(57)【要約】【課題】第１の変調コードの相関処理結果に基づいて、第２の変調コードの相関処理効率を向上させ、且つ、第１の変調コードの相関ピークを誤検出した場合であっても、第２の変調コードの相関ピークを確実に行うことができる衛星航法受信機を提供する。【解決手段】第１の相関処理部４で検出した第１の変調コード（Ｌ１Ｃ／Ａコード）のコード位相を用いて第２の変調コード（Ｌ２ＣＭコード）の相関ピークを検出する際に、探索範囲分割部７が第２の変調コード（Ｌ２ＣＭコード）の全コード長を複数のセルに分割する。次に、Ｌ２探索位相算出部８が第１の相関処理部４で検出したコード位相から第２の変調コード（Ｌ２ＣＭコード）のコード位相の探索候補点を算出する。探索順序決定部８は、コード位相の探索候補点に基づいて分割されたセルの探索順序を決定する。【選択図】  図１
2008209287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の変調コードによってスペクトル拡散された第１の測位用信号を受信する第１の受信部と、
前記第１の測位用信号と異なる変調コードでスペクトル拡散された第２の測位用信号を受信する第２の受信部と、
受信した前記第１の測位用信号の相関処理を行う第１の相関処理部と、
前記第１の相関処理部で検出したコード位相に基づいて、前記第２の測位用信号と前記第２の変調コードとの相関がピークとなるコード位相の候補点を算出する第２の変調コード探索位相算出部と、
第２の変調コードの全コード長に相当する探索範囲をｎ（ｎ：２以上の整数）個のセルに分割する探索範囲分割部と、
前記コード位相の候補点に基づいて、前記分割されたセルの探索順序を決定する探索順序決定部と、
受信した前記第２の測位用信号の相関処理を、前記探索順序決定部により決定された探索順序に従って行う第２の相関処理部と、を備えることを特徴とする衛星航法受信機。
【請求項２】
請求項１に記載の衛星航法受信機において、
前記探索範囲分割部は、前記コード位相の候補点に基づいて、前記セルのセル幅を決定することを特徴とする衛星航法受信機。
【請求項３】
請求項２に記載の衛星航法受信機において、
前記探索範囲分割部は、前記コード位相の候補点を含むセルを、前記コード位相の候補点を含まないセルより狭いセル幅とし、
前記探索順序決定部は、前記コード位相の候補点を含むセルから探索が行われるように前記分割されたセルに探索順序を与えることを特徴とする衛星航法受信機。
【請求項４】
請求項３に記載の衛星航法受信機において、
前記探索範囲分割部は、前記コード位相の候補点から離れるにつれて順にセル幅が広くなるように各セルの探索範囲を設定し、
前記探索順序決定部は、前記コード位相の候補点を含むセルから探索が行われるように前記分割されたセルに探索順序を与えることを特徴とする衛星航法受信機。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の衛星航法受信機において、
前記探索範囲分割部は、前記第１の相関処理部で検出したコード位相の信頼度に基づいて、前記セルのセル幅を決定することを特徴とする衛星航法受信機。
【請求項６】
請求項５に記載の衛星航法受信機において、
前記信頼度は、第１の測位用信号のＳ／Ｎ比、或いは第１の測位用信号に乗ぜられた航法メッセージの復調結果から算出することを特徴とする衛星航法受信機。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載の衛星航法受信機において、
前記探索範囲分割部は、衛星と受信機間に生じるドップラ周波数に基づいて、前記セルの境界位置を決定することを特徴とする衛星航法受信機。
【請求項８】
請求項１から７の何れかに記載の衛星航法受信機において、
前記探索範囲分割部は、衛星と受信機間に生じるドップラ周波数に基づいて、前記セルのセル幅を決定することを特徴とする衛星航法受信機。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の衛星航法受信機において、
衛星と受信機間に生じるドップラ周波数に基づいて、前記第２の相関処理部で相関処理を行う際の探索方向を決定するコード探索方向決定部をさらに備えることを特徴とする衛星航法受信機。
【請求項１０】
請求項１から９の何れかに記載の衛星航法受信機において、
