(57)【要約】ナビゲーション受信機は、グローバル・ナビゲーション衛星によって伝達され、アンテナ・ユニットのセットによって受信される信号を処理する。各アンテナ・ユニットは、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチの別個の入力ポートに接続されている。各アンテナ・ユニットから受信された衛星信号は、共通の無線周波数処理モジュールの入力に連続して切り換えられる。共通の信号相関器は、全てのアンテナ・ユニットから受信した衛星信号から共通の同相相関信号を発生させる。共通の同相相関信号は、データ処理モジュールによって処理されて、受信した衛星信号から情報シンボルを復調させる。共通の同相相関信号はまた、位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループによって処理されて、受信した衛星信号から搬送波位相およびコード遅延を発生させる。共通の同相相関信号と共に、共通の機能ブロックまたはハードウェアが、全てのアンテナ・ユニットから受信した衛星信号を処理するために使用されている実施形態が記載されている。
2012533080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ・ユニットのセット内の各特定のアンテナ・ユニットからグローバル・ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）信号を順次受信し、
前記順次受信したＧＮＳＳ信号を順次送信するように構成されたアンテナ・マルチプレクサ・スイッチと、
前記アンテナ・マルチプレクサ・スイッチによって順次送信された前記ＧＮＳＳ信号全てを順次受信し、
出力ＲＦデジタル信号セグメントのシーケンスを含む出力ＲＦデジタル信号を発生させるように構成された無線周波数（ＲＦ）およびデジタル化モジュールであって、出力ＲＦデジタル信号セグメントの前記シーケンス内の各特定の出力ＲＦデジタル信号セグメントが、特定のアンテナ・ユニットから受信した前記ＧＮＳＳ信号に対応するモジュールと、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全てを受信し、前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全てに少なくとも部分的に基づいて、共通の同相相関信号を発生させるように構成された共通の同相相関器とを備えたナビゲーション受信機。
【請求項２】
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、衛星データを発生させるように構成されたデータ処理モジュールをさらに備えた、請求項１に記載のナビゲーション受信機。
【請求項３】
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、搬送波位相測定を発生させるように構成された複数の位相ロック・ループであって、前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループが特定のアンテナ・ユニットに対応している複数の位相ロック・ループと、
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、コード遅延測定を発生させるように構成された複数の遅延ロック・ループであって、前記複数の遅延ロック・ループ内の各特定の遅延ロック・ループが特定のアンテナ・ユニットに対応している複数の遅延ロック・ループとをさらに備えた、請求項１に記載のナビゲーション受信機。
【請求項４】
複数の搬送波数値制御発振器内の各特定の搬送波数値制御発振器が、特定のアンテナ・ユニットに対応する特定の搬送波基準信号を発生させるように構成された、複数の搬送波数値制御発振器と、
複数のコードおよびストローブ数値制御発振器内の各特定のコードおよびストローブ数値制御発振器が、特定のアンテナ・ユニットに対応する特定のコードおよびストローブ基準信号を発生させるように構成された、複数のコードおよびストローブ数値制御発振器とをさらに備えた、請求項３に記載のナビゲーション受信機。
【請求項５】
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全てを受信し、
複数の結合乗算器から選択した対応する特定の結合乗算器に特定のアンテナ・ユニットに対応する前記特定の出力ＲＦデジタル信号セグメントを送信するように構成されたセパレータ・スイッチであって、
各特定の結合乗算器が、特定のアンテナ・ユニットに対応する前記特定の出力ＲＦデジタル信号セグメントを受信し、
同じ特定のアンテナ・ユニットに対応する前記特定の搬送波基準信号を受信し、
同じ特定のアンテナ・ユニットに対応する前記特定のコードおよびストローブ基準信号を受信し、
前記特定の出力ＲＦデジタル信号セグメントおよび前記特定の搬送波およびコード基準信号に少なくとも部分的に基づいて、特定の同相乗算器出力を発生させ、
前記特定の出力ＲＦデジタル信号セグメントおよび前記特定の搬送波およびコード基準信号に少なくとも部分的に基づいて、特定の直交乗算器出力を発生させ、
前記特定の出力ＲＦデジタル信号セグメントおよび前記特定の搬送波およびストローブ基準信号に少なくとも部分的に基づいて、特定のコード乗算器出力を発生させるように構成されているセパレータ・スイッチと、
前記結合乗算器全てからの前記同相乗算器出力全てを受信し、
前記同相乗算器出力全てに少なくとも部分的に基づいて、前記共通の同相相関信号を発生させるように構成された共通の同相累算器と、
複数の直交累算器内の各特定の直交累算器が、対応する特定の結合乗算器から特定の直交乗算器出力を受信し、
前記特定の直交乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて、特定の直交相関信号を発生させるように構成されている複数の直交累算器と、
複数のコード累算器内の各特定のコード累算器が、対応する特定の結合乗算器から特定のコード乗算器出力を受信し、
前記特定のコード乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて、特定のコード相関信号を発生させるように構成されている複数のコード累算器とをさらに備えた、請求項４に記載のナビゲーション受信機。
【請求項６】
複数の結合乗算器内の各特定の結合乗算器が、特定のアンテナ・ユニットに対応しており、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全てを受信し、
特定のアンテナ・ユニットに対応する前記特定の搬送波基準信号を受信し、
同じ特定のアンテナ・ユニットに対応する特定のコードおよびストローブ基準信号を受信し、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全ておよび前記特定の搬送波およびコード基準信号に少なくとも部分的に基づいて、特定の同相乗算器出力を発生させ、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全ておよび前記特定の搬送波およびコード基準信号に少なくとも部分的に基づいて、特定の直交乗算器出力を発生させ、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全ておよび前記特定の搬送波およびストローブ基準信号に少なくとも部分的に基づいて、特定のコード乗算器出力を発生させるように構成された、複数の結合乗算器をさらに備えた、請求項４に記載のナビゲーション受信機。
【請求項７】
複数のセパレータ・スイッチであって、前記複数のセパレータ・スイッチ内の各特定のセパレータ・スイッチが、特定のアンテナ・ユニットに対応しており、
特定のアンテナ・ユニットに対応する前記特定の結合乗算器からの前記特定の同相乗算器出力を受信し、同じアンテナ・ユニットに対応する特定の同相乗算器出力セグメントを共通の同相累算器へ送信し、
前記共通の同相累算器が、前記結合乗算器全てから受信した前記同相乗算器出力セグメント全てに少なくとも部分的に基づいて、前記共通の同相相関信号を発生させるように構成され、
前記各特定のセパレータ・スイッチはさらに、
同じアンテナ・ユニットに対応する同じ特定の結合乗算器から前記特定の直交乗算器出力を受信し、複数の直交累算器から選択した対応する特定の直交累算器に同じアンテナ・ユニットに対応する特定の直交乗算器出力セグメントを送信し、
前記対応する特定の直交累算器が、前記特定の直交乗算器出力セグメントに少なくとも部分的に基づいて、対応する特定の直交相関信号を発生させるように構成され、
前記各特定のセパレータ・スイッチはさらに、
同じアンテナ・ユニットに対応する同じ特定の結合乗算器から前記特定のコード乗算器出力を受信し、複数のコード累算器から選択した対応する特定のコード累算器に同じアンテナ・ユニットに対応する特定のコード乗算器出力セグメントを送信するように構成され、
前記対応する特定のコード累算器が、前記特定のコード乗算器出力セグメントに少なくとも部分的に基づいて、対応する特定のコード相関信号を発生させるように構成されている、複数のセパレータ・スイッチをさらに備えた、請求項６に記載のナビゲーション受信機。
【請求項８】
複数の同相累算器内の各特定の同相累算器が、特定のアンテナ・ユニットに対応しており、同じアンテナ・ユニットに対応する前記特定の結合乗算器からの前記特定の同相乗算器出力を受信し、前記特定の同相乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて、特定の同相相関信号を発生させるように構成された、複数の同相累算器と、
前記複数の直交累算器内の各特定の直交累算器が、特定のアンテナ・ユニットに対応しており、同じアンテナ・ユニットに対応する前記特定の結合乗算器からの前記特定の直交乗算器出力を受信し、前記特定の直交乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて、特定の直交相関信号を発生させるように構成された、複数の直交累算器と、
前記複数のコード累算器内の各特定のコード累算器が、特定のアンテナ・ユニットに対応しており、同じアンテナ・ユニットに対応する前記特定の結合乗算器からの前記コード乗算器出力を受信し、前記特定のコード乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて、特定のコード相関信号を発生させるように構成された、複数のコード累算器と、
複数のセパレータ・スイッチであって、前記複数のセパレータ・スイッチ内の各特定のセパレータ・スイッチが、特定のアンテナ・ユニットに対応しており、
同じアンテナ・ユニットに対応する前記特定の同相累算器から前記特定の同相相関信号を受信し、複数の同相スクリーニング・モジュールから選択した対応する特定の同相スクリーニング・モジュールに同じアンテナ・ユニットに対応する特定の同相相関信号セグメントを送信し、
前記対応する特定の同相スクリーニング・モジュールが、前記特定の同相相関信号セグメントを受信し、
前記特定の同相相関信号セグメントの無効値を取り除き、
前記特定の同相相関信号セグメントの有効値を出力するように構成され、
前記各特定のセパレータ・スイッチはさらに、
同じアンテナ・ユニットに対応する前記特定の直交累算器から前記特定の直交相関信号を受信し、複数の直交スクリーニング・モジュールから選択した対応する特定の直交スクリーニング・モジュールに同じアンテナ・ユニットに対応する特定の直交相関信号セグメントを送信し、
前記対応する特定の直交スクリーニング・モジュールが、前記特定の直交相関信号セグメントを受信し、
前記特定の直交相関信号セグメントの無効値を取り除き、
前記特定の直交相関信号セグメントの有効値を出力するように構成され、
前記各特定のセパレータ・スイッチはさらに、
同じアンテナ・ユニットに対応する前記特定のコード累算器から前記特定のコード相関信号を受信し、複数のコード・スクリーニング・モジュールから選択した対応する特定のコード・スクリーニング・モジュールに同じアンテナ・ユニットに対応する特定のコード相関信号セグメントを送信し、
前記特定のコード・スクリーニング・モジュールが、前記特定のコード相関信号セグメントを受信し、
前記特定のコード相関信号セグメントの無効値を取り除き、
前記特定のコード相関信号セグメントの有効値を出力するように構成されている、複数のセパレータ・スイッチと、
前記同相スクリーニング・モジュール全てによって出力された前記同相相関信号の前記有効値全てを合計することによって、前記共通の同相相関信号を発生させるように構成された合計ジャンクションとをさらに備えた、請求項６に記載のナビゲーション受信機。
【請求項９】
入力搬送波位相測定に応じて、搬送波基準信号を発生させるように構成された共通の搬送波数値制御発振器と、
入力コード遅延測定に応じて、コードおよびストローブ基準信号を発生させるように構成された共通のコードおよびストローブ数値制御発振器と、
前記搬送波基準信号を受信し、
前記コードおよびストローブ基準信号を受信し、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全てを受信し、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全ておよび前記搬送波およびコード基準信号に少なくとも部分的に基づいて、位相乗算器出力を発生させ、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全ておよび前記搬送波およびコード基準信号に少なくとも部分的に基づいて、直交乗算器出力を発生させ、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全ておよび前記搬送波およびストローブ基準信号に少なくとも部分的に基づいて、コード乗算器出力を発生させるように構成された共通の結合乗算器と、
前記同相乗算器出力を受信し、前記共通の同相相関信号を発生させるように構成された共通の同相累算器とをさらに備えた、請求項３に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１０】
前記直交乗算器出力を受信し、
複数の直交累算器から選択した対応する特定の直交累算器に特定のアンテナ・ユニットに対応する特定の直交乗算器出力セグメントを送信するように構成された直交セパレータ・スイッチと、
前記コード乗算器出力を受信し、
複数のコード累算器から選択した対応する特定のコード累算器に特定のアンテナ・ユニットに対応する特定のコード乗算器出力セグメントを送信するように構成されたコード・セパレータ・スイッチとをさらに備えた、請求項９に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１１】
前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループから特定の搬送波位相測定を順次受信し、
前記共通の搬送波数値制御発振器に前記受信した特定の搬送波位相測定を順次送信するように構成された搬送波コミューテータ・スイッチと、
前記複数の遅延ロック・ループ内の各特定の遅延ロック・ループから特定のコード遅延測定を順次受信し、
前記共通のコードおよびストローブ数値制御発振器に前記受信した特定のコード遅延測定を順次送信するように構成されたコードおよびストローブ・コミューテータ・スイッチとをさらに備えた、請求項１０に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１２】
複数の搬送波位相エクストラポレータ内の各特定の搬送波位相エクストラポレータが、
対応する特定の位相ロック・ループから特定の搬送波位相測定を受信し、
前記特定の搬送波位相測定に少なくとも部分的に基づいて、特定の外挿された搬送波位相測定を発生させるように構成されている、複数の搬送波位相エクストラポレータと、
複数のコード遅延エクストラポレータ内の各特定のコード遅延エクストラポレータが、
対応する特定の遅延ロック・ループから特定のコード遅延測定を受信し、
前記特定のコード遅延測定に少なくとも部分的に基づいて、特定の外挿されたコード遅延測定を発生させるように構成されている、複数のコード遅延エクストラポレータと、
前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループから特定の外挿された搬送波位相測定を順次受信し、
前記共通の搬送波数値制御発振器に前記受信した特定の外挿された搬送波位相測定を順次送信するように構成された搬送波コミューテータ・スイッチと、
前記複数の遅延ロック・ループ内の各特定の遅延ロック・ループから特定の外挿されたコード遅延測定を順次受信し、
