(57)【要約】【課題】  本発明は、複数の測位システムの衛星電波を受信して共通に測位計算の処理を行うことができる衛星電波受信回路を提供することを目的とする。【解決手段】  衛星種類が異なる複数の測位システムの衛星から放射される電波を受信して測位計算を行う衛星電波受信回路であって、複数の測位システムの衛星から放射された電波の受信信号を復調する複数の復調手段３１ａ，３１ｂと、衛星種類毎に各衛星の固有コードを、複数の復調手段の出力する復調信号中の固有コードに同期させるサーチ処理を行う複数のサーチ手段３３ａ，３３ｂと、衛星種類毎の複数のサーチ手段それぞれで同期した各衛星の復調信号から航法メッセージを再生し、各衛星の信号を正確に追尾する複数の信号捕捉手段３５ａ，３５ｂを有する。【選択図】      図３
2007024766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星種類が異なる複数の測位システムの衛星から放射される電波を受信して測位計算を行う衛星電波受信回路であって、
前記複数の測位システムの衛星から放射された電波の受信信号を復調する複数の復調手段と、
衛星種類毎に各衛星の固有コードを、前記複数の復調手段の出力する復調信号中の固有コードに同期させるサーチ処理を行う複数のサーチ手段と、
前記衛星種類毎の複数のサーチ手段それぞれで同期した各衛星の復調信号から航法メッセージを再生し、各衛星の信号を正確に追尾する複数の信号捕捉手段を
有することを特徴とする衛星電波受信回路。
【請求項２】
衛星種類が異なる複数の測位システムの衛星から放射される電波を受信して測位計算を行う衛星電波受信回路であって、
前記複数の測位システムの衛星から放射された電波の受信信号を復調する複数の復調手段と、
衛星種類毎に各衛星の固有コードを、前記複数の復調手段の出力する復調信号中の固有コードに同期させるサーチ処理を行う複数のサーチ手段と、
前記衛星種類毎の複数のサーチ手段のサーチ結果から前記複数の測位システムのいずれか一つを選択するための指示制御信号を生成する判定制御手段と、
前記指示制御信号を供給されて動的再構成を行い、前記衛星種類毎の複数のサーチ手段のいずれかで同期した各衛星の復調信号から航法メッセージを再生し、各衛星の信号を正確に追尾する信号捕捉手段を
有することを特徴とする衛星電波受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星電波受信回路に係り、特に、測位システムの衛星から放射される電波を受信する衛星電波受信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星からの信号電波を受信し、自らの位置を測定する測位システムとして、米国のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星を用いたものの他に、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星、欧州宇宙機構（ＥＳＡ）のＧＡＬＩＬＥＯ衛星、日本の準天頂衛星などを用いたものが計画されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、基準局にて、測位に利用可能なＧＰＳ衛星情報を把握し、そのＧＰＳ衛星情報を準天頂衛星に送信する。更に、準天頂衛星はそのＧＰＳ衛星情報を移動端末に送信することで、移動端末装置のコールドスタート時の処理を高速化及び効率化することが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２８５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＧＰＳ衛星電波受信回路は、ＧＰＳ衛星から放射される電波に対して周波数とコード信号が固定されており、受信信号の信号処理方法は固定であるため、欧州宇宙機構（ＥＳＡ）が計画しているＧＡＬＩＬＥＯ衛星から放射される信号については処理できず、ＧＡＬＩＬＥＯ専用の衛星電波受信回路を持たなければならない。これは他のＧＬＯＮＡＳＳ衛星、準天頂衛星についても同様である。このため、複数の測位システムの衛星電波を共通の衛星電波受信回路で受信して処理することはできないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、複数の測位システムの衛星電波を受信して共通に測位計算の処理を行うことができる衛星電波受信回路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】
【０００６】
本発明の衛星電波受信回路は、衛星種類が異なる複数の測位システムの衛星から放射される電波を受信して測位計算を行う衛星電波受信回路であって、
前記複数の測位システムの衛星から放射された電波の受信信号を復調する複数の復調手段と、
