(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための装置であって、
衛星から前記衛星信号を受信し、前記衛星信号のローカル受信時間を決定して記録するように構成された衛星信号受信モジュールと、
時間信号および前記装置の位置を受信し、前記受信した時間信号に従って前記衛星信号の前記ローカル受信時間を較正して較正済みローカル受信時間を取得するように構成された位置受信およびクロック較正モジュールと、
前記衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出するように構成された検出モジュールと、
前記エフェメリス情報が利用可能である場合、前記エフェメリス情報に基づいて前記衛星の座標を計算するように構成された第1の計算モジュールと、
前記装置の前記位置、前記衛星の前記座標、および前記衛星信号の前記較正済み受信時間に基づいて、前記衛星信号の送信時間を計算するように構成された第2の計算モジュールと、
前記衛星信号の前記送信時間に基づいて、前記衛星信号の前記ナビゲーションビット境界を決定するように構成された決定モジュールと
を備える、装置。
【請求項２】
前記衛星が、北斗(コンパス)非静止軌道衛星を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記時間信号が、全地球測位システム(GPS)の時間信号を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記第1の計算モジュールが、前記エフェメリス情報が利用可能であり、有効であるとき、前記エフェメリス情報に基づいて前記衛星の前記座標を計算する、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
前記衛星のエフェメリス情報が有効期間内である場合、前記エフェメリス情報が有効である、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記衛星信号を捕捉および追跡するための連続積分時間を決定するために前記衛星信号の前記ナビゲーションビット境界が使用される、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記連続積分時間が、1msと20msとの間である、請求項6に記載の装置。
【請求項８】
前記第2の計算モジュールが、
前記装置の前記位置および前記衛星の前記座標に基づいて、前記装置と前記衛星との間の距離を計算するように構成された第1の計算サブモジュールと、
前記装置と前記衛星との間の前記距離に基づいて、前記衛星から前記装置に送信される前記衛星信号の送信時間を計算するように構成された第2の計算サブモジュールと
前記較正済み受信時間および前記衛星信号の前記送信時間に基づいて、前記衛星信号の前記送信時間を計算するように構成された、第3の計算サブモジュールと
を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
ローカル時間を提供するように構成されたクロックモジュール
をさらに備え、
前記衛星信号受信モジュールが、前記ローカル時間に従って前記衛星信号の前記ローカル受信時間を決定する、
請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
情報を格納するように構成された記憶モジュール
をさらに備え、
前記記憶モジュールが、前記衛星信号受信モジュールによって決定された前記ローカル受信時間、および前記位置受信およびクロック較正モジュールによって受信された前記装置の前記位置を格納する、
請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
前記北斗非静止軌道衛星が、北斗中軌道(MEO)衛星、および北斗傾斜静止衛星軌道(IGSO)衛星のうちの少なくとも1つを含む、請求項2に記載の装置。
【請求項１２】
衛星信号の送信時間に基づいて前記衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するよう動作可能なナビゲーションビット境界決定装置
を備え、
前記衛星信号を捕捉および追跡するために、前記衛星信号の前記ナビゲーションビット境界に基づいて連続積分時間を決定する、
衛星受信機。
【請求項１３】
前記衛星信号が、北斗非静止軌道衛星信号を含む、請求項12に記載の衛星受信機。
【請求項１４】
衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための方法であって、
衛星から前記衛星信号を受信し、ナビゲーションビット境界決定装置によって前記衛星信号のローカル受信時間を記録するステップと、
時間信号および前記ナビゲーションビット境界決定装置の位置を受信し、前記衛星信号の前記ローカル受信時間を較正して較正済み受信時間を生成するステップと、
前記衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出するステップと、
前記エフェメリス情報が利用可能である場合、前記衛星エフェメリス情報に基づいて前記衛星の座標を計算するステップと、
前記ナビゲーションビット境界決定装置の前記位置、前記衛星の前記座標、および前記衛星信号の前記較正済み受信時間に基づいて、前記衛星信号の送信時間を計算するステップと、
前記衛星信号の前記送信時間に基づいて、前記衛星信号の前記ナビゲーションビット境界を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項１５】
前記衛星が、北斗(コンパス)非静止軌道衛星を含む、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記時間信号が、GPSの時間信号を含む、請求項14に記載の方法。
【請求項１７】
前記エフェメリス情報の有効性を検出するために、前記エフェメリス情報が有効期間内であるかどうかをチェックするステップ
をさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項１８】
前記衛星信号を捕捉および追跡するための連続積分時間を決定するために前記軌道衛星信号の前記ナビゲーションビット境界が使用される、請求項14に記載の方法。
【請求項１９】
前記連続積分時間が、1msと20msとの間である、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
前記ナビゲーションビット境界決定装置の前記位置および前記衛星の前記座標に基づいて、前記ナビゲーションビット境界決定装置と前記衛星との間の距離を計算するステップと、
前記ナビゲーションビット境界決定装置と前記衛星との間の前記距離に基づいて、前記衛星から前記ナビゲーションビット境界決定装置に送信された前記衛星信号の送信時間を計算するステップと、
前記較正済み受信時間および前記衛星信号の前記送信時間に基づいて前記衛星信号の前記送信時間を計算するステップと
をさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項２１】
前記ナビゲーションビット境界決定装置内のクロックモジュールによって提供されるローカル時間に基づいて、前記衛星信号の前記ローカル受信時間を決定するステップ
をさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項２２】
前記ナビゲーションビット境界決定装置の前記位置および前記ローカル受信時間を前記ナビゲーションビット境界決定装置内の記憶モジュールに格納するステップ
をさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項２３】
衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するために情報を記録された機械可読有形非一時的媒体であって、前記情報が、機械に読み取られるとき、前記機械に、
衛星から前記衛星信号を受信し、ナビゲーションビット境界決定装置によって前記衛星信号のローカル受信時間を記録するステップと、
時間信号および前記ナビゲーションビット境界決定装置の位置を受信し、前記衛星信号の前記ローカル受信時間を較正して較正済み受信時間を生成するステップと、
前記衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出するステップと、
前記エフェメリス情報が利用可能である場合、前記衛星エフェメリス情報に基づいて前記衛星の座標を計算するステップと、
前記ナビゲーションビット境界決定装置の前記位置、前記衛星の前記座標、および前記衛星信号の前記較正済み受信時間に基づいて前記衛星信号の送信時間を計算するステップと、
