(57)【要約】測位システム衛星信号歪を検出するための装置が、相関曲線に沿った位置で複数の相関測定値を求める相関器を含む。相関測定値は、受信された衛星信号と基準との相関に基づいている。信号歪検出器は、相関曲線に沿った相関測定値間の差を求め、差から信号歪を検出する。
2004513370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位システム衛星信号歪を検出するための装置であって、
相関曲線に沿った点で複数の相関測定値を求める相関器であって、各相関測定値が、受信された衛星信号と基準との相関に基づいている相関器と、
相関曲線に沿った相関測定値間の差を求め、差から信号歪を検出する信号歪検出器と
を備える装置。
【請求項２】
相関測定値がそれぞれ、基準と衛星信号との異なる時間シフトを表す請求項１に記載の装置。
【請求項３】
全ての異なる時間シフトが、後の時間シフトである請求項２に記載の装置。
【請求項４】
全ての異なる時間シフトが、先の時間シフトである請求項２に記載の装置。
【請求項５】
異なる時間シフトが、後の時間シフトと先の時間シフトとを含む請求項２に記載の装置。
【請求項６】
異なる時間シフトが、ゼロ時間シフトも含む請求項２に記載の装置。
【請求項７】
信号歪検出器が、差と、前記差の期待値との偏差を生成し、偏差をしきい値と比較して、信号歪の存在を検出する請求項１に記載の装置。
【請求項８】
信号歪検出器が、各差と、それに対応する前記差の期待値との偏差を生成し、各偏差をそれに対応するしきい値と比較して、信号歪の存在を検出する請求項１に記載の装置。
【請求項９】
信号歪検出器が、各差と、それに対応する前記差の期待値との偏差を生成し、信号歪検出器が、前記偏差に基づいて単一偏差値を求め、単一偏差値をしきい値と比較して、信号歪の存在を検出する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
信号歪検出器が、各差と、それに対応する前記差の期待値との偏差を生成し、信号歪検出器が、偏差の統計学的な性質に基づいて共分散行列を求め、共分散行列を使用して偏差に対して
【数１】
2004513370.tif 000037
処置を行って、信号歪を示す信号偏差を生み出す請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
信号歪検出器が、式
【数２】
2004513370.tif 000038
を形成することによって信号歪を検出し、ここで各ｄｉ，ｊが、一対の相関測定値ｉとｊの差であり、Ｅｄｉ，ｊが、信号歪が存在しないときの差ｄｉ，ｊの期待値である請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
信号歪検出器が、式
【数３】
2004513370.tif 000039
に従って信号歪を検出し、ここでｄｉ，ｊが、一対の相関測定値ｉとｊの差であり、Ｅｄｉ，ｊが、信号歪が存在しないときの差ｄｉ，ｊの期待値であり、Ｄｉ，ｊがしきい値である請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
信号歪検出器が、熱およびマルチパスノイズの影響を低減するために平均化を行う請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
信号歪検出器が、熱およびマルチパスノイズの影響を低減するためにフィルタリングを行う請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
信号歪検出器が、熱およびマルチパスノイズの影響を低減するために平均化を行う請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
信号歪検出器が、熱およびマルチパスノイズの影響を低減するためにフィルタリングを行う請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
測位システム衛星によって伝送される信号に影響を及ぼす信号歪を検出する方法であって、
伝送された信号を第１の基準と相関させて、相関曲線に沿った第１の点で第１の相関測定値を求めるステップと、
伝送された信号を第２の基準と相関させて、相関曲線に沿った第２の点で第２の相関測定値を求めるステップと、
伝送された信号を第３の基準と相関させて、相関曲線に沿った第３の点で第３の相関測定値を求めるステップと、
第１の相関測定値と第２の相関測定値から第１の差を求めるステップと、
第２の相関測定値と第３の相関測定値から第２の差を求めるステップと、
