受信装置
【課題】逆拡散処理を施した後の信号に含まれる干渉信号を低減することを可能にした受信装置を提供する。
【解決手段】アンテナ１８から受信された無線信号は無線受信部２０に入力される。無線受信部２０は、無線信号を無線周波数帯域より低い周波数帯域を占有する信号に変換して増幅し、さらにディジタル信号に変換して受信信号ＲＸとして不要信号低減部２２−１〜２２−ｎに出力する。逆拡散処理部１０−ｉは（ｉは１〜ｎの整数）、１つの測位衛星が送信した源信号を、不要信号低減部２２−ｉが出力した信号から復元し、測位用信号Ｐを抽出して制御部２８に出力する。不要信号低減部２２−ｉは、逆拡散処理部１０−ｉが復元した源信号を送信した測位衛星以外の測位衛星から送信された源信号を、受信信号ＲＸから復元し、その値を低減する処理を実行する。
【解決手段】アンテナ１８から受信された無線信号は無線受信部２０に入力される。無線受信部２０は、無線信号を無線周波数帯域より低い周波数帯域を占有する信号に変換して増幅し、さらにディジタル信号に変換して受信信号ＲＸとして不要信号低減部２２−１〜２２−ｎに出力する。逆拡散処理部１０−ｉは（ｉは１〜ｎの整数）、１つの測位衛星が送信した源信号を、不要信号低減部２２−ｉが出力した信号から復元し、測位用信号Ｐを抽出して制御部２８に出力する。不要信号低減部２２−ｉは、逆拡散処理部１０−ｉが復元した源信号を送信した測位衛星以外の測位衛星から送信された源信号を、受信信号ＲＸから復元し、その値を低減する処理を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散符号による拡散処理が施された拡散信号を含む信号を受信する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位衛星は、送信の対象とする源信号に対して拡散処理を施した拡散信号を送信する。そのため、一般に、測位装置は受信した信号から源信号を復元するための逆拡散処理を行う手段を備える。図６に測位装置に備えられ、逆拡散処理を行う逆拡散処理部１０の構成を示す。逆拡散処理部１０は、乗算部１２、相関制御部１４、コード信号生成部１６を備えて構成される。
【０００３】
相関制御部１４は、測位に必要な情報を取得する測位衛星を指定する衛星指定番号の情報をコード信号生成部１６に出力する。コード信号生成部１６は、衛星指定番号によって指定される指定衛星に割り当てられた拡散符号に基づいてコード信号を生成し乗算部１２に出力する。ここでコード信号とは、拡散符号の符号要素を信号の値に対応付けた信号をいい、例えば１および−１で表される拡散符号の符号要素に対して１および−１がコード信号の値として対応付けられる。
【０００４】
測位装置において受信された受信信号ＲＸは乗算部１２に入力される。乗算部１２は受信信号ＲＸにコード信号を乗じて相関制御部１４に出力する。相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の時間平均値が所定の大きさ以上となるよう、コード信号生成部１６が出力するコード信号のタイミングを制御する。
【０００５】
相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となっている状態では、指定衛星から送信された拡散信号に対する源信号Ｏｒｇを含む信号が乗算部１２から出力される。相関制御部１４は測位に必要な測位用信号Ｐを源信号Ｏｒｇから抽出して出力する。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６２３６３５４号明細書
【特許文献２】米国特許第６２８２２３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
測位装置が設けられる地点の上空には複数の測位衛星が存在する。複数の測位衛星にはそれぞれ互いに異なる拡散符号が割り当てられる。複数の測位衛星はそれぞれに割り当てられた拡散符号によって生成されたコード信号を乗ずる拡散処理を施した拡散信号を送信する。したがって、測位装置の受信信号ＲＸは、それぞれ互いに異なる拡散符号によって拡散処理が施された複数の拡散信号が重畳された信号となる。逆拡散処理部１０が行う処理によれば、重畳された複数の拡散信号のうち指定衛星から送信されたものに対する源信号Ｏｒｇを取得することができ、源信号Ｏｒｇから測位用信号Ｐを抽出することができる。
【０００８】
このように、源信号Ｏｒｇのみを取得することが可能となるのは、ある拡散符号による拡散処理が施された拡散信号と、それとは異なる拡散符号に基づいて生成されたコード信号との間の相関が小さく、源信号Ｏｒｇの値に比してこれらの積の値が無視できる程度に小さいためである。
