(57)【要約】  信号捕捉部（３）は、ＲＦフロントエンド（２）からの出力に対して、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により信号検出及び初期同期を行う。信号追尾部（４）は、信号捕捉部（３）が出力した信号捕捉結果を初期値として同期追尾を行う。
2018138830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から送信された信号を受信した受信信号を周波数変換及びＡ／Ｄ変換するＲＦフロントエンドと、
前記ＲＦフロントエンドからの出力に対して、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により信号検出及び初期同期を行う信号捕捉部と、
前記信号捕捉部が出力した信号捕捉結果を初期値として同期追尾を行う信号追尾部とを備えたことを特徴とする信号捕捉装置。
【請求項２】
前記第１のコードレプリカ及び第２のコードレプリカは、測距コードに対し、サンプリング点毎にそれぞれ固有の位相回転を与えて生成することを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項３】
前記信号捕捉部は、前記第１のコードレプリカと前記第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により得られた相関値のうち設定値以上のいずれかの値を選択し、前記信号検出を行うことを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項４】
前記信号捕捉部は、前記第１のコードレプリカと前記第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により得られた相関値同士を加算し、信号検出を行うことを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項５】
前記信号捕捉部は、ドップラ周波数方向にローパスフィルタをかけた後に前記相関値同士の加算を行うことを特徴とする請求項４記載の信号捕捉装置。
【請求項６】
前記信号捕捉部は、高速フーリエ変換または離散フーリエ変換を用いて巡回畳み込み演算処理を行うことを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距コード１周期分の受信信号とコードレプリカとの相関を取ることで信号検出と初期同期を行う信号捕捉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソフトウェアやＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）で構成されたＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号捕捉装置では、測距コード１周期分の受信信号とコードレプリカとの相関を取ることで、信号の検出と、コード位相及びドップラ周波数の初期同期を行う。信号捕捉における相関処理には、巡回畳み込みが広く利用されている（例えば、非特許文献１参照）。巡回畳み込みを用いた相関処理は、ＧＮＳＳ信号に含まれる測距コードが周期性のある信号であるため成り立つ。本手法の特徴として、相関処理が低演算で実現可能なことが挙げられる。【０００３】
巡回畳み込みによる信号捕捉は、測距コードの完全な周期性を前提としている。しかし、ＧＮＳＳ信号の測距コードは、周期的ではあるものの途中で極性が変化することがある。測距コードの極性変化が発生している受信信号を用いて巡回畳み込みを行った場合、相関値低下や相関ピーク位置のずれが発生し、検出確率低下やドップラ周波数誤りを引き起こす。
従来から用いられてきた民生用コードであるＣ／Ａコードでは、航法メッセージのデータ符号が測距コードの極性を決定することから、航法メッセージビット境界（１航法メッセージビット長＝測距コード２０周期分）でのみ極性変化が起こり得る。そのため、極性変化の発生頻度が低く、巡回畳み込みを用いた信号捕捉に対する影響を無視することも可能であった。【０００４】
一方、測距コードに対し、オーバーレイコードやセカンダリコードと呼ばれるコードが重畳されたＧＮＳＳ信号が近年増加している（例えば、ＧａｌｉｌｅｏシステムのＥ５ａ信号）。このようなＧＮＳＳ信号においては、航法メッセージに加えて、重畳コードの符号が測距コードの極性を決定するため、測距コードの極性変化が頻繁に発生する。そのため、巡回畳み込みによる従来手法では、極性変化による捕捉性能劣化の影響を大きく受けてしまう。そこで、この問題の対策として、測距コード周期以上の受信信号を取得し、コードレプリカとの相関を線形畳み込みで求める手法があった（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】J. B. Y. Tsui著、「Fundamentals of Global Positioning System Receivers: A Software Approach」John Wiley & Sons, Inc.、２０００年発行、ｐ．１４０〜１４４