第１の差を第１のしきい値と直接比較するステップと、
第２の差を第２のしきい値と直接比較するステップと、
第１および第２の差と第１および第２のしきい値との比較に基づいて、衛星での信号歪を検出するステップと
を含む方法。
【請求項１８】
さらに、第１および第３の相関測定値から第３の差を求めるステップと、第３の差を第３のしきい値と直接比較するステップとを含み、信号歪の検出が、第１、第２、および第３の差と第１、第２、および第３のしきい値との比較に基づいて、衛星での信号歪を検出するステップを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第１、第２、および第３の相関測定値が、基準と伝送される信号との異なる時間シフトを表す請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
全ての異なる時間シフトが、後の時間シフトである請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
全ての異なる時間シフトが、先の時間シフトである請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
異なる時間シフトが、後の時間シフトと先の時間シフトとを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
異なる時間シフトが、ゼロ時間シフトも含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
信号歪の検出が、
第１および第２の差それぞれと、それに対応する前記差に関して期待値との偏差を生成するステップと、
各偏差をそれに対応するしきい値と比較して、信号歪の存在を検出するステップと
を含む請求項１７、１８、１９、２０、２１、２２、または２３に記載の方法。
【請求項２５】
信号歪の検出が、
各差と、それに対応する前記差の期待値との偏差を生成するステップと、
前記偏差に基づいて単一偏差値を求めるステップと、
単一偏差値をしきい値と比較して、信号歪の存在を検出するステップと
を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
信号歪の検出が、
各差と、それに対応する前記差の期待値との偏差を生成するステップと、
偏差の統計学的な性質に基づいて共分散行列および平均値を求めるステップと、
共分散行列および平均値を使用して偏差に対して
【数４】
2004513370.tif 000040
処置を行って、信号歪を示す単一偏差値を生み出す請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
信号歪の検出が、単一偏差値をしきい値と比較して、信号歪の存在を検出するステップを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
信号歪の検出が、式
【数５】
2004513370.tif 000041
に従って信号歪を検出するステップを含み、ここでｄｉ，ｊが、相関測定値ｉとｊの差であり、Ｅｄｉ，ｊが、信号歪が存在しないときの差ｄｉ，ｊの期待値である請求項１７、１８、１９、２０、２１、２２、または２３に記載の方法。
【請求項２９】
信号歪の検出が、式
【数６】
2004513370.tif 000042
に従って信号歪を検出するステップを含み、ここでｄｉ，ｊが、相関測定値ｉとｊの差であり、Ｅｄｉ，ｊが、信号歪が存在しないときの差ｄｉ，ｊの期待値であり、Ｄｉ，ｊがしきい値である請求項１７、１８、１９、２０、２１、２２、または２３に記載の方法。
【請求項３０】
信号歪の検出が、熱およびマルチパスノイズの影響を低減するために平均化を行うステップを含む請求項１７、１８、１９、２０、２１、２２、または２３に記載の方法。
【請求項３１】
信号歪の検出が、熱およびマルチパスノイズの影響を低減するためにフィルタリングを行うステップを含む請求項１７、１８、１９、２０、２１、２２、または２３に記載の方法。
【請求項３２】
測位システム衛星によって伝送される信号に影響を及ぼす信号歪を検出する方法が、
伝送される信号を基準と相関させて、複数の相関測定値を、相関曲線に沿った対応する点で求めるステップと、
Ｎ＞２として、それぞれが一対の相関測定値に基づいて形成されているＮ個の値から単一値を求めるステップと、
単一値をしきい値と比較するステップと、
比較に基づいて衛星での信号歪を検出するステップと
を含む方法。
【請求項３３】
各相関測定値が、基準と、伝送される信号との異なる時間シフトを表す請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
