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JP2001208821A - Receiver for positioning, and method of processing positioning information applied therefor - Google Patents

Receiver for positioning, and method of processing positioning information applied therefor

Info

Publication number
JP2001208821A
JP2001208821A JP2000020294A JP2000020294A JP2001208821A JP 2001208821 A JP2001208821 A JP 2001208821A JP 2000020294 A JP2000020294 A JP 2000020294A JP 2000020294 A JP2000020294 A JP 2000020294A JP 2001208821 A JP2001208821 A JP 2001208821A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positioning
information
error
error component
satellite
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2000020294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Suga
秀一 須賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000020294A priority Critical patent/JP2001208821A/en
Publication of JP2001208821A publication Critical patent/JP2001208821A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance positioning precision while reducing a cost and weight, and miniaturizing a size. SOLUTION: Satellite signals from plural GPS satellites are received by an antenna 11, ephemeris data of the GPS satellites and observstion data including pseudo-distance data to the GPS satellites are extracted, by a receiption control part 200, from the received signals processed with base 101-10N, error componentys are removed, by an error component removing part 301, from the observation data for the plural GPS satellites based on an error estimated value provided separately, a position of an own receiver is measured thereafter by a positioning and computing part 302, and the error estimated value caused by a multi-path, an SA, a Sagnac, an ionised layer, a troposphere, a reception clock and a noise is found using positioning data found by an error component estimating part 303 to be output to the error component removing part 301.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばGPS衛
星等の測位衛星を利用して自装置の位置を計測する測位
用受信装置及びこの装置に適用される測位情報処理方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning receiving apparatus that measures the position of its own apparatus using a positioning satellite such as a GPS satellite, and a positioning information processing method applied to the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、測位衛星を利用して受信装置
の位置を計測する位置計測システムには、GPS(Globa
l Positioning System)がある。この種のシステムは、
4個のGPS衛星からの衛星信号をGPS受信装置で受
信することにより測位を行なうようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a GPS (Globa) has been used in a position measuring system for measuring the position of a receiving device using a positioning satellite.
l Positioning System). This type of system
Positioning is performed by receiving satellite signals from four GPS satellites with a GPS receiver.

【0003】ところで、上記したGPSでは、GPS衛
星から送信される衛星信号に伝搬途中で与えられる誤差
成分及び意図的に与えられる誤差成分等が含まれてお
り、これら誤差成分により測位精度に大きく影響するこ
とになり、測位における信頼性を低下させてしまうこと
になる。
In the above-mentioned GPS, a satellite signal transmitted from a GPS satellite includes an error component given during propagation and an error component given intentionally, and these error components greatly affect positioning accuracy. Therefore, the reliability in positioning is reduced.

【0004】一方、従来のGPSでは、GPS衛星から
の衛星信号に互いに直交する2つの周波数を多重させ、
GPS受信装置にて2つの周波数を使用して伝搬途中で
与えられる誤差成分を除去することにより、測位精度を
向上させるようにしている。しかし、2つの周波数を用
いた処理をGPS受信装置に実行させることは、処理能
力の高いプロセッサが必要となるため、GPS受信装置
の小型軽量化と低価格化を図る上で大きな障害となる。
そこで、従来では、安価なGPS受信装置を用いて測位
精度を向上させることが強く望まれている。
On the other hand, in the conventional GPS, a satellite signal from a GPS satellite is multiplexed with two mutually orthogonal frequencies,
The GPS receiver uses two frequencies to remove an error component given during propagation, thereby improving the positioning accuracy. However, causing the GPS receiver to execute the process using the two frequencies requires a processor having a high processing capability, which is a major obstacle to reducing the size and weight of the GPS receiver and reducing the cost.
Therefore, conventionally, it has been strongly desired to improve the positioning accuracy by using an inexpensive GPS receiver.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来考えられているG
PSでは、測位精度を向上させるために、GPS衛星か
らの衛星信号中に多重された2つの周波数を使用して伝
搬途中で与えられる誤差成分を除去するようにしている
ため、装置の構成上及び処理上の負担が大きくなり、こ
れが装置の小型軽量化と低価格化を図る上で大きな障害
となり、安価な装置で測位精度を向上させるという要望
を達成できないという問題を有している。
SUMMARY OF THE INVENTION Conventionally considered G
The PS uses two frequencies multiplexed in a satellite signal from a GPS satellite to remove an error component given during propagation in order to improve positioning accuracy. The processing burden is increased, which is a major obstacle in reducing the size and weight of the device and reducing the price, and there is a problem that it is not possible to achieve the demand for improving the positioning accuracy with an inexpensive device.

