(57)【要約】【課題】マルチパス誤差検出システムを提供する。【解決手段】マルチパス誤差検出システム（１００）は、衛星（１１５）から右円偏波信号を受信するように構成された第１のアンテナ（１０５）と、衛星（１１５）から左円偏波信号を受信するように構成された第２のアンテナ（１１０）とを含む。少なくとも１つのプロセッサ（１３０）は、第１および第２のアンテナ（１０５、１１０）と信号通信し、右円偏波信号および左円偏波信号から、第１のパラメータの第１および第２の値、ならびに第２のパラメータの第３および第４の値を求めるようにプログラムされる。少なくとも１つのプロセッサ（１３０）は更に、これらの値に基づいて、偏波信号の少なくとも１つに関連するマルチパス誤差の存在を判定するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチパス誤差検出システム（１００）であって、
衛星（１１５）から右円偏波信号を受信するように構成された第１のアンテナ（１０５）と、
前記衛星（１１５）から左円偏波信号を受信するように構成された第２のアンテナ（１１０）と、
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナ（１０５、１１０）と信号通信する少なくとも１つのプロセッサ（１３０）であって、前記右円偏波信号および前記左円偏波信号から、第１のパラメータの第１の値および第２の値をそれぞれ、ならびに第２のパラメータの第３の値および第４の値をそれぞれに求め、かつ前記の値に基づいて、前記偏波信号の少なくとも１つに関連するマルチパス誤差の存在を判定するようにプログラムされたプロセッサと
を備えるシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステム（１００）であって、前記プロセッサ（１３０）が更に、
ＧＰＳ位置ソリューションを求め、
前記誤差の存在の判定に応答して、前記ソリューションを求めることから前記偏波信号を除外する
ようにプログラムされた、システム。
【請求項３】
マルチパス誤差検出システム（１００）であって、
衛星（１１５）から、第１の信号および第２の信号をそれぞれに受信するように構成された第１のアンテナおよび第２のアンテナ（１０５、１１０）と、
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナ（１０５、１１０）と信号通信する少なくとも１つのプロセッサ（１３０）であって、前記第１の信号および前記第２の信号から、疑似距離測定値の第１の値および第２の値をそれぞれ、ならびに搬送波対雑音比の第３の値および第４の値をそれぞれに求め、かつ、前記の値に基づいて、前記第１の信号および前記第２の信号の少なくとも１つに関連するマルチパス誤差の存在を判定するようにプログラムされたプロセッサと
を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパス誤差検出の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
全地球測位システム（ＧＰＳ）は、幾つかのＧＰＳ衛星からの信号に応答するＧＰＳ受信機を使用して、人、飛行機、ミサイル、船、自動車、または他の物体が担持し得るその受信機の位置を決定する。ＧＰＳによる位置の決定は、ユーザとＧＰＳ衛星との間の正確な疑似距離（pseudorange）の測定に依存する。しかし、このような測定においては、マルチパス伝播が誤差の主な原因となる。マルチパス伝播は、衛星からの信号が受信アンテナへ単一の直接経路に沿って到達するだけでなく、１または複数の反射経路をも通って到達したときに発生し、その結果、複数の信号がアンテナによって受信され、それによって疑似距離測定値中に誤差をもたらし、それが測位誤差に影響する。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態では、マルチパス誤差検出システムは、衛星から右円偏波／直接信号を受信するように構成された第１のアンテナと、その衛星から左円偏波／反射信号を受信するように構成された第２のアンテナとを含む。少なくとも１つのプロセッサは、第１および第２のアンテナと信号で通信し、右円偏波信号および左円偏波信号から、第１のパラメータの第１の値および第２の値をそれぞれ、ならびに第２のパラメータの第３の値および第４の値をそれぞれ、求めるようにプログラムされる。少なくとも１つのプロセッサは更に、これらの値に基づいて、偏波信号の少なくとも１つに関連するマルチパス誤差の存在を判定するように構成される。
【０００４】
