JP2002529752A - 衛星無線航法システムの擬似雑音信号の受信器 - Google Patents
衛星無線航法システムの擬似雑音信号の受信器Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、座標と時間とを決定するために用いられる衛星無線航法システムから疑似雑音信号の受信するための受信器に関し、前記受信器は、GPS,GLONASSシステムを用い、かつ、小型の寸法であり、サンプリング回路のような複雑な素子を一切備えない。無線周波数変換器2の信号出力とクロック出力とは、Nチャンネルディジタル相関器3の第1および第2信号入力とクロック入力とに各々接続されている。無線周波数変換器2の第2信号−周波数変換器の各チャンネル8,9にはミキサーが供給されている。前記ミキサーの出力は、直列接続された増幅器と閾値装置とを介してチャンネル出力に接続されている。第2信号−周波数変換器のミキサーの基準入力は、クロック信号とヘテロダイン周波数信号とを生成する装置10における第2ヘテロダイン周波数信号の出力に接続されている。第1および第2周波数分割装置もまた、装置10に接続されている。
Description
【0001】
本発明は、無線航法の分野に関し、かつより詳細には、衛星無線航法システム
(satellite radio navigation systems)(SRNS)GPS(米国)およびG
LONASS(ロシア)の擬似雑音信号の受信器に関する。この受信器は、L1
周波数範囲におけるこれらのシステムのC/Aコードの信号の同時受信を行うも
のである。
(satellite radio navigation systems)(SRNS)GPS(米国)およびG
LONASS(ロシア)の擬似雑音信号の受信器に関する。この受信器は、L1
周波数範囲におけるこれらのシステムのC/Aコードの信号の同時受信を行うも
のである。
【0002】
SRNS GLONASS("Global Navigation Satellite System "GLONASS"
. Interface Control Document. KNITS VKS Russia", 1995 を参照)[1]およ
びGPS("Global Position System. Standard Positioning Service. Signal
Specification" USA, 1993 を参照)[2]の擬似雑音信号の受信器は、現在で
は、座標(緯度、経度、高度)と対象物の速度と時間とを見出すために広く用い
られている。SRNS GPSとGLONASSとの間の基本的な相違点は、近
接してはいるが異なったL1帯域上の周波数の利用と、異なった疑似雑音変調コ
ードの利用と、システム内における異なった衛星の信号の符号および周波数を双
方とも分割することの利用とにある。したがって、L1周波数帯域上における動
作中に、SRNS GPS衛星は、1575.42MHzの搬送周波数上の異な
る疑似雑音コードにより変調された信号を伝送し、その一方で、SRNS GL
ONASS衛星は、近接した周波数領域に存在する異なる搬送(レタード(lett
ered))周波数上の同じ疑似雑音コードにより変調された信号を伝送する。
. Interface Control Document. KNITS VKS Russia", 1995 を参照)[1]およ
びGPS("Global Position System. Standard Positioning Service. Signal
Specification" USA, 1993 を参照)[2]の擬似雑音信号の受信器は、現在で
は、座標(緯度、経度、高度)と対象物の速度と時間とを見出すために広く用い
られている。SRNS GPSとGLONASSとの間の基本的な相違点は、近
接してはいるが異なったL1帯域上の周波数の利用と、異なった疑似雑音変調コ
ードの利用と、システム内における異なった衛星の信号の符号および周波数を双
方とも分割することの利用とにある。したがって、L1周波数帯域上における動
作中に、SRNS GPS衛星は、1575.42MHzの搬送周波数上の異な
る疑似雑音コードにより変調された信号を伝送し、その一方で、SRNS GL
ONASS衛星は、近接した周波数領域に存在する異なる搬送(レタード(lett
ered))周波数上の同じ疑似雑音コードにより変調された信号を伝送する。
【0003】 L1周波数範囲に対するSRNS GLONASSシステムにおけるレタード
周波数の正常値は、以下の規則にしたがって設定される。
周波数の正常値は、以下の規則にしたがって設定される。
【数1】 ここで、fj,iは、公称周波数値であり、 fj,0は、ゼロのレタード周波数であり、 iは、レター数であり、 Δfjは、レタード周波数間の間隔である。 L1周波数範囲に対して、f1,0=1602MHzであり、Δf1=0.5625
MHzである。
MHzである。
【0004】 SRNS GPSにおける符号分割とSRNS GLONASSにおける周波数
分割とにより規定された、SRNS GPS信号とGLONASS信号との間に
存在する相違点は、無線航法測定を実行することを可能にするためのこれらのS
RNS信号の受信と対比処理とのために用いられる異なったハードウェアという
結果となる。
分割とにより規定された、SRNS GPS信号とGLONASS信号との間に
存在する相違点は、無線航法測定を実行することを可能にするためのこれらのS
RNS信号の受信と対比処理とのために用いられる異なったハードウェアという
結果となる。
【0005】 無線周波数変換器を具備する疑似ランダム雑音信号の受信器が、従来技術にお
いて公知であり、この無線周波数変換器は、低雑音増幅器と、フィルタと、第1
ミキサーと、第1中間周波数増幅器と、直角位相ミキサー(quadrature mixer)
と、同相および直角位相チャンネル用の2つの量子化器と、第1ヘテロダイン周
波数(1401.51MHz)を生成するための信号整形器(signal shaper)
と、第1ヘテロダイン周波数の信号から第2ヘテロダイン周波数の信号を生成す
るためのディバイダ(divider)と、相関処理ユニットとを備える(例えば、"Gl
obal Positioning System (GPS) Receiver RF Front End. Analog-Digital Conv
erter, (Fig.1) Rockwell International Proprietary Information Order Numb
er. May 31, 1995" から)[3]。
いて公知であり、この無線周波数変換器は、低雑音増幅器と、フィルタと、第1
ミキサーと、第1中間周波数増幅器と、直角位相ミキサー(quadrature mixer)
と、同相および直角位相チャンネル用の2つの量子化器と、第1ヘテロダイン周
波数(1401.51MHz)を生成するための信号整形器(signal shaper)
と、第1ヘテロダイン周波数の信号から第2ヘテロダイン周波数の信号を生成す
るためのディバイダ(divider)と、相関処理ユニットとを備える(例えば、"Gl
obal Positioning System (GPS) Receiver RF Front End. Analog-Digital Conv
erter, (Fig.1) Rockwell International Proprietary Information Order Numb
er. May 31, 1995" から)[3]。
【0006】 この装置は、無線航法測定を実行するためのSRNS GPS信号の受信と対
比処理とに関する技術的問題を解決する。この装置によって、SRNS GLO
NASS信号の受信と対比処理とに関する問題を解決することはできない。
比処理とに関する技術的問題を解決する。この装置によって、SRNS GLO
NASS信号の受信と対比処理とに関する問題を解決することはできない。
【0007】 さらに、SRNS GLONASS疑似雑音信号の受信器(《Single-Channel
Users' Apparatus 《ACH-37》 for the GLONASS Systems》)が、従来技術にお
いて公知である("Network Satellite Systems" by V.S.Shebshaevich, P.P.Dmi
triev, N.V.Ivantsevich et al. Moscow, "Radio i Syaz", 1993)[4]におけ
る146〜148頁の図9.2を参照)。この受信器は、アンテナと、低雑音増
幅器−変換器と、無線周波数変換器と、ディジタル処理装置と、航法プロセッサ
とを具備する。低雑音増幅器−変換器は、帯域フィルタと、増幅器と、第1ミキ
サーとを備える。無線周波数変換器は、中間周波数増幅器と、位相復調器と、ミ
ラーチャンネル位相抑制器を備えた第2ミキサーと、基準生成器の信号上で動作
するレタード周波数の制限器および同期装置とを備える。
Users' Apparatus 《ACH-37》 for the GLONASS Systems》)が、従来技術にお
いて公知である("Network Satellite Systems" by V.S.Shebshaevich, P.P.Dmi
triev, N.V.Ivantsevich et al. Moscow, "Radio i Syaz", 1993)[4]におけ
る146〜148頁の図9.2を参照)。この受信器は、アンテナと、低雑音増
幅器−変換器と、無線周波数変換器と、ディジタル処理装置と、航法プロセッサ
とを具備する。低雑音増幅器−変換器は、帯域フィルタと、増幅器と、第1ミキ
サーとを備える。無線周波数変換器は、中間周波数増幅器と、位相復調器と、ミ
ラーチャンネル位相抑制器を備えた第2ミキサーと、基準生成器の信号上で動作
するレタード周波数の制限器および同期装置とを備える。
【0008】 前記ディジタル処理装置は、疑似ランダムシーケンス生成器(pseudo-random
sequence generator:PSG)(この疑似ランダムシーケンス生成器は、PSG
システムのディジタルクロック信号生成器を備える)と、ディジタルドップラー
キャリアドリフト生成器と、ディジタルサンプルを記憶するための記憶装置を備
えた位相−符号変換器とを備える。前記航法プロセッサは、マイクロプロセッサ
シリーズ1806BM2に基づいている。
sequence generator:PSG)(この疑似ランダムシーケンス生成器は、PSG
システムのディジタルクロック信号生成器を備える)と、ディジタルドップラー
キャリアドリフト生成器と、ディジタルサンプルを記憶するための記憶装置を備
えた位相−符号変換器とを備える。前記航法プロセッサは、マイクロプロセッサ
シリーズ1806BM2に基づいている。
【0009】 前記レタード周波数シンセサイザは、受信されたSRNS GLONASS信
号のレタード周波数にしたがって、出力信号を生成する。シンセサイザにより生
成されるレタード周波数間の間隔は、0.125MHzに等しい。第1ヘテロダ
イン周波数信号は、シンセサイザ出力信号に4を掛けることにより生成され、そ
の一方で、第2ヘテロダイン周波数信号は、周波数シンセサイザの出力における
周波数を2で割ることにより生成される。受信器は、次の無線航法測定と位置決
定とのためのSRNS GLONASS信号の受信と相関処理とに関する技術的
問題を解決するが、この受信器は、SRNS GPS信号の受信と相関処理とに
関する問題を解決することはできない。
号のレタード周波数にしたがって、出力信号を生成する。シンセサイザにより生
成されるレタード周波数間の間隔は、0.125MHzに等しい。第1ヘテロダ
イン周波数信号は、シンセサイザ出力信号に4を掛けることにより生成され、そ
の一方で、第2ヘテロダイン周波数信号は、周波数シンセサイザの出力における
周波数を2で割ることにより生成される。受信器は、次の無線航法測定と位置決
定とのためのSRNS GLONASS信号の受信と相関処理とに関する技術的
問題を解決するが、この受信器は、SRNS GPS信号の受信と相関処理とに
関する問題を解決することはできない。
【0010】 SRNS GPSとSRNS GLONASSとの間の違いにも関わらず、これ
らの構成上の類似、すなわち、衛星の軌道グループと用いられた周波数範囲とに
関する弾道強化(ballistic build-up)は、これら2つのシステムの信号を処理
することが可能な受信器の作成に関連した問題を定式化しかつ解決することを可
能にする。得られる結果は、詳細には、最適な幾何学的パラメータ[4,page 1
60]を備えた作用衛星群を選択する可能性に起因して、対象物位置の画定に関す
る高い信頼性、認証性、および正確さとなる。
らの構成上の類似、すなわち、衛星の軌道グループと用いられた周波数範囲とに
関する弾道強化(ballistic build-up)は、これら2つのシステムの信号を処理
することが可能な受信器の作成に関連した問題を定式化しかつ解決することを可
能にする。得られる結果は、詳細には、最適な幾何学的パラメータ[4,page 1
60]を備えた作用衛星群を選択する可能性に起因して、対象物位置の画定に関す
る高い信頼性、認証性、および正確さとなる。
【0011】 ([4],page 158-161, Fig.9.8)に記載されている、L1周波数範囲にお
いて動作するSRNS GPS信号およびSRNS GLONASS信号の受信器
が、SRNS GPS信号およびSRNS GLONASS信号の受信と相関処理
とを実行する装置間で公知である。この受信器は、アンテナと、無線周波数変換
器と、基準生成器と、1次処理用のプロセッサとを具備する。この無線周波数変
換器は、SRNS GPS信号およびGLONASS信号の周波数分割を実行す
る周波数変換器(“送受切換器”)と、帯域フィルタと、GPSおよびGLON
ASSチャンネル内の増幅器と、ミキサーと、SRNS GPSまたはGLON
ASS信号をミキサーの信号入力に印加する配電盤と、第1ヘテロダイン信号を
GPSおよびGLONASSチャンネルのための基準入力ミキサーに印加する配
電盤とを具備する。ヘテロダイン周波数信号の適切な選択に起因して、第1中間
周波数(IF)は、SRNS GPSおよびGLONASS信号に対して一定で
あり、かつ、全ての後続の信号処理の動作は、双方のシステムに関して共通であ
る。1次信号処理のためのプロセッサは、ROMメモリユニットを備えたマルチ
プレクサと、レタード周波数のディジタル生成器と、ディジタル相関器と、PS
G生成器と、マイクロプロセッサとを備える。この装置の不都合な点は、各々の
SRNSの受信、変換、および相関信号処理が、同じ無線チャンネルを用いて連
続して実行され、これにより、航法情報を得るための後続処理のために必要とさ
れる時間が増大することである。さらに、この受信器は、SRNS GPSおよ
びSRNS GLONASS信号を同時に処理するために用いられる2つの異な
るヘテロダイン信号を生成するための、複雑な切換え高周波シンセサイザ(comp
licated switched high-frequency synthesizer)を備える。
いて動作するSRNS GPS信号およびSRNS GLONASS信号の受信器
が、SRNS GPS信号およびSRNS GLONASS信号の受信と相関処理
とを実行する装置間で公知である。この受信器は、アンテナと、無線周波数変換
器と、基準生成器と、1次処理用のプロセッサとを具備する。この無線周波数変
換器は、SRNS GPS信号およびGLONASS信号の周波数分割を実行す
る周波数変換器(“送受切換器”)と、帯域フィルタと、GPSおよびGLON
ASSチャンネル内の増幅器と、ミキサーと、SRNS GPSまたはGLON
ASS信号をミキサーの信号入力に印加する配電盤と、第1ヘテロダイン信号を
GPSおよびGLONASSチャンネルのための基準入力ミキサーに印加する配
電盤とを具備する。ヘテロダイン周波数信号の適切な選択に起因して、第1中間
周波数(IF)は、SRNS GPSおよびGLONASS信号に対して一定で
あり、かつ、全ての後続の信号処理の動作は、双方のシステムに関して共通であ
る。1次信号処理のためのプロセッサは、ROMメモリユニットを備えたマルチ
プレクサと、レタード周波数のディジタル生成器と、ディジタル相関器と、PS
G生成器と、マイクロプロセッサとを備える。この装置の不都合な点は、各々の
SRNSの受信、変換、および相関信号処理が、同じ無線チャンネルを用いて連
続して実行され、これにより、航法情報を得るための後続処理のために必要とさ
れる時間が増大することである。さらに、この受信器は、SRNS GPSおよ
びSRNS GLONASS信号を同時に処理するために用いられる2つの異な
るヘテロダイン信号を生成するための、複雑な切換え高周波シンセサイザ(comp
licated switched high-frequency synthesizer)を備える。
【0012】 当該の疑似雑音SRNS GPSおよびSRNS GLONASS信号の統合さ
れた受信器の中で、Riley S., Howard N., Aardoom E., Daly P., Silvestrin P
.により、"A Command GPS/GLONASS High Precision Receiver for Space Applic
ations", Proc. Of ION GPS-95, Palm Springs, CA, US, Sept. 12-15, 1995, p
p.835-844,[5]において説明されている装置もまた公知であり、この装置は、
双方のSRNS形式の信号の同時受信の問題を解決する。この受信器は、従来技
術として考えられている。
れた受信器の中で、Riley S., Howard N., Aardoom E., Daly P., Silvestrin P
.により、"A Command GPS/GLONASS High Precision Receiver for Space Applic
ations", Proc. Of ION GPS-95, Palm Springs, CA, US, Sept. 12-15, 1995, p
p.835-844,[5]において説明されている装置もまた公知であり、この装置は、
双方のSRNS形式の信号の同時受信の問題を解決する。この受信器は、従来技
術として考えられている。
【0013】 従来技術として考えられている、SRNS GPSおよびSRNS GLONA
SS信号の受信のための受信器のブロック図が、図1〜図3に示されている。こ
の従来技術による受信器(図1)は、アンテナ1と、無線周波数変換器2と、デ
ィジタイザ55と、Nチャンネルディジタル相関器とを、直列に接続された状態
