JPH06100644B2 - Receiving method of GPS navigation device - Google Patents
Receiving method of GPS navigation deviceInfo
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- JPH06100644B2 JPH06100644B2 JP60040150A JP4015085A JPH06100644B2 JP H06100644 B2 JPH06100644 B2 JP H06100644B2 JP 60040150 A JP60040150 A JP 60040150A JP 4015085 A JP4015085 A JP 4015085A JP H06100644 B2 JPH06100644 B2 JP H06100644B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、GPS(Global Positioning System)衛星から
の電波を複数個の衛星について1個ずつ切換えて受信
し、例えば航空機,船舶,車両,その他の移動体と各衛
星までの距離を測定して移動体の位置を求めるGPS航法
装置の受信方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention switches radio waves from GPS (Global Positioning System) satellites for each of a plurality of satellites one by one, and receives the radio waves, for example, aircraft, ships, vehicles, etc. The method of receiving a GPS navigation device that measures the distance between a mobile body and each satellite to determine the position of the mobile body.
(従来の技術) 従来この種のGPS航法装置による受信方式では、測位に
必要な衛星を逐次切換受信する1チャンネルシーケンシ
ャル受信方式が既知である。これは第6図に示す様に、
4個の衛星の各軌道データ(D1〜D4)を収集後、1秒間
隔で切換えて受信点から各衛星までの擬似距離(R1〜
R4)を測定し、受信点の位置を計算して(C)求める方
法である。(Prior Art) Conventionally, as a reception system by this type of GPS navigation device, a one-channel sequential reception system in which satellites required for positioning are sequentially switched and received is known. This is as shown in FIG.
After collecting each orbital data (D 1 to D 4 ) of 4 satellites, switch at 1 second intervals and pseudo range from receiving point to each satellite (R 1 to D 4 ).
R 4 ) is measured and the position of the receiving point is calculated to obtain (C).
GPS衛星から送信されるデータは、1フレームが30秒の
長さで、その間に6秒の長さの5つのサブフレームから
成り立っている。最初の1つのサブフレームは擬似距離
測定用の時計補正および伝搬補正データで、続く2つの
サブフレームが軌道データである。The data transmitted from the GPS satellites consist of 5 subframes each of which has a length of 30 seconds and a length of 6 seconds. The first one subframe is clock correction and propagation correction data for pseudorange measurement, and the following two subframes are trajectory data.
ここで、第6図について説明を補足すると、第6図は従
来のシーケンシャルなタイムシーケンスを示したもので
あるが、同図のR1〜R4は擬似距離測定、D1〜D4は軌道デ
ータ復調、Cは測位演算を示し、擬似距離測定には1
秒、軌道データ収集には18秒をそれぞれ要している。擬
似距離測定に1秒を要するのは、衛星から送信されるPN
コード(擬似雑音符号)と受信機で発生するPNコードと
の位相,周波数の同期をとるのに、通常1秒弱の時間が
掛かるからである。Here, supplementing the explanation with respect to FIG. 6, FIG. 6 shows a conventional sequential time sequence. In FIG. 6, R 1 to R 4 are pseudorange measurements, and D 1 to D 4 are orbits. Data demodulation, C indicates positioning calculation, 1 for pseudorange measurement
It takes 18 seconds to collect each second and orbital data. It takes 1 second to measure the pseudorange because the PN transmitted from the satellite
This is because it usually takes a little less than 1 second to synchronize the phase (frequency) of the code (pseudo-noise code) with the PN code generated by the receiver.
(発明が解決しようとする問題点) このような従来の受信方式にあっては、通常、各衛星ま
での擬似距離を測定するための切換を行なうのに1〜2
秒を要するので、移動体(受信点)が高速で運行するよ
うな場合には、GPS航法装置と衛星との追従性が悪く、
軌道データの更新時または衛星の組合せ変更時における
測位が不能となる欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) In such a conventional receiving system, it is normally 1-2 in order to perform switching for measuring the pseudorange to each satellite.
Since it takes seconds, when the moving body (reception point) is operating at high speed, the GPS navigation device and the satellite do not follow well,
There is a drawback that positioning cannot be performed when updating orbit data or changing satellite combinations.