前記第２の相関処理部は、前記第１の相関処理部でコード位相を検出した際の搬送波周波数情報を用いて、前記第２の測位用信号と前記第２の変調コードとのキャリア相関を行うことを特徴とする衛星航法受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の測位用信号を受信して測位を行う衛星航法受信機において、特に一方の信号の相関処理結果に基づいて、他方の信号の相関処理効率を向上させる衛星航法受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＧＰＳ（Global Positioning System）は、Ｌ１とＬ２の２つの周波数の電波を放送している。Ｌ１には民生用ＣＡコードと軍事用Ｐコードで変調されたＬ１Ｃ／Ａが、Ｌ２にはＰコードで変調されたＬ２Ｐ（Ｙ）が存在する。また、米国はＧＰＳをさらに高精度化するためにＧＰＳの近代化政策を打ち出しており、Ｌ２にはＬ２Ｃと呼ばれる信号が追加され、近くＬ５と呼ばれる信号が追加される予定である。Ｌ２Ｃは、Ｌ２ＣＭコードとＬ２ＣＬコードという２種類の擬似雑音コードが時分割で乗ぜられており、Ｌ２ＣＭコードの部分にはさらに航法データと呼ばれる衛星の軌道情報や時刻情報がBPSK(Bi-Phase Shift Keying)によって乗ぜられている。
【０００３】
ところで、測位用衛星と受信機間の距離である擬似距離を求めるためには、測位用信号を逆拡散して擬似雑音コードの位相を知る必要がある。 前述のＬ２Ｃコードを逆拡散するためには、時分割されたＬ２ＣＭとＬ２ＣＬの部分を独立にサンプリングし、各々独立に相関を取る必要がある。この際、受信機の内臓時計と測位用衛星のシステム時計は同期が取れていないため、逆拡散できる真のコード位相を検出するには、Ｌ２ＣＭ、Ｌ２ＣＬのコード長全域をスキャンして真のコード位相を探索する必要がある。
【０００４】
一般に信号の逆拡散は、コード長が長くなるに従って相関処理の回数が多くなり、その処理に要する時間が増大する。従来、Ｌ１Ｃ／Ａ用受信機では、Ｌ１Ｃ／Ａコードのコード長が１０２３チップであるため、比較的短時間で信号の逆拡散を行うことができる。しかしながら、Ｌ２ＣＭコード、Ｌ５コードのコード長はＬ１Ｃ／Ａコードの１０倍の１０２３０チップ、Ｌ２ＣＬコードのコード長はＬ１Ｃ／Ａコードの７５０倍の７６７２５０チップである。そのため、Ｌ２ＣＭやＬ２ＣＬの相関処理に要する時間は、Ｌ１Ｃ／Ａの相関処理に比べ、長時間を要する。
【０００５】
この問題を解決するための手法の１つとして、特許文献1に記載されているような信号間の捕捉支援機能を用いた技術がある。
【０００６】
特許文献１は、先に検出された短い繰返し周期の変調コードの相関ピーク情報に基づいて、長い繰返し周期の変調コードの相関ピークの探索範囲を、先に検出した相関ピークのごく近傍のみに限定する技術を開示している（例えば、特許文献１［００２８］）。この技術によれば、一方の変調コードの相関ピーク値を検出できれば、他方の変調コードの相関ピーク値の探索範囲を限定することが出来るため、両変調コードのコード長全域をスキャンする場合に比べ信号の逆拡散に要する処理時間を大幅に短縮することが可能になる。
【０００７】
また、信号間の捕捉支援機能としては、従来から、Ｌ１Ｃ／Ａコードの相関ピークを検出した後、Ｐ（Ｙ）コードの探索範囲を限定するという手法も広く用いられている（例えば、特許文献１の段落番号［００３４］）。
【０００８】
このような信号間の捕捉支援機能を用いれば、コード長全域をスキャンする場合に比べ、信号の逆拡散に要する処理時間を大幅に短縮することが可能になる。
【特許文献１】特開２００５−２６５４７６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、クロスコリレーションなどの原因によりＬ１Ｃ／Ａの相関ピークが誤って検出されることがある。このような場合、特許文献１に開示の技術では、いつまで経ってもＬ２Ｃの相関ピークが検出できない。 つまり、特許文献１では、Ｌ１Ｃ／Ａの相関ピーク情報を用いて、Ｌ２ＣＭ、Ｌ２ＣＬの相関ピークの探索範囲を限定しているため、Ｌ２ＣＭ、Ｌ２ＣＬのコード長全域がスキャンされることはない。そのため、Ｌ１Ｃ／Ａの相関ピークが誤検出された場合には、Ｌ２Ｃの相関ピークを求めることができない。
【００１０】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、信号間の捕捉支援機能を使用して効率良く相関処理を行うことができるとともに、一方の信号の相関ピークを誤検出した場合であっても、常に、他方の信号の相関ピークを求めることができる衛星航法受信機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】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明は、第１の変調コードによってスペクトル拡散された第１の測位用信号を受信する第１の受信部と、前記第１の測位用信号と異なる変調コードでスペクトル拡散された第２の測位用信号を受信する第２の受信部と、受信した前記第１の測位用信号の相関処理を行う第１の相関処理部と、前記第１の相関処理部で検出したコード位相に基づいて、前記第２の測位用信号と前記第２の変調コードとの相関がピークとなるコード位相の候補点を算出する第２の変調コード探索位相算出部と、第２の変調コードの全コード長に相当する探索範囲をｎ（ｎ：２以上の整数）個のセルに分割する探索範囲分割部と、前記コード位相の候補点に基づいて、前記分割されたセルの探索順序を決定する探索順序決定部と、受信した前記第２の測位用信号の相関処理を、前記探索順序決定部により決定された探索順序に従って行う第２の相関処理部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
