(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の早い複写と遅い複写との間の遅延が疑似乱数列ｄの特性の小部分となるような入力信号の局所的差分（早いものから遅いものを減じたもの）の複写を作り、入力信号の時間通りの（正確な）複写を作り、ゲート用ディジタル信号のシークエンスを作ることを含んだ疑似乱数列で符号化された搬送波を持った信号を復号する段階を備えた、航法システムの衛星からの信号を受信する間に雑音余裕を増やす方法であって、
ゲート用信号長が信号の早い複写と遅い複写との間の遅延ｄに等しく設定され、
ゲート用信号の極性が正確な複写の極性と一致するように選択され、
疑似乱数列の正確な複写の特性の最後に関連して始まりがｄ／２に等しい値だけ遅延させられる
ことを特徴とし、
同時に、直接信号に加えて、遅延した複数のマルチパス信号も備えた入力信号と、正確な複写及び、差分複写とゲート用ディジタル信号のシークエンスを併せたものを表す信号との相関があり、その相関の結果は、アキュムレータに保存され、かつ、ＩＥ−Ｌ＋КＩＰ＋ＱＥ−Ｌ＋КＱＰのような符号の遅延を追跡するための識別器信号を作り、ここで、ＩＥ−Ｌ＋КとＱＥ−Ｌ＋Кは、入力信号と差分複写の混交を表す信号との相関の結果の同相及び直角位相の要素であり、ゲート用ディジタル信号ＩＰとＱＰのシークエンスは、入力信号と正確な複写との相関の結果の同相及び直角位相の要素であり、従って、誤り信号が直接見ることのできる入力信号にのみ影響し、マルチパス信号には影響しないように、識別器信号に基づいて差分複写を修正する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
入力信号の早い複写を生成する疑似乱数列で符号化された搬送波を備えた信号を復号する航法システムの衛星からの信号を受信する間に雑音余裕を増やす方法であって、
信号の早い複写と遅い複写の間の遅延が疑似乱数列ｄの特性の小部分を作り、ゲート用ディジタル信号のシークエンスを生成し、
ゲート用信号長が信号の早い複写と遅い複写との間の遅延ｄの半分に設定され、ゲート用信号の極性が正確な複写の極性と一致するように選択され、
疑似乱数列の正確な複写の特性の最後に関連して始まりがｄ／２に等しい値だけ遅延させられる
ことを特徴とし、
同時に、直接信号に加えて、遅延した複数のマルチパス信号を備えた入力信号と早い複写との相関と、入力信号と一連のゲート用ディジタル信号を表す信号との相関との効果的な作用があり、相関結果をアキュムレータに保存され、次の式、
ＩＥ２＋ＱＥ２−ＩＬ２−ＱＬ２＋ＱＫ２＋ＩＫ２
（ここで、ＩＥ  とＱＥ  は早い複写の相関の結果の同相及び直角位相の要素であり、ＩＬ  とＱＬ  は遅い複写の相関の結果の同相及び直角位相の要素であり、ＩＫとＱＫは一連のゲート用ディジタル信号の相関の結果の同相及び直角位相の要素である）で表されるような符号を追跡するための識別器を生み出す方法。
【請求項３】
疑似乱数列によって符号化される搬送波を持った複数の信号を送信する衛星航法システムの信号を受信する装置であって、
入力信号を受信し、それを疑似乱数列により符号化される複数の中間周波数搬送波信号を含む中間周波数信号へと変換する無線モジュールと、中間周波数信号をディジタル信号へと変換するアナログ−ディジタル変換器と、各チャネルが疑似乱数列によって符号化された複数の信号の一つを復号するマルチチャネルディジタル相関器とを備え、
上記装置は、
疑似乱数列によって符号化される信号の時間通りの（正確な）複写を作り出す発生器と、疑似乱数列により符号化される信号の差分（早いものから遅いものを減じたもの）複写を作り出す発生器と、入力信号の直角位相計数と正確な複写の計数との乗算を行う混合器と、入力信号の直角位相計数と信号の計数との乗算を行い、差分複写とゲート用ディジタル信号のシークエンスとの混交を表す混合器と、相関結果を積算する直角位相アキュムレータと、アキュムレータの計数に基づいてＩＥ−Ｌ＋КＩＰ＋ＱＥ−Ｌ＋КＱＰの式で計算される識別器出力からの誤り信号に依存して疑似乱数列により符号化される信号の局所的複写の遅延を補正する装置とを備えることを特徴とし、