【非特許文献２】C. Yang, “FFT Acquisition of Periodic, Aperiodic, Puncture, and Overlaid Code Sequences in GPS,” Proceedings of the ION GPS 2001, p.137-147, 2011.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような線形畳み込みを用いた手法では、測距コードの極性変化による捕捉確率低下やドップラ周波数誤りは発生しない。しかしながら、測距コード周期以上の受信信号が必要となり、処理規模も増大するという課題があった。【０００７】
この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、処理規模の増大を抑えながら、極性変化による性能劣化を防ぐことのできる信号捕捉装置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】
【０００８】
この発明に係る信号捕捉装置は、衛星から送信された信号を受信した受信信号を周波数変換及びＡ／Ｄ変換するＲＦフロントエンドと、ＲＦフロントエンドからの出力に対して、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により信号検出及び初期同期を行う信号捕捉部と、信号捕捉部が出力した信号捕捉結果を初期値として同期追尾を行う信号追尾部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る信号捕捉装置は、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと、極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いて巡回畳み込み演算処理を行うようにしたものである。これにより、受信信号長を抑えて処理規模の増大を抑制し、かつ、極性変化による性能劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による信号捕捉装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の信号捕捉装置における演算器の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１の信号捕捉装置における演算器の処理を示すフローチャートである。
【図４】測距コードの極性変化を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２の信号捕捉装置における演算器の処理を示すフローチャートである。
【図６】図６Ａは、この発明の実施の形態２の信号捕捉装置における第１のコードレプリカを用いたときの極性変化無しの場合、図６Ｂは極性変化ありの場合を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２の信号捕捉装置におけるローパスフィルタ処理後の相関値を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態３の信号捕捉装置における演算器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態による信号捕捉装置の構成図である。
図示の信号捕捉装置は、受信アンテナ１とＲＦフロントエンド２と信号捕捉部３と信号追尾部４とを備える。受信アンテナ１は衛星から送信された信号を受信するアンテナである。ＲＦフロントエンド２は、受信アンテナ１で受信された受信信号を周波数変換すると共にＡ／Ｄ変換する処理部である。信号捕捉部３は、ＲＦフロントエンド２からの信号に対して、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により信号検出及び初期同期を行う処理部である。信号追尾部４は、信号捕捉部３が出力した信号捕捉結果を初期値として同期追尾を行う処理部である。
【００１２】
すなわち、実施の形態１の信号捕捉装置では、受信アンテナ１でＧＮＳＳ信号を受信した場合、ＲＦフロントエンド２で周波数変換及びＡ／Ｄ変換され、信号捕捉部３に転送される。信号捕捉部３ではＧＮＳＳ信号の検出及び初期同期を行い、結果を信号追尾部４に出力する。信号追尾部４は、信号捕捉結果を初期値として、ＧＮＳＳ信号の同期追尾を実施する。
【００１３】