前記探索範囲分割部は、セルのセル幅を前記コード位相の候補点に基づいてセル毎に異なるようにしてもよい。特に、前記探索範囲分割部が前記コード位相の候補点を含むセルを、前記コード位相の候補点を含まないセルより狭いセル幅とし、前記探索順序決定部が、前記コード位相の候補点を含むセルから探索が行われるように前記分割されたセルに探索順序を与えることにより、相関ピークが検出される可能性の高い探索範囲を優先的に探索することができるため、速度の高速化を図ることが可能になる。
【００１３】
前記探索範囲分割部によるセル幅の決定手法としては、例えば、前記コード位相の候補点から離れるにつれて順にセル幅が広くなるように各セルの探索範囲を設定する手法がある。
【００１４】
また、前記探索範囲分割部は、前記第１の相関処理部で検出したコード位相の信頼度に基づいて、分割セル数である前記ｎの値、或いは前記セルのセル幅を決定するようにしてもよい。なお、前記信頼度は、第１の測位用信号のＳ／Ｎ比や、第１の測位用信号に乗ぜられた航法メッセージの復調結果から算出することが可能である。
【００１５】
また、前記探索範囲分割部は、衛星と受信機間に生じるドップラ周波数に基づいて、前記セルの境界位置、或いは前記セルのセル幅を決定するようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明は、衛星と受信機間に生じるドップラ周波数に基づいて、前記第２の相関処理部で相関処理を行う際の探索方向を決定するコード探索方向決定部をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
また、前記第２の相関処理部は、前記第１の相関処理部でコード位相を検出した際の搬送波周波数情報を用いて、前記第２の測位用信号と前記第２の変調コードとのキャリア相関を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第２の変調コードの全コード長を複数のセルに分割するとともに、第１の変調コードで検出したコード位相から第２の変調コードのコード位相の候補点を算出し、該算出した第２の変調コードのコード位相の候補点に基づいて、探索するセルの優先順位付けを行うことにより、第２の変調コードのコード位相の検出確率の高いセルから優先的に相関処理を行うことが可能になる。また、仮に第１の変調コードに対する相関処理結果が誤っていたとしても、優先度順に残りのセルがサーチされるため、結果として第２の変調コードの全コード長に相当する探索範囲を探索することも可能となり、相関ピークが検出できないといった自体を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機について説明する。なお、本発明の実施の形態１では、Ｌ１Ｃ／Ａ信号の相関処理結果を利用してＬ２Ｃ信号の逆拡散に要する処理時間を向上させる衛星航法受信機について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機は、アンテナ１と、Ｌ１用受信部２と、Ｌ２用受信部３と、Ｌ１Ｃ／Ａ信号の相関処理を行う第１の相関処理部４と、Ｌ２Ｃ信号の相関処理を行う第２の相関処理部５と、Ｌ２探索周波数算出部６と、Ｌ２探索位相算出部７と、探索範囲分割部８と、探索順序決定部９とからなる。
【００２１】
Ｌ１用受信部２（第１の受信部）は、アンテナ１を介して入力されたRF信号を適切な中間周波数（IF）信号にダウンコンバートするとともに、不要な信号や雑音を帯域制限フィルタによって排除し、ＧＰＳＬ１Ｃ／Ａ信号を取り出す。Ｌ１用受信部２は、さらに取り出したＧＰＳＬ１Ｃ／Ａ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、デジタル信号に変換後、第１の相関処理部４に出力する。
【００２２】
第１の相関処理部は、Ｌ１Ｃ／Ａ信号の相関処理を行うものであり、Ｌ１キャリア相関器４１と、Ｌ１用局部発信器４２と、Ｌ１コード相関器４３と、Ｌ１コード発生器４４と、Ｌ１相関ピーク検出部４５とから構成される。
【００２３】