前記衛星信号の前記送信時間に基づいて前記衛星信号の前記ナビゲーションビット境界を決定するステップと
を行わせる、機械可読有形非一時的媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2012年3月31日に中華人民共和国国家知識産権局(SIPO)に出願され、全体が参照により本明細書に組み込まれている、中国特許出願第201210090935.4号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、概して衛星ナビゲーションおよび測位の分野に関し、詳細には本開示は、衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するためのナビゲーションビット境界決定装置、およびその衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子産業およびコンピュータ技術の発達に伴って、衛星ナビゲーションおよび測位技術が広く使用され、軍事用途のほかにも人々の日常生活に重大な影響を与えている。現在、世界には4組の衛星ナビゲーションおよび測位システム、すなわちそれぞれ中国、米国、ロシア、および欧州によって開発された、北斗(コンパス)ナビゲーションシステム、全地球測位システム(Global Positioning System、GPS)、GLONASSシステム、およびガリレオ(Galileo)システムがある。GPSシステムは、現在最も早くかつ最もよく開発された衛星ナビゲーションおよび測位システムである。
【０００４】
衛星ナビゲーションおよび測位システムは、通常3つの部分、すなわち宇宙部分、制御部分、およびユーザ部分を含む。宇宙部分は、軌道上の複数の衛星を含んでいる。制御部分は、主として監視システムを含んでおり、監視システムは、主制御局、インジェクション局(injection station)など、いくつかの地上局からなる。ユーザ部分は、データ処理ソフトウェアを組み込まれた受信機であって、衛星信号を受信し、受信した衛星信号に基づいて測位および/またはナビゲーションを処理するために使用される。
【０００５】
一般的には、受信した衛星信号に基づく測位および/またはナビゲーション目的で衛星信号を受信するように構成された受信機を、既知の事前情報に従って、ホットブートモード、ウォームブートモード、またはコールドブートモードからブートすることができる。受信機のおおよその位置および正確な衛星クロック情報を含む、衛星のエフェメリス(ephemeris)が受信されたとき、受信機はホットブートモードからブートされるが、このホットブートモードでブートするには通常受信機に1から数秒を要する。ホットブートモードでは受信機は、受信機がブートされた後1から数秒まで測位を行わない。受信機のおおよその位置および正確な衛星クロック情報を含む衛星のアルマナック(almanac)が受信されたとき、受信機はウォームブートモードからブートされるが、このウォームブートモードでブートするには通常受信機に30秒を要する。ウォームブートモードでは、受信機は、受信機がブートされた後約30秒まで測位を行わない。利用可能な衛星情報(衛星のエフェメリス、衛星のアルマナック、受信機の前の位置、および衛星クロックなど)が利用できないとき、受信機はコールドブートモードからブートされるが、このコールドブートモードでブートするには、通常受信機に45秒を要する。例えば受信機は、例えば受信機のバッテリの充電が切れた後などに、受信機を初期化する、または受信機を再スタートすることにより、衛星のアルマナック情報が失われたとき、コールドブートモードからブートされる。受信機はまた、最後の測位計算から比較的長時間が経過した、または受信機の移動距離が閾値を超えたとき、コールドブートモードからブートされる可能性がある。したがって、コールドブートモードでは、受信機は、受信機がブートされた後約45秒まで測位を行わない。
【０００６】
伝統的には、衛星測位およびナビゲーションシステムにおいてエラーのない伝送を行うためにビット同期が行われ、このビット同期は、衛星のエフェメリス情報を計算するために必要である。したがって、受信機がウォームブートモードまたはコールドブートモードであって、測位およびナビゲーションの目的で、北斗非静止軌道(Beidou Non-Geostationary Earth Orbit)衛星信号のような衛星信号を使用するとき、ビット同期のステップは必要である。受信機は、ビット同期を行うのに数秒を要するので、測位情報およびナビゲーション計算情報を迅速に計算するには北斗非静止軌道衛星信号を使用することができない。
【０００７】
さらに、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションデータのビットフリップが1ms毎に行われるため、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するための連続積分時間(continuous integration time)は短縮されて、ビットフリップによって引き起こされる信号対雑音比の損失を防止する。連続積分時間が短縮されると、それに応じて捕捉精度は下がる。さらに、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビットレートは50bpsであり(すなわち、ナビゲーションビットデータの周期は20msである)、セカンダリ符号レート(secondary code rate)は1kbpsである。ナビゲーションビット境界が決定されていない状況では、北斗非静止軌道衛星信号は、1msの連続積分時間を用いる捕捉モードで捕捉されて、追跡されるべきであるが、これにより補足精度はさらに下がる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するとき、ビット同期のステップを削除することもできる。北斗衛星信号のナビゲーションビット境界の検出は、測位を決定するのに極めて重要である。詳細には、ナビゲーションビット境界がわかる場合、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉して追跡するための初期ポイントを決定することができ、非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するための、より長い連続積分時間、すなわちナビゲーションビットデータの周期を決定することもできる。さらに、より弱い衛星信号を捕捉および追跡することができ、受信機の性能もまた向上する。したがって、北斗非静止軌道衛星信号のような衛星信号については、ナビゲーションビット境界を決定する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
1つの実施形態では、ナビゲーションビット境界を決定するための装置を開示する。この装置は、衛星信号受信モジュールと、位置受信およびクロック較正モジュールと、検出モジュールと、第1の計算モジュールと、第2の計算モジュールと、決定モジュールとを含む。衛星信号受信モジュールは、衛星から衛星信号を受信し、この衛星信号のローカル受信時間を決定して記録するように構成される。位置受信およびクロック較正モジュールは、時間信号および装置の位置を受信し、衛星信号のローカル受信時間を較正して較正済み受信時間を生成するように構成される。検出モジュールは、衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出するように構成される。第1の計算モジュールは、エフェメリス情報に基づいて衛星の座標を計算するように構成される。第2の計算モジュールは、装置の位置、衛星の座標、および衛星信号の較正済み受信時間に基づいて、衛星信号の送信時間を計算するように構成される。決定モジュールは、衛星信号の送信時間に基づいて、衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するように構成される。
【００１０】
別の実施形態において、衛星受信機を開示する。この衛星受信機は、衛星信号の送信時間に基づいて、衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するように構成される。衛星信号を捕捉して追跡するために、衛星信号のナビゲーションビット境界に基づいて、連続積分時間を決定する。
【００１１】