全ての時間シフトが、後の時間シフトである請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
全ての時間シフトが、先の時間シフトである請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
時間シフトの少なくとも１つが後の時間シフトであり、時間シフトの少なくとも１つが前の時間シフトである請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
異なる時間シフトが、ゼロ時間シフトも含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
単一値を求めるステップが、
相関測定値の対の間でＮ個の差を形成するステップと、
Ｎ個の差と、それに対応するＮ個の差の期待値との偏差から単一値を求めるステップと
を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
単一値を求めるステップが、
相関測定値の対の間でＮ個の差を形成するステップと、
Ｎ個の差と、Ｎ個の差の期待値との偏差を生成するステップと、
偏差の統計学的な性質に基づいて共分散行列および平均値を求めるステップと、
共分散行列および平均値を使用して偏差を無相関化して、相関していない新たな偏差を生成するステップと、
無相関化した偏差に対して
【数７】
2004513370.tif 000043
処置を行って、単一値を求めるステップと
を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
共分散行列および平均値を使用して偏差を無相関化するステップが、共分散を使用して、無相関化されて正規化された偏差を生成するステップを含み、無相関化されて正規化された偏差に対して
【数８】
2004513370.tif 000044
処置を行って、単一値を求める請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
さらに、熱およびマルチパスノイズの影響を低減するために平均化を行うステップを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４２】
さらに、熱およびマルチパスノイズの影響を低減するためにフィルタリングを行うステップを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項４３】
Ｎ対の相関測定値から単一値を求めるステップが、
式
【数９】
2004513370.tif 000045
に従って共分散行列Ｐを定義するステップを含み、ここで下線はベクトルを示し、Ｅ［Ａ］は、Ａの統計学的な期待値であり、ベクトルｍは、ベクトルｄの平均値であり、ベクトルｄは、式
【数１０】
2004513370.tif 000046
に従って求められ、ここでＮが偏差の数であり、偏差ｄｋが、式
【数１１】
2004513370.tif 000047
に従って相関測定値ｌｉとｌｊの対から形成され、Ｅｄｋがｄｋの期待値であり、
さらに、
式
【数１２】
2004513370.tif 000048
に従って、上三角行列Ｕおよび対角行列Ｄを求めるステップと、
式
【数１３】
2004513370.tif 000049
に従って
【数１４】
2004513370.tif 000050
を定義するステップとを含み、ここで
【数１５】
2004513370.tif 000051
は、ベクトルｄを生成する無相関化偏差を表すベクトルであり、さらに、
上述した式から式
【数１６】
2004513370.tif 000052
を生成するステップと、
上述した式から式
【数１７】
2004513370.tif 000053
を求めるステップとを含み、ここでＤが、以下のフォーマット
【数１８】
2004513370.tif 000054
を有し、さらに、
上のＤから分散
【数１９】
2004513370.tif 000055
を求めるステップと、
式
【数２０】
2004513370.tif 000056
に従って最終的な
【数２１】
2004513370.tif 000057
値を求めるステップと、
【数２２】
2004513370.tif 000058
をしきい値Ｄと比較して、信号歪の存在を求めるステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、一般に、衛星航法システム（ＧＰＳ）など、衛星ベースの測位システムに関し、より詳細には、衛星ベースの測位システムにおいて衛星によって伝送される信号の品質の監視に関する。