Ｌ１キャリア相関器４１は、サンプリングされた受信信号とＬ１用局部発振器４２で発生された搬送波(キャリア)の相関を取り、受信信号をベースバンド周波数に変換する。通常、ＧＰＳ受信信号はＧＰＳ衛星の運動によってドップラシフトを受けている。そのため、Ｌ１用局部発振器４２は、前記中間周波数の±数kHzの範囲で周波数信号を発生させ、所定の周波数範囲毎にＬ１キャリア相関器４１による相関処理を実行している。
【００２４】
Ｌ１コード相関器４３は、ベースバンド周波数に落とされた受信信号とＬ１コード発生器４４で発生されたＬ１Ｃ／Ａコードとの相関を取る。Ｌ１Ｃ／Ａコードは、ビットレートが１．０２３Ｍｂｐｓ、コード長が１０２３チップであり、その繰り返し周期は１ｍｓである。
【００２５】
Ｌ１コード相関器４３から出力される相関値はＬ１相関ピーク検出部４５にて測定される。この相関値は、受信信号の周波数とＬ１用局部発振器４２で発生されたキャリアの周波数が一致し且つ受信信号のＬ１Ｃ／Ａコードの位相とＬ１コード発生器４４で発生させたＬ１Ｃ／Ａコードの位相が一致した時、すなわち逆拡散が成功した時に最大となる。
【００２６】
相関ピークが検出されると、Ｌ１相関ピーク検出部４５は、相関値が最大となった周波数をＬ２探索周波数算出部６に、相関値が最大となった位相をＬ２探索位相算出部７及び次段回路（図示せず）にそれぞれ出力する。なお、次段回路（図示せず）では検出されたコード位相に基づいて擬似距離が算出され、測位演算が実行される。
【００２７】
一方、受信アンテナ１で受信されたＧＰＳ信号は、Ｌ２用受信部３にも入力される。Ｌ２用受信部３（第２の受信部）は、Ｌ１用受信部２と同様に、入力されたRF信号を適切な中間周波数（IF）信号にダウンコンバートするとともに、不要な信号や雑音を帯域制限フィルタによって排除し、ＧＰＳＬ２Ｃ信号を取り出す。また、Ｌ２用受信部３は、さらに取り出したＧＰＳＬ２Ｃ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、デジタル信号に変換後、第２の相関処理部５に出力する。
【００２８】
第２の相関処理部は、Ｌ２Ｃ信号の相関処理を行うものであり、Ｌ２キャリア相関器５１と、Ｌ２用局部発信器５２と、Ｌ２コード相関器５３と、Ｌ２コード発生器５４と、Ｌ２相関ピーク検出部５５とから構成される。
【００２９】
Ｌ２キャリア相関器５１は、サンプリングされた受信信号とＬ２用局部発振器５２で発生された搬送波(キャリア)の相関を取り、受信信号をベースバンド周波数に変換する。
【００３０】
ところで、同じ衛星から送信されたＬ１Ｃ／Ａ信号、Ｌ２Ｃ信号の場合、ＧＰＳ衛星の運動によってドップラシフトはＬ１Ｃ／Ａ信号とＬ２Ｃ信号とで同様に生じる。そのため、Ｌ１Ｃ／Ａ信号、Ｌ２Ｃ信号間で信号間支援を行う場合には、Ｌ１Ｃ／Ａ信号の周波数１５７５．４２ＭＨｚとＬ２Ｃ信号の周波数１２２７．６０ＭＨｚの比である７７：６０を用いて、検出した信号の周波数から他方の信号の周波数を計算することができ、他方の信号の周波数探索範囲を絞ることが可能である。そこで、本発明では、Ｌ２探索周波数算出部６が、Ｌ１相関ピーク検出部４５から出力された相関最大の際のＬ１周波数に６０／７７を乗じてＬ２の探索周波数を計算する。Ｌ２探索周波数算出部６で計算したＬ２探索周波数は、Ｌ２用局部発信器５２に出力される。
【００３１】
Ｌ２用局部発振器５２は、Ｌ２探索周波数計算部６にて求めたＬ２探索周波数を発生し、Ｌ２キャリア相関器５１による相関処理を行う。なお、Ｌ１Ｃ／Ａ信号を捕捉した際のＬ１用局部発振器４２の発生周波数は、周波数スキャン分解能の分だけ真の周波数とは異なっているため、Ｌ２探索において、前記Ｌ２探索周波数の周辺でこの誤差をカバーできる範囲をスキャンさせる。
【００３２】
Ｌ２探索周波数計算部６で求められたＬ２探索周波数で、もしＬ２Ｃ信号の相関ピークが検出できない場合には、Ｌ１Ｃ／Ａ信号を捕捉した際の周波数に誤りがある可能性があるため、再度、Ｌ１Ｃ／Ａ信号に対する相関処理を実行したり、Ｌ１Ｃ／Ａ信号からの支援情報を用いないでＬ２Ｃ信号の相関処理を実行する。
【００３３】
Ｌ２コード相関器５３は、ベースバンド周波数に落とされた受信信号とＬ２コード発生器５４で発生されたＬ２Ｃコードとの相関を取る。ここで説明するＬ２Ｃ信号は、前述のようにＬ２ＣＭとＬ２ＣＬという２種類の擬似雑音コードにより時分割で符号変調されている。Ｌ２ＣＭコードは、ビットレートが５１１．５ｋｂｐｓ、コード長が１０２３０チップであり、その繰り返し周期は２０ｍｓである。Ｌ２ＣＬコードは、ビットレートが５１１．５ｋｂｐｓ、コード長が７６７２５０チップであり、その繰り返し周期は１５００ｍｓである。これに対し、Ｌ１Ｃ／Ａコードは、ビットレートが１．０２３Ｍｂｐｓ、コード長が１０２３チップであり、その繰り返し周期は１ｍｓである。