さらに別の実施形態では、衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための方法を開示する。この方法は、衛星から衛星信号を受信し、衛星信号のローカル受信時間を記録するステップと、時間信号およびナビゲーションビット境界決定装置の位置を受信し、衛星信号のローカル受信時間を較正して較正済み受信時間を生成するステップと、衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出するステップと、エフェメリス情報が利用可能である場合、エフェメリス情報に基づいて衛星の座標を計算するステップと、ナビゲーションビット境界決定装置の位置、衛星の座標、および衛星信号の較正済み受信時間に基づいて衛星信号の送信時間を計算するステップと、衛星信号の送信時間に基づいて衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するステップとを含む。
【００１２】
さらに別の実施形態では、衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するために情報を記録された機械可読非一時的媒体であって、情報が、機械に読み取られるとき、機械に一連のステップを行わせる機械可読非一時的媒体。このステップは、衛星から衛星信号を受信し、衛星信号のローカル受信時間を記録するステップと、時間信号およびナビゲーションビット境界決定装置の位置を受信し、衛星信号のローカル受信時間を較正して較正済み受信時間を生成するステップと、衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出するステップと、エフェメリス情報が利用可能である場合、エフェメリス情報に基づいて衛星の座標を計算するステップと、ナビゲーションビット境界決定装置の位置、衛星の座標、および衛星信号の較正済み受信時間に基づいて衛星信号の送信時間を計算するステップと、衛星信号の送信時間に基づいて衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するステップとを含む。
【００１３】
特許請求する対象の実施形態の特徴は、次の詳細な説明が進むにつれて、および同様の参照符号が同様の部分を示す図面を参照して、明らかになるであろう。これらの例示的実施形態は、図面を参照して詳細に説明される。これらの実施形態は、非限定的な例示的実施形態であり、図面のいくつかの図を通して、同様の参照符号が同様の構造を表している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の1つの実施形態に従って衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するためのナビゲーションビット境界決定装置の一例を示す例示的ブロック図である。
【図２】本開示の1つの実施形態によりいくつかの衛星と通信している例示的受信機を示す図である。
【図３】本開示の1つの実施形態に従って、図1に示す第2の計算モジュールの例示的詳細ブロック図である。
【図４】本開示の1つの実施形態に従って、GPS/北斗デュアルモード受信機の一例を示す例示的ブロック図である。
【図５】本開示の1つの実施形態に従って、衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための方法を示すフローチャートである。
【図６】本開示の1つの実施形態に従って、図5に示すステップS560または図7に示すステップS760の詳細フローチャートである。
【図７】本開示の1つの実施形態に従って、衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための別の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】
【００１５】
次に本教示の実施形態について詳細に言及する。これらの実施形態と関連して本教示を説明するが、本教示をこれらの実施形態に限定するよう意図していないことを理解されたい。逆に本教示は、代替形態、変更形態、および等価物を含むよう意図されており、これらを添付の特許請求の範囲で定められる本教示の趣旨および範囲内に含むことができる。
【００１６】
さらに、本教示の次の詳細な説明では、本教示を完全に理解されるように数多くの特定の詳細を示す。しかしながら、当業者には明らかであるように、本教示は、これらの具体的な詳細なしで実施されることが可能である。他の例では、本教示の態様を不必要に不明瞭にしないように、周知の方法、手順、構成要素、および回路について詳細に説明していない。
【００１７】
北斗非静止軌道衛星は、2種類の北斗衛星、すなわち北斗中軌道(Beidou Middle Earth Orbit、以下「MEO」)衛星と、北斗傾斜静止衛星軌道(Beidou Inclined Geosynchronous Satellite Orbit、以下「IGSO」)衛星とを含む。北斗非静止軌道衛星信号のような衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するためのナビゲーションビット境界決定装置を開示する。ナビゲーションビット境界決定装置は、北斗非静止軌道衛星信号のような衛星信号のナビゲーションビット境界を、GPS測位情報のような測位情報に基づいて決定することができる。ナビゲーションビット境界決定装置を使用することによって、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するためのはるかに長い連続積分時間を決定することができ、したがって、捕捉精度が向上する。ナビゲーションビット境界決定装置を使用すると、ビット同期の必要性がなくなり、そこで北斗非静止軌道衛星を使用して、より迅速な測位およびナビゲーションレスポンスが可能になり、これにより受信機の性能が向上する。1つの実施形態では、ナビゲーションビット境界決定装置を装備した受信機もまた開示する。
【００１８】
1つの実施形態では、上述のナビゲーションビット境界決定装置は、衛星信号受信モジュールと、測位受信およびクロック較正モジュールと、検出モジュールと、第1の計算モジュールと、第2の計算モジュールと、決定モジュールとを含む。衛星信号受信モジュールは、北斗非静止軌道衛星信号のような衛星信号を受信し、衛星信号のローカル受信時間を決定および記録するように構成される。1つの実施形態では、衛星信号は、衛星のエフェメリス情報とすることができる。例えば、北斗非静止軌道衛星信号は、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報とすることができる。位置受信およびクロック較正モジュールは、受信機からの時間信号、および測位情報に基づいて受信機によって計算されたナビゲーションビット境界決定装置の位置を受信し、受信した時間信号に基づいて衛星信号のローカル受信時間を較正するように構成される。1つの例では、位置受信およびクロック較正モジュールは、GPS受信機からのGPS時間信号、およびGPS測位情報に基づいてGPS受信機によって計算されたナビゲーションビット境界決定装置の位置を受信し、受信したGPS時間信号に基づいて北斗非静止軌道衛星信号のローカル受信時間を較正することができる。検出モジュールは、衛星信号受信モジュールによって受信された衛星信号中の衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出するように構成される。1つの例では、検出モジュールが、北斗衛星信号受信モジュールによって受信された北斗非静止軌道衛星信号の北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出することができる。第1の計算モジュールは、衛星のエフェメリス情報が利用可能であるとき、衛星のエフェメリス情報に基づいて衛星の座標を計算するように構成される。1つの例では、第1の計算モジュールは、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が利用可能であるとき、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報に基づいて北斗非静止軌道衛星の座標を計算することができる。第2の計算モジュールは、ナビゲーションビット境界決定装置の位置、衛星の座標、および衛星信号の較正済み受信時間に基づいて、衛星信号の送信時間を計算するように構成される。1つの例では、第2の計算モジュールは、ナビゲーションビット境界決定装置の位置、北斗非静止軌道衛星の座標、および北斗非静止軌道衛星信号の較正済み受信時間に基づいて、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間を計算することができる。決定モジュールは、衛星信号の送信時間に基づいて、衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するように構成される。1つの例では、決定モジュールは、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間に基づいて北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定することができる。
