(57)【要約】  全地球的航法衛星システム（「ＧＮＳＳ」）からの信号を処理するプログラム可能グラフィクス・プロセッサは、ラスタライザ・ユニットと、ピクセル・シェーダー・ユニットと、メモリ・ユニットを有している。ＧＮＳＳ衛星受信信号は、受信信号のデジタル化された形式に変換され、プログラム可能グラフィクス・プロセッサによって変換されるが、このとき、前記デジタル化された形式の信号の対応データのアレイは、メモリ・ユニットに保存され、ピクセル・シェーダー・ユニットによって演算処理が行われ、結果アレイが形成されて、メモリ・ユニットの第１アドレスに書き込まれる（図３参照）。デジタル化された形式の信号の対応データのアレイの終点の第１アドレスと値は、ラスタライザ・ユニットに供給される。ラスタライザ・ユニットは、アレイの終点の値の間に値を補間する。アレイの終点の値と補間値は、デジタル化された形式の信号の対応データのアレイのメモリ・ユニット内のアドレスに対応している。【選択図】図３
2010501853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航法衛星からの信号を処理する方法において、
前記航法衛星からの信号を受信して受信信号を形成する段階と、
前記受信信号をデジタル化された形式の信号に変換する段階と、
前記デジタル化された形式の信号を、ラスタライザ・ユニットとピクセル・シェーダー・ユニットとメモリ・ユニットを有するプログラム可能グラフィクス・プロセッサによって変換する段階であって、前記デジタル化された形式の信号の第１対応データの第１アレイは前記メモリ・ユニットに保存され、前記変換する段階は、更に、
前記デジタル化された形式の信号の前記第１対応データの前記第１アレイの終点の第１アドレスと値を、前記ラスタライザ・ユニットに供給する段階と、
前記第１アレイの終点の値の間に複数の補間値を、前記ラスタライザ・ユニットによって生成する段階であって、前記複数の補間値と前記第１アレイの終点の値は、前記デジタル化された形式の信号の前記第１対応データの前記第１アレイの前記メモリ・ユニット内のアドレスに対応している、前記複数の補間値を生成する段階と、
前記メモリ・ユニットからの前記デジタル化された信号の前記第１対応データの前記第１アレイに対し、前記ピクセル・シェーダー・ユニットによって、前記ラスタライザ・ユニットから供給された前記複数の補間値と前記第１アレイの終点の値に基づき演算処理を行って、対応データの結果アレイを形成する段階と、
前記結果アレイを前記メモリ・ユニットの前記第１アドレスに保存する段階と、を含んでいる、変換する段階と、から成る方法。
【請求項２】
前記デジタル化された形式の信号の第２対応データの第２アレイは前記メモリ・ユニットに保存され、前記変換する段階は、更に、
前記デジタル化された形式の信号の前記第２対応データの前記第２アレイの終点の第２アドレスと値を前記ラスタライザ・ユニットに供給する段階と、
前記第２アレイの終点の値の間に複数の補間値を、前記ラスタライザ・ユニットによって生成する段階であって、前記複数の補間値と前記第２アレイの終点の値は、前記デジタル化された形式の信号の前記第２対応データの前記第２アレイの前記メモリ・ユニット内のアドレスに対応している、前記複数の補間値を生成する段階と、
前記メモリ・ユニットからの前記デジタル化された信号の前記第１及び前記第２対応データの前記第１及び前記第２アレイに対し、前記ピクセル・シェーダー・ユニットによって、前記ラスタライザ・ユニットから供給された前記複数の補間値と前記第１及び前記第２アレイの前記終点の値に基づき演算処理を行って、対応データの結果アレイを形成する段階と、
前記結果アレイを前記メモリ・ユニットの前記第２アドレスに保存する段階と、を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２アドレスは前記第１アドレスと同一である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１アドレスは、三角形の終点を備えている、請求項３又は１に記載の方法。
【請求項５】
前記デジタル化された形式の信号の前記第１対応データは前記受信信号に対応しており、公称周波数に対して特徴的なドップラーシフトを有している、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記デジタル化された形式の信号の前記第２対応データは、前記デジタル化された形式の信号の事前に算出したレプリカ信号である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記処理は、複数の航法衛星から複数の信号を受信するため、前記複数の衛星に対して行われ、受信された前記複数の信号に基づき、位置／時間関連データが求められる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記事前に算出したレプリカ信号は、特徴的なドップラー周波数と複数のサンプルを有している、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、複数の航行衛星から複数の信号を捕捉し、