前記共通のコードおよびストローブ数値制御発振器に前記受信した特定の外挿されたコード遅延測定を順次送信するように構成されたコードおよびストローブ・コミューテータ・スイッチとをさらに備えた、請求項１０に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１３】
前記直交乗算器出力を受信し、前記直交乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて共通の直交相関信号を発生させるように構成された共通の直交累算器と、
前記コード乗算器出力を受信し、前記コード乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて共通のコード相関信号を発生させるように構成された共通のコード累算器と、
前記共通の直交相関信号を受信し、
複数の直交スクリーニング・モジュールから選択した対応する特定の直交スクリーニング・モジュールに特定のアンテナ・ユニットに対応する特定の直交相関信号セグメントを送信するように構成された直交セパレータ・スイッチであって、
前記対応する特定の直交スクリーニング・モジュールが、前記特定の直交相関信号セグメントを受信し、
前記特定の直交相関信号セグメントの無効値を取り除き、
前記特定の直交相関信号セグメントの有効値を出力するように構成されている、直交セパレータ・スイッチと、
前記共通のコード相関信号を受信し、
複数のコード・スクリーニング・モジュールから選択した対応する特定のコード・スクリーニング・モジュールに特定のアンテナ・ユニットに対応する特定のコード相関信号セグメントを送信するように構成されたコード・セパレータ・スイッチであって、
前記対応する特定のコード・スクリーニング・モジュールが、前記特定のコード相関信号セグメントを受信し、
前記特定のコード相関信号セグメントの無効値を取り除き、
前記特定のコード相関信号セグメントの有効値を出力するように構成されている、コード・セパレータ・スイッチとをさらに備えた、請求項９に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１４】
前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループから特定の搬送波位相測定を順次受信し、
前記共通の搬送波数値制御発振器に前記受信した特定の搬送波位相測定を順次送信するように構成された搬送波コミューテータ・スイッチと、
前記複数の遅延ロック・ループ内の各特定の遅延ロック・ループから特定のコード遅延測定を順次受信し、
前記共通のコードおよびストローブ数値制御発振器に前記受信した特定のコード遅延測定を順次送信するように構成されたコードおよびストローブ・コミューテータ・スイッチとをさらに備えた、請求項１３に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１５】
複数の搬送波位相エクストラポレータ内の各特定の搬送波位相エクストラポレータが、
対応する特定の位相ロック・ループから特定の搬送波位相測定を受信し、
前記特定の搬送波位相測定に少なくとも部分的に基づいて、特定の外挿された搬送波位相測定を発生させるように構成されている、複数の搬送波位相エクストラポレータと、
複数のコード遅延エクストラポレータ内の各特定のコード遅延エクストラポレータが、
対応する特定の遅延ロック・ループから特定のコード遅延測定を受信し、
前記特定のコード遅延測定に少なくとも部分的に基づいて、特定の外挿されたコード遅延測定を発生させるように構成されている、複数のコード遅延エクストラポレータと、
前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループから特定の外挿された搬送波位相測定を順次受信し、
前記共通の搬送波数値制御発振器に前記受信した特定の外挿された搬送波位相測定を順次送信するように構成された搬送波コミューテータ・スイッチと、
前記複数の遅延ロック・ループ内の各特定の遅延ロック・ループから特定の外挿されたコード遅延測定を順次受信し、
前記共通のコードおよびストローブ数値制御発振器に前記受信した特定の外挿されたコード遅延測定を順次送信するように構成されたコードおよびストローブ・コミューテータ・スイッチとをさらに備えた、請求項１３に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１６】
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、搬送波位相測定を発生させるように構成された複数の位相ロック・ループであって、前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループが特定のアンテナ・ユニットに対応している複数の位相ロック・ループと、
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、コード遅延測定を発生させるように構成された共通の遅延ロック・ループとをさらに備えた、請求項１に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１７】
入力搬送波位相測定に応じて、搬送波基準信号を発生させるように構成された共通の搬送波数値制御発振器と、
入力コード遅延測定に応じて、コードおよびストローブ基準信号を発生させるように構成された共通のコードおよびストローブ数値制御発振器と、
前記搬送波基準信号を受信し、
前記コードおよびストローブ基準信号を受信し、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全てを受信し、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全ておよび前記搬送波およびコード基準信号に少なくとも部分的に基づいて、同相乗算器出力を発生させ、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全ておよび前記搬送波およびコード基準信号に少なくとも部分的に基づいて、直交乗算器出力を発生させ、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全ておよび前記搬送波およびストローブ基準信号に少なくとも部分的に基づいて、コード乗算器出力を発生させるように構成された共通の結合乗算器と、
前記同相乗算器出力を受信し、前記同相乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて前記共通の同相相関信号を発生させるように構成された共通の同相累算器と、
前記同相乗算器出力を受信し、前記コード乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて共通のコード相関信号を発生させるように構成された共通のコード累算器とをさらに備えた、請求項１６に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１８】
前記直交乗算器出力を受信し、
複数の直交累算器から選択した対応する特定の直交累算器に特定のアンテナ・ユニットに対応する特定の直交乗算器出力セグメントを送信するように構成された直交セパレータ・スイッチであって、前記対応する特定の直交累算器が、前記特定の直交乗算器出力セグメントに少なくとも部分的に基づいて特定の直交相関信号を発生させるように構成されている直交セパレータ・スイッチをさらに備えた、請求項１７に記載のナビゲーション受信機。
【請求項１９】
前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループから特定の搬送波位相測定を順次受信し、
前記共通の搬送波数値制御発振器に前記受信した特定の搬送波位相測定を順次送信するように構成された搬送波コミューテータ・スイッチをさらに備えたナビゲーション受信機であって、
前記共通のコードおよびストローブ数値制御発振器がさらに、前記共通の遅延ロック・ループから共通のコード遅延測定を受信するように構成されている、請求項１８に記載のナビゲーション受信機。
【請求項２０】
複数の搬送波位相エクストラポレータ内の各特定の搬送波位相エクストラポレータが、
対応する特定の位相ロック・ループから特定の搬送波位相測定を受信し、
前記特定の搬送波位相測定に少なくとも部分的に基づいて、特定の外挿された搬送波位相測定を発生させるように構成されている、複数の搬送波位相エクストラポレータと、
前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループから特定の外挿された搬送波位相測定を順次受信し、
前記共通の搬送波数値制御発振器に前記受信した特定の外挿された搬送波位相測定を順次送信するように構成された搬送波コミューテータ・スイッチとをさらに備えたナビゲーション受信機であって、
前記共通のコードおよびストローブ数値制御発振器がさらに、前記共通の遅延ロック・ループから共通のコード遅延測定を受信するように構成されている、請求項１８に記載のナビゲーション受信機。
【請求項２１】
前記直交乗算器出力を受信し、前記直交乗算器出力に少なくとも部分的に基づいて共通の直交相関信号を発生させるように構成された共通の直交累算器と、
前記共通の直交相関信号を受信し、
複数の直交スクリーニング・モジュールから選択した対応する特定の直交スクリーニング・モジュールに特定のアンテナ・ユニットに対応する特定の直交相関信号セグメントを送信するように構成された直交セパレータ・スイッチであって、
前記対応する特定の直交スクリーニング・モジュールが、前記特定の直交相関信号セグメントを受信し、
前記特定の直交相関信号セグメントの無効値を取り除き、
前記特定の直交相関信号セグメントの有効値を出力するように構成されている、セパレータ・スイッチとをさらに備えた、請求項１７に記載のナビゲーション受信機。
【請求項２２】
前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループから特定の外挿された搬送波位相測定を順次受信し、
前記共通の搬送波数値制御発振器に前記受信した特定の外挿された搬送波位相測定を順次送信するように構成された搬送波コミューテータ・スイッチをさらに備えたナビゲーション受信機であって、
前記共通のコードおよびストローブ数値制御発振器がさらに、前記共通の遅延ロック・ループから共通のコード遅延測定を受信するように構成されている、請求項２１に記載のナビゲーション受信機。
【請求項２３】
複数の搬送波位相エクストラポレータ内の各特定の搬送波位相エクストラポレータが、
対応する特定の位相ロック・ループから特定の搬送波位相測定を受信し、
前記特定の搬送波位相測定に少なくとも部分的に基づいて、特定の外挿された搬送波位相測定を発生させるように構成されている、複数の搬送波位相エクストラポレータと、
前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループから特定の外挿された搬送波位相測定を順次受信し、
前記共通の搬送波数値制御発振器に前記受信した特定の外挿された搬送波位相測定を順次送信するように構成された搬送波コミューテータ・スイッチとをさらに備えたナビゲーション受信機であって、
前記共通のコードおよびストローブ数値制御発振器がさらに、前記共通の遅延ロック・ループから共通のコード遅延測定を受信するように構成されている、請求項２１に記載のナビゲーション受信機。
【請求項２４】
アンテナ・ユニットのセットによって受信されるグローバル・ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）信号を処理する方法であって、
前記アンテナ・ユニットのセット内の各特定のアンテナ・ユニットから前記ＧＮＳＳ信号を順次受信するステップと、
出力ＲＦデジタル信号セグメントのシーケンスを含む出力無線周波数（ＲＦ）デジタル信号を発生させるステップであって、出力ＲＦデジタル信号セグメントの前記シーケンス内の各特定の出力ＲＦデジタル信号セグメントが、特定のアンテナ・ユニットから受信した前記ＧＮＳＳ信号に対応しているステップと、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全てに少なくとも部分的に基づいて、共通の同相相関信号を発生させるステップとを含む方法。
【請求項２５】
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、衛星データを発生させるステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、搬送波位相測定を発生させるように構成された複数の位相ロック・ループを生成するステップであって、前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループが特定のアンテナ・ユニットに対応しているステップと、
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、コード遅延測定を発生させるように構成された複数の遅延ロック・ループを生成するステップであって、前記複数の遅延ロック・ループ内の各特定の遅延ロック・ループが特定のアンテナ・ユニットに対応しているステップとをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
複数の搬送波基準信号を発生させるステップであって、前記複数の搬送波基準信号内の各特定の搬送波信号が特定のアンテナ・ユニットに対応しているステップと、
複数のコードおよびストローブ基準信号を発生させるステップであって、前記複数のコードおよびストローブ基準信号内の各特定のコード信号および各特定のストローブ信号が特定のアンテナ・ユニットに対応しているステップとをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、搬送波位相測定を発生させるように構成された複数の位相ロック・ループを生成するステップであって、前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループが特定のアンテナ・ユニットに対応しているステップと、
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、コード遅延測定を発生させるように構成された共通の遅延ロック・ループを生成するステップとをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
アンテナ・ユニットのセットによって受信されるグローバル・ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）信号を処理する装置であって、
前記アンテナ・ユニットのセット内の各特定のアンテナ・ユニットから前記ＧＮＳＳ信号を順次受信する手段と、
出力ＲＦデジタル信号セグメントのシーケンスを含む出力無線周波数（ＲＦ）デジタル信号を発生させる手段であって、出力ＲＦデジタル信号セグメントの前記シーケンス内の各特定の出力ＲＦデジタル信号セグメントが、特定のアンテナ・ユニットから受信した前記ＧＮＳＳ信号に対応している手段と、
前記出力ＲＦデジタル信号セグメント全てに少なくとも部分的に基づいて、共通の同相相関信号を発生させる手段とを備えた装置。
【請求項３０】
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、衛星データを発生させる手段をさらに備えた、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、搬送波位相測定を発生させるように構成された複数の位相ロック・ループを生成する手段であって、前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループが特定のアンテナ・ユニットに対応している手段と、
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、コード遅延測定を発生させるように構成された複数の遅延ロック・ループを生成する手段であって、前記複数の遅延ロック・ループ内の各特定の遅延ロック・ループが特定のアンテナ・ユニットに対応している手段とをさらに備えた、請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
複数の搬送波基準信号を発生させる手段であって、前記複数の搬送波基準信号内の各特定の搬送波信号が特定のアンテナ・ユニットに対応している手段と、
複数のコードおよびストローブ基準信号を発生させる手段であって、前記複数のコードおよびストローブ基準信号内の各特定のコード信号および各特定のストローブ信号が特定のアンテナ・ユニットに対応している手段とをさらに備えた、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、搬送波位相測定を発生させるように構成された複数の位相ロック・ループを生成する手段であって、前記複数の位相ロック・ループ内の各特定の位相ロック・ループが特定のアンテナ・ユニットに対応している手段と、
