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JP2012008012A - Receiver - Google Patents

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JP2012008012A
JP2012008012A JP2010144398A JP2010144398A JP2012008012A JP 2012008012 A JP2012008012 A JP 2012008012A JP 2010144398 A JP2010144398 A JP 2010144398A JP 2010144398 A JP2010144398 A JP 2010144398A JP 2012008012 A JP2012008012 A JP 2012008012A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base station
data
gnss signal
positioning data
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010144398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Kawashima
茂男 河島
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP2010144398A priority Critical patent/JP2012008012A/en
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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

【課題】
GNSSでは20msec毎にI相とQ相の相関信号の反転が起こり得るので、測位データが未知である場合には、コヒーレント相関は20msecを超えて実施することができなかった。
【解決手段】
基地局GNSS信号受信部が受信したデータから第1の測位データの取得をする基地局データ検出部と、基地局データ検出部からGNSS信号を生成する基地局GNSS信号生成部と、移動局から伝送された該移動局が受信したGNSS信号を受信する移動局GNSS信号受信部と、基地局GNSS信号生成部が生成した生成データと移動局GNSS信号受信部が受信した受信データの相関演算を行うことにより第2の測位データを取得する相関部と、第1の測位データと第2の測位データの差分を計算する誤差検出部とから成り、基地局GNSS信号生成部が第1の測位データを第2の測位データに一致するよう補正することを特徴とする受信機。
【選択図】図2
【Task】
In GNSS, the inversion of the correlation signal between the I phase and the Q phase can occur every 20 msec. Therefore, when the positioning data is unknown, the coherent correlation cannot be performed beyond 20 msec.
[Solution]
A base station data detector that obtains first positioning data from data received by the base station GNSS signal receiver, a base station GNSS signal generator that generates a GNSS signal from the base station data detector, and a transmission from the mobile station The mobile station GNSS signal receiving unit that receives the received GNSS signal, the generated data generated by the base station GNSS signal generating unit, and the received data received by the mobile station GNSS signal receiving unit Is composed of a correlation unit that acquires the second positioning data and an error detection unit that calculates a difference between the first positioning data and the second positioning data, and the base station GNSS signal generation unit converts the first positioning data into the first positioning data. A receiver which is corrected so as to match the positioning data of 2.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、GPS(Global Positioning System)衛星より送信される測位データを受信し復調する際の、高感度化および高精度化に関する。 The present invention relates to high sensitivity and high accuracy when receiving and demodulating positioning data transmitted from a GPS (Global Positioning System) satellite.

GPS受信装置は、GPS衛星から送られてくる測位データを受信し、位置などを計測する装置で、例えば、携帯端末やカーナビゲーションシステムの位置測定に利用されている。 The GPS receiving device is a device that receives positioning data sent from a GPS satellite and measures a position and the like, and is used, for example, for position measurement of a portable terminal or a car navigation system.

GPS衛星は、C/Aコード(Coarse and Acquisition Code)と呼ばれる測位データを送信している。一方、GPS受信装置では、複数のGPS衛星から送信される前記の測位データを復調し、GPS衛星からGPS受信装置に到達するまでの電波の伝搬時間を測定している。そして、測定された電波の伝搬時間から、複数のGPS衛星に対するそれぞれの擬似距離を計算し、これをもとに自己の位置などを計測している。 A GPS satellite transmits positioning data called a C / A code (Coarse and Acquisition Code). On the other hand, the GPS receiver demodulates the positioning data transmitted from a plurality of GPS satellites, and measures the propagation time of radio waves from the GPS satellites to the GPS receiver. Then, the pseudo distances for a plurality of GPS satellites are calculated from the measured propagation times of radio waves, and their own positions and the like are measured based on the calculated pseudo distances.

GPS衛星は、L1帯の周波数帯域で電波信号を送信する。この電波信号は、擬似雑音符号PNコードと測位データがDSスペクトラム拡散変調方式により変調されている。受信機においては、これを受信して測位や測量を行う(特許文献1)。 GPS satellites transmit radio signals in the L1 frequency band. In this radio signal, a pseudo noise code PN code and positioning data are modulated by the DS spread spectrum modulation method. The receiver receives this and performs positioning and surveying (Patent Document 1).