【００１９】
信号のナビゲーションビット境界を決定するためのナビゲーションビット境界決定装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。次の説明では、衛星を北斗非静止軌道衛星として説明し、衛星信号を北斗非静止軌道衛星信号として説明する。しかしながら、このような説明は、単に例示のためであって、本教示の範囲を限定する意図はないことを理解されたい。北斗(コンパス)ナビゲーションシステム、GPSシステム、GLONASSシステム、およびガリレオシステムなどの、ただしこれらに限定されないいかなる衛星ナビゲーションおよび測位システムも、本教示に適用されることが可能であることを理解されたい。
【００２０】
図1は、本開示の1つの実施形態に従って、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するためのナビゲーションビット境界決定装置100の一例を示している。図1に示すように、ナビゲーションビット境界決定装置100は、クロックモジュール110と、北斗衛星信号受信モジュール120と、位置受信およびクロック較正モジュール130と、第1の計算モジュール140と、第2の計算モジュール150と、決定モジュール160と、記憶モジュール170と、検出モジュール180とを含む。
【００２１】
図1に示すように、ナビゲーションビット境界決定装置100のクロックモジュール110は、ローカル時間信号を提供するように構成される。
【００２２】
北斗衛星信号受信モジュール120は、北斗非静止軌道衛星信号を受信するように構成されており、クロックモジュール110によって提供されるローカル時間信号に基づいて北斗非静止軌道衛星信号のローカル受信時間を決定し、北斗非静止軌道衛星信号のローカル受信時間を記録する。北斗衛星信号受信モジュール120によって受信された情報、例えば、上述の北斗非静止軌道衛星信号および記録されたローカル受信時間は、他のモジュールによって処理される、または呼び出されるようにするために、記憶モジュール170に格納することができる。
【００２３】
位置受信およびクロック較正モジュール130は、外部受信機からの時間信号(図1には示さず)と、測位情報に基づいて受信機によって計算された、ナビゲーションビット境界決定装置100の位置とを受信するように構成されており、受信した時間信号を使用することによって、クロックモジュール110、および北斗非静止軌道衛星信号のローカル受信時間を較正する。1つの例では、受信機はGPS受信機であって、時間信号はGPS受信機によって送信されるGPS時間信号である。受信機および時間信号はGPSに限定されず、例えば北斗(コンパス)ナビゲーションシステム、GLONASSシステム、およびガリレオシステムのような、ただしこれらに限定されない、他のいかなる衛星ナビゲーションおよび測位システムにも適合することができることを理解されたい。例えば、北斗非静止軌道衛星信号のローカル受信時間は、GPS測位情報から得られるクロックバイアスtuに基づいて較正することができ、次いで北斗非静止軌道衛星信号の較正済み受信時間が得られる。GPS測位情報に基づいて得られたナビゲーションビット境界決定装置100の位置は、記憶モジュール170に格納される。
【００２４】
1つの実施形態では、ナビゲーションビット境界決定装置100の位置は、外部GPS受信機(図1に示さず)によって計算されることが可能であり、GPS時間信号は、GPS測位情報から得ることができる。位置受信およびクロック較正モジュール130は、外部GPS受信機から上述のように計算された情報を受信する。位置受信およびクロック較正モジュール130によって受信された計算済み情報は、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するために使用される。
【００２５】
さらに、北斗非静止軌道衛星信号のローカル受信時間、ならびにクロックモジュール110は、受信機のクロックバイアスtuに基づいて較正することができる。
【００２６】
記憶モジュール170は、上述のように北斗衛星信号受信モジュール120および位置受信およびクロック較正モジュール130によって受信された情報を格納することができる。記憶モジュール170はさらに、ナビゲーションビット境界決定装置100中の各モジュールによって生成される、または使用される他の情報を格納することができる。この種の情報は、計算パラメータ、一時データなどを含むが、これらに限定されない。
【００２７】
検出モジュール180は、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを判断するように構成される。
【００２８】
第1の計算モジュール140は、検出モジュール180によって検出されるように北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が利用可能であるとき、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報に基づいて北斗非静止軌道衛星の座標を計算するように構成される。
【００２９】
第2の計算モジュール150は、ナビゲーションビット境界決定装置の位置に基づく北斗非静止軌道衛星信号の送信時間、北斗非静止軌道衛星の座標、および北斗非静止軌道衛星信号の較正済み受信時間を計算するように構成される。
【００３０】
決定モジュール160は、第2の計算のモジュール150から北斗非静止軌道衛星信号の送信時間を受信し、受信した送信時間に従って北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を計算するように構成される。
【００３１】
図2は、本開示の1つの実施形態に従って、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するためのナビゲーションビット境界決定装置100の例示的利用を示している。図2に示すように、GP1〜GP4は、外部GPS受信機によってサーチされて、利用されることが可能である4つのGPS衛星を示しており、N-Gは、北斗非静止軌道衛星を表している。GP1〜GP4の座標は、それぞれ(X1, Y1, Z1)〜(X4, Y4, Z4)であり、すべてわかっている。外部GPS受信機の位置座標は、図2に示すように(X0, Y0, Z0)である。4つのGPS衛星の位置および衛星信号の送信時間により、外部GPS受信機の位置座標、すなわち(X0, Y0, Z0)を計算するために、4つの式を構築することができる。外部GPS受信機の座標を計算するための詳細な式は、当業者にはよく知られているので、簡潔および明瞭にするために本明細書では説明しない。外部GPS受信機がナビゲーションビット境界決定装置100付近に位置している状況では、外部GPS受信機の位置は、ナビゲーションビット境界決定装置100の位置と同じと考えることができる。したがって、ナビゲーションビット境界決定装置100の位置座標は、(X0, Y0, Z0)と考えることができる。当業者であれば、GPS測位の動作原理および詳細な計算プロセスは周知であることを理解するため、簡潔および明瞭にするために本明細書ではこれについて説明しない。
【００３２】
図2に記載するように、ナビゲーションビット境界決定装置100の位置座標、すなわち座標(X0, Y0, Z0)を、外部GPS受信機から位置受信およびクロック較正モジュール130によって受信することができる。さらに、北斗非静止軌道衛星N-Gの座標、すなわち(X5, Y5, Z5)は、さらなる計算を必要とするので、図1に示す第1の計算モジュール140を使用して、北斗非静止軌道衛星N-Gの座標、すなわち(X5, Y5, Z5)を決定する。
【００３３】
図1に示すように、1つの実施形態では、第1の計算モジュール140は、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が利用可能であるとき、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報に基づいて北斗非静止軌道衛星の座標を計算するように構成される。北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報は、衛星のエフェメリス情報が取得されたとき、例えば記憶モジュール170に格納されたとき、利用可能である。例えば、衛星のエフェメリス情報は事前の復調によって取得することができ、復調された衛星のエフェメリス情報は、記憶モジュール170に格納され、その後衛星のエフェメリス情報は利用可能である。
【００３４】
別の実施形態では、第1の計算モジュール140はさらに、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が利用可能であって有効であるとき、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報に基づいて北斗非静止軌道衛星の座標を計算するように構成される。
