(57)【要約】提案されたＧＮＳＳ受信機は、信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）のアクティブセット（ｓａｃｔ）から送信された無線信号を処理し、位置／時間関連データを生成する際にベースとするようになっている無線信号処理ユニットを含む。アクティブセット（ｓａｃｔ）の信号は、各信号源に割り当てた各追跡チャネルリソース（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）により、信号のリアルタイム信号データ転送速度にて並列処理される。処理ユニットはまた、アクティブセット（ｓａｃｔ）の信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）と異なる信号源の追加セット（ｓａｄｄ）の少なくとも２つの信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）の各々から送信された無線信号を処理するようになっているモニタリングチャネルリソース（Ｍ）を含む。処理ユニットは、循環処理シーケンス（σ）に従って追加セット（ｓａｄｄ）の無線信号を処理するようになっている。循環処理シーケンス（σ）は、シーケンス（σ）の第１フェーズ（ｐｈ１）中に第１の追加信号源（ＳＶ５）からの信号を処理する工程と、シーケンス（σ）の少なくとも１つの第２フェーズ（ｐｈ２、ｐｈ３、ｐｈ４）中に少なくとも１つの第２の追加信号源（ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）からの信号を処理する工程と、前記フェーズ（ｐｈ１、ｐｈ２、ｐｈ３、ｐｈ４）の各々で、追加セット（ｓａｄｄ）の１つの信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）から受信した無線信号（ＳＨＦ）に関する、パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）の各々を決定する工程とを含む。パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）は、追跡パラメータデータを含む。従って、追加セット（ｓａｄｄ）のいずれの信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）からの信号をいつでも遅延すること無くナビゲーションソリューションに含むことができる。
2010530961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）のアクティブセット（ｓａｃｔ）から送信された無線信号（ＳＨＦ）を処理し、それに基づいて位置／時間関連データ（ＤＰＴ）を生成するようになっている無線信号処理ユニット（１３５）を含み、前記信号が、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の各信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）に割り当てた各追跡チャネルリソース（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）により、前記信号のリアルタイム信号データ転送速度にて並列処理されるＧＮＳＳ受信機（１００）であって、
前記処理ユニット（１３５）は、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）と異なる信号源の追加セット（ｓａｄｄ）の少なくとも２つの信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）の各々から送信された無線信号（ＳＨＦ）を処理するようになっている少なくとも１つのモニタリングチャネルリソース（Ｍ）を含み、前記処理ユニット（１３５）は、循環処理シーケンス（σ）に従って前記追加セット（ｓａｄｄ）の前記信号源から前記無線信号（ＳＨＦ）を処理するようになっており、前記循環処理シーケンス（σ）は：
前記シーケンス（σ）の第１フェーズ（ｐｈ１）中に第１の追加信号源（ＳＶ５）からの信号を処理する工程と、
前記シーケンス（σ）の少なくとも１つの第２フェーズ（ｐｈ２、ｐｈ３、ｐｈ４）中に少なくとも１つの第２の追加信号源（ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）からの信号を処理する工程と、
前記フェーズ（ｐｈ１、ｐｈ２、ｐｈ３、ｐｈ４）の各々で、前記追加セット（ｓａｄｄ）の１つの信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）から受信した前記無線信号（ＳＨＦ）に関する、追跡パラメータデータを含むパラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）の各々を決定する工程と、
を含むことを特徴とするＧＮＳＳ受信機（１００）。
【請求項２】
前記パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）が信号対雑音推定値を含む請求項１に記載の受信機（１００）。
【請求項３】
前記追跡パラメータデータが、
所与の信号源の特性を示す拡散コードのオフセットに関するコードフェーズ測定値と、
各信号源の公称搬送周波数からの偏移を表わすドップラー周波数推定値と、
観測された各信号源から受信した変調信号のフェーズと、それと同一の変調信号をローカルで生成した参照用コピーとの間の関係を表わすコードフェーズ推定値と、
を含む請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の受信機（１００）。
【請求項４】
前記処理ユニット（１３５）が、
前記追加セット（ｓａｄｄ）から前記アクティブセット（ｓａｃｔ）に第１の数の信号源を転送し、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）から前記追加セット（ｓａｄｄ）に前記第１の数の信号源を転送するようになっている請求項１〜３のいずれか１項に記載の受信機（１００）。
【請求項５】
前記処理ユニット（１３５）が、前記追跡チャネルリソース（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）処理の外部にある処理からの交換要求に応答して、前記アクティブセット及び追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）間で信号源の転送を行うようになっている請求項４に記載の受信機（１００）。
【請求項６】
前記交換要求が、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）から受信した前記無線信号（ＳＨＦ）と、前記追加セット（ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）のそれぞれに基づいて前記位置／時間関連データ（ＤＰＴ）を生成するのに必要な推定処理能力と、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の各前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）と、前記追加セット（ｓａｄｄ）の各前記信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）との空間位置を反映する少なくとも１つの形状パラメータと、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）から受信した前記信号に基づいて生成された前記位置／時間関連データ（ＤＰＴ）の最低許容精度を特定する位置制約と、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の少なくとも１つの前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）からの無線信号（ＳＨＦ）の受信における途切れと、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の少なくとも１つの前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）から受信した少なくとも１つの信号に関する追跡失敗と、
の少なくとも１つに基づいている請求項５に記載の受信機（１００）。
【請求項７】
前記受信機が、前記アクティブセット及び追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ８、ＳＶ９、ＳＶ１０）にわたる信号源記録（３１０）を含み、前記信号源記録（３１０）が、各前記信号源に対して、追跡パラメータデータ、信号対雑音推定値、及び、地球（２００）に対する前記信号源の経時的な動きを表すエフェメリスデータを特定する一連のパラメータ（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）を含み、前記処理ユニット（１３５）が、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）から受信した無線信号（ＳＨＦ）に基づいて、前記追跡パラメータデータ、前記信号対雑音推定値、及び前記エフェメリスデータと、