で具備する。前記相関器は、N個のチャンネル(41,42...4N)と、プロ
セッサ5とを具備する。従来技術による受信器(図2)の無線周波数変換器2は
、入力ユニット6を具備し、この入力ユニットの入力は、アンテナ1と、第1信
号周波数変換のブロック7と、SRNS GPSおよびSRNS GLONASS
信号の周波数の第2変換の第1チャンネル8および第2チャンネル9それぞれと
、個々のクロック信号生成器と3つの別個のヘテロダイン周波数信号生成用ユニ
ットまたは3つの周波数シンセサイザ(これらは、図2には示されていない)と
を具備するクロックおよびヘテロダイン周波数信号の生成のための装備10とに
接続されている。SRNS GPSおよびGLONASS入力信号の予備的フィ
ルタリングのために用いられる入力ユニット6は、少なくとも1つの帯域フィル
タを具備する。
SS信号の受信のための受信器のブロック図が、図1〜図3に示されている。こ
の従来技術による受信器(図1)は、アンテナ1と、無線周波数変換器2と、デ
ィジタイザ55と、Nチャンネルディジタル相関器とを、直列に接続された状態
で具備する。前記相関器は、N個のチャンネル(41,42...4N)と、プロ
セッサ5とを具備する。従来技術による受信器(図2)の無線周波数変換器2は
、入力ユニット6を具備し、この入力ユニットの入力は、アンテナ1と、第1信
号周波数変換のブロック7と、SRNS GPSおよびSRNS GLONASS
信号の周波数の第2変換の第1チャンネル8および第2チャンネル9それぞれと
、個々のクロック信号生成器と3つの別個のヘテロダイン周波数信号生成用ユニ
ットまたは3つの周波数シンセサイザ(これらは、図2には示されていない)と
を具備するクロックおよびヘテロダイン周波数信号の生成のための装備10とに
接続されている。SRNS GPSおよびGLONASS入力信号の予備的フィ
ルタリングのために用いられる入力ユニット6は、少なくとも1つの帯域フィル
タを具備する。
【0014】 SRNS GPSおよびGLONASS信号の第1周波数変換のために用いら
れるユニット7は、少なくとも1つの増幅器とミキサーとを備えるべきである。
考慮の下における回路において、ユニット7は、第1増幅器14と、ミキサー1
5と、第2増幅器16とを、直列に接続された状態で具備する。SRNS GP
S信号の第2周波数変換器のチャンネル8は、フィルタ17と、ミキサー18と
を、直列に接続された状態で具備し、このミキサーの出力は、チャンネル8の出
力、すなわち、SRNS GPS信号の出力である。SRNS GLONASS信
号の第2周波数変換のチャンネル9は、フィルタ21と、ミキサー22とを、直
列に接続された状態で具備し、このミキサーの出力は、チャンネル9の出力、す
なわち、SRNS GLONASS信号の出力である。フィルタ17,21の入
力は、それぞれ第2信号周波数変換の第1チャンネル8および第2チャンネル9
の入力であり、これらの入力は、増幅器16の出力に、すなわち、第1信号周波
数変換のユニット7の出力に接続されている。増幅器14の入力、すなわち、ユ
ニット7の入力は、ユニット6の出力に接続されている。第1信号周波数変換の
ユニット7は、第1ヘテロダイン周波数の信号を生成するユニット(図2には示
されていない)の出力により形成された装備10の第1ヘテロダイン周波数の信
号出力に接続されている。第2信号周波数変換の第1チャンネル8および第2チ
ャンネル9のミキサー18,22の基準入力は、第2および第3ヘテロダイン周
波数の信号を生成するそれぞれのユニット(図2には示されていない)の出力に
より形成された装備10の第2および第3ヘテロダイン周波数の信号出力にそれ
ぞれ接続されている。第2信号周波数変換の第1チャンネル8および第2チャン
ネル9のミキサー18,22の出力、および、クロック信号生成器(図2には示
されていない)の出力により形成された装備10のクロック信号の出力は、従来
技術による受信器の無線周波数変換器2の信号出力およびクロック出力である。
これらの出力は、ディジタイザ55のそれぞれの信号およびクロック出力に接続
されている。
れるユニット7は、少なくとも1つの増幅器とミキサーとを備えるべきである。
考慮の下における回路において、ユニット7は、第1増幅器14と、ミキサー1
5と、第2増幅器16とを、直列に接続された状態で具備する。SRNS GP
S信号の第2周波数変換器のチャンネル8は、フィルタ17と、ミキサー18と
を、直列に接続された状態で具備し、このミキサーの出力は、チャンネル8の出
力、すなわち、SRNS GPS信号の出力である。SRNS GLONASS信
号の第2周波数変換のチャンネル9は、フィルタ21と、ミキサー22とを、直
列に接続された状態で具備し、このミキサーの出力は、チャンネル9の出力、す
なわち、SRNS GLONASS信号の出力である。フィルタ17,21の入
力は、それぞれ第2信号周波数変換の第1チャンネル8および第2チャンネル9
の入力であり、これらの入力は、増幅器16の出力に、すなわち、第1信号周波
数変換のユニット7の出力に接続されている。増幅器14の入力、すなわち、ユ
ニット7の入力は、ユニット6の出力に接続されている。第1信号周波数変換の
ユニット7は、第1ヘテロダイン周波数の信号を生成するユニット(図2には示
されていない)の出力により形成された装備10の第1ヘテロダイン周波数の信
号出力に接続されている。第2信号周波数変換の第1チャンネル8および第2チ
ャンネル9のミキサー18,22の基準入力は、第2および第3ヘテロダイン周
波数の信号を生成するそれぞれのユニット(図2には示されていない)の出力に
より形成された装備10の第2および第3ヘテロダイン周波数の信号出力にそれ
ぞれ接続されている。第2信号周波数変換の第1チャンネル8および第2チャン
ネル9のミキサー18,22の出力、および、クロック信号生成器(図2には示
されていない)の出力により形成された装備10のクロック信号の出力は、従来
技術による受信器の無線周波数変換器2の信号出力およびクロック出力である。
これらの出力は、ディジタイザ55のそれぞれの信号およびクロック出力に接続
されている。
【0015】 従来技術による受信器の無線周波数変換器2は、以下のように動作する: 所定の周波数範囲の信号の周波数フィルタリングを実行する入力ユニット6を
介しての、入力アンテナ1からの周波数範囲L1のSRNS GPSおよびGL
ONASS信号は、第1信号周波数変換のためのユニット7の入力に印加される
;前記ユニット7において、周波数範囲L1のSRNS GPSおよびGLON
ASS信号は、第1増幅器14において増幅され、ミキサー15における周波数
により変換され、かつ、第2増幅器16(中間周波数増幅器)において増幅され
る;前記ユニット7において実行される周波数の第1変換に関して、従来技術に
よる受信器は、装備10のそれぞれの出力から供給された第1ヘテロダイン周波
数fг1=1416MHzの信号を利用する。装備10において、第1ヘテロダ
イン周波数fг1の信号は、第1ヘテロダイン周波数−第1周波数シンセサイザ
(図2には示されていない)の別個の信号整形ユニットによって合成される;前
記ユニット7において変換された周波数帯域L1のSRNS GPSおよびGL
ONASS信号は、第2信号周波数変換のための第1チャンネル8および第2チ
ャンネル9の入力に、すなわち、フィルタ17,21の入力に印加される;これ
らのフィルタの各々は、SRNSの信号のフィルタリングを実行する、すなわち
、フィルタ17は、SRNS GPS信号をフィルタリングし、かつ、フィルタ
21は、SRNS GLONASS信号をフィルタリングする;フィルタ17,
21により帯域外干渉を軽減され、かつ、チャンネル8,9の各々におけるシス
テム(GPSおよびGLONASS)に割り当てられた変換済み信号は、チャン
ネル8,9における周波数の第2変換のために、ミキサー18,22の信号入力
にそれぞれ印加される。この目的のために、従来技術による受信器は、第2ヘテ
ロダイン周波数(fг2=173.9MHz)および第3ヘテロダイン周波数(
fг3=178.8MHz)の信号を利用し、これらの信号は、装備10に備え
られた第2および第3周波数シンセサイザ(図2には示されていない)である第
2ヘテロダイン周波数および第3ヘテロダイン周波数の信号を整形するそれぞれ
別個のユニットによって合成される。この場合において、第2ヘテロダイン周波
数fг2=173.9MHzの信号は、第1チャンネル8のミキサー18におい
てSRNS GPS信号を変換するために用いられ、その一方で、第3ヘテロダ
イン周波数fг3=178.8MHzの信号は、第2チャンネル9のミキサー2
2においてSRNS GLONASS信号を変換するために用いられる;前記ミ
キサー18,22によって変換され送信されたSRNS GPSおよびGLON
ASS信号は、それぞれチャンネル8,9の出力に印加される;例えば、水晶制
御発振器(図2には示されていない)のような別個のクロック信号生成器によっ
て装備10において生成されたクロック周波数FТの信号の他に、チャンネル8
,9における周波数により変換されたSRNS GPS信号およびGLONAS
S信号は、従来技術による受信器の無線周波数変換器2の出力における信号を生
成する;従来技術による受信器の無線周波数変換器2の出力信号は、ディジタイ
ザ55(図1)に印加され、最初にこれらの信号の4ビットアナログ−ディジタ
ル変換を、それぞれのアナログ−ディジタル変換器(ADC)において実行し、
次にこれらの信号の2つの直角成分(I),(Q)の2ビットサンプルを、ディ
ジタルフィルタにおいて整形する。無線周波数変換器2において生成されたクロ
ック周波数FТの信号は、アナログ−ディジタル変換を実施する場合のサンプリ
ングレートを設定するクロック信号として用いられる。航法情報を損なわずに4
ビットアナログ−ディジタル変換を実行するために、従来技術による受信器の無
線周波数変換器2の出力信号は、ナイキストの定理を満たすように、クロック周
波数FТを伴う周波数とスペクトルとにより整合される;この整合は、明確なク
ロックおよびヘテロダイン周波数の値を選択することによりもたらされる。ディ
ジタイザ55における次のアナログ−ディジタル変換の周波数を規定するクロッ
ク周波数値、すなわち、時間に関するサンプリングレートは、FТ=57.0M
Hzとして考えられる;この周波数に基づいて、第2信号周波数変換に関するヘ
テロダイン周波数fг2=173.9MHz,fг3=178.8MHzの整合値
が選択され、すなわちこれにより、第2中間周波数上におけるSRNS GPS
およびGLONASS信号の平均周波数は、14.25MHzに近づく。このこ
とは、FТ=57.0MHz(4×14.25MHz)によって、ディジタイザ
55の4ビットアナログ−ディジタル変換器における信号をディジタル化するこ
とと、ディジタイザ55のディジタイザフィルタにおいて、FТの半分、すなわ
ち、28.5MHz(2×14.25MHz)に等しいサンプリングレートによ
って、SRNS GPSおよびGLONASS信号の同相(I)および直角位相
(Q)成分の2ビットサンプルを生成することを可能にする;ディジタイザ55
から、SRNS GPSおよびGLONASS信号の同相(I)および直角位相
(Q)サンプルは、2ワイヤリンクを介して、Nチャンネルディジタル相関器3
の第1(GPS)および第2(GLONASS)信号入力へ供給され、このNチ
ャンネルディジタル相関器3は、そのチャンネル4の任意の組み合わせによって
、SRNS GPSおよびGLONASS衛星の信号のディジタル処理を行う;
FТ/2(28.5MHz)の周波数を伴うクロック信号は、ディジタル55の
クロック出力からNチャンネルディジタル相関器3の入力に印加される。
介しての、入力アンテナ1からの周波数範囲L1のSRNS GPSおよびGL
ONASS信号は、第1信号周波数変換のためのユニット7の入力に印加される
;前記ユニット7において、周波数範囲L1のSRNS GPSおよびGLON
ASS信号は、第1増幅器14において増幅され、ミキサー15における周波数
により変換され、かつ、第2増幅器16(中間周波数増幅器)において増幅され
る;前記ユニット7において実行される周波数の第1変換に関して、従来技術に
よる受信器は、装備10のそれぞれの出力から供給された第1ヘテロダイン周波
数fг1=1416MHzの信号を利用する。装備10において、第1ヘテロダ
イン周波数fг1の信号は、第1ヘテロダイン周波数−第1周波数シンセサイザ
(図2には示されていない)の別個の信号整形ユニットによって合成される;前
記ユニット7において変換された周波数帯域L1のSRNS GPSおよびGL
ONASS信号は、第2信号周波数変換のための第1チャンネル8および第2チ
ャンネル9の入力に、すなわち、フィルタ17,21の入力に印加される;これ
らのフィルタの各々は、SRNSの信号のフィルタリングを実行する、すなわち
、フィルタ17は、SRNS GPS信号をフィルタリングし、かつ、フィルタ
21は、SRNS GLONASS信号をフィルタリングする;フィルタ17,
21により帯域外干渉を軽減され、かつ、チャンネル8,9の各々におけるシス
テム(GPSおよびGLONASS)に割り当てられた変換済み信号は、チャン
ネル8,9における周波数の第2変換のために、ミキサー18,22の信号入力
にそれぞれ印加される。この目的のために、従来技術による受信器は、第2ヘテ
ロダイン周波数(fг2=173.9MHz)および第3ヘテロダイン周波数(
fг3=178.8MHz)の信号を利用し、これらの信号は、装備10に備え
られた第2および第3周波数シンセサイザ(図2には示されていない)である第
2ヘテロダイン周波数および第3ヘテロダイン周波数の信号を整形するそれぞれ
別個のユニットによって合成される。この場合において、第2ヘテロダイン周波
数fг2=173.9MHzの信号は、第1チャンネル8のミキサー18におい
てSRNS GPS信号を変換するために用いられ、その一方で、第3ヘテロダ
イン周波数fг3=178.8MHzの信号は、第2チャンネル9のミキサー2
2においてSRNS GLONASS信号を変換するために用いられる;前記ミ
キサー18,22によって変換され送信されたSRNS GPSおよびGLON
ASS信号は、それぞれチャンネル8,9の出力に印加される;例えば、水晶制
御発振器(図2には示されていない)のような別個のクロック信号生成器によっ
て装備10において生成されたクロック周波数FТの信号の他に、チャンネル8
,9における周波数により変換されたSRNS GPS信号およびGLONAS
S信号は、従来技術による受信器の無線周波数変換器2の出力における信号を生
成する;従来技術による受信器の無線周波数変換器2の出力信号は、ディジタイ
ザ55(図1)に印加され、最初にこれらの信号の4ビットアナログ−ディジタ
ル変換を、それぞれのアナログ−ディジタル変換器(ADC)において実行し、
次にこれらの信号の2つの直角成分(I),(Q)の2ビットサンプルを、ディ
ジタルフィルタにおいて整形する。無線周波数変換器2において生成されたクロ
ック周波数FТの信号は、アナログ−ディジタル変換を実施する場合のサンプリ
ングレートを設定するクロック信号として用いられる。航法情報を損なわずに4
ビットアナログ−ディジタル変換を実行するために、従来技術による受信器の無
線周波数変換器2の出力信号は、ナイキストの定理を満たすように、クロック周
波数FТを伴う周波数とスペクトルとにより整合される;この整合は、明確なク
ロックおよびヘテロダイン周波数の値を選択することによりもたらされる。ディ
ジタイザ55における次のアナログ−ディジタル変換の周波数を規定するクロッ
ク周波数値、すなわち、時間に関するサンプリングレートは、FТ=57.0M
Hzとして考えられる;この周波数に基づいて、第2信号周波数変換に関するヘ
テロダイン周波数fг2=173.9MHz,fг3=178.8MHzの整合値
が選択され、すなわちこれにより、第2中間周波数上におけるSRNS GPS
およびGLONASS信号の平均周波数は、14.25MHzに近づく。このこ
とは、FТ=57.0MHz(4×14.25MHz)によって、ディジタイザ
55の4ビットアナログ−ディジタル変換器における信号をディジタル化するこ
とと、ディジタイザ55のディジタイザフィルタにおいて、FТの半分、すなわ
ち、28.5MHz(2×14.25MHz)に等しいサンプリングレートによ
って、SRNS GPSおよびGLONASS信号の同相(I)および直角位相
(Q)成分の2ビットサンプルを生成することを可能にする;ディジタイザ55
から、SRNS GPSおよびGLONASS信号の同相(I)および直角位相
(Q)サンプルは、2ワイヤリンクを介して、Nチャンネルディジタル相関器3
の第1(GPS)および第2(GLONASS)信号入力へ供給され、このNチ
ャンネルディジタル相関器3は、そのチャンネル4の任意の組み合わせによって
、SRNS GPSおよびGLONASS衛星の信号のディジタル処理を行う;
FТ/2(28.5MHz)の周波数を伴うクロック信号は、ディジタル55の
クロック出力からNチャンネルディジタル相関器3の入力に印加される。
【0016】 図3には、Nチャンネルディジタル相関器3のチャンネル4のブロック図が示
されている。チャンネル4は、入力信号を切り換えるための入力信号スイッチ3
1と、データ交換ユニット32と、記憶ユニット33〜36と、ディジタルキャ
リア生成器39と、制御レジスタ40と、ディジタルコード生成器41と、基準
C/Aコード生成器(GPSおよびGLONASS)42と、プログラム可能遅
延線43と、ディジタルミキサー44,45と、相関器(ディジタル復調器)4
6〜49とを具備する。データ交換ユニット32は、それぞれのデータバスを介
して、制御レジスタ40の入力を制御しているディジタルキャリア生成器を制御
している記憶ユニット33〜36の出力と、ディジタルコード生成器41の制御
入力と、基準C/Aコード生成器の第1入力との他に、プロセッサ5にも接続さ
れている。入力信号スイッチ31の第1および第2入力(GPSおよびGLON
ASS)は、Nチャンネルディジタル相関器3のそれぞれの信号入力に接続され
ている。入力信号スイッチ31のこれらの入力には、サンプリングレートFТ/
2(28.5MHz)におけるSRNS GPSおよびGLONASS信号の同
相(I)および直角位相(Q)成分の2ビットサンプルが印加されている。入力
信号スイッチ31の制御入力は、制御レジスタ40の出力の1つに接続されてい
る。制御レジスタ40の他の出力は、プログラム可能遅延線43のそれぞれの入
力と、基準C/Aコード生成器とに接続されている。入力信号スイッチ31の出
力は、ディジタルミキサー44,45の第1出力に接続されており、このディジ