【００３４】
Ｌ１Ｃ／Ａコード、Ｌ２ＣＭコード、及びＬ２ＣＬコードの送信位相は互いに同期している。そのため、例えばＬ１Ｃ／ＡコードとＬ２ＣＭコードの場合には、Ｌ２ＣＭコードが１周期送信される間にＬ１Ｃ／Ａコードはちょうど２０周期送信されることになる。
【００３５】
以下に、Ｌ１Ｃ／Ａコードの捕捉情報を利用して、Ｌ２ＣＭコードの探索を行う場合を例に挙げて説明する。図２にＬ１Ｃ／ＡコードとＬ２ＣＭコードの関係を示す。
【００３６】
図２において、Ｌ２ＣＭの相関が最大となる真のコード位相を"Ｘ３"とし、この点がＬ２ＣＭコードの先頭から（２＋ａ）［ms］に位置すると仮定する。Ｌ１Ｃ／Ａは、コードの先頭からａ［ms］の点において相関が最大となり、この点で捕捉される。Ｌ１Ｃ／ＡコードとＬ２ＣＭコードは同期しているので、先に捕捉したＬ１Ｃ／Ａを利用してＬ２ＣＭを捕捉しようとする場合、Ｌ２ＣＭの真のコード位相はＬ２ＣＭコードの先頭から（Ｎ＋ａ）［ms］（Ｎ＝０，１，２，・・・，１９）の２０ヶ所の候補点Ｘ１〜Ｘ２０のいずれかの点にあるはずである。そこで、本発明では、探索位相算出部７が、Ｌ１相関ピーク検出部４５から出力された相関最大の際のＬ１Ｃ／Ａコード位相から、Ｌ２ＣＭコードの探索候補点２０ヶ所のコード位相を計算する。
【００３７】
図３は、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機の探索範囲分割部８及び探索順序決定部９が行う処理を説明するための説明図である。
探索範囲分割部８は、Ｌ２ＣＭコードの全コード長に相当する探索範囲２０ｍｓをｎ個のセルに分割する。探索範囲分割部８の分割セル数は、少なくとも探索候補点の数より多くする。本実施例のＬ１Ｃ／Ａの探索コード位相を用いてＬ２ＣＭコードのコード位相を推定する場合には、２０点の探索候補点が存在するため、探索範囲分割部８は、Ｌ２ＣＭコードの全コード長に相当する探索範囲を２０個より多い探索セルに分割する。図３においては探索範囲分割部８がＬ２ＣＭコードの全コード長に相当する探索範囲２０ｍｓを４０個のセルに等分割している。各セルのセル幅は０．５ｍｓである。
【００３８】
ところで、相関ピークとなるコード位相はＬ１Ｃ／Ａコード捕捉時からＬ２ＣＭコード探索時までの間にドップラの影響によって移動する。そのため、このコード位相の移動に対処するため、探索範囲分割部８は、探索位相算出部７から出力されるＬ２ＣＭコードの探索候補点に基づいて、セルを分割する境界位置及びセル幅を制御するようにしてもよい。例えば、探索範囲分割部８は、Ｌ２ＣＭコードの候補点がセルの中心にくるようにセルの分割境界を制御するとともに、セル幅をコード位相の移動をカバーできるセル幅に設定する。また、Ｌ１Ｃ／Ａコード捕捉時からＬ２ＣＭコード探索時までの間に移動するコード位相の移動量が予め予測できる場合には、探索位相算出部７により算出したＬ２ＣＭコードの候補点を補正し、補正後の候補点に基づいて、探索範囲分割部８が分割処理を行うようにしてもよい。これにより、相関ピークとなるコード位相が移動したとしても、確実に相関ピークを求めることが可能になる。
【００３９】
また、探索順序決定部９は、探索位相算出部７から出力されるＬ２ＣＭコードの探索候補点に基づいて、前記分割したセルの探索順序を決定する。図３においては、図示する「Ｌ２ＣＭ探索範囲」のセル内に記載した数字が探索順序決定部９により決定されたセルの探索順序を示す。図３に示すように、探索順序決定部９は、Ｌ２ＣＭコードの探索候補点が含まれるセルに"１"から"２０"の探索順位を与え、探索候補点が含まれていないセルについては、"２１"から"４０"の探索順序を与えている。つまり、探索順序決定部９は、Ｌ２ＣＭコードの探索候補点が含まれるセルが優先的に探索されるようにセルの探索順序を与えている。これにより、Ｌ２ＣＭコードの探索候補点が含まれるセルから優先的に相関処理を行うことが可能になる。また、仮にＬ１Ｃ／Ａに対する相関処理結果が誤っていたとしても、残りのセルがサーチされるため、結果としてＬ２ＣＭコードの全コード長に相当する探索範囲２０ｍｓを探索することも可能であり、相関ピークが検出できないといった自体を防ぐことも可能になる。
【００４０】
なお、図３において、探索順位"１"から"２０"、及び"２１"から"４０"の間の順位付け手法については、特に制約はなく、例えば、乱数を与えて決定してもよいし、Ｌ１Ｃ／Ａのコード位相が検出されたタイミングから順番に"１"から"２０"、或いは"２１"から"４０"の探索順位を与えるようにしてもよい。また、Ｌ１Ｃ／Ａ信号に重畳された航法メッセージの復調が完了している場合には、航法メッセージとＬ２ＣＭコードとが同期しているため、航法メッセージの開始タイミングからＬ２ＣＭコードのコード位相の候補点を１点に絞ることができる。そのため、このような場合には、当該コード位相の候補点を含むセルを１番目に探索するセルに設定すればよい。