【０００９】
ところが、指定衛星から送信された拡散信号の強度よりも、その他の測位衛星から送信された拡散信号の強度が著しく大きい場合、その他の測位衛星から送信された拡散信号とコード信号との積の値を無視することができない。このような場合、乗算部１２から出力される源信号Ｏｒｇが当該その他の測位衛星から送信された拡散信号とコード信号との積によって生成される信号から干渉を受け、測位装置の測位誤差を増大させる。
【００１０】
本発明は、このような課題に対してなされたものであり、逆拡散処理を施した後の信号に含まれる干渉信号を低減することを可能にした受信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る受信装置は、拡散符号による拡散処理が元の信号に対して施された拡散信号を含む信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した信号に基づいて前記拡散符号を決定する拡散符号決定部と、前記拡散符号決定部によって決定された決定拡散符号による逆拡散処理を前記受信部が受信した信号に対して施して出力する逆拡散部と、前記逆拡散処理によって復元された前記元の信号の成分を低減する処理を前記逆拡散部が出力する信号に対して施して出力するフィルタと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る受信装置においては、前記受信部が受信する信号は前記決定拡散符号とは異なる拡散符号によって拡散処理が施された信号を含むことが好適である。
【００１３】
また、本発明に係る受信装置においては、前記決定拡散符号による拡散処理を前記フィルタが出力する信号に対して施して出力する拡散部を備える構成とすることが好適である。
【００１４】
また、本発明に係る受信装置においては、前記受信部が受信する信号は測位衛星から送信される信号であり、前記拡散部が出力する信号に基づいて測位を行う測位部、を備える構成とすることが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、逆拡散処理を施した後の信号に含まれる干渉信号を低減することを可能にした受信装置を実現することができる。また、本発明に係る受信装置を測位装置に適用する場合にあっては、測位誤差を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明の第１の実施形態に係る測位装置１００の構成を示す。測位装置１００は、アンテナ１８、無線受信部２０、不要信号低減部２２−１〜２２−ｎ（ｎは測位に必要な情報を取得する測位衛星の数ｒ以上の整数）、逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎ、表示部２６、制御部２８を備えて構成される。
【００１７】
測位装置１００が設けられる地点の上空には複数の測位衛星が存在する。測位衛星は、衛星指定番号、測位衛星に割り当てられた拡散符号の種類、測位衛星の軌道、信号送信時刻等の情報を含む源信号を生成する。複数の測位衛星は、それぞれに割り当てられた拡散符号によって拡散処理を源信号に施した拡散信号を無線信号で送信する。したがって、アンテナ１８では、それぞれ互いに異なる拡散符号によって拡散処理が施された複数の拡散信号が重畳された無線信号が受信される。測位装置１００は、無線信号として受信された複数の拡散信号のうち、ｒ個（好ましくはｒは３以上）の拡散信号を用いて測位計算を行う。
【００１８】
アンテナ１８から受信された無線信号は無線受信部２０に入力される。無線受信部２０は、無線信号を無線周波数帯域より低い周波数帯域を占有する信号に変換して増幅し、さらにディジタル信号に変換して受信信号ＲＸとして不要信号低減部２２−１〜２２−ｎに出力する。
【００１９】
逆拡散処理部１０−ｉは（ｉは１〜ｎの整数）、１つの測位衛星が送信した源信号ＯｒｇＤｉを、不要信号低減部２２−ｉが出力した信号から復元し、測位用信号Ｐｉを抽出して制御部２８に出力する。以下、逆拡散処理部１０−ｉが復元する源信号ＯｒｇＤｉを送信した測位衛星を、逆拡散処理部１０−ｉの処理対象衛星という。不要信号低減部２２−ｉは、逆拡散処理部１０−ｉの処理対象衛星以外の１つの測位衛星から送信された源信号を受信信号ＲＸから復元し、その値を低減する処理を実行する。以下、不要信号低減部２２−ｉにおいて復元され値が低減される源信号を送信した測位衛星を低減衛星という。
【００２０】