衛星種類毎に各衛星の固有コードを、前記複数の復調手段の出力する復調信号中の固有コードに同期させるサーチ処理を行う複数のサーチ手段と、
前記衛星種類毎の複数のサーチ手段それぞれで同期した各衛星の復調信号から航法メッセージを再生し、各衛星の信号を正確に追尾する複数の信号捕捉手段を有することにより、
複数の測位システムの衛星電波を受信して共通に測位計算の処理を行うことができる。
【０００７】
また、本発明の衛星電波受信回路は、衛星種類が異なる複数の測位システムの衛星から放射される電波を受信して測位計算を行う衛星電波受信回路であって、
前記複数の測位システムの衛星から放射された電波の受信信号を復調する複数の復調手段と、
衛星種類毎に各衛星の固有コードを、前記複数の復調手段の出力する復調信号中の固有コードに同期させるサーチ処理を行う複数のサーチ手段と、
前記衛星種類毎の複数のサーチ手段のサーチ結果から前記複数の測位システムのいずれか一つを選択するための指示制御信号を生成する判定制御手段と、
前記指示制御信号を供給されて動的再構成を行い、前記衛星種類毎の複数のサーチ手段のいずれかで同期した各衛星の復調信号から航法メッセージを再生し、各衛星の信号を正確に追尾する信号捕捉手段を有することにより、
複数の測位システムの衛星電波を共通の信号捕捉手段で追尾することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の測位システムの衛星電波を受信して共通に測位計算の処理を行うことができる。。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の衛星電波受信回路の一実施形態のブロック図を示す。同図中、アンテナ１１ａは、例えばＧＰＳ衛星からの信号電波を受信してＲＦ／ＩＦ部１２ａに供給する。ＲＦ／ＩＦ部１２ａは受信した信号をダウンコンバートして中間周波信号としＡ／Ｄ変換部１３ａに供給する。Ａ／Ｄ変換部１３ａはアナログの中間周波信号をデジタル中間周波信号に変換して信号処理部１４に供給する。
【００１１】
また、アンテナ１１ｂは、例えばＧＬＯＮＡＳＳ衛星からの信号電波を受信してＲＦ／ＩＦ部１２ｂに供給する。ＲＦ／ＩＦ部１２ｂは受信した信号をダウンコンバートして中間周波信号としＡ／Ｄ変換部１３ｂに供給する。Ａ／Ｄ変換部１３ｂはアナログの中間周波信号をデジタル中間周波信号に変換して信号処理部１４に供給する。
【００１２】
また、アンテナ１１ｃは、例えばＧＡＬＩＬＥＯ衛星からの信号電波を受信してＲＦ／ＩＦ部１２ｃに供給する。ＲＦ／ＩＦ部１２ｃは受信した信号をダウンコンバートして中間周波信号としＡ／Ｄ変換部１３ｃに供給する。Ａ／Ｄ変換部１３ｃはアナログの中間周波信号をデジタル中間周波信号に変換して信号処理部１４に供給する。
【００１３】
更に、準天頂衛星からの信号電波を受信してデジタル中間周波信号を得て信号処理部１４に供給するためのアンテナ、ＲＦ／ＩＦ部、Ａ／Ｄ変換部も用意されている。
【００１４】
信号処理部１４は、どの衛星からの信号を受信しているかを、衛星コードを同期させることによってサーチし、同期した衛星に固有の衛星コードと同期タイミングに基づいてデジタル中間周波信号から各衛星の航法メッセージを再生する。そして、各衛星の航法メッセージから各衛星の信号を正確に追尾し続ける。
【００１５】
測位計算部１５は、信号処理部１４から供給される４以上の衛星それぞれの航法メッセージに含まれる時計情報に基づいて現在位置の緯度経度及び高度を算出し、算出した緯度経度及び高度を測位情報として外部機器１６に供給する。外部機器１６としては例えば供給される測位情報から周辺地図上に現在位置を表示するナビゲーション装置、測位情報に基づいて車両運動を制御する装置である。なお、衛星電波受信回路としては車両もしくは船舶等の移動体で使用される装置に限らず、携帯用のナビゲーション装置等に用いても良い。
【００１６】
図２は、ＧＰＳ衛星、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星、ＧＡＬＩＬＥＯ衛星、準天頂衛星それぞれの信号出力部の一実施形態のブロック図を示す。
【００１７】
同図中、航法メッセージ生成部２０は、衛星の軌道情報及び時計情報等を示す±１信号の航法メッセージを生成して乗算部２１に供給する。搬送波発生部２２は、ＧＰＳ衛星、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星、ＧＡＬＩＬＥＯ衛星、準天頂衛星それぞれで所定周波数（ＧＰＳの場合、１．５７５４２ＧＨｚ）の搬送波を生成して乗算部２１に供給する。
【００１８】
