ａ】
2015001525.tif 000024
【図３Ｂ】
2015001525.tif 000025
【図４Ａ】
2015001525.tif 000026
【図４Ｂ】
2015001525.tif 000027
【図４Ｃ】
2015001525.tif 000028
【図５Ａ】
2015001525.tif 000029
【図５Ｂ】
2015001525.tif 000030
【図２Ａ】
2015001525.tif 000031
【図３Ｃ】
2015001525.tif 000032