前記デジタル化された形式の信号の前記第２対応データの前記第２アレイは、複数の周波数シフト信号を備えており、それぞれの周波数シフト信号は、特徴的なドップラー値に従って周波数がシフトされている、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記デジタル化された形式の信号の前記第１アレイと前記デジタル化された形式の信号の前記第２アレイとの間で、周波数ドメイン相関演算を行って、相関関数のアレイを形成する段階を含んでいる、請求項９に記載の複数の航法衛星から複数の信号を捕捉する方法。
【請求項１１】
それぞれの受信信号について、最大値が存在する場合には、前記最大値を求める段階を更に含んでいる、請求項１０に記載の複数の航法衛星から複数の信号を捕捉する方法。
【請求項１２】
最大値が求められた場合、前記相関関数のアレイ内の前記最大値に対応する前記第１アレイの前記周波数シフト信号の前記関係付けられた特徴的なドップラーシフト及び関係付けられたコード位相シフト値を使用して、前記受信信号を自動追尾する、請求項１１に記載の複数の航法衛星から複数の信号を捕捉する方法。
【請求項１３】
前記航法衛星からの信号を処理する段階は、前記複数の衛星のそれぞれを追跡する方法を含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記追跡する方法は、更に、
前記最大値と関係付けられた前記周波数シフト位置で、前記最大値と関係付けられた前記コード位相値の各側に時間シフトさせた複数の時間シフト相関子サンプルを生成する段階と、
前記複数の時間シフト相関子サンプルを比較する段階と、
前記時間シフトを、前記比較段階に基づいて調整する段階と、を含んでいる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
航法衛星からの信号を処理するための製品であって、前記信号は受信され、デジタル化された形式の信号に変換され、更に、ラスタライザ・ユニットとピクセル・シェーダー・ユニットとメモリ・ユニットを有するプログラム可能なグラフィクス・プロセッサによって変換され、前記デジタル化された形式の信号の第１対応データの第１アレイは、前記メモリ・ユニットに保存される、前記製品において、
コンピュータ読み取り可能コードが中に埋め込まれたコンピュータ使用可能媒体を備えており、前記コンピュータ使用可能媒体は、更に、
前記プログラム可能グラフィクス・プロセッサに、前記ラスタライザ・ユニットへの前記デジタル化された形式の信号の第１対応データの第１アレイの第１アドレスと値を受信させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
前記プログラム可能グラフィクス・プロセッサに、前記第１アレイの前記終点の値の間に複数の補間値を前記ラスタライザ・ユニットによって生成させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードであって、前記複数の補間値と前記第１アレイの前記終点の値は、前記デジタル化された形式の信号の第１対応データの前記第１アレイの前記メモリ・ユニット内のアドレスに対応している、前記コンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
前記プログラム可能グラフィクス・プロセッサに、前記メモリ・ユニットからの前記デジタル化された形式の信号の前記第１対応データの前記第１アレイに対し、前記ピクセル・シェーダー・ユニットによって、前記ラスタライザ・ユニットから供給された前記複数の補間値と前記第１アレイの前記終点の値に基づき演算処理を行わせて、対応データの結果アレイを形成するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
前記プログラム可能グラフィクス・プロセッサに、前記結果アレイを前記メモリ・ユニットの前記第１アドレスに保存させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、を備えている、製品。
【請求項１６】
前記第１アドレスは、三角形の終点を備えている、請求項１５に記載の製品。
【請求項１７】
前記デジタル化された形式の信号の第２対応データの第２アレイは前記メモリ・ユニットに保存され、前記コンピュータ使用可能媒体は、更に、
前記プログラム可能グラフィクス・プロセッサに、前記ラスタライザ・ユニットへの前記デジタル化された形式の信号の第２対応データの第２アレイの終点の第２アドレスと値を受信させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
前記プログラム可能グラフィクス・プロセッサに、前記第２アレイの前記終点の値の間に複数の補間値を前記ラスタライザ・ユニットによって生成させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードであって、前記複数の補間値と前記第２アレイの前記終点の値は、前記デジタル化された形式の信号の第１対応データの前記第２アレイの前記メモリ・ユニット内のアドレスに対応している、前記コンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