不要信号低減部２２−1〜２２−ｎは同一の構成を有し、同一の処理を実行する。図１では、不要信号低減部２２−１についてのみ詳細な構成を記載し、不要信号低減部２２−２〜２２−ｎについての詳細な構成の記載を省略している。以下では、不要信号低減部２２−１〜２２−ｎのうちの１つである不要信号低減部２２−ｉの構成およびそれが実行する処理について説明する。
【００２１】
不要信号低減部２２−ｉは、コード信号選択部３０、乗算部３２および３４、フィルタ３６を備えて構成される。コード信号選択部３０は、制御部２８の制御に基づいて、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎから出力されたコード信号Ｒｓｔ１〜Ｒｓｔｎのうちコード信号Ｒｓｔｉを除く１つを選択し、コード信号ＲｓｔＵとして乗算部３２および３４に出力する。
【００２２】
コード信号Ｒｓｔｉおよびコード信号ＲｓｔＵは、それぞれ処理対象衛星および低減衛星から送信された拡散信号から源信号を復元するためのコード信号であり、それぞれ処理対象衛星および低減衛星に割り当てられている拡散符号の符号要素を信号の値に対応付けたものである。
【００２３】
受信信号ＲＸは乗算部３２に入力される。乗算部３２は、受信信号ＲＸにコード信号ＲｓｔＵを乗じてフィルタ３６に出力する。フィルタ３６には、所定のタップ係数が入力されることによって周波数特性が定まるタップ係数フィルタを適用することが好適である。
【００２４】
一般に、ある拡散符号に基づいて生成されたコード信号を源信号に乗ずることで得られた拡散信号に、当該拡散符号に基づいて生成されたコード信号を所定のタイミングで乗ずると、当該源信号が復元される。コード信号ＲｓｔＵは低減衛星に割り当てられている拡散符号に基づいて生成された信号であるため、乗算部３２からは、低減衛星から送信された拡散信号に対する源信号ＯｒｇＵを含む信号が出力される。
【００２５】
フィルタ３６は、乗算部３２が出力する信号に含まれる源信号ＯｒｇＵの値を低減して乗算部３４に出力する。図２は、拡散信号Ｓｐｒが占有するの周波数帯域と源信号Ｏｒｇが占有する周波数帯域との一般的な関係を、横軸を周波数とし縦軸を電力として示したものである。拡散信号Ｓｐｒが占有する周波数帯域の中心周波数および源信号Ｏｒｇが占有する周波数帯域の中心周波数は、当該拡散信号Ｓｐｒを送信した測位衛星の測位装置１００への接近速度が零であるときの周波数ｆ０から、当該測位衛星の測位装置１００への接近速度に基づいて定まるドップラシフト周波数ｆＤだけずれた周波数ｆ０＋ｆＤとなる。また、源信号Ｏｒｇが占有する周波数帯域幅は、拡散信号Ｓｐｒが占有する周波数帯域幅よりも狭い。
【００２６】
そこで、フィルタ３６の周波数特性は、周波数ｆ０＋ｆＤを中心周波数とした帯域減衰特性とすることが好適である。帯域減衰特性の減衰周波数帯域幅は、源信号ＯｒｇＵが占有する周波数帯域幅とすればよい。
【００２７】
乗算部３４は、フィルタ３６が出力する信号にコード信号ＲｓｔＵを乗じて逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎに出力する。
【００２８】
不要信号低減部２２−ｉでは、乗算部３２で復元された源信号ＯｒｇＵの値がフィルタ３６によって低減される。フィルタ３６から出力される信号には、低減衛星以外の測位衛星から送信された拡散信号にコード信号ＲｓｔＵが１回乗ぜられた信号が含まれる。不要信号低減部２２−ｉからは、そのような信号にコード信号ＲｓｔＵをさらに乗じた信号が出力される。
【００２９】
一般に、ある拡散符号に基づいて生成されたコード信号を源信号に乗ずることで得られた拡散信号に、当該拡散符号と異なる拡散符号に基づいて生成されたコード信号が２回にわたり乗ぜられても、当該拡散信号は影響を受けない。不要信号低減部２２−ｉでは、受信信号ＲＸにコード信号ＲｓｔＵが乗ぜられた信号が占有する周波数帯域の一部の成分がフィルタ３６によって低減されるものの、低減される成分の周波数帯域幅は受信信号ＲＸが占有する周波数帯域幅に比して著しく狭い。そのため、乗算部３４からは、低減衛星から送信された拡散信号の成分が低減され、低減衛星以外の測位衛星から送信された拡散信号が重畳された信号と同等の信号が出力される。
【００３０】