前記共通の同相相関信号に少なくとも部分的に基づいて、コード遅延測定を発生させるように構成された共通の遅延ロック・ループを生成する手段とをさらに備えた、請求項２９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、グローバル・ナビゲーション衛星システムに関し、より詳細にはアンテナ・ユニットのセットからの信号を処理するナビゲーション受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
グローバル・ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）は、高精度に位置を判断することができる。現在展開されているグローバル・ナビゲーション衛星システムは、米国のグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）、およびロシアのＧＬＯＮＡＳＳである。ヨーロッパのＧＡＬＩＬＥＯシステムなどの他のグローバル・ナビゲーション衛星システムが開発中である。ＧＮＳＳでは、ナビゲーション受信機は、受信機の見通し距離内に配置された衛星によって伝達される無線信号を受信および処理する。衛星信号は、疑似乱数２進コードによって変調された搬送波信号を含む。受信機は、ローカル基準クロックまたは発振器に対する受信信号の時間遅延を測定する。コード測定により、受信機が受信機と衛星の間の疑似範囲を判断することが可能になる。疑似範囲は、様々なエラー・ソースにより、また衛星および受信機の時間スケールの変化により、受信機と衛星の間の実際の範囲（距離）とは異なる。信号が効果的に多数の衛星から受信されると、その後、測定された疑似範囲を処理して、受信機でコード座標および座標時間スケールを判断することができる。測定は、単一の衛星受信機によって判断されるので、動作モードは、独立モードと呼ばれる。独立型システムは典型的には、メートル・レベル精度を与える。
【０００３】
測定の精度、精密度、安定性および信頼性を改善するために、微分ナビゲーション（ＤＮ）システムが開発された。ＤＮシステムでは、ユーザの位置が基地局（ベースとも呼ばれる）に対して判断される。測定プロセスでは、ベースの座標が知られている。ベースは、衛星信号を受信するナビゲーション受信機を含んでいる。ベースの座標は、（ＧＮＳＳ、他の測定スキーム、またはＧＮＳＳと他の測定スキームの組合せによって）正確に知られる。
【０００４】
その位置が判断されるユーザは、固定または移動であってもよく、しばしばローバと呼ばれる。ローバはまた、衛星信号を受信するナビゲーション受信機を含んでいる。ベースで処理される信号測定は、通信リンクを介してローバに伝達される。通信リンクは、例えば、ケーブルまたは光ファイバ上に与えることができる。移動ローバに対応するために、通信リンクはしばしば、ワイヤレス・リンクである。ローバは、その位置を判断する精度を良くするために、その独自の受信機で行われた測定と共に、ベースから受信した測定を処理する。ローバで受信機によって、またベースで受信機によって生じたエラーは非常に相関性があるので、精度は微分ナビゲーション・モードで改善される。ベースの座標が正確に知られているので、ベースからの測定を使用して、ローバでのエラーを補償することができる。微分グローバル・ポジショニング・システム（ＤＧＰＳ）は、疑似範囲のみに基づいて位置を算出する。
【０００５】
微分ナビゲーション・システムの位置判断精度はさらに、衛星搬送波信号の位相の測定でコード疑似範囲測定を補うことによって改善することができる。同じ衛星によって伝達された信号の搬送波位相が、ベース内のナビゲーション受信機およびローバ内のナビゲーション受信機の両方によって測定されると、搬送波位相測定の２つのセットを処理することにより、数パーセントの搬送波の波長内に対する位置判断精度を作り出すことができる。（コード疑似範囲に加えて）リアルタイム搬送波信号に基づいて位置を算出する微分ナビゲーション・システムはしばしば、リアルタイム動的（ＲＴＫ）システムと呼ばれる。座標を判断するために搬送波位相測定を処理することは、あいまい解決のステップ、すなわち、個別の衛星からナビゲーション受信機によって受信される搬送波信号内の整数のサイクルを判断することを含んでいる。
【０００６】
ローバ・ヘッディングを測定するために、アンテナ・プラットフォームは、ローバの上に取り付けることができる。ユーザ指定距離だけ互いに離れているいくつかのアンテナは、このプラットフォーム上に設置されている。アンテナ・プラットフォームがローバ・ハウジングにしっかり取り付けられているので、受信機測定によって判断することができるアンテナのセットの配向は、ローバ・ヘッディングもはっきりと固定する。
【０００７】
個別のアンテナがアンテナのセットに属する場合、個別のアンテナはアンテナ・ユニットと呼ばれる。各アンテナ・ユニットは、互いに独立して、視野内の全てのナビゲーション衛星から信号を受信する。全てのアンテナ・ユニットからの信号は、ナビゲーション受信機に入力され、ここで追跡システムによって処理される。全てのアンテナ・ユニットおよび複数の衛星からの測定のセットは、アンテナ・ユニットのセットの座標、また別のアンテナ・ユニットの間のラインの方向（したがって、アンテナ・プラットフォームの軸の方向）の判断を可能にする。プラットフォーム平面の配向を割り当てる３つの角度を判断するために、少なくとも３つのアンテナ・ユニットが必要である。１つの軸の方向を見つけ出すために、２つの間隔を置いて配置したアンテナ・ユニットで十分である。
【０００８】
前の技術的刊行物では、ナビゲーション衛星からの信号に基づいて角度座標を測定する異なるシステムが記載されている。例えば、米国特許第４，８８１，０８０号は、ヘッディングを判断するコンパス・システムおよび方法を記載している。コンパス・システムは、所定の距離に配置された２つのアンテナを備えている。各アンテナの座標は、異なるナビゲーション（ＧＰＳ）受信機によって別に判断される。マイクロプロセッサは、２つのアンテナの座標、およびこれらの距離の知識に基づいて表示ユニット上にコンパス・ヘッディングを算出および表示する。
【０００９】
グローバル・ナビゲーション衛星システムの複雑性が成長したので、任意の瞬間で見える衛星の数が多くなった。各衛星から各アンテナ・ユニットに伝達された信号の別の受信および処理は、複雑なナビゲーション受信機が必要である。受信機設計を単純化するために、異なるアンテナ・ユニットへの受信機の一部の連続切換を利用するスキームが開発された、すなわち異なる時間的瞬間で得られる測定のセットを使用して、ヘッディングを判断する。このような方法が米国特許第５，９１７，４４８号に記載されており、この特許は共通の受信機に各アンテナ・ユニットを連続して接続させる共通のスイッチを記載している。１つのアンテナ・ユニットが受信機に接続される時間の継続時間は、追跡システム内の全ての遷移プロセスが終了し、特定の精度でコードおよび位相測定を行うためのエネルギーが十分な程度で蓄積されるようなものである。この場合、切換の速度は高くなく、数Ｈｚの範囲内で選択され、その結果、アンテナの配向は、早く変化している場合には正確に判断することができない。
【００１０】
いくつかの特許、例えば、米国特許第５，２６８，６９５号および米国特許第６，１５４，１７０号は、１つのメイン（マスタ）アンテナ、および１つの補助（スレーブ）アンテナを特定する。マスタ・アンテナだけが追跡システムを有し、ローバ座標の判断のために使用される。スレーブ・アンテナは追跡システムを有していない。マスタ・アンテナに対する追跡ループに形成されている基準信号に対するその位相測定は、マスタおよびスレーブ・アンテナ内の入力信号の位相差に等しい。いくつかの衛星の測定を使用して、位相差により、アンテナ・ユニットのセットのヘッディング判断が可能になる。
【００１１】
米国特許第４，７１９，４６９号は、別のアンテナ・ユニット用の共通のＲＦ処理モジュール、および各アンテナ・ユニット用の別の独自の位相ロック・ループ（ＰＬＬ）があるヘッディング・システムを記載している。共通のＲＦ処理モジュールは、搬送波周波数で異なるアンテナ・ユニットから信号を受信し、中間周波数に変換する。各ＰＬＬは中間周波数で、信号を対応するアンテナ・ユニットから追跡し、搬送波位相を測定する。スイッチは、共通のＲＦ処理モジュールを、第１のアンテナおよび第１のＰＬＬに、その後、第２のアンテナ・ユニットおよび第２のＰＬＬに同期式に切り換える。切換は、各ＰＬＬが各アンテナ・ユニットからの搬送波位相を実際に同時に推定するのに十分速い。第１のアンテナ・ユニットと第２のアンテナ・ユニットの間の位相差は、この差に基づいて算出され、アンテナ・ユニットのセットのヘッディング角度が算出される。アンテナ・ユニットの１つだけが、ＤＬＬに対して信号を与え、ローバ座標はこのアンテナ・ユニットにしたがって判断されることに留意されたい。
【００１２】
アンテナ・ユニットのセットの配向を判断するために、その相互位置が知られている異なるアンテナ・ユニットからの位相測定が、算出の際に使用される。しかし、ナビゲーション衛星からの信号による位相測定は、±π／２にわたってのみ明瞭である。配向を明瞭に判断するために、このあいまいさを解決することが必要である。
【００１３】
この作業を行うために、以下の解決法を使用することができる。
・  受信信号の波長より小さいアンテナ・ユニット間の距離が選択される。この構成は、異なるアンテナ・ユニットによって測定される明瞭な位相差を与える。
・  アンテナ・ユニットは所定の距離で分離され、それによって、１つのアンテナ対の位相差あいまい性は、別のアンテナ対からの測定で解決することができる。このような方法はまた、干渉計の設計で十分確立される。
アンテナ・ユニット間の距離が任意である場合、位相あいまい性の解決法は、しばしばＲＴＫモードで動作するナビゲーション受信機で使用される整数最小方法によって得ることができる。この場合、位相およびコード測定の両方が、各アンテナ・ユニットに利用される。あいまい性を解決するために、追加の外部の、あまり精度の高くない傾斜センサ（コンパスまたはオリジナル・チェックポイント）を使用することもできる。
【００１４】
必要とされるものは、グローバル・ナビゲーション衛星の配置によって伝達され、１セットのアンテナ・ユニットによって受信される信号を効率的に処理する方法および装置である。ハードウェア構成要素の数を少なくし、受信信号エネルギーを効率的に利用するナビゲーション受信機が有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第４，８８１，０８０号
【特許文献２】米国特許第５，９１７，４４８号
【特許文献３】米国特許第５，２６８，６９５号
【特許文献４】米国特許第６，１５４，１７０号
【特許文献５】米国特許第４，７１９，４６９号
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Ｂ．Ｗ．ＰａｒｋｉｎｓｏｎおよびＪ．Ｊ．Ｓｐｉｌｋｅｒ、「Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（グローバル・ポジショニング・システム：理論および応用）」、米国航空宇宙工学協会、ワシントンＤ．Ｃ．、１９９６年
【非特許文献２】Ｂ．Ｈｏｆｍａｎｎ−Ｗｅｌｌｅｎｈｏｆ、Ｈ．Ｌｉｃｈｔｅｎｅｇｇｅｒ、およびＪ．Ｃｏｌｌｉｎｓ、「Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ（グローバル・ポジショニング・システム：理論および実践）」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、ウィーン／ニューヨーク、１９９２年
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
ナビゲーション受信機は、グローバル・ナビゲーション衛星によって伝達され、１セットのアンテナ・ユニットによって受信される信号を処理する。各個別のアンテナ・ユニットは、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチの個別の入力ポートに接続される。各個別のアンテナ・ユニットから受信された衛星信号は、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチの共通の出力ポートに連続して切り換えられる。出力ポートから受信される衛星信号は、共通の無線周波数処理モジュールによって処理される。異なるアンテナ・ユニットに対する共通の信号相関器は、無線周波数処理された信号から共通の同相相関信号を生成する。共通の同相相関信号は、受信された衛星信号からの情報シンボルを復調するためにデータ処理モジュールによって処理される。共通の同相相関信号はまた、位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループによって処理されて、受信した衛星信号から搬送波位相およびコード遅延を生成する。共通の同相相関信号は、さらなる信号処理のために、全てのアンテナ・ユニットから受信された合計信号電力を利用する。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の利点は、以下の詳細な説明、および添付の図面を参照して、当業者には明らかだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が多数の組み合わされた乗算器の入力で分離され、共通の同相相関信号が、位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ弁別器に対して処理される、ナビゲーション受信機の略図を示している。
【図１Ｂ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が多数の組み合わされた乗算器の入力で分離され、共通の同相相関信号が、位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ弁別器に対して処理される、ナビゲーション受信機の略図を示している。
【図２Ａ】異なるアンテナ・ユニットからの信号は、閉じた位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の多数の組み合わされた乗算器の出力で分離されていることを除いて、図１Ａおよび１Ｂに示されているものと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図２Ｂ】異なるアンテナ・ユニットからの信号は、閉じた位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の多数の組み合わされた乗算器の出力で分離されていることを除いて、図１Ａおよび１Ｂに示されているものと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図２Ｃ】異なるアンテナ・ユニットからの信号は、閉じた位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の多数の組み合わされた乗算器の出力で分離されていることを除いて、図１Ａおよび１Ｂに示されているものと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図３Ａ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が、閉じている位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の累算器の出力で分離されていることを除いて、図２Ａ〜２Ｃに示されたものと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図３Ｂ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が、閉じている位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の累算器の出力で分離されていることを除いて、図２Ａ〜２Ｃに示されたものと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図４Ａ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が共通の組み合わされた乗算器および共通の基準信号発生器によって処理され、個別のアンテナ・ユニットからの信号が、閉じられた位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の組み合わされた乗算器の出力で分離される、ナビゲーション受信機の略図を示している。