信号捕捉部３は、Ａ／Ｄ変換後の受信信号を入力する入力インタフェース５と、信号捕捉結果を信号追尾部４に出力する出力インタフェース６と、信号捕捉演算を行う演算器７と、コードレプリカなどを保持するメモリ８で構成されている。演算器７には、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）を用いることができる。
【００１４】
図２は、演算器７の機能構成図である。演算器７は、受信信号入力部９、オシレータ１０、コードレプリカ生成器１１、乗算部１２、畳み込み演算部１３、信号検出部１４により構成される。
受信信号入力部９では、測距コード１周期分の受信信号を取得する。オシレータ１０では、周波数変換用の基準信号を生成する。コードレプリカ生成器１１では、測距コードのレプリカを生成し、メモリ８に保存する。乗算部１２では、受信信号入力部９で取得した受信信号と、オシレータ１０で生成した基準信号とをミキシングし、受信信号を周波数変換する。畳み込み演算部１３では、周波数変換後の信号と、コードレプリカ生成器１１で生成しメモリ８に保持しておいたコードレプリカとの相関値を、巡回畳み込みを用いて算出する。畳み込み演算部１３では、これらの処理を、オシレータ１０で生成する基準信号の周波数を変化させながら繰り返し実施する。信号検出部１４では、得られた相関値の最大強度からＧＮＳＳ信号の受信有無を判定し、ＧＮＳＳ信号の受信を判定した場合であれば、相関値のピーク位置からＧＮＳＳ信号のドップラ周波数及びコード位相を得る。
【００１５】
演算器７における処理のフローチャートを図３に示す。本実施の形態の特徴は、コードレプリカ生成器１１において、従来から用いられてきた、受信信号中に測距コードの極性変化がない場合に損失なく相関値が得られる第１のコードレプリカに加えて、受信信号中に測距コードの極性変化がある場合に損失なく相関値が得られる第２のコードレプリカを生成し、２種類のコードレプリカと受信信号との巡回畳み込みをそれぞれ実施することにある（ステップＳＴ３、ＳＴ４）。
【００１６】
従来手法で用いられる第１のコードレプリカを、ｒ１［ｎ］（ｎ＝０〜Ｎ−１、ｎはサンプル番号）とする。ここで、Ｎは測距コード１周期分のサンプル数である。すなわち、Ｔを測距コード周期、Ｔｓをサンプリング周期とした場合、Ｎ＝Ｔ／Ｔｓと表される。このとき、第１のコードレプリカｒ１［ｎ］は、ＧＮＳＳ衛星から送信される測距コードｃ（ｔ）（−１または＋１の２値信号）を用いて、下式のとおり表される。
2018138830.tif 000003
【００１７】
本実施の形態では、上式の第１のコードレプリカに加えて、下式で表される第２のコードレプリカを用いる。ここで、Ｍは任意の整数である。すなわち第２のコードレプリカｒ２［ｎ］は、測距コードに対して、サンプリング点毎にそれぞれ固有の位相回転を与えたものである。
2018138830.tif 000004
【００１８】
先ず、受信信号入力部９でコード周期分の受信信号を取得し（ステップＳＴ１）、乗算部１２で受信信号にオシレータ１０からの基準信号を乗算して（ステップＳＴ２）、畳み込み演算部１３に与える。
畳み込み演算部１３の入力信号となる測距コード１周期（＝Ｔ）分の受信信号中のＧＮＳＳ信号成分ｓ（ｎ，ｆ）（ｎ＝０〜Ｎ−１）は下式のとおり表すことができる。ここで、Ａは信号振幅を、Ｎτは測距コード周期先頭のサンプル位置(コード位相)を、ｐ［ｎ］は測距コードの極性（＋１または−１）を、ｆＩＦはＩＦ中心周波数を、ｆｄはドップラ周波数を、ｆはオシレータ１０の発振周波数を、Φは初期位相を示す。
2018138830.tif 000005
【００１９】
畳み込み演算部１３は、このような入力信号に対して、メモリ８に格納されている第１のコードレプリカと第２のコードレプリカとを用いて巡回畳み込み演算を行う（ステップＳＴ３及びステップＳＴ４）。
2018138830.tif 000006
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2018138830.tif 000008
【００２０】
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2018138830.tif 000011
ここで、極性ｐ［ｎ］は、測距コードの境界位置Ｎτでのみ変化し得る(図４に例を示す。図中矢印のビット変化参照）。そのため、下式が成り立つ。ただし、ｐ１及びＰ２は＋１または−１の値を取るスカラ値である。
2018138830.tif 000012
【００２１】
式（６）及び式（７）に式（８）を代入することで、下式が求まる。下式は、極性変化がない場合（ｐ１＝ｐ２）、及び極性変化がある場合（ｐ１＝−ｐ２）それぞれの相関値を示している。
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【００２２】