乗算部２１は、航法メッセージと搬送波を乗算することでＰＳＫ変調を行い、得られた変調波は乗算部２３に供給される。固有コード発生部２４は各衛星固有の周期的な±１信号である固有コードを発生して乗算部２３に供給する。乗算部２３は、変調波と固有コードを乗算することで符号拡散を行う。ここで得られた拡散信号が電波として衛星から放射される。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図３は、信号処理部１４の第１実施形態のブロック図を示す。同図中、端子３０ａにはＡ／Ｄ変換部１３ａからデジタル中間周波信号が入力されて復調器３１ａに供給される。復調器３１ａは搬送波発生部３２ａで発生されたＧＰＳ衛星の所定周波数（１．５７５４２ＧＨｚ）の搬送波とデジタル中間周波信号を乗算してＰＳＫ復調を行い、復調信号をマッチドフィルタ３３ａに供給する。
【００２０】
マッチドフィルタ３３ａは、固有コード発生器３４ａから供給される複数のＧＰＳ衛星それぞれの固有コードの複製を復調信号の固有コードに同期させるサーチ処理を行う。固有コードの複製が復調信号中の固有コードに同期すると、マッチドフィルタ３３ａは同期タイミングを表わす信号を生成し、同期した固有コードの複製と共に後続の信号捕捉部３５ａに供給する。
【００２１】
信号捕捉部３５ａは、マッチドフィルタ３３ａから供給される各ＧＰＳ衛星の固有コードと同期タイミングに基づいて、復調信号を固有コードの複製で逆拡散することにより各ＧＰＳ衛星の航法メッセージを再生し、各ＧＰＳ衛星の信号を正確に追尾し続ける。信号捕捉部３５ａで再生された各ＧＰＳ衛星の航法メッセージは端子３６から後続の測位計算部１５に供給される。
【００２２】
端子３０ｂにはＡ／Ｄ変換部１３ｂからデジタル中間周波信号が入力されて復調器３１ｂに供給される。復調器３１ｂは搬送波発生部３２ｂで発生されたＧＬＯＮＡＳＳ衛星の所定周波数の搬送波とデジタル中間周波信号を乗算してＰＳＫ復調を行い、復調信号をマッチドフィルタ３３ｂに供給する。
【００２３】
マッチドフィルタ３３ｂは、固有コード発生器３４ｂから供給される複数のＧＬＯＮＡＳＳ衛星それぞれの固有コードの複製を復調信号の固有コードに同期させるサーチ処理を行う。固有コードの複製が復調信号中の固有コードに同期すると、マッチドフィルタ３３ｂは同期タイミングを表わす信号を生成し、同期した固有コードの複製と共に後続の信号捕捉部３５ｂに供給する。
【００２４】
信号捕捉部３５ｂは、マッチドフィルタ３３ｂから供給される各ＧＬＯＮＡＳＳ衛星の固有コードと同期タイミングに基づいて、復調信号を固有コードの複製で逆拡散することで各ＧＬＯＮＡＳＳ衛星の航法メッセージを再生し、各ＧＬＯＮＡＳＳ衛星の信号を正確に追尾し続ける。信号捕捉部３５ｂで再生された各ＧＰＳ衛星の航法メッセージは端子３６から後続の測位計算部１５に供給される。
【００２５】
更に、ＧＡＬＩＬＥＯ衛星、準天頂衛星それぞれについても、同様に、復調器、搬送波発生部、マッチドフィルタ、固有コード発生器、信号捕捉部が用意されており、各信号捕捉部で再生されたＧＡＬＩＬＥＯ衛星、準天頂衛星それぞれの航法メッセージは端子３６から後続の測位計算部１５に供給される。
【００２６】
これにより、複数の測位システムの衛星電波を受信して共通に測位計算の処理を行うことができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
図４は、信号処理部１４の第２実施形態のブロック図を示す。同図中、端子４０ａにはＡ／Ｄ変換部１３ａからデジタル中間周波信号が入力されて復調器４１ａに供給される。復調器４１ａは搬送波発生部４２ａで発生されたＧＰＳ衛星の所定周波数（１．５７５４２ＧＨｚ）の搬送波とデジタル中間周波信号を乗算してＰＳＫ復調を行い、復調信号をマッチドフィルタ４３ａに供給する。
【００２８】
マッチドフィルタ４３ａは、固有コード発生器４４ａから供給される複数のＧＰＳ衛星それぞれの固有コードの複製を復調信号の固有コードに同期させるサーチ処理を行う。固有コードの複製が復調信号中の固有コードに同期すると、マッチドフィルタ４３ａは同期タイミングを表わす信号を生成し、同期した固有コードの複製と共に後続の判定制御部４５に供給する。
【００２９】
端子４０ｂにはＡ／Ｄ変換部１３ｂからデジタル中間周波信号が入力されて復調器４１ｂに供給される。復調器４１ｂは搬送波発生部４２ｂで発生されたＧＬＯＮＡＳＳ衛星の所定周波数の搬送波とデジタル中間周波信号を乗算してＰＳＫ復調を行い、復調信号をマッチドフィルタ４３ｂに供給する。
【００３０】
マッチドフィルタ４３ｂは、固有コード発生器４４ｂから供給される複数のＧＬＯＮＡＳＳ衛星それぞれの固有コードの複製を復調信号の固有コードに同期させるサーチ処理を行う。固有コードの複製が復調信号中の固有コードに同期すると、マッチドフィルタ４３ｂは同期タイミングを表わす信号を生成し、同期した固有コードの複製と共に後続の判定制御部４５に供給する。
【００３１】