タルミキサー44,45の第2出力には、ディジタルキャリア生成器39のそれ
ぞれの出力から基準周波数信号“cos”,“sin”が供給されている。記憶ユニッ
ト33〜36のクロック入力、ディジタルキャリア生成器39、ディジタルコー
ド生成器41、およびプログラム可能遅延線43は、Nチャンネルディジタル相
関器3のクロック入力に接続されている。ディジタルミキサー44,45の出力
は、相関器(ディジタル復調器)46,47および相関器(ディジタル復調器)
48,49の第1入力にそれぞれ接続されている。
されている。チャンネル4は、入力信号を切り換えるための入力信号スイッチ3
1と、データ交換ユニット32と、記憶ユニット33〜36と、ディジタルキャ
リア生成器39と、制御レジスタ40と、ディジタルコード生成器41と、基準
C/Aコード生成器(GPSおよびGLONASS)42と、プログラム可能遅
延線43と、ディジタルミキサー44,45と、相関器(ディジタル復調器)4
6〜49とを具備する。データ交換ユニット32は、それぞれのデータバスを介
して、制御レジスタ40の入力を制御しているディジタルキャリア生成器を制御
している記憶ユニット33〜36の出力と、ディジタルコード生成器41の制御
入力と、基準C/Aコード生成器の第1入力との他に、プロセッサ5にも接続さ
れている。入力信号スイッチ31の第1および第2入力(GPSおよびGLON
ASS)は、Nチャンネルディジタル相関器3のそれぞれの信号入力に接続され
ている。入力信号スイッチ31のこれらの入力には、サンプリングレートFТ/
2(28.5MHz)におけるSRNS GPSおよびGLONASS信号の同
相(I)および直角位相(Q)成分の2ビットサンプルが印加されている。入力
信号スイッチ31の制御入力は、制御レジスタ40の出力の1つに接続されてい
る。制御レジスタ40の他の出力は、プログラム可能遅延線43のそれぞれの入
力と、基準C/Aコード生成器とに接続されている。入力信号スイッチ31の出
力は、ディジタルミキサー44,45の第1出力に接続されており、このディジ
タルミキサー44,45の第2出力には、ディジタルキャリア生成器39のそれ
ぞれの出力から基準周波数信号“cos”,“sin”が供給されている。記憶ユニッ
ト33〜36のクロック入力、ディジタルキャリア生成器39、ディジタルコー
ド生成器41、およびプログラム可能遅延線43は、Nチャンネルディジタル相
関器3のクロック入力に接続されている。ディジタルミキサー44,45の出力
は、相関器(ディジタル復調器)46,47および相関器(ディジタル復調器)
48,49の第1入力にそれぞれ接続されている。
【0017】 相関器(ディジタル復調器)46,49および相関器(ディジタル復調器)4
7,48の第2入力には、パンクチュアル(punctual)“P”と、SRNS G
PSおよびGLONASSシステムのC/Aコードを生成する基準C/Aコード
生成器の出力に接続された入力を有するプログラム可能遅延線43のそれぞれの
出力からの、SRNS GPSおよびGLONASSシステムの基準C/Aコー
ドの差“E−L”(初期−後期)または“E”(初期)のコピーがそれぞれ印加
されている。相関器(ディジタル復調器)46〜49の出力は、記憶ユニット3
3〜36の入力にそれぞれ接続されている。
7,48の第2入力には、パンクチュアル(punctual)“P”と、SRNS G
PSおよびGLONASSシステムのC/Aコードを生成する基準C/Aコード
生成器の出力に接続された入力を有するプログラム可能遅延線43のそれぞれの
出力からの、SRNS GPSおよびGLONASSシステムの基準C/Aコー
ドの差“E−L”(初期−後期)または“E”(初期)のコピーがそれぞれ印加
されている。相関器(ディジタル復調器)46〜49の出力は、記憶ユニット3
3〜36の入力にそれぞれ接続されている。
【0018】 GPSに関して1.023MHzまたはGLONASSに関して0.511M
Hzの周波数における前記コード生成器41の動作のために必要なクロック信号
は、その入力に、ディジタルコード生成器41の出力から印加される。制御レジ
スタ40の第1出力は、ディジタルコード生成器41の出力に接続されている。
Hzの周波数における前記コード生成器41の動作のために必要なクロック信号
は、その入力に、ディジタルコード生成器41の出力から印加される。制御レジ
スタ40の第1出力は、ディジタルコード生成器41の出力に接続されている。
【0019】 従来技術による受信器のNチャンネルディジタル相関器3(図3)のチャンネ
ル4は、以下のように動作する:データ交換ユニット32を介して制御レジスタ
40へ送られたプロセッサ5の命令により、入力信号スイッチ31は、SRNS
GPSおよびGLONASSの4つの2ビット直角位相信号(I,Q)を、デ
ィジタイザ55の出力からチャンネルへ送信し、ディジタルキャリア生成器39
は、データ交換ユニット32を介してプロセッサ5により整形される2進コード
を有するプリセットSRNS GLONASSレターの“sin”および“cos”I
F信号を生成する。ディジタイザ55の作用アルゴリズムと、ディジタル相関器
3のチャンネル4におけるサンプリングレート(無線周波数変換器2の、従来技
術による受信器の周波数計画において用いられているFТ/2=28.5MHz
に等しい)とによって、SRNS GPSおよびGLONASS衛星の信号の中
間周波数の値は、±14.25MHzの範囲にある。ディジタルミキサー44,
45は、プリセットSRNS GLONASSレターまたはSRNS GPS衛星
の信号の選択を保証し、かつ、これらの信号のスペクトルを基本周波数帯域内に
(ゼロ周波数上に)伝送する。ディジタル復調器(相関器)46,49およびデ
ィジタル復調器(相関器)47,48は、受信された信号の、パンクチュアル“
P”と、SRNS GPSおよびGLONASSそれぞれの基準C/Aコードの
差“E−L”(初期−後期)または“E”(初期)のコピーとの対比を行う。こ
れらのコードのコピーは、プログラム可能遅延線43により生成され、この遅延
線43は、(データ交換ユニット32を介しての)プロセッサ5の制御の下で、
C/Aコードの初期および後期コピー間の間隔を、0.1〜1の長さのC/Aコ
ードのN個の符号に変更することを可能にし、かつこれにより、コードトレーシ
ングシステムにおいて《精密な(narrow)弁別器》(《精密な相関器》)を形成
することを可能にする(A.J. Van Dierendonck., Pat. Fenton, and Tom Ford.
Theory and Performance of Narrow Correlator Spacing in a GPS Receiver. N
avigation: Journal of The Institute of Navigation, Vol.39, No.3, 1982[6]
, US patent1 5390207, cl. G01S 5/02, H04B 7/185, published 14.02.95.(Fen
ton, A.J. Van Dierendonck, <<Pseudorandom noise ranging receiver which c
ompensates for multipath distortion by dynamically adjusting the time de
lay spacing between early and late correlators>>)[7], US patent1 5495
499, cl. H04L 9/00, published 27.02.96. (Fenton, A.J. Van Dierendonck, <
<Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath dis
tortion by dynamically adjusting the time delay spacing between early an
d late correlators>>)[8])。
ル4は、以下のように動作する:データ交換ユニット32を介して制御レジスタ
40へ送られたプロセッサ5の命令により、入力信号スイッチ31は、SRNS
GPSおよびGLONASSの4つの2ビット直角位相信号(I,Q)を、デ
ィジタイザ55の出力からチャンネルへ送信し、ディジタルキャリア生成器39
は、データ交換ユニット32を介してプロセッサ5により整形される2進コード
を有するプリセットSRNS GLONASSレターの“sin”および“cos”I
F信号を生成する。ディジタイザ55の作用アルゴリズムと、ディジタル相関器
3のチャンネル4におけるサンプリングレート(無線周波数変換器2の、従来技
術による受信器の周波数計画において用いられているFТ/2=28.5MHz
に等しい)とによって、SRNS GPSおよびGLONASS衛星の信号の中
間周波数の値は、±14.25MHzの範囲にある。ディジタルミキサー44,
45は、プリセットSRNS GLONASSレターまたはSRNS GPS衛星
の信号の選択を保証し、かつ、これらの信号のスペクトルを基本周波数帯域内に
(ゼロ周波数上に)伝送する。ディジタル復調器(相関器)46,49およびデ
ィジタル復調器(相関器)47,48は、受信された信号の、パンクチュアル“
P”と、SRNS GPSおよびGLONASSそれぞれの基準C/Aコードの
差“E−L”(初期−後期)または“E”(初期)のコピーとの対比を行う。こ
れらのコードのコピーは、プログラム可能遅延線43により生成され、この遅延
線43は、(データ交換ユニット32を介しての)プロセッサ5の制御の下で、
C/Aコードの初期および後期コピー間の間隔を、0.1〜1の長さのC/Aコ
ードのN個の符号に変更することを可能にし、かつこれにより、コードトレーシ
ングシステムにおいて《精密な(narrow)弁別器》(《精密な相関器》)を形成
することを可能にする(A.J. Van Dierendonck., Pat. Fenton, and Tom Ford.
Theory and Performance of Narrow Correlator Spacing in a GPS Receiver. N
avigation: Journal of The Institute of Navigation, Vol.39, No.3, 1982[6]
, US patent1 5390207, cl. G01S 5/02, H04B 7/185, published 14.02.95.(Fen
ton, A.J. Van Dierendonck, <<Pseudorandom noise ranging receiver which c
ompensates for multipath distortion by dynamically adjusting the time de
lay spacing between early and late correlators>>)[7], US patent1 5495
499, cl. H04L 9/00, published 27.02.96. (Fenton, A.J. Van Dierendonck, <
<Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath dis
tortion by dynamically adjusting the time delay spacing between early an
d late correlators>>)[8])。
【0020】 SRNS GPSおよびGLONASS衛星の信号の基準疑似ランダムC/A
コードは、GPSに関して1.023MHzまたはGLONASSに関して0.
511MHzのコードクロック周波数を用いることにより、ディジタルコード生
成器41の出力から基準C/Aコード生成器42により生成される。生成された
疑似ランダムコードシーケンス形式とコードクロック周波数の値とに関する選択
は、データ交換ユニット32を介してこれらの生成器の入力に印加されたプロセ
ッサ5からの命令により実行される。これらの信号の対比の結果は、記憶ユニッ
ト33〜36に記憶される。入力信号のパンクチュアルおよび差のコピーを伴う
動作の場合に関して、記憶ユニット33は、信号のパンクチュアルコピーの対比
の直角位相成分Qpを記憶し、記憶ユニット34は、対比の直角位相成分Qdを
記憶し、記憶ユニット36は、パンクチュアルコピーの同相成分Ipを記憶し、
記憶ユニット35は、差のコピーの同相成分Idを記憶する。
コードは、GPSに関して1.023MHzまたはGLONASSに関して0.
511MHzのコードクロック周波数を用いることにより、ディジタルコード生
成器41の出力から基準C/Aコード生成器42により生成される。生成された
疑似ランダムコードシーケンス形式とコードクロック周波数の値とに関する選択
は、データ交換ユニット32を介してこれらの生成器の入力に印加されたプロセ
ッサ5からの命令により実行される。これらの信号の対比の結果は、記憶ユニッ
ト33〜36に記憶される。入力信号のパンクチュアルおよび差のコピーを伴う
動作の場合に関して、記憶ユニット33は、信号のパンクチュアルコピーの対比
の直角位相成分Qpを記憶し、記憶ユニット34は、対比の直角位相成分Qdを
記憶し、記憶ユニット36は、パンクチュアルコピーの同相成分Ipを記憶し、
記憶ユニット35は、差のコピーの同相成分Idを記憶する。
【0021】 記憶ユニット33〜36に蓄積されたデータは、プロセッサ5によりデータ交
換ユニット32を介して定期的に読み出され、この場合において、信号処理の全
てのアルゴリズム、すなわち、信号検索、キャリアおよびコードのトレーシング
、サービス情報の受信のアルゴリズムがもたらされる。
換ユニット32を介して定期的に読み出され、この場合において、信号処理の全
てのアルゴリズム、すなわち、信号検索、キャリアおよびコードのトレーシング
、サービス情報の受信のアルゴリズムがもたらされる。
【0022】 記憶期間は、C/Aコード期間に、すなわち1msに等しい。信号処理の結果
を用いて、プロセッサ5は、キャリア周波数推定値をディジタルキャリア生成器
39に供給しかつコードクロックレートをディジタルコード生成器41に送信す
るチャンネル4の動作を制御する。
を用いて、プロセッサ5は、キャリア周波数推定値をディジタルキャリア生成器
39に供給しかつコードクロックレートをディジタルコード生成器41に送信す
るチャンネル4の動作を制御する。
【0023】 従来技術による受信器の無線周波数変換器2に関する上述の説明から、従来技
術による受信器においては、57.0MHzのクロック周波数、1416MHz
の第1ヘテロダイン周波数、173.9MHzの第2ヘテロダイン周波数、およ
び178.8MHzの第3ヘテロダイン周波数というクロックおよびヘテロダイ
ン周波数の信号が生成されるという結果となる。これらのヘテロダイン周波数信
号は、これらのヘテロダイン周波数のいずれについても、単純な乗算または除算
により他のヘテロダイン周波数からは得ることができないという事実により規定
される複雑さを有するヘテロダイン回路によって、従来技術による受信器の無線
周波数変換器2において生成される。したがって、ヘテロダイン周波数は、装備
10の構成内に包含される3つの別個のヘテロダイン周波数シンセサイザ(図2
には示されていない)によって合成され、これらのシンセサイザの各々は、独立
した無線工学装置を示し、この無線工学装置は、合成された周波数の安定性に課
された高度な要求(1秒当たり10-11〜10-12という相対的な周波数の不安定
性(Moses I. Navstar Global Positioning System Oscillator Requirements f
or the GPS Manpack. Proc. of the 30th Annual Frequency Control Sympos.,
1976, pp.390-400, [9]を参照))に起因して製造が困難である。その理由は
、このことが受信器の出力特性に本質的な影響力を有しているためである。さら
に、生成されたクロック周波数の高い値(57.0MHz)は、次のディジタル
信号処理を行うための装備を複雑にする。その理由は、57.0MHzのクロッ
ク周波数上で直接的にディジタル相関器3のチャンネル4を実現することは、複
雑な工学的タスクであり、かつさらに、受信器により消費される電力が相当に増
大するためである。ディジタル相関器3のチャンネル4が動作する必要があるク
ロック周波数を低下させるために、従来技術による受信器には、特別なユニット
−−ディジタイザ55が供給されている。このユニットは57.0MHzの周波
数上で動作し、かつ、無線周波数変換器2により生成された実際のSRNS G
PSおよびGLONASS信号を、2つの直角位相成分(同相および直角位相)
により表される複合信号に変換する。
術による受信器においては、57.0MHzのクロック周波数、1416MHz
の第1ヘテロダイン周波数、173.9MHzの第2ヘテロダイン周波数、およ
び178.8MHzの第3ヘテロダイン周波数というクロックおよびヘテロダイ
ン周波数の信号が生成されるという結果となる。これらのヘテロダイン周波数信
号は、これらのヘテロダイン周波数のいずれについても、単純な乗算または除算
により他のヘテロダイン周波数からは得ることができないという事実により規定
される複雑さを有するヘテロダイン回路によって、従来技術による受信器の無線
周波数変換器2において生成される。したがって、ヘテロダイン周波数は、装備
10の構成内に包含される3つの別個のヘテロダイン周波数シンセサイザ(図2
には示されていない)によって合成され、これらのシンセサイザの各々は、独立
した無線工学装置を示し、この無線工学装置は、合成された周波数の安定性に課
された高度な要求(1秒当たり10-11〜10-12という相対的な周波数の不安定
性(Moses I. Navstar Global Positioning System Oscillator Requirements f
or the GPS Manpack. Proc. of the 30th Annual Frequency Control Sympos.,
1976, pp.390-400, [9]を参照))に起因して製造が困難である。その理由は
、このことが受信器の出力特性に本質的な影響力を有しているためである。さら
に、生成されたクロック周波数の高い値(57.0MHz)は、次のディジタル
信号処理を行うための装備を複雑にする。その理由は、57.0MHzのクロッ
ク周波数上で直接的にディジタル相関器3のチャンネル4を実現することは、複