発明の背景および従来技術
衛星ベースの測位システムは、受信器の位置を求めるために使用されており、典型的には、衛星制御設備と、複数の衛星と、受信器と、１つまたは複数の局所または地域地上局とを含む。各衛星が、受信器の位置を求める際に受信器に有用なコードおよび何らかの所定の情報を含む信号を伝送する。受信器は、少なくとも４つの衛星のコードにそれ自体同期して、これらの衛星からの信号の情報を使用して三角測量のような処置を行って、地球の中心やＧＰＳ標準時間などの基準に対する座標および時間オフセットを求める。
【０００２】
受信器は、特定の位置に束縛されず、したがって可変位置を表す。実際、衛星ベースの測位システムの目的は、受信器の位置にかかわらず、受信器がその位置を求めることができるようにすることである。他方、局所または地域地上局は固定位置にあり、これを用いて、衛星によって伝送される信号を監視する。衛星によって伝送される信号は、例えば大気状態によって悪影響を受けることがあり、これにより、受信器が不適切に位置を決定する可能性がある。したがって、地上局は、受信器がより正確な位置計算を行えるように、必要な信号補正を受信器に知らせる。この構成は、ディファレンシャル測位（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）と呼ばれる。
【０００３】
本発明の地上局はまた、衛星内部の欠陥を検出するために、衛星によって伝送される信号を監視する。ＧＰＳでは、これらの欠陥が測位システム信号欠陥から使用者を保護するために厳しい要件を課しているＦＡＡによって指定される。より大きな欠陥の少なくともいくつかを表すために、一組の試験波形がＦＡＡによって選択されている。これらの波形は、地上局機器の認証試験のために使用される。
【０００４】
従来技術は、様々な相関器スペーシングで従来のコード追跡ディスクリミネータ（ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｏｒ）を比較することによって欠陥を判定する。図１に示されるように、衛星から受信されるコードを、衛星によって伝送されるコードの時間シフトされた複製であるコード基準の組と相関させることによって、相関曲線が確立される。例えば、図１に示されるように、７つの相関測定値を計算することができる。同相測定値ＩＰが、受信されたコードと、受信されたコードに対してゼロ時間シフトを有する基準コードとの相関量を表す（この測定値は時間に正確な測定値と呼ばれる）。同相測定値ＩＥ１は、受信されたコードと、受信されたコードに対して先になるように第１の所定の時間シフトを有する基準コードとの相関量を表す。同相測定値ＩＬ１は、受信されたコードと、受信されたコードに対して後になるように第２の所定の時間シフトを有する基準コードとの相関量を表す。同様に、同相測定値ＩＥ２が、第３の所定の時間シフトを用いて導出され、同相測定値ＩＬ２が、第４の所定の時間シフトを用いて導出され、同相測定値ＩＥ３が、第５の所定の時間シフトを用いて導出され、同相測定値ＩＬ３が、第６の所定の時間シフトを用いて導出される。第１の所定の時間シフトの大きさは、第２の所定の時間シフトの大きさに等しい場合があり、第３の所定の時間シフトの大きさは、第４の所定の時間シフトの大きさに等しい場合があり、第５の所定の時間シフトの大きさは、第６の所定の時間シフトの大きさに等しくあり得る。測定される相関が単に時間シフトの関数であって、受信された衛星信号の絶対パワーの関数とはならないように、全ての測定値が正規化されると仮定する。
【０００５】
このとき、第１、第２、および第３のディスクリミネータが、以下の式に従って形成される。
【０００６】
【数２３】
2004513370.tif 000003
【０００７】
【数２４】
2004513370.tif 000004
【０００８】
【数２５】
2004513370.tif 000005
【０００９】
その後、以下の式に従って量ｄ１，２、ｄ１，３、およびｄ２，３を形成することによって、これらのディスクリミネータを互いに比較する。
【００１０】
【数２６】
2004513370.tif 000006
【００１１】
【数２７】
2004513370.tif 000007
【００１２】
【数２８】
2004513370.tif 000008
【００１３】