【００４１】
探索範囲分割部８で分割したセル情報及び探索順序決定部９で決定した探索処理順序は、Ｌ２コード発生器５４に出力される。
【００４２】
Ｌ２ＣＭコード相関器５３は、ベースバンド周波数に落とされた受信信号とＬ２ＣＭコード発生器５４で発生されたＬ２ＣＭコードとの相関を探索範囲分割部８で分割されたセルごとに行う。Ｌ２ＣＭコード発生器５４では、探索範囲分割部８で分割したセル情報及び探索順序決定部９で決定したセルの処理順序に従ってＬ２ＣＭコードを発生させる。
【００４３】
Ｌ２コード相関器５３から出力される相関値はＬ２相関ピーク検出部５５にて測定される。この相関値は、受信信号の周波数とＬ２用局部発振器５２で発生されたキャリアの周波数が一致し、かつ受信信号のＬ２ＣＭコードの位相とＬ２コード発生器５４で発生されたＬ２ＣＭコードの位相が一致した時、すなわち逆拡散が成功した時に最大となる。
【００４４】
相関ピークが検出されると、Ｌ２相関ピーク検出部５５は、相関値が最大となった位相を次段回路（図示せず）に出力する。なお、次段回路（図示せず）では検出されたコード位相を基に擬似距離が算出され、測位演算が実行される。
【００４５】
次に、図３を用いて説明した探索範囲分割部８及び探索順序決定部９の処理の変形例について図４を用いて説明する。
図４は、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機の探索範囲分割部８及び探索順序決定部９が行う処理を説明するための説明図である。
【００４６】
図４に示すように、探索範囲分割部８は、Ｌ２ＣＭコードの全コード長に相当する探索範囲２０ｍｓを分割する際に、各セルのセル幅を変更する。セル幅は、探索位相算出部７から出力されるＬ２ＣＭコードの探索候補点に基づいて決定される。図４に示す例では、探索範囲分割部８がＬ２ＣＭコードの全コード長に相当する探索範囲２０ｍｓを図３で示したように等分割するのではなく、異なる探索範囲を有する２種類のセルに分割している。セル幅は、探索位相算出部７から出力されるＬ２ＣＭコードの候補点が含まれるセルの探索範囲が狭くなるように制御されており、ここでは、Ｌ２ＣＭコードの候補点が含まれるセルの探索範囲を０.２ｍｓ、Ｌ２ＣＭコードの候補点が含まれないセルの探索範囲を０．８ｍｓとしている。
【００４７】
なお、ドップラの影響によって生じる相関ピークとなるコード位相の移動に対処するため、前述した図３と同様に、探索位相算出部７から出力されるＬ２ＣＭコードの探索候補点に基づいて、セルを分割する境界位置及びセル幅を制御するようにしてもよい。また、Ｌ１Ｃ／Ａコード捕捉時からＬ２ＣＭコード探索時までの間に移動するコード位相の移動量が予め予測できる場合には、探索位相算出部７により算出したＬ２ＣＭコードの候補点を補正し、補正後の候補点に基づいて、探索範囲分割部８が分割処理を行うようにしてもよい。
【００４８】
探索順序決定部９は、探索位相算出部７から出力されるＬ２ＣＭコードの探索候補に基づいて、Ｌ２ＣＭコードの候補点を含むセルを最も優先度の高い探索セルとして設定する。図４の「Ｌ２ＣＭ探索範囲」のセル内に記載した数字が探索順序決定部９により決定されたセルの探索順序を示す。図４に示すように、探索順序決定部９は、Ｌ２ＣＭコードの探索候補点が含まれる、セル幅の狭いセルに"１"から"２０"の探索順位を与え、探索候補点が含まれていないセルについては、"２１"から"４０"の探索順序を与えている。これにより、Ｌ２ＣＭコードの候補点が含まれるセルから優先的に相関処理を行うことができるとともに、当該セルの探索範囲が狭いため、当該セルの探索速度をより向上させることができる。また、仮にＬ１Ｃ／Ａ信号に対する相関処理結果が誤っていたとしても、残りのセルがサーチされるため、結果としてＬ２ＣＭコードの全コード長に相当する探索範囲２０ｍｓを探索することも可能であり、相関ピークが検出できないといった自体を防ぐことも可能になる。
【００４９】
探索範囲分割部８で分割したセル情報及び探索順序決定部９で決定した優先順位は、Ｌ２コード発生器５４に出力される。以降、Ｌ２コード相関器５３、Ｌ２コード発生器５４、及びＬ２相関ピーク検出部５５の処理については、前述と同様である。
【００５０】
次に、図３、図４を用いて説明した探索範囲分割部８及び探索順序決定部９の処理の変形例について図５を用いて説明する。
図５は、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機の探索範囲分割部８及び探索順序決定部９が行う処理を説明するための説明図である。
【００５１】