本発明の好ましい実施形態および代替の実施形態について、以下の図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるシステムを示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による原理を示す状態図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下でより十分に説明されるように、一実施形態による、また図１を参照して最も良くわかるシステムは、デュアルストリング受信機アーキテクチャを実装することにより、ＧＰＳコード・マルチパスのリアルタイム検出を実現する。受信機の各側は、それぞれのアンテナへの独立経路を通じて測定を行うことができる。
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態の原理を使用するマルチパス誤差検出システム１００を示す。第１のアンテナ１０５は、衛星送信機１１５から右円偏波（ＲＨＣＰ：Right Hand Circular Polarized）信号を受信するように構成され、第２のアンテナ１１０は、衛星送信機１１５から左円偏波（ＬＨＣＰ：Left Hand Circular Polarized）信号を受信するように構成される。一実施形態では、直接ＧＰＳ信号はＲＨＣＰ信号であり、間接またはマルチパス信号はＬＨＣＰ信号である。アンテナ１０５、１１０は、受信された信号を少なくとも１つの受信機ユニット１２０へ供給する。この受信機ユニット１２０は処理ユニット１３０を含むことができる。代替例として、プロセッサ１３０は、受信機ユニット１２０の外部にあるが受信機ユニット１２０と通信するものとすることができる。デュアルパス構成は、可視の衛星（ＳＶ、visible satellite）に関連する一意の測定値の組を生成する。
【０００８】
受信機のＲＨＣＰ「側」は、例えば、位置・速度・時間（ＰＶＴ：Position Velocity and Time）ソリューションに用いられる測定値を生成する。受信機１２０の追跡チャネル１２５の各列は、同じ衛星に対して追跡および測定を行う。以下でより十分に説明されるように、測定値は、マルチパスの存在を検出するために比較される。マルチパスが検出されると、ソリューション処理１３５を行うように構成されたプロセッサ１３０は、そのソリューションにおいてその可視の衛星（ＳＶ）に対する測定値を使用するのを中止することを選ぶことができる。この結果、より正確で信頼性のある位置決定がなされる。図示のソリューション処理１３５はＰＶＴソリューションを実施しているが、ＰＶＴソリューションの代わりに他の適切なソリューションを実施してもよいことを理解されたい。直接信号を再び取得するために、検出後にＲＨＣＰ側の相関器（図示せず）を調整することができる。
【０００９】
プロセッサ１３０と関連したマルチパス検出ロジック１４０には、信号パワー・レベルおよび疑似距離測定値が供給される。ＬＨＣＰチャネルからのパワー・レベルが、ＲＨＣＰ側で観測されたレベルに近づくと、マルチパスが存在する確率が高い。マルチパス信号は、物体１４５により反射された信号であり、ほとんどの場合は極性が「逆転」し、パワー・レベルが低下しており、直接信号よりも遅れて到着する。従って、電力レベルが似ていることは、マルチパスを示している。反射信号の電力レベルが直接信号のレベルに近づくと、コード相関器は、遅れて到着するマルチパス信号によりバイアスされた測定値を生成する。それに加えて、疑似距離の測定値が異なることも、更にマルチパスを示す。直接（ＲＨＣＰ）信号および間接（ＬＨＣＰ）信号をそれぞれに受信するようにそれぞれに構成された両方のアンテナからの測定値およびパワー・レベルを比較することにより、マルチパス検出が可能となる。
【００１０】
検出の統計は、同じ衛星に対してのＲＨＣＰチャネルおよびＬＨＣＰチャネルでの測定された疑似距離および搬送波対雑音比の直接の比較（差）である。一実施形態では、これらの差は、マルチパスの存在を判定する一つの手法を実現する。下記の式について考えてみる。
【００１１】
ΔＰＲｉ＝ＰＲｉ＿ＲＨＣＰ−ＰＲｉ＿ＬＨＣＰ
【００１２】
上記の式において、
ＰＲｉ＿ＲＨＣＰ＝衛星ｉに対するＲＨＣＰチャネルでの疑似距離測定値
ＰＲｉ＿ＬＨＣＰ＝衛星ｉに対するＬＨＣＰチャネルでの疑似距離測定値
ΔＰＲｉ＝疑似距離テスト統計値
であり、これらが疑似距離に対するものである。
【００１３】
ΔＣＮ０ｉ＝ＣＮ０ｉ＿ＲＨＣＰ−ＣＮ０ｉ＿ＬＨＣＰ
【００１４】
上記の式において、
ＣＮ０ｉ＿ＲＨＣＰ＝衛星ｉに対するＲＨＣＰチャネルでの搬送波対雑音比測定値
ＣＮ０ｉ＿ＬＨＣＰ＝衛星ｉに対するＬＨＣＰチャネルでの搬送波対雑音比測定値
ΔＣＮ０ｉ＝搬送波対雑音比テスト統計値
である。
【００１５】