前記追加セット（ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）から受信した無線信号（ＳＨＦ）に基づいて、前記追跡パラメータデータ及び前記信号対雑音推定値と、
を繰り返し更新するようになっている請求項２及び請求項６に記載の受信機（１００）。
【請求項８】
前記受信機が、前記アクティブセット及び追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ８、ＳＶ９、ＳＶ１０）にわたる信号源記録（３１０）を含み、前記信号源記録（３１０）が、各前記信号源に対して、追跡パラメータデータ、信号対雑音推定値、及び、地球（２００）に対する前記信号源の経時的な動きを表すエフェメリスデータを特定する一連のパラメータ（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）を含み、前記処理ユニット（１３５）が、
前記アクティブセット又は追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９；ＳＶ１、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）から受信した無線信号（ＳＨＦ）に基づいた前記信号対雑音推定値と、
前記アクティブセット又は追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９；ＳＶ１、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）のいずれとも異なる補助送信機から受信した無線信号に基づいて、少なくとも１つの補助信号源に対する少なくとも１つの前記追跡パラメータデータ及び前記エフェメリスデータと、
前記アクティブセット及び追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９；ＳＶ１、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）から受信した無線信号（ＳＨＦ）に基づいて、前記少なくとも１つの補助信号源以外の各信号源に対する残りの追跡パラメータデータ及びエフェメリスデータと、
を繰り返し更新するようになっている請求項２及び請求項６に記載の受信機（１００）。
【請求項９】
前記処理ユニット（１３５）が、
前記追加セット（ｓａｄｄ）の各信号源に対して、前記信号源に関する前記エフェメリスデータを発行してからのエフェメリス年齢を繰返しインスタンスで決定し、前記エフェメリス年齢が閾値を超える場合、
エフェメリス年齢が前記閾値を超える前記追加セット（ｓａｄｄ）から各信号源のアクティブ（ｓａｃｔ）に包含することを特定する交換要求を生成させるようになっている請求項７又は請求項８のいずれか１項に記載の受信機（１００）。
【請求項１０】
前記追加セット（ｓａｄｄ）の少なくとも１つの前記信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）が、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）からの無線信号（ＳＨＦ）を前記受信機により受信する主要周波数帯域とは異なる二次周波数帯域で無線信号（ＳＨＦ）を送信し、前記処理ユニット（１３５）が、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の少なくとも１つの信号源から前記主要周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号（ＳＨＦ）と、前記追加セット（ｓａｄｄ）の前記少なくとも１つの信号源から前記二次周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号（ＳＨＦ）とに基づいて、前記信号源と受信機（１００）との間の電離層遅延を反映する送信パラメータを測定するようになっている請求項１〜９のいずれか１項に記載の受信機（１００）。
【請求項１１】
前記追加セット（ｓａｄｄ）の少なくとも１つの前記信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）が、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）からの無線信号（ＳＨＦ）を前記受信機により受信する主要周波数帯域とは異なる二次周波数帯域で無線信号（ＳＨＦ）を送信し、前記処理ユニット（１３５）が、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の少なくとも１つの信号源から前記主要周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号（ＳＨＦ）と、前記追加セット（ｓａｄｄ）の前記少なくとも１つの信号源から前記二次周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号（ＳＨＦ）とに基づいて、リアルタイムキネマティクスに関わるキャリア曖昧さを解決するようになっている請求項１〜１０のいずれか１項に記載の受信機（１００）。
【請求項１２】
前記信号処理ユニット（１３５）が、プロセッサ（１３０）上で動作するソフトウェア（１３５ｓ）に少なくとも部分的に実装される請求項１〜１１のいずれか１項に記載の受信機（１００）。
【請求項１３】
信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）のアクティブセット（ｓａｃｔ）から送信された無線信号（ＳＨＦ）を処理し、それに基づいて位置／時間関連データ（ＤＰＴ）を生成するようになっている無線信号処理ユニット（１３５）を含むＧＮＳＳ受信機（１００）の動作方法であって、前記方法は、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の各信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）に割り当てた各追跡チャネルリソース（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）により、前記信号のリアルタイム信号データ転送速度にて前記信号を並列処理する工程を含み、
循環処理シーケンス（σ）に従って前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）と異なる信号源の追加セット（ｓａｄｄ）の少なくとも２つの信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）の各々から送信された無線信号（ＳＨＦ）を処理する工程と、前記循環処理シーケンス（σ）は：
前記シーケンス（σ）の第１フェーズ（ｐｈ１）中に第１の追加信号源（ＳＶ５）からの信号を処理する工程と、
前記シーケンス（σ）の少なくとも１つの第２フェーズ（ｐｈ２、ｐｈ３、ｐｈ４）中に少なくとも１つの第２の追加信号源（ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）からの信号を処理する工程と、
前記フェーズ（ｐｈ１、ｐｈ２、ｐｈ３、ｐｈ４）の各々で、前記追加セット（ｓａｄｄ）の１つの信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）から受信した前記無線信号（ＳＨＦ）に関する、追跡パラメータデータを含むパラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）の各々を決定する工程と、
を含むことを特徴とするＧＮＳＳ受信機（１００）の動作方法。
【請求項１４】
前記パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）が信号対雑音推定値を含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記追跡パラメータデータが、
所与の信号源の特性を示す拡散コードのオフセットに関するコードフェーズ測定値と、
各信号源の公称搬送周波数からの偏移を表わすドップラー周波数推定値と、
観測された各信号源から受信した変調信号のフェーズと、それと同一の変調信号をローカルで生成した参照用コピーとの間の関係を表わすコードフェーズ推定値と、
を含む請求項１３〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記追加セット（ｓａｄｄ）から前記アクティブセット（ｓａｃｔ）に第１の数の信号源を転送する工程と、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）から前記追加セット（ｓａｄｄ）に前記第１の数の信号源を転送する工程と、