量ｄ１，２、ｄ１，３、およびｄ２，３は、対応するしきい値Ｄ１，２、Ｄ１，３、およびＤ２，３と比較され、第１のディスクリミネータｄ１，２がＤ１，２を超える場合、第２のディスクリミネータｄ１，３がＤ１，３を超える場合、または第３のディスクリミネータｄ２，３がＤ２，３を超える場合に、欠陥が存在すると考えられる。衛星航法システムの通常の動作中、各衛星から受信される信号に対してこの試験が行われる。認証中、欠陥検出が生じたことを実証するために、ＦＡＡによって選択された各試験波形を使用して試験が行われる。
【００１４】
この方法での問題の少なくとも１つは、３つの量ｄ１，２、ｄ１，３、およびｄ２，３を求めるために６つの相関器を必要とすることであり、これは、提供される有用なデータの量に関して非常に大きなハードウェアである。
【００１５】
また、ピークが何らかの定められた標準から所定量だけずれているかどうか判定するために、相関ピーク全体（すなわち、時間に正確な同相測定値ＩＰの周りの相関曲線の部分）をスキャンすることによって、地上局が欠陥を判定することが知られている。しかし、この欠陥検出構成は、かなりの量の計算力を必要とし、精度に欠ける。
【００１６】
従来技術での第３の方法は、測定値ＩＥ３、ＩＥ２、ＩＥ１、ＩＬ１、ＩＬ２、およびＩＬ３の間の以下の割合を使用する。
【００１７】
【数２９】
2004513370.tif 000009
【００１８】
【数３０】
2004513370.tif 000010
【００１９】
【数３１】
2004513370.tif 000011
【００２０】
これらの割合がそれぞれ、対応する所定の値と比較される。
本発明は、従来技術の１つまたは複数の問題を克服する構成を対象とする。
発明の概要
本発明の一態様によれば、測位システム衛星信号欠陥を検出するための装置が、相関器および欠陥検出器を備える。相関器は、相関曲線に沿った点で複数の相関測定値を求め、各相関測定値が、受信された衛星信号と基準との相関に基づいている。欠陥検出器は、相関曲線に沿った相関測定値間の差を求め、差から欠陥を検出する。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、測位システム衛星によって伝送される信号に影響を及ぼす欠陥を検出する方法が、伝送された信号を第１の基準と相関させて、相関曲線に沿った第１の点で第１の相関測定値を求めるステップと、伝送された信号を第２の基準と相関させて、相関曲線に沿った第２の点で第２の相関測定値を求めるステップと、伝送された信号を第３の基準と相関させて、相関曲線に沿った第３の点で第３の相関測定値を求めるステップと、第１の相関測定値と第２の相関測定値から第１の差を求めるステップと、第２の相関測定値と第３の相関測定値から第２の差を求めるステップと、第１の差を第１のしきい値と直接比較するステップと、第２の差を第２のしきい値と直接比較するステップと、第１および第２の差と第１および第２のしきい値との比較に基づいて、衛星での欠陥を検出するステップとを含む。
【００２２】
本発明のさらに別の態様によれば、測位システム衛星によって伝送される信号に影響を及ぼす欠陥を検出する方法が、伝送された信号を基準と相関させて、複数の相関測定値を、相関曲線に沿った対応する点で求めるステップと、ｎ＞２として、ｎ対の相関測定値から単一値を求めるステップと、単一値をしきい値と比較するステップと、比較に基づいて衛星での欠陥を検出するステップとを含む。
【００２３】
これらおよびその他の特徴および利点は、本発明の詳細な考察を、図面と関連付けて見ればより明らかになろう。
詳細な説明
本発明に関連する地上局１０の一部を図２に示す。地上局は、相関器１２−Ｅｍ，・・・，１２−Ｅ３，１２−Ｅ２，１２−Ｅ１，１２−Ｐ，１２−Ｌ１，１２−Ｌ２，１２−Ｌ３，・・・，１２−Ｌｎを有し、ここでｎ＋ｍは２より大きく、ｎは、後の相関測定値の数であり、ｍは、先の相関測定値の数であり、欠陥を判定する際に使用される。相関器１２−Ｐは、受信された信号における通常のコードを基準１４−Ｐと相関させて、時間に正確な相関出力ＩＰを生成し、相関器１２−Ｌ１は、受信された信号におけるコードを基準１４−Ｌ１と相関させて、後の相関出力ＩＬ１を生成し、相関器１２−Ｌ２は、受信された信号におけるコードを基準１４−Ｌ２と相関させて、後の相関出力ＩＬ２を生成し、相関器１２−Ｌ３は、受信された信号におけるコードを基準１４−Ｌ３と相関させて、後の相関出力ＩＬ３を生成し、・・・、相関器１２−Ｌｎは、受信された信号におけるコードを基準１４−Ｌｎと相関させて、後の相関出力ＩＬｎを生成する。
【００２４】
さらに、相関器１２−Ｅ１は、受信された信号におけるコードを基準１４−Ｅ１と相関させて、先の相関出力ＩＥ１を生成し、相関器１２−Ｅ２は、受信された信号におけるコードを基準１４−Ｅ２と相関させて、先の相関出力ＩＥ２を生成し、相関器１２−Ｅ３は、受信された信号におけるコードを基準１４−Ｅ３と相関させて、先の相関出力ＩＥ３を生成し、・・・、相関器１２−Ｅｍは、受信された信号におけるコードを基準１４−Ｅｍと相関させて、先の相関出力ＩＥｍを生成する。