【図４Ｂ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が共通の組み合わされた乗算器および共通の基準信号発生器によって処理され、個別のアンテナ・ユニットからの信号が、閉じられた位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の組み合わされた乗算器の出力で分離される、ナビゲーション受信機の略図を示している。
【図４Ｃ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が共通の組み合わされた乗算器および共通の基準信号発生器によって処理され、個別のアンテナ・ユニットからの信号が、閉じられた位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の組み合わされた乗算器の出力で分離される、ナビゲーション受信機の略図を示している。
【図５Ａ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が、閉じられた位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の累算器の出力で分離されていることを除く、図４Ａ〜４Ｃに示されたのと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図５Ｂ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が、閉じられた位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の累算器の出力で分離されていることを除く、図４Ａ〜４Ｃに示されたのと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図５Ｃ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が、閉じられた位相ロック・ループおよび遅延ロック・ループ内の累算器の出力で分離されていることを除く、図４Ａ〜４Ｃに示されたのと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図６Ａ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が共通の遅延ロック・ループで処理され、個別のアンテナ・ユニットからの信号が閉じられた位相ロック・ループ内で共通の組み合わされた乗算器の出力で分離される、ナビゲーション受信機の略図を示している。
【図６Ｂ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が共通の遅延ロック・ループで処理され、個別のアンテナ・ユニットからの信号が閉じられた位相ロック・ループ内で共通の組み合わされた乗算器の出力で分離される、ナビゲーション受信機の略図を示している。
【図６Ｃ】個別のアンテナ・ユニットからの信号が共通の遅延ロック・ループで処理され、個別のアンテナ・ユニットからの信号が閉じられた位相ロック・ループ内で共通の組み合わされた乗算器の出力で分離される、ナビゲーション受信機の略図を示している。
【図７Ａ】個別のアンテナ・ユニットからの直交相関信号のみが、閉じられた位相ロック・ループ内で累算器の出力で分離されていることを除いて、図６Ａ〜６Ｃに示すものと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図７Ｂ】個別のアンテナ・ユニットからの直交相関信号のみが、閉じられた位相ロック・ループ内で累算器の出力で分離されていることを除いて、図６Ａ〜６Ｃに示すものと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図７Ｃ】個別のアンテナ・ユニットからの直交相関信号のみが、閉じられた位相ロック・ループ内で累算器の出力で分離されていることを除いて、図６Ａ〜６Ｃに示すものと同様のナビゲーション受信機の略図を示している。
【図８】切換時間の関数としての、搬送波数値制御発振器の位相のプロットを示す図である。
【図９Ａ】アンテナ・ユニットのセットによって受信される衛星信号を処理する方法のフローチャートを示す図である。
【図９Ｂ】アンテナ・ユニットのセットによって受信される衛星信号を処理する方法のフローチャートを示す図である。
【図９Ｃ】アンテナ・ユニットのセットによって受信される衛星信号を処理する方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
グローバル・ナビゲーション衛星システム内の各衛星は、２つ以上の周波数帯域上の信号（例えば、Ｌ１周波数帯域上の１つの信号、およびＬ２周波数帯域上の１つの信号）を伝達することができる。特定の周波数帯域上の特定の衛星によって伝達される信号は、特定の衛星チャネルを構成する。衛星チャネルは、以下に説明するように、ナビゲーション受信機内で処理される。
【００２１】
アンテナによって受信される無線信号は、入力増幅器、フィルタリング・ブロック、周波数変換器、およびアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む、高周波（ＲＦ）処理およびデジタル化ブロック内に入力される。デジタル信号はその後、衛星チャネル用のデジタル処理ブロック内で処理される。デジタル処理の結果は、ナビゲーション・データである。ナビゲーション・データは、ナビゲーション作業を解決するために使用される、位相測定、コード測定、および情報シンボルを含んでいる。
【００２２】
本明細書では、ブロックは機能ブロックのことを言う。機能ステップのセットは、ユーザ特定ブロックおよびサブブロックにグループ化することができる。本明細書では、モジュールは、機能ステップのユーザ特定セットを実施（実行）する、ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアのユーザ特定セットのことを言う。機能ステップの同じセットは、異なるユーザ特定モジュール（すなわち、ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアの異なる組合せ）によって実施することができる。
【００２３】
高速実行を必要とする処理ステップは典型的には、ハードウェアに組み合わされている回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）およびフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ））およびファームウェアによって行われる。高速実行を必要としない処理ステップは典型的には、ファームウェア定義またはソフトウェア定義プログラム指示を実行するマイクロプロセッサを含む算出システムによって行われる。算出システムは典型的には、ナビゲーション受信機に一体化される。
【００２４】
各チャネルを処理する際、２つの追跡システムは、受信信号のパラメータの変化を追跡する。遅延ロック・ループ（ＤＬＬ）と呼ばれる第１の追跡システムは、受信した信号の疑似乱数（ＰＲＮ）変調コード遅延の変化を追跡する。位相ロック・ループ（ＰＬＬ）と呼ばれる第２の追跡システムは、受信信号の搬送波位相の変化を追跡する。
【００２５】
追跡システムでは、入力信号は、受信機内で生成される異なる基準信号によって乗算され、乗算の積が累算される。乗算を行うデバイスは、乗算器と呼ばれる。乗算のいくつかの組合せを行うデバイスは、結合乗算器と呼ばれる。累算を行うデバイスは、累算器またはカウンタと呼ばれる。累算の後に乗算を行うデバイスは、相関器と呼ばれる。相関器の出力は、入力信号および基準信号の相互相関関数であり、単純にするために、出力は相関信号と呼ばれる。
【００２６】
衛星チャネルは典型的には、３つの並列処理パスを介して処理される。第１のパスは、同相相関信号Ｉを算出する。この信号は、相関器内の基準信号が入力信号搬送波に対して同相である場合に得られる。基準信号内の基準コードは、入力信号を変調するＰＲＮコードの複製である。この相関器（相関器−Ｉ）の出力は、同相相関信号Ｉである。
【００２７】
基準信号の位相は、入力信号の搬送波位相と異なっていてもよく、同様に、基準コード遅延は入力信号の変調コード遅延と異なっていてもよい。基準搬送波の位相と入力搬送波の間の位相シフトがφで示されており、基準コードのコード遅延時間と入力信号のコード遅延時間の間の時間シフトがτで示されている場合、同相相関信号Ｉは以下の式によって近似することができる。
Ｉ＝ｋ・Ｕｓ・μ・Ｒ０（τ）・ｃｏｓ（φ）＋Ｉｉｎ        （Ｅ１）
式中、
Ｒ０（τ）は、受信機ＲＦモジュール内でフィルタリングした後の入力ＰＲＮコード、および入力信号を変調するＰＲＮコードの局所生成コピーである基準コードの標準化相互相関関数である。
Ｕｓは、入力信号の振幅である。
μ＝±１は、入力信号を変調するバイナリ情報シンボルである。
ｋは、比例係数である。
Ｉｉｎは、受信機入力で追加の干渉によって生じる相関器−Ｉの出力での干渉である。
【００２８】
第２の相関器（相関器−Ｑ）は、直交相関信号Ｑを算出する。この信号は、第２の基準搬送波が第１の基準搬送波からπ／２だけシフトされた場合に得られる。基準コードは、第１の相関器（相関器−Ｉ）内のものと同じである。相関器−Ｑの出力で形成された直交相関信号Ｑは、以下の式によって近似させることができる。
Ｑ＝ｋ・Ｕｓ・μ・Ｒ０（τ）・ｓｉｎ（φ）＋Ｑｉｎ        （Ｅ２）
式中、Ｑｉｎは受信機入力で追加の干渉によって生じる相関器−Ｑの出力での干渉である。
【００２９】
第３の相関器（相関器−ｄＩ）は、エラー信号を生成して、変調コード遅延（ＤＬＬ）を追跡するシステムを制御するために使用される、コード相関信号ｄＩを算出する。この信号を得るために、入力搬送波と同相の第１の基準搬送波、および短いストローブ・パルスのシーケンス（ストローブ・シーケンス）からなる基準コードが使用される。ストローブ・パルスは、入力ＰＲＮコード要素（チップ）のサインの変化に対応する。ストローブ・パルスのサインは、ストローブ・パルスにしたがうチップのサインに一致することに留意されたい。コード相関信号ｄＩは、以下の式によって近似することができる。
ｄＩ＝ｋ・Ｕｓ・μ・ΔＲ０（τ）・ｃｏｓ（φ）＋ｄＩｉｎ        （Ｅ３）
式中、ΔＲ０（τ）は、受信機フィルタを通過した後に入力ＰＲＮコード、および短いストローブ・パルスのシーケンスの形で生成された基準コードの相互相関関数であり、ｄＩｉｎは受信機入力で追加の干渉によって生じる相関器−ｄＩの出力での干渉である。
【００３０】
受信機操作の過程で、式（Ｅ１）〜（Ｅ３）の値が変化し、対応する相関信号がそれぞれ変化する。相関信号Ｉ、Ｑ、およびｄＩは、ＰＬＬおよびＤＬＬ追跡システムを調整（協働）させるために使用される。
【００３１】
式（Ｅ１）〜（Ｅ３）は、ＰＬＬエラーφおよびＤＬＬエラーτが、相関器内での累算の時間（継続時間）にわたって実際には同じままである状態である。追跡モードでは、この状態は適切な精度に当てはまる。加えて、追跡モードでは、値φおよびτは小さく、Ｒ０（τ）・ｃｏｓ（φ）≒１である。（Ｅ１）から、同相相関信号Ｉは、バイナリ情報シンボル・シーケンスμ＝±１を生成するということになる。これらのシンボルは、ナビゲーション衛星からナビゲーション受信機にメッセージを運ぶ。メッセージは、衛星座標、信号伝播の予測パラメータ、および座標判断に使用される他の情報に関する衛星データを含んでいる。
【００３２】
ＰＬＬおよびＤＬＬデジタル追跡システムは、４つの主な構成要素、相関器、弁別器、ループ・フィルタ、および数値制御発振器（ＮＣＯ）を備えた閉回路によって実施される。追跡システム（ＰＬＬまたはＤＬＬ）の目的およびタイプによって、異なる組合せでこれらの追跡システムは、Ｉ、ＱまたはｄＩ相関信号を使用する。相関器は、対応する基準信号で入力信号をかける結合乗算器と、特定の時間インターバルにわたって対応する乗算の積を累算する累算器を含んでいる。結合乗算器は、入力信号を同相基準搬送波および基準コードで、直交基準搬送波および基準コードで、および同相基準搬送波および基準ストローブでかける。
【００３３】
典型的なＰＬＬ弁別器は、アルゴリズムによってエラー信号ＵＤを形成する。
ＵＤ＝ａｒｃｔｇ（Ｑ／Ｉ）      （Ｅ４）
（Ｅ１）、（Ｅ２）、および（Ｅ４）から、エラー信号ＵＤは、±π／２内でエラーφに比例しており、その後、周期的に繰り返す。ＵＤ（φ）の平均は、ＰＬＬ弁別器特性を形成する。エラー信号は、ループ・フィルタに入力され、その後、制御信号を出力し、ＰＬＬ回路を閉じ、それによってＰＬＬ基準信号搬送波ＮＣＯ（搬送波ＮＣＯとも呼ばれる）の周波数および位相を制御する。搬送波ＮＣＯは、相関器−Ｉおよび相関器−Ｑに対する基準信号を作り出す。
【００３４】
ＤＬＬ回路は、同様の方法で動作し、同様の構成要素を備えている。ＤＬＬ弁別器は、以下のアルゴリズムを使用して追跡エラーＶＤを形成する。
ＶＤ＝ｄＩ／Ｉ      （Ｅ５）
ＤＬＬ基準信号コードおよびストローブＮＣＯ（コードおよびストローブＮＣＯとも呼ばれる）は、相関器−ｄＩに対して２つの基準信号（基準発振）を生成し、１つの振動（コード基準信号またはコード基準振動）は、同相相関信号Ｉを生成するために変調コード複製（またはコード・シーケンス）の形であり、その他（ストローブ基準信号またはストローブ基準振動）は、相関器−ｄＩに送信されるストローブ・シーケンスの形である。
【００３５】
同相相関信号Ｉに予備平滑プロセスが行われて、干渉成分Ｉｉｎを少なくする場合に、式（Ｅ４）および（Ｅ５）により作動する弁別器を変更することができる。同相相関信号Ｉを平滑化することにより、低い信号対雑音比で追跡ループの動作安定性が大きくなる。
【００３６】
ＰＬＬ追跡システムは、追跡エラーφをゼロにしようと試みる。その結果、搬送波ＮＣＯによって生成された基準信号の１つは、入力信号と同相であり、その位相を使用して、入力信号の搬送波位相を推測することができる。このような推測は、受信機の位相測定と呼ばれる。
【００３７】
ＤＬＬ追跡システムは、追跡エラーτをゼロにしようと試みる。その結果、コードおよびストローブＮＣＯによって生成された基準信号は、入力信号の変調コードに対応する。これらの基準信号の遅延を使用して、入力信号の変調コード時間遅延を推測することができる。このような推測は、受信機のコード測定と呼ばれる。
【００３８】
いくつかの衛星の信号から得られる位相およびコード測定を使用して、座標および受信機速度を判断する。追跡システムへの外部効果により、追跡エラーは、エラー信号がゼロに等しい定常平衡点近くに変動する。追跡モードの通常の状態では、これらのエラーは無視できる。追跡エラーの１つのソースは、追跡システムの慣性である。追跡エラーの別のソースは、干渉（特に、ノイズ）エラーを生じさせる外部無線干渉である。両方のタイプのエラーは、追跡システムの慣性による。追跡モードでは、慣性は等価フィルタの帯域幅によって推測することができ、その動作は対応する追跡回路（ループ）と等価である。このフィルタの帯域幅は、追跡システムの慣性、およびそのフィルタリング・パラメータを特徴付ける。帯域幅は、動的エラーとノイズ・エラーの間のトレードオフに基づいて選択すべきである。
【００３９】
ナビゲーション受信機がアンテナ・ユニットのセットから衛星信号を受信すると、ナビゲーション受信機はまた、アンテナ・ユニットのセットの配向を算出する。アンテナ・ユニットのセットが２つのアンテナ・ユニットだけを備えている場合、配向は２つのアンテナ・ユニットの間の基線の配向を特定する２つの角度によって判断される。アンテナ・ユニットのセットが３つのアンテナ・ユニットを備えている場合、配向は、３つのアンテナ・ユニットを通過するベース平面の配向を特定する３つの角度によって判断される。角度を判断する精度は、アンテナ・ユニット間の距離が大きくなるにつれて大きくなる。
【００４０】
ナビゲーション・システムのいくつかの実施形態の１つが、図１Ａおよび図１Ｂに示されている。図１Ａは、アンテナ・ユニットのセット、およびナビゲーション受信機を備えたナビゲーション・システムのアーキテクチャ全体を示している。アンテナ・ユニット１０２のセットは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂを備えている。アンテナ・ユニットは、互いに間隔を置いて配置されている（ある距離だけ空間的に離れている）。議論および図を単純にするために、アンテナ・ユニット１０２のセットは、２つのアンテナ・ユニットだけで示されている。しかし、一般的に、アンテナ・ユニット１０２のセットはＮ個のアンテナ・ユニットを有することができ、ここでＮは２以上の整数である。アンテナ・ユニット１０４から受信した（多数のグローバル・ナビゲーション衛星から受信した衛星信号に対応する）ＲＦ信号１０１Ａは、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０の入力ポート１１２Ａに供給される。同様に、アンテナ・ユニット１０４Ｂから受信した（多数のグローバル・ナビゲーション衛星から受信した衛星信号に対応する）ＲＦ信号１０１Ｂは、入力ポート１１２Ｂに供給される。一般に、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０は、Ｎ個のアンテナ・ユニットそれぞれに対して１つ、Ｎ個の入力ポートを有する。