前記プログラム可能グラフィクス・プロセッサに、前記メモリ・ユニットからの前記デジタル化された形式の信号の前記第１対応データの前記第２アレイに対し、前記ピクセル・シェーダー・ユニットによって、前記ラスタライザ・ユニットから供給された前記複数の補間値と前記第２アレイの前記終点の値に基づき演算処理を行わせて、対応データの結果アレイを形成するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
前記プログラム可能グラフィクス・プロセッサに、前記結果アレイを前記メモリ・ユニットの前記第２アドレスに保存させるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、を備えている、請求項１５に記載の製品。
【請求項１８】
前記デジタル化された形式の信号の前記第１対応データは、前記受信信号に対応しており、公称周波数に対して特徴的なドップラーシフトを有しており、
前記デジタル化された形式の信号の前記第２対応データは、特徴的なドップラー周波数と複数のサンプルを有している、前記デジタル化された形式の信号の事前に算出したレプリカ信号であり、
前記処理は、複数の航法衛星から複数の信号を受信し、受信された前記複数の信号に基づき、位置／時間関連データを求めるために、前記複数の衛星に対して行われる、請求項１７に記載の製品。
【請求項１９】
前記デジタル化された形式の信号の前記第２対応データの前記第２アレイは、複数の周波数シフト信号を備えており、それぞれの周波数シフト信号は、特徴的なドップラー値に従って周波数がシフトされている、請求項１８に記載の製品。
【請求項２０】
前記コンピュータ使用可能媒体は、更に、
前記ピクセル・シェーダー・ユニットに、前記デジタル化された形式の信号の前記第１アレイと前記デジタル化された形式の信号の前記第２アレイとの間で、周波数ドメイン相関演算を行わせて、相関関数のアレイを形成するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードを備えている、請求項１９に記載の製品。
【請求項２１】
前記コンピュータ使用可能媒体は、更に、
それぞれの受信信号について、最大値が存在する場合には、前記最大値を求めるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードを備えている、請求項２０に記載の製品。
【請求項２２】
前記コンピュータ使用可能媒体は、更に、
最大値が求められ、前記相関関数のアレイ内の前記最大値に対応する前記第１アレイの前記周波数シフト信号の前記関係付けられた特徴的なドップラーシフト及び関係付けられたコード位相シフト値が使用された場合、前記受信信号を自動追尾するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードを備えている、請求項２１に記載の製品。
【請求項２３】
前記コンピュータ使用可能媒体は、更に、
前記最大値と関係付けられた前記周波数シフト位置で、前記最大値と関係付けられた前記コード位相値の各側に時間シフトさせた複数の時間シフト相関子サンプルを生成するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
前記複数の時間シフト相関子サンプルを比較して、比較結果を作成するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
前記時間シフトを、前記比較結果に基づいて調整することができるように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、を備えている、請求項２１に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、ガリレオ・システム、又はＧＬＯＮＡＳＳシステムの様な全地球的航法衛星システム（「ＧＮＳＳ」）からの信号を処理する方法に関し、より厳密には、その様な信号を、従来のグラフィクス・プロセッサを使用して処理する方法に関する。本発明は、更に、その様な衛星航法システムからの信号を処理するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラムコードを備えた製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＮＳＳシステムは、当技術ではよく知られている。ＧＰＳは全面的に運用されており、ＧＬＯＮＡＳＳは幾分混乱が見られるが機能しており、ガリレオ・システムは配備が開始されつつある。本発明は、ＧＮＳＳの全ての種類で使用が可能であるが、本発明を説明することを目的とし、ＧＰＳを参照することにする。
【０００３】