を含む請求項１４〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記追跡チャネルリソース（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）処理の外部にある処理からの交換要求に応答して、前記アクティブセット及び追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）間で信号源の転送を行う工程を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記交換要求が、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）から受信した前記無線信号（ＳＨＦ）と、前記追加セット（ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）のそれぞれに基づいて前記位置／時間関連データ（ＤＰＴ）を生成するのに必要な推定処理能力と、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の各前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）と、前記追加セット（ｓａｄｄ）の各前記信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）との空間位置を反映する少なくとも１つの形状パラメータと、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）から受信した前記信号に基づいて生成された前記位置／時間関連データ（ＤＰＴ）の最低許容精度を特定する位置制約と、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の少なくとも１つの前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）からの無線信号（ＳＨＦ）の受信における途切れと、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の少なくとも１つの前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）から受信した少なくとも１つの信号に関する追跡失敗と、
の少なくとも１つに基づいている請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記受信機が、前記アクティブセット及び追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ８、ＳＶ９、ＳＶ１０）にわたる信号源記録（３１０）を含み、前記信号源記録（３１０）が、各前記信号源に対して、追跡パラメータデータ、信号対雑音推定値、及び、地球（２００）に対する前記信号源の経時的な動きを表すエフェメリスデータを特定する一連のパラメータ（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）を含み、前記方法が、
前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）から受信した無線信号（ＳＨＦ）に基づいて、前記追跡パラメータデータ、前記信号対雑音推定値、及び前記エフェメリスデータと、
前記追加セット（ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）から受信した無線信号（ＳＨＦ）に基づいて、前記追跡パラメータデータ及び前記信号対雑音推定値と、
を繰り返し更新する工程を含む請求項１４及び請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記受信機が、前記アクティブセット及び追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ８、ＳＶ９、ＳＶ１０）にわたる信号源記録（３１０）を含み、前記信号源記録（３１０）が、各前記信号源に対して、追跡パラメータデータ、信号対雑音推定値、及び、地球（２００）に対する前記信号源の経時的な動きを表すエフェメリスデータを特定する一連のパラメータ（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）を含み、前記方法が、
前記アクティブセット又は追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９；ＳＶ１、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）から受信した無線信号（ＳＨＦ）に基づいた前記信号対雑音推定値と、
前記アクティブセット又は追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９；ＳＶ１、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）のいずれとも異なる補助送信機から受信した無線信号に基づいて、少なくとも１つの補助信号源に対する少なくとも１つの前記追跡パラメータデータ及び前記エフェメリスデータと、
前記アクティブセット及び追加セット（ｓａｃｔ；ｓａｄｄ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９；ＳＶ１、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）から受信した無線信号（ＳＨＦ）に基づいて、前記少なくとも１つの補助信号源以外の各信号源に対する残りの追跡パラメータデータ及びエフェメリスデータと、
を繰り返し更新する工程を含む請求項１４及び請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記追加セット（ｓａｄｄ）の各信号源に対して、前記信号源に関する前記エフェメリスデータを発行してからのエフェメリス年齢を繰返しインスタンスで決定する工程と、前記エフェメリス年齢が閾値を超える場合、
エフェメリス年齢が前記閾値を超える前記追加セット（ｓａｄｄ）から各信号源のアクティブ（ｓａｃｔ）に包含することを特定する交換要求を生成させる工程と、
を含む請求項１９又は請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記追加セット（ｓａｄｄ）の少なくとも１つの前記信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）が、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）からの無線信号（ＳＨＦ）を前記受信機により受信する主要周波数帯域とは異なる二次周波数帯域で無線信号（ＳＨＦ）を送信し、前記方法が、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の少なくとも１つの信号源から前記主要周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号（ＳＨＦ）と、前記追加セット（ｓａｄｄ）の前記少なくとも１つの信号源から前記二次周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号（ＳＨＦ）とに基づいて、前記信号源と受信機（１００）との間の電離層遅延を反映する送信パラメータを導き出す工程を含む請求項１３〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記追加セット（ｓａｄｄ）の少なくとも１つの前記信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ１０）が、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の前記信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、ＳＶ９）からの無線信号（ＳＨＦ）を前記受信機により受信する主要周波数帯域とは異なる二次周波数帯域で無線信号（ＳＨＦ）を送信し、前記方法が、前記アクティブセット（ｓａｃｔ）の少なくとも１つの信号源から前記主要周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号（ＳＨＦ）と、前記追加セット（ｓａｄｄ）の前記少なくとも１つの信号源から前記二次周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号（ＳＨＦ）とに基づいて、リアルタイムキネマティクスに関わるキャリア曖昧さを解決する工程を含む請求項１３〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記プログラムがコンピュータで起動する際に請求項１３〜２３のいずれかのステップを制御するソフトウェアを含む、前記コンピュータのメモリにロード可能なコンピュータプログラム。
【請求項２５】