GPS受信装置では、L1帯の測位信号は信号処理回路で同期が取られる。L1波帯の測位信号で伝送される測位データの1ビット長は20msecであることから、同期処理においては、C/Aコードの1ms毎の開始点の内から適当な一点を選び、そこから20msec間の受信信号をコヒーレント加算、つまりコヒーレント相関をとり、これを数パターン用意して加算結果を比較することでビット同期をとるための処理が為されていた。 In the GPS receiver, the positioning signal in the L1 band is synchronized by a signal processing circuit. Since the 1-bit length of the positioning data transmitted by the positioning signal in the L1 wave band is 20 msec, in the synchronization processing, an appropriate point is selected from the starting points for every 1 ms of the C / A code, and then 20 msec is obtained therefrom. Between the received signals between them, coherent addition, that is, coherent correlation is taken, several patterns are prepared, and the result of comparing the addition results has been processed for bit synchronization.

また、GPSでは20msec毎にI(搬送波正位相)とQ(搬送波90度位相)の相関信号の反転が起こり得るので、測位データが未知である場合には、前記コヒーレント相関は20msecを超えて実施することができない。 Also, in GPS, the correlation signal of I (carrier positive phase) and Q (carrier phase 90 degrees) can be inverted every 20 msec, so if the positioning data is unknown, the coherent correlation is performed over 20 msec. Can not do it.

このような受信信号同士のコヒーレント加算による相関計算方法は、ビット同期を的確にし、測位データを高精度に抽出する場合に影響を与えるが、また一方で、GPS信号の高感度化という課題に関しては、前記高精度化と同様に、受信信号と前記PNコードのコヒーレント相関をとる方法が制限を与える。 Such a correlation calculation method by coherent addition of received signals affects the case of accurate bit synchronization and extraction of positioning data with high accuracy. On the other hand, regarding the problem of increasing the sensitivity of GPS signals, As with the high accuracy, the method of obtaining the coherent correlation between the received signal and the PN code gives a limit.

この場合も、測位データが未知である場合には、20msec毎にI相とQ相の相関信号の反転が起こりえるため、時間幅を20msec以下にしなければならない。 Also in this case, when the positioning data is unknown, since the inversion of the correlation signal between the I phase and the Q phase can occur every 20 msec, the time width must be 20 msec or less.

従来はこのように、20msecを超えたコヒーレント相関の計算が出来ないといった制限下で、衛星毎に、コード位相の同期を保持する際に一般に用いられるディレイロックループを用いてコード位相を、また、同期信号の代表的な生成方式であるところのコスタスループを用いてキャリア周波数やキャリア位相さらに測位データを検出し、これらディレイロックループとコスタスループは互いに独立に動作していた。 In the past, under the restriction that coherent correlation exceeding 20 msec cannot be calculated in this way, for each satellite, the code phase is used by using a delay lock loop generally used to maintain code phase synchronization, A Costas loop, which is a typical method for generating a synchronization signal, is used to detect carrier frequency, carrier phase, and positioning data, and the delay lock loop and the Costas loop operate independently of each other.

前記のようにコード検出とキャリア検出を独立に行うと、図6に示す信号の関係図において、航法データ601におけるコードの追尾信号603とキャリアの追尾信号605の位相関係が一意に定まらない。従って、例えば、複数環境下で受信信号を追尾する場合、ある一つの環境下の追尾信号と他の環境下での追尾信号の位相関係はランダムであった。   If the code detection and the carrier detection are performed independently as described above, the phase relationship between the code tracking signal 603 and the carrier tracking signal 605 in the navigation data 601 is not uniquely determined in the signal relationship diagram shown in FIG. Therefore, for example, when a received signal is tracked under a plurality of environments, the phase relationship between the tracking signal under one environment and the tracking signal under another environment is random.

特開平11−142501号公報JP-A-11-142501

しかるに前記のように、測位データの1ビットの時間、つまり20msec以上の時間幅でコヒーレント相関を取ることができないという欠点は、高精度化、高感度化に対して、大きな制限となる。 However, as described above, the disadvantage that the coherent correlation cannot be obtained in the time of one bit of the positioning data, that is, the time width of 20 msec or more, is a great limitation on the high accuracy and high sensitivity.