上記の差分複写を作り出す発生器は、早い複写と遅い複写との間の遅延ｄは疑似乱数列特性の小部分を作り、ゲート信号長が信号の早い複写と遅い複写との間の遅延ｄに等しくなるようにゲート用ディジタル信号のシークエンスを作りだし、ゲート用信号の極性が正確な複写の極性と一致し、疑似乱数列の正確な複写の特性の最後に関連して始まりがｄ／２に等しい値だけ遅延させられ、
上記の式において、ＩＥ−Ｌ＋КとＱＥ−Ｌ＋Кは入力信号と、差分複写とゲート用ディジタル信号のシークエンスの混交を表す信号との相関の結果の同相と直角位相の要素であり、ＩＰとＱＰは入力信号と正確な複写信号との相関の結果の同相と直角位相の要素である
装置。
【請求項４】
疑似乱数列により符号化される信号の局所的な早い複写を作り出す発生器と、早い複写と遅い複写との間の遅延ｄが疑似乱数列特性の特性の小部分を作り、疑似乱数列により符号化される信号の遅い複写を作り出す発生器と、ゲート用信号長が信号の早い複写と遅い複写との間の遅延ｄに等しく、ゲート用信号の極性が正確な複写の極性と一致し、疑似乱数列の正確な複写の特性の最後に関連して始まりがｄ／２に等しい値だけ遅延させられるようなゲート用ディジタル信号のシークエンスを作り出す発生器と、入力信号の直角位相の計数と正確な複写の計数との乗算（相関）を行う混合器と、入力信号の直角位相計数と遅い複写の計数との乗算を行う混合器と、入力信号の直角位相計数とゲート用ディジタル信号のシークエンスの計数との乗算を行う混合器と、相関結果を積算する直角位相のアキュムレータと、ＩＥ２＋ＱＥ２−ＩＬ２−ＱＬ２＋ＩＫ２＋ＱＫ２の式のようにアキュムレータの計数に基づいて計算される識別器の出力からの誤り信号に依存して、疑似乱数列により符号化される局所的信号の複写の遅延を補正する装置とを備え、上記の式でＩＥとＱＥは早い複写の相関の結果の同相と直角位相の要素であり、ＩＬとＱＬは遅い複写の相関の結果の同相と直角位相の要素であり、ＩＫとＱＫはゲート用ディジタル信号のシークエンスの相関の結果の同相と直角位相の要素であることを特徴とする請求項３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、疑似雑音のシークエンスによる符号化ディジタル無線信号の受信のシステムに関し、特に、全地球位置発見システムＧＰＳ（米国）とＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）において使用され、マルチパス効果による受信信号の歪みパラメータも下での動作に適合する。
【０００２】
【従来の技術】
全地球位置発見システムＧＰＳ（米国）とＧＬＯＮＡＳＳ（地球規模航法衛星システム，ロシア）によって発信される疑似雑音信号を受動的に受信するのは、今や広く使用されており、使用者に正確に座標（緯度と経度と高度）と時刻を決定させる。全地球位置発見システムは、次の文献に記載されている。“Global Navigational Satellite System - GLONASS”。インターフェイス制御文献ＫＮＩＺ  ＶＫＳ，ロシア，１９９５と“全地球位置発見システム，標準的位置サービス，信号特性”米国，１９９３とにある。
【０００３】
疑似雑音の既知の受信機（ＲＰＮＳ）は、直接見ることのできる限界内にある衛星から送信された複数の信号と、地球表面や構造物等の様々な位置からの直接的信号の繰り返される反射による妨害により引き起こされる要素と同様の雑音要素から成る複雑なディジタル無線信号と共に動作する。この受信済みの信号のパラメータに歪みを引き起こす妨害と、結果として受信機特性の低い正確さは、“マルチパス”効果として知られている。
【０００４】