プログラムをコンピュータにロードする際に請求項１３〜２３のいずれかのステップをコンピュータに制御させる前記プログラムを記録したコンピュータ可読媒体（１４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義には、全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機におけるスペクトル拡散信号の受信及び処理に関する。特に詳細には、本発明は、請求項１の前提部分に記載の受信機、及び請求項１３の前提部分に記載の方法に関する。また、本発明は、請求項２４に記載のコンピュータプログラム、及び請求項２５に記載のコンピュータ可読媒体にも関する。
【背景技術】
【０００２】
多数のＧＮＳＳの実例が存在している。現時点では、全地球測位システム（ＧＰＳ；アメリカ合衆国政府）が有力なシステムである。しかしながら、将来においては代替システムの重要性が増すと考えられている。現段階では、地球軌道衛星航法システム（ＧＬＯＮＡＳＳ；ロシア連邦防衛省）及びガリレオ・システム（欧州全地球航法サービスプログラム）が主要な代替ＧＮＳＳを構成している。特定地域において少なくとも１つのＧＮＳＳの網羅、可用性、及び／又は品質を高めるための様々なシステムも存在している。準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ；新衛星ビジネス株式会社、日本）、広域補強システム（ＷＡＡＳ；米国運輸省連邦航空局）、及び欧州静止衛星航法補強サービス（ＥＧＮＯＳ；欧州宇宙機関、欧州委員会、及び欧州航空管制局すなわち欧州航空航法安全機構の共同事業）は、ＧＰＳの補強システムの例を、後者の場合は、ＧＰＳ及びＧＬＯＮＡＳＳに対するかかる補強システムの例を表している。
【０００３】
第１世代のＧＰＳ受信機のハードウェア制約は、これらの装置が単一チャネルにより衛星信号を処理するということであった。初期の設計では、受信機は、いくつかの衛星信号に基づいて地理座標を決定するため順次作動した。Ｍ．Ｗｅｉｓｓは、ＰＬＡＮＳ’８２−Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ａｔｌａｎｔｉｃ  Ｃｉｔｙ、ＮＪ、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ６−９、１９８２、Ｒｅｃｏｒｄ（Ａ８４−１２４２６  ０２−０４）、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、１９８２、ｐ．２７５−２７８でかかる受信機設計の一例を説明している。
【０００４】
これと比較して、最新のＧＰＳ受信機は全て、例えば、１２チャネルを有する並列追跡を用いている。これは、受信機が１２チャネルを同時受信するための専用ハードウェアを有することを意味する。一般に、これは、単一チャネル受信機と比べて、十分な数の衛星からの信号を識別、取得する期待時間を減少させる。並列受信器は、信頼性や精度も改善している。
【０００５】
さらに、多重化受信機の形態で種々の形態のハイブリッド受信機がある。この種の受信機は、現在見ている衛星間の時分割多重化を行うのに、比較的少ない数の受信機モジュールを用いている。従って、受信機は、第１タイムスロット中にある衛星からデータを収集し、第２タイムスロット中に、別の衛星に切り替え、データをさらに収集する。切り替えが十分に早く行われることを前提とすれば、受信機は、全衛星を同時に追跡するように見える。
【０００６】
受信機の種類がどのようなものであっても、ＧＮＳＳナビゲーションは、ある無線環境では、特に、これらの環境の特性が急速に変化する場合には、非常に困難になり得る。設計により、信号源（即ち、衛星）は、該当する信号源に相対する受信機の位置に応じて軌道及び高度を変えながら空を横切って移動する。さらに、受信機自体、及び／又は、受信機と１つ以上の信号源間の物体は、位置が変わる場合があるため、無線状況が大幅に変わる。場合によっては、１つ以上の信号源からの信号は、例えば、受信機が高層ビルの角を通過する場合、事前警告又は予兆が無いまま完全に遮断されることがある。変わりやすい無線状況により、受信機が位置／時間関連データを生成する際にベースとする一連の無線信号を繰返しリフレッシュしなければならない。しかしながら、この更新を行うことは容易なタスクではなく、利用可能な時間が短い場合にはなおさら容易ではない。すなわち、ナビゲーションソリューションにおいて任意の最近のあいまいでない（ｕｎｏｂｓｃｕｒｅｄ）信号を含めるために、これらの信号に対していわゆる急速取得プロセスを完了させて、連続的に追跡するのに必要なデータを決定しなければならない。追跡データを十分迅速に再取得できないと、受信機は、従来の再取得を、さらには、全部を取得しなければならなくなる。これは、電力を著しく消費し、位置／時間関連データの生成に深刻な障害を引き起こす場合がある。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、前述の問題を軽減し、一連の受信信号に基づいて位置／時間関連データを生成する電力効率の良い解決策を提供することである。ここで、一連の受信信号は、少なくとも１つの所与の選択基準に対して最適となるようになっている。
【０００８】
本発明によれば、本目的は、冒頭に述べたＧＮＳＳ受信機により達せられる。ここで、処理ユニットは、アクティブセットの信号源と異なる信号源の追加セットの少なくとも２つの信号源の各々から送信された無線信号を処理するようになっている少なくとも１つのモニタリングチャネルリソースを含む。処理ユニットはさらに、循環処理シーケンスに従って追加セットの信号源から無線信号を処理するようになっており、循環処理シーケンスは、シーケンスの第１フェーズ中に第１の追加信号源からの信号を処理する工程と、シーケンスの少なくとも１つの第２フェーズ中に少なくとも１つの第２の追加信号源からの信号を処理する工程と、前記フェーズの各々で、追加セットの１つの信号源から受信した無線信号に関する各パラメータセットを決定する工程とを含む。パラメータセットは、少なくとも追跡パラメータデータを含む。
【０００９】
この受信機設計は、更新追跡データのみならず、リソース処理の観点では比較的低コストで潜在的な未来の信号源に関するインフォームド選択決定を行うための更新基準を維持するので有利である。従って、有利であると見なされる場合、ナビゲーションソリューションにすでに含まれている１つ以上の信号の補完或いは代替として、追加セットの信号源からの信号をいつでもナビゲーションソリューションに含めることができる。
【００１０】
本発明の一好適実施形態によれば、追加セットの１つの信号源から受信した無線信号に関するパラメータセットは、信号対雑音推定値も含む。これにより、適切な選択決定を行う処理が容易になる。
【００１１】
本発明のさらに別の好適な実施形態によれば、追加セットの各信号源に対する追跡パラメータデータは、信号源の特性を示す拡散コードのオフセットに関するコードフェーズ測定値を含む。追跡パラメータデータはまた、各衛星信号の公称搬送周波数からの偏移を表わすドップラー周波数推定値と、観測された各衛星から受信した変調信号のフェーズと、それと同一の変調信号をローカルで生成した参照用コピーとの間の関係を表わすコードフェーズ推定値とを含む。この追跡パラメータデータにより、いつでもアクティブセットの追加セットからの任意の信号源を含み、このようにして含められた信号源に基き、いかなる遅延又は途絶を生ずること無く位置／時間関連データを生成し続けることが可能になる。
【００１２】
本発明の別の好適な実施形態によれば、処理ユニットは、追加セットからアクティブセットに第１の数の信号源を転送するようになっている。処理ユニットはさらに、アクティブセットの信号源の数が一定のままであるように、アクティブセットから追加セットに第１の数の信号源を転送するようになっている。精度上の理由により、利用可能な追跡チャネルリソースに与えられればアクティブセットをできるだけ多く維持することが一般に望ましい。しかしながら、処理リソースを効率よく利用するため、アクティブセットが少ない方が好ましい場合もある。従って、アクティブセットに転送される信号源の数は、そこから転送された信号源の数と必ずしも常に等しい必要はない。
【００１３】
本発明の別の好適な実施形態によれば、処理ユニットは、追跡チャネルリソースの処理の外部にある処理からの交換要求に応答して、アクティブと追加セットとの間で信号源の転送を行うようになっている。
【００１４】
例えば、交換要求は、アクティブセットの信号源から受信した無線信号と、追加セットの信号源のそれぞれに基づいて位置／時間関連データを生成するのに必要な推定処理能力に基づくものであってもよい。このため、利用可能な処理電力を有効に活用すると予測される交換要求が生成される。
【００１５】
或いは、交換要求は、アクティブセットの各信号源と、追加セットの各信号源との空間位置を反映する少なくとも１つの形状パラメータに基づくものであってもよい。従って、全信号源からの位置決定コンピュータの精度における全信号源の相対位置の影響を定量化する、いわゆるＤＯＰ（幾何学的測定精度）考察を交換要求に入れることができる。よって、予測位置精度を向上させるために、アクティブセットを更新することができる。
【００１６】