そこで、コヒーレント相関ではなく、二乗した数値で相関演算をして波形の反転の影響を減ずるノンコヒーレント相関を用いる方法も考えられるが、ノンコヒーレント相関による高感度化は、コヒーレント相関による高感度化の半分程度しか効果が無く、本手法では長時間の相関を求めなければ精度の向上が見込めないため、GPS測位をリアルタイムに行うという実用には則さない。 Therefore, a method using non-coherent correlation that reduces the influence of waveform inversion by performing a correlation operation with a squared value instead of coherent correlation is also conceivable. Since this method is effective only about half, and improvement in accuracy cannot be expected unless long-term correlation is obtained in this method, it is not practical to perform GPS positioning in real time.

また、相関演算を実施するための参照信号を、解析地点とは異なる場所における受信信号にしようとしても、前記のように、コード追尾とキャリア追尾が独立して行われていたために、それぞれの地点での受信信号の位相が一意に定まらず、相関結果が高精度化につながらなかった。   In addition, even if an attempt is made to use a reference signal for performing a correlation calculation as a received signal at a location different from the analysis location, as described above, code tracking and carrier tracking are performed independently. The phase of the received signal was not uniquely determined, and the correlation result did not lead to higher accuracy.

前記課題を解決するために、本発明は、
移動無線システムにおける基地局の受信機であって、
基地局GNSS信号受信部と、
前記基地局GNSS信号受信部が受信したデータから第1の測位データの取得をする基地局データ検出部と、
前記基地局データ検出部からGNSS信号を生成する基地局GNSS信号生成部と、
移動局から伝送された該移動局が受信したGNSS信号を受信する移動局GNSS信号受信部と、
前記基地局GNSS信号生成部が生成した生成データと前記移動局GNSS信号受信部が受信した受信データの相関演算を行うことにより第2の測位データを取得する相関部と、
前記第1の測位データと前記第2の測位データの差分を計算する誤差検出部と、
から成り、
前記誤差検出部が検出した誤差を用いて前記基地局GNSS信号生成部が前記第1の測位データを前記第2の測位データに一致するよう補正することを特徴とする受信機である。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A receiver of a base station in a mobile radio system,
A base station GNSS signal receiver;
A base station data detector that obtains first positioning data from the data received by the base station GNSS signal receiver;
A base station GNSS signal generator that generates a GNSS signal from the base station data detector;
A mobile station GNSS signal receiving unit for receiving a GNSS signal received by the mobile station transmitted from the mobile station;
A correlation unit that obtains second positioning data by performing a correlation operation between the generation data generated by the base station GNSS signal generation unit and the reception data received by the mobile station GNSS signal reception unit;
An error detector that calculates a difference between the first positioning data and the second positioning data;
Consisting of
The receiver is characterized in that the base station GNSS signal generation unit corrects the first positioning data to match the second positioning data using the error detected by the error detection unit.

また、本発明は、前記相関部の相関演算時間幅は、測位データの1ビット長より長いことを特徴とする受信機である。 Further, the present invention is the receiver characterized in that the correlation calculation time width of the correlation unit is longer than one bit length of the positioning data.

また、本発明は、前記基地局データ検出部が第1の測位データを検出する場合、および、前記相関部が第2の測位データを検出する場合において、コード位相の検出はディレイロックループを用い、キャリア周波数とキャリア位相およびその他のデータの検出はコスタスループを用いることを特徴とする受信機である。 Further, according to the present invention, when the base station data detection unit detects the first positioning data and when the correlation unit detects the second positioning data, the code phase is detected using a delay lock loop. The receiver is characterized in that a Costas loop is used to detect the carrier frequency and the carrier phase and other data.

従来の手法では、測位データが未知であったためにコヒーレント相関を20msec以下の時間幅で行わねばならないという制限があったが、本発明によれば、測位データを既知のものとして扱えるために、コヒーレント相関の時間幅を20msec以上とすることが可能になった。 In the conventional method, since the positioning data is unknown, there is a limitation that the coherent correlation must be performed in a time width of 20 msec or less. However, according to the present invention, since the positioning data can be handled as a known one, the coherent correlation is performed. The correlation time width can be set to 20 msec or more.