【００３５】
より詳細には、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報は、衛星のエフェメリス情報が取得されて、有効期間内であるとき、利用可能であり、有効である。1つの例では、衛星のエフェメリス情報の有効期間は、約2時間である。言い換えれば、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報の有効期間が2時間である状況では、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報は、衛星のエフェメリス情報が2時間以内に前の測位情報から取得されて、いかなる損失もなくナビゲーションビット境界決定装置100に格納されているとき、利用可能であり、有効である。上述の取得された衛星のエフェメリス情報による計算は計算精度を上げ、計算の結果をはるかに正確にすることができる。
【００３６】
北斗非静止軌道衛星N-Gの座標、すなわち(X5, Y5, Z5)の値は、第1の計算モジュール140を使用することによって得られる。次いで、第2の計算モジュール150は、ナビゲーションビット境界決定装置100の位置座標、北斗非静止軌道衛星N-Gの座標、および北斗非静止軌道衛星信号の較正済み受信時間に基づいて、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間を決定することができる。1つの例では、第2の計算モジュール150は、図3に示すブロック図に従って構成することができ、これについて以下に詳細に説明する。
【００３７】
図3は、図1に示す第2の計算モジュール150の例示的な詳細ブロック図を示している。図3に示すように、第2の計算モジュール150は、第1の計算サブモジュール310と、第2の計算サブモジュール320と、第3の計算サブモジュール330とを含む。
【００３８】
第1の計算サブモジュール310は、ナビゲーションビット境界決定装置100の位置座標および北斗非静止軌道衛星N-Gの座標によって、ナビゲーションビット境界決定装置100と北斗非静止軌道衛星N-Gとの間の距離rを計算するように構成される。座標(X0, Y0, Z0)および(X5, Y5, Z5)は、それぞれナビゲーションビット境界決定装置100の位置座標および北斗非静止軌道衛星N-Gの座標を示す。距離rは、式(1-1)によって計算される。
【００３９】
【数１】
0005663621.tif 000002
【００４０】
ナビゲーションビット境界決定装置100と北斗非静止軌道衛星N-Gとの間の距離rを計算した後、第2の計算サブモジュール320は、北斗非静止軌道衛星N-Gからナビゲーションビット境界決定装置100に送信された北斗非静止軌道衛星信号の送信時間tを計算する。送信時間tは、式(1-2)により計算される。
【００４１】
【数２】
0005663621.tif 000003
【００４２】
ここでcは光速を表す。
【００４３】
したがって、北斗非静止軌道衛星N-Gからナビゲーションビット境界決定装置100に送信された北斗非静止軌道衛星信号の送信時間tは、第1の計算サブモジュール310によって計算された距離rに従って、第2の計算サブモジュール320を使用することによって得られる。第3の計算サブモジュール330は、北斗非静止軌道衛星信号の較正済み受信時間、および、第2の計算サブモジュール320によって計算される送信時間tに基づいて、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttを計算するように構成される。例えば、北斗非静止軌道衛星信号の較正済み受信時間がtrで表され、位置受信およびクロック較正モジュール130によって較正される場合、送信時間ttの値は(tr-t)に等しい。
【００４４】
送信時間ttが第3の計算サブモジュール330によって計算された後に、決定モジュール160は、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttに基づいて、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定することができる。さらに、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttに基づいて北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定する一例について、以下に詳細に説明する。
【００４５】
例えば、北斗非静止軌道衛星信号の初期送信時間、すなわち北斗非静止軌道衛星が衛星信号を送信する時間は、t0である。北斗非静止軌道衛星信号の初期送信時間t0は、リアルタイムクロック(以下、「RTC」)から変換されるGPS時間である。RTCクロックに基づいて現在のGPS時間を計算するための方法は、当業者にはよく知られている。例えば、開始時間として1999年8月21/22日を使用して、現在のGPS時間を計算するための式を以下のように構築する。
tGPS=[dow*24+(hour+zonenum)*60+min]*60+sec+leapsec (1-3)
ここで、dowは曜日を表し、hour、min、およびsecはそれぞれRTC時間の時間、分、および秒の情報を表し、zonenumはRTC時間のタイムゾーンを表し、leapsecは現在の協定世界時(UTC)とGPS時間との差を表す。北斗非静止軌道衛星信号の較正済み受信時間trおよび北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttに従って、式を構築する。この式は、以下のように記述される。
x=(tt-t0) mod 20ms (1-4)
ここでxは、tt(ms)とt0(ms)との差を20msで割った余りである。xの値により、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界が計算される。次いで、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するための連続積分時間を、さらに決定することができる。例えば、xの値がゼロに等しい場合は、これは北斗非静止軌道衛星信号が時間ttにおいてナビゲーションビット境界にあることを意味し、時間ttから20msの連続積分時間で北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡することができ、そうでない場合は、北斗非静止軌道衛星信号は時間(tt+20-x)においてナビゲーションビット境界にあり、時間(tt+20-x)から20msの連続積分時間で北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡することができる。したがって、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界は、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttに基づいて決定することができる。
【００４６】
式(1-4)において、ttおよびt0は、同じシステム時間によって較正されることに注意する。例えば、ttがGPS時間によって較正される場合、t0もまたGPS時間によって較正され、式(1-4)によってxを計算することができる。
【００４７】
北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界が、本教示で開示するナビゲーションビット境界決定装置100を使用することによって決定される場合、ビット同期を行うことなくはるかに長い連続積分時間を用いる捕捉モードで北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡することができる。したがって、北斗非静止軌道衛星信号を、迅速な測位およびナビゲーション計算に使用することができる。1つの実施形態では、連続積分時間は、{1ms, 20ms}の範囲のいかなる実数とすることもできる。1つの例では、20msの連続積分時間を用いる捕捉モードは、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するために使用することができる。
【００４８】
1msの連続積分時間を用いる従来の捕捉モードと比べると、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するためにナビゲーションビット境界決定装置100ははるかに長い連続積分時間を採用することができ、弱い信号を有する衛星もまた、測位およびナビゲーション目的で使用することができ、このような弱い信号の捕捉および追跡精度を向上させることができる。