(問題点を解決するための手段) 本発明は、衛星からの軌道データの1ビット(20mS)の
期間に、測位計算に使用している複数個の衛星の擬似距
離測定用の信号のうち少なくとも1個の衛星からの信号
の受信と、軌道データ収集を必要とする衛星の軌道デー
タの1ビットの受信とをシーケンシャルに行ない、測位
に使用する衛星の全データ収集ずみの軌道データおよび
測定した擬似距離データを用いて測位計算を行なうよう
にして、軌道データ更新時または測位に使用する衛星の
組合せ変更時の測位不能時間を無くしたもので、以下に
これを図面により詳細に説明する。(Means for Solving Problems) According to the present invention, at least a signal for measuring pseudoranges of a plurality of satellites used for positioning calculation is used during a period of 1 bit (20 mS) of orbit data from the satellite. The reception of signals from one satellite and the reception of 1-bit orbit data of satellites that need to collect orbit data are performed sequentially, and the orbit data of all the satellites used for positioning and the measured pseudo data are acquired. The positioning calculation is performed using the distance data to eliminate the unpositionable time when updating the orbit data or changing the combination of satellites used for positioning, which will be described in detail below with reference to the drawings.
(実施例) 第1図第2図および第3図はは本発明方法を説明するた
めの図で、R1〜R4は測位計算に使用している衛星1〜衛
星4までの擬似距離測定、D1は衛星番号iの軌道データ
の復調、Cは測位演算を表わしている。(Example) FIG. 1 and FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams for explaining the method of the present invention, where R 1 to R 4 are pseudorange measurements from satellite 1 to satellite 4 used for positioning calculation. , D 1 represents demodulation of orbital data of satellite number i, and C represents positioning calculation.
軌道データ(エフェメリス)は衛星から50ボーの速さで
18秒間送信されてくる。従って、18秒間にわたってデー
タ1ビットの期間20mS毎に数mSの時間だけサンプリング
受信することで、軌道データを連続して全て受信でき
る。この20mSの期間中の残りの時間に他の複数個の衛星
について擬似距離測定用の信号のシーケンシャル受信を
行なう。Orbital data (Ephemeris) at a speed of 50 baud from the satellite
It will be sent for 18 seconds. Therefore, all the orbital data can be continuously received by sampling and receiving every 20 mS of 1-bit data for a time of several mS over 18 seconds. During the remaining time of this 20 mS period, the signals for pseudo range measurement are sequentially received by other satellites.
前述したように、衛星からの信号の受信始めは、受信機
側のPNコードの位相,周波数の同期がとれるまでに1秒
弱の時間が掛かる。本発明のように、複数個の衛星につ
いて数mSずつシーケンシャルに受信するとさらに時間が
掛かる(1秒×衛星数(秒))が、1度同期がとれれば
受信中の全ての衛星についてほぼ同時に近い状態になる
ので、同期状態に追尾する時間は非常に小さく、以後、
高速シーケンシャル受信が可能になる。As described above, at the beginning of receiving a signal from the satellite, it takes less than 1 second until the phase and frequency of the PN code on the receiver side are synchronized. As in the present invention, if several satellites are sequentially received by several mS each, it takes more time (1 second × the number of satellites (seconds)), but once synchronized, all the receiving satellites are close to each other almost at the same time. Since it will be in a state, the time to track to the synchronization state is very small, after that,
Enables high-speed sequential reception.
第1図の説明図は、軌道データの1ビット(20mS)の期
間内に、これと同期して測位計算に必要な衛星までの擬
似距離測定を4個の衛星について行ない、測位計算する
ことが出来、また、残りの期間で軌道データ収集の必要
な衛星i(例えば現在上空に存在するが、測位に使用し
ていない衛星、または軌道データの更新の必要な測位に
使用している衛星、または全衛星の概略軌道データ(ア
ルマナック)を収集するための衛星)の軌道データを復
調する。The illustration of Fig. 1 shows that the positioning calculation can be performed by measuring the pseudo distances to the satellites required for positioning calculation for four satellites in synchronization with the 1-bit (20mS) period of the orbital data. Or satellites that need orbital data collection for the remaining period (for example, satellites that are currently in the sky but are not used for positioning, or satellites that are used for positioning that require updating of orbital data, or Orbit data of satellites for collecting rough orbit data (almanac) of all satellites is demodulated.