このことにより、GPS携帯電話等の移動局におけるGPS測位の高精度化が可能となる。例えば1secの時間幅でコヒーレント相関を取ると、10log(1/0.02)つまり17dBの改善となるのである。 This makes it possible to improve the accuracy of GPS positioning in a mobile station such as a GPS mobile phone. For example, taking a coherent correlation with a time width of 1 sec results in an improvement of 10 log (1 / 0.02), that is, 17 dB.

このような高感度化により、移動局の利用範囲を大幅に拡大できるため、利用者のメリットも大きい。また、通常の受信信号強度下での利用を前提とする場合には、高感度化する分はアンテナゲインの低減の補償に利用することが可能になる。 Such high sensitivity greatly expands the use range of the mobile station, so that the user's merit is also great. In addition, when it is assumed to be used under normal received signal strength, the increased sensitivity can be used for compensation of antenna gain reduction.

つまり、アンテナゲインを低減しても従来と同様の利得を得られることであり、このことにより、装置の小型化やコストダウンを実現できる。 That is, even if the antenna gain is reduced, the same gain as before can be obtained, and this makes it possible to reduce the size and cost of the apparatus.

また、本発明において、受信環境の優れた場所に設置された基地局は、コード追尾信号とキャリア追尾信号が同一発振器から生成されていることによりそれぞれの位相が一意に定まるため、移動局の受信信号に対して該基地局の受信信号を相関のための参照信号として用いる場合に、高精度化を実現できる。   Further, in the present invention, the base station installed in a place where the reception environment is excellent has the phase determined uniquely by the code tracking signal and the carrier tracking signal being generated from the same oscillator. When the received signal of the base station is used as a reference signal for correlation with respect to the signal, high accuracy can be realized.

従来のGNSSシステムである。It is a conventional GNSS system. 本発明にかかるGNSSシステムである。It is a GNSS system concerning the present invention. 従来の相関器の制限を示したものである。This shows the limitation of the conventional correlator. 本発明にかかる相関器を示したものである。1 shows a correlator according to the present invention. 本発明により直接波の検出が容易になることを示したものである。It shows that the detection of direct waves is facilitated by the present invention. 航法データとコード信号とキャリア信号の関係を示したものである。It shows the relationship among navigation data, code signal and carrier signal.

本発明の好適な実施の形態について、図を参照しながら、携帯電話システムを例に、GPSよりも広義なGNSS(Global Navigation Satellite System)を用いて説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described using a GNSS (Global Navigation Satellite System) broader than GPS, taking a mobile phone system as an example, with reference to the drawings.

図1はGNSS携帯電話システムの一般的な形態である。つまり移動局101が受信したGNSS信号を用いて測位計算を基地局111にて行うものである。 FIG. 1 is a general form of a GNSS mobile phone system. That is, the base station 111 performs positioning calculation using the GNSS signal received by the mobile station 101.

移動局101においては、GNSS信号をGNSSアンテナ103で受信し、受信部105でディジタル信号に変換する。そして該ディジタル信号をGNSS信号送信部107が基地局への送信周波数に変調し、送信アンテナ109を介して送信する。 In the mobile station 101, the GNSS signal is received by the GNSS antenna 103 and converted into a digital signal by the receiving unit 105. The GNSS signal transmission unit 107 modulates the digital signal to a transmission frequency to the base station and transmits the modulated digital signal via the transmission antenna 109.

基地局111においては、移動局101の送信アンテナ109から送信されたGNSS信号を受信アンテナ113で受信し、GNSS信号受信部115でディジタル信号に変換しGNSS信号を取り出す。 In the base station 111, the GNSS signal transmitted from the transmission antenna 109 of the mobile station 101 is received by the reception antenna 113, converted into a digital signal by the GNSS signal reception unit 115, and a GNSS signal is extracted.