さらに、交換要求は、アクティブセットの信号源から受信した信号に基づいて生成された位置／時間関連データの最低許容精度を特定する位置制約に基づくものであってもよい。従って、現在のアクティブセットの信号源が満足いかないデータ精度を提供し、かつ、追加セットから１つ以上の信号源を含む別のアクティブセットが許容されるデータ精度を提供すると予測される場合、関連する交換要求が発行される。
【００１７】
最後に、アクティブセットの少なくとも１つの信号源からの無線信号の受信における途切れ、又はそこから受信した少なくとも１つの信号に関する追跡失敗は、この問題の解決を目的とする交換要求を生成する原因となり得る。
【００１８】
本発明のさらに別の好適な実施形態によれば、受信機は、アクティブセット及び追加セットそれぞれの信号源にわたる信号源記録を含む。信号源記録は、次に、各信号源に対して、追跡パラメータデータ、信号対雑音推定値、及び、地球に対する信号源の経時的な動きを表すエフェメリスデータを特定する。さらに、処理ユニットは、アクティブセットの信号源から受信した無線信号に基づいて、追跡パラメータデータ（例えば、ドップラー周波数推定値（単数又は複数）及びコードフェーズ推定値（単数又は複数）を含む）、信号対雑音推定値、及びエフェメリスデータを繰り返し更新するようになっている。同様に、処理ユニットは、追加セットの信号源から受信した無線信号に基づいて、追跡パラメータデータ及び信号対雑音推定値を繰り返し更新するようになっている。これにより、根拠の確かな交換要求を生成するための確かな基準が作られる。
【００１９】
或いは、処理ユニットは、アクティブセット又は追加セットの信号源のいずれとも異なる補助送信機から受信した無線信号に基づいて、アクティブセット又は追加セットの少なくとも１つの補助信号源に対する追跡パラメータデータ及び／又はエフェメリスデータを繰り返し更新し、アクティブセット及び追加セットの信号源から受信した無線信号に基づいて、少なくとも１つの補助信号源以外の各信号源に対する追跡パラメータデータ及びエフェメリスデータを繰り返し更新するようになっている。その結果、衛星からの持続的な信号受信への依存度が少ない設計となる。
【００２０】
本発明の別の好適な実施形態によれば、処理ユニットは、追加セットの各信号源に対して、信号源に関するエフェメリスデータが発行されてからのエフェメリス年齢を繰返しインスタンスで決定するようになっている。例えば、エフェメリス年齢は、エフェメリスデータ発行（ＩＯＤＥ）に基づいて決定することができる。エフェメリス年齢が閾値を超える場合、処理ユニットは、エフェメリス年齢が閾値を超える追加セットから各信号源のアクティブに包含することを特定する交換要求を生成させるようになっている。これにより、受信機から見て全衛星に対して十分に新しいエフェメリスデータの維持を保障することができる。
【００２１】
本発明のさらに別の好適な実施形態によれば、追加セットの少なくとも１つの信号源は、アクティブセットの信号源からの無線信号を受信機により受信する主要周波数帯域とは異なる二次周波数帯域で無線信号を送信すると想定している。処理ユニットはさらに、アクティブセットの少なくとも１つの信号源から主要周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号と、追加セットの少なくとも１つの信号源から二次周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号とに基づいて、信号源と受信機との間の電離層遅延を反映する送信パラメータを測定するようになっている。
【００２２】
本発明のさらに別の好適な実施形態によれば、追加セットの少なくとも１つの信号源は、同様に、アクティブセットの信号源からの無線信号を受信機により受信する主要周波数帯域とは異なる二次周波数帯域で無線信号を送信すると想定している。しかしながら、ここでは、処理ユニットは、アクティブセットの少なくとも１つの信号源から主要周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号と、追加セットの少なくとも１つの信号源から二次周波数帯域で受信した少なくとも１つの無線信号とに基づいて、リアルタイムキネマティクス（ＲＴＫ）に関わるキャリア曖昧さを解決するようになっている。
【００２３】
上述の両実施形態では、所与の衛星は、２つ以上の周波数帯域の信号を送信する機器を含み得るものとしている。従って、第２周波数帯域で送信された第２の信号を追加セットに含めながら、かかるマルチバンド衛星から第１周波数帯域で送信された第１の信号をアクティブセットに含めることができる。
【００２４】
本発明の別の好適な実施形態によれば、信号処理ユニットは、プロセッサ上で動作するソフトウェアに少なくとも部分的に実装される。従って、例えば、別々の時間に割り当てられたアクティブセット及び追加セットのチャネルリソース数に対して、大きな自由度が得られる。
【００２５】
本発明の別の態様によれば、本目的は、冒頭に述べた本方法により達せられる。ここで、本方法は、循環処理シーケンスに従ってアクティブセットの信号源と異なる信号源の追加セットの少なくとも２つの信号源の各々から送信された無線信号を処理する工程を含む。この処理は、少なくとも１つのモニタリングチャネルリソースで行われ、シーケンスの第１フェーズ中に第１の追加信号源からの信号を処理する工程を含む。少なくとも１つの第２の追加信号源からの信号は、シーケンスの少なくとも１つの第２フェーズ中に処理される。前記フェーズの各々で、各パラメータセットは、追加セットの１つの信号源から受信した前記無線信号に関して決定される。パラメータセットは、追跡パラメータデータ及び信号対雑音推定値を含む。
【００２６】
この方法のみならず、その好適な実施形態の利点は、提案した受信機を参照にしながら上に説明したことから明らかである。
【００２７】
本発明の別の態様によれば、本目的は、コンピュータのメモリに直接ロード可能であり、かつ、前記プログラムがコンピュータ上で起動する際に上で提案した方法を実施するようになっているソフトウェアを含む、コンピュータプログラムによって達成される。
【００２８】
本発明の別の態様によれば、本目的は、プログラムを記録したコンピュータ可読媒体によって達成され、プログラムをコンピュータにロードすると、上で提案した方法を行うように、プログラムはコンピュータを制御する。
【００２９】
本発明のさらなる利点、有益な特徴、及び用途は、以下の説明及び従属請求項から明らかになるであろう。
【００３０】
次に、実施例として開示する好適な実施形態により、添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態によるＧＮＳＳ受信機のブロック図を示す。
【図２】特定の受信機位置から目的の信号源群を示す。
【図３】本発明の一実施形態による、どのように多数の信号源を取得し、提案された信号源のアクティブセット及び追加セットに含められるかを示す。
【図４】本発明の好適な実施形態によるＧＮＳＳ受信機の一般的な動作方法を流れ図により示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態によるＧＮＳＳ受信機１００のブロック図を示す。受信機１００は、無線フロントエンドユニット１１０と、インタフェースユニット１２０と、無線信号処理ユニット１３５とを含む。受信機１００は、提案された原理に従って動作するよう処理ユニット１３５を制御するようになっているプログラムを記憶した、メモリバッファなどのコンピュータ可読媒体１４０をさらに含むのが好ましい。
【００３３】
無線フロントエンドユニット１１０は、複数の信号源、例えば、１つ以上のＧＮＳＳに属する一連の衛星から無線信号ＳＨＦを受信するようになっているアンテナ手段１０５を有する。この目的のため、アンテナ手段１０５は、少なくとも１つの周波数帯域、例えば、Ｌ１−、Ｌ２−、及び／又は、Ｌ５／Ｅ５ａ−帯域（即ち、それぞれ１５６３ＭＨｚ〜１５８７ＭＨｚ、１２１５ＭＨｚ〜１２４０ＭＨｚ、１１５５ＭＨｚ〜１１９７ＭＨｚの範囲のスペクトルを有する）で無線周波数信号を受信するように設計される。さらに、無線フロントエンドユニット１１０は、受信無線信号ＳＨＦのダウンコンバージョン、サンプリング、及びデジタイジングを行い、得られたデジタル表示ＳＢＰを生成するようになっており、これに基づいて、無線信号処理ユニット１３５は、関連する別の信号処理を行って、位置／時間関連データＤＰＴを生成することができる。例えば、ユニット１１０は、無線信号ＳＨＦの帯域通過バージョンを直接サンプリングするか或いは、ユニット１１０は、Ｉ／Ｑ帯域通過サンプリングを実行することができるため、受信信号ＳＨＦをベースバンドに周波数ダウンコンバートする。
【００３４】
インタフェースユニット１２０は、無線フロントエンドユニット１１０からのデジタル表示ＳＢＰを無線信号処理ユニット１３５による取扱いに適当なデータ形式ｄＦに変換することで、無線フロントエンドユニット１１０を無線信号処理ユニット１３５に相互接続するようになっている。
【００３５】