【００４１】
アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０の出力ポート１１４からの出力ＲＦ信号１０３は、ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０に供給され、ここでＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０は、機能ブロックのことを言う。上に論じるように、ＲＦ処理およびデジタル化ブロックは、ＲＦ処理およびデジタル化モジュールによって実施される。出力ＲＦ信号１０３は、クロック発生器１６０からのクロック信号１６１に応じて、入力ＲＦ信号１０１Ａと入力ＲＦ信号１０１Ｂの間で順次切り換えられる。
【００４２】
ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦ処理およびデジタル化された信号１２１は、セパレータ・スイッチ１３０の入力ポート１３２Ａおよび入力ポート１３２Ｂに同時に供給される。用語を単純化するために、出力ＲＦ処理およびデジタル化された信号１２１はまた、出力ＲＦデジタル信号１２１と呼ばれる。本明細書では、出力ＲＦデジタル信号は出力ＲＦデジタル・セグメントを含んでおり、各特定の出力ＲＦデジタル・セグメントは特定のアンテナ・ユニットに対応している。セパレータ・スイッチ１３０の入力ポート１３２Ａと出力ポート１３４Ａの間の回路パスは、クロック信号１６１に応じて開かれる／閉じられる。同様に、セパレータ・スイッチ１３０の入力ポート１３２Ｂと出力ポート１３４Ｂの間の回路パスは、クロック信号１６１に応じて閉じられる／開かれる。
【００４３】
アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０およびセパレータ・スイッチ１３０の動作が同期される。アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０が入力ポート１１２Ａに切り換えられると、セパレータ・スイッチ１３０が切り換えられ、それによって入力ポート１３２Ａと出力ポート１３４Ａの間の回路パスが閉じられ、入力ポート１３２Ｂと出力ポート１３４Ｂの間の回路パスが開く。同様に、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０が入力ポート１１２Ｂに切り換えられると、セパレータ・スイッチ１３０は切り換えられ、それによって入力ポート１３２Ａと出力ポート１３４Ａの間の回路パスが開き、入力ポート１３２Ｂと出力ポート１３４Ｂの間の回路パスが閉じられる。出力ポート１３４Ａからの出力信号１３１は、デジタル処理ブロック１４０の入力ポート１４１Ａに供給され、ここでデジタル処理ブロック１４０は機能ブロックのことを言う。同様に、出力ポート１３４Ｂからの出力信号１３１Ｂは、デジタル処理ブロック１４０の入力ポート１４１Ｂに供給される。
【００４４】
デジタル処理ブロック１４０の出力１４３Ａ、出力１４４Ａ、出力１４５、出力１４４Ｂ、および出力１４３Ｂは、配向および位置算出ブロック１５０に供給され、ここで配向および位置算出ブロック１５０は機能ブロックのことを言う。クロック信号１６１はまた、配向および位置算出ブロック１５０に入力される。
【００４５】
配向および位置算出ブロック１５０の詳細は提供されない。というのは、よく知られている技術を使用して、入力値から配向および位置を算出することができるからである。位置を算出する方法は、例えば、Ｂ．Ｗ．ＰａｒｋｉｎｓｏｎおよびＪ．Ｊ．Ｓｐｉｌｋｅｒ、「Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（グローバル・ポジショニング・システム：理論および応用）」、米国航空宇宙工学協会、ワシントンＤ．Ｃ．、１９９６年、およびＢ．Ｈｏｆｍａｎｎ−Ｗｅｌｌｅｎｈｏｆ、Ｈ．Ｌｉｃｈｔｅｎｅｇｇｅｒ、およびＪ．Ｃｏｌｌｉｎｓ、「Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ（グローバル・ポジショニング・システム：理論および実践）」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ、ウィーン／ニューヨーク、１９９２年で論じられている。配向を算出する方法は、位相差Δφが以下の式によって角度θに関連しているという事実に基づいている。
λ・Δφ＝２・π・Ｌ・ｃｏｓ（θ）＝２・π・Ｌ・ｃｏｓ（ε）・ｃｏｓ（β）
式中、λは波長であり、Δφは２つのアンテナ間の位相差であり、Ｌは２つのアンテナ間の距離（２つのアンテナを接続させる以下のベクトルの絶対値）である。
【数１】
2012533080.tif 000003
θは信号受信ベクトルと２つのアンテナ間のベクトルの間の空間角度であり、（ε、β）は以下のベクトルの配向角度（仰角およびアジマス角）である。
【数２】
2012533080.tif 000004
異なる衛星に対する測定での一組の等式の解は、角度εおよびβを得るのを助けることができる。あいまい解決のための方法が例えば、米国特許第７，１０２，５６３号に記載されている。
【００４６】
図１Ｂは、デジタル処理ブロック１４０の機能略図を示している。デジタル処理ブロック１４０は、コード遅延を測定するための遅延ロック・ループ（ＤＬＬ）追跡システムと、搬送波位相を測定するための位相ロック・ループ（ＰＬＬ）追跡システムとを含んでいる。別々のＤＬＬおよびＰＬＬ追跡システムは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの入力信号のために設けられている。本明細書では、システムおよびシステム要素（機能ブロック、サブブロック、および構成要素を含む）は、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの入力信号を処理する場合に、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａによって受信された衛星信号に対応する。同様に、システムおよびシステム要素（機能ブロック、サブブロック、および構成要素を含む）は、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの入力信号を処理する場合に、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂによって受信された衛星信号に対応する。
【００４７】
デジタル処理ブロック１４０は、３つのデジタル処理サブブロックに分割される。デジタル処理サブブロック１４２Ａは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号を処理する専用である。デジタル処理サブブロック１４２Ｂは、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号を処理する専用である。デジタル処理サブブロック１４２Ａおよびデジタル処理サブブロック１４２Ｂ内の対応する要素は、それぞれＸＸＸＡおよびＸＸＸＢと名前が付けられており、ここでＸＸＸは３桁の参照番号であることに留意されたい。デジタル処理サブブロック１４２Ｃは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂの両方からの信号を処理する共通のデジタル処理サブブロックである。
【００４８】
アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号のための追跡システムは、デジタル処理サブブロック１４２Ａおよびデジタル処理サブブロック１４２Ｃによって実施される。アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号のための追跡システムは、デジタル処理サブブロック１４２Ｂおよびデジタル処理サブブロック１４２Ｃによって実施される。アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号のための追跡システムを以下に説明する。同様の説明が、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号のための追跡システムにも当てはまる。
【００４９】
図１Ａを参照されたい。クロック信号１６１に応じて、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０は、ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０内の処理のためにアンテナ・ユニット１０４Ａからの入力ＲＦ信号１０１Ａを選択するように設定されている。ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦデジタル信号１２１はその後、デジタル処理ブロック１４０内の処理のためにセパレータ・スイッチ１３０によって選択される。
【００５０】
図１Ｂを参照されたい。セパレータ・スイッチ１３０からの出力信号１３１Ａは、結合乗算器１７４Ａの入力１４１Ａに入力され、また搬送波数値制御発振器（ＮＣＯ）１７６Ａから基準信号を、コードおよびストローブＮＣＯ１７２Ａから基準信号を受信する。結合乗算器１７４Ａは、入力信号１３１Ａに同相基準コードをかける。結合乗算器１７４Ａの対応する出力は、ｉＡと名前が付けられ、同相乗算器出力と呼ばれる。同相乗算器出力ｉＡは、累算器１９０内に累算される。図１Ｂ、および他の図では、Σの記号は累算器のことを言う。累算器１９０の出力は同相相関信号Ｉであり、データ処理モジュール１９２、ＤＬＬ弁別器１８２Ａ、ＤＬＬ弁別器１８２Ｂ、ＰＬＬ弁別器１８４Ａ、およびＰＬＬ弁別器１８４Ｂに入力される。Ｉの別の処理を以下に説明する。データ処理モジュール１９２の出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【００５１】
結合乗算器１７４Ａは、入力信号１３１Ａを直交位相基準搬送波でかける。結合乗算器１７４Ａの対応する出力はｑＡと名前が付けられ、直交乗算器出力と呼ばれる。直交乗算器出力ｑＡは、累算器１８０Ａ内に累算される。累算器１８０Ａの出力は直交相関信号ＱＡであり、ＰＬＬ弁別器１８４Ａに入力される。図１Ｂ、および他の図では、ＵＤの記号はＰＬＬ弁別器のことを言う。ＰＬＬ弁別器１８４Ａの出力はＰＬＬループ・フィルタ（ＬＦ）１８８Ａに入力される。ＰＬＬループ・フィルタ１８８Ａの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。ＰＬＬループ・フィルタ１８８Ａの出力は、入力制御信号として搬送波ＮＣＯ１７６Ａにも送信される。
【００５２】
結合乗算器１７４Ａは、入力信号１３１Ａをストローブ・パルスでかける。結合乗算器１７４Ａの対応する出力はｄｉＡと名前が付けられ、コード乗算器出力と呼ばれる。コード乗算器出力ｄｉＡは、累算器１７８Ａ内に累算される。累算器１７８Ａの出力はコード相関信号ｄＩＡであり、ＤＬＬ弁別器１８２Ａに入力される。図１Ｂ、および他の図では、ＶＤの記号はＤＬＬ弁別器のことを言う。ＤＬＬ弁別器１８２Ａの出力はＤＬＬループ・フィルタ１８６Ａに入力される。ＤＬＬループ・フィルタ１８６Ａの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。ＤＬＬループ・フィルタ１８６Ａの出力は、入力制御信号としてコードおよびストローブＮＣＯ１７２Ａにも送信される。
【００５３】
結合乗算器１７４Ａ、搬送波ＮＣＯ１７６Ａ、コードおよびストローブＮＣＯ１７２Ａ、累算器１７８Ａ、累算器１８０Ａ、および累算器１９０は典型的には、高速動作のためにハードウェア内で（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内で）実施される。ＰＬＬ弁別器１８４Ａ、ＤＬＬ弁別器１８２Ａ、ＰＬＬループ・フィルタ１８８Ａ、およびＤＬＬループ・フィルタ１８６Ａは典型的には、マイクロプロセッサによって実施することができるのに十分低速で動作する。
【００５４】
図１Ｂに示す実施形態では、５つの累算器がある。２つがアンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号を処理する専用であり、累算器１７８ＡはｄＩＡのためのものであり、累算器１８０ＡはＱＡのためのものである。同様に、２つがアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号を処理する専用であり、累算器１７８ｂはｄＩＢのためのものであり、累算器１８０ＢはＱＢのためのものである。しかし、累算器１９０は、アンテナ・ユニット１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂの両方からの同相相関信号Ｉを記憶する。
【００５５】
ＰＬＬおよびＤＬＬが定常平衡追跡モードで動作している場合、同相相関信号Ｉは実質的には、選択したアンテナ・ユニットに依存するものではなく、したがって、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０およびセパレータ・スイッチ１３０の切換状態とは関係なく、Ｉを、クロック発生器１６０の動作期間をかなり超える時間インターバルにわたって平均化することができる。同相相関信号Ｉに対して共通の累算器１９０を使用し、その値をシンボル継続時間にわたって平均化することにより、アンテナ・ユニット１０２のセットによって受信される合計信号エネルギーを、データ処理ブロック１９２内の情報シンボルを隔離させるために利用することが可能になる。共通累算器１９０の出力は本明細書では、共通の同相相関信号Ｉと呼ばれる。
【００５６】
累算器１９０からの共通の同相相関信号Ｉはまた、ＰＬＬおよびＤＬＬ弁別特徴を生成させるために、ＰＬＬ弁別器１８４Ａ、ＤＬＬ弁別器１８２Ａ、ＰＬＬ弁別器１８４Ｂ、およびＤＬＬ弁別器１８２Ｂに入力される。前に論じたように、低い信号対雑音比での追跡ループの動作安定性を良くするために、共通の同相相関信号Ｉを追加の平滑化ステップ（図示せず）によって処理することができる。共通の同相相関信号Ｉに対する共通の累算器１９０の使用はまた、アンテナ１０２のセットによって受信される合計信号エネルギーの利用を可能にし、したがって、低い信号対雑音比でのＰＬＬおよびＤＬＬの動作安定性がさらに大きくなる。
【００５７】
以下の出力が、デジタル処理ブロック１４０によって生成される。
・  ＤＬＬループ・フィルタ１８６Ａからの出力１４３Ａは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａに対するコード遅延測定のセットである。
・  ＰＬＬループ・フィルタ１８８Ａからの出力１４４Ａは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａに対する搬送波位相測定のセットである。
・  ＤＬＬループ・フィルタ１８６Ｂからの出力１４３Ｂは、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂに対するコード遅延測定のセットである。
・  ＰＬＬループ・フィルタ１８８Ｂからの出力１４４Ｂは、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂに対する搬送波位相測定のセットである。
・  データ処理ブロック１９２からの出力１４５は、衛星データのセットである。
これらの出力は、配向および位置算出ブロック１５０（図１Ａ）に送信され、アンテナ・ユニット１０２のセットが上に取り付けられる、ローバの配向および位置を算出する。
【００５８】
上に論じたように、多数のアンテナ・ユニットに対する共通の同相相関信号Ｉの発生は、追跡システムが定常平衡モードで動作する場合に実施される。ロックオン・モードは、定常平衡モードに先行する。ロックオン・モードでは、共通の同相相関信号Ｉを使用する必要がなく、各個別のアンテナ・ユニットでは、対応する個別の同相相関信号が、対応する個別の追跡システムによる信号取得のために使用される。
【００５９】