【0006】そこで、この発明の目的は、安価でかつ小
型軽量化を図った上で、測位精度を向上し得る測位用受
信装置及びこの装置に適用される測位情報処理方法を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a positioning receiving apparatus capable of improving the positioning accuracy while reducing the size and weight of the apparatus, and a positioning information processing method applied to the apparatus. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係る測位用受
信装置は、測位衛星を利用して、自装置の位置を計測す
る測位用受信装置において、複数の測位衛星から、当該
測位衛星の位置情報及び送信時刻情報を含む衛星信号を
受信する受信手段と、この受信手段で得られる受信信号
から測位衛星の位置情報及び測位衛星との距離情報を含
む観測情報を抽出する観測情報抽出手段と、与えられる
誤差推定情報に基づいて、観測情報抽出手段で抽出され
た観測情報から誤差成分を除去する誤差成分除去手段
と、この誤差成分除去手段で得られる観測情報から自装
置の位置を求める測位演算手段と、この測位演算手段で
求められた測位情報を入力して、受信信号に与えられる
誤差成分の推定確率が最大となる誤差推定情報を求めて
誤差成分除去手段に与える誤差成分推定手段とを備える
ようにしたものである。
According to the present invention, there is provided a positioning receiving apparatus for measuring the position of an own apparatus by using a positioning satellite, wherein the position of the positioning satellite is determined from a plurality of positioning satellites. Receiving means for receiving a satellite signal including information and transmission time information, and observation information extracting means for extracting observation information including position information of a positioning satellite and distance information to the positioning satellite from a reception signal obtained by the receiving means, An error component removing unit that removes an error component from the observation information extracted by the observation information extracting unit based on the given error estimation information, and a positioning operation that calculates the position of the own apparatus from the observation information obtained by the error component removing unit Means, and the positioning information obtained by the positioning calculation means, and the error estimation information for estimating the error component with a maximum estimated probability is given to the error component removing means. Obtain is obtained by so and a error component estimator.

【0008】なお、誤差成分としては、マルチパス、選
択利用性、測位衛星における軌道変化、電離層、対流
圏、受信クロック、ノイズによるものが考えられる。
The error component may be caused by multipath, selection availability, orbit change in a positioning satellite, ionosphere, troposphere, reception clock, and noise.

【0009】また、誤差成分推定手段は、測位演算手段
で求められる測位情報が所定値に収束する場合に、誤差
成分除去手段に対する誤差推定情報演算処理を停止する
ようにしている。
The error component estimating means stops the error estimating information calculating process for the error component removing means when the positioning information obtained by the positioning calculating means converges to a predetermined value.

【0010】また、誤差成分除去手段は、観測情報から
所定信号帯域外の誤差成分を除去するフィルタを備える
ようにしている。
The error component removing means is provided with a filter for removing an error component outside a predetermined signal band from the observation information.

【0011】この構成によれば、複数の測位衛星からの
衛星信号が受信され、この受信信号から測位衛星の位置
情報及び測位衛星との距離情報を含む観測情報が抽出さ
れ、これら複数の測位衛星に対する観測情報から別途提
供される誤差推定情報に基づいて誤差成分が除去されて
後に、自装置の位置が計測され、ここで求められた測位
情報を用いて、マルチパス、選択利用性、測位衛星によ
る軌道変化、電離層、対流圏、受信クロック、ノイズに
よる誤差推定情報が求められ、抽出された観測情報から
この求められた誤差推定情報による誤差成分が繰り返し
差し引かれることになる。すなわち、測位情報が所定値
に収束するまで、誤差成分演算処理及び誤差成分除去処
理が繰り返し実行されることになり、ノイズによる誤差
成分は、所定信号帯域外の誤差成分を除去するフィルタ
により除去されることになる。
According to this configuration, satellite signals from a plurality of positioning satellites are received, and observation information including position information of the positioning satellites and distance information to the positioning satellites is extracted from the received signals, and these plurality of positioning satellites are extracted. After the error component is removed based on the error estimation information separately provided from the observation information for the satellite, the position of the own device is measured, and the multipath, the selection availability, the positioning satellite Error estimation information based on the orbit change, ionosphere, troposphere, reception clock, and noise due to the above, and the error component based on the obtained error estimation information is repeatedly subtracted from the extracted observation information. That is, the error component calculation process and the error component removal process are repeatedly executed until the positioning information converges to the predetermined value, and the error component due to noise is removed by the filter that removes the error component outside the predetermined signal band. Will be.