雑な工学的タスクであり、かつさらに、受信器により消費される電力が相当に増
大するためである。ディジタル相関器3のチャンネル4が動作する必要があるク
ロック周波数を低下させるために、従来技術による受信器には、特別なユニット
−−ディジタイザ55が供給されている。このユニットは57.0MHzの周波
数上で動作し、かつ、無線周波数変換器2により生成された実際のSRNS G
PSおよびGLONASS信号を、2つの直角位相成分(同相および直角位相)
により表される複合信号に変換する。
【0024】 前記ディジタイザ55により行われるこの動作に起因して、従来技術による受
信器においては、ディジタル相関器3のチャンネル4の作用クロック周波数を電
力損失無しに半分にすることが可能である。この従来技術の不都合な点は、無線
周波数変換器2におけるクロックおよびヘテロダイン周波数の信号を整形するた
めに用いられる装備、特に、著しい数の周波数シンセサイザの複雑さである。さ
らに、ディジタイザ55に類似した高価な装置を用いることが必要である。小型
かつ低電力消費かつ安価であって、広範な消費者により用いられるべき、SRN
S GPSおよびGLONASS信号の統合疑似雑音受信器の作成の可能性は、
この問題の解決に依存している。同時に、このような受信器を用いるときには、
雑音、干渉および反射信号という条件の下での動作に関連した問題を解決するこ
とが必要である。問題は、疑似SRNS GPSおよびGLONASS信号の受
信器が、見通し線(line-of-sight)の範囲内において3つのシステムの衛星に
より伝送される複数の信号と、雑音成分と、さらに、地表上の様々な対象物から
の前方信号(forward signal)の反射に起因する成分とからなる無線信号によっ
て動作するということである。
信器においては、ディジタル相関器3のチャンネル4の作用クロック周波数を電
力損失無しに半分にすることが可能である。この従来技術の不都合な点は、無線
周波数変換器2におけるクロックおよびヘテロダイン周波数の信号を整形するた
めに用いられる装備、特に、著しい数の周波数シンセサイザの複雑さである。さ
らに、ディジタイザ55に類似した高価な装置を用いることが必要である。小型
かつ低電力消費かつ安価であって、広範な消費者により用いられるべき、SRN
S GPSおよびGLONASS信号の統合疑似雑音受信器の作成の可能性は、
この問題の解決に依存している。同時に、このような受信器を用いるときには、
雑音、干渉および反射信号という条件の下での動作に関連した問題を解決するこ
とが必要である。問題は、疑似SRNS GPSおよびGLONASS信号の受
信器が、見通し線(line-of-sight)の範囲内において3つのシステムの衛星に
より伝送される複数の信号と、雑音成分と、さらに、地表上の様々な対象物から
の前方信号(forward signal)の反射に起因する成分とからなる無線信号によっ
て動作するということである。
【0025】 受信器の性能の正確さを低下させる後者の成分の影響は、“マルチパス”歪み
("multipath" distortion)として知られている。従来技術による受信器に関す
る説明[5]から続くように、マルチパス歪みは、《精密な弁別器》または《精
密な相関器》[6],[7],[8]と称される処理モードを用いることにより
補正され、この処理モードは、ある一定の条件の下でコードトレーシング誤差を
、0〜1のC/Aコードキャラクタ長さの範囲における反射された信号の遅延に
おいて0.4−0.05のキャラクタ長さまで低下させる(しかし完全には除去
しない)ことを可能にする。
("multipath" distortion)として知られている。従来技術による受信器に関す
る説明[5]から続くように、マルチパス歪みは、《精密な弁別器》または《精
密な相関器》[6],[7],[8]と称される処理モードを用いることにより
補正され、この処理モードは、ある一定の条件の下でコードトレーシング誤差を
、0〜1のC/Aコードキャラクタ長さの範囲における反射された信号の遅延に
おいて0.4−0.05のキャラクタ長さまで低下させる(しかし完全には除去
しない)ことを可能にする。
【0026】
上記のことを考慮すると、マルチパス歪みの場合においてSRNS受信器の疑
似雑音信号におけるコードトレーシング誤差を低下させる問題が切迫したもので
あることは明白である。クレームされた発明は、L1周波数範囲におけるSRN
S GPSおよびGLONASSシステムのC/Aコードの疑似雑音信号の統合
受信器の開発に向けられており、クロックおよびヘテロダイン周波数信号を整形
するために用いられる少数のシンセサイザと、ディジタイザ55に類似した装置
の排除と、実際に重要な場合の大部分においてC/Aコードをトレーシングする
ときのマルチパス歪み誤差の低下とに特徴づけられている。
似雑音信号におけるコードトレーシング誤差を低下させる問題が切迫したもので
あることは明白である。クレームされた発明は、L1周波数範囲におけるSRN
S GPSおよびGLONASSシステムのC/Aコードの疑似雑音信号の統合
受信器の開発に向けられており、クロックおよびヘテロダイン周波数信号を整形
するために用いられる少数のシンセサイザと、ディジタイザ55に類似した装置
の排除と、実際に重要な場合の大部分においてC/Aコードをトレーシングする
ときのマルチパス歪み誤差の低下とに特徴づけられている。
【0027】
本発明の本質は、直列に接続されたNチャンネルディジタル相関器およびプロ
セッサの他に、直列に接続されたアンテナおよび無線周波数変換器を具備する衛
星無線航法システムの疑似雑音信号の受信器であって、前記無線周波数変換器は
、前記アンテナに接続され、かつ、少なくとも1つの帯域フィルタを有する入力
ユニットと、少なくとも1つの増幅器とミキサーとを具備する第1信号周波数変
換のためのユニットと、第1信号周波数変換のユニットの出力に接続された、G
PS,GLONASS衛星無線航法システムそれぞれの第2信号周波数変換の第
1および第2チャンネルとを具備し、前記装置の各々は、直列に接続されたフィ
ルタおよびミキサーと、クロック周波数信号とヘテロダイン周波数信号とを整形
するために用いられる、第1ヘテロダイン周波数信号を生成するためのユニット
を備える装備とを具備し、前記第1ヘテロダイン周波数信号を整形するユニット
の出力により形成された第1ヘテロダイン周波数信号の出力は、前記第1信号周
波数変換のユニットのミキサーの基準入力に接続されており、その一方で、第2
ヘテロダイン周波数の信号出力は、第2信号周波数変換のための第1チャンネル
のミキサーに接続されており、第2信号周波数変換の第1および第2チャンネル
の出力、および、前記クロック周波数信号とヘテロダイン周波数信号とを整形す
る装備のクロック周波数信号の出力は、無線周波数変換器の信号出力およびクロ
ック出力を形成し、前記Nチャンネルディジタル相関器において、そのチャンネ
ルの各々は、前記Nチャンネルディジタル相関器の第1および第2信号入力に接
続されている第1および第2入力を有する入力信号スイッチと、それぞれのデー
タバスを介して、前記プロセッサと、第1、第2、第3、第4記憶ユニットの出
力と、ディジタルキャリア生成器の制御入力と、制御レジスタの制御入力と、デ
ィジタルコード生成器の制御入力と、基準C/Aコード生成器の第1入力とに接
続されたデータ交換ユニットと、を備え、前記記憶ユニット、ディジタルコード
生成器、ディジタルキャリア生成器、プログラム可能遅延線のクロック入力は、
Nチャンネルディジタル相関器のクロック入力に接続されており、前記入力信号
スイッチの出力は、同相および直角位相の相関処理チャンネルのディジタルミキ
サーの第1入力に接続されており、前記ディジタルミキサーの第2入力は、ディ
ジタルキャリア生成器の“cos”出力と“sin”出力とにそれぞれ接続され
ており、その一方で、前記ディジタルミキサーの出力は、第1および第2相関器
の第1入力間の接合点と、第3および第4相関器の第1入力間の接合点とに接続
されており、前記相関器の出力は、第1、第2、第3、第4記憶ユニットの信号
入力にそれぞれ接続されており、前記第1および第4相関器の第2入力は、プロ
グラム可能遅延線の基準C/Aコードのパンクチュアル“P”コピーの出力に接
続されており、前記プログラム可能遅延線の第1入力は、基準C/Aコード生成
器の出力に接続されており、前記基準C/Aコード生成器の第2入力は、ディジ
タルコード生成器の出力に接続されており、前記プログラム可能遅延線の第2入
力、および、前記基準C/Aコード生成器の第3入力は、制御レジスタの第1お
よび第2出力にそれぞれ接続されており、前記制御レジスタの第3出力は、入力
信号スイッチの第3入力に接続されており、前記無線周波数変換器の信号出力お
よびクロック出力は、Nチャンネルディジタル相関器の第1および第2信号入力
およびクロック入力に、それぞれ接続されており、この場合において、第2信号
周波数変換のチャンネルの各々における前記無線周波数変換器において、ミキサ
ー出力は、直列に接続された利得制御増幅器および閾値装置(この閾値装置は、
2ビットレベル制御量子化器の形式で構成されている)とを介して、チャンネル
出力に接続されており、第2信号周波数変換の第2チャンネルのミキサーの基準
入力は、クロック信号とヘテロダイン周波数とを整形する装備の第2ヘテロダイ
ン周波数の信号出力に接続されており、前記装備において、第1ヘテロダイン周
波数信号を生成するユニットの出力は、周波数を8つに分割するための第1およ
び第2ユニットに接続されており、前記第1および第2ユニットの出力は、第2
ヘテロダイン周波数の信号出力と、クロック周波数信号の出力とをそれぞれ形成
し、前記Nチャンネルディジタル相関器のチャンネルの各々の構成には、それぞ
れのデータバスを介してデータ交換ユニットに接続されている出力を有し、かつ
、Nチャンネルディジタル相関器のクロック入力に接続されているクロック入力
を有する第5および第6記憶ユニットと、前記第5および第6記憶ユニットの信
号入力にそれぞれ接続されている出力を有する第5および第6相関器と、遅延ス
トローブ整形器と、キー部と、前記プログラム可能遅延線の基準C/Aコードの
差“E−L”コピーまたは初期“E”コピーの出力に接続されている第1入力と
、前記キー部に接続されている第2入力とを有し、かつ、第2および第3相関器
の第2入力に接続されている出力を有する加算器とがさらに供給され、前記第5
および第6相関器の第1入力は、第1および第2ミキサーの出力にそれぞれ接続
されており、前記遅延ストローブの整形器出力は、第5および第6相関器の第2
入力と、制御レジスタの第4出力に接続されている制御入力を有する前記キー部
の信号入力とに接続されており、前記遅延ストローブ整形器の第1入力は、プロ
グラム可能遅延線の基準C/Aコードのパンクチュアル“P”コピーの出力に接
続されており、かつ、第2入力は、前記ディジタルコード生成器の出力に接続さ
れている受信器を開発することにある。
セッサの他に、直列に接続されたアンテナおよび無線周波数変換器を具備する衛
星無線航法システムの疑似雑音信号の受信器であって、前記無線周波数変換器は
、前記アンテナに接続され、かつ、少なくとも1つの帯域フィルタを有する入力
ユニットと、少なくとも1つの増幅器とミキサーとを具備する第1信号周波数変
換のためのユニットと、第1信号周波数変換のユニットの出力に接続された、G
PS,GLONASS衛星無線航法システムそれぞれの第2信号周波数変換の第
1および第2チャンネルとを具備し、前記装置の各々は、直列に接続されたフィ
ルタおよびミキサーと、クロック周波数信号とヘテロダイン周波数信号とを整形
するために用いられる、第1ヘテロダイン周波数信号を生成するためのユニット
を備える装備とを具備し、前記第1ヘテロダイン周波数信号を整形するユニット
の出力により形成された第1ヘテロダイン周波数信号の出力は、前記第1信号周
波数変換のユニットのミキサーの基準入力に接続されており、その一方で、第2
ヘテロダイン周波数の信号出力は、第2信号周波数変換のための第1チャンネル
のミキサーに接続されており、第2信号周波数変換の第1および第2チャンネル
の出力、および、前記クロック周波数信号とヘテロダイン周波数信号とを整形す
る装備のクロック周波数信号の出力は、無線周波数変換器の信号出力およびクロ
ック出力を形成し、前記Nチャンネルディジタル相関器において、そのチャンネ
ルの各々は、前記Nチャンネルディジタル相関器の第1および第2信号入力に接
続されている第1および第2入力を有する入力信号スイッチと、それぞれのデー
タバスを介して、前記プロセッサと、第1、第2、第3、第4記憶ユニットの出
力と、ディジタルキャリア生成器の制御入力と、制御レジスタの制御入力と、デ
ィジタルコード生成器の制御入力と、基準C/Aコード生成器の第1入力とに接
続されたデータ交換ユニットと、を備え、前記記憶ユニット、ディジタルコード
生成器、ディジタルキャリア生成器、プログラム可能遅延線のクロック入力は、
Nチャンネルディジタル相関器のクロック入力に接続されており、前記入力信号
スイッチの出力は、同相および直角位相の相関処理チャンネルのディジタルミキ
サーの第1入力に接続されており、前記ディジタルミキサーの第2入力は、ディ
ジタルキャリア生成器の“cos”出力と“sin”出力とにそれぞれ接続され
ており、その一方で、前記ディジタルミキサーの出力は、第1および第2相関器
の第1入力間の接合点と、第3および第4相関器の第1入力間の接合点とに接続
されており、前記相関器の出力は、第1、第2、第3、第4記憶ユニットの信号
入力にそれぞれ接続されており、前記第1および第4相関器の第2入力は、プロ
グラム可能遅延線の基準C/Aコードのパンクチュアル“P”コピーの出力に接
続されており、前記プログラム可能遅延線の第1入力は、基準C/Aコード生成
器の出力に接続されており、前記基準C/Aコード生成器の第2入力は、ディジ
タルコード生成器の出力に接続されており、前記プログラム可能遅延線の第2入
力、および、前記基準C/Aコード生成器の第3入力は、制御レジスタの第1お
よび第2出力にそれぞれ接続されており、前記制御レジスタの第3出力は、入力
信号スイッチの第3入力に接続されており、前記無線周波数変換器の信号出力お
よびクロック出力は、Nチャンネルディジタル相関器の第1および第2信号入力
およびクロック入力に、それぞれ接続されており、この場合において、第2信号
周波数変換のチャンネルの各々における前記無線周波数変換器において、ミキサ
ー出力は、直列に接続された利得制御増幅器および閾値装置(この閾値装置は、
2ビットレベル制御量子化器の形式で構成されている)とを介して、チャンネル
出力に接続されており、第2信号周波数変換の第2チャンネルのミキサーの基準
入力は、クロック信号とヘテロダイン周波数とを整形する装備の第2ヘテロダイ
ン周波数の信号出力に接続されており、前記装備において、第1ヘテロダイン周
波数信号を生成するユニットの出力は、周波数を8つに分割するための第1およ
び第2ユニットに接続されており、前記第1および第2ユニットの出力は、第2
ヘテロダイン周波数の信号出力と、クロック周波数信号の出力とをそれぞれ形成
し、前記Nチャンネルディジタル相関器のチャンネルの各々の構成には、それぞ
れのデータバスを介してデータ交換ユニットに接続されている出力を有し、かつ
、Nチャンネルディジタル相関器のクロック入力に接続されているクロック入力
を有する第5および第6記憶ユニットと、前記第5および第6記憶ユニットの信
号入力にそれぞれ接続されている出力を有する第5および第6相関器と、遅延ス
トローブ整形器と、キー部と、前記プログラム可能遅延線の基準C/Aコードの
差“E−L”コピーまたは初期“E”コピーの出力に接続されている第1入力と
、前記キー部に接続されている第2入力とを有し、かつ、第2および第3相関器
の第2入力に接続されている出力を有する加算器とがさらに供給され、前記第5
および第6相関器の第1入力は、第1および第2ミキサーの出力にそれぞれ接続
されており、前記遅延ストローブの整形器出力は、第5および第6相関器の第2
入力と、制御レジスタの第4出力に接続されている制御入力を有する前記キー部
の信号入力とに接続されており、前記遅延ストローブ整形器の第1入力は、プロ
グラム可能遅延線の基準C/Aコードのパンクチュアル“P”コピーの出力に接
続されており、かつ、第2入力は、前記ディジタルコード生成器の出力に接続さ
れている受信器を開発することにある。
【0028】
クレームされた本発明の本質、および、その実現と産業的利用の可能性は、図
1〜図12に示された図および周波数図に示されている。
1〜図12に示された図および周波数図に示されている。
【0029】 クレームされた受信器(図4)は、アンテナ1と、無線周波数変換器2と、N
個のチャンネル(41,42...4N)を具備するNチャンネルディジタル相関
器と、プロセッサ5とを、直列に接続された状態で具備する。
個のチャンネル(41,42...4N)を具備するNチャンネルディジタル相関
器と、プロセッサ5とを、直列に接続された状態で具備する。
【0030】 考慮されている本発明の実施形態(図5を参照)において、無線周波数変換器
2は、入力ユニット6と、第1信号周波数変換のためのユニット7と、SRNS
GPSおよびSRNS GLONASS信号の第2周波数変換のための第1チャ
ンネル8および第2チャンネル9それぞれと、クロックおよびヘテロダイン周波
数信号を整形するための装備10とを具備する。SRNS GPSおよびGLO
NASSシステムの入力信号を予備的フィルタリングする問題を解決する入力ユ
ニット6は、少なくとも1つの帯域フィルタを具備すべきである。当該の実施形
態においては、実際的な適用を見出したので、ユニット6は、第1帯域フィルタ
11と、増幅器12と、第2帯域フィルタ13とを、直列に接続された状態で具
備する。SRNS GPSおよびGLONASSの周波数の第1変換の問題を解
決するユニット7は、少なくとも1つの増幅器とミキサーとを具備すべきである
。実際的な適用のために考慮されている実施形態においては、ユニット7は、第
1増幅器14と、ミキサー15と、第2増幅器16とを、直列に接続された状態
で具備する。考慮されている実施形態において、SRNS GPS信号の第2周
波数変換のチャンネル8は、フィルタ17と、ミキサー18と、制御利得増幅器
19と、閾値装置20と、を直列に接続された状態で具備しており、この閾値装
置は、2ビットのレベル制御された量子化器の形式で構成されている。この量子
化器の出力は、SRNS GPS信号の出力であるチャンネル8の出力である。
2は、入力ユニット6と、第1信号周波数変換のためのユニット7と、SRNS
GPSおよびSRNS GLONASS信号の第2周波数変換のための第1チャ