マルチパスが存在しないときは、両チャネルの疑似距離測定値は同じまたは同様である。差（テスト統計値）は非常に小さくなり、チャネル追跡誤差およびアンテナ・ケーブル長の差を含むだけとなる。通常の受信機性能では、数センチメートル程度の差になる。本発明の一実施形態においては、閾値Ｔ（ΔＰＲｉ）は１５ｃｍに設定される。
【００１６】
測定された搬送波対雑音比は複数の要因に依存する。ＲＨＣＰ側とＬＨＣＰ側とに関するアンテナ利得差は大きい要因となり得る。一実施形態では、安全な仮定は、アンテナの極性が利得を約３ｄＢ低下させる（即ち、ＬＨＣＰアンテナに到着する真のＲＨＣＰ信号は、３ｄＢだけ減衰されることになる）、というものである。マルチパスが存在しないときは、両チャネルのＣＮ０の値は、直接信号が約３ｄＢだけ異なるようなものとなる。本発明の一実施形態においては、閾値ＴΔＣＮ０ｉの値は、誤った検出を防ぐためにある程度の余裕を許容するように４ｄＢに設定される。図２および下記の表１は、マルチパスの存在が判定される条件を示す。
【００１７】
【表１】
2009186470.tif 000003
【００１８】
マルチパスが明確に検出される場合、一実施形態は、ＲＨＣＰチャネル追跡ループをリセットする。更に、一実施形態は、マルチパスの可能性が有るとの判定がなされた場合、このような追跡ループをリセットする。
【００１９】
図３は、本発明の一実施形態によるプロセス３００を示す。プロセス３００は、個別のブロックとして示される１組の動作を示す。プロセス３００は、任意の適切なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せで実施することができる。従ってプロセス３００は、インターネットなどの通信媒体を通じて或る電子デバイスから別の電子デバイスへ転送することができるコンピュータ実行可能命令により実施することもできる。動作が説明される順序は、必ずしも限定するものと理解されるべきではない。
【００２０】
ブロック３１０では、第１のアンテナを用いて、衛星から右円偏波信号が受信される。例えば、第１のアンテナ１０５は、衛星送信機１１５から右円偏波（ＲＨＣＰ：Right Hand Circular Polarized）信号を受信するように構成される。
【００２１】
ブロック３２０では、第２のアンテナを用いて、衛星から左円偏波信号が受信される。例えば、第２のアンテナ１１０は、衛星送信機１１５から左円偏波（ＬＨＣＰ：Left Hand Circular Polarized）信号を受信するように構成される。
【００２２】
ブロック３３０では、右円偏波信号および左円偏波信号から、第１のパラメータの第１の値および第２の値をそれぞれ、ならびに第２のパラメータの第３の値および第４の値をそれぞれ、求める。例えば、それらの偏波信号に関連するそれぞれの信号パワー・レベルおよび疑似距離測定値が、プロセッサ１３０と関連したマルチパス検出ロジック１４０へ供給される。
【００２３】
ブロック３４０では、これらの値に基づいて、偏波信号の少なくとも１つに関連するマルチパス誤差の存在が判定される。例えば、ＬＨＣＰチャネルからのパワー・レベルが、ＲＨＣＰ側で観測されるレベルに近づくと、マルチパスが存在する確率が高い。それに加えて、疑似距離測定値が異なることも、更にマルチパスを示す。直接（ＲＨＣＰ）および間接（ＬＨＣＰ）をそれぞれに受信するようにそれぞれに構成された両方のアンテナからの疑似距離測定値および電力レベルを比較することにより、マルチパス検出が可能となる。マルチパスが明確に検出される場合、一実施形態は、ＲＨＣＰチャネル追跡ループをリセットする。更に、一実施形態は、マルチパスの可能性が有るとの判定がなされた場合、このような追跡ループをリセットする。
【００２４】
上記のように、本発明の好ましい実施形態を示し説明したが、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに多くの変更を行うことができる。例えば、ソリューション処理１３５および検出ロジック１４０は、単一のプロセッサ１３０に含まれるものとして、および／または単一のプロセッサ１３０により実行されるものとして、示し説明したが、ソリューション処理１３５および検出ロジック１４０は、複数の処理ユニットに含まれるものとして、および／または複数の処理ユニットにより実行されるものとして構成してもよい。従って本発明の範囲は、好ましい実施形態の開示によって限定されるものではない。むしろ、本発明は専ら特許請求の範囲によって決定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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