受信済みの信号のパラメータを検出し、追跡し、定義するために信号は、ＲＰＮＳの中で増幅され、中間周波数に変換され、受信機の無線周波数ユニットの中でディジタル化される。その後に、ディジタル相関技術が、信号の最後の検出に使用される。この分野で知られたことであるが、相関を蓄積した後に続く相関器の内部で生成される探索信号の局所的複写による桁の乗算による入力される複雑なディジタル無線信号の相関を取ってできるディジタル相関器によって、はっきりとした時間間隔を生み出す。概して、この間隔は１ミリ秒に等しく、これはＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳコードの符号シークエンスＣ／Ａの長さに等しい。受信済みの信号の周波数（位相）を追跡するループを閉じることと、符号化済み使用の遅延は計算機から成り、これは、アキュムレータからの情報を読み出し、そのルーチンを用いて追跡ループを閉じる。符号（符号遅延）を追跡するために追跡サイクルは、信号の早い（進んだ）ものと遅い（遅れた）ものの複写、あるいは差分（早いものから遅いものを引き算したもの）複写とともに入力信号の相関結果を使用する。この場合には、衛星から来る主要（直接）信号の他に、マルチパス効果による追加的遅延信号があり、これは、追跡サイクルの識別特性の歪みとなり、結果として測距字の追加的誤りを生む。加えて、衛星とともに入力される信号は微弱で、その振幅は自然な温度雑音レベル以下なので、相関器は最良の可能な信号対雑音比を保証すべきである。
【０００５】
また、追跡サイクルにおいて符号の後ろで狭い相関器を使用することで、信号対雑音比を増加させ、その上、負のマルチパス効果を減少させることが知られている（A.J.Dierendonck,P.Fenton, T.Fprd“Theory and Performance of Narrow Cprrelator Spacing in GPS receiver”,Navigation:Journal of The Institute of Navigation 第３９巻第３号秋１９９２を参照。また、P.Fenton, A.J.Dierendock“Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by dynamically adjusting the time delay spacing between early and late correlators”米国特許Ｎ５，３９０，２０７号９５年２月１４日も参照）。しかし、狭い相関器は、マルチパス効果を弱めるのみであり、この効果を完全に除去することを許さない。
【０００６】
また、“ゲート用相関器”や“改良型ゲート用相関器”のような装置も知られており、マルチパス送信の負の効果をさらに低減する（L.Garin, J-M.Rousseau “Enhanced Strobe Correlator Multipath Rejection for Code and Carrier”ION-GPS 1997, Session B2を参照）。２個の狭い相関器の線形結合に基づいて、遅延信号の相当な量に対してマルチパス効果を除くところの“ゲート用相関器”は、それにもかかわらず、元の狭い相関器に比較して３ｄＢだけ信号対雑音比を悪化させる。“改良型ゲート用相関器”は、ストローブ・フィールドの最初に動作し、従って、遅延信号の相当量に対してマルチパス効果を除去する前端に近い信号部の相関を実行するが同時に、狭い信号源相関器に関連して６ｄＢだけ信号対雑音比を悪化させる。ここで言及した狭い信号源相関器は、それらを組み合わせると“ゲート用相関器”になり、追跡した信号の正確な複写に関して最小の一時的シフトを持つ、２個の狭い相関器の内の一つである。
【０００７】
提示されている発明に関する最も関連する技術的解決は、１９９７年２月２０日のＷＯ９７／０６４４６ＰＣＴ出願である“Multipath error reduction in a spread spectrum receiver for ranging applications”に記載された方法と装置である。この出願において、符号遅延を追跡するための識別出力からの信号を生成するために、疑似雑音信号の差動の複写を作ることが提案されており、“各ゲートパルスの持続時間が疑似雑音符号のパルス持続時間より短いような、疑似シークエンスの特性の境界上形成される同一の非ゼロゲート用パルスのシークエンスから成り、そのゲート用パルスは二乗の正と負の部分において正であり、また疑似シークエンス特性の正と負の側において変化に対応する中央部では正または負の極性を持つ”。引用された出願に記載された実施形態の一つにおいて、差分疑似乱数列（ＰＲＳ）が４個の複製を作ることにより形成されるように提案されている。