【００４９】
さらに、上述のように、本開示で開示するナビゲーションビット境界決定装置100は、外部GPS受信機から受信されるGPS測位情報に基づいて北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定することができる。開示した本開示は、ビット同期を行うことなく、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定することができる。
【００５０】
上述のナビゲーションビット境界決定装置100は、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するために、また測位および/またはナビゲーションの目的でも、使用することができる。例えば、北斗非静止軌道衛星信号は、受信機がビット同期を行うことなくウォームブートモードまたはコールドブートモードであるとき、迅速な測位およびナビゲーションの計算に使用することができる。したがって、数秒を節減することができる。
【００５１】
別の実施形態では、北斗非静止軌道衛星N-Gは、北斗MEO衛星、または北斗IGSO衛星であることが可能である。ナビゲーションビット境界決定装置は、1つもしくは複数の北斗MEO衛星、および/または1つもしくは複数の北斗IGSO衛星のような、2つ以上の北斗非静止軌道衛星とインタフェースを取ることができると理解されたい。この状況では、各衛星信号を処理するための方法は、ナビゲーションビット境界決定装置100内のモジュールによって行われることが可能であり、その後各衛星信号のナビゲーションビット境界を決定することができる。
【００５２】
北斗非静止軌道衛星信号の送信時間に基づいて北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するという開示した実施形態は例示であり、限定であるよう意図されていないことを理解されたい。北斗非静止軌道衛星信号の送信時間に基づいて北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための他の実施形態も、本開示に含まれる可能性があり、こうした実施形態については簡潔および明瞭にするためにここでは説明しないことを、当業者には理解されるであろう。
【００５３】
1つの実施形態において、北斗衛星受信機を開示する。北斗衛星受信機は、上述のナビゲーションビット境界決定装置100を含むことができる。
【００５４】
北斗衛星受信機は、ナビゲーションビット境界決定装置を含み、このナビゲーションビット境界決定装置は、図1に示すナビゲーションビット境界決定装置100と同様の構成要素および機能を有するので、簡潔および明瞭にするために、ここではこれについて説明しない。
【００５５】
より詳細には、北斗衛星受信機内のナビゲーションビット境界決定装置は、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するために使用される。北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界により、連続積分時間が決定され、次いで、決定された連続積分時間を用いて、北斗非静止軌道衛星からの北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡することができる。すなわち、北斗非静止軌道衛星信号の上述のナビゲーションビット境界に従って決定される連続積分時間を用いて北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡することができる。連続積分時間を使用して北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡することができるので、その結果、ビット同期を行う必要もなく、北斗非静止軌道衛星信号を使用することができる。
【００５６】
上述のように、北斗衛星受信機内のナビゲーションビット境界決定装置は、ビット同期を行うことなく北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するために使用されることが可能である。受信機がビット同期を行うことなくウォームブートモードまたはコールドブートモードであるとき、迅速な測位およびナビゲーション計算のために北斗非静止軌道衛星信号を使用することができる。したがって、数秒を節減することができる。
【００５７】
さらに、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界が決定されると、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するためにナビゲーションビット境界決定装置ははるかに長い連続積分時間を採用することができる。したがって、非常に弱い衛星信号を捕捉および追跡することができる。したがって、捕捉および追跡精度をさらに向上させることができ、それに応じて受信機の性能が向上する。
【００５８】
1つの実施形態では、GPS/北斗デュアルモード受信機が提供される。GPS/北斗デュアルモード受信機は、GPS受信機と、上述の北斗衛星受信機とを含む。図4は、本開示の1つの実施形態に従って、GPS/北斗デュアルモード受信機400の一例を示している。
【００５９】
図4に示すように、GPS/北斗デュアルモード受信機400は、GPS受信機410と、北斗衛星受信機420とを含む。北斗衛星受信機420は、ナビゲーションビット境界決定装置422を装備されている。北斗衛星受信機420およびナビゲーションビット境界決定装置422は、それぞれ上述の北斗衛星受信機およびナビゲーションビット境界決定装置と同様の構成要素および機能を有するので、簡潔および明瞭にするためにこれについてはここでは説明しない。
【００６０】
GPS受信機410は、商用GPS受信機のいずれであってもよく、GPS時間信号、およびGPS測位情報により取得されるGPS/北斗デュアルモード受信機400の位置を取得することができる。GPS/北斗デュアルモード受信機400の位置は、ナビゲーションビット境界決定装置422の位置と考えることができる。上述のGPS/北斗デュアルモード受信機400の位置およびGPS時間信号は、北斗衛星受信機420内のナビゲーションビット境界決定装置422に提供されることが可能である。例えば、GPS/北斗デュアルモード受信機400の三次元空間座標を決定するために、GPS測位プロセス中に少なくとも4つのGPS衛星を捕捉することができる。
【００６１】
開示のGPS/北斗デュアルモード受信機400は、ナビゲーションビット境界決定装置422を含む。したがって、開示のGPS/北斗デュアルモード受信機400は、従来のGPS/北斗デュアルモード受信機のような方法で、シングルモードで動作することができる。例えば、開示のGPS/北斗デュアルモード受信機400は、GPS衛星信号を使用することによって、または北斗衛星信号を使用することによって、測位および/またはナビゲーションを行うことができる。開示のGPS/北斗デュアルモード受信機400は、さらに新規の特徴を有するデュアルモードで動作することができる。例えば、開示のGPS/北斗デュアルモード受信機400は、GPS測位情報から得られる情報に基づいて北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定することができる。このような情報は、GPS測地情報およびGPS時間信号から取得されるGPS/北斗デュアルモード受信機400の位置を含む。したがって、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するために、はるかに長い連続積分時間を使用することができ、したがって弱い信号を有する衛星を捕捉および追跡することができる。その結果、捕捉および追跡精度をさらに向上させることができる。さらに北斗GEO衛星信号は、ビット同期を行うことなく迅速な測位およびナビゲーション計算を行うために使用し、それにより数秒を節減することができる。それに応じて受信機の性能は向上する。
【００６２】
1つの実施形態では、モバイル機器が、上述の北斗衛星受信機またはGPS/北斗デュアルモード受信機を含むことができる。例えば、モバイル機器は、ナビゲータ、携帯電話、ノートブック、iPad、PDA(携帯情報端末)、例えばMP3/MP4プレーヤおよびEブックのようなマルチメディアプレーヤ機器、ならびにGPS受信機410を含むことができる他の機器のいずれか1つであることが可能である。
【００６３】