図１は、本発明の方法を適用することができるＧＰＳの概略図を示している。ＧＰＳのスペースセグメントは、複数（２４個）の衛星に運用上の予備の衛星群（例えば６個）を加えた合計３０個の軌道に乗せられた衛星で構成されている。各衛星は、約２０，１６０ｋｍの高度で地球の軌道を周回し、地球上の任意の特定の地点に対する地上追跡を１恒星日（２３時間５６分４秒）につき約２回の割で繰り返している。衛星は、赤道に対し約５５度傾けて赤道の周りに等間隔に配置された６つの軌道面に配置されている。
【０００４】
ＧＰＳを用いた場合、地球上の何れの場所でも、４個の異なる衛星からの信号によって受信側の場所の位置／時間が唯一の場所として判定される。同システムは、全ての衛星が、公称的には同時に同じ搬送周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）で送信するように設計されている。多重アクセスとは、同一周波数上に他の信号が存在する状況下で個々の衛星の信号を受信することができる能力であるが、これは、各衛星に割り当てられた固有の繰り返し変調又は「拡張コード」を用いることによって達成される。この変調は、受信機が選択的に特定の衛星からの航法データをデコードすることを可能にし、固有識別子の役目を果たす。各衛星は地球の軌道を周回しており、受信機の位置に対して動いているので、その場所その時刻にその衛星から受け取る信号は、公称搬送周波数に対して特定のドップラーシフト周波数を有することになる。それぞれの受信された衛星信号について、ドップラーシフトと変調コードの繰り返し又は「コード位相」のタイミングを知ることで、三角測量の原理を用いて、地球上の特定の場所の位置／時間を求めることができる。
【０００５】
ＧＮＳＳ衛星からの信号の処理の数学的側面は当技術では既知である。一般に、各衛星からの信号は、まずは捕捉せねばならず、一旦、捕捉すると、追跡せねばならない。捕捉では、予想される衛星信号の局所的に記憶されているレプリカに適用される多くのドップラー値に対して周波数スペクトルが調べられる。而して、例えば、多くのレプリカは、衛星の予想周波数からの周波数シフトを＋／−５ＫＨｚまでとして作成されている。各レプリカはそれぞれに関係付けられた周波数シフトによって特徴づけられている。次に、受信された信号と様々なドップラーシフト値を有するレプリカ信号のアレイとの間で周波数ドメイン相関演算が行われる。この周波数ドメイン相関演算から最大値が求められ、閾値と比較される。閾値を超える固有最大の場所から、特定の衛星信号のドップラー周波数とコード変調のタイミングの両方が識別される。この計算から、ドップラーシフトと時間遅延の情報を使用して、上で識別された衛星を追跡する。通常、これは、受信機側の追跡ループ、例えば、位相ロックループ及び遅延ロックループ、を調整するのに使用される。原理上、この計算は単純であるように見えるが、実際に行うとなると、相当に電算処理集約的である。実用的なＧＰＳ受信機について考慮すべき項目には、費用のみならず計算の迅速性、及び、それら受信機は携帯用装置で使用するように意図されていることが多いので、殆どの場合、電力（通常は電池）消費量が含まれる。
【０００６】
１つの先行技術によるプロセッサは、プログラム可能グラフィクス・プロセッサと呼ばれており、カリフォルニア州サンタクララのNavidia Corporationから市販されているものなどがある。プログラム可能グラフィクス・プロセッサは、以下に更に詳しく論じることにするが、ラスタライザ・ユニット、テクスチャ・ユニット、ピクセル・シェーダー・ユニット、及びフレーム・バッファ・ユニットに特徴づけられる。テクスチャ・ユニットとフレーム・バッファ・ユニットは、単に、データが記憶されるメモリ場所である。ラスタライザ・ユニットは、テクスチャ・ユニット内のアレイの終点の値を表すデータを受け取り、終点値間の補間を行い、その結果をピクセル・シェーダー・ユニットに送る。ピクセル・シェーダー・ユニットは、ＬＣＤディスプレイの様なディスプレイ・ユニットに最適に表示させるため、テクスチャ・ユニットから読み出されたデータに演算処理を施し、その結果をフレーム・バッファ・ユニットに保存する。ピクセル・シェーダー・ユニットは、プログラム可能グラフィクス・プロセッサのプログラム可能部分である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ＧＮＳＳからの信号を、グラフィクス・プロセッサの諸要素を使用して迅速に処理する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、航法衛星からの信号を処理する方法は、まず、航法衛星からの信号を受信し、受信信号を形成する。受信信号はデジタル化された形式の信号に変換される。デジタル化された形式の信号は、ラスタライザ・ユニット、ピクセル・シェーダー・ユニット、及びメモリ・ユニットを有するプログラム可能グラフィクス・プロセッサによって変換される。デジタル化された形式の信号の第１対応データの第１アレイがメモリ・ユニットに記憶される。デジタル化された形式の信号の第１対応データの第１アレイの第１アドレス及び値がラスタライザ・ユニットに供給される。ラスタライザ・ユニットは、第１アレイの終点の値の間に複数の補間値を生成する。複数の補間値と第１アレイの終点の値は、デジタル化された形式の信号の第１対応データの第１アレイのメモリ・ユニット内のアドレスに対応している。ピクセル・シェーダー・ユニットは、メモリ・ユニットからのデジタル化された信号の第１対応データの第１アレイに対し、ラスタライザ・ユニットから供給された複数の補間値と第１アレイの終点の値に基づいて演算処理を行い、対応するデータの結果アレイを形成する。結果アレイはメモリ・ユニットの第１アドレスに保存される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＧＰＳの概略図である。