【0012】このため、上記誤差成分演算処理及び誤差
成分除去処理をフィードバックにより繰り返し実行する
ことで、1つの周波数を受信するのみでよく、また、2
つの周波数を処理する必要がなくなる分プロセッサの処
理能力も低くできるので、装置の小型軽量化及び低価格
化を図った上で測位精度を向上させることができる。
For this reason, by repeatedly executing the error component calculation process and the error component removal process by feedback, only one frequency needs to be received.
Since there is no need to process two frequencies, the processing capability of the processor can be reduced, so that the positioning accuracy can be improved while reducing the size and weight of the device and reducing the price.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1は、この発明に係るGPS受信装置の
一実施形態を示す回路ブロック図である。図2は、この
GPS受信装置と複数のGPS衛星との位置関係及び測
位概念を示す図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing an embodiment of a GPS receiver according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between the GPS receiver and a plurality of GPS satellites and a positioning concept.

【0015】図1において、例えばGPS衛星から送信
されエフェメリスデータや送信時刻データを含むGPS
衛星信号は、アンテナ11にて受信され、その直後に低
雑音増幅器12にて低雑音増幅されることによりRF(R
adio Frequency) 信号に変換され、IF変換器13の一
方の入力端に供給される。このIF変換器13の他方の
入力端には、局部発振器14から発生されたGPS中心
周波数を有する局発信号をてい倍器15でてい倍された
第1のローカル信号が供給される。そして、IF変換器
13は、RF信号に第1のローカル信号を乗算すること
により、IF(中間周波数)帯まで周波数変換する。
In FIG. 1, for example, a GPS transmitted from a GPS satellite and including ephemeris data and transmission time data
The satellite signal is received by the antenna 11, and immediately thereafter, is subjected to low-noise amplification by the low-noise amplifier 12 so that the RF (R
adio Frequency) signal and supplied to one input terminal of the IF converter 13. The other input terminal of the IF converter 13 is supplied with a first local signal obtained by multiplying a local oscillation signal having a GPS center frequency generated by a local oscillator 14 by a multiplier 15. Then, the IF converter 13 performs frequency conversion to an IF (intermediate frequency) band by multiplying the RF signal by the first local signal.

【0016】このIF信号は、その時受信することので
きる可視GPS衛星信号で、各GPS衛星を識別するた
めのPN(擬似雑音)コードに応じて予め決められた複
数の振幅が拡散されている。このIF信号は、ベースバ
ンド部101〜10Nにそれぞれ供給される。
The IF signal is a visible GPS satellite signal that can be received at that time, and a plurality of predetermined amplitudes are spread in accordance with a PN (pseudo noise) code for identifying each GPS satellite. This IF signal is supplied to the baseband units 101 to 10N, respectively.

【0017】このうちのベースバンド処理部101にお
いて、入力されたIF信号は、PNコード解除器16の
一方の入力端に供給される。PNコード解除器16の他
方の入力端には、PNコード発生器17により発生され
る自装置に割り当てられたPNコード発振信号が供給さ
れる。そして、PNコード解除器16は、IF信号にP
Nコード発振信号を乗算することにより、逆拡散して、
自装置に割り当てられた各GPS衛星信号を抽出するこ
とができる。よって、ベースバンド処理部101〜10
Nの数がそのGPS受信装置のチャネル数となり最大受
信可能な衛星数である。
In the baseband processing unit 101, the input IF signal is supplied to one input terminal of the PN code canceller 16. The other input terminal of the PN code canceler 16 is supplied with a PN code oscillation signal generated by the PN code generator 17 and assigned to the own device. Then, the PN code release unit 16 outputs the P signal to the IF signal.
Despread by multiplying the N code oscillation signal,
Each GPS satellite signal assigned to the own device can be extracted. Therefore, the baseband processing units 101 to 10
The number N is the number of channels of the GPS receiver and is the maximum number of receivable satellites.