【００２５】
地上局１０はプロセッサ１６を有し、プロセッサ１６は、本明細書で以後開示する時間に正確な相関出力ＩＰおよび後の相関出力ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３を使用して、欠陥が存在するかどうか判定する。別法として、または追加として、プロセッサ１６は、本明細書で以後開示する先の相関出力ＩＥ１、ＩＥ２、ＩＥ３、・・・、ＩＥｍを使用して、欠陥が存在するかどうか判定する。
【００２６】
時間に正確な相関出力ＩＰを生成するために、プロセッサ１６は、最適な相関が得られるまで基準１４−Ｐをシフトさせる。この基準１４−Ｐは、受信された信号に含まれるコードの複製であってよい。次いで、プロセッサ１６は、基準１４−Ｌ１が基準１４−Ｐの複製となり、かつ第１の所定の時間量だけ基準１４−Ｐに関して時間シフトされるように、基準１４−Ｌ１を制御する。したがって、相関器１２−Ｌ１が後の相関出力ＩＬ１を生成する。プロセッサ１６はまた、基準１４−Ｌ２が基準１４−Ｐの複製となり、かつ第２の所定の時間量だけ基準１４−Ｐに関して時間シフトされるように、基準１４−Ｌ２を制御し、ここで第２の所定の時間量は第１の所定の時間量よりも大きい。したがって、相関器１２−Ｌ２が後の相関出力ＩＬ２を生成する。同様に、プロセッサ１６は、基準１４−Ｌ３が基準１４−Ｐの複製となり、かつ第３の所定の時間量だけ基準１４−Ｐに関して時間シフトされるように、基準１４−Ｌ３を制御し、ここで第３の所定の時間量は第１および第２の所定の時間量よりも大きい。したがって、相関器１２−Ｌ３は後の相関出力ＩＬ３を生成する。ＩＬｎまでの残りの後の相関出力も同様に生成される。第１、第２、第３、およびそれ以降の所定の時間量は全て、後の相関出力ＩＬ１〜ＩＬｎが全て、図３に示される相関曲線の下向きの、または後の傾斜の上にあるように選択される。
【００２７】
追加として、または別法として、相関器１２−Ｅ１、１２−Ｅ２、１２−Ｅ３、・・・、１２−Ｅｍを、先の相関出力ＩＥ１、ＩＥ２、ＩＥ３、・・・、ＩＥｍを生成するように配置することができる。また、受信された信号におけるコードを、基準１４−Ｐの時間シフトされた直角位相形態に相関させることによって、直角位相相関出力ＱＥｍ、・・・、ＱＥ１、ＱＰ、ＱＬ１、・・・、ＱＬｎを生成することができる。この後者の代替形態によれば、欠陥表示を生成するために使用される各測定値を、対応する同相測定値と直角位相測定値のＲＭＳ（根二乗平均）として形成することができる。
【００２８】
集合ＩＥｍ，・・・，ＩＥ３，ＩＥ２，ＩＥ１，ＩＰ，ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，・・・，ＩＬｎを、Ｉｍ，・・・，Ｉ−３，Ｉ−２，Ｉ−１，Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，・・・，Ｉｎと表すことができ、それに対応するＲＭＳ値の集合
【００２９】
【数３２】
2004513370.tif 000012
【００３０】
を、Ｒｍ，・・・，Ｒ−３，Ｒ−２，Ｒ−１，Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・，Ｒｎと表すことができる。
先の相関出力および後の相関出力が誤差検出のために使用される場合、プロセッサ１６は、先の相関出力ＩＥｍ〜ＩＥ１、時間に正確な相関出力ＩＰ、および／または後の相関出力ＩＬ１〜ＩＬｎを処理し、それにより１つまたは複数の測定差ｄｉ，ｊを導出する。これらの測定差ｄｉ，ｊは、以下の式に従って生成される。
【００３１】
【数３３】
2004513370.tif 000013
【００３２】
または
【００３３】
【数３４】
2004513370.tif 000014
【００３４】
ここで、ｉ＝−ｍ，・・・，ｎであり、ｊ＝−ｍ，・・・，ｎであり、負の符号は、先の傾斜での測定値を示し、正の符号は、相関曲線の後の傾斜での測定値を示す。
【００３５】
この時点で、これらの測定差ｄｉ，ｊの全てまたは部分集合から、期待される差を引き、結果として得られる差の偏差を、対応するしきい値と比較して、欠陥の存在を判定することができる。例えば、これらの差の偏差全てが使用されると仮定すると、これらの差の偏差を、以下の式に従って、対応するしきい値と比較することができる。
【００３６】
【数３５】
2004513370.tif 000015
【００３７】
ここで、Ｅｄｉ，ｊは、欠陥がないときに、対応する測定差ｄｉ，ｊそれぞれに関して期待される差である。