ンネル8および第2チャンネル9それぞれと、クロックおよびヘテロダイン周波
数信号を整形するための装備10とを具備する。SRNS GPSおよびGLO
NASSシステムの入力信号を予備的フィルタリングする問題を解決する入力ユ
ニット6は、少なくとも1つの帯域フィルタを具備すべきである。当該の実施形
態においては、実際的な適用を見出したので、ユニット6は、第1帯域フィルタ
11と、増幅器12と、第2帯域フィルタ13とを、直列に接続された状態で具
備する。SRNS GPSおよびGLONASSの周波数の第1変換の問題を解
決するユニット7は、少なくとも1つの増幅器とミキサーとを具備すべきである
。実際的な適用のために考慮されている実施形態においては、ユニット7は、第
1増幅器14と、ミキサー15と、第2増幅器16とを、直列に接続された状態
で具備する。考慮されている実施形態において、SRNS GPS信号の第2周
波数変換のチャンネル8は、フィルタ17と、ミキサー18と、制御利得増幅器
19と、閾値装置20と、を直列に接続された状態で具備しており、この閾値装
置は、2ビットのレベル制御された量子化器の形式で構成されている。この量子
化器の出力は、SRNS GPS信号の出力であるチャンネル8の出力である。
【0031】 考慮されている実施形態においてSRNS GLONASS信号の第2周波数
変換のために用いられるチャンネル9は、フィルタ21と、ミキサー22と、制
御利得増幅器23と、閾値装置24と、を直列に接続された状態で具備しており
、この閾値装置は、2ビットのレベル制御された量子化器の形式で構成されてい
る。この量子化器の出力は、SRNS GLONASS信号の出力であるチャン
ネル9の出力である。考慮されている実施形態において、クロックおよびヘテロ
ダイン周波数の信号を整形するための装備10は、第1ヘテロダイン周波数信号
を生成する整形ユニット25(第1ヘテロダイン周波数信号のシンセサイザ)と
して構成され、この整形ユニット25は、周波数を8で除算するための第1ユニ
ット26および第2ユニット27と直列に接続されている。当該の実施形態にお
いて、第1ヘテロダイン周波数信号を生成するユニット25は、基準生成器28
と、位相ロックループ(phase-locked-loop)周波数制御ユニット(PLL)2
9と、電圧制御生成器30とが直列に接続された形式で構成され、ユニット25
の出力は、PLLユニット29の第2入力に接続されている。
変換のために用いられるチャンネル9は、フィルタ21と、ミキサー22と、制
御利得増幅器23と、閾値装置24と、を直列に接続された状態で具備しており
、この閾値装置は、2ビットのレベル制御された量子化器の形式で構成されてい
る。この量子化器の出力は、SRNS GLONASS信号の出力であるチャン
ネル9の出力である。考慮されている実施形態において、クロックおよびヘテロ
ダイン周波数の信号を整形するための装備10は、第1ヘテロダイン周波数信号
を生成する整形ユニット25(第1ヘテロダイン周波数信号のシンセサイザ)と
して構成され、この整形ユニット25は、周波数を8で除算するための第1ユニ
ット26および第2ユニット27と直列に接続されている。当該の実施形態にお
いて、第1ヘテロダイン周波数信号を生成するユニット25は、基準生成器28
と、位相ロックループ(phase-locked-loop)周波数制御ユニット(PLL)2
9と、電圧制御生成器30とが直列に接続された形式で構成され、ユニット25
の出力は、PLLユニット29の第2入力に接続されている。
【0032】 前記装備10において、ユニット25の出力は、第1ヘテロダイン周波数の信
号の出力であり、ユニット26の出力は、第2ヘテロダイン周波数の信号の出力
であり、ユニット27の出力は、クロック周波数信号の出力である。フィルタ1
7,21の入力は、それぞれ、第2信号周波数変換の第1チャンネル8および第
2チャンネル9の入力であり、増幅器16の出力に、すなわち、第1信号周波数
変換のユニット7の出力に接続されている。増幅器14の入力は、ユニット7の
入力であり、ユニット6の出力に、すなわち、フィルタ13の出力に接続されて
いる。帯域フィルタ11の入力は、ユニット6の入力であり、アンテナ1の出力
に接続されている。第1信号周波数変換のユニット7のミキサー15の基準入力
は、第1ヘテロダイン周波数を生成する装備10の信号出力に、すなわち、第1
ヘテロダイン周波数の信号を生成するユニット25の出力に接続されている。第
2信号周波数変換のチャンネル8,9のミキサー18,22の基準入力は、装備
10の第2ヘテロダイン周波数信号の出力に、すなわち、周波数を8で除算する
ためのユニット26に接続されている。チャンネル8,9の出力および装備10
のクロック信号出力は、無線周波数変換器2の信号およびクロック出力である。
前記クレームされた受信器の無線周波数変換器2は、標準の、連続的に生産され
る無線電子部品に基づいている。したがって、帯域フィルタ11,13と増幅器
12とを備える入力ユニット6については、例えば、HEWLETT-PACKARD社のMG
A−87563のような、帯域フィルタおよび増幅器の機能を実行する標準セラ
ミックフィルタなどにより構成することができる。周波数の第1変換のためのユ
ニット7内に備えられる増幅器14およびミキサー15は、ユニット25の生成
器30とともに、NEC社のUPC2715のようなマイクロプロセッサに基づい
てもよく、かつ、ユニット7の増幅器16は、MOTOROLA社のMC13142のよ
うなチップに基づいてもよい。第2信号周波数変換のチャンネル8,9における
フィルタ17,21については、例えば、[10 pages 217-220]に記載されて
いるような表面弾性波(surface acoustic wave:SAW)の帯域フィルタとし
て構成することができ、ミキサー18,22および制御利得増幅器19,23に
ついては、例えば、NEC社のUPC2753のようなマイクロ回路を用いて構成
してもよく、かつ、閾値装置20,24(2ビットレベル制御量子化器)につい
ては、MAXIM社のMAX962のような二重比較器形式(double comparator)に
基づいてもよい。この場合において、例えば、標準のアナログ利得制御回路(A
GC)を用いて、利得を制御することができる。ユニット25内において用いら
れる基準生成器28については、15.36MHzの周波数を備える信号を生成
する水晶発振器として構成することができる。詳細には、MOTOROLA社のTEMP
US−LVAのような、温度補正された水晶発振器(temperature-compensated
quartz-crystal oscillator)を用いることができる。ユニット25内の位相ロ
ックループ周波数制御ユニット29については、例えば、NATIONAL SEMICONDUCT
OR社のLMX2330のようなマイクロ回路を用いて構成することができ、この
マイクロ回路は、PLL制御ユニット29の動作を確実にする入力周波数ディバ
イダと、基準周波数ディバイダと、位相検出器と、バッファおよび内部レジスタ
とを具備する。標準マイクロ回路LMX2330に基づくユニット29のこれら
のディバイダの周波数分割係数(frequency division factor)は、外部信号に
より、すなわち、例えば、シリアルインタフェース(図5には図示せず)を介し
てのプロセッサ5からの、このマイクロ回路のそれぞれの入力上において作用す
る数字コードにより設定される。上記のディバイダの分割係数は、基準周波数(
15.36MHz)と第1ヘテロダイン周波数(1413.12MHz)との間
において選択された関係から生じて設定される。基準周波数の分割係数は8であ
り、生成周波数の分割係数は25〜736であり、比較周波数は1.92MHz
である。この場合において、ユニット29の位相検出器は、生成器30(MOTORO
LA社のマイクロ回路MC13142)の周波数ディバイダの出力における位相誤
りに対応する電圧と、生成器30の周波数をその制御素子(バリキャップ(vari
cap))によって調整するために用いられる生成器28により供給される基準周
波数とを生成する。この電圧は、50kHzの帯域を備えたPLLループの伝達
特性(transfer characteristic)を具体化するユニット29の構成内に備えら
れるRCフィルタを介して、生成器30のバリキャップに印加される。上記のマ
イクロ回路などにより構成されるユニット25のこのような構成は、周波数シン
セサイザの標準的構成に対応する([11],page 2-3...2-14, Fig.6 を参照)
。周波数を8個に分割する周波数分割ユニット26,27は、2個の分割モード
で動作するMOTOROLA社のMC12095や4個の分割モードで動作するMOTOROLA
社のMC12093のような標準周波数ディバイダに基づいてもよい。
号の出力であり、ユニット26の出力は、第2ヘテロダイン周波数の信号の出力
であり、ユニット27の出力は、クロック周波数信号の出力である。フィルタ1
7,21の入力は、それぞれ、第2信号周波数変換の第1チャンネル8および第
2チャンネル9の入力であり、増幅器16の出力に、すなわち、第1信号周波数
変換のユニット7の出力に接続されている。増幅器14の入力は、ユニット7の
入力であり、ユニット6の出力に、すなわち、フィルタ13の出力に接続されて
いる。帯域フィルタ11の入力は、ユニット6の入力であり、アンテナ1の出力
に接続されている。第1信号周波数変換のユニット7のミキサー15の基準入力
は、第1ヘテロダイン周波数を生成する装備10の信号出力に、すなわち、第1
ヘテロダイン周波数の信号を生成するユニット25の出力に接続されている。第
2信号周波数変換のチャンネル8,9のミキサー18,22の基準入力は、装備
10の第2ヘテロダイン周波数信号の出力に、すなわち、周波数を8で除算する
ためのユニット26に接続されている。チャンネル8,9の出力および装備10
のクロック信号出力は、無線周波数変換器2の信号およびクロック出力である。
前記クレームされた受信器の無線周波数変換器2は、標準の、連続的に生産され
る無線電子部品に基づいている。したがって、帯域フィルタ11,13と増幅器
12とを備える入力ユニット6については、例えば、HEWLETT-PACKARD社のMG
A−87563のような、帯域フィルタおよび増幅器の機能を実行する標準セラ
ミックフィルタなどにより構成することができる。周波数の第1変換のためのユ
ニット7内に備えられる増幅器14およびミキサー15は、ユニット25の生成
器30とともに、NEC社のUPC2715のようなマイクロプロセッサに基づい
てもよく、かつ、ユニット7の増幅器16は、MOTOROLA社のMC13142のよ
うなチップに基づいてもよい。第2信号周波数変換のチャンネル8,9における
フィルタ17,21については、例えば、[10 pages 217-220]に記載されて
いるような表面弾性波(surface acoustic wave:SAW)の帯域フィルタとし
て構成することができ、ミキサー18,22および制御利得増幅器19,23に
ついては、例えば、NEC社のUPC2753のようなマイクロ回路を用いて構成
してもよく、かつ、閾値装置20,24(2ビットレベル制御量子化器)につい
ては、MAXIM社のMAX962のような二重比較器形式(double comparator)に
基づいてもよい。この場合において、例えば、標準のアナログ利得制御回路(A
GC)を用いて、利得を制御することができる。ユニット25内において用いら
れる基準生成器28については、15.36MHzの周波数を備える信号を生成
する水晶発振器として構成することができる。詳細には、MOTOROLA社のTEMP
US−LVAのような、温度補正された水晶発振器(temperature-compensated
quartz-crystal oscillator)を用いることができる。ユニット25内の位相ロ
ックループ周波数制御ユニット29については、例えば、NATIONAL SEMICONDUCT
OR社のLMX2330のようなマイクロ回路を用いて構成することができ、この
マイクロ回路は、PLL制御ユニット29の動作を確実にする入力周波数ディバ
イダと、基準周波数ディバイダと、位相検出器と、バッファおよび内部レジスタ
とを具備する。標準マイクロ回路LMX2330に基づくユニット29のこれら
のディバイダの周波数分割係数(frequency division factor)は、外部信号に
より、すなわち、例えば、シリアルインタフェース(図5には図示せず)を介し
てのプロセッサ5からの、このマイクロ回路のそれぞれの入力上において作用す
る数字コードにより設定される。上記のディバイダの分割係数は、基準周波数(
15.36MHz)と第1ヘテロダイン周波数(1413.12MHz)との間
において選択された関係から生じて設定される。基準周波数の分割係数は8であ
り、生成周波数の分割係数は25〜736であり、比較周波数は1.92MHz
である。この場合において、ユニット29の位相検出器は、生成器30(MOTORO
LA社のマイクロ回路MC13142)の周波数ディバイダの出力における位相誤
りに対応する電圧と、生成器30の周波数をその制御素子(バリキャップ(vari
cap))によって調整するために用いられる生成器28により供給される基準周
波数とを生成する。この電圧は、50kHzの帯域を備えたPLLループの伝達
特性(transfer characteristic)を具体化するユニット29の構成内に備えら
れるRCフィルタを介して、生成器30のバリキャップに印加される。上記のマ
イクロ回路などにより構成されるユニット25のこのような構成は、周波数シン
セサイザの標準的構成に対応する([11],page 2-3...2-14, Fig.6 を参照)
。周波数を8個に分割する周波数分割ユニット26,27は、2個の分割モード
で動作するMOTOROLA社のMC12095や4個の分割モードで動作するMOTOROLA
社のMC12093のような標準周波数ディバイダに基づいてもよい。
【0033】 クレームされた受信器の考慮された実施形態において、Nチャンネルディジタ
ル相関器3の各々のチャンネル4(図6)は、入力信号スイッチ31を具備して
おり、この入力信号スイッチ31の第1および第2入力は、GPSおよびGLO
NASS信号入力であり、Nチャンネルディジタル相関器3の第1および第2信
号入力に接続されている。さらに、チャンネル4は、データ交換ユニット32を
具備しており、このデータ交換ユニット32は、それぞれのデータバスを介して
、制御レジスタ40と、ディジタルコード生成器41の制御入力と、基準C/A
コード生成器42の第1入力との他に、プロセッサ5の入力と、第1〜第6記憶
ユニット33〜38とに接続されている。さらに、チャンネル4は、プログラム
可能遅延線43と、同相および直角位相の相関処理チャンネルそれぞれのディジ
タルミキサー44,45と、第1〜第6相関器46〜51と、遅延ストローブ整
形器52と、キー部53と、加算器54とを備える。記憶ユニット33〜38、
ディジタルコード生成器41、ディジタルキャリア生成器39、およびプログラ
ム可能遅延線43のクロック入力は、Nチャンネルディジタル相関器3のクロッ
ク入力に接続されている。スイッチ31の出力は、同相および直角位相の相関処
理チャンネルのディジタルミキサー44,45の第1入力に接続されており、こ
れらのディジタルミキサー44,45の第2入力は、それぞれ、ディジタルキャ
リア生成器39の“cos”および“sin”出力に接続されている。その一方
で、これらの出力は、第1、第2および第5相関器46,47,50の入力間の
接合点と、第3、第4および第6相関器48,49,51の第1入力間の接合点
とに接続されており、これらの相関器の出力は、第1、第2、第5記憶ユニット
33,34,37および第3、第4、第6記憶ユニット35,36,38の信号
入力に、それぞれ接続されている。
ル相関器3の各々のチャンネル4(図6)は、入力信号スイッチ31を具備して
おり、この入力信号スイッチ31の第1および第2入力は、GPSおよびGLO
NASS信号入力であり、Nチャンネルディジタル相関器3の第1および第2信
号入力に接続されている。さらに、チャンネル4は、データ交換ユニット32を
具備しており、このデータ交換ユニット32は、それぞれのデータバスを介して
、制御レジスタ40と、ディジタルコード生成器41の制御入力と、基準C/A
コード生成器42の第1入力との他に、プロセッサ5の入力と、第1〜第6記憶
ユニット33〜38とに接続されている。さらに、チャンネル4は、プログラム
可能遅延線43と、同相および直角位相の相関処理チャンネルそれぞれのディジ
タルミキサー44,45と、第1〜第6相関器46〜51と、遅延ストローブ整
形器52と、キー部53と、加算器54とを備える。記憶ユニット33〜38、
ディジタルコード生成器41、ディジタルキャリア生成器39、およびプログラ
ム可能遅延線43のクロック入力は、Nチャンネルディジタル相関器3のクロッ
ク入力に接続されている。スイッチ31の出力は、同相および直角位相の相関処
理チャンネルのディジタルミキサー44,45の第1入力に接続されており、こ
れらのディジタルミキサー44,45の第2入力は、それぞれ、ディジタルキャ
リア生成器39の“cos”および“sin”出力に接続されている。その一方
で、これらの出力は、第1、第2および第5相関器46,47,50の入力間の
接合点と、第3、第4および第6相関器48,49,51の第1入力間の接合点
とに接続されており、これらの相関器の出力は、第1、第2、第5記憶ユニット
33,34,37および第3、第4、第6記憶ユニット35,36,38の信号
入力に、それぞれ接続されている。
【0034】 第1、第4相関器46,49の第2入力は、プログラム可能遅延線43のC/
Aコードのパンクチュアル“P”基準コピーの出力に接続されており、プログラ
ム可能遅延線43の第1入力は、基準C/Aコード生成器42の出力に接続され
ており、基準C/Aコード生成器42の第2入力は、ディジタルコード生成器4
1の出力に接続されている。プログラム可能遅延線43の第2入力および基準C
/Aコード生成器42の第3入力は、制御レジスタ40の第1および第2入力に
それぞれ接続されており、制御レジスタ40の第3入力は、入力信号スイッチ3
1の第3入力に接続されている。加算器54の第1入力は、プログラム可能遅延
線43のC/Aコードの差“E−L”または初期“E”のコピーの出力に接続さ
れており、第2入力は、キー部53の出力に接続されており、かつ、出力は、第
2および第3相関器47,48の第2入力に接続されている。遅延ストローブ整
形器52の出力は、第5および第6相関器50,51の第2入力と、キー部53