別の実施形態が、図２Ａおよび図２Ｂに示されている。図２Ａに示されたシステム・アーキテクチャ全体は、図１Ａで前に示したシステム・アーキテクチャ全体と同様である。本実施形態では、ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦデジタル信号１２１は、デジタル処理ブロック２４０の入力１４１Ａおよび入力１４１Ｂに同時に供給される。デジタル処理ブロック２４０からの出力１４３Ａ、出力１４４Ａ、出力１４５、出力１４４Ｂ、および出力１４３Ｂは、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。以下に詳細に説明するように、デジタル処理ブロック２４０の入力および出力は、デジタル処理ブロック１４０のものと同じであり、したがって、同じ参照番号が付けられている。クロック信号１６１は、デジタル処理ブロック２４０の入力２３０に入力される。
【００６０】
図２Ｂを参照されたい。デジタル処理ブロック２４０のアーキテクチャは、デジタル処理ブロック１４０（図１Ｂ）のものと同様である。デジタル処理ブロック２４０は、３つのデジタル処理サブブロックに分割される。デジタル処理サブブロック２４２Ａは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号を処理する専用である。デジタル処理サブブロック２４２Ｂは、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号を処理する専用である。デジタル処理サブブロック２４２Ｃは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂの両方からの信号を処理する共通のサブブロックである。
【００６１】
デジタル処理ブロック２４０内のデジタル処理は、デジタル処理ブロック１４０内のものと同様である。違いのみを説明する。図２Ｂでは、ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦデジタル信号１２１は、結合乗算器１７４Ａの入力１４１Ａおよび結合乗算器１７４Ｂの入力１４１Ｂに同時に入力される。次に、デジタル処理サブブロック２４２Ａ内のデジタル処理を参照する。同相乗算器出力ｉＡ、直交乗算器出力ｑＡ、およびコード乗算器出力ｄｉＡと名前が付けられた、結合乗算器１７４Ａの出力は、セパレータ・スイッチ２５０Ａの入力ポートに供給される。図２Ａに示すように、ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦデジタル信号１２１は、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０の切換状態とは関係なく、結合乗算器１７４Ａの入力１４１Ａに供給される。アンテナ・ユニットＡ１０４Ａおよびアンテナ・ユニット１０４Ｂから導き出された乗算器出力の分離は、セパレータ・スイッチ２５０Ａによって行われる。本明細書では、各乗算器出力は乗算器出力セグメントを備えており、各特定の乗算器出力セグメントは特定のアンテナ・ユニットに対応している。
【００６２】
アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号が追跡される場合、セパレータ・スイッチ２５０Ａが閉じられ、セパレータ・スイッチ２５０Ｂは開いている。図２Ｃは、セパレータ・スイッチ２５０Ａの詳細な図を示している。明示的にｄｉＡ２６１Ａ、ｑＡ２６３Ａ、およびｉＡ２６５Ａと名前が付けられた結合乗算器１７４Ａからの出力は、セパレータ・スイッチ２５０Ａの入力ポート２６０Ａ、入力ポート２６２Ａ、および入力ポート２６４Ａにそれぞれ供給される。対応する出力ポートは、それぞれ出力ポート２７０Ａ、出力ポート２７２Ａ、および出力ポート２７４Ａである。セパレータ・スイッチ２５０Ａは、クロック信号１６１に応じて操作される。セパレータ・スイッチ２５０Ａが閉じられている場合、対応する出力信号、コード乗算器出力ｄｉＡ２７１Ａ、直交乗算器出力ｑＡ２７３Ａ、および同相乗算器出力ｉＡ２７５Ａはそれぞれ、累算器１７８Ａ、累算器１８０Ａ、および累算器１９０に供給される。累算器１７８Ａ、累算器１８０Ａ、および累算器１９０からの出力信号は、それぞれコード相関信号ｄＩＡ２８１Ａ、直交相関信号ＱＡ２８３Ａ、および同相相関信号Ｉ２８５ＡＢである。アンテナ・ユニット１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂの両方からの信号を累算するので、累算器１９０の出力はＩ２８５ＡＢと名前が付けられている。
【００６３】
セパレータ・スイッチ２５０Ｂは、セパレータ・スイッチ２５０Ａのものと同様に構成されており、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号は、アンテナ・ユニット１０４Ａからの信号と同様に追跡される。デジタル処理ブロック２４０内のデジタル処理はその後、デジタル処理ブロック１４０と同様に進む。いくつかの例では、図２Ａ〜図２Ｃに示す切換構成は、図１Ａおよび図１Ｂに示す切換構成に対して、ハードウェアおよびＡＳＩＣ開発に有利である可能性がある。
【００６４】
別の実施形態が、図３Ａおよび図３Ｂに示されている。図３Ａに示すシステム・アーキテクチャ全体は、デジタル処理ブロック３４０の内部構造がデジタル処理ブロック２４０のものと異なることを除いて、図２Ａに示すものと同様である。デジタル処理ブロック３４０の詳細が、図３Ｂに示されている。デジタル処理ブロック３４０は、３つの処理サブブロックに分割される。デジタル処理サブブロック３４２Ａは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号を処理する専用である。デジタル処理サブブロック３４２Ｂは、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号を処理する専用である。デジタル処理サブブロック３４２Ｃは、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂの両方からの信号を処理する共通のサブブロックである。
【００６５】
次に、デジタル処理サブブロック３４２Ａ内のデジタル処理に言及する。結合乗算器１７４Ａの出力（コード乗算器出力ｄｉＡ、直交乗算器出力ｑＡ、および同相乗算器出力ｉＡ）は、それぞれ累算器３６０Ａ、累算器３６２Ａ、および累算器３６４Ａに入力される。累算器の出力は、セパレータ・スイッチ３５０Ａの入力ポートに供給される。
【００６６】
累算器の出力ポートは、スクリーニング・ブロック（ＳＣＲ）に結合されており、その詳細を以下に論じる。セパレータ・スイッチ３５０Ａが閉じられている場合、累算器３６０Ａの出力はスクリーニング・ブロック３７０Ａの入力に供給され、累算器３６２Ａの出力はスクリーニング・ブロック３７２Ａの入力に供給され、累算器３６４Ａの出力はスクリーニング・ブロック３７４Ａの入力に供給される。
【００６７】
セパレータ・スイッチ３５０Ａの動作モードは、図２Ｂおよび図２Ｃのセパレータ・スイッチ２５０Ａのものと同様である。クロック信号１６１に応じて、セパレータ・スイッチ３５０Ａは、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０（図３Ａ）と同期して、ＰＬＬおよびＤＬＬ追跡システムを接続／切断する。アンテナ・マルチプレクサ１１０の各切換サイクルの後に、累算器３６４Ａ、累算器３６２Ａ、および累算器３６０Ａの出力での相関信号Ｉ、ＱおよびｄＩの第１の値はそれぞれこれに当てはまらない。というのは、累算器はアンテナ・ユニットＡ１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂの両方からの記憶値を含んでいるからである。相関信号Ｉ、ＱおよびｄＩのこれらの無効値は、それぞれスクリーニング・ブロック３７４Ａ、スクリーニング・ブロック３７２Ａ、およびスクリーニング・ブロック３７０Ａによって取り除かれる。本明細書では、累算器の出力での相関信号は相関信号セグメントを含んでおり、各特定の相関信号セグメントは特定のアンテナ・ユニットに対応している。無効相関信号をなくすために、スクリーニング・ブロック３７４Ａ、スクリーニング・ブロック３７２Ａ、およびスクリーニング・ブロック３７０Ａは、セパレータ・スイッチ３５０Ａが閉じられている時間に関する情報を有するべきである。クロック発生器１６０とスクリーニング・ブロック３７４Ａ、スクリーニング・ブロック３７２Ａ、およびスクリーニング・ブロック３７０Ａの間のこの情報を提供する接続は、図示されていない。
【００６８】
スクリーニング・ブロックは、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０と同期して動作するスイッチによって実施することができる。スイッチは、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０が切り換えられた後の相関信号の第１の値がスクリーニング・ブロックに到達したときに、処理回路を切断する。スイッチはその後、シーケンスの残りに対して閉じる。例えば、スクリーニング・ブロックが以下の入力直交相関信号シーケンスを受信した場合（ｋ値が各切換動作の後に受信された場合）、
．．．、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、．．．Ｑｋ、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、．．．Ｑｋ、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、．．．Ｑｋ、．．．
スクリーニング・ブロックの出力は以下のようなシーケンスである。
．．．、＿、Ｑ２、Ｑ３、．．．Ｑｋ、＿、Ｑ２、Ｑ３、．．．Ｑｋ、＿、Ｑ２、Ｑ３、．．．Ｑｋ、．．．
各シーケンスの第１の値Ｑ１が取り除かれた。
【００６９】
無効測定をなくすための相関信号の処理により、図２Ａ〜図２Ｃに示す実施形態に対して、図３Ａおよび図３ｂに示す実施形態の追跡特徴が低下する。しかし、この低下は、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０に対して切換パラメータを最適化することによって、および累算器３６４Ａ、累算器３６２Ａ、および累算器３６０Ａ内の相関信号の記憶時間を最適化することによって最小限に抑えることができる。図３Ａおよび図３Ｂに示す実施形態は、デジタル処理ブロック３４２Ａの様々な要素、例えば、結合乗算器１７４Ａ、搬送波ＮＣＯ１７６Ａ、コードおよびストローブＮＣＯ１７２Ａ、累算器３６４Ａ、累算器３６２Ａ、および累算器３６０Ａを実施するために、既存のハードウェア（市販のＡＳＩＣなど）を使用する受信機設計に有用である可能性がある。
【００７０】
図３Ｂに示す実施形態では、共通の同相相関信号Ｉが２つの累算器（累算器３６４Ａおよび累算器３６４Ｂ）によって発生されることに留意されたい。共通の同相相関信号Ｉは、ＩＡ、アンテナ・ユニット１０４Ａに対応する同相相関信号と、ＩＢ、アンテナ・ユニット１０４Ｂに対応する同相相関信号を合計することによって、合計ジャンクション３９０で発生される。本実施形態では、共通の同相相関器は、結合乗算器１７４Ａ、累算器３６４Ａ、結合乗算器１７４Ｂ、累算器３６４Ｂ、および合計ジャンクション３９０を含んでいる。
【００７１】
新しいＧＮＳＳが開発および展開されると、衛星および受信信号の数が増加する。上に説明した実施形態では、受信機は、各対応する衛星システムに対して相関処理を行うための、別のデジタル処理ブロックを有する。したがって、機能デジタル処理ブロックの数の増加の結果、ハードウェア・モジュールの数の増加につながる。アンテナ・ユニットの数Ｎが増加すると、ハードウェア・モジュールの数、およびハードウェアの全体的複雑性がさらに増加する。以下に説明した実施形態は、ハードウェアをより効率的に利用する。
【００７２】
図４Ａに示された実施形態のアーキテクチャ全体は、アンテナ・ユニット１０２のセットと、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０と、クロック発生器１６０と、デジタル処理ブロック４４０と、配向および位置算出ブロック１５０とを備えている。デジタル処理ブロック４４０は、デジタル処理サブブロック４４２およびデジタル処理サブブロック４４４に分割される。ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦデジタル信号１２１は、デジタル処理サブブロック４４２の入力４４１に供給される。クロック発生器１６０からのクロック信号１６１は、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０および配向および位置算出ブロック１５０に送信される。クロック信号１６１はまた、デジタル処理サブブロック４４２の入力４３０に供給される。デジタル処理サブブロック４４２の出力４０１Ａ、出力４０１Ｂ、出力４０３、出力４０４Ａ、および出力４０４Ｂは、デジタル処理サブブロック４４４の入力４１１Ａ、入力４１１Ｂ、入力４１３、入力４１４Ａ、および入力４１４Ｂにそれぞれ送信される。デジタル処理サブブロック４４４の出力４１６Ａ、出力４１６Ｂ、出力４１８Ａ、および出力４１８Ｂは、デジタル処理サブブロック４４２の入力４０６Ａ、入力４０６Ｂ、入力４０８Ａ、および入力４０８Ｂにそれぞれ送信される。デジタル処理サブブロック４４４の出力４２１Ａ、出力４２２、出力４２３Ａ、出力４２１Ｂ、および出力４２３Ｂは、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【００７３】
上に論じた前の実施形態では、各個別のアンテナ・ユニットからの信号は、対応する個別のハードウェア・モジュールによって処理された。これに対して、図４Ａ〜図４Ｃに示す実施形態では、ハードウェア・モジュールの数は、アンテナ・ユニット１０２のセット内のアンテナ・ユニットの数に左右されない。デジタル処理ブロック４４０の詳細は図４Ｂおよび図４Ｃを参照のこと。ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦデジタル信号１２１は、単一の（共通の）結合乗算器４５０の入力ポート４４１に供給される。全ての入力アンテナに対する基準信号は、単一の（共通の）搬送波ＮＣＯ４５４、および単一の（共通の）コードおよびストローブＮＣＯ４５２によって発生される。
【００７４】
結合乗算器４５０の出力は、同相乗算器出力ｉ、直交乗算器出力ｑ、およびコード乗算器出力ｄｉである。直交乗算器出力ｑは、セパレータ・スイッチ４６０の入力ポート４６２に供給される。クロック信号１６１に応じて、セパレータ・スイッチ４６０の出力は、出力ポート４６４Ａと出力ポート４６４Ｂの間で切り換わる。同様に、コード乗算器出力ｄｉはセパレータ・スイッチ４７０の入力ポート４７２に供給される。クロック信号１６１に応じて、セパレータ・スイッチ４７０の出力は、出力ポート４７４Ａと出力ポート４７４Ｂの間で切り換わる。アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０、セパレータ・スイッチ４６０、およびセパレータ・スイッチ４７０は、同期して動作する。
【００７５】
アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号が処理されている場合、セパレータ・スイッチ４６０の出力は出力ポート４６４Ａに切り換えられる。対応する直交乗算器出力ｑＡは、累算器４１０２Ａに入力される。累算器４１０２Ａの出力（直交相関信号ＱＡ）は、弁別器４１０４ＡおよびＰＬＬループ・フィルタ４１０６Ａによって連続して処理される。ＰＬＬループ・フィルタ４１０６Ａの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。同様に、セパレータ・スイッチ４７０の出力は、出力ポート４７４Ａに切り換えられる。対応するコード乗算器出力ｄｉＡは、累算器４１１０Ａに入力される。累算器４１１０Ａの出力（コード相関信号ｄＩＡ）は、弁別器４１１２ＡおよびＤＬＬループ・フィルタ４１１４Ａによって連続して処理される。ＤＬＬループ・フィルタ４１１４Ａの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【００７６】
アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号が処理されている場合、セパレータ・スイッチ４６０の出力は出力ポート４６４Ｂに切り換えられ、対応する直交乗算器出力ｑＢは累算器４１０２Ｂに入力される。累算器４１０２Ｂの出力（直交相関信号ＱＢ）は、弁別器４１０４ＢおよびＰＬＬループ・フィルタ４１０６Ｂによって連続して処理される。ＰＬＬループ・フィルタ４１０６Ｂの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。同様に、セパレータ・スイッチ４７０の出力は、出力ポート４７４Ｂに切り換えられ、対応するコード乗算器出力ｄｉＢは累算器４１１０Ｂに入力される。累算器４１１０Ｂの出力（コード相関信号ｄＩＢ）は、弁別器４１１２ＢおよびＤＬＬループ・フィルタ４１１４Ｂによって連続して処理される。ＤＬＬループ・フィルタ４１１４Ｂの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【００７７】