４個の複製は、ＲＰＳ特性の１／（２ｋ）分数による正確な複写より進んだ早い複製と、ＲＰＳ特性の分数で１／（２ｋ）だけ正確な複写に関して遅れた遅い複製と、特性のＮ／（２ｋ）分数による正確な複写より進んだ早い複製と、Ｎ／（２ｋ）特性だけ正確なＲＰＳに関して遅れた遅い複製をもう一つであり、ここでＮとｋは全体の数であり、Ｎ＜ｋである。特に、ｋ＝１０，Ｎ＝２を選ぶことが提案されている。早い複写から関連する遅いものを引き算することにより、差分の複写が得られ、狭い相関器において使用される。そして、一つの差分複写から第２の複写を引くことにより、上述のものに似たゲートパルスのシークエンスを得る。こうして、記載された方法は、完全に“ゲート用相関器”の方法に対応し、上述したように、またそれゆえに似た欠点を持つ。それゆえ、４個の複製を持つシステムにおいて、信号対雑音比は、特性上±１／（２ｋ）のオフセットを持つ信号源の狭い相関器よりも、Ｎ倍悪化する。従って、Ｎ＝２に関して、損失は３ｄＢになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明により得られる目的は、ＰＲＮＳ符号の遅延を追跡するときに誤りが減少することであり、特に符号（符号Ｃ／Ａ）のかなり低周波数の信号上で動作する受信機において、信号対雑音比の劣化が無いかあっても最小であるようなマルチパス効果においてそうである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
提案されている受信機は、入力信号を増幅し、アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器の中間周波数信号へと入力搬送波を変換する無線受信機と、複数の単一のチャネルからなるディジタル相関装置で通常使用されるユニットを備え、各々は、一つの疑似雑音信号（ＰＮＳ）の追跡を行い、ＰＮＳ搬送波の周波数（位相）と符号遅延を追跡するための符号周波数とを追跡するための搬送波周波数と符号周波数との制御された発生器を含む。この装置は、またディジタル相関器を備え、その出力情報は符号遅延を追跡するサイクルを閉じるのに使用される。これらの相関器は、正確な複写に関する信号の複写の可変遅延を持つ識別信号を発生する。符号を追跡するモードが信号の早い複写と遅い複写との間の可能な最小差異に設定された後、すなわち、追跡のモードが狭い相関器に設定された後、相関器は、ディジタル信号の特別なゲート用シークエンスを用いることにより、マルチパス効果の相関を実行する。信号の搬送波（位相）と符号の追跡は一般的に非干渉的である。相関装置の各チャネルは、少なくとも２個の相関器を備えており、その出力情報は、符号遅延の追跡のためのループ回路を形成するのに使用される。相関器は、ディジタル化された入力信号を局所的な複写で関連付けるが、これは正確な複写に関する様々な遅延を持つことができる。こうして、相関器は、出力部において早い複写と遅い複写とを持った、あるいは正確で異なる複写を持った、すなわち、符号追跡ループの識別信号を生成するための“早いものから遅いものを減算した”複写を持った入力信号の相関の結果を形成する。信号の正確な複写に関する遅い複写と早い複写の可変オフセット値をそのように行い、これは値をＰＲＳ特性の分数にのみ等しくし、狭い相関器モードの中での追跡を実行することができる。
【００１０】
加えて、マルチパス効果の補償のために、追跡チャネルの構成は、相関器を備え、ゲート用信号長が疑似乱数列の早い複写と遅い複写の間の遅延ｄに等しくなるように、ゲート用ディジタル信号のシークエンスを生成する。ゲート用パルスの極性は、正確な複写の主要特性の極性と一致し、その始まりはｄ／２に等しい値の疑似乱数列の正確な複写の特性の終わりに応じて遅延する。必須の事実は、ゲート用パルスと入力信号とのシークエンスの相関の結果は、“狭い相関器”モードにサーボ機構が入った後にのみ、差分識別器の出力信号に加えられる。差分識別器は、相関チャネルの出力であり、ここで、入力信号の差分（早いものから遅いものを減算した）の複写は、ＰＮＳ入力もしくは、早い相関出力信号からの遅い相関器出力ディジタル信号の減算結果に関連するが、これは機能的な視点から同じである。
【００１１】