の信号入力とに接続されており、キー部53の制御入力は、制御レジスタ40の
第4出力に接続されている。遅延ストローブ整形器52の第1入力は、プログラ
ム可能遅延線43のC/Aコードのパンクチュアル“P”コピーの出力に接続さ
れており、その一方で、第2入力は、ディジタルコード生成器41の出力に接続
されている。所定のチャンネル構成におけるNチャンネルディジタル相関器3に
ついては、実際には、例えば、SAMSUNG ELECTRONICS株式会
社またはSGS TOMSON株式会社の標準素子のライブラリを用いた大規模
なLSI集積回路として構成することができる。
Aコードのパンクチュアル“P”基準コピーの出力に接続されており、プログラ
ム可能遅延線43の第1入力は、基準C/Aコード生成器42の出力に接続され
ており、基準C/Aコード生成器42の第2入力は、ディジタルコード生成器4
1の出力に接続されている。プログラム可能遅延線43の第2入力および基準C
/Aコード生成器42の第3入力は、制御レジスタ40の第1および第2入力に
それぞれ接続されており、制御レジスタ40の第3入力は、入力信号スイッチ3
1の第3入力に接続されている。加算器54の第1入力は、プログラム可能遅延
線43のC/Aコードの差“E−L”または初期“E”のコピーの出力に接続さ
れており、第2入力は、キー部53の出力に接続されており、かつ、出力は、第
2および第3相関器47,48の第2入力に接続されている。遅延ストローブ整
形器52の出力は、第5および第6相関器50,51の第2入力と、キー部53
の信号入力とに接続されており、キー部53の制御入力は、制御レジスタ40の
第4出力に接続されている。遅延ストローブ整形器52の第1入力は、プログラ
ム可能遅延線43のC/Aコードのパンクチュアル“P”コピーの出力に接続さ
れており、その一方で、第2入力は、ディジタルコード生成器41の出力に接続
されている。所定のチャンネル構成におけるNチャンネルディジタル相関器3に
ついては、実際には、例えば、SAMSUNG ELECTRONICS株式会
社またはSGS TOMSON株式会社の標準素子のライブラリを用いた大規模
なLSI集積回路として構成することができる。
【0035】 クレームされた受信器の動作については、SRNS GLONASS信号にお
けるi=0〜12からのレタード周波数を用いた、SRNS GPS信号および
GLONASS信号の受信および処理の例に関して考慮する。これらのレタード
周波数は、"Interface Control Document"[1]にしたがって用いられる。
けるi=0〜12からのレタード周波数を用いた、SRNS GPS信号および
GLONASS信号の受信および処理の例に関して考慮する。これらのレタード
周波数は、"Interface Control Document"[1]にしたがって用いられる。
【0036】 クレームされた装置は、以下のように動作する。 L1周波数範囲においてアンテナ1(図4)により受信されたSRNS GP
SおよびGLONASS信号は、無線周波数変換器2(図5)の入力上において
作用し、かつ、所定の周波数範囲において周波数フィルタリングを実行する入力
ユニット6の第1帯域ユニット11の入力に供給される。考慮されている場合の
SRNS GPS信号は、周波数帯域ΔF=8.184MHzを占有し、かつ、
SRNS GLONASS信号は、周波数帯域ΔF=10.838MHzを占有
する。SRNS GPSおよびGLONASS信号は接近していない。考慮され
ている場合のSRNS GPSおよびGLONASS信号による周波数軸上にお
いて占有された周波数帯域の位置は、図7аに示されており、ここでは、SRN
S GPS信号の周波数帯域は、1571.28〜1579.512MHzの範
囲により割り当てられ、かつ、SRNS GLONASS信号の周波数帯域は、
1599.956〜1610.794MHzの周波数範囲を占有する。フィルタ
11(図5)の出力から、SRNS GPSおよびGLONASS信号は、増幅
器12を介して、フィルタ13の入力へ供給される。このフィルタ13について
は、所定の場合において、フィルタ11と同様に構成することができ、かつ、同
じ増幅−周波数特性を有する。
SおよびGLONASS信号は、無線周波数変換器2(図5)の入力上において
作用し、かつ、所定の周波数範囲において周波数フィルタリングを実行する入力
ユニット6の第1帯域ユニット11の入力に供給される。考慮されている場合の
SRNS GPS信号は、周波数帯域ΔF=8.184MHzを占有し、かつ、
SRNS GLONASS信号は、周波数帯域ΔF=10.838MHzを占有
する。SRNS GPSおよびGLONASS信号は接近していない。考慮され
ている場合のSRNS GPSおよびGLONASS信号による周波数軸上にお
いて占有された周波数帯域の位置は、図7аに示されており、ここでは、SRN
S GPS信号の周波数帯域は、1571.28〜1579.512MHzの範
囲により割り当てられ、かつ、SRNS GLONASS信号の周波数帯域は、
1599.956〜1610.794MHzの周波数範囲を占有する。フィルタ
11(図5)の出力から、SRNS GPSおよびGLONASS信号は、増幅
器12を介して、フィルタ13の入力へ供給される。このフィルタ13について
は、所定の場合において、フィルタ11と同様に構成することができ、かつ、同
じ増幅−周波数特性を有する。
【0037】 増幅器12を介して相互接続された2つの帯域フィルタ11,13を用いるこ
とにより、入力ユニット6に関する必要な周波数選択性の特性と、例えば40M
Hzの総帯域に関する信号対雑音比とを得ることが可能となる。無線周波数変換
器2(図5)のユニット6の出力から、周波数帯域L1(F1)のSRNS G
PS信号およびGLONASS信号は、第1信号周波数変換に関するユニット7
の入力に印加され、ここで、これらの信号は、第1増幅器14において増幅され
、ミキサー15において周波数変換され、かつ、第2増幅器16(中間周波数増
幅器)において増幅される。クレームされた受信器のユニット7のミキサー15
において実行される第1信号周波数変換に関しては、基準周波数生成器28によ
り生成された15.36MHzの周波数を有する基準信号から生成器30とPL
Lユニット29とによってユニット25において合成された第1ヘテロダイン周
波数fг1=1413.12MHzの信号が用いられる。第1周波数変換の結果
として、周波数軸上におけるSRNS GPS信号とGLONASS信号とによ
り占有された周波数帯域の位置は、図7бに示されているように変化し、ここで
は、SRNS GPS信号の周波数帯域は158.208〜166.392MH
zであり、かつ、SRNS GLONASS信号は186.386〜197.6
74MHzの帯域を占有する。無線周波数変換器の第1ヘテロダイン周波数(f г1 =1413.12MHz)の選択は、第2ヘテロダイン周波数(fг2=1/
8×fг1=176.64MHz)が、変換されたSRNS GPS信号の周波数
範囲の上限と変換されたSRNSGLONASS信号の周波数範囲の下限との間
に割り当てられるように行われる(図7)。増幅器16の出力からの無線周波数
変換器2のユニット7において変換されたSRNS GPSおよびGLONAS
S信号は、第2信号周波数変換の第1および第2チャンネル8,9の入力に、す
なわち、フィルタ17,21の入力に印加される。これらのフィルタの各々は、
それぞれのSRNS信号の帯域フィルタリングを実行する。すなわち、フィルタ
17は、SRNS GPS信号のフィルタリングを行い、かつ、フィルタ21は
、SRNS GLONASS信号のフィルタリングを行う。フィルタ17,21
は、それぞれ、8.2MHzおよび10.8MHzの通過帯域を有し、かつ、1
62.3MHzおよび192.3MHzの中心周波数を、それぞれ有している。
とにより、入力ユニット6に関する必要な周波数選択性の特性と、例えば40M
Hzの総帯域に関する信号対雑音比とを得ることが可能となる。無線周波数変換
器2(図5)のユニット6の出力から、周波数帯域L1(F1)のSRNS G
PS信号およびGLONASS信号は、第1信号周波数変換に関するユニット7
の入力に印加され、ここで、これらの信号は、第1増幅器14において増幅され
、ミキサー15において周波数変換され、かつ、第2増幅器16(中間周波数増
幅器)において増幅される。クレームされた受信器のユニット7のミキサー15
において実行される第1信号周波数変換に関しては、基準周波数生成器28によ
り生成された15.36MHzの周波数を有する基準信号から生成器30とPL
Lユニット29とによってユニット25において合成された第1ヘテロダイン周
波数fг1=1413.12MHzの信号が用いられる。第1周波数変換の結果
として、周波数軸上におけるSRNS GPS信号とGLONASS信号とによ
り占有された周波数帯域の位置は、図7бに示されているように変化し、ここで
は、SRNS GPS信号の周波数帯域は158.208〜166.392MH
zであり、かつ、SRNS GLONASS信号は186.386〜197.6
74MHzの帯域を占有する。無線周波数変換器の第1ヘテロダイン周波数(f г1 =1413.12MHz)の選択は、第2ヘテロダイン周波数(fг2=1/
8×fг1=176.64MHz)が、変換されたSRNS GPS信号の周波数
範囲の上限と変換されたSRNSGLONASS信号の周波数範囲の下限との間
に割り当てられるように行われる(図7)。増幅器16の出力からの無線周波数
変換器2のユニット7において変換されたSRNS GPSおよびGLONAS
S信号は、第2信号周波数変換の第1および第2チャンネル8,9の入力に、す
なわち、フィルタ17,21の入力に印加される。これらのフィルタの各々は、
それぞれのSRNS信号の帯域フィルタリングを実行する。すなわち、フィルタ
17は、SRNS GPS信号のフィルタリングを行い、かつ、フィルタ21は
、SRNS GLONASS信号のフィルタリングを行う。フィルタ17,21
は、それぞれ、8.2MHzおよび10.8MHzの通過帯域を有し、かつ、1
62.3MHzおよび192.3MHzの中心周波数を、それぞれ有している。
【0038】 前記フィルタ17,21によって帯域外干渉からフィルタリングされかつチャ
ンネル8,9の各々における周波数変換後に前記システム(GPSおよびGLO
NASS)において割り当てられた信号は、ミキサー18,22の信号入力に、
それぞれ供給される。クレームされた受信器の無線周波数変換器2における、チ
ャンネル8,9のミキサー18,22において行われる第2周波数変換に対して
、ユニット25により合成された第1ヘテロダイン周波数の信号の周波数を8個
に分割するユニット26によって生成された第2ヘテロダイン周波数fг2=1
76.64MHzの信号が用いられる。第2周波数変換の結果として、周波数軸
上においてSRNS GPSおよびGLONASS信号により占有された周波数
帯域の位置は、図8に示されるように変化し、ここでは、図8аは、SRNS
GPS信号の周波数帯域(10.248〜18.432MHz)を示し、かつ、
図8бは、SRNS GLONASS信号の周波数帯域(10.196〜21.
034MHz)である。第2周波数変換器のチャンネル8,9の各々においてミ
キサー18,22によって変換されるSRNS GPSおよびGLONASS信
号は、制御利得増幅器19,23において増幅され、次に、レベル制御された2
ビット量子化器である閾値装置20,24において3レベル(2ビット)変換を
受け、これにより、クレームされた受信器の無線周波数変換器2の必要な形式の
出力信号を生成する。これらの信号(“実際の”信号)は、Nチャンネルディジ
タル相関器3のチャンネル4において、すなわち、同相および直角位相の相関処
理チャンネルのディジタルミキサー44,45において“除去される”キャリア
の存在により特徴づけられる。次に、無線周波数変換器2において生成された信
号は、Nチャンネル相関器3において、無線周波数変換器2のユニット26の出
力信号から、すなわち、第2ヘテロダイン周波数fг2=176.64MHzの
信号からユニット27によって生成されたクロック周波数信号により規定される
クロック周波数を用いて、周波数fг2を8個に分割することにより、ディジタ
ル化される。Nチャンネルディジタル相関器3におけるディジタル信号処理中に
用いられるクロック周波数値は、FТ=22.08MHzという値となる。航法
情報を損なわずにディジタル化を行うために、変換されたSRNS GPSおよ
びGLONASS信号と、クロック周波数信号とは、互いに整合される。すなわ
ち、クロック周波数fTの値と、変換されたSRNS GPSおよびGLONAS
S信号の周波数帯域の値とは、およそ2:1の比率である。
ンネル8,9の各々における周波数変換後に前記システム(GPSおよびGLO
NASS)において割り当てられた信号は、ミキサー18,22の信号入力に、
それぞれ供給される。クレームされた受信器の無線周波数変換器2における、チ
ャンネル8,9のミキサー18,22において行われる第2周波数変換に対して
、ユニット25により合成された第1ヘテロダイン周波数の信号の周波数を8個
に分割するユニット26によって生成された第2ヘテロダイン周波数fг2=1
76.64MHzの信号が用いられる。第2周波数変換の結果として、周波数軸
上においてSRNS GPSおよびGLONASS信号により占有された周波数
帯域の位置は、図8に示されるように変化し、ここでは、図8аは、SRNS
GPS信号の周波数帯域(10.248〜18.432MHz)を示し、かつ、
図8бは、SRNS GLONASS信号の周波数帯域(10.196〜21.
034MHz)である。第2周波数変換器のチャンネル8,9の各々においてミ
キサー18,22によって変換されるSRNS GPSおよびGLONASS信
号は、制御利得増幅器19,23において増幅され、次に、レベル制御された2
ビット量子化器である閾値装置20,24において3レベル(2ビット)変換を
受け、これにより、クレームされた受信器の無線周波数変換器2の必要な形式の
出力信号を生成する。これらの信号(“実際の”信号)は、Nチャンネルディジ
タル相関器3のチャンネル4において、すなわち、同相および直角位相の相関処
理チャンネルのディジタルミキサー44,45において“除去される”キャリア
の存在により特徴づけられる。次に、無線周波数変換器2において生成された信
号は、Nチャンネル相関器3において、無線周波数変換器2のユニット26の出
力信号から、すなわち、第2ヘテロダイン周波数fг2=176.64MHzの
信号からユニット27によって生成されたクロック周波数信号により規定される
クロック周波数を用いて、周波数fг2を8個に分割することにより、ディジタ
ル化される。Nチャンネルディジタル相関器3におけるディジタル信号処理中に
用いられるクロック周波数値は、FТ=22.08MHzという値となる。航法
情報を損なわずにディジタル化を行うために、変換されたSRNS GPSおよ
びGLONASS信号と、クロック周波数信号とは、互いに整合される。すなわ
ち、クロック周波数fTの値と、変換されたSRNS GPSおよびGLONAS
S信号の周波数帯域の値とは、およそ2:1の比率である。
【0039】 したがって、クレームされた受信器において、第1ヘテロダイン周波数fг1
=1413.12MHz、第2ヘテロダイン周波数fг2=176.64MHz
、クロック周波数FТ=fг2:8=176.64:8、というヘテロダインお
よびクロック信号が整形される。したがって、第2ヘテロダイン周波数信号およ
びクロック信号は、ユニット26,27を用いて単にこの信号を8個に順次的に
分割することによって、第1ヘテロダイン周波数信号から得られる。
=1413.12MHz、第2ヘテロダイン周波数fг2=176.64MHz
、クロック周波数FТ=fг2:8=176.64:8、というヘテロダインお
よびクロック信号が整形される。したがって、第2ヘテロダイン周波数信号およ
びクロック信号は、ユニット26,27を用いて単にこの信号を8個に順次的に
分割することによって、第1ヘテロダイン周波数信号から得られる。
【0040】 したがって、クレームされた統合受信器において、定式化された技術的タスク
の第1部分および第2部分が行われる。第一に、周波数帯域L1のi=0からi
=1までのレタード周波数によってSRNS GPSおよびGLONASS信号
を同時に受信かつ変換することは、クロック周波数信号およびヘテロダイン周波
数信号を生成するための単一周波数シンセサイザ(ユニット25)を用いて実行
され、かつ第二に、従来技術によるディジタイザと類似した装置が存在しない。
さらに、生成された信号のクロック周波数(受け取られた信号の時間に対するサ
ンプリングレート)は、無線周波数変換器において変換されたSRNS GPS
およびGLONASS信号のスペクトルと整合される。
の第1部分および第2部分が行われる。第一に、周波数帯域L1のi=0からi
=1までのレタード周波数によってSRNS GPSおよびGLONASS信号
を同時に受信かつ変換することは、クロック周波数信号およびヘテロダイン周波
数信号を生成するための単一周波数シンセサイザ(ユニット25)を用いて実行
され、かつ第二に、従来技術によるディジタイザと類似した装置が存在しない。
さらに、生成された信号のクロック周波数(受け取られた信号の時間に対するサ
ンプリングレート)は、無線周波数変換器において変換されたSRNS GPS
およびGLONASS信号のスペクトルと整合される。
【0041】 前記定式化されたタスクの第3部分は、Nチャンネルディジタル相関器3にお
いて、すなわち、そのチャンネル4(このチャンネル4は、幾つかの衛星の信号
を同時に追跡(trace)することを可能にする)において解決される。Nチャン
ネルディジタル相関器3の動作については、1つの衛星の信号を処理する際の、
Nチャンネル相関器3のチャンネル4の1つの動作の例に基づいて説明する。チ
ャンネル4の動作は、以下のように行われる。2ビットに量子化された“実際の
”SRNS GPSおよびGLONASS信号は、無線周波数変換器2のそれぞ
れの出力からNチャンネルディジタル相関器3の信号入力に印加される。
いて、すなわち、そのチャンネル4(このチャンネル4は、幾つかの衛星の信号
を同時に追跡(trace)することを可能にする)において解決される。Nチャン
ネルディジタル相関器3の動作については、1つの衛星の信号を処理する際の、
Nチャンネル相関器3のチャンネル4の1つの動作の例に基づいて説明する。チ
ャンネル4の動作は、以下のように行われる。2ビットに量子化された“実際の
”SRNS GPSおよびGLONASS信号は、無線周波数変換器2のそれぞ