【図２】本発明の方法を実施するのに、また、本発明のコンピュータ読み取り可能プログラムコードを実行するのに適した装置の概略ブロック図である。
【図３】本発明の方法を実施するためのプログラム可能グラフィクス・プロセッサの一部の詳細なブロックレベルの図である。
【図４】ＧＮＳＳ衛星の捕捉と追跡に使用される特定のドップラー値と時間シフトの判定を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図２は、本発明の方法を実施するのに適した装置１０のブロックレベル概略図を示している。装置１０は、１つ又はそれ以上のＧＮＳＳ衛星から生成された信号を受信するための受信機である。先に論じたように、本発明を説明することを目的とし、ここで発表する論考はＧＰＳに着眼しているが、本発明は、どの様なＧＮＳＳ衛星からの信号を処理する場合にも使用することができる。
【００１１】
装置１０は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するためのアンテナを備えている。信号Ｓｈｆ（信号高周波）は、装置１０によって受信され、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）と周波数逓降変換器回路の様な回路類を含んでいる従来のアナログ処理回路１２を介して処理され、アナログ処理された信号Ｓｉｆ（信号中間周波数）が生成される。同信号Ｓｉｆは、周波数Ｓｉｆの更なる逓降変換を含んでいる第２処理回路１４に供給され、次いでデジタル化されて、受信信号Ｓｈｆのデジタル化された形式の信号ｄ（ｋ）になる。最終的に、デジタル化された形式の信号ｄ（ｋ）はデジタル処理回路１６に供給されるが、同回路は、ＤＳＰ、マイクロプロセッサ、状態機械、及び／又はハードウェア論理回路の様な１つ又はそれ以上のデジタルプロセッサを含んでいる。本発明との関連で、デジタル処理回路１６は、プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０も含んでいる。ＧＮＳＳ衛星の全ては同一周波数で運用されているため、装置１０は（ＧＰＳ受信装置１０の視野内にあるか又は装置１０に受信される）衛星の全てから信号を受信し、それらを並行して処理する。
【００１２】
図３は、本発明の方法を実施するのに有用なプログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０のブロックレベルの図を示している。プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０は、カリフォルニア州サンタクララのNavidia Corporationから市販されているものの様な従来のよく知られているプログラム可能グラフィクス・プロセッサである。プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０は、一般に、先行技術では、データを取得し、同データをレンダリングしてＬＣＤディスプレイの様なディスプレイ機器に表示させるのに使用されるか、又は、医学診断画像化法の様な、後で表示させる場合の他の画像処理タスクを行うのに使用されてきた。而して、データの論理的比較及びその操作を行う能力があるという意味では、それらはプロセッサであるが、この種のプログラム可能グラフィクス・プロセッサは、主として、ディスプレイ機器上に写実的表示を作成するという特別な目的のために使用されていた。
【００１３】
図３に示すプログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０は、本発明の方法を実施するのに有用であり、ラスタライザ・ユニット３０、ピクセル・シェーダー・ユニット４０、１つ又はそれ以上のテクスチャ・ユニット５０、及びフレーム・バッファ・ユニット６０を備えている。テクスチャ・ユニット５０とフレーム・バッファ・ユニット６０は、論理的には別々のメモリ・ユニットであるが、物理的にはそれらは単一のメモリ・ユニットを構成している。先行技術では、ラスタライザ・ユニット３０は、アレイの終点の値が供給されたとき、アレイの終点の値間に値の補間を行っている。更に、先行技術では、ピクセル・シェーダー・ユニット４０は、プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０のプログラム可能部分である。ピクセル・シェーダー・ユニット４０は、テクスチャ・ユニット５０からデータを読み出し、得られたデータをフレーム・バッファ・ユニット６０に出力している。フレーム・バッファ・ユニット６０から、データは、通常、ディスプレイ機器（図示せず）に表示される。