さらに、前記GNSS信号から、コード位相/キャリア周波数・位相/データ検出部で、コード位相、キャリア周波数、キャリア位相を検出し測位データを取得する。この検出方法は一般的なものであり、衛星毎に、ディレイロックループによってコード位相を、また、コスタスループによってキャリア周波数、キャリア位相を得るものである。 Further, the code phase / carrier frequency / phase / data detection unit detects the code phase, the carrier frequency, and the carrier phase from the GNSS signal to obtain positioning data. This detection method is general, and for each satellite, a code phase is obtained by a delay lock loop, and a carrier frequency and a carrier phase are obtained by a Costas loop.

さらに、測位計算部119では、前記測位データを元に、複数の衛星からのコード擬似距離や衛星位置を求め、移動局の位置を計算するものである。 Further, the positioning calculation unit 119 calculates code pseudo distances and satellite positions from a plurality of satellites based on the positioning data, and calculates the position of the mobile station.

なお、可視衛星の番号や、可視衛星毎のキャリアドップラー周波数の推定値を基地局で求め、これを移動局に送る手段や、基地局で行っていたコード位相/キャリア周波数・位相/データ検出部117の処理を移動局が実施する手段など、GNSS携帯電話システムの形態は様々なものが考えられている。 The base station obtains the number of visible satellites and the estimated value of the carrier Doppler frequency for each visible satellite and sends them to the mobile station, and the code phase / carrier frequency / phase / data detector used in the base station. Various forms of the GNSS mobile phone system are considered, such as means for the mobile station to execute the process 117.

次に図2は本発明にかかる好適な実施の形態を示したものである。 Next, FIG. 2 shows a preferred embodiment according to the present invention.

本発明の特徴は、基地局の受信環境の優れた場所に設置したGNSS受信機がGNSS信号を受信し、該受信信号によって、移動局が受信したGNSS信号を解析する場合に測位データを既知として扱えることであり、このことによって前記のような測位データの1ビット幅の範囲内で信号処理をしなければならないという条件が緩和され、相関時間を長時間化して測位の高精度化が実現出来ることにある。 A feature of the present invention is that positioning data is known when a GNSS receiver installed in a place where the reception environment of the base station is excellent receives a GNSS signal and the mobile station analyzes the GNSS signal received by the received signal. As a result, the condition that the signal processing must be performed within the range of the 1-bit width of the positioning data as described above is relaxed, and the accuracy of positioning can be improved by extending the correlation time. There is.

まず、GNSS信号は移動局101のGNSSアンテナ103と、基地局217の受信環境に優れた場所に設置したGNSSアンテナ201で受信し、それぞれ受信部105および203でディジタル化される。 First, the GNSS signal is received by the GNSS antenna 103 of the mobile station 101 and the GNSS antenna 201 installed in a place where the reception environment of the base station 217 is excellent, and is digitized by the receiving units 105 and 203, respectively.

移動局101においては、受信機105によってディジタル化されたGNSS信号をGNSS信号送信部107から送信アンテナ109を介して基地局217に送信する。また、基地局217においては、受信機203によってディジタル化されたGNSS信号を用いて、コード位相/キャリア周波数・位相/データ検出部205がコード位相とキャリア周波数とキャリア位相を検出し、測位データを取得する。 In the mobile station 101, the GNSS signal digitized by the receiver 105 is transmitted from the GNSS signal transmission unit 107 to the base station 217 via the transmission antenna 109. In the base station 217, the code phase / carrier frequency / phase / data detection unit 205 detects the code phase, the carrier frequency, and the carrier phase using the GNSS signal digitized by the receiver 203, and obtains the positioning data. get.

コード位相/キャリア周波数・位相/データ検出部205においては、例えばコード位相の検出はディレイロックループ(DLL)で同期保持され実現し、キャリア周波数やキャリア位相の検出はコスタスループ(Costas Loop)で同期追跡され実現する。 In the code phase / carrier frequency / phase / data detection unit 205, for example, the detection of the code phase is synchronized and held by a delay lock loop (DLL), and the detection of the carrier frequency and the carrier phase is synchronized by a Costas Loop (Costas Loop). Tracked and realized.