これにより測位時間間隔が20mSと高速になり、利用者が
高速の移動体でも使用出来る。また、測位に使用してい
る衛星の軌道データ更新時、あるいは測位に使用する衛
星の最適な組合せが変わった時、新たに選択された衛星
の軌道データ収集のために測位不能になることは無くな
る。This speeds up the positioning time interval to 20 mS, allowing users to use high-speed moving objects. In addition, when the orbit data of the satellite used for positioning is updated, or when the optimum combination of satellites used for positioning changes, positioning will no longer become impossible due to the collection of orbit data for the newly selected satellite. .
第2図の説明図は、20mS期間の半分を1個の衛星の擬似
距離測定、半分を軌道データ収集に分け、測位時間間隔
を80mSにしたものであり、利用者の許容最高移動速度は
前記の例より劣るが、軌道データ復調のS/Nを4dB改善出
来る。In the illustration of Fig. 2, half of the 20mS period is divided into pseudo-range measurement of one satellite, half is divided into orbit data collection, and the positioning time interval is set to 80mS. Although it is inferior to the example of, the S / N of orbit data demodulation can be improved by 4 dB.
この様に、その目的に応じ20mSの整数倍の周期または任
意のくりかえし周期で、4個の衛星の擬似距離測定を順
次行ない、軌道データの復調は20mS毎に1ビットずつ行
なう方法によって前述の目的は達成できる。In this way, the pseudo-range measurement of four satellites is sequentially performed at a cycle of an integral multiple of 20 mS or an arbitrary repetition cycle according to the purpose, and the orbital data is demodulated one bit at a time every 20 mS. Can be achieved.
第3図は、軌道データの1ビットの期間内に、2個の衛
星に対する擬似距離測定(R1およびR2ならびにR3および
R4のように)と、2個の衛星に対する軌道データの収集
(換言するなら復調に相当し、DiおよびDkのように)と
を行なう場合で、軌道データ収集に要する時間が第1
図,第2図の場合に比べて半分ですむ利点がある。第1
図,第2図および第3図においてR1〜R4,Di,Dkの順序
から受信点までの距離を勘案して、受信に好都合な順序
に並べればよいことは勿論である。Figure 3 shows the pseudorange measurements (R 1 and R 2 and R 3 and R 3 and
R 4 ) and orbit data collection for two satellites (in other words, it corresponds to demodulation, like D i and D k ), the time required for orbit data collection is
It has the advantage of requiring only half as compared to the case of Figs. First
It is needless to say that in the figures, FIG. 2 and FIG. 3, the order of R 1 to R 4 , D i and D k and the distance to the receiving point may be taken into consideration in order to arrange them in a convenient order for reception.
第4図は、第1図,第2図および第3図で本発明方法を
実施する装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of an apparatus for carrying out the method of the present invention in FIGS. 1, 2 and 3.
第4図において、衛星からの信号電波の受信アンテナ1
で捕捉された信号は、受信部2により追跡され、データ
切換部3に供給される。この場合、受信部2内で作られ
た衛星のタイミングにより駆動される衛星切換部6によ
り衛星が切換えられ、また擬似距離データと軌道データ
は、例えば第1図に示した切換えの態様(第2図および
第3図は切換えの順序を異ならせたものである)で切換
えられる。In FIG. 4, a receiving antenna 1 for receiving a signal radio wave from a satellite
The signal captured in 1 is tracked by the receiving unit 2 and supplied to the data switching unit 3. In this case, the satellites are switched by the satellite switching unit 6 driven by the timing of the satellites created in the receiving unit 2, and the pseudo-range data and the orbit data are changed, for example, as shown in FIG. (FIG. 3 and FIG. 3 are different in the order of switching).