上記の式（９）及び式（１０）により、相関値算出に用いる受信信号中に極性変化がない場合は、第１のコードレプリカを用いた巡回畳み込みにより一切の損失なく相関値が求まることがわかる（｜（Ｒ１（Ｎτ，ｆｄ）｜＝ＡＮ）。一方、受信信号中に極性変化が発生している場合は、第２のコードレプリカを用いた巡回畳み込みにより一切の損失なく相関値が求まることがわかる（｜（Ｒ２（Ｎτ，ｆｄ）｜＝ＡＮ）。
【００２３】
従って、畳み込み演算部１３は、第１のコードレプリカ及び第２のコードレプリカを用いた巡回畳み込み出力の最大値を保持する（ステップＳＴ５）ことで、巡回畳み込みを利用しながら、極性変化の有無に依らず損失のない相関値を得ることができる。
畳み込み演算部１３は、このような巡回畳み込み演算を、オシレータ１０で生成する基準信号を変更して（ステップＳＴ７）、全ドップラ周波数を探索する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６において、全ドップラ周波数が探索済みであった場合、信号検出部１４は、畳み込み演算部１３で得られた最大値と、予め定めた検出閾値とを比較し、最大値が検出閾値を満たしていた場合が、これをＧＮＳＳ信号の受信と判定する（ステップＳＴ８）。ここで、ドップラ周波数の探索範囲は、想定する衛星速度と受信機速度から決定される値であり、例えば±数ｋＨｚ程度が用いられる。
【００２４】
なお、第１のコードレプリカとして従来用いられてきた式（１）を挙げたが、第１のコードレプリカとして下式を用いても良い。ただし、Ｍは任意の整数である。
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【００２５】
また、上記ステップＳＴ５において最大値を保持するとしたが、最大値を含む予め決められた設定値以上の値を保持し、その中からいずれかの値を選択するようにしてもよい。
【００２６】
以上説明したように、実施の形態１の信号捕捉装置によれば、衛星から送信された信号を受信した受信信号を周波数変換及びＡ／Ｄ変換するＲＦフロントエンドと、ＲＦフロントエンドからの出力に対して、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により信号検出及び初期同期を行う信号捕捉部と、信号捕捉部が出力した信号捕捉結果を初期値として同期追尾を行う信号追尾部とを備えたので、受信信号長を抑えて処理規模の増大を抑制し、かつ、極性変化による性能劣化を防ぐことができる。
【００２７】
また、実施の形態１の信号捕捉装置によれば、第１のコードレプリカ及び第２のコードレプリカは、測距コードに対し、サンプリング点毎にそれぞれ固有の位相回転を与えて生成するようにしたので、容易に第１のコードレプリカ及び第２のコードレプリカを求めることができる。
【００２８】
また、実施の形態１の信号捕捉装置によれば、信号捕捉部は、第１のコードレプリカと第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により得られた相関値のうち設定値以上のいずれかの値を選択し、信号検出を行うようにしたので、極性変化の有無に依らず損失のない相関値を得ることができる。
【００２９】
実施の形態２．
実施の形態１では、第１のコードレプリカ及び第２のコードレプリカを用いた巡回畳み込みの各出力の最大値を選択し、信号検出していたが、両出力を加算（ノンコヒーレント積分）した後に信号検出することも可能であり、これを実施の形態２として次に説明する。
【００３０】
実施の形態２における信号捕捉装置の図面上の構成については図１及び図２の構成と同様であるため、これらの図面の構成を用いて説明する。実施の形態２の信号捕捉部３は、第１のコードレプリカと第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により得られた相関値同士を加算し、信号検出を行うよう構成されている。受信アンテナ１、ＲＦフロントエンド２及び信号追尾部４については実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３１】
図５は、実施の形態２における演算器７の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１〜ステップＳＴ４は、実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。次に、実施の形態１のステップＳＴ５では、ステップＳＴ３及びステップＳＴ４で求めた相関値に対し最大値のみを保持していたが、実施の形態２では畳み込み演算部１３が全相関値を保持しておく（ステップＳＴ９）。
【００３２】
受信信号中に極性変化があるときの第１のコードレプリカを用いた巡回畳み込み及び受信信号中に極性変化がないときの第２のコードレプリカを用いた巡回畳み込みでは、いずれも真のドップラ周波数の周辺に相関電力が散らばり、真のドップラ周波数において相関値が最大とならない特徴を持つ。
【００３３】