なお、前記ディレイロックループとコスタスループを実施するにあたって、それぞれの同期クロックは一つの発振器から生成することとし、また、優れた受信環境に設置されていることから、検出されるコード信号とキャリア信号の位相関係は一意に決定される。従って、不慮の信号であるところの反射波などのフェージング信号の影響を受けることなく、コード信号とキャリア信号が得られるといった副次的な効果が発生する。   When implementing the delay lock loop and the Costas loop, each synchronous clock is generated from one oscillator, and since it is installed in an excellent reception environment, the detected code signal and carrier signal The phase relationship of is uniquely determined. Therefore, the secondary effect that the code signal and the carrier signal can be obtained without being affected by the fading signal such as the reflected wave, which is an unexpected signal, occurs.

次に、基地局217において、前記コード周波数、キャリア周波数、キャリア位相、および測位データを検出した後、GNSS信号生成部209が衛星毎にGNSS信号を生成する。 Next, in the base station 217, after detecting the code frequency, the carrier frequency, the carrier phase, and the positioning data, the GNSS signal generation unit 209 generates a GNSS signal for each satellite.

一方、移動局101が受信したGNSS信号は基地局217のGNSS信号受信部115に伝送されている。前記基地局が生成した衛星毎のGNSS信号と移動局が受信したGNSS信号を用いて相関器207で相関演算を行い、衛星を特定する。 On the other hand, the GNSS signal received by the mobile station 101 is transmitted to the GNSS signal receiving unit 115 of the base station 217. The correlator 207 performs correlation calculation using the GNSS signal for each satellite generated by the base station and the GNSS signal received by the mobile station, thereby identifying the satellite.

ここで、前記のようにコード信号とキャリア信号の位相は、一意に決定されるように同期追跡されたものであるから、これらを前記相関演算の参照信号とする本手段では、精度の向上が見込める。   Here, since the phases of the code signal and the carrier signal are synchronously tracked so as to be uniquely determined as described above, in this means using these as reference signals for the correlation calculation, the accuracy is improved. I can expect.

従来の技術では測位データが未知であったから、前記のように測位データの1ビット幅であるところの20msec以上の時間幅でコヒーレント相関を演算することが出来なかったが、本発明によれば、基地局における高S/N比でのGNSS信号の受信により、コード位相/キャリア周波数・位相/データ検出部205が測位データを取得しているため、移動局からのGNSS信号を解析する際には前記測位データを既知として扱うことができるため、前記20msecの時間幅の制限は受けない。 Since the positioning data is unknown in the conventional technique, the coherent correlation could not be calculated with a time width of 20 msec or more, which is the 1-bit width of the positioning data as described above. Since the code phase / carrier frequency / phase / data detection unit 205 acquires positioning data by receiving a GNSS signal at a high S / N ratio at the base station, when analyzing the GNSS signal from the mobile station Since the positioning data can be handled as known, the time width of the 20 msec is not limited.

次に、相関器207によって求まった相関値によってコード位相誤差検出部211がコード位相誤差を、また、キャリア周波数・位相誤差検出部213によってキャリア周波数誤差とキャリア位相誤差を検出する。 Next, the code phase error detector 211 detects the code phase error based on the correlation value obtained by the correlator 207, and the carrier frequency / phase error detector 213 detects the carrier frequency error and the carrier phase error.

なお、コード位相誤差検出部211においては、ディレイロックループ等が用いるコード位相誤差検出方法によりコード位相誤差を検出し、キャリア周波数・位相誤差検出部213においては、コスタスループ等が用いるキャリア周波数・位相誤差検出方法によりキャリア周波数誤差とキャリア位相誤差を検出する。 The code phase error detection unit 211 detects a code phase error by a code phase error detection method used by a delay lock loop or the like, and the carrier frequency / phase error detection unit 213 uses a carrier frequency / phase used by a Costas loop or the like. A carrier frequency error and a carrier phase error are detected by an error detection method.

次に、前記検出されたコード位相誤差、キャリア周波数誤差、およびキャリア位相誤差をGNSS信号生成部209にフィードバックし、該GNSS信号生成部209で衛星毎のGNSS信号を修正する。このフィードバックループによってGNSS信号生成部209が生成するGNSS信号は移動局101が受信したGNSS信号と等価になるため、測位計算部215は該GNSS信号生成部209が生成したGNSS信号を用いて移動局101の測位計算をすることが可能になる。 Next, the detected code phase error, carrier frequency error, and carrier phase error are fed back to the GNSS signal generation unit 209, and the GNSS signal generation unit 209 corrects the GNSS signal for each satellite. Since the GNSS signal generated by the GNSS signal generation unit 209 by this feedback loop is equivalent to the GNSS signal received by the mobile station 101, the positioning calculation unit 215 uses the GNSS signal generated by the GNSS signal generation unit 209. 101 positioning calculations can be performed.