軌道情報は軌道データ復調部4へ、また擬似距離情報は
擬似距離測定部5へ、それぞれ供給される。そこで、軌
道データ復調部4および擬似距離測定部5においてそれ
ぞれ軌道データおよび擬似距離データとなる。この軌道
データおよび擬似距離データは測位演算部7に供給され
て、この測位計算部7で測位計算が行なわれる。この測
位計算は、通常、GPS航法装置に適用される測位演算部
を利用することが出来る。測位演算部7からの出力信号
に相当する移動体のその測定時点における運行位置情報
は、表示部8に表示される。The orbit information is supplied to the orbit data demodulation unit 4, and the pseudo distance information is supplied to the pseudo distance measurement unit 5. Therefore, the trajectory data demodulation unit 4 and the pseudo distance measurement unit 5 provide the trajectory data and the pseudo distance data, respectively. The orbit data and the pseudo distance data are supplied to the positioning calculation section 7, and the positioning calculation section 7 performs positioning calculation. For this positioning calculation, the positioning calculation unit normally applied to the GPS navigation device can be used. The operating position information of the moving body at the time of the measurement, which corresponds to the output signal from the positioning calculation unit 7, is displayed on the display unit 8.
なお、最初に選択した衛星1〜4の軌道データは、既に
収集ずみとして第4図の上述の動作を理解する必要があ
る。It is necessary to understand the above-described operation of FIG. 4 as the orbital data of the first selected satellites 1 to 4 has already been collected.
第5図はプログラムのフローチャートを示したもので、
この手順にしたがって測位演算部を動作させるようにす
れば、この測位演算部は上述の測位演算部7の構成より
簡略化したものとなる。同図において、測位演算を開始
するに当り、初期設定としてアのように、衛星番号iの
収集ずみ軌道データビット数Bi=0、1シーケンス前の
上空の衛星数no=0、現在(測位開始時点)の上空にお
ける衛星数n1=0、i=1となし、イのように衛星の総
数n1を求め、n1≠n0を判断し、YESならn0=n1、i=
1、Bi=0としてウの最適衛星を1〜4個の中から選択
する。Figure 5 shows the flow chart of the program.
If the positioning calculation section is operated in accordance with this procedure, this positioning calculation section is simplified from the configuration of the positioning calculation section 7 described above. In the figure, when the positioning calculation is started, the number of collected orbital data bits of satellite number i is B i = 0, the number of satellites in the sky before the sequence is n o = 0, and the current ( The number of satellites in the sky (at the time of positioning start) n 1 = 0, i = 1, and the total number of satellites n 1 is obtained as in (a), and n 1 ≠ n 0 is determined. If YES, n 0 = n 1 , i =
1, with B i = 0, select the optimum satellite of C from 1 to 4.
次に、エ,オ,カおよびキのステップ順に擬似距離R1,R
2,R3およびR4を求め、これと予め衛星1〜4について収
集を済ませていた軌道データとを組合せ、クの測位計算
を行なう。次にBiが例えば予定の900ビットを終えたか
否かをチェックし、YESなら次のステップに移る。更に
上空の衛星全部のデータを収集したか否かについて、YE
Sならコ,サのステップを経て測位計算結果の表示を行
なう。イのステップの次の段階で上空の衛星の総数に変
更があるか否かで、NOの場合ウのステップに移す。また
Bi=900ビットでないなら、NOなのでサのステップに移
す。更に上空の衛星全てをデータ収集したかで、NOの場
合もサのステップに移る。Next, the pseudo distances R 1 , R
2 , R 3 and R 4 are obtained, and this is combined with the orbit data collected in advance for the satellites 1 to 4 to perform the positioning calculation of KU. Next, it is checked whether or not B i has finished the planned 900 bits, for example, and if YES, the process moves to the next step. Furthermore, as to whether or not the data of all satellites in the sky were collected, YE
If S, the positioning calculation result is displayed through the steps of K and S. If the total number of satellites in the sky has changed in the next stage of step a, if NO, go to step c. Also
If it is not B i = 900 bits, NO, so go to step S. If the data of all satellites in the sky are collected, and if NO, then go to step S.