【0018】また、PNコード解除器16により抽出さ
れたGPS衛星信号は、位相比較器18に供給され、N
CO(Numerically Controlled Oscillator)19により
発生されるGPS中心周波数を有する第2のローカル信
号と位相比較されることにより、その位相差成分が受信
信号として抽出される。この受信信号は、受信制御部2
00に供給される。
The GPS satellite signal extracted by the PN code remover 16 is supplied to a phase comparator 18 where N
By comparing the phase with a second local signal having a GPS center frequency generated by a CO (Numerically Controlled Oscillator) 19, the phase difference component is extracted as a received signal. This reception signal is transmitted to the reception control unit 2
00 is supplied.

【0019】受信制御部200は、入力された受信信号
に基づいて、PNコード発生器17に設定するPNコー
ド位相設定値、NCO19に設定する搬送波位相設定値
をリアルタイムで演算し、この演算結果であるPNコー
ド位相設定信号及び搬送波位相設定信号をPNコード発
生器17及びNCO19にそれぞれ与えて、PNコード
解除器16及び位相比較器18にそれぞれ入力される信
号に対する位相追尾を行なうように制御する。また、受
信制御部200は、入力された受信信号に基づいて演算
されたGPS衛星との擬似距離データと搬送波位相デー
タと、受信信号のデータ復調により得られる可視GPS
衛星のエフェメリスデータとを含む観測データを誤差成
分除去部301に出力する。この処理は、各ベースバン
ド部101〜10Nで各GPS衛星信号毎に独立して行
なわれる。なお、エフェメリスデータには、GPS衛星
の位置データや軌道変化率等が含まれている。
The reception control unit 200 calculates, in real time, a PN code phase set value to be set in the PN code generator 17 and a carrier phase set value to be set in the NCO 19 based on the input received signal. A certain PN code phase setting signal and a carrier phase setting signal are supplied to a PN code generator 17 and an NCO 19, respectively, so as to perform a phase tracking for signals input to a PN code canceler 16 and a phase comparator 18, respectively. In addition, the reception control unit 200 generates pseudo-range data with the GPS satellites calculated based on the input received signal, carrier wave phase data, and visible GPS obtained by demodulating the received signal.
The observation data including the ephemeris data of the satellite is output to the error component removing unit 301. This process is performed independently for each GPS satellite signal in each of the baseband units 101 to 10N. Note that the ephemeris data includes the position data of the GPS satellites, the orbit change rate, and the like.

【0020】誤差成分除去部301は、別途提供される
誤差推定値に基づいて、入力された観測データから誤差
成分を除去し、誤差成分を取り除いた観測データを測位
演算部302に出力する。また、誤差成分除去部301
は、観測データから所定信号帯域外の誤差成分を除去す
るローパスフィルタを備えている。
The error component removing unit 301 removes the error component from the input observation data based on the separately provided error estimation value, and outputs the observation data from which the error component has been removed to the positioning calculation unit 302. Also, the error component removing unit 301
Includes a low-pass filter that removes an error component outside a predetermined signal band from observation data.

【0021】測位演算部302は、各ベースバンド処理
部101〜10Nに対する観測データに基づいて測位演
算処理を実行することにより、自装置の位置を示す測位
データを求める。ここで得られる測位データは、図2に
示す如く例えば4個のGPS衛星401〜404から見
たGPS受信装置の位置を表す3次元情報(X,Y,
Z)と、その変化分(速度)を表す(dX/dt,dY
/dt,dZ/dt)である。
The positioning operation unit 302 executes positioning operation processing based on the observation data for each of the baseband processing units 101 to 10N to obtain positioning data indicating the position of the own device. The positioning data obtained here is, as shown in FIG. 2, three-dimensional information (X, Y, and the like) representing the position of the GPS receiver viewed from, for example, four GPS satellites 401 to 404.
Z) and its change (speed) (dX / dt, dY
/ Dt, dZ / dt).

【0022】また、図2において、GPS受信装置は、
GPS衛星401を利用して自装置におけるX成分の位
置情報が得られ、GPS衛星402を利用して自装置に
おけるY成分の位置情報が得られ、GPS衛星403を
利用して自装置におけるZ成分の位置情報が得られる。
さらに、GPS衛星404を利用して自装置における動
作時刻情報が得られる。
In FIG. 2, the GPS receiver is
Position information of the X component in the own device is obtained using the GPS satellite 401, position information of the Y component in the own device is obtained using the GPS satellite 402, and Z component in the own device is used using the GPS satellite 403. Is obtained.
Further, the operation time information of the own device can be obtained using the GPS satellite 404.