無線信号処理ユニット１３５は、プロセッサ１３０上で動作するソフトウェア１３５ｓに少なくとも部分的に実装されるのが好ましい。実際、本発明の実施形態によれば、無線信号処理ユニット１３５は、ソフトウェア１３５ｓに全面的に実装してもよい。しかしながら、１つ以上の個別ユニット、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）設計又はＡＳＩＣで実現されるユニットは、ユニット１３５の処理機能の少なくとも１つを行うようになっていることにも適している。
【００３６】
何れにせよ、本発明によれば、無線信号処理ユニット１３５は、信号源のアクティブセットから送信された無線信号ＳＨＦを処理し、それに基づいて位置／時間関連データＤＰＴを生成するようになっている。アクティブセットの信号源から受信した信号ＳＨＦは、各信号源に割り当てた一連の各々の追跡チャネルリソースにより、信号のリアルタイム信号データ転送速度にて並列処理される。すなわち、データＤＰＴは、アクティブセット信号に基づいて公称システムで生成されることを意味する。処理ユニット１３５は、アクティブセットの信号源と異なる信号源の追加セットの少なくとも２つの信号源の各々から送信された無線信号ＳＨＦを処理するようになっている少なくとも１つのモニタリングチャネルリソースも含む。処理ユニット１３５は、循環処理シーケンスに従って追加セットの信号源から無線信号ＳＨＦを処理するようになっている。循環処理シーケンスは、シーケンスの第１フェーズ中に第１の追加信号源からの信号を処理する工程と、シーケンスの少なくとも１つの第２フェーズ中に少なくとも１つの第２の追加信号源からの信号を処理する工程と、前記フェーズの各々で、追加セットの１つの信号源から受信した無線信号ＳＨＦに関する、各パラメータセットを決定する工程とを含む。このように決定されたパラメータセットは、追跡パラメータデータを含む。しかし、必ずというわけではないが、パラメータセットは、信号対雑音推定値も含むのが好ましい。位置／時間関連データＤＰＴは、アクティブセットから送信された無線信号ＳＨＦに少なくとも基づいて名目上生成されるが、追加セットの信号源から送信された１つ以上の無線信号ＳＨＦは、かかるデータＤＰＴの生成にも使用されることを技術的に除外しないことは述べておかなければならない。
【００３７】
上述のパラメータセットのみならず、アクティブセット及び追加セットに関する処理ユニット１３５の動作について、図３を参照しながら以下により詳細に説明する。しかしながら、まず初めに、図２を参照して、アクティブセット及び追加セットの基礎について論ずる。図２は、特定の瞬間に、即ち、所与の位置／時間ＰＴＲで、特定の受信機位置から見えると仮定される衛星に含まれるＧＮＳＳ信号源群（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ８、ＳＶ９、及びＳＶ１０）を示す。ここで、可視限界Ｈ（ＰＴＲ）は、位置／時間ＰＴＲから見た水平線として概略的に特定されている。過剰なマルチパス誤差を避けるため、もし受信機もエレベーションマスク角を適用する場合、例えば、水平線から仰角５°を下回ると信号源が不安定であると考えられる仰角５°に等しいことが通常好ましい。
【００３８】
潜在的な信号源の仮グループは、受信機のアルマナックから導出してもよい。アルマナックとは、衛星の経時的な動きのことを意味する。或いは、その補足として、仮グループは、受信機が利用可能なエフェメリスデータ放送及び／又は１つ以上のアシステッドＧＮＳＳサービスから導出することができる。通常、エフェメリスデータは、ＩＯＤＥパラメータと関連付けられており、このパラメータは、情報がどれくらい古いかを示す。受信機の位置及び／又は時間基準の最新更新後のタイムスパンに応じて、仮グループの予想構成、及び、前記グループにおける各メンバーの予想位置は、不完全であったり、間違っている場合がある。
【００３９】
次に図３を参照して、図２に示した信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ８、ＳＶ９、及びＳＶ１０）をどのように取得し、本発明の一実施形態による提案された信号源のアクティブセット及び追加セットに含めることができるのかについて説明する。
【００４０】
上述のように、無線信号処理ユニット１３５は、信号源から送信された無線信号ＳＨＦを処理するようになっており、信号源は、アクティブセット又は追加セットにいずれかに属するものと分類される。ここで、アクティブセットは、処理ユニット１３５がアクティブセットの信号に基づいて位置／時間関連データＤＰＴを生成するが、追加セットの信号源から送信された信号は、位置／時間関連データＤＰＴを名目上生成しないような優先順位を有する。それにもかかわらず、処理ユニット１３５は、追跡パラメータデータを導出し、追加セットの信号に対する信号対雑音推定値を導出するのが好ましい。
【００４１】
アクティブセットの信号は、アクティブセットの各信号源に割り当てた各追跡チャネルリソースにより、信号のリアルタイム信号データ転送速度にて並列処理される。この例では、処理ユニット１３５は、図３でＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、及びＴ６で示される６個のかかる追跡チャネルリソースを有する。追跡チャネルリソースの取扱いに割り当てられた処理能力は、順応性があり、追跡チャネルリソース数は可変であることが好ましい。例えば、ＧＮＳＳ関連の計算を行うのに現時点で利用可能な処理リソース量に応じて変化する。さらに、処理ユニット１３５は、少なくとも１つのモニタリングチャネルリソースを有し、これは、追加セットの各信号源から送信された無線信号ＳＨＦを処理するようになっている。図３に示した例では、モニタリングチャネルリソースＭが１つ割り当てられる。アクティブセットとは対照的に、追加セットの信号は、ＴＤＭＡのような方式で循環処理シーケンスに従って処理され、これは、得られるデータ転送速度が、位置／時間関連データＤＰＴをリアルタイムで生成できるのに通常必要な速度よりも遅いことを意味する。
【００４２】
以下に記載されるように、追跡チャネルリソース及びモニタリングチャネルリソースの概念は、追加セットの信号源の数が、割り当てられたモニタリングチャネルリソースＭの数を超える場合にのみ意義を有するものである。さらに、アクティブセットは、その信号源の数が追跡チャネルリソース（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、及びＴ６）の数に等しいように定義される。図３を参照しながら、例示実施例を以下に述べる。
【００４３】
時間ｔ＝０の初期点で、ＧＮＳＳ受信機１００の電源を入れるものとする（或いは、複数のソースからの信号をアンテナ手段１０５で利用可能な無線環境にアクセスするように他の手段を動作することで）。ｔ＝０で、受信機１００は、信号を受信することができる特定の信号源について全く知悉していないものとする。従って、処理ユニット１３５の処理リソース（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、及びＭ）は全てブランク／フリーである。
【００４４】
しかしながら、徐々に、受信機１００の取得処理が進行するにつれて、段々と目的の信号源からの信号が識別される。或いは、目的の信号源は、支援サーバにより提供された補足情報によっても識別される。ｔ＝ｔ１＞０で、受信機１００は、４つの信号源、すなわち、ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、及びＳＶ４を取得し、追跡可能であるものとする。これらの信号源は、最初の４つの追跡チャネルリソース（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４）を用いて、それぞれ追跡される。一般に、ナビゲーション（即ち、三次元座標の導出）を可能にするには４つの信号源を追跡することで十分である。従って、理論的には、取得処理は、この段階で終了することができる。
【００４５】
それにもかかわらず、本発明によれば、取得処理は、より強い（又は、他の手段によってより良い）信号源を捜し求めて継続する。ｔ＝ｔ２＞ｔ１で、受信機１００は、信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、及びＳＶ７）に関連する追跡パラメータデータを取得し、決定するものとする。まず初めに、追跡チャネルリソース（Ｔ５及びＴ６）とモニタリングチャネルリソースＭとをこの目的のために用いる。しかしながら、各追跡パラメータデータが信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、及びＳＶ７）に関して決定されると、受信機１００は、目的の任意の追加信号源を捜し求めて継続する。この目的のため、例えば、リソース（Ｔ５、Ｔ６、及びＭ）は開放されるが、受信機１００は、これらのデータをメモリに記録した後、最初の４つの追跡チャネルリソース（Ｔ１〜Ｔ４）を介して信号源（ＳＶ１〜ＳＶ４）を追跡し続ける。
【００４６】
ｔ＝ｔ３＞ｔ２で、受信機１００は、リソース（Ｔ５、Ｔ６、及びＭ）を介して、それぞれの信号源（ＳＶ８、ＳＶ９、及びＳＶ１０）に関連する追跡パラメータデータを取得し、さらに決定するものとする。追加信号源の検索は、ｔ３後も継続するが、しかしながらこの場合、検索は無駄になる。代わりに、受信機１００は、最適化処理を、位置／時間関連データＤＰＴを生成するのに必要な推定処理能力、各信号源の空間位置に関する幾何学的考察、又は信号源から受信した信号に基づいて生成可能な位置／時間関連データＤＰＴの精度を特定する位置制約などの少なくとも１つの基準に対して最適となる一連の信号源を選び出す最適化処理を促す。