図６に第１のコードレプリカを用いたときの相関出力のイメージを示す。図６Ａが極性変化なしの場合であり、図６Ｂが極性変化ありの状態を示す。第１のコードレプリカを用いた場合、図６Ｂに示すように，真のドップラ周波数周辺に相関出力が散らばる現象が発生する。第２のコードレプリカを用いた場合は、図６Ａと図６Ｂの状態が逆になる。
【００３４】
2018138830.tif 000016
2018138830.tif 000017
上式において、ｐ１及びｐ２は，式（８）の＋１または−１の値を取るスカラ値である。ここで、極性変化がある場合（ｐ１＝−ｐ２）、上式（１２）は以下の通りとなる。
2018138830.tif 000018
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【００３５】
そこで、実施の形態２の畳み込み演算部１３では、ステップＳＴ６で全ドップラ周波数を探索済みであった場合、次に、第１のコードレプリカによる相関値及び第２のコードレプリカによる相関値に対し、ドップラ周波数方向にローパスフィルタをかける（ステップＳＴ１０）。この処理により、相関値ピークが真のドップラ周波数となる。図７はこの処理を示す説明図である。ドップラ周波数方向にローパスフィルタをかけたため、図中の曲線１００に示すように、相関値ピークが真のドップラ周波数（０Ｈｚ）付近となる。また、この処理は、ドップラ周波数のサイドローブを低減させる効果もある。
【００３６】
その後、畳み込み演算部１３は、両相関値をノンコヒーレント積分し（ステップＳＴ１１）、信号検出部１４は、その最大値を検出閾値と比較することで信号捕捉を行う（ステップＳＴ８）。ノンコヒーレント積分により、相関値ピークを真の信号位置に積み上げる一方、真の信号位置以外の分散が低減されるため、単独相関値での信号検出と比較して検出確率を向上させる効果がある。
【００３７】
なお、上記ステップＳＴ１０のローパスフィルタとして、移動平均フィルタなどを用いることもできる。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態２の信号捕捉装置によれば、信号捕捉部は、第１のコードレプリカと第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により得られた相関値同士を加算し、信号検出を行うようにしたので、信号検出における検出確率を向上させることができる。
【００３９】
また、実施の形態２の信号捕捉装置によれば、信号捕捉部は、ドップラ周波数方向にローパスフィルタをかけた後に相関値同士の加算を行うようにしたので、相関値ピークをより正確に求めることができ、さらに、信号検出における検出確率を向上させることができる。
【００４０】
実施の形態３．
ＧＮＳＳ信号捕捉における巡回畳み込み演算を、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）やＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）を用いて実現した信号捕捉処理構成はＰＣＳ（Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｃｏｄｅ−ｐｈａｓｅ  Ｓｅａｒｃｈ）と呼ばれ、ＧＮＳＳ信号捕捉装置に広く用いられている（例えば、非特許文献２参照）。上記実施の形態１及び実施の形態２の信号捕捉装置は、ＰＣＳ構成に適用することも可能であり、これを実施の形態３として以下に説明する。
【００４１】
図８は、実施の形態３の信号捕捉装置の要部を示す構成図である。この信号捕捉装置は、ＦＦＴを用いたＰＣＳによる構成例であり、図２で示した演算器７に対応した実施の形態３の構成を示している。実施の形態３のオシレータ１０は、基準信号ｆ１〜ｆＫを出力するよう構成され、乗算部１２は、乗算器１２１−１〜１２１−Ｋを備え、これら乗算器１２１−１〜１２１−Ｋによって、オシレータ１０からの基準信号ｆ１〜ｆＫと受信信号入力部９からの受信信号とをそれぞれ乗算するよう構成されている。畳み込み演算部１３は、乗算部１２から出力された複数の信号に対してそれぞれ畳み込み演算を行うよう構成されている。すなわち、乗算部１２からの複数の出力信号に対応したＦＦＴ部１３１−１〜１３１−Ｋと、メモリ８に格納されている第１のコードレプリカをそれぞれ乗算する乗算器１３２ａ−１〜１３２ａ−Ｋ、メモリ８に格納されている第２のコードレプリカをそれぞれ乗算する乗算器１３２ｂ−１〜１３２ｂ−Ｋと、乗算器１３２ａ−１〜１３２ａ−Ｋの出力に対応したＩＦＦＴ部１３３ａ−１〜１３３ａ−Ｋと、乗算器１３２ｂ−１〜１３２ｂ−Ｋの出力に対応したＩＦＦＴ部１３３ｂ−１〜１３３ｂ−Ｋとを備えている。なお、メモリ８に格納される第１のコードレプリカと第２のコードレプリカは、コードレプリカ生成器１１で生成されたコードレプリカをＦＦＴ部１５でＦＦＴ処理した後のコードレプリカである。また、ＩＦＦＴ部１３３ａ−１〜１３３ａ−Ｋ，１３３ｂ−１〜１３３ｂ−Ｋは、ＦＦＴ部１３１−１〜１３１−ＫにおけるＦＦＴの逆変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ  ＦＦＴ）を行う処理部である。