【0023】測位演算部302で求められた測位データ
は、誤差成分推定部303に出力される。誤差成分推定
部303は、入力された測位データを用いて、観測デー
タに与えられる誤差成分の推定確率が最大となる誤差推
定値を求め、この求められた誤差推定値を誤差成分除去
部301にフィードバックする。また、誤差成分推定部
303は、測位演算部302で求められる測位データが
ある値に収束する場合に、誤差推定値演算処理を停止す
るようにしている。ここで求められる誤差推定値として
は、マルチパス、SA(選択利用性)、GPS衛星にお
ける軌道変化によるようなSagnac、電離層、対流
圏、受信クロック、ノイズによるものがある。すなわ
ち、測位演算部302で求められる測位データRobsに
は、真の測位データRtrueに対し下式に示すような誤差
成分が加えられていることが推定される。
The positioning data obtained by the positioning calculator 302 is output to the error component estimator 303. The error component estimating unit 303 obtains an error estimated value that maximizes the estimated probability of the error component given to the observation data using the input positioning data, and sends the obtained error estimated value to the error component removing unit 301. give feedback. Further, the error component estimating unit 303 stops the error estimation value calculation process when the positioning data obtained by the positioning calculation unit 302 converges to a certain value. The error estimation values obtained here include multipath, SA (selectivity), Sagnac as caused by orbital changes in GPS satellites, ionosphere, troposphere, reception clock, and noise. That is, it is presumed that the positioning data Robs obtained by the positioning calculation unit 302 has an error component shown by the following equation added to the true positioning data Rtrue.

【0024】Robs=Rtrue+dSA+dsagnac+dion+
dtrpc+dmulti+dclock+dnoise 但し、dSAはSAによる誤差推定値、dsagnacはSag
nacによる誤差推定値、dionは電離層による誤差推
定値、dtrpcは対流圏による誤差推定値、dmultiはマ
ルチパスによる誤差推定値、dclockは受信クロックに
よる誤差推定値、dnoiseはノイズ成分である。
Robs = Rtrue + dSA + dsagnac + dion +
dtrpc + dmulti + dclock + dnoise, where dSA is an error estimate by SA and dsagnac is Sag
An error estimate by nac, dion is an error estimate by the ionosphere, dtrpc is an error estimate by the troposphere, dmulti is an error estimate by multipath, dclock is an error estimate by the received clock, and dnoise is a noise component.

【0025】次に、以上のように構成されたGPS受信
装置の動作を説明する。 (1)初期設定処理 まず、GPS受信装置によりGPS衛星信号を所定時間
以上受信し、測位演算部302でラフな測位を行ない、
測位データを平均操作により算出する。このとき、測位
演算部302は、クロックオフセット、クロックドリフ
トも平均操作により算出する。
Next, the operation of the GPS receiver configured as described above will be described. (1) Initial setting process First, a GPS satellite signal is received by a GPS receiving device for a predetermined time or more, and rough positioning is performed by a positioning calculation unit 302.
The positioning data is calculated by an averaging operation. At this time, the positioning calculation unit 302 also calculates a clock offset and a clock drift by an averaging operation.

【0026】(2)SA成分の抽出 誤差成分推定部303は、上記(1)で求めた測位デー
タ、及びエフェメリスデータから求めた衛星位置データ
より幾何学的距離データを算出し、観測データに含まれ
るGPS衛星との擬似距離データからこの幾何学的距離
データを差し引く。そして、この残差からSagnac
による誤差推定値dsagnacを差し引く。
(2) Extraction of SA Component The error component estimator 303 calculates geometric distance data from the positioning data obtained in (1) and the satellite position data obtained from the ephemeris data, and includes them in the observation data. This geometric distance data is subtracted from the pseudo distance data with the GPS satellite. Then, from this residual, Sagnac
Is subtracted.

【0027】さらに、電離層による誤差成分を軽減させ
るために、電離層による誤差推定値dionを下式に示す
ように求め、 dion={Robs−(λ/2π)φ}/2 λ:波長 φ:位相 残差から誤差推定値dionを差し引く。
Further, in order to reduce an error component due to the ionosphere, an estimated error value dion due to the ionosphere is obtained as shown in the following equation. Dion = {Robs- (λ / 2π) φ} / 2λ: wavelength φ: phase The error estimate dion is subtracted from the residual.