以上説明したように、従来の測位計算においては、図3に示すように、移動局が受信した受信信号とPNコードを比較していたため、測位データが未知であるから相反転の可能性により20msec以下のコヒーレント相関演算によって同期処理が為されていたが、本発明では、図4に示すように、基地局が受信した全ての可視衛星からの受信信号を相関対象とすれば、その中に移動局が受信対象とする衛星も含まれるため、測位データは既知のものとして扱うことが可能となり、コヒーレント相関時間を任意長にすることが可能になるのである。 As described above, in the conventional positioning calculation, as shown in FIG. 3, since the received signal received by the mobile station is compared with the PN code, the positioning data is unknown. Synchronization processing was performed by the following coherent correlation calculation. In the present invention, as shown in FIG. 4, if received signals from all visible satellites received by the base station are targeted for correlation, they are moved into that. Since satellites to be received by the station are also included, positioning data can be handled as known data, and the coherent correlation time can be set to an arbitrary length.

また、図5に示すように、基地局は受信環境に優れた位置に設置しているためGNSS衛星からは直接波のみが到来しているが、移動局には直接波と反射波が到来するマルチパスの状況になることが考えられる。 In addition, as shown in FIG. 5, since the base station is installed at a position excellent in reception environment, only direct waves arrive from the GNSS satellite, but direct waves and reflected waves arrive at the mobile station. It can be a multipath situation.

このような場合であっても、本発明によれば、移動局のマルチパス波と基地局の直接波との相関演算を実施するのであるから、相関値が最も強くなる移動局の受信波は直接波であり、移動局の受信信号の中から直接波を検出することが容易になり、このことからも測位の高度化が可能になる。 Even in such a case, according to the present invention, since the correlation calculation between the multipath wave of the mobile station and the direct wave of the base station is performed, the received wave of the mobile station having the strongest correlation value is Since it is a direct wave, it becomes easy to detect the direct wave from the received signal of the mobile station, and this also makes it possible to enhance the positioning.

なお、本発明においては、移動局の送信アンテナと基地局の受信アンテナの間で通信される信号のプロトコルについては、これをなんら限定するものではない。 In the present invention, the protocol of signals communicated between the transmitting antenna of the mobile station and the receiving antenna of the base station is not limited at all.

また、基地局において、移動局の受信信号から得られたGNSS信号と基地局の受信信号から得られたGNSS信号の相関を取り、各種誤差を検出する際の誤差検出手段については、これをなんら限定するものではない。 Further, in the base station, the error detection means for detecting various errors by correlating the GNSS signal obtained from the received signal of the mobile station and the GNSS signal obtained from the received signal of the base station is It is not limited.

また、GNSS信号から測位を計算する手段については、これをなんら限定するものではない。 Further, the means for calculating the positioning from the GNSS signal is not limited at all.

さらに、本発明にかかるGNSS信号生成部等の各演算部の設置場所に関して、これが移動局内であっても基地局内であってもよく、実施の一例として基地局内に置いたが、この手段に限定するものではない。   Furthermore, regarding the installation location of each calculation unit such as the GNSS signal generation unit according to the present invention, this may be in the mobile station or in the base station. Not what you want.