1つの実施形態では、北斗衛星受信機またはGPS/北斗デュアルモード受信機を装備した上述のモバイル機器は、図1に示すナビゲーションビット境界決定装置100を含む。北斗非静止軌道衛星信号は、受信機がビット同期を行うことなくウォームブートモードまたはコールドブートモードであるとき、迅速な測位およびナビゲーション計算に使用することができる。さらに、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するためにナビゲーションビット境界決定装置ははるかに長い連続積分時間を採用することができ、したがって、いくつかの非常に弱い衛星信号を捕捉および追跡することができる。その結果、捕捉および追跡精度をさらに向上させることができる。
【００６４】
北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための方法を提供する。この方法の一例について、図1、図5、および図6と組み合わせて説明する。
【００６５】
図5は、本開示の1つの実施形態に従って、北斗非静止衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための方法を示している。ステップS520、ナビゲーションビット境界決定装置100内の北斗衛星信号受信モジュール120が、北斗非静止軌道衛星信号を受信し、北斗非静止軌道衛星信号のローカル受信時間を決定および記録する。ステップS530、ナビゲーションビット境界決定装置100内の位置受信およびクロック較正モジュール130が、GPS測位情報およびGPS測位情報から得られるGPS時間信号に基づいて外部GPS受信機によって計算されたナビゲーションビット境界決定装置の位置を受信し、受信したGPS時間信号に基づきローカル受信時間およびローカル時間を較正する。この明細書ではナビゲーションビット境界決定装置100の位置およびユーザの位置は、交換可能に使用されている。ステップS540、ナビゲーションビット境界決定装置100内の検出モジュール180が、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出する。北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報は、北斗衛星信号受信モジュール120によって受信される北斗非静止軌道衛星信号に含まれている。北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が利用可能である場合、ナビゲーションビット境界決定装置100は、ステップS550において行われるように、北斗非静止軌道衛星の座標を計算する。そうでない場合は、実行されない。
【００６６】
ステップS550、北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が検出されて利用可能となった後、ナビゲーションビット境界決定装置100内の第1の計算モジュール140が、利用可能な衛星のエフェメリス情報に基づいて、北斗非静止軌道衛星の座標を計算する。ステップS560、ナビゲーションビット境界決定装置100内の第2の計算モジュール150が、ナビゲーションビット境界決定装置100の位置、北斗非静止軌道衛星の座標、および北斗GEO衛星信号の較正済み受信時間trに基づいて北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttを計算する。
【００６７】
北斗非静止軌道衛星信号の送信時間の計算は、図6に示すステップS610〜S630に分解することができる。
【００６８】
図6に示すように、ステップS610、第2の計算モジュール150内の第1の計算サブモジュール310が、ステップS530で受信されるナビゲーションビット境界決定装置100の位置、およびステップS550で取得される北斗非静止軌道衛星の座標に基づいて、ナビゲーションビット境界決定装置100と北斗非静止軌道衛星との間の距離rを計算する。ステップS620、第2の計算モジュール150内の第2の計算サブモジュール320が、ステップS610で取得される距離rに基づいて、北斗非静止軌道衛星からナビゲーションビット境界決定装置100に送信された北斗非静止軌道衛星信号の送信時間tを計算する。ステップS630、第2の計算モジュール150内の第3の計算サブモジュール330が、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間tおよび較正済み受信時間trに基づいて、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttを計算する。
【００６９】
例えば、ステップS610、S620、およびS630に示すように、送信時間ttを計算するための詳細な方法は、それぞれ図3と組み合わせて第1の計算サブモジュール310、第2の計算サブモジュール320、および第3の計算サブモジュール330によって実行されることが可能であり、これについては簡潔および明瞭にするためにここでは詳細に説明しない。
【００７０】
したがって、北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttは、ステップS560、すなわち詳細ステップS610〜S630を行うことによって取得される。次いで、ステップS570、ナビゲーションビット境界決定装置100内の決定モジュール160が、ステップS560で計算された北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttに基づいて、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定する。ステップS570で行われる北斗非静止軌道衛星信号の送信時間ttに基づいて北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための詳細な方法についてはすでに説明したので、ここでは繰り返さない。北斗非静止軌道衛星信号の決定されたナビゲーションビット境界を使用して、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するための連続積分時間を決定する。連続積分時間は、1msと20msとの間のいかなる継続時間とすることもできる。
【００７１】
図7は、本開示の1つの実施形態に従って、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための別の方法を示すフローチャートである。図7に示す実施形態では、北斗非静止軌道衛星の座標を計算するための北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報は、利用可能であるだけでなく、有効である。すなわち、衛星のエフェメリス情報は、有効期間内である。
【００７２】
図7に示すように、フローチャート700にステップS746が追加される。さらに、フローチャート700のS720〜S740のステップは、フローチャート500のステップS520〜S540と同様の機能を行い、フローチャート700のS750〜S770のステップは、フローチャート500のS550〜S570のステップと同様の機能を行うので、これについては簡潔および明瞭にするためにここでは説明しない。
【００７３】
フローチャート700とフローチャート500との違いは、ステップS740とステップS750との間にステップS746が追加されることである。言い換えれば、ステップS740において北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が利用可能であるかどうかを検出した後に、検出モジュール180はさらに、ステップS746において北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が有効であるかどうかを検出する。例えば、検出モジュール180は、衛星のエフェメリス情報が有効期間、例えば2時間以内であるかどうかを検出することができる。衛星のエフェメリス情報が有効期間内であると検出される場合、衛星のエフェメリス情報は有効である。
【００７４】
北斗非静止軌道衛星のエフェメリス情報が有効である場合、ナビゲーションビット境界決定装置100は、ステップS750において北斗非静止軌道衛星の座標を計算し、そうでない場合は、実行されない。
【００７５】
フローチャート700のステップS750〜S770は、フローチャート500のS550〜S570のステップと同様であるので、これについては簡潔および明瞭にするためにここでは説明しない。
【００７６】