この事実から離れて、補正用ゲート用シークエンスを生成し、与えられたシークエンスを入力ＰＮＳにスカンする分離型相関器を用いた時に、その相関の出力は、マルチパス効果値を決定するのに計算機によって見積もりすることができる。
【００１２】
この方法によって、従来の方法による解決に比べて多くの利点を得ることができる。特に、Ｃ／Ａ範囲のＧＰＳとＧＬＯＮＡＳＳ受信機に関し、他方、入力信号の強度は、非常に小さく、雑音レベルよりはるかに小さく、他方、反射信号（マルチパス）の強度は大きな値に達し、その中でいくらかは、直接信号の強度に等しいかそれを上回り、こうして航法パラメータの計算における必須の誤りを引き起こす。ゲート用ディジタル信号の修正シークエンスを使用することで、１．５ｄより大きい反射信号の遅延におけるマルチパス効果を除去することができ、ｄ／２より大きい遅延からの負の影響を減じることができる。こうして、電力損失は、狭い相関器の純粋モードに比較して、１，７６ｄＢだけ増加しているのみである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、ＧＰＳまたはＧＬＯＮＡＳＳシステムあるいは組み合わされたＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳシステムの受信機の周波数（位相）と符号を追跡するのに使用される相関器の典型的な信号のブロック図を示している。この図は、アナログ−ディジタル変換器の後で、実際の入力信号と動作する汎用的なＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳを表している。それにもかかわらず、提案されている方法は、１組の直角位相の入力信号（信号の入力の同相部品Ｉと直角位相の部品Ｑ）で動作する場合に適用が完全に可能である。通常、受信機は、いくつかの単一タイプの追跡チャネルを持ち、数個の衛星の信号を同時に追跡する。この特徴は、提案された発明の核心を反映していないので、ディジタル受信機の無線技術部分の詳細な説明は、ここでは与えない。概して、そのようなシステムは、低雑音入力増幅器と、高周波帯域フィルタと、電圧制御発生器を含む周波数を減らす混合器（あるいは複数の）と、概して温度補償型の基準発生器からの信号が与えられる閉ループ中間周波数フィルタとから成る。混合器出力からの中間周波数信号は、ＩＦフィルタによってフィルタされアナログ−ディジタル変換器の中でディジタル化される。こうして、相関器入力は、ナイキスト安定判別を満足させるサンプリング速度を持つディジタル信号を与えられる。この図において、入力信号１番（ＧＰＳ）と２番（ＧＬＯＮＡＳＳ）は、チャネルの中で処理される２個の信号の内の一つを選択する入力信号切り換え回路１に与えられる。搬送波周波数発生器２は、局所的信号位相の同相（ｃｏｓ）と直角位相（ｓｉｎ）の部品を作り、上記部品は混合器３と４の入力信号に関連する。搬送波周波数発生器は、制御バス１７を通して処理器によって制御され、入力信号の搬送波と位相の後に追跡サイクルを閉じる。搬送波が除かれた後に、信号の同相と直角位相の要素は、混合器５，６，７，８の中で符号シークエンス発生器９からの入力信号の符号シークエンスの局所的複写に関連する。符号シークエンスの複写は、符号周波数発生器１２と符号シークエンス発生器１０と符号シークエンス遅延発生器９を含む一組のユニットを得て形成される。符号周波数発生器１２は、符号シークエンスクロック信号を発生し、符号シークエンス発生器１０の入力に与えられる。符号周波数発生器１２は、符号遅延を追跡するサイクルを制御するバス１７を通して処理器によって監視される。符号周波数発生器１２からのクロック信号に基づいて、符合シークエンス発生器１０は、符号シークエンスの局所的複写を生成し、これはＧＰＳシステムの各衛星に唯一のものであり、信号の周波数分割のための装置を持つＧＬＯＮＡＳＳシステムの全ての衛星に同一である。符号シークエンスの種類は、制御バス１７を通して処理器によって予め設定される。符号シークエンスは、遅延発生器９に与えられ、比較的正確な（時間通りに）信号複写の一時的なシフトの実行と、出力部で信号の早い複写（Ｅ）と遅い複写（Ｌ）あるいは正確な（同一の）信号の複写（Ｐ）と疑似雑音シークエンスの異なる（Ｅ−Ｌ）（早いものから遅いものを減じたもの）複写を作成とを行う。