【0028】以上のような操作により、SA成分、マル
チパスの効果を含む誤差成分及びノイズ成分が抽出され
る。一般的に、SA成分の周期は予め決められているた
め、誤差成分除去部301にてSA成分以下をカットす
るようなローパスフィルタによりノイズ成分を取り除く
ことができる。この状態で、SA成分とマルチパスによ
る誤差推定値が主に残る。
With the above operation, the SA component, the error component including the effect of the multipath, and the noise component are extracted. Generally, since the period of the SA component is predetermined, the noise component can be removed by the error component removing unit 301 by using a low-pass filter that cuts the SA component and below. In this state, the SA component and the error estimated value due to the multipath mainly remain.

【0029】(3)繰り返し 誤差成分除去部301は、図3に示すように、観測デー
タに含まれる擬似距離データから上記(2)の処理で求
められた各GPS衛星毎の残差を差し引き、測位演算部
302にて測位演算を行なう。このような処理を繰り返
し行ない、誤差成分推定部303で測位データの変化を
監視する。以後、誤差成分推定部303にて測位データ
がある値まで収束したら誤差推定値演算処理を停止す
る。
(3) Repetition As shown in FIG. 3, the error component removing unit 301 subtracts the residual for each GPS satellite obtained in the above process (2) from the pseudorange data included in the observation data, The positioning calculation unit 302 performs positioning calculation. Such processing is repeatedly performed, and the error component estimating unit 303 monitors a change in the positioning data. Thereafter, when the positioning data converges to a certain value in the error component estimation unit 303, the error estimation value calculation processing is stopped.

【0030】以上のような処理手順により、1つの周波
数のみのGPS衛星信号を受信する安価なGPS受信装
置で測位精度を向上させることができる。
According to the above-described processing procedure, the positioning accuracy can be improved with an inexpensive GPS receiver that receives a GPS satellite signal of only one frequency.

【0031】以上のように上記実施形態によれば、4個
のGPS衛星からの衛星信号が受信され、この受信信号
からGPS衛星のエフェメリスデータ及びGPS衛星と
の擬似距離データを含む観測データが受信制御部200
にて抽出され、これら4個のGPS衛星に対する観測デ
ータから誤差成分除去部301にて別途提供される誤差
推定値に基づいて誤差成分が除去されて後に、測位演算
部302により自装置の位置が計測され、誤差成分推定
部303にて求められた測位データを用いて、マルチパ
ス、SA、Sagnac、電離層、対流圏、受信クロッ
ク、ノイズによる誤差推定値が求められ、再び誤差成分
除去部301により抽出された観測データからこの求め
られた誤差推定値による誤差成分が繰り返し差し引かれ
ることになる。すなわち、誤差成分推定部303により
測位データが所定値に収束するまで、誤差成分演算処理
及び誤差成分除去処理が繰り返し実行されることにな
り、このうちのノイズによる誤差成分は、誤差成分除去
部301にてSA信号帯域以下の誤差成分を除去するロ
ーパスフィルタにより除去されることになる。
As described above, according to the above embodiment, satellite signals from four GPS satellites are received, and observation data including ephemeris data of the GPS satellites and pseudorange data with the GPS satellites are received from the received signals. Control unit 200
After the error component is removed from the observation data for these four GPS satellites based on the error estimation value separately provided by the error component removal unit 301, the position of the own device is determined by the positioning calculation unit 302. Using the measured positioning data obtained by the error component estimating unit 303, an error estimated value due to multipath, SA, Sagnac, ionosphere, troposphere, received clock, and noise is obtained, and extracted again by the error component removing unit 301. The error component based on the obtained error estimation value is repeatedly subtracted from the obtained observation data. That is, the error component calculation process and the error component removal process are repeatedly executed until the positioning data converges to the predetermined value by the error component estimation unit 303. Of these, the error component due to noise is removed by the error component removal unit 301. , And is removed by a low-pass filter that removes error components below the SA signal band.

【0032】このため、上記誤差成分演算処理及び誤差
成分除去処理をフィードバックにより繰り返し実行する
ことで、1つの周波数を受信するのみでよく、また、2
つの周波数を処理する必要がなくなる分プロセッサの処
理能力も低くできるので、装置の小型軽量化及び低価格
化を図った上で測位精度を向上させることができる。
For this reason, by repeatedly executing the error component calculation process and the error component removal process by feedback, only one frequency needs to be received.
Since there is no need to process two frequencies, the processing capability of the processor can be reduced, so that the positioning accuracy can be improved while reducing the size and weight of the device and reducing the price.