【００４２】
このように、実施の形態３の演算器７では、オシレータ１０からのオシレータ周波数毎にＦＦＴを用いて全コード位相の相関値を求め、信号検出部１４に出力する。本構成により、巡回畳み込み演算が低演算量かつ高速に実現できる。
【００４３】
なお、図６ではＦＦＴを用いた構成としているが、もちろんＤＦＴを用いた構成としてもかまわない。
【００４４】
以上説明したように、実施の形態３の信号捕捉装置によれば、信号捕捉部は、高速フーリエ変換または離散フーリエ変換を用いて巡回畳み込み演算処理を行うようにしたので、巡回畳み込み演算を低演算量でかつ高速に実現することができる。
【００４５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、この発明に係る信号捕捉装置は、巡回畳み込み演算を用いて信号捕捉を行う構成に関するものであり、ＧＮＳＳ信号捕捉装置に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００４７】
１  受信アンテナ、２  ＲＦフロントエンド、３  信号捕捉部、４  信号追尾部、５  入力インタフェース、６  出力インタフェース、７  演算器、８  メモリ、９  受信信号入力部、１０  オシレータ、１１  コードレプリカ生成器、１２  乗算部、１３  畳み込み演算部、１４  信号検出部、１５,１３１−１〜１３１−Ｋ  ＦＦＴ部、１２１−１〜１２１−Ｋ，１３２ａ−１〜１３２ａ−Ｋ，１３２ｂ−１〜１３２ｂ−Ｋ  乗算器、１３３ａ−１〜１３３ａ−Ｋ，１３３ｂ−１〜１３３ｂ−Ｋ  ＩＦＦＴ部。
【図１】
2018138830.tif 000020
【図２】
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【図３】
2018138830.tif 000022
【図４】
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【図５】
2018138830.tif 000024
【図６】
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【図７】
2018138830.tif 000026
【図８】
2018138830.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月15日(2017.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に係る信号捕捉装置は、衛星から送信された信号を受信した受信信号を周波数変換及びＡ／Ｄ変換するＲＦフロントエンドと、ＲＦフロントエンドからの出力に対して、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により信号検出及び初期同期を行う信号捕捉部と、信号捕捉部が出力した信号捕捉結果を初期値として同期追尾を行う信号追尾部とを備え、第１のコードレプリカ及び第２のコードレプリカは、互いに異なる一定量の位相回転をサンプリング点毎に前記測距コードに対して与えて生成されたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明に係る信号捕捉装置は、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと、極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いて巡回畳み込み演算処理を行うと共に、第１のコードレプリカ及び第２のコードレプリカは、互いに異なる一定量の位相回転をサンプリング点毎に測距コードに対して与えて生成されるようにしたものである。これにより、受信信号長を抑えて処理規模の増大を抑制し、かつ、極性変化による性能劣化を防ぐことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から送信された信号を受信した受信信号を周波数変換及びＡ／Ｄ変換するＲＦフロントエンドと、
前記ＲＦフロントエンドからの出力に対して、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により信号検出及び初期同期を行う信号捕捉部と、
前記信号捕捉部が出力した信号捕捉結果を初期値として同期追尾を行う信号追尾部とを備え、
前記第１のコードレプリカ及び前記第２のコードレプリカは、互いに異なる一定量の位相回転をサンプリング点毎に前記測距コードに対して与えて生成されたことを特徴とする信号捕捉装置。