【００１４】
本発明の方法では、プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０は、アレイの終点の値を受け取る。而して、図３に示すように、プロセッサ２０で受け取られたアレイの終点の値は、値（Ａ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４）を有することになる。各値Ａ１、Ａ２、Ａ３、又はＡ４は、一組の値を保有している。アレイの終点の値である各値には、アドレスが関係づけられている。而して、図３には示していないが、（ｘ１，ｙ１）というアドレスが値Ａ１に関係づけられ、（ｘ２，ｙ２）というアドレスが値Ａ２に関係づけられ、（ｘ３，ｙ３）というアドレスが値Ａ３に関係づけられ、（ｘ４，ｙ４）というアドレスが値Ａ４に関係づけられることになる。
【００１５】
ラスタライザ・ユニット３０は、入力された情報（ｘ１，ｙ１）、Ａ１；（ｘ２、ｙ２）、Ａ２；（ｘ３，Ｙ３）、Ａ３；（ｘ４，ｙ４）、Ａ４を受け取ると、それらに対して、終点Ａ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４の全ての間で全ての値の補間を行うことにより演算処理を施す。基本的に、ラスタライザ・ユニット３０は、終点の値Ａ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４によって境界を定められたアレイ内の全ての値の補間を行う。終点値Ａ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４は、それらの間の補間値と共に、ピクセル・シェーダー・ユニット４０に渡される。ピクセル・シェーダー・ユニット４０は、テクスチャ・ユニット５０から、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４並びにそれらの間を補間する全ての値により規定されたアドレスのデータのアレイを読み出す。データのアレイは、前もって、テクスチャ・ユニット５０のＡ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４の場所に記憶されている。
【００１６】
ピクセル・シェーダー・ユニット４０は、テクスチャ・ユニット５０からのＡ１、Ａ２、Ａ３，及びＡ４のアドレス場所のデータのアレイに演算処理を加えて、その結果を、フレーム・バッファ・ユニット６０の、（ｘ１，ｙ１）；（ｘ２，ｙ２）；（ｘ３，ｙ３）；及び（ｘ４，ｙ４）によって規定されるアドレス場所に保存する。
【００１７】
或る好適な実施形態では、プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０は、データを三角形の形式で処理するように特定的に適合化されており、その終点値がＡ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４によって規定されているデータのアレイは、互いに隣接する２つの三角形の終点である。
【００１８】
プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０が行うことができる処理の１つは、アレイの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は逆ＦＦＴである。ＦＦＴ演算又は逆ＦＦＴ演算は、ＧＮＳＳ衛星からの信号を処理して場所の位置／時間を求める場合に、受信機側で一般に使用されている演算の１つである。而して、例えば、ＦＦＴ演算では、データのまだ変換されていないアレイはテクスチャ・ユニット５０の終点Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の値、並びにラスタライザ・ユニット３０によって補間されたそれらの間の値によって規定されたアドレス場所に保存されている。ピクセル・シェーダー・ユニット４０は、テクスチャ・ユニット５０から読み出されたデータのアレイに対して演算処理を行い、そのＦＦＴ変換を形成して、結果を、フレーム・バッファ・メモリ・ユニット６０のアドレス（ｘ１，ｙ１）；（ｘ２，ｙ２）；（ｘ３，ｙ３）；及び（ｘ４，ｙ４）に保存する。通常、ＦＦＴ（又は逆ＦＦＴ）演算では、当技術ではよく知られているように、多くの処理段階が必要となる。而して、結果がフレーム・バッファ・ユニット６０に保存された後、同結果は次いでテクスチャ・メモリ・ユニット５０の、アレイの終点値Ａ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４によって規定されたアドレス場所にコピーされる。プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０は、その後、再度初期化される。このインタラクティブな処理は、ＦＦＴ（又は逆ＦＦＴ）演算が完了するまで継続される。ピクセル・シェーダー・ユニット４０を、ＦＦＴ演算（又は逆ＦＦＴ演算）を行うようにプログラムするやり方は、当業者にはよく知られている。