【００４７】
ｔ＝ｔ４＞ｔ３で、最適化処理は完了し、信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、及びＳＶ９）は、現在の受信機位置／時間ＰＴＲ、信号源の現在の位置及び種類、及び、これら及び受信機１００が現在存在する無線環境において最適になることが判明しているものとする。その結果、処理ユニット１３５は、信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ８、及びＳＶ９）が含まれるアクティブセットを定義する。これらのソースから受信した無線信号ＳＨＦに基づいて、受信機は、時間／位置データＤＰＴを生成する。
【００４８】
残りの目的の信号源、即ち、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、及びＳＶ１０は、追加セットのメンバーを構成する。本発明によれば、ｔ＝ｔ４の時点で、処理ユニット１３５は、循環処理シーケンス（σ）に従って追加セットの信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、及びＳＶ１０）から無線信号ＳＨＦを処理するようになっており、該シーケンスは、モニタリングチャネルリソース（単数又は複数）Ｍを用いて完了される。すなわち、循環処理シーケンス（σ）は、第１フェーズ（ｐｈ１）中に第１の追加信号源、例えば、ＳＶ５からの信号を処理する工程を含む。この処理では、処理ユニット１３５は、第１の追加信号源に関する追跡パラメータデータ（例えば、コードフェーズ測定値及びドップラー周波数測定値）をリフレッシュする。上述のように、処理ユニット１３５は、ここで、この信号源の信号対雑音推定値も決定するのが好ましい。これら２回の計算により、ソースを受信機で可視できるよう暗に設定する。
【００４９】
第１フェーズ（ｐｈ１）に続く第２フェーズ（ｐｈ２）中に、処理ユニット１３５は、追跡パラメータデータ及び信号対雑音推定値が追加セットの信号源全てに対して決定されるまで、第２の追加信号源、例えば、ＳＶ６等に関する追跡パラメータデータ（場合によっては、信号対雑音推定値）をリフレッシュする。その後、処理ユニット１３５は、シーケンス（σ）を繰り返す。従って、追加セットが４つの信号源（ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、及びＳＶ１０）を含み、かつ、処理ユニット１３５がモニタリングチャネルリソースＭを１つ割り当てているこの実施例では、循環処理シーケンス（σ）は、４つのフェーズ（ｐｈ１、ｐｈ２、ｐｈ３、及びｐｈ４）を有する。例えば、代わりに、２つのモニタリングチャネルリソースが割り当てられていたならば、シーケンス（σ）は２つのフェーズしか有さなかったであろう。本発明によれば、追加セットＳａｄｄがチャネルリソースＭの数よりも多いメンバーを有するように、モニタリングチャネルリソースは順応性があり、チャネルリソースＭの数は追加セットＳａｄｄに対して選択されるのが好ましい。従って、循環処理シーケンス（σ）は、常に、少なくとも２つのフェーズを有する。
【００５０】
本発明の一実施形態によれば、受信機は、目的の信号源（ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４、ＳＶ５、ＳＶ６、ＳＶ７、ＳＶ８、ＳＶ９、及びＳＶ１０）がリストされる信号源記録３１０を有する。記録３１０は、各信号リソースに対して、信号リソースがアクティブセットｓａｃｔ又は追加セットｓａｄｄに属するかどうかを特定する。信号源記録３１０は、各信号源に対して、追跡パラメータデータ、信号対雑音推定値、及び、地球２００に対する前記信号源の経時的な動きを表すエフェメリスデータを特定する一連のパラメータ（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）を含む。さらに、処理ユニット１３５は、一連のパラメータ（Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ）を繰り返し更新するようになっているのが好ましい。
【００５１】
本発明の一実施形態によれば、追跡パラメータデータ及び信号対雑音推定値は、更新サイクル毎に、アクティブセットｓａｃｔ及び追加セットＳａｄｄの両方での信号源に対して更新される。しかしながら、エフェメリスデータは、アクティブセットｓａｃｔの信号源に対して排他的に更新する。
【００５２】
本発明の別の実施形態によれば、処理ユニット１３５は、
信号対雑音推定値は、アクティブセットｓａｃｔ及び追加セットｓａｄｄ両方の信号源から受信した無線信号ＳＨＦに基づいて更新され、
アクティブセットｓａｃｔ又は追加セットｓａｄｄの少なくとも１つの補助信号源に対する少なくとも１つの追跡パラメータデータ及びエフェメリスデータは、アクティブセットｓａｃｔ又は追加セットｓａｄｄの信号源のいずれとも異なる補助送信機から受信した無線信号に基づいて更新され、
少なくとも１つの補助信号源以外の各信号源に対する残りの追跡パラメータデータ及びエフェメリスデータは、上で概説した原理に従って、それぞれ、アクティブセットｓａｃｔ及び追加セットｓａｄｄの信号源から受信した無線信号ＳＨＦに基づいて更新されるように、
アクティブセットｓａｃｔ及び追加セットｓａｄｄそれぞれの信号源にわたって信号源記録３１０を繰り返し更新するようになっている。
【００５３】
補助送信機は、地上無線ビーコンに代表され、例えば、これは、そうでなければ１つ以上の衛星により送信される信号のサブセットを中継、或いは、複製する。
【００５４】
上述のように、追跡パラメータデータは、各観測衛星信号の公称搬送周波数からの偏移を表わすドップラー周波数推定値と、各観測衛星から受信した変調信号のフェーズとそれと同一の変調信号をローカルで生成した参照用コピーとの間の関係を表わすコードフェーズ推定値とを含んでもよい。従って、信号源に関する追跡パラメータデータが与えられると、受信機１００は、このソースから受信した信号に基づいて位置／時間関連データＤＰＴの生成を開始することができる。
【００５５】
当然のことながら、信号源及び受信機１００が動作する無線環境は変わり、時には急激に変わることがある。ほとんどの場合、これらの変化は、信号源、受信機１００、及び／又は、信号源と受信機間の１つ以上の物体の動き又は位置変えによるものである。しかしながら、大気変動も無線環境に影響を及ぼす。従って、アクティブセットｓａｃｔ及び追加セットｓａｄｄは、繰り返し更新しなければならない。
【００５６】
本発明の一実施形態によれば、アクティブセットｓａｃｔの定義は調整可能である。処理ユニット１３５は、追跡チャネルリソース（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）の処理の外部にある処理からの交換要求に応答して、アクティブセットｓａｃｔ及び追加セットｓａｄｄ間で信号源の転送を行うようになっていることが好ましい。アクティブセットｓａｃｔに現在含まれる１つ以上の信号源からの無線信号の受信途切れのため、交換要求を生成してもよい。しかしながら、受信機１００が、アクティブセットｓａｃｔの少なくとも１つの信号源から少なくとも１つの信号を追跡することができないとした場合、交換要求は、内部で生成してもよい。
【００５７】
さらに、１つ以上の以下の要求が満たされれば、交換要求が生じ得る。
（ｉ）第１の推定処理能力は、アクティブセットｓａｃｔの信号源から受信した無線信号ＳＨＦに基づいて、位置／時間関連データＤＰＴを生成するのに必要であり、追加セットｓａｄｄから少なくとも１つの信号源を含む信号源の少なくとも１つの別の組合せに基づいて、位置／時間関連データＤＰＴを生成するのに必要な該推定処理能力を反映する少なくとも１つの第２の推定処理能力を算出し、少なくとも１つの第２の推定処理能力は、第１の推定処理能力よりも低い。
（ｉｉ）少なくとも１つの第１の形状パラメータは、アクティブセットｓａｃｔの信号源の各々の空間位置を反映し、少なくとも１つの第２の形状パラメータは、追加セットｓａｄｄの信号源の各々の空間位置を反映し、少なくとも１つの第１及び第２の形状パラメータ間の関係は、追加セットｓａｄｄの少なくとも１つの信号源を含む信号源の少なくとも１つの別の組合せに基づいて、位置／時間関連データＤＰＴを生成するのにより有利であることを示す。或いは、
（ｉｉｉ）生成された位置／時間関連データＤＰＴの最低許容精度を特定する位置制約を定義する。この制約は、アクティブセットｓａｃｔの信号源から受信した無線信号ＳＨＦと合致することはできない。
【００５８】