局所的なＰＮＳ複写は、相関器５，６，７，８の中の入力信号に関連し、この関連の結果は、アキュムレータ１３，１４，１５，１６に蓄えられる。入力信号の正確で異なる複写の動作の場合、アキュムレータ１６は、信号Ｑｐの正確な複写の相関の直角位相の要素を蓄え、アキュムレータ１５は、差分複写Ｑｄの直角位相の相関要素を蓄え、アキュムレータ１３は、正確は複写Ｉｐの同相の要素を蓄え、アキュムレータ１４は、差分複写Ｉｄの同相要素を蓄える。相関の結果は、バス１７を通して処理器によってアキュムレータから読み出される。相関結果の蓄積時間も、また処理器によって監視される。追跡チャネルの動作条件の制御は、チャネル１１の制御レジスタによって実行され、これは交互にバス１７を通して処理器によって制御され、ユニット１，２，９，１０，１２に接続される。チャネル制御レジスタの機能は、次のモード間の切り換えにある。“検索”／“追跡”，ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ，“広い／狭い”相関器”、“狭い相関器”／“マルチパス補正を備えた狭い相関器”のモードである。補正の結果であるＩｐ，Ｑｐ，Ｑｐ，Ｑｄをアキュムレータ１３，１４，１５，１６から全体の蓄積区間に対して、これは符号１ｍｓの時間のＣ／Ａの期間に等しく選択され、搬送波周波数発生器２と符号周波数発生器１２を制御するものであるが、この区間に対して読み出すことにより、処理器は、入力信号符号遅延の周波数（位相）に続く追跡サイクルの動作を監視し、そして入力ＰＮＳの追跡とそのパラメータの測定を確認する。
【００１４】
信号の早い複写と遅い複写の間の遅延が符号シークエンスの一つの特性の長さよりも少なく、符号を追跡する閉ループの中の識別器の出力において差分信号整形器の中で使用される狭い相関器は、一つの特性における複写間の差分を持った通常の広い相関器と比較して多くの利点を持っている。最初に符号遅延を追跡する閉ループの識別器の出力部において信号対雑音比が最良となるが、それは次の式によって決定される。時間厳守かつ異なる相関器が使用される時に、ＩE-LＩP＋ＱE-LＱPによって、あるいは、識別器の信号が早い相関器と遅い相関器を得て作られる時に、ＩE2＋ＱE2−（ＩL2＋ＱL2）によってである。
【００１５】
なおまた、狭い相関器は、マルチパス伝搬の負の効果を減じる。マルチパス効果を補償する狭い相関器のゲート用インパルスを用いると、システム動作におけるマルチパス伝搬の影響を幾分弱め、いくつかの場合、完全にそれを除去することが可能になる。
【００１６】
図２に示されているのは、符号周波数発生器及び、出力部に入力信号の正確で異なる（早いものから遅いものを減じたもの）複製を作る符号シークエンス発生器と共に使用される符号シークエンス遅延発生器の動作のブロック図である。加えて、制御信号に応答する整形器９は、異なる複製におけるマルチパス効果を補償するゲート用信号のシークエンスを作る。入力基準周波数Ｆｓに基づいて、符号周波数発生器１８は、処理器の制御信号に応答して、必要な符号周波数（必要なドップラーオフセットと共に）を作り出す。入力符号周波数と符号シークエンス処理器からの信号とに基づいて、符号発生器１９は、出力部において入力ＰＮＳの複製を作る。発生したシークエンスは、信号の時間通りの（Ｐ）早い（Ｅ）遅い（Ｌ）複写を作るためのシフトレジスタ２０の入力に与えられる。遅い複写と早い複写とは、出力部で差分の複写を作る“ＸＯＲ”加算器２２で加算される。基準周波数Ｆｓの信号を用いる遅延パルス発生器２１と、符号周波数発生器１８の出力からの符号周波数信号と、符号発生器１９からの現特性疑似乱数列の情報とが、符号特性の境界を決定し、マルチパス効果を補償する出力ディジタル信号を作り出すが、これは遅延ｄ／２を持つ疑似雑音シークエンスの正確な複写の各特性の終わりに開始され、信号の早い複写と遅い複写との間の遅延の半分に等しく、正確な複写特性の極性を持つ。切り換え器２４が“ＯＮ”の位置にある時に、加算器“ＸＯＲ”２３は、差分複写ディジタル信号とゲート用パルスのシークエンスの信号とを受信し、それによって、出力部においてマルチパス効果を補償するゲート用パルスを補正する差分識別器信号を作り出す。