【００１９】
プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０が行うことができるもう１つの処理は、２つのデータのアレイ間の周波数ドメイン相関演算であり、ここで、一方のアレイはＧＮＳＳ衛星から受信されたデータのアレイであり、もう一方のデータのアレイはドップラーシフト値を有する局所的レプリカのアレイである。プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０による２つのデータのアレイ間での周波数ドメイン相関演算の実施には、データのアレイに対してＦＦＴ（又は逆ＦＦＴ）演算を行うことが含まれる。２つのデータのアレイ（終点Ａ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４の値によって規定されるものと、終点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、及びＢ４によって規定されるもの）はテクスチャ・ユニット５０の、終点Ａ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４の値とラスタライザ・ユニット３０により補間されたそれらの間の値、並びに終点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、及びＢ４とラスタライザ・ユニット３０により補間されたそれらの間の値、とによって規定された場所に保存されている。２つのデータのアレイは、テクスチャ・ユニット５０からピクセル・シェーダー・ユニット４０によって読み出され、それらに対して演算処理が行われて、それらの周波数ドメイン相関が形成される。結果は単一のアレイであり、その集合体は、図４に描いているものの様な３次元図表を構成している。この結果は、フレーム・バッファ・メモリ６０に保存される。ここでも、これまでの論説と同様に、ＦＦＴ（又は逆ＦＦＴ）演算に関しては、周波数ドメイン相関演算は多段階処理を要する。而して、結果がフレーム・バッファ・メモリ６０に保存された後、それらはテクスチャ・メモリ・ユニット５０にコピーして戻され、プログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０は再度初期化される。処理は、周波数ドメイン相関演算が完了するまで繰り返し行われる。
【００２０】
周波数ドメイン相関演算は、１つ又はそれ以上のＧＮＳＳ衛星から受信された信号と、特定の衛星の局所的に生成されたレプリカ信号との間に実施される。周波数ドメイン相関演算の結果、２つのアレイの間に相関があれば、図４に示すように最大値が存在する。図４に示すグラフでは、軸の一方はドップラーシフト値であり、他方は時間位相シフト値である。最大値が見い出されると、次に最大値に対応するドップラーシフトと時間シフトを使用して、当該衛星を自動追尾する。而して、例えば、ドップラー値と時間シフト値を、位相又は遅延ロックループによって使用して衛星を自動追尾することもでき、当業者には周知のことである。
【００２１】
一旦、衛星からの信号を捕捉したら、衛星がその軌道を通っている間、追跡せねばならない。衛星を追跡するための１つの方法は、衛星追跡に使用されるコード位相推定の時間シフト値の各側に１つずつ、通常は、コード位相推定から等しく間隔を空けて配置されている時間シフト相関子サンプルを作成することである。時間シフト相関サンプルは、次に、互いに比較され、時間シフト値は、時間シフト相関子サンプルが互いに等しくあり続けるように、比較ステップに基づいて調整される。
【００２２】
単一のデータのアレイに対するＦＦＴ変換又は逆変換、又は２つのデータのアレイに対する周波数ドメイン相関、の様な演算を行うのにプログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０を使用することは、その様なプログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０は、計算を並行して迅速に行うように適合化されており、時間が節約できるので好都合である。また、多くのＧＰＳ受信機１０は、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、その他の様な他の機能を行うプロセッサを保有している装置の部分である。同装置は、他のやり方では、ＧＰＳ受信機１０が様々なＧＰＳ衛星からの信号を捕捉し追跡するという機能を行っている間、空運転されることになるプログラム可能グラフィクス・プロセッサ２０を有しているかもしれない。而して、本発明では、携帯用電子機器のリソースの全てを、ＧＰＳ信号の捕捉と追跡に、より効率的に活用している。
【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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