(発明の効果) 以上のように、軌道データの1ビット(20mS)の期間内
に軌道データの1ビットを収集するとともに任意の時間
間隔で4個の衛星の擬似距離を測定するので、軌道デー
タを収集している間も測位が可能となり、また軌道デー
タのビット情報を連続して収集できるのでGPS衛星から
の送信データの1フレーム内で軌道データの収集が完了
出来、高速で移動する移動体の利用者も本発明方法によ
るGPS航法装置の使用が出来て、GPS航法装置の適用範囲
の拡張に役立つという顕著な効果がある。(Effect of the invention) As described above, since the 1 bit of the orbit data is collected within the 1 bit (20 mS) period of the orbit data and the pseudo range of 4 satellites is measured at arbitrary time intervals, the orbit data Positioning is possible even while collecting the orbit data, and bit information of the orbit data can be continuously collected, so the orbit data collection can be completed within one frame of the transmission data from the GPS satellites, and the mobile body moving at high speed. The user can also use the GPS navigation device according to the method of the present invention, which has a remarkable effect that it is useful for expanding the application range of the GPS navigation device.
第1図,第2図および第3図は本発明方法を説明するた
めの図、第4図は本発明方法を実施する装置のブロック
図、第5図はプログラムのフローチャートを示す図、第
6図は従来方法を説明するための図である。 1……アンテナ、2……受信部、3……データ切換部、
4……軌道データ復調部、5……擬似距離測定部、6…
…衛星切換部、7……測位演算部、8……表示部。FIGS. 1, 2 and 3 are diagrams for explaining the method of the present invention, FIG. 4 is a block diagram of an apparatus for carrying out the method of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing a flow chart of a program, and FIG. The figure is a figure for demonstrating the conventional method. 1 ... Antenna, 2 ... Receiving section, 3 ... Data switching section,
4 ... Orbit data demodulation unit, 5 ... Pseudo distance measurement unit, 6 ...
... Satellite switching unit, 7 ... Positioning calculation unit, 8 ... Display unit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−15573(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-15573 (JP, A)
Claims (1)
ルの受信機でシーケンシャルに受信して移動体の運行位
置を測定するGPS航法装置の受信方法において、前記複
数個の衛星について衛星から受信点までの擬似距離測定
用の信号のうち少なくとも1個の衛星からの信号の受信
と、軌道データの収集を必要とする少なくとも1個の軌
道データの1ビットの受信とを、衛星から送信される軌
道データの1ビットに相当する期間(20mS)内でシーケ
ンシャルに行ない、測位に使用する衛星の全データ収集
ずみの軌道データおよび測定した複数個の擬似距離デー
タを用いて測位計算を行ない、移動体の運行位置をとだ
えなく測位することを特徴とするGPS航法装置の受信方
法。1. A method of receiving a GPS navigation device, wherein a receiver of 1 channel sequentially receives signal radio waves from a plurality of satellites to measure the operation position of a mobile body. From the satellite, the reception of the signal from at least one satellite of the signals for pseudorange measurement to the point and the reception of at least one 1-bit of the orbital data requiring the collection of the orbital data are transmitted. Performs positioning within a period (20 mS) equivalent to 1 bit of orbital data, performs positioning calculation using the orbital data of all the satellites used for positioning and the measured pseudo-range data, A method for receiving a GPS navigation device, which is characterized by positioning the operating position of a vehicle without regret.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60040150A JPH06100644B2 (en) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | Receiving method of GPS navigation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60040150A JPH06100644B2 (en) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | Receiving method of GPS navigation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198078A JPS61198078A (en) | 1986-09-02 |
| JPH06100644B2 true JPH06100644B2 (en) | 1994-12-12 |
Family
ID=12572736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60040150A Expired - Lifetime JPH06100644B2 (en) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | Receiving method of GPS navigation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100644B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0249674B2 (en) * | 1983-07-06 | 1990-10-30 | Japan Radio Co Ltd | GPSKOHOSOCHI |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP60040150A patent/JPH06100644B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61198078A (en) | 1986-09-02 |
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