本発明の一実施形態によれば、処理ユニット１３５は、特に、追加セットｓａｄｄからアクティブセットｓａｃｔに第１の数の信号源を転送し、反対に、アクティブセットｓａｃｔから追加セットｓａｄｄに第１の数の信号源を転送するようになっている。従って、アクティブセットｓａｃｔの信号源の数は、一定のままである。従って、追加セットｓａｄｄの信号源の数も、通常、一定に保たれる。しかしながら、アクティブセットｓａｃｔの１つ以上の信号源からの無線信号の受信途切れにより転送が行われるならば、追加セットｓａｄｄのサイズは、そのために少なくとも一時的に小さくなる場合がある。反対に、処理ユニット１３５は、通常、ユニットの仰角マスクよりも上にちょうど昇ってきた衛星の現在の追跡パラメータデータを持っていない。この場合、処理ユニットは、アクティブセットＳａｃｔから追加セットｓａｄｄに信号源を転送し、解放されたばかりの追跡リソースを用いてアクティブセットｓａｃｔに新たに利用可能な信号源を含め、通常の方法で新たに利用可能な信号源に対する現在の追跡パラメータデータを決定するようになっている。従って、ｓａｄｄのサイズも、少なくとも一時的に増す場合がある。それにもかかわらず、追跡リソースの総数は、この場合には変わらないため、受信機が消費する電力は実質的に増加しない。
【００５９】
さらに、アクティブセットｓａｃｔ及び追加セットｓａｄｄのリビジョンが適している他の状況がある。上述のように、エフェメリスデータは、アクティブセットｓａｃｔの信号源を排他的に更新する。従って、追加セットｓａｄｄの信号源に対してエフェメリスデータを更新するようになることが可能である。そのため、本発明の一実施形態によれば、処理ユニット１３５は、追加セットｓａｄｄの各信号源に対して、信号源に関するエフェメリスデータを発行してからのエフェメリス年齢を繰返しインスタンスで決定するようになっている。エフェメリス年齢が閾値を超える場合、処理ユニット１３５はさらに、エフェメリス年齢が閾値を超える追加セットｓａｄｄから各信号源のアクティブセットｓａｃｔに包含することを特定する交換要求を生成させるようになっている。これに対し、アクティブセットｓａｃｔの信号源に対するエフェメリスデータは、連続的にリフレッシュされる。
【００６０】
本発明の別の実施形態によれば、追加セットｓａｄｄの少なくとも１つの信号源が、アクティブセットｓａｃｔの信号源からの無線信号ＳＨＦを受信機１００により受信する主要周波数帯域とは異なる周波数帯域で追加の無線信号ＳＨＦを送信すると想定している。例えば、アクティブセットｓａｃｔの信号源は、Ｌ５／Ｅ５ａ帯域（比較的広帯域）で無線信号ＳＨＦを送信することができ、追加セットｓａｄｄの信号源は、Ｌ１帯域（比較的狭帯域）で無線信号ＳＨＦを送信することができる。ここで、処理ユニット１３５は、アクティブセットｓａｃｔ（即ち、ここではＬ５／Ｅ５ａ帯域）の少なくとも１つの信号源から受信した少なくとも１つの無線信号ＳＨＦと、追加セットｓａｄｄ（即ち、ここではＬ１帯域）の少なくとも１つの信号源から受信した少なくとも１つの無線信号ＳＨＦとに基づいて、信号源と受信機１００との間の電離層遅延を反映する送信パラメータを測定するようになっている。従って、受信機が動作する無線環境に影響を及ぼす電離圏の重要な特性について、処理電力上、比較的低コストで決定することができる。
【００６１】
本発明の別の或いは補足的な実施形態によれば、処理ユニット１３５は、アクティブセットｓａｃｔ（例：比較的広帯域のＬ２帯域）の少なくとも１つの信号源から受信した少なくとも１つの無線信号ＳＨＦと、追加セットｓａｄｄ（例：比較的広帯域のＬ１帯域）の少なくとも１つの信号源から受信した少なくとも１つの無線信号ＳＨＦとに基づいて、リアルタイムキネマティクスに関わるキャリア曖昧さを解決するようになっている。その結果、非常に穏やかな処理強度で高精度のナビゲーションを達成することができる。
【００６２】
ＧＮＳＳでは、１つの衛星が、２つ以上の周波数帯域で信号を送信する機器を含むことはまれではなく、例えば、共通ユニットに実装される２つの送信機チェーンによって代表される。従って、上述の両実施形態では、衛星から第１周波数帯域で送信される第１の信号をアクティブセットｓａｃｔに、第２周波数帯域で送信された同じ衛星からの第２の信号を追加セットｓａｄｄに含めることが可能である（ある用途では、可能であることが好ましい）。
【００６３】
図４の流れ図を参照しながら本発明の好適な実施形態によるＧＮＳＳ受信機の制御方法について要約して説明する。
【００６４】
第１ステップ４１０は、位置／時間関連データを生成するように、無線信号処理ユニットにおける信号源のアクティブセットから送信された無線信号を処理する。ここで、信号は、アクティブセットの各信号源に割り当てた各追跡チャネルリソースにより、信号のリアルタイム信号データ転送速度にて並列処理される。
【００６５】
ステップ４１０と並列実行されるもう一つのステップ４２０は、無線信号処理ユニットの少なくとも１つのモニタリングチャネルリソースを介して、追加セットの少なくとも２つの信号源の各々から送信された無線信号を処理する。追加セットは、アクティブセットの信号源とは異なる信号源を含む。さらに、追加セットの信号源からの信号は、循環処理シーケンスに従って処理される。該循環処理シーケンスは、シーケンスの第１フェーズ中に第１の追加信号源からの信号を処理し、シーケンスの少なくとも１つの第２フェーズ中に少なくとも１つの第２の追加信号源からの信号を処理することを含む。これらのフェーズの各々で、追加セットの１つの信号源から受信した無線信号に関する各パラメータセットを決定する。このように決定されたパラメータセットは、それに基づいて追加セットの１つ以上の信号源の追跡を瞬時に行うことができるように、追跡パラメータデータを含む。
【００６６】
提案された方法は、ステップ４１０及び４２０を包含するが、本発明の好適な実施形態によれば、これらのステップは、ステップ４３０に引き継がれ、ここで、アクティブセット及び／又は追加セットの少なくとも１つの信号源に関する交換要求を受信したか否かを調査する。そうである場合には、ステップ４４０に続き、そうでなければ、手順は、ステップ４１０及び４２０にループバックする。
【００６７】
ステップ４４０では、アクティブセットへ、及び／又は、アクティブセットから少なくとも１つの信号源を転送する。その後、手順は、ステップ４１０及び４２０にループバックする。
【００６８】
図４を参照して説明した上記の全てのステップのみならず、任意のサブシーケンスのステップは、予めプログラミングしているコンピュータ装置により制御することができる。さらに、図面を参照しながら上述した本発明の実施形態では、コンピュータ装置とコンピュータ装置で行われた処理とを含んでいるが、本発明は、そのため、コンピュータプログラム、とりわけ、本発明を実用化するようになっている、キャリア上又はキャリアのコンピュータプログラムにも及んでいる。プログラムは、ソースコード、オブジェクトコード、中間ソースコード、及び部分的にコンパイルされた形態のオブジェクトコードの形態であってもよく、或いは、本発明によるプロシージャの実装における使用に適する任意の他の形態であってもよい。プログラムは、オペレーティング・システムの一部であってもよく、或いは別のアプリケーションであってもよい。キャリアは、プログラムを持ち運ぶことができる任意のエンティティ若しくはデバイスであってもよい。例えば、キャリアは、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（読取り専用メモリ）、例えばＤＶＤ（デジタルビデオ／多目的ディスク）、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラム可能読取り専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラム可能読取り専用メモリ）、又は、磁気記録媒体、例えばフロッピー（登録商標）ディスク若しくはハードディスクなどの記憶媒体を含むことができる。さらに、キャリアは、電気又は光ケーブルを介して、或いは、無線若しくは他の手段によって送信することができる電気又は光信号などの伝播性のキャリアであってもよい。ケーブル又は他のデバイス若しくは手段によって直接送信することができる信号でプログラムを具現化する場合、キャリアは、そのようなケーブル又はデバイス若しくは手段によって構成されていてもよい。或いは、キャリアは、プログラムが埋め込まれている集積回路であってもよく、集積回路は、関連プロシージャを行うか若しくは関連プロシージャの実施において使用するようになっている。
【００６９】
「含む／含んでいる」という用語は、本明細書で使用される場合、記載されている特徴、整数、ステップ、又は部品が存在していることを示すものである。しかしながら、用語は、１つ以上の追加の特徴、整数、ステップ又は部品若しくはそれらの集合の存在や追加を妨げるものではない。
【００７０】
本明細書におけるいずれの従来技術の引用は、引用した従来技術がオーストラリアにおける一般常識の一部を形成するという承認又はいかなる示唆として解釈せず、かつ、解釈されるべきではない。
【００７１】
本発明は、図中で説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で自由に変更することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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