れの出力からNチャンネルディジタル相関器3の信号入力に印加される。
【0042】 Nチャンネルディジタル相関器3の信号入力から、入力されたSRNS GP
SおよびGLONASS信号は、各々のチャンネル4を介して、スイッチ31へ
供給される。スイッチ31は、2つの信号(GPSまたはGLONASS)のう
ち1つを、前記チャンネル内におけるこの信号を処理するためにデータ交換ユニ
ット32を介して作用するプロセッサ5からの命令により選択する。
SおよびGLONASS信号は、各々のチャンネル4を介して、スイッチ31へ
供給される。スイッチ31は、2つの信号(GPSまたはGLONASS)のう
ち1つを、前記チャンネル内におけるこの信号を処理するためにデータ交換ユニ
ット32を介して作用するプロセッサ5からの命令により選択する。
【0043】 前記ディジタルキャリア生成器39は、基準信号キャリア周波数の同相(cos
)および直角位相(sin)成分を生成し、これらの成分は、ディジタルミキサー
44,45における入力信号により増加する。ディジタルキャリア生成器39は
、入力信号キャリアの周波数および位相を追跡するループを閉じるためにデータ
交換ユニット32を介してプロセッサ5により制御される。キャリアが“除去さ
れた”後に、信号の同相および直角位相成分は、相関器46〜49において、デ
ィジタルコード生成器41、基準C/Aコード生成器42(GPSおよびGLO
NASS)、プログラム可能遅延線43、遅延ストローブ整形器52、キー部5
3、および加算器54、というユニット一式によって生成された基準C/Aコー
ドと相関させられる。ディジタルコード生成器41は、C/Aコード(GPSお
よびGLONASS)のクロック信号を生成し、次に、この信号は、基準C/A
コード生成器42(GPSおよびGLONASS)の入力に印加される。ディジ
タル制御された生成器41は、コード追跡ループを閉じるために、データ交換ユ
ニット32を介してプロセッサ5により制御される。ディジタルコード生成器4
1からのC/Aコードのクロック信号を参照することにより、基準C/Aコード
生成器42は、基準C/Aコードを生成し、該コードは、各々のSRNS GP
S衛星に関して特有のものであり、かつ、周波数分割マルチプレクスを用いた全
てのSRNS GLONASS衛星に対して同一である。コードシーケンス形式
は、データ交換ユニット32を介して基準C/Aコード生成器42に接続された
プロセッサ5により設定される。基準C/Aコード生成器42により生成された
基準C/Aコードは、プログラム可能遅延線43に印加される。プログラム可能
遅延線43は、基準C/Aコードの一時的な移動を、その2つの出力において、
基準C/Aコードのパンクチュアル“P”および差“E−L”(初期−後期)コ
ピーを整形することにより行う。基準C/Aコードのパンクチュアル“P”コピ
ーは、第1および第2相関器46,49の第2入力と、遅延ストローブ整形器5
2の第1出力に印加され、その一方で、基準C/Aコードの差“E−L”(初期
−後期)コピーは、加算器54の第1入力に印加される。ディジタルコード生成
器41の出力から遅延ストローブ整形器52の第2入力に供給されたコードクロ
ック周波数信号と、プログラム可能遅延線43から遅延ストローブ整形器52の
第1入力に供給されるC/Aコードの現在のキャラクタの極性に関する情報とを
用いる遅延ストローブ整形器52は、コードキャラクタの境界を決定し、かつ、
コードの初期コピーと後期コピーとの間における遅延dに等しい継続時間を有す
るマルチパス補償のための一連のゲート信号を生成し、反復期間は、C/Aコー
ドキャラクタの継続時間に等しく、かつ、極性は、コードのパンクチュアルコピ
ーの以前のキャラクタの極性と一致し、かつ、始まりは、コードのパンクチュア
ルコピーのキャラクタの終わりに対して値d/2だけ遅延される。閉じられたキ
ー部53によって、加算器54は、基準C/Aコード生成器42の出力から、基
準C/Aコードの差コピーの信号を受信し、かつ、マルチパス補償のための補正
ゲートパルスを備えた差弁別信号を自らの出力において生成する遅延ストローブ
整形器52の出力から、一連のゲーティングパルスを受信し、この信号は、第2
および第3相関器47,48の第2入力に印加される。
)および直角位相(sin)成分を生成し、これらの成分は、ディジタルミキサー
44,45における入力信号により増加する。ディジタルキャリア生成器39は
、入力信号キャリアの周波数および位相を追跡するループを閉じるためにデータ
交換ユニット32を介してプロセッサ5により制御される。キャリアが“除去さ
れた”後に、信号の同相および直角位相成分は、相関器46〜49において、デ
ィジタルコード生成器41、基準C/Aコード生成器42(GPSおよびGLO
NASS)、プログラム可能遅延線43、遅延ストローブ整形器52、キー部5
3、および加算器54、というユニット一式によって生成された基準C/Aコー
ドと相関させられる。ディジタルコード生成器41は、C/Aコード(GPSお
よびGLONASS)のクロック信号を生成し、次に、この信号は、基準C/A
コード生成器42(GPSおよびGLONASS)の入力に印加される。ディジ
タル制御された生成器41は、コード追跡ループを閉じるために、データ交換ユ
ニット32を介してプロセッサ5により制御される。ディジタルコード生成器4
1からのC/Aコードのクロック信号を参照することにより、基準C/Aコード
生成器42は、基準C/Aコードを生成し、該コードは、各々のSRNS GP
S衛星に関して特有のものであり、かつ、周波数分割マルチプレクスを用いた全
てのSRNS GLONASS衛星に対して同一である。コードシーケンス形式
は、データ交換ユニット32を介して基準C/Aコード生成器42に接続された
プロセッサ5により設定される。基準C/Aコード生成器42により生成された
基準C/Aコードは、プログラム可能遅延線43に印加される。プログラム可能
遅延線43は、基準C/Aコードの一時的な移動を、その2つの出力において、
基準C/Aコードのパンクチュアル“P”および差“E−L”(初期−後期)コ
ピーを整形することにより行う。基準C/Aコードのパンクチュアル“P”コピ
ーは、第1および第2相関器46,49の第2入力と、遅延ストローブ整形器5
2の第1出力に印加され、その一方で、基準C/Aコードの差“E−L”(初期
−後期)コピーは、加算器54の第1入力に印加される。ディジタルコード生成
器41の出力から遅延ストローブ整形器52の第2入力に供給されたコードクロ
ック周波数信号と、プログラム可能遅延線43から遅延ストローブ整形器52の
第1入力に供給されるC/Aコードの現在のキャラクタの極性に関する情報とを
用いる遅延ストローブ整形器52は、コードキャラクタの境界を決定し、かつ、
コードの初期コピーと後期コピーとの間における遅延dに等しい継続時間を有す
るマルチパス補償のための一連のゲート信号を生成し、反復期間は、C/Aコー
ドキャラクタの継続時間に等しく、かつ、極性は、コードのパンクチュアルコピ
ーの以前のキャラクタの極性と一致し、かつ、始まりは、コードのパンクチュア
ルコピーのキャラクタの終わりに対して値d/2だけ遅延される。閉じられたキ
ー部53によって、加算器54は、基準C/Aコード生成器42の出力から、基
準C/Aコードの差コピーの信号を受信し、かつ、マルチパス補償のための補正
ゲートパルスを備えた差弁別信号を自らの出力において生成する遅延ストローブ
整形器52の出力から、一連のゲーティングパルスを受信し、この信号は、第2
および第3相関器47,48の第2入力に印加される。
【0044】 開放キー部53によって、加算器54の出力において、かつこれにより、第2
および第3相関器47,48の第2入力において、コードの差コピーが単に存在
する。受信されたSRNS GPSおよびGLONASS信号と、C/Aコード
のパンクチュアルコピー“P”および補正ストローブを備えた差コピー“E−L
+K”との対比の結果は、コードエポック(code epoch)(1ms)の継続時間
に等しい期間内に、データ交換ユニット32を介してプロセッサ5により読み出
されかつコードおよびキャリアを追跡するループを閉じるために用いられる記憶
ユニット33〜36内に蓄積される。さらなる第5および第6相関器50,51
、および、第5および第6記憶ユニット37,38は、プロセッサ5が、反映さ
れた信号パワーを評価することを可能にする。本質的なことは、Nチャンネルデ
ィジタル相関器3の各々のチャンネル4において、キー部56を閉じることによ
り、一連の遅延ストローブと入力信号との対比の結果を、差弁別器の出力からの
信号に加算する前記動作が、“精密な相関器”条件の下で、システムがコード追
跡モードに設定された後に(すなわち、コードの初期“E”コピーと後期“L”
コピーとの間の間隔が、プログラム可能遅延線43によってコードを追跡する場
合に、プロセッサ5により最小値まで減少させられた後に)のみ実行されるとい
う事実である。これに加えて、一連の遅延ストローブと入力信号との対比を実行
する別個の相関器および記憶ユニットを用いる場合に、このような対比の結果に
ついては、マルチパス効果の強度を決定する目的のために計算器により評価する
ことができる。前記結果は、反映された信号が、本質的にコード追跡処理中に誤
差数を増加させる場合にのみ、オペレータが、従来の“精密な相関器”モードか
ら、“補正ストローブを備えた精密な相関器”モードへ移行することを可能にす
る。この方法は、“精密な相関器”モードの利用と比較して利点を有しており、
このことは、SRNS GPSおよびGLONASSシステム(これらのシステ
ムにおいては、一方では、入力信号のパワーは、非常に低くかつ雑音レベルのは
るか下方にあり、他方では、反映された信号のパワーは、幾つかの場合において
は、前方信号のパワーと等しいかまたは該パワーよりも高い著しい値に到達する
ことがあり、これにより、消費者のコーディネイトを決定する場合に本質的なエ
ラーを引き起こす)のC/Aコードの受信器にとって非常に重要である。ゲーテ
ィングディジタル信号の補正シーケンスの利用は、1.5dより大きい反映され
た信号の遅延係数におけるマルチパス効果の影響を完全に除去することを可能に
し、かつ、d/2を超過する遅延係数に起因するその否定的影響を低減させる。
こうして、純粋な“精密な相関器”モードと比較した場合のパワー損失は、1.
76dBだけ増加する。
および第3相関器47,48の第2入力において、コードの差コピーが単に存在
する。受信されたSRNS GPSおよびGLONASS信号と、C/Aコード
のパンクチュアルコピー“P”および補正ストローブを備えた差コピー“E−L
+K”との対比の結果は、コードエポック(code epoch)(1ms)の継続時間
に等しい期間内に、データ交換ユニット32を介してプロセッサ5により読み出
されかつコードおよびキャリアを追跡するループを閉じるために用いられる記憶
ユニット33〜36内に蓄積される。さらなる第5および第6相関器50,51
、および、第5および第6記憶ユニット37,38は、プロセッサ5が、反映さ
れた信号パワーを評価することを可能にする。本質的なことは、Nチャンネルデ
ィジタル相関器3の各々のチャンネル4において、キー部56を閉じることによ
り、一連の遅延ストローブと入力信号との対比の結果を、差弁別器の出力からの
信号に加算する前記動作が、“精密な相関器”条件の下で、システムがコード追
跡モードに設定された後に(すなわち、コードの初期“E”コピーと後期“L”
コピーとの間の間隔が、プログラム可能遅延線43によってコードを追跡する場
合に、プロセッサ5により最小値まで減少させられた後に)のみ実行されるとい
う事実である。これに加えて、一連の遅延ストローブと入力信号との対比を実行
する別個の相関器および記憶ユニットを用いる場合に、このような対比の結果に
ついては、マルチパス効果の強度を決定する目的のために計算器により評価する
ことができる。前記結果は、反映された信号が、本質的にコード追跡処理中に誤
差数を増加させる場合にのみ、オペレータが、従来の“精密な相関器”モードか
ら、“補正ストローブを備えた精密な相関器”モードへ移行することを可能にす
る。この方法は、“精密な相関器”モードの利用と比較して利点を有しており、
このことは、SRNS GPSおよびGLONASSシステム(これらのシステ
ムにおいては、一方では、入力信号のパワーは、非常に低くかつ雑音レベルのは
るか下方にあり、他方では、反映された信号のパワーは、幾つかの場合において
は、前方信号のパワーと等しいかまたは該パワーよりも高い著しい値に到達する
ことがあり、これにより、消費者のコーディネイトを決定する場合に本質的なエ
ラーを引き起こす)のC/Aコードの受信器にとって非常に重要である。ゲーテ
ィングディジタル信号の補正シーケンスの利用は、1.5dより大きい反映され
た信号の遅延係数におけるマルチパス効果の影響を完全に除去することを可能に
し、かつ、d/2を超過する遅延係数に起因するその否定的影響を低減させる。
こうして、純粋な“精密な相関器”モードと比較した場合のパワー損失は、1.
76dBだけ増加する。
【0045】 図9は、一連のキャラクタを整形するNチャンネルディジタル相関器3のチャ
ンネル4の上述の動作を示す。図9аに示されているのは、Δtのコードキャラ
クタの継続時間を備える基準C/Aコード生成器42の出力における疑似ランダ
ムシーケンスである。図9бは、通常の《精密な相関器》モードにおいて用いら
れかつプログラム可能遅延線43により形成される差“E−L”疑似ランダムシ
ーケンスを示す。図9вは、遅延ストローブ整形器52の出力における一連の補
正ストローブを示す。図9гは、加算器54における合計信号(すなわち、マル
チパスの歪みを補正するために、補正ストローブのシーケンスに追加された差疑
似ランダムシーケンスの信号)を示す。図10は、Nチャンネルディジタル相関
器3のチャンネル4とプロセッサ5との合同動作中の《精密な相関器》上におけ
るマルチパス現象の否定的影響を示す。図10аにおける曲線1は、前方信号に
より規定されたコードを追跡するシステムの弁別器の反転出力である(受信され
た信号および疑似ランダムシーケンスの差“E−L”を変調する疑似ランダムC
/Aコードの相互的な相関関数)。曲線2は、前方信号の増幅の半分に等しい増
幅を有する遅延(マルチパス)信号におけるコードを追跡するシステムの弁別器
の応答であり、かつ、遅延は、疑似雑音コードシーケンスキャラクタの持続時間
の半分を生じさせる。信号の初期コピーと後期コピーとの間における遅延は、0
.25キャラクタ長さに等しい。簡略化のために、無限の通過帯域を備えた理想
的なIFフィルタの場合のための計算が行われる。双方の信号の到着の場合には
、弁別器の出力は、前方および遅延信号に対する結果として生じる応答を表す(
図10бにおいては、この信号が反転されている)。この場合に、弁別器のゼロ
出力が、前方信号のゼロではない遅延(すなわち、マルチパス効果に起因する間
隔の決定における誤差)に対応していることは明白である。対応するゲート信号
を《精密な相関器》とともに用いることは、この否定的影響を低減させることを
可能にする。
ンネル4の上述の動作を示す。図9аに示されているのは、Δtのコードキャラ
クタの継続時間を備える基準C/Aコード生成器42の出力における疑似ランダ
ムシーケンスである。図9бは、通常の《精密な相関器》モードにおいて用いら
れかつプログラム可能遅延線43により形成される差“E−L”疑似ランダムシ
ーケンスを示す。図9вは、遅延ストローブ整形器52の出力における一連の補
正ストローブを示す。図9гは、加算器54における合計信号(すなわち、マル
チパスの歪みを補正するために、補正ストローブのシーケンスに追加された差疑
似ランダムシーケンスの信号)を示す。図10は、Nチャンネルディジタル相関
器3のチャンネル4とプロセッサ5との合同動作中の《精密な相関器》上におけ
るマルチパス現象の否定的影響を示す。図10аにおける曲線1は、前方信号に
より規定されたコードを追跡するシステムの弁別器の反転出力である(受信され
た信号および疑似ランダムシーケンスの差“E−L”を変調する疑似ランダムC
/Aコードの相互的な相関関数)。曲線2は、前方信号の増幅の半分に等しい増
幅を有する遅延(マルチパス)信号におけるコードを追跡するシステムの弁別器
の応答であり、かつ、遅延は、疑似雑音コードシーケンスキャラクタの持続時間
の半分を生じさせる。信号の初期コピーと後期コピーとの間における遅延は、0
.25キャラクタ長さに等しい。簡略化のために、無限の通過帯域を備えた理想
的なIFフィルタの場合のための計算が行われる。双方の信号の到着の場合には
、弁別器の出力は、前方および遅延信号に対する結果として生じる応答を表す(
図10бにおいては、この信号が反転されている)。この場合に、弁別器のゼロ
出力が、前方信号のゼロではない遅延(すなわち、マルチパス効果に起因する間
隔の決定における誤差)に対応していることは明白である。対応するゲート信号
を《精密な相関器》とともに用いることは、この否定的影響を低減させることを
可能にする。
【0046】 このことは、図11に示されている。図11аは、ストローブの補正シーケン
スと、受信された信号の疑似雑音コードシーケンスとの対比の結果を示す。この
結果を《精密な相関器》弁別器の出力(図10аにおける曲線1)と結合させる
ことにより、図11б(反転信号)に示される、《補正ストローブを備えた精密
な相関器》を用いた弁別器出力が得られる。この場合に、1.5よりも大きな遅
延を有するマルチパス信号が弁別器信号に対して何の効果も有していないことは
明白である。実際に、1つほどのキャラクタ(遅延+1近傍における負の三角形
)のマルチパス信号の遅延において誤った弁別器信号が発生する危険性があるが
、概して、このような遅延を有するマルチパス信号は低い増幅を有しており、か
つ、これらの否定的効果は重大なものではない。図12は、マルチパス信号遅延
に応じて、SRNS GPSおよびGLONASSのC/Aコードの信号を用い
た範囲測定の誤差の計算図である。前方およびマルチパス信号の組み合わせは、
以下の式により説明される。
スと、受信された信号の疑似雑音コードシーケンスとの対比の結果を示す。この
結果を《精密な相関器》弁別器の出力(図10аにおける曲線1)と結合させる
ことにより、図11б(反転信号)に示される、《補正ストローブを備えた精密
な相関器》を用いた弁別器出力が得られる。この場合に、1.5よりも大きな遅
延を有するマルチパス信号が弁別器信号に対して何の効果も有していないことは
明白である。実際に、1つほどのキャラクタ(遅延+1近傍における負の三角形
)のマルチパス信号の遅延において誤った弁別器信号が発生する危険性があるが