【請求項２】
前記信号捕捉部は、前記第１のコードレプリカと前記第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により得られた相関値のうち設定値以上のいずれかの値を選択し、前記信号検出を行うことを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項３】
前記信号捕捉部は、前記第１のコードレプリカと前記第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により得られた相関値同士を加算し、信号検出を行うことを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項４】
前記信号捕捉部は、ドップラ周波数方向にローパスフィルタをかけた後に前記相関値同士の加算を行うことを特徴とする請求項３記載の信号捕捉装置。
【請求項５】
前記信号捕捉部は、高速フーリエ変換または離散フーリエ変換を用いて巡回畳み込み演算処理を行うことを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月20日(2017.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に係る信号捕捉装置は、衛星から送信された信号を受信した受信信号を周波数変換及びＡ／Ｄ変換するＲＦフロントエンドと、ＲＦフロントエンドからの出力に対して、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により信号検出及び初期同期を行う信号捕捉部と、信号捕捉部が出力した信号捕捉結果を初期値として同期追尾を行う信号追尾部とを備え、第１のコードレプリカ及び第２のコードレプリカは、互いに異なる一定量の位相回転をサンプリング点毎に測距コードに対して与えて生成されたものであり、任意の整数をＭ、測距コードの１周期分におけるサンプリング点の個数をＮ、個々のサンプリング点の番号をｎとして、第１のコードレプリカを生成するときに与えられる位相回転量は２π（Ｍ／Ｎ）ｎに設定されており、第２のコードレプリカを生成するときに与えられる位相回転量は２π｛（２Ｍ＋１）／２Ｎ｝ｎに設定されているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から送信された信号を受信した受信信号を周波数変換及びＡ／Ｄ変換するＲＦフロントエンドと、
前記ＲＦフロントエンドからの出力に対して、測距コードに極性変化がない場合に対応した第１のコードレプリカと極性変化がある場合に対応した第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により信号検出及び初期同期を行う信号捕捉部と、
前記信号捕捉部が出力した信号捕捉結果を初期値として同期追尾を行う信号追尾部とを備え、
前記第１のコードレプリカ及び前記第２のコードレプリカは、互いに異なる一定量の位相回転をサンプリング点毎に前記測距コードに対して与えて生成されたものであり、
任意の整数をＭ、前記測距コードの１周期分における前記サンプリング点の個数をＮ、個々の前記サンプリング点の番号をｎとして、前記第１のコードレプリカを生成するときに与えられる位相回転量は２π（Ｍ／Ｎ）ｎに設定されており、前記第２のコードレプリカを生成するときに与えられる位相回転量は２π｛（２Ｍ＋１）／２Ｎ｝ｎに設定されている
ことを特徴とする信号捕捉装置。
【請求項２】
前記信号捕捉部は、前記第１のコードレプリカと前記第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により得られた相関値のうち設定値以上のいずれかの値を選択し、前記信号検出を行うことを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項３】
前記信号捕捉部は、前記第１のコードレプリカと前記第２のコードレプリカとを用いた巡回畳み込み演算処理により得られた相関値同士を加算し、前記信号検出を行うことを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項４】
前記信号捕捉部は、ドップラ周波数方向にローパスフィルタをかけた後に前記相関値同士の加算を行うことを特徴とする請求項３記載の信号捕捉装置。
【請求項５】
前記信号捕捉部は、高速フーリエ変換または離散フーリエ変換を用いて巡回畳み込み演算処理を行うことを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【国際調査報告】
2018138830.tif 000028
2018138830.tif 000029
2018138830.tif 000030
2018138830.tif 000031