いくつかの場合に、測定差ｄｉ，ｊは、熱およびマルチパスノイズによって影響を及ぼされる場合があり、これは、欠陥検出装置の感度、すなわちしきい値Ｄｉ，ｊの大きさによっては、誤った欠陥検出を導く可能性がある。したがって、これらの場合、欠陥が実際に存在しないときに欠陥が検出される可能性があり、または存在する欠陥が全く検出されない可能性がある。
【００３８】
ｄｉ，ｊの熱ノイズの内容は、基準コード１４−Ｅｍ、・・・、１４−Ｅ３、１４−Ｅ２、１４−Ｅ１、１４−Ｐ、１４−Ｌ１、１４−Ｌ２、１４−Ｌ３、・・・、１４−Ｌｎ間の遅延ｈｉ，ｊの関数として求めることができる。遅延ｈｉ，ｊは、ｌｉおよびｌｊを生成するために受信信号と相関される２つの基準の間の遅延である。典型的には、ｈｉ，ｊ＝０．０２５〜０．０５チップであり、しかしこの範囲とは異なる場合もある。ｄｉ，ｊでの熱ノイズｔｈ１は、信号対雑音比およびｔｈ１の標準偏差（１−ｓｉｇｍａ）に依存し、以下の式によって与えられる。
【００３９】
【数３６】
2004513370.tif 000016
【００４０】
ここで、Ｂは、ノイズの両側帯域幅である。さらに、時間に正確な基準（すなわち、基準１４−Ｐ）の変動による熱ノイズに対する別の寄与ｔｈ２が存在する。したがって、総熱ノイズはｔｈ＝ｔｈ１＋ｔｈ２である。マルチパスノイズｍｐは、アンテナ利得パターンに依存し、そのオーバーバウンドする１−σ
【００４１】
【数３７】
2004513370.tif 000017
【００４２】
は、衛星高度
【００４３】
【数３８】
2004513370.tif 000018
【００４４】
の関数として表される。ｔｈおよびｍｐの統計学的な性質は通常、地上局の設置時に識別され、統計学的な情報がパラメータ化され、その後メモリに格納される。
【００４５】
熱およびマルチパスノイズの悪影響を最小限に抑える一方法は、欠陥の検出に使用される、測定差ｄｉ，ｊそれぞれに関する複数の測定値を生み出すことである。次いで、測定差ｄｉ，ｊそれぞれに関する複数の測定値を平均化する、またはフィルタリングすることができる。熱ノイズと、いくつかのマルチパスノイズとは、特に、１つの測定値から次の測定値に相関されないので、平均化は、熱およびマルチパスノイズの影響を低減する傾向がある。
【００４６】
一例として、時間に正確な相関出力ＩＰおよび後の相関出力ＩＬ１およびＩＬ２を使用して欠陥を検出すると仮定する。したがって、以下の測定差が求められる。ｄ０，１＝ＩＰ−ＩＬ１；ｄ０，２＝ＩＰ−ＩＬ２；およびｄ１，２＝ＩＬ１−ＩＬ２。しかし、熱およびマルチパスノイズの影響を低減するために、測定差ｄ０，１の複数の計算値が複数の相関測定値に基づいて作成され、その結果、複数の時間に正確な相関出力ＩＰおよび複数の後の相関出力ＩＬ１が生じる。次いで、測定差ｄ０，１の全てのそのような計算値が平均化される。同様に、測定差ｄ０，２の複数の計算値が複数の相関測定値に基づいて生み出され、その結果、複数の時間に正確な相関出力ＩＰおよび複数の後の相関出力ＩＬ２が生じる。前と同様に、測定された差ｄ０，２の全てのそのような計算値が平均化される。同様に、測定差ｄ１，２の複数の計算値が複数の相関測定値に基づいて生み出され、その結果、複数の後の相関出力ＩＬ１および複数の後の相関出力ＩＬ２が生じる。やはり、測定差ｄ１，２の全てのそのような計算値が平均化される。次いで、これらの平均値を、それらの対応するしきい値Ｄ０，１、Ｄ０，２、およびＤ１，２と比較して、誤差の存在を求めることができる。
【００４７】
熱およびマルチパスノイズの影響を低減するための別の方法は、測定差ｄｉ，ｊ、または時間に正確な相関出力ＩＰ、後の相関出力ＩＬ１〜ＩＬｎ、および先の相関出力ＩＥ１〜ＩＥｍを、例えば低域フィルタを用いて適切にフィルタリングすることである。
【００４８】
熱およびマルチパスノイズの影響を低減するためのさらに別の方法は、以下の手順を実施することによるものである。この手順を説明する際、以下の式に従って共分散行列Ｐを定義することが有用である。
【００４９】
【数３９】
2004513370.tif 000019
【００５０】
ここで、下線はベクトルを示し、Ｅ［Ａ］は、Ａの統計学的な期待値であり、ベクトルｍは、ベクトルｄの平均値であり、ベクトルｄは、以下の式に従って求められる。
【００５１】
【数４０】
2004513370.tif 000020
【００５２】
ここで、ｌｍ、・・・、ｌ−３、ｌ−２、ｌ−１、ｌ０、ｌ１、ｌ２、ｌ３、・・・、ｌｎなどＮ＋１個の相関測定値を仮定すると、ｋ＝−ｍ，・・・，ｎ−１に関してｄｋ＝ｌｋ−ｌｋ−１−Ｅｄｋであり、またはｋ＝−ｍ，・・・，ｎ−１に関してｄｋ＝Ｒｋ−Ｒｋ−１−Ｅｄｋである。上三角行列Ｕおよび対角行列Ｄは、以下の式に従って求められる。