、概して、このような遅延を有するマルチパス信号は低い増幅を有しており、か
つ、これらの否定的効果は重大なものではない。図12は、マルチパス信号遅延
に応じて、SRNS GPSおよびGLONASSのC/Aコードの信号を用い
た範囲測定の誤差の計算図である。前方およびマルチパス信号の組み合わせは、
以下の式により説明される。
【数2】 ここで、A:前号信号増幅、 Cf(t):信号を変調する疑似ランダムシーケンス、 w0:搬送周波数、 φ:搬送位相、 α:マルチパス信号の相対的増幅、 δ:前方信号に対するマルチパス信号の遅延係数 である。
【0047】 通常の《精密な相関器》の場合において、追跡の定常状態のためにIE-LI
P+QE-LQP[6]形式の一貫しない弁別器を用いることにより、コード追
跡システムの弁別器出力における信号は、以下の形式をとる。
P+QE-LQP[6]形式の一貫しない弁別器を用いることにより、コード追
跡システムの弁別器出力における信号は、以下の形式をとる。
【数3】 ここで、Rf(τ):信号を変調する疑似ランダムシーケンスの自動相関関数、
τk:コード追跡誤差、 d:コードの初期コピーと後期コピーとの間における遅延、 φm=w0・δ:直接信号と遅延信号との間における位相差 である。
τk:コード追跡誤差、 d:コードの初期コピーと後期コピーとの間における遅延、 φm=w0・δ:直接信号と遅延信号との間における位相差 である。
【0048】 《補正ストローブを備えた精密な相関器》を用いる場合に関し、追跡の定常状
態のためにIE-LIP+QE-LQP[6]形式の一貫しない弁別器を用いるこ
とにより、コード追跡システムの弁別器出力における信号は、以下の形式をとる
。
態のためにIE-LIP+QE-LQP[6]形式の一貫しない弁別器を用いるこ
とにより、コード追跡システムの弁別器出力における信号は、以下の形式をとる
。
【数4】 ここで、Sf:相対的継続時間dと、受信されている信号を変調する疑似雑音シ
ーケンスとを備える一連の補正ストローブの相関関数である。φm=0、次に、
φm=π,α=0.5,d=0.1を設定し、かつ、上記の式を、E(τk)=
0の場合について解くことにより、範囲決定の誤差を計算することができる。簡
略化のために、図12には、信号を変調させる疑似雑音シーケンスのキャラクタ
の形状を歪ませない、無限の通過帯域を備えた理想的なフィルタの無線周波数変
換器を用いる場合の、範囲決定における誤差計算の結果が示されている。
ーケンスとを備える一連の補正ストローブの相関関数である。φm=0、次に、
φm=π,α=0.5,d=0.1を設定し、かつ、上記の式を、E(τk)=
0の場合について解くことにより、範囲決定の誤差を計算することができる。簡
略化のために、図12には、信号を変調させる疑似雑音シーケンスのキャラクタ
の形状を歪ませない、無限の通過帯域を備えた理想的なフィルタの無線周波数変
換器を用いる場合の、範囲決定における誤差計算の結果が示されている。
【0049】 したがって、第3の技術的タスクが実現される。すなわち、多くの実際に重要
な場合に、ディジタル相関器は、マルチパス効果により生じるC/Aコードを追
跡する誤差を除去する。
な場合に、ディジタル相関器は、マルチパス効果により生じるC/Aコードを追
跡する誤差を除去する。
【0050】 産業上の応用分野 クレームされた受信器に関する提案された構成については、産業上大量に生産
される標準的な無線電子部品に基づいて実現することができ、このことは、連続
的な生産という条件の下では重要である。このことは全て、SRNS GPSお
よびGLONASSシステムのC/Aコードの信号により広範囲のユーザーの位
置を判断するために、クレームされた統合受信器が前記ユーザーによって用いら
れるために好都合な前提を作り出す。上述のことから、クレームされた発明が、
実行可能であり、産業上応用可能であり、公式化された技術的タスクを行い、か
つ、SRNS GPSおよびGLONASSのC/Aコードの信号により同時に
動作しかつ航法測定において“標準手精度”を提供する携帯式受信器のように非
常に有望であることは明白である。
される標準的な無線電子部品に基づいて実現することができ、このことは、連続
的な生産という条件の下では重要である。このことは全て、SRNS GPSお
よびGLONASSシステムのC/Aコードの信号により広範囲のユーザーの位
置を判断するために、クレームされた統合受信器が前記ユーザーによって用いら
れるために好都合な前提を作り出す。上述のことから、クレームされた発明が、
実行可能であり、産業上応用可能であり、公式化された技術的タスクを行い、か
つ、SRNS GPSおよびGLONASSのC/Aコードの信号により同時に
動作しかつ航法測定において“標準手精度”を提供する携帯式受信器のように非
常に有望であることは明白である。
【図1】 従来技術による装置のブロック図である。
【図2】 従来技術による装置の無線周波数変換器のブロック図である。
【図3】 従来技術による装置のNチャンネルディジタル相関器のチャンネ
ルの1つのブロック図である。
ルの1つのブロック図である。
【図4】 クレームされた受信器のブロック図である。
【図5】 本発明のある実施形態におけるクレームされた受信器の無線周波
数変換器のブロック図である。
数変換器のブロック図である。
【図6】 考慮された実施形態におけるクレームされた受信器のNチャンネ
ルディジタル相関器のチャンネルのブロック図である。
ルディジタル相関器のチャンネルのブロック図である。
【図7】 周波数の第1変換の前における、クレームされた受信器の無線周
波数変換器のL1範囲において受信されたSRNS GPSおよびGLONAS
S信号の周波数帯域の割り当てを示す周波数図を示す。
波数変換器のL1範囲において受信されたSRNS GPSおよびGLONAS
S信号の周波数帯域の割り当てを示す周波数図を示す。
【図8】 周波数の第1変換の後における、クレームされた受信器の無線周
波数変換器におけるSRNS GPSおよびGLONASS信号の周波数帯域の
割り当てを示す周波数図を示す。
波数変換器におけるSRNS GPSおよびGLONASS信号の周波数帯域の
割り当てを示す周波数図を示す。
【図9】 Nチャンネル相関器のチャンネル素子の動作を示す記号シーケン
スを示す図であり、аは、基準C/Aコード生成器の出力における疑似ランダム
シーケンスを示し、бは、プログラム可能な遅延線により生成された《精密な相
関器》条件の下で用いられる差“E−L”の疑似ランダムシーケンスを示し、в
は、遅延されたストローブ整形器の出力における補正ストローブのシーケンスを
示し、гは、加算器の出力におけるマルチパス歪みを補正するために補正ストロ
ーブのシーケンスに加えられた差分疑似ランダムシーケンスを示す。
スを示す図であり、аは、基準C/Aコード生成器の出力における疑似ランダム
シーケンスを示し、бは、プログラム可能な遅延線により生成された《精密な相
関器》条件の下で用いられる差“E−L”の疑似ランダムシーケンスを示し、в
は、遅延されたストローブ整形器の出力における補正ストローブのシーケンスを
示し、гは、加算器の出力におけるマルチパス歪みを補正するために補正ストロ
ーブのシーケンスに加えられた差分疑似ランダムシーケンスを示す。
【図10】 反射された(マルチパス)信号の存在に起因する《精密な相関
器》出力からの差信号の歪みを示す図である。
器》出力からの差信号の歪みを示す図である。
【図11】 аは、マルチパス歪みを補償するゲートディジタル信号(図9
гに示される)の相関関数を示す図であり、абは、《精密な相関器》と補正ゲ
ート信号との間の合同相関関数を示す図である。
гに示される)の相関関数を示す図であり、абは、《精密な相関器》と補正ゲ
ート信号との間の合同相関関数を示す図である。
【図12】 様々な形式の相関器に対するマルチパス信号の存在に起因する
、計算された誤差を示す図である。
、計算された誤差を示す図である。
1 アンテナ 2 無線周波数変換器 3 Nチャンネルディジタル相関器 4 チャンネル 5 プロセッサ 6 入力ユニット 7 第1信号周波数変換のためのユニット 8 SRNS GPS信号の第2周波数変換のための第1チャンネル 9 SRNS GLONASS信号の第2周波数変換のための第2チャンネル 10 クロックおよびヘテロダイン周波数信号を整形するための装備 11 第1帯域フィルタ 12 増幅器 13 第2帯域フィルタ 14 第1増幅器 15 ミキサー 16 第2増幅器 17,21 フィルタ 18,22 ミキサー 19,23 制御利得増幅器 20,24 閾値装置 25 整形ユニット25(第1ヘテロダイン周波数信号のシンセサイザ) 26 第1ユニット 27 第2ユニット 28 基準生成器 29 位相ロックループ(PLL)周波数制御ユニット 30 電圧制御生成器 31 入力信号スイッチ 32 データ交換ユニット 33〜38 第1〜第6記憶ユニット 39 ディジタルキャリア生成器 40 制御レジスタ 41 ディジタルコード生成器 42 基準C/Aコード生成器 43 プログラム可能遅延線 44,45 ディジタルミキサー 46〜51 第1〜第6相関器 52 遅延ストローブ整形器 53 キー部 54 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボリス・ドミトリエヴィッチ・フェドトフ ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 195213・カザンスカヤ・ウル・5−6 (72)発明者 ウラジミール・ニコラエヴィッチ・イワノ フ ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 195297・ペレフォツニ・パー・9・アパー トメント・85 (72)発明者 アレクサンダー・ニコラエヴィッチ・コロ トコフ ロシア・セント−ペテルスグルグ・ 195027・パンフィロヴァ・ストリート・ 21・アパートメント・9 (72)発明者 ヴィクター・イヴァノヴィッチ・マラシン ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 195273・ナウキ・プロスペクト・44・アパ ートメント・336 (72)発明者 セルゲイ・ボリソヴィッチ・ピサレフ ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 198152・クラスノプティロフスカヤ・スト リート・12・アパートメント・22 (72)発明者 デニス・ゲオルギエヴィッチ・ポヴェレニ ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 195297・スズダルスキー・レーン・91・ア パートメント・3 (72)発明者 イリナ・イヴゲニエフナ・ガリチナ ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 197198・クラスノアルメイスカヤ・ストリ ート・9・アパートメント・13 (72)発明者 ミカイル・ペトロヴィッチ・ソシン ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 194295・ポエティチェスキー・ブールヴァ ード・5・アパートメント・170 (72)発明者 ボリス・ヴァレンチノヴィッチ・シェブシ ャエヴィッチ ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 190121・モイカ−リバー・エンブ・104・ アパートメント・3 (72)発明者 ヴヤチェスラフ・ステパノヴィッチ・ニク リン ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 195248・ビー・ポロクホフスカヤ・ストリ ート・54−1・アパートメント・95 (72)発明者 オレグ・ドミトリエヴィッチ・オシポフ ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 194356・ホ・シ・ミナ・ストリート・7− 1・アパートメント・120 (72)発明者 ミカイル・ユリエヴィッチ・シリン ロシア・モスクワ・105094・セメノフスカ ヤ・ナブ・3/1−2・アパートメント・ 49 (72)発明者 アナトリー・ニコラエヴィッチ・ソルダテ ンコフ ロシア・セント−ペテルスブルグ・ 191002・ルーベンシュテイナ・ストリー ト・23・アパートメント・1 (72)発明者 ドヒョン・チュン 大韓民国・ソウル・ジュンゴクドン・クワ ンギング・90−55 (72)発明者 ヨン・チャン・リー 大韓民国・スウォン・キュンギ−ド・パル ダル−グ・ヨントン−ドン・956−2 Fターム(参考) 2F029 AA01 AB07 AC02 AC03 AD01 5J062 AA01 CC07 DD03 DD05 DD13 DD15 EE01
Claims (1)
- 【請求項1】 直列に接続されたアンテナおよび無線周波数変換器と、 互いに接続されたNチャンネルディジタル相関器およびプロセッサと を具備する衛星無線航法システムの疑似雑音信号の受信器であって、 前記無線周波数変換器は、 前記アンテナに接続され、かつ、少なくとも1つの帯域フィルタを有する入力
ユニットと、 少なくとも1つの増幅器とミキサーとを具備する第1信号周波数変換のための
ユニットと、 衛星無線航法システムGPS,GLONASSそれぞれの第2信号周波数変換
の第1および第2チャンネルと を具備し、 前記帯域フィルタは、前記入力ユニットの出力に接続されており、 前記増幅器および前記ミキサーは、前記第1信号周波数変換のためのユニット
の出力に接続されており、 前記第1および第2チャンネルの各々は、 直列に接続されたフィルタおよびミキサー を具備し、 第1ヘテロダイン周波数信号を生成するユニットと、 クロック周波数信号とヘテロダイン周波数信号とを生成する装備と をさらに具備し、 前記第1ヘテロダイン周波数信号を生成するユニットの出力により形成されて
いる第1ヘテロダイン周波数信号の出力は、前記第1信号周波数変換のユニット
のミキサーの基準入力に接続されており、その一方で、第2ヘテロダイン周波数
の信号出力は、第2信号周波数変換の第1チャンネルのミキサーに接続されてお
り、 第2信号周波数変換の第1および第2チャンネルの出力、および、前記クロッ
ク周波数信号とヘテロダイン周波数信号とを生成する装備のクロック信号の出力
は、無線周波数変換器の信号出力およびクロック出力を形成し、 前記Nチャンネルディジタル相関器において、そのチャンネルの各々は、 前記Nチャンネルディジタル相関器の第1および第2信号入力に接続されてい
る第1および第2入力を有する入力信号スイッチと、 それぞれのデータバスを介して、前記プロセッサと、第1、第2、第3、第4
記憶ユニットの出力と、ディジタルキャリア生成器の制御入力と、制御レジスタ
の制御入力と、ディジタルコード生成器の制御入力と、基準C/Aコード生成器
の第1入力とに接続されたデータ交換ユニットと、 を備え、 前記記憶ユニット、ディジタルコード生成器、ディジタルキャリア生成器、プ
ログラム可能遅延線のクロック入力は、Nチャンネルディジタル相関器のクロッ
ク入力に接続されており、 前記入力信号スイッチの出力は、同相および直角位相の相関処理チャンネルの
ディジタルミキサーの第1入力に接続されており、 前記ディジタルミキサーの第2入力は、ディジタルキャリア生成器の“cos
”出力と“sin”出力とにそれぞれ接続されており、かつ、前記ディジタルミ
キサーの出力は、第1および第2相関器の相互接続された第1入力間の接合点と
、第3および第4相関器の相互接続された第1入力間の接合点とに接続されてお
り、前記相関器の出力は、第1、第2、第3、第4記憶ユニットの信号入力にそ
れぞれ接続されており、 前記第1および第4相関器の第2入力は、プログラム可能遅延線の基準C/A
コードのパンクチュアル“P”コピーの出力に接続されており、前記プログラム
可能遅延線の第1入力は、基準C/Aコード生成器の出力に接続されており、前
記基準C/Aコード生成器の第2入力は、ディジタルコード生成器の出力に接続
されており、 前記プログラム可能遅延線の第2入力、および、前記基準C/Aコード生成器
の第3入力は、制御レジスタの第1および第2出力にそれぞれ接続されており、
前記制御レジスタの第3出力は、入力信号スイッチの第3入力に接続されている
、 受信器において、 前記無線周波数変換器の信号出力およびクロック出力は、Nチャンネルディジ
タル相関器の第1および第2信号入力およびクロック入力に、それぞれ接続され
ており、 第2信号周波数変換のチャンネルの各々における前記無線周波数変換器におい
て、ミキサー出力は、直列に接続された利得制御増幅器と、2ビットレベル制御
量子化器の形式で構成された閾値装置とを介して、チャンネル出力に接続されて
おり、第2信号周波数変換の第2チャンネルのミキサーの基準入力は、クロック
信号とヘテロダイン周波数とを生成する装備の第2ヘテロダイン周波数信号の出
力に接続されており、前記装備において、第1ヘテロダイン周波数信号を生成す
るユニットの出力は、周波数を8つに分割する第1および第2ユニットに接続さ
れており、前記第1および第2ユニットの出力は、第2ヘテロダイン周波数の信
号出力と、クロック周波数の信号出力とをそれぞれ形成し、 前記Nチャンネルディジタル相関器のチャンネルの各々には、 それぞれのデータバスを介してデータ交換ユニットに接続されている出力を有
し、その一方で、Nチャンネルディジタル相関器のクロック入力に接続されてい
るクロック入力を有する第5および第6記憶ユニットと、 前記第5および第6記憶ユニットの信号入力にそれぞれ接続されている出力を
有する第5および第6相関器と、 遅延ストローブの整形器と、 キー部と、 前記プログラム可能遅延線の基準C/Aコードの差“E−L”コピーまたは初
期“E”コピーの出力に接続されている第1入力と、前記キー部に接続されてい
る第2入力とを有し、その一方で、第2および第3相関器の第2入力に接続され
ている出力を有する加算器と がさらに供給され、 前記第5および第6相関器の第1入力は、第1および第2ミキサーの出力にそ
れぞれ接続されており、前記遅延ストローブの整形器の出力は、第5および第6
相関器の第2入力と、制御レジスタの第4出力に接続されている制御入力を有す
る前記キー部の信号入力とに接続されており、 前記遅延ストローブの整形器の第1入力は、プログラム可能遅延線の基準C/
Aコードのパンクチュアル“P”コピーの出力に接続されており、その一方で、
第2入力は、前記ディジタルコード生成器の出力に接続されている ことを特徴とする受信器。
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