【0033】なお、上記実施形態では、誤差成分演算処
理及び誤差成分除去処理をハードウェア構成により実現
しているが、ソフトウェア構成で実現するようにしても
よい。また、上記実施形態では、GPSを対象として説
明したが、その他の測位衛星を利用した位置計測システ
ムにもこの発明を適用することが可能である。さらに、
上記実施形態では、4個のGPS衛星を利用する例につ
いて説明したが、4個以上の可視GPS衛星を利用する
ようにすれば、信頼性の高い測位を行なうことが可能と
なる。
In the above embodiment, the error component calculation process and the error component removal process are realized by a hardware configuration, but may be realized by a software configuration. Further, in the above-described embodiment, the description has been given of a GPS. However, the present invention can be applied to a position measurement system using other positioning satellites. further,
In the above embodiment, an example in which four GPS satellites are used has been described. However, if four or more visible GPS satellites are used, highly reliable positioning can be performed.

【0034】その他、GPS受信装置の構成、誤差推定
値を算出する手順や誤差推定値の種類等についても、こ
の発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。
In addition, the configuration of the GPS receiver, the procedure for calculating the error estimation value, the type of the error estimation value, and the like can be variously modified without departing from the gist of the present invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
安価でかつ小型軽量化を図った上で、測位精度を向上し
得る測位用受信装置及びこの装置に適用される測位情報
処理方法を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to provide a positioning receiving device capable of improving positioning accuracy while reducing the size and weight of the device, and a positioning information processing method applied to the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係るGPS受信装置の一実施形態を
示す回路ブロック図。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing an embodiment of a GPS receiver according to the present invention.

【図2】同実施形態におけるGPS受信装置と複数のG
PS衛星との位置関係及び測位概念を示す図。
FIG. 2 shows a GPS receiver and a plurality of G's in the embodiment.
The figure which shows the positional relationship with a PS satellite, and a positioning concept.