同相乗算器出力ｉは切り換えられない。この出力は累算器４５６に入力される。累算器４５６の出力（共通の同相相関信号Ｉ）は、データ処理ブロック１９２に入力される。データ処理ブロック１９２の出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【００７８】
入力制御信号は、それぞれコミューテータ・スイッチ４８０およびコミューテータ・スイッチ４９０を介してコードおよびストローブＮＣＯ４５２および搬送波ＮＣＯ４５４に供給される。アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０、コミューテータ・スイッチ４８０、およびコミューテータ・スイッチ４９０は同期して動作する。
【００７９】
入力制御信号は、コミューテータ・スイッチ４８０の出力ポート４８２からコードおよびストローブＮＣＯ４５２に供給される。クロック信号１６１に応じて、出力ポート４８２は入力ポート４８４Ａと入力ポート４８４Ｂの間で切り換えることができる。アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号が処理されている場合、コミューテータ・スイッチ４８０の入力は入力ポート４８４Ａに切り換えられ、入力制御信号はエクストラポレータ４１１６Ａによって処理されたＤＬＬループ・フィルタ４１１４Ａの出力である。アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号が処理されている場合、コミューテータ・スイッチ４８０の入力は入力ポート４８４Ｂに切り換えられ、入力制御信号はエクストラポレータ４１１６Ｂによって処理されたＤＬＬループ・フィルタ４１１４Ｂの出力である。エクストラポレータの詳細を以下に論じる。
【００８０】
同様に、入力制御信号は、コミューテータ・スイッチ４９０の出力ポート４９２から搬送波ＮＣＯ４５４に供給される。クロック信号１６１に応じて、出力ポート４９２は入力ポート４９４Ａと入力ポート４９４Ｂの間で切り換えることができる。アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号が処理されている場合、コミューテータ・スイッチ４９０の入力は入力ポート４９４Ａに切り換えられ、入力制御信号はエクストラポレータ４１１８Ａによって処理されたＰＬＬループ・フィルタ４１０６Ａの出力である。アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号が処理されている場合、コミューテータ・スイッチ４９０の入力は入力ポート４９４Ｂに切り換えられ、入力制御信号はエクストラポレータ４１１８Ｂによって処理されたＰＬＬループ・フィルタ４１０６Ｂの出力である。
【００８１】
エクストラポレータの機能を、図８のプロットを参照して論じる。例は、搬送波ＮＣＯ４５４への入力制御信号の外挿を示している。水平（ｔ）軸８０２は時間ｔを示し、垂直（φ）軸８０４は位相φを示している。ｔ軸に沿って、等しく間隔があいた基準時間のシーケンス（ｔｊ−１８１０、ｔｊ８１２、ｔｊ＋１８１４、ｔｊ＋２８１６）が示されている。隣接する基準時間の間のインターバルは、Δｔ８６０である。プロット８３０（破線セグメント）は、アンテナＡ１０４Ａからの信号の位相φＡを示している。プロット８３２（点線セグメント）は、アンテナＢ１０４Ｂからの信号の位相φＢを示している。プロット８４０（実線セグメント）は、位相φＮＣＯ１を示している。表記を単純にするために、φＮＣＯ１は搬送波ＮＣＯ４５４の位相のことを言う。ｔの関数としてのφＡの傾斜は周波数ωＡ８５０であり、ｔの関数としてのφＢの傾斜は周波数ωＢ８５２である。特定の基準時間、φＡ（ｔｊ＋１）８２８、φＡ（ｔｊ）８２６、φＢ（ｔｊ＋２）８２４、φＢ（ｔｊ＋１）８２２、およびφＢ（ｔｊ）８２０での位相の代表的値が示されている。
【００８２】
アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０は、基準時間（ｔｊ−１、ｔｊ、ｔｊ＋１、ｔｊ＋２）で切り換えられる。以下の議論では、これらの基準時間はまた切換時間とも呼ばれる。ｔｊ−１からｔｊまでのインターバルの間、アンテナＡ１０４Ａからの信号が処理され、φＮＣＯ１はφＡに一致すべきものである。ｔｊからｔｊ＋１までのインターバルの間、アンテナＢ１０４Ｂからの信号が処理され、φＮＣＯ１はφＢに一致すべきものである。ｔｊ＋１からｔｊ＋２までのインターバルの間、アンテナＡ１０４Ａからの信号が処理され、φＮＣＯ１はφＡに一致すべきものである。
【００８３】
各切換時間では、搬送波ＮＣＯ４５４は、新しい受信信号に対する正確な位相および周波数で基準振動を発生させる必要がある。外挿は、切換後の次のインターバルに対する正確な値を算出するために使用される。動作中のアンテナ・ユニットの加速度が無視できる場合、周波数ωはインターバルΔｔにわたって一定であると仮定することができ、直線的外挿を使用することができる。例として、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０が切換時間ｔｊ＋１でアンテナＢ１０４ＢからアンテナＡ１０４Ａに切り換えられる場合を検討する。切換の瞬間、φＮＣＯ（ｔｊ＋１）はφＢ（ｔｊ＋１）に設定される。切換の直後、φＮＣＯ（ｔｊ＋１）はφＡ（ｔｊ＋１）に設定される必要がある（切換時間が無視できると仮定する）。切換時間ｔｊでの切換の直後、φＮＣＯ１の値は前にφＡに設定され、φＮＣＯ１（ｔｊ）＝φＡ（ｔｊ）である。したがって、φＮＣＯ１（ｔｊ＋１）の値（切換直後）は、以下の外挿アルゴリズムによって算出することができる。
φＮＣＯ（ｔｊ＋１）＝φＮＣＯ（ｔｊ）＋Δｔ・ωＮＣＯ
ωＮＣＯ＝ωＡ
φＮＣＯ（ｔｊ）＝φＡ（ｔｊ）
外挿された値は、搬送波ＮＣＯ４５４に記録される。アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０がアンテナ・ユニットＡ１０４Ａからアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂに（例えば、切換時間ｔｊ＋２で）切り換えられる場合に、同様の外挿入が行われる。現在の時間に対する搬送波周波数および位相の外挿された値は、入力制御信号として搬送波ＮＣＯ４５４に送信される。周波数ωがインターバルΔｔにわたって一定でない場合、（二次関数を使用して）二乗外挿を使用することができる。
【００８４】
コードおよびストローブＮＣＯ４５２に対するエクストラポレータは、同様の方法で動作する。
τＮＣＯ２（ｔｊ＋１）＝τＮＣＯ２（ｔｊ）
τ′ＮＣＯ２＝０
τＮＣＯ２（ｔｊ）＝τＡ（ｔｊ）
ここで、τはコード遅延であり、τ′はｔに対するτの導関数である。表記を単純にするため、τＮＣＯ２はコードおよびストローブＮＣＯ４５４のコード遅延のことを言い、τＡはアンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号のコード遅延のことを言う。多くの実際の場合、インターバルΔｔにわたるコード遅延変化の速度は無視することができ、ゼロに設定することもできることに留意されたい。アンテナ・ユニット間の距離が疑似範囲測定エラーよりはるかに短い場合、コードおよびストローブＮＣＯエクストラポレータを使用する必要がない。というのは、アンテナ・ユニットが切り換えられる場合に遅延変化を無視することができるからである。一般に、現在の時間に対するコード遅延の外挿された値は、入力制御信号としてコードおよびストローブＮＣＯ４５２に送信される。
【００８５】
外挿された搬送波位相および周波数は、ＰＬＬ切断の場合に算出され、ＰＬＬを接続する場合で搬送波ＮＣＯ４５４に記録される。搬送波ＮＣＯ４５４は、位相および周波数の両方で独立制御を行うべきである。一実施形態では、ＰＬＬループ・フィルタ４１０６ＡおよびＰＬＬループ・フィルタ４１０６Ｂは、二次フィルタによって実施される。クロック発生器１６０は、ＰＬＬを切断および接続する瞬間を判断し、エクストラポレータ４１１６Ａ、エクストラポレータ４１１６Ｂ、エクストラポレータ４１１８Ａ、およびエクストラポレータ４１１８Ｂを操作するのに必要な一時停止継続時間を判断する。クロック発生器１６０とクロック発生器の間の接続は、図には示していない。
【００８６】
図４Ａ〜図４Ｃに示す実施形態では、結合乗算器４５０、搬送波ＮＣＯ４５４、およびコードおよびストローブＮＣＯ４５２は通常、ハードウェア内で実施される。アンテナ・ユニット１０２のセットから受信した全ての信号を処理するので、ハードウェア・モジュールの数は、アンテナ・ユニットの数Ｎとは独立している。ハードウェア利用はしたがって、増加する。
【００８７】
図５Ａ〜図５Ｃは、別の実施形態を示している。図５Ａに示したアーキテクチャ全体は、デジタル処理ブロック５４０の内部構造がデジタル処理ブロック４４０のものと異なることを除いて、図４Ａに示したものと同様である。デジタル処理ブロック５４０は、デジタル処理サブブロック５４２およびデジタル処理サブブロック５４４に分割される。ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦデジタル信号１２１は、デジタル処理サブブロック５４２の入力５４１に供給される。クロック発生器１６０からのクロック信号１６１は、デジタル処理サブブロック４４２の入力５３０、およびデジタル処理サブブロック５４４の入力５３２に供給される。デジタル処理サブブロック５４２の出力５０１Ａ、出力５０１Ｂ、出力５０３、出力５０４Ａ、および出力５０４Ｂは、それぞれデジタル処理サブブロック５４４の入力５１１Ａ、入力５１１Ｂ、入力５１３、入力５１４Ａ、および入力５１４Ｂに送信される。デジタル処理サブブロック５４４の出力５１６Ａ、出力５１６Ｂ、出力５１８Ａ、および出力５１８Ｂは、それぞれデジタル処理サブブロック５４２の入力５０６Ａ、入力５０６Ｂ、入力５０８Ａ、および入力５０８Ｂに送信される。デジタル処理サブブロック５４４の出力５２１Ａ、出力５２２、出力５２３Ａ、出力５２１Ｂ、および出力５２３Ｂは、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【００８８】
デジタル処理ブロック５４０の詳細については図５Ｂおよび図５Ｃを参照されたい。結合乗算器５５０の出力は、同相乗算器出力ｉ、直交乗算器出力ｑ、およびコード乗算器出力ｄｉである。これらの乗算器出力は、それぞれ累算器５６２、累算器５６０、および累算器５６４に供給される。累算器５６０の出力（直交相関信号Ｑ）は、セパレータ・スイッチ５７０の入力ポート５７２に供給される。クロック信号１６１に応じて、セパレータ・スイッチ５７０の出力は、出力ポート５７４Ａと出力ポート５７４Ｂの間で切り換わる。同様に、累算器５６４の出力（コード相関信号ｄＩ）は、セパレータ・スイッチ５８０の入力ポート５８２に供給される。クロック信号１６１に応じて、セパレータ・スイッチ５８０の出力は、出力ポート５８４Ａと出力ポート５８４Ｂの間で切り換わる。アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０、セパレータ・スイッチ５７０、およびセパレータ・スイッチ５８０は同期して動作する。
【００８９】
アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号が処理されている場合、セパレータ・スイッチ５７０の出力は出力ポート５７４Ａに切り換えられ、直交相関信号ＱＡはスクリーニング・ブロック５１０６Ａ、弁別器５１０８Ａ、およびＰＬＬループ・フィルタ５１１０Ａによって連続して処理される。ＰＬＬループ・フィルタ５１１０Ａの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。同様にセパレータ・スイッチ５８０の出力は出力ポート５８４Ａに切り換えられ、コード相関信号ｄＩＡはスクリーニング・ブロック５１１４Ａ、弁別器５１１６Ａ、およびＤＬＬループ・フィルタ５１１８Ａによって連続して処理される。ＤＬＬループ・フィルタ５１１８Ａの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。スクリーニング・ブロックは、図３Ｂに関して上に記載したように、無効測定をなくす。
【００９０】
アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号が処理されている場合、セパレータ・スイッチ５７０の出力は出力ポート５７４Ｂに切り換えられ、直交相関信号ＱＢはスクリーニング・ブロック５１０６Ｂ、弁別器５１０８Ｂ、およびＰＬＬループ・フィルタ５１１０Ｂによって連続して処理される。ＰＬＬループ・フィルタ５１１０Ｂの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。同様にセパレータ・スイッチ５８０の出力は出力ポート５８４Ｂに切り換えられ、コード相関信号ｄＩＢはスクリーニング・ブロック５１１４Ｂ、弁別器５１１６Ｂ、およびＤＬＬループ・フィルタ５１１８Ｂによって連続して処理される。ＤＬＬループ・フィルタ５１１８Ｂの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【００９１】
共通の同相相関信号Ｉは切り換えられない。累算器５６２の出力は、データ処理ブロック１９２によって処理される。データ処理ブロック１９２の出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【００９２】
エクストラポレータ５１２０Ａ、エクストラポレータ５１２２Ａ、エクストラポレータ５１２０Ｂ、エクストラポレータ５１２２Ｂ、コミューテータ・スイッチ５９０、およびコミューテータ・スイッチ５１００は、それぞれエクストラポレータ４１１６Ａ、エクストラポレータ４１１８Ａ、エクストラポレータ４１１６Ｂ、エクストラポレータ４１１８Ｂ、コミューテータ・スイッチ４８０、コミューテータ・スイッチ４９０、搬送波ＮＣＯ４５２、およびコードおよびストローブＮＣＯ４５４を参照して図４Ｂおよび図４Ｃで上に記載したように、搬送波ＮＣＯ５５４およびコードおよびストローブＮＣＯ５５２に入力制御信号を提供する。
【００９３】
図５Ａ〜図５Ｃに示す実施形態では、結合乗算器５５０、搬送波ＮＣＯ５５４、コードおよびストローブＮＣＯ５５２、累算器５６０、累算器５６２、および累算器５６４は典型的には、ハードウェア内で実施される。アンテナ・ユニット１０２のセットから受信した全ての信号を処理するので、ハードウェア・モジュールの数は、アンテナ・ユニットの数Ｎとは独立している。ハードウェア利用はしたがって、図４Ａ〜図４Ｃに示す実施形態に対してさらに増加する。
【００９４】
上に論じた５つの実施形態では、いくつかの共通の要素が、アンテナ・ユニット１０２のセット内の全てのアンテナ・ユニットに対する追跡システムで使用されているが、受信機は、各アンテナ・ユニットに対して別に位相および遅延測定を発生する。配向および位置算出ブロック１５０は、アンテナ・ユニット１０２のセット内の各アンテナ・ユニットの空間位置、およびアンテナ・ユニット１０２のセットの配向を算出するためにこれらの測定を使用する。これらの実施形態では、各アンテナ・ユニットの個別のＤＬＬは、アンテナ・ユニット１０２のセット全体によって受信される信号エネルギーを利用しない。
【００９５】
いくつかの応用例では、各アンテナ・ユニットの個別の位置を判断する必要がなく、アンテナ・ユニットのセットの中心の位置だけを判断する必要がある。本明細書では、アンテナ・ユニットのセットの中心はセット中心と呼ばれる。それゆえ受信機設計を単純化することができる。２つの適切な実施形態を以下に記載する。
【００９６】
これらの実施形態では、配向および位置算出ブロック１５０は、共通のＤＬＬによって測定されるコード遅延により、セット中心の位置を判断する。各アンテナ・ユニットに対して個別に判断される位相測定を使用して、別のアンテナ・ユニットに対する１つのアンテナ・ユニットの相対空間位置を算出する。これらの相対空間位置から、アンテナ・ユニットのセットの配向を判断することができる。
【００９７】