【００５３】
【数４１】
2004513370.tif 000021
【００５４】
ここで、Ｐは、式（６）によって与えられる共分散行列である。式（６）からわかる共分散行列Ｐに関して、上三角行列Ｕおよび対角行列Ｄは、例えば、コレスキー分解を用いることによって求めることができる。したがって、以下の関係を、以下の式に従って定義することができる。
【００５５】
【数４２】
2004513370.tif 000022
【００５６】
ここで、
【００５７】
【数４３】
2004513370.tif 000023
【００５８】
は、ベクトルｄを生成する無相関化偏差を表すベクトルである。式（９）は、以下の式に従って書き直すことができる。
【００５９】
【数４４】
2004513370.tif 000024
【００６０】
次いで、式（６）と（１０）を組み合わせて、以下の式を生成する。
【００６１】
【数４５】
2004513370.tif 000025
【００６２】
式（６）と（１１）を比較することによって、Ｄが以下の式
【００６３】
【数４６】
2004513370.tif 000026
【００６４】
によって与えられること、および上で定義したＤが以下のフォーマット
【００６５】
【数４７】
2004513370.tif 000027
【００６６】
を有する対角行列であることがわかる。このとき、分散
【００６７】
【数４８】
2004513370.tif 000028
【００６８】
が、対角行列Ｄから求められる。上の式からわかるように、
【００６９】
【数４９】
2004513370.tif 000029
【００７０】
（ここでｉは１からＮまで変化する）の偏差は相関されず、分散
【００７１】
【数５０】
2004513370.tif 000030
【００７２】
を有する。
欠陥を判定するための最終的な
【００７３】
【数５１】
2004513370.tif 000031
【００７４】
値は、以下の式
【００７５】
【数５２】
2004513370.tif 000032
【００７６】
によって得られる。
【００７７】
【数５３】
2004513370.tif 000033
【００７８】
の定義で必要な
【００７９】
【数５４】
2004513370.tif 000034
【００８０】
への正規化は、式（１４）で行われる。値
【００８１】
【数５５】
2004513370.tif 000035
【００８２】
は、小さな熱およびマルチパスノイズを有する単一値であり、複数の相関測定値に関する情報を表し、欠陥の存在を判定するためにしきい値Ｄと比較することができる。
【００８３】
本発明の特定の修正形態を上述した。他の修正形態も、当業者には想定されよう。例えば、上述したように、
【００８４】
【数５６】
2004513370.tif 000036
【００８５】
分布は、全ての関連する分布がガウス分布であるという仮定に基づいている。ｄｋの分布は、この仮定から逸脱する場合があり、ここで与えた公式に対する適切な修正が必要な場合がある。
【００８６】
さらに、本発明を、ＦＡＡによって指定されるものなど衛星信号欠陥の検出に関連して上述した。これらの欠陥は、本発明の使用によって検出可能な信号歪をもたらす。また、頭記の特許請求の範囲によって具体化される本発明を使用して、マルチパスと衛星コードの相互相関の影響から生じるものなど他の信号歪を検出することもできる。
【００８７】
したがって、本発明の説明は、例示としてのみ解釈すべきであり、本発明を実施するための最良形態を当業者に教示するためのものである。本発明の精神を逸脱することなく詳細を大幅に変えることができ、頭記の特許請求の範囲内にある全ての修正形態の独占的な使用権が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
衛星航法システムにおいて地上局で実施される従来技術欠陥検出を説明するのに有用な相関図を示す波形である。
【図２】
本発明に関係する地上局受信器の一部の概略図である。
【図３】
本発明による衛星航法システムにおいて地上局によって実施される欠陥検出を説明するのに有用な相関図を示す波形である。
【図２】
2004513370.tif 000059
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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2004513370.tif 000090
2004513370.tif 000091