更に、ＧＡＬＩＬＥＯ衛星、準天頂衛星それぞれについても、同様に、復調器、搬送波発生部、マッチドフィルタ、固有コード発生器が用意されており、各マッチドフィルタで同期した固有コードの複製と同期タイミングを表わす信号が後続の判定制御部４５に供給される。
【００３２】
判定制御部４５は、いずれかのマッチドフィルタから同期した固有コードの複製と同期タイミングを表わす信号を供給されることで、どの衛星（衛星種類）を受信しているかを判定し、受信していると判定した衛星種類を指示する指示制御信号を生成し、上記同期した固有コードの複製と同期タイミングを表わす信号と共に信号捕捉部４６に供給する。
【００３３】
信号捕捉部４６は、動的再構成集積回路で構成されており、判定制御部４５から供給される指示制御信号に従って動的再構成を行い、各衛星の固有コードと同期タイミングに基づいて、復調信号を固有コードの複製で逆拡散することにより各衛星の航法メッセージを再生し、各衛星の信号を正確に追尾し続ける。信号捕捉部４６で再生された各衛星の航法メッセージは端子４７から後続の測位計算部１５に供給される。
【００３４】
動的再構成集積回路である信号捕捉部４６は、例えば、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、四角で示す第１回路部と、丸で示す第２回路部と、内接二重四角で示す第３回路部を有している。判定制御部４５の指示制御信号がＧＰＳ衛星を指示するとき、信号捕捉部４６は図５（Ａ）に示すように、第１回路部と第２回路部からなる再構成部４６ＡでＧＰＳ衛星用の信号捕捉部を構成する。また、判定制御部４５の指示制御信号がＧＬＯＮＡＳＳ衛星を指示するとき、信号捕捉部４６は図５（Ｂ）に示すように、第２回路部と第３回路部からなる再構成部４６ＢでＧＬＯＮＡＳＳ衛星用の信号捕捉部を構成する。
【００３５】
これに対して、図３に示す第１実施形態では、図６に示すように、第１回路部と第２回路部からなる信号捕捉部３５ａ（図５（Ａ）の再構成部４６Ａに対応）と、第２回路部と第３回路部からなる３５ｂ（図５（Ｂ）の再構成部４６Ｂに対応）が別々に設けられ、信号捕捉部３５ａ、３５ｂにおいて第２回路部が重複している。
【００３６】
このように、信号捕捉部４６として動的再構成集積回路を用いた場合、複数の測位システムの衛星電波を共通の信号捕捉部４６で追尾することができ、回路規模を小さくすることができ、ソフトウエア処理に比べて高速の信号処理を行うことができ、動的再構成の切り替えを高速に行うことができる。
【００３７】
なお、復調器３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ、搬送波発生部３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂが請求項記載の復調手段に相当し、マッチドフィルタ３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂがサーチ手段に相当し、信号捕捉部３５ａ，３５ｂ，４６が信号捕捉手段に相当し、判定制御部４５が判定制御手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の衛星電波受信回路の一実施形態のブロック図である。
【図２】ＧＰＳ衛星、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星、ＧＡＬＩＬＥＯ衛星、準天頂衛星それぞれの信号出力部の一実施形態のブロック図である。
【図３】信号処理部の第１実施形態のブロック図である。
【図４】信号処理部の第２実施形態のブロック図である。
【図５】動的再構成集積回路で構成した信号捕捉部の構成を示す図である。
【図６】図３の実施形態の信号捕捉部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１ａ〜１１ｃ  アンテナ
１２ａ〜１２ｃ  ＲＦ／ＩＦ部
１３ａ〜１３ｃ  Ａ／Ｄ変換部
１４  信号処理部
１５  測位計算部
１６  外部機器
２０  航法メッセージ生成部
２１，２３  乗算部
２２  搬送波発生部
２４  固有コード発生部
３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ  復調器
３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ  搬送波発生部
３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ  マッチドフィルタ
３４ａ，３４ｂ，４４ａ，４４ｂ  固有コード発生器
３５ａ，３５ｂ，４６  信号捕捉部
４５  判定制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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