図５に示す例では、探索範囲分割部８は、コード位相の候補点からの時間すれ量に応じて、順にセル幅が広くなるようにセルの探索範囲を設定している。つまり、探索範囲分割部８は、Ｌ２ＣＭコードの候補点が含まれるセルの探索範囲を最も狭く設定し、当該セル近傍から順にセルの探索範囲を順に広げていくようにしている。また、探索順序決定部９は、探索範囲の狭いセルから順に高い優先度を付与する。
【００５２】
これにより、例えば、ドップラの影響によって相関ピークとなるコード位相がずれたとしても、探索範囲の狭い周縁のセルの探索によりコード位相の相関ピーク値を検出することができるため、Ｌ２ＣＭコードの探索をより一層正確且つ高速に行うことが可能になる。
【００５３】
もちろん、ドップラの影響によって生じる相関ピークとなるコード位相の移動に対処するため、前述した図３、図４と同様に、探索位相算出部７から出力されるＬ２ＣＭコードの探索候補点に基づいて、セルを分割する境界位置及びセル幅を制御するようにしてもよい。また、Ｌ１Ｃ／Ａコード捕捉時からＬ２ＣＭコード探索時までの間に移動するコード位相の移動量が予め予測できる場合には、探索位相算出部７により算出したＬ２ＣＭコードの候補点を補正し、補正後の候補点に基づいて、探索範囲分割部８が分割処理を行うようにしてもよい。
【００５４】
また、探索範囲分割部７は、図３、図４、図５を用いて前述した処理に加え、第１の相関処理部４で検出したコード位相の正確性を評価し、算出されたコード位相の信頼度に基づいて、Ｌ２ＣＭコードの探索範囲を分割する処理を行うようにしてもよい。コード位相の信頼度は、例えば、受信したＬ１Ｃ／Ａ信号のＳ／Ｎ比、或いはＬ１Ｃ／Ａ信号に乗ぜられた航法メッセージの復調結果などから評価することが可能である。例えば、探索範囲分割部７は第１の相関処理部４による相関ピーク検出の信頼度が高い場合には、Ｌ２ＣＭコードの候補点が含まれるセルの探索範囲を狭く設定し、信頼度が低い場合には、Ｌ２ＣＭコードの候補点が含まれるセルの探索範囲を狭めに設定するようにすればよい。これにより、効率よくＬ２ＣＭコードの相関ピーク値を検出することができ、Ｌ２ＣＭコードの探索速度をより一層向上させることが可能になる。
【００５５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２による衛星航法受信機について説明する。
図６は、本発明の実施の形態２による衛星航法受信機の構成の一例を示すブロック図である。なお、ここでは本発明の実施の形態１による衛星航法受信機と同様、Ｌ１Ｃ／Ａコードの捕捉情報を利用して、Ｌ２ＣＭコードの探索を行う場合を例に挙げて説明する。
【００５６】
図６に示すように、本発明の実施の形態２による衛星航法受信機は、前述した本発明の実施の形態１による衛星航法受信機の構成に加え、コード探索方向決定部１０をさらに備えたものである。
【００５７】
コード探索方向決定部１０は、衛星と受信機間に生じるドップラ周波数に基づいて、前記第２の相関処理部で相関処理を行う際のコード位相の探索方向を決定する。例えば、同じ衛星から送信されたＬ１Ｃ／Ａ信号とＬ２Ｃ信号とを受信して相関をとる場合には、Ｌ１Ｃ／Ａ信号とＬ２Ｃ信号とでＧＰＳ衛星の運動によるドップラシフトが同じように発生する。そこで、本発明では、コード探索方向決定部１０が、第１の相関処理部４で得られたドップラシフト情報を元に相関処理を行う際のコード位相の探索方向を決定し、ドップラシフトによる相関ピーク値の検出誤りを低減させる。
【００５８】
図７は、本発明の実施の形態２による衛星航法受信機の第２の相関処理部５が行う処理を説明するための説明図である。
図７に示すように、コード位相がドップラシフトの影響により時間経過方向と反対向きに偏移する場合、コード探索方向決定部１０は、コード位相の偏移方向と逆の向きにコード探索を行うようにＬ２コード発生器を制御する。
【００５９】
これにより、探索対象となっているセルの探索処理中にコード位相が偏移して、当該探索セル外にコード位相が移動してしまうことを防止することができ、確実にＬ２ＣＭコードの探索を行うことができる。
【００６０】
次に、図７を用いて説明した本発明の実施の形態２による衛星航法受信機の変形例について図８を用いて説明する。
図８は、本発明の実施の形態２による衛星航法受信機の第２の相関処理部５及び探索順序決定部９が行う処理を説明するための説明図である。
【００６１】
図８の例では、コード探索方向決定部１０による第２の相関処理部５の探索方向制御に加え、探索順序決定部９が、コード位相の偏移方向を考慮して探索を行うセルの順序を決定している。つまり、探索順序決定部９は、Ｌ２ＣＭコードの候補点を含むセルを最も優先度の高い探索セルとして設定し、Ｌ２ＣＭコードの候補点を含むセルから見てコード位相の偏移方向に存在するセル、すなわち図８の例では、２ＣＭコードの候補点を含むセルの左側に位置するセルを、Ｌ２ＣＭコードの候補点を含むセルの次に探索するセルとして設定する。