上述のように、本開示の1つの実施形態に従って、外部GPS受信機から受信されるGPS測位情報を使用することによって北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定することができる。言い換えれば、ビット同期を行うことなく北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定することができる。したがって、衛星測位および/またはナビゲーション技術では、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するために、およびビット同期を行うことなく測位もしくはナビゲーションの目的で、上述のナビゲーションビット境界決定装置を使用することができる。その結果、北斗非静止軌道衛星信号は、受信機がウォームブートモードまたはコールドブートモードであるとき、迅速な測位およびナビゲーション計算に使用することができ、それにより数秒を節減する。さらに、上述のナビゲーションビット境界決定装置が北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するために使用されるとき、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するためにナビゲーションビット境界決定装置ははるかに長い連続積分時間を採用することができ、したがっていくつかの弱い衛星信号を捕捉および追跡することができる。その結果、捕捉および追跡精度をさらに向上させることができる。
【００７７】
本開示の1つの実施形態に従って、1つの実施形態において衛星ナビゲーションおよび測位方法を提供する。衛星ナビゲーションおよび測位方法は、例えば北斗静止軌道衛星および/または北斗非静止軌道衛星のような北斗衛星に基づいてナビゲーションおよび測位を処理するステップを含む。このようなステップでは、ナビゲーションおよび測位処理は、従来の北斗衛星の受信機によって行われる。このステップは、北斗シングルモードナビゲーションおよび測位処理ステップとしても知られている。衛星ナビゲーションおよび測位方法はさらに、ナビゲーションビット境界を決定するための上述の方法を使用することによってナビゲーションおよび測位を処理するステップを含む。このステップは、補助ナビゲーションおよび測位処理ステップとしても知られている。
【００７８】
上述の補助ナビゲーションおよび測位処理はさらに、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定し、ビット同期を行うことなく北斗非静止軌道衛星によってオブジェクトの位置を特定するために北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界に基づいて、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するための連続積分時間を決定するステップを含む。したがって、測位時間を削減することができ、北斗非静止軌道衛星信号を捕捉および追跡するためにはるかに長い連続積分時間を採用することができ、より弱い信号を有する衛星を捕捉および追跡することができる。その結果、捕捉および追跡精度をさらに向上させることができる。
【００７９】
別の実施形態では、衛星ナビゲーションおよび測位方法はさらに、北斗シングルモードナビゲーションおよび測位処理ステップ、ならびに補助ナビゲーションおよび測位処理ステップの他に、GPSシングルモードナビゲーションおよび測位処理ステップを含む。すなわち、ナビゲーションおよび測位処理は、従来のGPS受信機によって行われる。この状況では、補助ナビゲーションおよび測位処理ステップは、GPSシングルモードナビゲーションおよび測位処理ステップで取得される情報を使用することによって実行されることが可能である。さらに、ナビゲーションおよび測位処理のこうした3つの処理ステップは、ユーザの要求または実際の状況により、ある処理ステップから別の処理ステップに切り替えることができる。
【００８０】
したがって、GPS測位情報に基づいて上述の衛星ナビゲーション測位方法を行うことによって、北斗非静止軌道衛星信号のナビゲーションビット境界を決定することができる。北斗非静止軌道衛星信号は、受信機がビット同期を行うことなくウォームブートモードまたはコールドブートモードであるとき、迅速な測位およびナビゲーション計算に使用することができる。
【００８１】
上記のように、衛星信号のナビゲーションビット境界を決定するための方法の諸態様は、プログラミングにおいて具体化することができる。この技術のプログラムの態様は、一般的には機械可読媒体のタイプで担持されるまたは具体化される実行可能コードおよび/または関連するデータの形式の「製品」または「製造品」と考えられることが可能である。有形の一時的でない「ストレージ」型媒体は、コンピュータ、プロセッサもしくは同様のもののためのメモリもしくは他のストレージ、またはその関連モジュール、例えばソフトウェアプログラミングのためにいつでもストレージを提供することができる様々な半導体メモリ、テープドライブ、ディスクドライブなどの、いずれかまたはすべてを含む。
【００８２】
ソフトウェアの全部または一部は、時にはインターネットまたは他の様々な電気通信網を通じて通信することができる。例えばこのような通信により、あるコンピュータまたはプロセッサから別のコンピュータまたはプロセッサにソフトウェアをロードすることができる。したがって、ソフトウェア要素を運ぶことができる別のタイプの媒体は、例えば、有線の光学式地上通信線網を介しておよび様々なエアリンクを通じて、例えばローカルデバイス間の物理インタフェース間で使用される光波、電波、および電磁波を含む。有線または無線リンク、光リンクなど、このような波を搬送する物理要素もまた、ソフトウェアを運ぶ媒体とみなすことができる。本明細書では、有形の「ストレージ」媒体に限定されない限り、コンピュータまたは機械「可読媒体」のような用語は、実行のためにプロセッサに命令を提供することに関与するいかなる媒体も指す。
【００８３】
よって、機械可読媒体は、有形の記憶媒体、搬送波媒体、または物理伝送媒体を含むが、これらに限定されない多くの形をとることができる。例えば不揮発性記憶媒体には、(1つもしくは複数の)コンピュータまたは同様のものの中の記憶装置のいずれかのような、光ディスクまたは磁気ディスクが含まれ、これを使用して、図面に示すようにシステムまたはその構成要素のいずれかを実装することができる。揮発性記憶媒体には、このようなコンピュータプラットフォームのメインメモリなどの、ダイナミックメモリが含まれる。有形の伝送媒体には、同軸ケーブル、コンピュータシステム内のバスを形成する線を含む、銅線および光ファイバが含まれる。搬送波伝送媒体は、無線周波数(RF)データ通信および赤外線(IR)データ通信中に発生するような電気信号もしくは電磁信号、または音波もしくは光波の形をとることができる。したがって、一般的な形のコンピュータ可読媒体には、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他の磁気媒体、CD-ROM、DVDもしくはDVD-ROM、他の光媒体、パンチカード紙テープ、穴のパターンを有する他の物理記憶媒体、RAM、PROMおよびEPROM、FLASH-EPROM、他のメモリチップもしくはカートリッジ、データもしくは命令を運ぶ搬送波、このような搬送波を運ぶケーブルもしくはリンク、またはコンピュータがそこからプログラミングコードおよび/またはデータを読み取ることができる他の媒体が含まれる。こうした形態のコンピュータ可読媒体の多くは、1つまたは複数のシーケンスの1つまたは複数の命令を実行のためにプロセッサに搬送することに関与することができる。
【００８４】
前述の説明および図面は、本開示の諸実施形態を表しているが、添付の特許請求の範囲で定めるように本開示の原理の趣旨および範囲を逸脱することなく、様々な追加、変更、および置き換えを行うことができると理解されたい。本開示は、形、構造、配置、割合、材料、要素、および構成要素の多くの変更を伴って使用される、そうでない場合は開示を実践して使用されることが可能であり、これらは詳細には本開示の原理を逸脱することなく特定の環境および動作要求に適合されることを当業者は理解するであろう。したがって開示した諸実施形態は、あらゆる点で例示的であって、限定的でないとみなされるべきであり、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその法的等価物で示され、前述の説明に限定されない。
【符号の説明】
【００８５】
100  ナビゲーションビット境界決定装置
110  クロックモジュール
120  北斗衛星信号受信モジュール
130  位置受信およびクロック較正モジュール
140  第1の計算モジュール
150  第2の計算モジュール
160  決定モジュール
170  記憶モジュール
180  検出モジュール
【図１】
0005663621.tif 000004
【図２】
0005663621.tif 000005
【図３】
0005663621.tif 000006
【図４】
0005663621.tif 000007
【図５】
0005663621.tif 000008
【図６】
0005663621.tif 000009
【図７】
0005663621.tif 000010