【図3】同実施形態で利用する測位データと誤差成分と
の時間的変化の一例を示す特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of a temporal change between positioning data and an error component used in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…アンテナ、 12…低雑音増幅器、 13…IF変換器、 14…局部発振器、 15…てい倍器、 16…PNコード解除器、 17…PNコード発生器、 18…位相比較器、 19…NCO(Numerically Controlled Oscillator)、 101〜10N…ベースバンド処理部、 200…受信制御部、 301…誤差成分除去部、 302…測位演算部、 303…誤差成分推定部、 401〜404…GPS衛星。 Reference Signs List 11 antenna, 12 low-noise amplifier, 13 IF converter, 14 local oscillator, 15 multiplier, 16 PN code canceller, 17 PN code generator, 18 phase comparator, 19 NCO (Numerically Controlled Oscillator), 101 to 10N: baseband processing unit, 200: reception control unit, 301: error component removing unit, 302: positioning operation unit, 303: error component estimating unit, 401 to 404: GPS satellites.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測位衛星を利用して、自装置の位置を計
測する測位用受信装置において、 複数の測位衛星から、当該測位衛星の位置情報及び送信
時刻情報を含む衛星信号を受信する受信手段と、 この受信手段で得られる受信信号から前記測位衛星の位
置情報及び前記測位衛星との距離情報を含む観測情報を
抽出する観測情報抽出手段と、 与えられる誤差推定情報に基づいて、前記観測情報抽出
手段で抽出された観測情報から誤差成分を除去する誤差
成分除去手段と、 この誤差成分除去手段で得られる観測情報から自装置の
位置を求める測位演算手段と、 この測位演算手段で求められた測位情報を入力して、前
記受信信号に与えられる誤差成分の推定確率が最大とな
る誤差推定情報を求めて前記誤差成分除去手段に与える
誤差成分推定手段とを具備してなることを特徴とする測
位用受信装置。
1. A positioning receiving apparatus for measuring the position of the own apparatus using a positioning satellite, wherein receiving means for receiving, from a plurality of positioning satellites, a satellite signal including position information and transmission time information of the positioning satellite. And observation information extraction means for extracting observation information including position information of the positioning satellite and distance information from the positioning satellite from a reception signal obtained by the reception means; and obtaining the observation information based on the given error estimation information. Error component removing means for removing an error component from the observation information extracted by the extracting means; positioning calculating means for obtaining the position of the own apparatus from the observation information obtained by the error component removing means; Error information estimating means for inputting positioning information, obtaining error estimating information for estimating the error component estimating probability given to the received signal to be maximum, and providing the error estimating information to the error component removing means; Positioning receiving apparatus characterized by comprising comprises.
【請求項2】 前記誤差成分除去手段は、前記観測情報
から所定信号帯域外の誤差成分を除去するフィルタを備
えてなることを特徴とする請求項1記載の測位用受信装
置。
2. The positioning receiver according to claim 1, wherein said error component removing means includes a filter for removing an error component outside a predetermined signal band from said observation information.
【請求項3】 前記誤差成分推定手段は、前記測位演算
手段で求められる測位情報が所定値に収束する場合に、
前記誤差成分除去手段に対する誤差推定情報演算処理を
停止するようにしたことを特徴とする請求項1記載の測
位用受信装置。
3. The error component estimating means, when the positioning information obtained by the positioning calculation means converges to a predetermined value,
2. The positioning receiver according to claim 1, wherein error estimation information calculation processing for said error component removing means is stopped.
【請求項4】 前記誤差成分推定手段は、前記測位情報
を入力して、マルチパス、選択利用性による誤差推定情
報を求めることを特徴とする請求項1記載の測位用受信
装置。
4. The positioning receiving apparatus according to claim 1, wherein the error component estimating means inputs the positioning information and obtains error estimation information based on multipath and selection availability.
【請求項5】 前記誤差成分推定手段は、前記測位情報
を入力して、前記測位衛星における軌道変化、電離層、
対流圏、受信クロック、ノイズによる誤差推定情報を求
めることを特徴とする請求項1記載の測位用受信装置。
5. The error component estimating means inputs the positioning information, and changes an orbit, an ionosphere,
The positioning receiver according to claim 1, wherein error estimation information based on a troposphere, a reception clock, and noise is obtained.
【請求項6】 測位衛星を利用して、自装置の位置を計
測する測位用受信装置に適用される測位情報処理方法に
おいて、 複数の測位衛星から、当該測位衛星の位置情報及び送信
時刻情報を含む衛星信号を受信し、この受信信号から前
記測位衛星の位置情報及び前記測位衛星との距離情報を
含む観測情報を抽出し、与えられる誤差推定情報に基づ
いて、抽出された観測情報から誤差成分を除去し、この
誤差成分が除去された観測情報から自装置の位置を求
め、この求められた測位情報を入力して、前記受信信号
に与えられる誤差成分の推定確率が最大となる誤差推定
情報を求め、観測情報に与えられた誤差成分の除去に使
用することを特徴とする測位情報処理方法。
6. A positioning information processing method applied to a positioning receiving device that measures the position of its own device using a positioning satellite, comprising: transmitting position information and transmission time information of the positioning satellite from a plurality of positioning satellites; Receiving the satellite signal including the position information of the positioning satellite and the observation information including the distance information from the positioning satellite from the received signal.Based on the error estimation information provided, an error component is extracted from the extracted observation information. Is obtained, the position of the own apparatus is obtained from the observation information from which the error component has been removed, and the obtained positioning information is input, and the error estimation information that maximizes the estimation probability of the error component given to the received signal is obtained. A positioning information processing method characterized in that an error component given to observation information is obtained and used for removing an error component.
【請求項7】 前記誤差成分の除去に、観測情報から所
定信号帯域外の誤差成分を除去するフィルタを使用する
ことを特徴とする請求項6記載の測位情報処理方法。
7. The positioning information processing method according to claim 6, wherein a filter for removing an error component outside a predetermined signal band from observation information is used for removing the error component.
【請求項8】 前記誤差推定情報の演算処理は、求めら
れる測位情報が所定値に収束する場合に、処理を停止す
るようにしたことを特徴とする請求項6記載の測位情報
処理方法。
8. The positioning information processing method according to claim 6, wherein the calculation processing of the error estimation information is stopped when the obtained positioning information converges to a predetermined value.
【請求項9】 前記誤差推定情報は、マルチパス、選択
利用性による誤差推定情報であることを特徴とする請求
項6記載の測位情報処理方法。
9. The positioning information processing method according to claim 6, wherein the error estimation information is error estimation information based on multipath and selection availability.
【請求項10】 前記誤差推定情報は、地球の自転、電
離層、対流圏、受信クロック、ノイズによる誤差推定情
報であることを特徴とする請求項6記載の測位情報処理
方法。
10. The positioning information processing method according to claim 6, wherein the error estimation information is error estimation information based on the rotation of the earth, the ionosphere, the troposphere, a reception clock, and noise.
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