101…移動局、 103…移動局のGNSSアンテナ、
105…移動局の受信部、 107…移動局のGNSS信号送信部、
109…移動局の送信アンテナ、 111…従来の基地局、
113…基地局の受信アンテナ、 115…基地局のGNSS信号受信部、
117…基地局のコード位相/キャリア周波数・位相/データ検出部、
119…基地局の従来の測位計算部、
201…基地局のGNSSアンテナ、 203…基地局の受信部、
205…本発明にかかる基地局のコード位相/キャリア周波数・位相/データ検出部、
207…基地局の相関器、 209…基地局のGNSS信号生成部、
211…基地局のコード位相誤差検出部、
213…基地局のキャリア周波数・位相誤差検出部、
215…本発明にかかる基地局の測位計算部、
217…本発明にかかる基地局、
601…航法データ、 603…コード信号、 605…キャリア信号。

101 ... Mobile station, 103 ... GNSS antenna of the mobile station,
105: Mobile station receiver 107: Mobile station GNSS signal transmitter,
109 ... mobile station transmit antenna, 111 ... conventional base station,
113 ... a receiving antenna of the base station, 115 ... a GNSS signal receiving unit of the base station,
117 ... code phase / carrier frequency / phase / data detection unit of base station,
119 ... conventional positioning calculation unit of the base station,
201 ... GNSS antenna of the base station, 203 ... Receiver of the base station,
205 ... code phase / carrier frequency / phase / data detector of the base station according to the present invention,
207 ... base station correlator, 209 ... base station GNSS signal generator,
211... Base station code phase error detector,
213 ... Carrier frequency / phase error detector of the base station,
215 ... the positioning calculation unit of the base station according to the present invention,
217 ... A base station according to the present invention,
601: Navigation data, 603: Code signal, 605: Carrier signal.

Claims (3)

移動無線システムにおける基地局の受信機であって、
基地局GNSS信号受信部と、
前記基地局GNSS信号受信部が受信したデータから第1の測位データの取得をする基地局データ検出部と、
前記基地局データ検出部からGNSS信号を生成する基地局GNSS信号生成部と、
移動局から伝送された該移動局が受信したGNSS信号を受信する基地局に設けられた移動局GNSS信号受信部と、
前記基地局GNSS信号生成部が生成した生成データと前記移動局GNSS信号受信部が受信した受信データの相関演算を行うことにより第2の測位データを取得する相関部と、
前記第1の測位データと前記第2の測位データの差分を計算する誤差検出部と、
から成り、
前記誤差検出部が検出した誤差を用いて前記基地局GNSS信号生成部が前記第1の測位データを前記第2の測位データに一致するよう生成データを補正することを特徴とする受信機。
A receiver of a base station in a mobile radio system,
A base station GNSS signal receiver;
A base station data detector that obtains first positioning data from the data received by the base station GNSS signal receiver;
A base station GNSS signal generator that generates a GNSS signal from the base station data detector;
A mobile station GNSS signal receiver provided in a base station that receives the GNSS signal received by the mobile station transmitted from the mobile station;
A correlation unit that obtains second positioning data by performing a correlation operation between the generation data generated by the base station GNSS signal generation unit and the reception data received by the mobile station GNSS signal reception unit;
An error detector that calculates a difference between the first positioning data and the second positioning data;
Consisting of
The receiver, wherein the base station GNSS signal generation unit corrects the generated data so that the first positioning data matches the second positioning data using the error detected by the error detection unit.
前記相関部の相関演算時間幅は、測位データの1ビット長より長いことを特徴とする請求項1に記載の受信機。 The receiver according to claim 1, wherein the correlation calculation time width of the correlation unit is longer than one bit length of the positioning data. 前記基地局データ検出部が第1の測位データを検出する際に、コード位相の同期追尾検出はディレイロックループを用い、キャリア周波数とキャリア位相の同期追尾検出はコスタスループを用いるものであり、
前記ディレイロックループを実施するための追尾信号と、前記コスタスループを実施するための追尾信号は同一の発振器から生成するものであることを特徴とする請求項1に記載の受信機。

When the base station data detection unit detects the first positioning data, the code phase synchronization tracking detection uses a delay lock loop, and the carrier frequency and carrier phase synchronization tracking detection uses a Costas loop,
The receiver according to claim 1, wherein the tracking signal for implementing the delay lock loop and the tracking signal for implementing the Costas loop are generated from the same oscillator.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105204022A (en) * 2014-10-22 2015-12-30 航天恒星科技有限公司 Inversion method of sea surface wind field and apparatus thereof
JP2016031232A (en) * 2014-07-25 2016-03-07 セイコーエプソン株式会社 Satellite signal receiving device, electronic clock, and control method for satellite signal receiving devices

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