図６Ａ〜図６Ｃは、アンテナ・ユニットのセットによって受信される信号エネルギー全体が、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチによって選択されたアンテナ・ユニットとは関係なく、コード遅延を測定するためにＤＬＬ内で使用される一実施形態を示している。図６Ａに示すアーキテクチャ全体は、デジタル処理ブロック６４０の内部構造がデジタル処理ブロック４４０のものと異なることを除いて、図４Ａに示したものと同様である。デジタル処理ブロック６４０は、デジタル処理サブブロック６４２およびデジタル処理サブブロック６４４に分割される。ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦデジタル信号１２１は、デジタル処理サブブロック６４２の入力６４１に供給される。クロック発生器１６０からのクロック信号１６１は、デジタル処理サブブロック６４２の入力６３０に供給される。デジタル処理サブブロック６４２の出力６０１Ａ、出力６０１Ｂ、出力６０３、および出力６０４は、それぞれデジタル処理サブブロック６４４の入力６１１Ａ、入力６１１Ｂ、入力６１３、および入力６１４に送信される。デジタル処理サブブロック６４４の出力６１５、出力６１６Ａ、および出力６１６Ｂは、それぞれデジタル処理サブブロック６４２の入力６０５、入力６０６Ａ、および入力６０６Ｂに送信される。デジタル処理サブブロック６４４の出力６２１Ａ、出力６２２、出力６２３、および出力６２１Ｂは、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【００９８】
デジタル処理ブロック６４０の詳細については図６Ｂおよび図６Ｃを参照されたい。結合乗算器６５０の出力は、同相乗算器出力ｉ、直交乗算器出力ｑ、およびコード乗算器出力ｄｉである。切り換えられない同相コード乗算器出力ｉは、累算器６６２に供給される。また切り換えられないコード乗算器出力ｄｉは、累算器６６４に供給される。
【００９９】
直交乗算器出力ｑは、セパレータ・スイッチ６７０の入力ポート６７２に供給される。クロック信号１６１に応じて、セパレータ・スイッチ６７０の出力は、出力ポート６７４Ａと出力ポート６７４Ｂの間で切り換わる。アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０、セパレータ・スイッチ６７０、およびコミューテータ・スイッチ６８０（以下を参照）は同期して動作する。
【０１００】
アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号が処理されている場合、スイッチ６７０の出力は出力ポート６７４Ａに切り換えられ、対応する直交乗算器出力ｑＡは累算器６１０２Ａに入力される。累算器６１０２Ａの出力（直交相関信号ＱＡ）は、弁別器６１０４ＡおよびＰＬＬループ・フィルタ６１０６Ａによって連続して処理される。ＰＬＬループ・フィルタ６１０６Ａの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。同様に、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号が処理されている場合、スイッチ６７０の出力は出力ポート６７４Ｂに切り換えられ、対応する直交乗算器出力ｑＢは累算器６１０２Ｂに入力される。累算器６１０２Ｂの出力（直交相関信号ＱＢ）は、弁別器６１０４ＢおよびＰＬＬループ・フィルタ６１０６Ｂによって連続して処理される。ＰＬＬループ・フィルタ６１０６Ｂの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【０１０１】
上に論じたように、同相乗算器出力ｉは切り換えられない。アンテナ・ユニットＡ１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂの両方からの同相乗算器出力は、共通の累算器６６２内に累算される。累算器６６２の出力（共通の同相相関信号Ｉ）は、データ処理ブロック１９２によって処理され、データ処理ブロック１９２の出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【０１０２】
上に論じたように、コード乗算器出力ｄｉも切り換えられない。アンテナ・ユニットＡ１０４Ａおよびアンテナ・ユニットＢ１０４Ｂの両方からのコード乗算器出力は、共通の累算器６６４内に累算される。累算器６６４の出力（共通のコード相関信号ｄｉ）は、弁別器６１１０およびＤＬＬループ・フィルタ６１１２によって連続して処理される。ＤＬＬループ・フィルタ６１１２の出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【０１０３】
コードおよびストローブＮＣＯ６５２では、ＤＬＬループ・フィルタ６１１２の出力は、入力制御信号に使用される。搬送波ＮＣＯ６５４では、入力制御信号は、アンテナ・ユニット１０４Ａからの信号を処理する場合にはエクストラポレータ６１１４Ａの出力であり、アンテナ・ユニット１０４Ｂからの信号を処理する場合にはエクストラポレータ６１１４Ｂの出力である。エクストラポレータ６１１４Ａの出力は、コミューテータ・スイッチ６８０の入力ポート６８４Ａに供給され、エクストラポレータ６１１４Ｂの出力は入力ポート６８４Ｂに供給される。クロック信号１６１に応じて、（搬送波ＮＣＯ６５４を供給する）出力ポート６８２は、入力ポート６８４Ａと入力ポート６８４Ｂの間で切り換わる。
【０１０４】
別の実施形態が、図７Ａ〜図７Ｃに示されている。図７Ａに示すアーキテクチャ全体は、デジタル処理ブロック７４０の内部構造がデジタル処理ブロック５４０のものと異なることを除いて、図５Ａに示したものと同様である。デジタル処理ブロック７４０は、デジタル処理サブブロック７４２およびデジタル処理サブブロック７４４に分割される。ＲＦ処理およびデジタル化ブロック１２０からの出力ＲＦデジタル信号１２１は、デジタル処理サブブロック７４２の入力７４１に供給される。クロック発生器１６０からのクロック信号１６１は、デジタル処理サブブロック７４２の入力７３０およびデジタル処理サブブロック７４４の入力７３２に供給される。デジタル処理サブブロック７４２の出力７０１Ａ、出力７０１Ｂ、出力７０３、および出力７０４は、それぞれデジタル処理サブブロック７４４の入力７１１Ａ、入力７１１Ｂ、入力７１３、および入力７１４に送信される。デジタル処理サブブロック７４４の出力７１５、出力７１６Ａ、および出力７１６Ｂは、それぞれデジタル処理サブブロック７４２の入力７０５、入力７０６Ａ、および入力７０６Ｂに送信される。デジタル処理サブブロック７４４の出力７２１Ａ、出力７２２、出力７２３、および出力７２１Ｂは、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【０１０５】
デジタル処理ブロック７４０の詳細については図７Ｂおよび図７Ｃを参照されたい。結合乗算器７５０の出力は、同相乗算器出力ｉ、直交乗算器出力ｑ、およびコード乗算器出力ｄｉである。同相乗算器出力ｉは、累算器７６２に供給される。累算器７６２の出力（共通の同相相関信号Ｉ）は切り換えられない。累算器７６２の出力はデータ処理ブロック１９２によって処理され、データ処理ブロック１９２の出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【０１０６】
コード乗算器出力ｄｉは、累算器７６４に入力される。累算器７６４の出力（共通のコード相関信号ｄＩ）は切り換えられない。累算器７６４の出力は、弁別器７１１２およびＤＬＬループ・フィルタ７１１４によって連続して処理される。ＤＬＬループ・フィルタ７１１４の出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。
【０１０７】
直交乗算器出力ｑは、累算器７６０に入力される。累算器７６０の出力（直交相関信号Ｑ）は、セパレータ・スイッチ７７０の入力ポート７７２に供給される。クロック信号１６１に応じて、セパレータ・スイッチ７７０の出力は、出力ポート７７４Ａと出力ポート７７４Ｂの間で切り換わる。アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０、セパレータ・スイッチ７７０、およびコミューテータ・スイッチ７８０（以下を参照）は、同期して切り換わる。
【０１０８】
アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号が処理されている場合、セパレータ・スイッチ７７０の出力は出力ポート７７４Ａに切り換えられ、対応する直交相関信号ＱＡはスクリーニング・ブロック７１０２Ａ、弁別器７１０４Ａ、およびＰＬＬループ・フィルタ７１０６Ａによって連続して処理される。ＰＬＬループ・フィルタ７１０６Ａの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号が処理されている場合、セパレータ・スイッチ７７０の出力は出力ポート７７４Ｂに切り換えられ、対応する直交相関信号ＱＢはスクリーニング・ブロック７１０２Ｂ、弁別器７１０４Ｂ、およびＰＬＬループ・フィルタ７１０６Ｂによって連続して処理される。ＰＬＬループ・フィルタ７１０６Ｂの出力は、配向および位置算出ブロック１５０に送信される。上に論じたように、スクリーニング・ブロックは、別の処理からの無効測定をなくす。
【０１０９】
コードおよびストローブＮＣＯ７５２では、ＤＬＬループ・フィルタ７１１４の出力は、入力制御信号に使用される。搬送波ＮＣＯ７５４では、入力制御信号は、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａからの信号を処理する場合にはエクストラポレータ７１１６Ａの出力であり、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂからの信号を処理する場合にはエクストラポレータ７１１６Ｂの出力である。エクストラポレータ７１１４Ａの出力は、コミューテータ・スイッチ７８０の入力ポート７８４Ａに供給され、エクストラポレータ７１１６Ｂの出力は入力ポート７８４Ｂに供給される。クロック信号１６１に応じて、（搬送波ＮＣＯ７５４を供給する）出力ポート７８２は、入力ポート７８４Ａと入力ポート７８４Ｂの間で切り換わる。
【０１１０】
図９Ａ〜図９Ｃに示すフローチャートは、アンテナ・ユニットのセットによって受信される衛星信号を処理する方法の一実施形態を要約している。この方法は、図１Ａおよび図１Ｂに示す機能ブロック図に対応する。フローチャートでは、「第１の」は、アンテナ・ユニットＡ１０４Ａによってグローバル・ナビゲーション衛星から受信される衛星信号を処理するための、システムおよびシステム要素に対応し、「第２の」は、アンテナ・ユニットＢ１０４Ｂによってグローバル・ナビゲーション衛星から受信される衛星信号を処理するための、システムおよびシステム要素に対応する。前に論じたように、当業者は、Ｎ個のアンテナ・ユニットを備えたアンテナのセットによって受信される衛星信号を処理するために、本発明の実施形態を発展させることができる。以下の議論では、図１Ａおよび図１Ｂの機能ブロックが、その機能を実施する等価モジュールによって参照される（同じ付記参照番号が保持されている）。
【０１１１】
ステップ９０２では、アンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０は第１の入力ポート１１２Ａに切り換えられ、セパレータ・スイッチ１３０は第１の出力ポート１３４Ａに切り換えられる。ステップ９０４では、衛星信号は第１のアンテナ・ユニット１０４Ａから受信され、ステップ９０６では、ＲＦ処理およびデジタル化モジュール１２０によって処理される。プロセスはその後、ステップ９０８に進み、ここでＲＦ処理およびデジタル化された信号（出力ＲＦデジタル信号１２１）は、第１の結合乗算器１７４Ａの入力１４１Ａに送信される。
【０１１２】
プロセスはその後、ステップ９１０に進み、ここで出力ＲＦデジタル信号１２１は、第１の搬送波ＮＣＯ１７６Ａによって発生された第１の搬送波基準信号、および第１のコードおよびストローブＮＣＯ１７２Ａによって発生された第１のコードおよびストローブ基準信号でかけられる。乗算プロセスにより、以下の出力、第１の同相乗算器出力、第１の直交乗算器出力、および第１のコード乗算器出力が生成される。
【０１１３】
プロセスはその後、ステップ９１２に進む。第１の同相乗算器出力は、共通の累算器１９０に累算されて、共通の同相相関信号を発生する。第１の直交乗算器出力は、第１の直交累算器１８０Ａに累算されて、第１の直交相関信号を発生する。第１のコード乗算器出力は、第１のコード累算器１７８Ａに累算されて、第１のコード相関信号を発生する。
【０１１４】
プロセスはその後、ステップ９１４に進む。共通の同相相関信号は、データ処理モジュール１９２によって処理されて、衛星データを含む情報シンボルを発生させ、これらの情報シンボルは配向および位置モジュール１５０に送信される。第１の直交相関信号は、共通の同相相関信号と共に、第１のＰＬＬ弁別器１８４Ａおよび第１のＰＬＬループ・フィルタ１８８Ａによって連続して処理されて、配向および位置算出モジュール１５０に送信される第１の搬送波位相を発生する。第１のＰＬＬループ・フィルタ１８８Ａの出力はまた、入力制御信号として第１の搬送波ＮＣＯ１７６Ａに送信される。第１のコード相関信号は、共通の同相相関信号と共に、第１のＤＬＬ弁別器１８２Ａおよび第１のＤＬＬループ・フィルタ１８６Ａによって連続して処理されて、配向および位置算出モジュール１５０に送信される第１のコード遅延を発生する。第１のＤＬＬループ・フィルタ１８６Ａの出力はまた、入力制御信号として第１のコードおよびストローブＮＣＯ１７２Ａに送信される。
【０１１５】
プロセスはその後、ステップ９１６に進み、ここでアンテナ・マルチプレクサ・スイッチ１１０は第２の入力ポート１１２Ｂに切り換えられ、セパレータ・スイッチ１３０は第２の出力ポート１３４Ｂに切り換えられる。ステップ９１８では、衛星信号は第２のアンテナ・ユニット１０４Ｂから受信され、ステップ９２０では、ＲＦ処理およびデジタル化モジュール１２０によって処理される。プロセスはその後、ステップ９２２に進み、ここでＲＦ処理およびデジタル化された信号（出力ＲＦデジタル信号１２１）は、第２の結合乗算器１７４Ｂの入力１４１Ｂに送信される。
【０１１６】
プロセスはその後、ステップ９２４に進み、ここで出力ＲＦデジタル信号１２１は、第２の搬送波ＮＣＯ１７６Ｂによって発生された第２の搬送波基準信号、および第２のコードおよびストローブＮＣＯ１７２Ｂによって発生された第２のコードおよびストローブ基準信号でかけられる。乗算プロセスにより、以下の出力、第２の同相乗算器出力、第２の直交乗算器出力、および第２のコード乗算器出力が生成される。
【０１１７】
プロセスはその後、ステップ９２６に進む。第２の同相乗算器出力は、共通の累算器１９０に累算されて、共通の同相相関信号を発生する。第２の直交乗算器出力は、第２の直交累算器１８０Ｂに累算されて、第２の直交相関信号を発生する。第２のコード乗算器出力は、第２のコード累算器１７８Ｂに累算されて、第２のコード相関信号を発生する。
【０１１８】
プロセスはその後、ステップ９２８に進む。共通の同相相関信号は、データ処理モジュール１９２によって処理されて、衛星データを含む情報シンボルを発生させ、これらの情報シンボルは配向および位置モジュール１５０に送信される。第２の直交相関信号は、共通の同相相関信号と共に、第２のＰＬＬ弁別器１８４Ｂおよび第２のＰＬＬループ・フィルタ１８８Ｂによって連続して処理されて、配向および位置算出モジュール１５０に送信される第２の搬送波位相を発生する。第２のＰＬＬループ・フィルタ１８８Ｂの出力はまた、入力制御信号として第２の搬送波ＮＣＯ１７６Ｂに送信される。第２のコード相関信号は、共通の同相相関信号と共に、第２のＤＬＬ弁別器１８２Ｂおよび第２のＤＬＬループ・フィルタ１８６Ｂによって連続して処理されて、配向および位置算出モジュール１５０に送信される第２のコード遅延を発生する。第２のＤＬＬループ・フィルタ１８６Ｂの出力はまた、入力制御信号として第２のコードおよびストローブＮＣＯ１７２Ｂに送信される。
【０１１９】
当業者は、図２Ａ〜図２Ｃ、図３Ａおよび図３Ｂ、図４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ〜図５Ｃ、図６Ａ〜図６Ｃ、および図７Ａ〜図７Ｃの機能略図に対応する実施形態を要約するために、図９Ａ〜図９Ｃに示すものと同様のフローチャートを発展させることができる。
【０１２０】
前述の詳細説明は、全ての点において、限定的ではなく図示的および例示的ものとして理解されるものであり、本明細書で開示する本発明の範囲は、詳細な説明から判断するものではなく、特許法によって認められた完全な範囲により解釈される特許請求の範囲により判断されたい。本明細書に図示および記載した実施形態は、本発明の原理を単に例示的に示したものであり、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、様々な変更を当業者によって行うことができることを理解されたい。当業者は、本発明の範囲および趣旨から逸脱せずにその他の様々な特徴の組合せを実施することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【国際調査報告】
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