切り換え器２４がオフの時は、整形器は、出力部において信号の差分複写のみを作り出す。狭い相関器モードに対して（Ｅ−Ｌ）信号の差分複写は、早い複写と遅い複写との間の遅延に等しい時間を持つディジタル信号のシークエンスを表し、正の極性を持つ符号特性の極性の変更時のみ信号が発生するのは確かである。正の方向において特性の極性が変化する場合には、ディジタル信号の一時的な中心は、正確な符号特性の境界に一致する。正の方向における特性極性の目印は暫定的なものであり、特性の極性の変化の順番は、差分特性の極性を決定するという意味において、その場合にどの方向が正だと考えられているかはそれほど重要ではないということを理解されたい。
【００１７】
図３は、上述の特性シークエンス形成の動作を図示している。図３（а）は、符号期間Δｔを持つ符号発生器の出力部におけるＰＮＳシークエンスを示している。図３（ｂ）は、狭い相関器出力からの、つまり加算器２２の後のディジタルパルスのシークエンスを示している。図３（в）は、遅延パルス発生器の出力部におけるゲート用修正信号のシークエンスを表している。最後に、図３（ｄ）は、結合された信号を表しており、すなわち（ｉ．ｅ．）狭い相関器からの信号は、マルチパス更正のためのゲート用信号と共に出力される。
【００１８】
図４は、狭い相関器の動作上のマルチパス現象の負の効果を図示している。図４（ａ）の曲線１は、直接信号により規定される識別器の反転出力を表している。曲線２は、遅延（マルチパス）信号上の識別器の応答であり、その振幅は、直接信号の振幅の半分に等しく、遅延によってＰＮＳ符号シークエンスの特性の期間の半分が生まれる。信号の早い複製と遅い複製の間の遅延によって、ＰＮＳ特性の０．２５期間が生まれる。簡易さのために、計算は、無限通過帯域を持つＩＦフィルタの理想的な場合に対して行われる。両方の信号が到着した場合に、識別器の出力は、直接かつ遅延した信号に対する集約した応答を表している（図４（ｂ）、信号は反転している）。この場合に、識別器のゼロ出力は、直接信号の非ゼロ遅延に対応する、すなわち、距離計においてマルチパス効果ゆえの誤りが発生するのは明らかである。
【００１９】
狭い相関器と共に修正ゲート用信号を使用することで、この負の効果を減じることができる。これは、図５に図示されている。図５（ａ）は、修正信号と入力ＰＮＳとの相関の結果を示している。狭い識別器の出力との組み合わせにおいて（図４（ａ）の曲線１）、図５（ｂ）に示される修正ゲート用信号（反転信号）とともに狭い相関器識別器の出力がある。この場合に、１．５ｄより長い遅延を持つマルチパス信号は、識別器信号上のいかなる効果も生み出さない。疑似乱数列（遅延＋１近辺の負の三角形）の一つの特性に等しいマルチパス信号の遅延を持った識別器の誤り信号が発生する可能性はあるが、概して、そのような遅延を持ったマルチパス信号は、振幅が小さくその負の効果は重要ではない。
【００２０】
図６は、マルチパス信号の遅延に依存するＣ／Ａ符号信号の識別器の距離誤りの図を表している。直線信号とマルチパス信号との組み合わせは、次の式で表される。
Ｓｍ（ｔ）＝Ａ*Ｃf（ｔ）*ｃｏｓ（ｗ0ｔ＋Φ）＋α*Ａ*Ｃf（ｔ−δ）＋）＋α*Ａ*Ｃf（ｔ−δ）*ｃｏｓ［ｗ0（ｔ−δ）＋Φ］
ここで、Ａは、直接信号の振幅であり、Ｃf（ｔ）は疑似乱数列のフィルタ済み信号である。
ｗ0は、搬送波周波数、
Фは、搬送波位相、
αは、信号相対振幅、
δは、直接信号に関連するマルチパス信号の遅延。
【００２１】
狭い相関器の場合の定常状態の識別器ＩＥ−ＬＩＰ＋ＱＥ−ＬＱＰを用いて、識別器の出力における信号は次のようになる。
Ｅ（τＫ）＝［Ｒｆ（τＫ−ｄ／２）−Ｒｆ（τＫ＋ｄ／２）］Ｒｆ（τＫ）＋α２［Ｒｆ（τＫ−ｄ／２−δ）−Ｒｆ（τＫ＋ｄ／２−δ）］Ｒｆ（τＫ−δ）＋α［Ｒｆ（τＫ−ｄ／２）−Ｒｆ（τＫ＋ｄ／２）］Ｒｆ（τＫ−δ）ｃｏｓΦｍ＋α［Ｒｆ（τＫ−ｄ／２−δ）−Ｒｆ（τＫ＋ｄ／２−δ）］Ｒｆ（τＫ）ｃｏｓΦｍ
ここで、Ｒｆ（τ）は、疑似乱数列のフィルタ済みの自動相関機能であり、τＫは符号追跡誤りであり、ｄは疑似乱数列の早い複製と遅い複製の間の遅延であり、Φｍ＝ｗ０＊δは、直接信号と遅延信号との間の移動の差である。
【００２２】