【００６２】
これにより、コード位相の偏移を考慮した探索順序決定部９による優先順位付けを行うことができ、より効率的なコード探索を実現することが可能になる。
【００６３】
なお、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機では、Ｌ１Ｃ／Ａコードの捕捉情報を利用してＬ２ＣＭコードの探索を行うものについて説明したが、本発明は、Ｌ１Ｃ／Ａコードの捕捉情報を利用してＬ２ＣＬコードの探索を行う場合や、Ｌ２ＣＭコードの捕捉情報を利用してＬ２ＣＬコードの探索を行う場合、Ｌ２ＣＭコードの捕捉情報を利用してＬ１Ｃ／Ａコードの探索を行う場合、Ｌ２ＣＬコードの捕捉情報を利用してＬ１Ｃ／Ａコードの探索を行う場合、Ｌ２ＣＬコードの捕捉情報を利用してＬ２ＣＭコードの探索を行う場合などにも同様に適用可能である。
【００６４】
また、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機では、Ｌ１Ｃ／Ａ信号とＬ２Ｃ信号の信号間支援について説明したが、もちろん、Ｌ１Ｃ／Ａ信号、Ｌ２Ｃ信号、Ｌ５信号間の信号間支援を行う場合についても同様に本発明を適用可能である。なお、Ｌ５信号は、Ｌ１Ｃ／Ａ信号、Ｌ２Ｃ信号と同期しており、Ｌ５コードは、そのコードビットレートが１０．２３Ｍｂｐｓ、コード長が１０２３０チップ、繰り返し周期が１ｍｓである。
【００６５】
また、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機では、繰り返し周期の短いコードを捕捉した後、繰り返し周期の長いコードの探索を行うものについて説明したが、異なる変調コードの探索を同時並行的に行い、先に相関ピークが検出された信号の捕捉情報を利用して他方の信号の探索を行うようにしてもよい。
【００６６】
つまり、本発明は、互いに同期する変調コードでスペクトル拡散された複数の信号の相関ピーク値を検出する際に、一方の信号の相関処理結果を利用して、他方の相関処理を支援する技術全般に利用可能である。もちろん、この処理はＧＰＳ信号のみに限られず、他のＧＮＳＳ、例えばＧＡＬＩＬＥＯ、ＧＬＯＮＡＳＳ等の信号を用いた信号間支援にも同様に適用可能である。もっとも、異なる衛星から送信される信号を用いて信号間支援を行う場合には衛星間に生じる伝搬遅延時間の差を考慮する必要があり、また、異なる測位システム（ＧＮＳＳ）を用いる場合には、各測位システムのシステム時刻の差をさらに考慮する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１による衛星航法受信機の構成の一例を示すブロック図。
【図２】Ｌ１Ｃ／ＡコードとＬ２ＣＭコードの位相関係を説明するための説明図。
【図３】本発明の実施の形態１による衛星航法受信機の探索範囲分割部８及び探索順序決定部９が行う処理を説明するための第１の説明図。
【図４】本発明の実施の形態１による衛星航法受信機の探索範囲分割部８及び探索順序決定部９が行う処理を説明するための第２の説明図。
【図５】本発明の実施の形態１による衛星航法受信機の探索範囲分割部８及び探索順序決定部９が行う処理を説明するための第３の説明図。
【図６】本発明の実施の形態２による衛星航法受信機の構成の一例を示すブロック図。
【図７】本発明の実施の形態２による衛星航法受信機の第２の相関処理部５が行う処理を説明するための説明図。
【図８】本発明の実施の形態２による衛星航法受信機の第２の相関処理部５及び探索順序決定部９が行う処理を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００６８】
１  アンテナ
２  Ｌ１用受信部
３  Ｌ２用受信部
４  第１の相関処理部
５  第２の相関処理部
６  Ｌ２探索周波数算出部
７  Ｌ２探索位相算出部
８  探索範囲分割部
９  探索順序決定部
１０  コード探索方向決定部
４１  Ｌ１キャリア相関器
４２  Ｌ１用局部発信器
４３  Ｌ１コード相関器
４４  Ｌ１コード発生器
４５  Ｌ１相関ピーク検出部
５１  Ｌ２キャリア相関器
５２  Ｌ２用局部発信器
５３  Ｌ２コード相関器
５４  Ｌ２コード発生器
５５  Ｌ２相関ピーク検出部
【図１】
2008209287.tif 000003
【図２】
2008209287.tif 000004
【図３】
2008209287.tif 000005
【図４】
2008209287.tif 000006
【図５】
2008209287.tif 000007
【図６】
2008209287.tif 000008
【図７】
2008209287.tif 000009
【図８】
2008209287.tif 000010