一連のゲート用信号を持った狭い相関器を用いた例では、識別器出力における信号は、次のようになる。
Ｅ（τK）＝［Ｒf（τK−ｄ／２）−Ｒf（τK＋ｄ／２）］Ｒf（τK）＋α2［Ｒf（τK−ｄ／２−δ）−Ｒf（τK＋ｄ／２−δ）］Ｒf（τK−δ）＋α［Ｒf（τK−ｄ／２）−Ｒf（τK＋ｄ／２）］Ｒf（τK−δ）ｃｏｓΦm＋α［Ｒf（τK−ｄ／２−δ）−Ｒf（τK＋ｄ／２−δ）］Ｒf（τK）ｃｏｓΦm＋  Ｓf（τK＋１＋ｄ／２）Ｒf（τK）＋α2Ｓf（τK＋１＋ｄ／２−δ）Ｒf（τK−δ）＋αＳf（τK＋１＋ｄ／２）Ｒｆ（τK−δ）ｃｏｓΦm＋αＳf（τK＋１＋ｄ／２−δ）Ｒf（τK）ｃｏｓΦm
【００２３】
ここで、Ｓｆ（τ）は、相対期間ｄと疑似乱数列信号を持った修正インパルスのフィルタ済み相対関数である。
【００２４】
Φm＝０かつΦm＝π、α＝０．５、ｄ＝０．１に設定し、上式をＥ（τK）の場合で解くことにより、測距誤りを計算することが可能となる。計算を簡単にするために、図６は、無限通過帯域幅を持ったフィルタの理想的な場合に対して測距誤りの結果を示している。
【００２５】
上述の本発明の実際的な実施形態によって、そこに基づいた全地球位置発見システムのマルチパス効果とマルチチャネルディジタル受信機との補償に関して請求の範囲に書かれた方法が技術的に可能であり、産業的に実現可能であり、マルチパス効果によって動作するＧＰＳとＧＬＯＮＡＳＳシステムの疑似雑音信号の効果的受信と復号の技術的問題を解決することが証明される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  周波数（位相）と符号遅延を追跡するのに使用される疑似雑音信号受信機の相関器の典型的なチャネルのブロック図である。ここで、１は入力信号を切り換える切り換え回路、２は搬送波発生器、３は混合器、４は混合器、５は混合器、６は混合器、７は混合器、８は混合器、９は符号シークエンス整形器、１０は符号シークエンス発生器、１１はチャネル制御レジスタ、１２は符号周波数発生器、１３はアキュムレータＩｐ、１４はアキュムレータＩｄ、１５はアキュムレータＱｄ、１６はアキュムレータＱｐ、１７は制御バスである。
【図２】  マルチパス補償のゲート用ディジタル信号のシークエンスと同様に、狭い相関器モード内で差分ディジタル信号（早いものから遅いものを減じたもの）を発生する符号発生器のブロック図である。ここで、１８は符号周波数発生器、１９は符号発生器、２０はシフトレジスタ、２１は遅延パルス整形器、２２は“ＸＯＲ”加算器、２３は“ＸＯＲ”加算器、２４はキーである。
【図３】  狭い相関器（図３（ｂ））の中と、マルチパス効果を補償する狭い相関器（図３（ｃ）、３（ｄ））の中で使用される符号発生器出力におけるゲート用ディジタル信号のシークエンスを示している。符号区間Δｔの符号発生器出力ＰＮＳシークエンスが図３（ａ）に示されている。
【図４】  遅延マルチパス信号の存在によって起こる狭い相関器出力からの差分信号の歪みを示している。図４の曲線１は、直接信号により規定される識別器の反転出力を表している。曲線２は、遅延マルチパス信号の識別器の応答である。図４（ｂ）は反転信号を示している。
【図５】  マルチパス効果を補償するゲート用ディジタル信号の相関機能と（図５（ａ））、また、補正ゲート用信号のと狭い相関器の連結補正機能（図５（ｂ））の相関機能を表している。
【図６】  相関器の様々な種類のマルチパス効果によって起こる計算済みの誤りの図である。ここで、１は狭い相関器、２は補正ゲート用信号の狭い相関器、３はチップ相関器、４はマルチパス遅延、５は追跡誤り、Ｃ／Ａはチップである。
【符号の説明】
１…切り換え回路
２…搬送波発生器
３，４，５，６，７，８…混合器
９…符号シークエンス整形器
１０…符号シークエンス発生器
１１…チャネル制御レジスタ
１２…符号周波数発生器
１３…アキュムレータＩｐ
１４…アキュムレータＩｄ
１５…アキュムレータＱｄ
１６…アキュムレータＱｐ
１７…制御バス
【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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