逆拡散処理部１０−1〜１０−ｎは同一の構成を有し、同一の処理を実行する。図１では、逆拡散処理部１０−１についてのみ詳細な構成を記載し、逆拡散処理部１０−２〜１０−ｎについての詳細な構成の記載を省略している。逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎは、乗算部１２、相関制御部１４、コード信号生成部１６、ドップラシフト補償部２４を備えて構成される。図６の逆拡散処理部１０と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。以下では、逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎのうちの１つである逆拡散処理部１０−ｉの構成およびそれが実行する処理について説明する。
【００３１】
相関制御部１４は、処理対象衛星を指定する衛星指定番号の情報を、制御部２８が出力する制御信号Ｃｉから取得し、コード信号生成部１６に出力する。コード信号生成部１６は、衛星指定番号によって指定される処理対象衛星に割り当てられた拡散符号に基づいてコード信号Ｒｓｔｉを生成し乗算部１２および不要信号低減部２２−ｉを除く不要信号低減部に出力する。また、相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の周波数のドップラ効果によるずれを検出し、当該ずれを示すドップラシフト周波数の値をドップラシフト補償部２４に出力する。
【００３２】
ドップラシフト補償部２４は、相関制御部１４が出力するドップラシフト周波数の値に基づいて、不要信号低減部２２−ｉから出力された信号に対してドップラシフト周波数を補償する処理を施し乗算部１２に出力する。乗算部１２は入力された信号にコード信号Ｒｓｔｉを乗じて相関制御部１４に出力する。相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の時間平均値が所定の大きさ以上となるよう、コード信号生成部１６が出力するコード信号Ｒｓｔｉのタイミングを制御する。
【００３３】
ドップラシフト補償部２４が行う処理によって乗算部１２が出力する信号に対するドップラシフト周波数が補償され、相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となっている状態では、処理対象衛星から送信された拡散信号に対する源信号ＯｒｇＤｉを含む信号が乗算部１２から出力される。相関制御部１４は測位に必要な測位用信号Ｐｉを源信号ＯｒｇＤｉから抽出して制御部２８に出力する。
【００３４】
一般に、ある拡散符号に基づいて生成されたコード信号を源信号に乗ずることで得られた拡散信号に、当該拡散符号とは異なる拡散符号に基づいて生成されたコード信号を乗じた信号の時間平均値は零となる。したがって、処理対象衛星以外の測位衛星から送信された拡散信号に、処理対象衛星に割り当てられた拡散符号に基づいて生成されたコード信号Ｒｓｔｉを乗じたとしてもその時間平均値は零となるため、乗算部１２が出力する信号の時間平均値は源信号ＯｒｇＤｉの時間平均値に等しくなる。相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の時間平均値を源信号ＯｒｇＤｉの時間平均値Ａｉとして制御部２８に出力する。
【００３５】
制御部２８は、測位用信号Ｐ１〜Ｐｎのうち少なくともｒ個の測位用信号に基づいて測位計算を行い、測位装置１００が設置されている位置の座標を算出する。制御部２８は、算出された座標に関する情報を装置位置情報として表示部２６に出力する。表示部２６は、ディスプレイ装置等によって構成され装置位置情報を表示する。
【００３６】
制御部２８は、装置位置情報、現在時刻等を与えることによって、測位装置１００の上空の見通し内に存在する見通し内衛星の衛星指定番号およびこれらの見通し内衛星が存在する位置の座標を取得する衛星推定手段（図示せず）を備える。制御部２８は、衛星推定手段によって、見通し内衛星の衛星指定番号およびこれらの見通し内衛星が存在する位置の座標を所定の時間間隔で推定する。そして、装置位置情報と見通し内衛星が存在する位置の座標に基づいて、測位装置１００が設置されている位置から見通し内衛星が存在する方向を見た仰角（以下、単に仰角という。）を算出する。
【００３７】
なお、測位装置１００の稼働を開始する場合、電磁波の伝搬状況が良好でない場合等、装置位置情報を取得することが不可能である場合に仮の装置位置情報を取得するため、上記衛星推定手段によって取得した装置位置情報を制御部２８が備える記憶手段（図示せず）に随時記憶し、記憶された情報を必要に応じて読み出して利用する構成とすることが好適である。
【００３８】
制御部２８は、時間平均値が所定の第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星のうち、仰角が大きいものを優先的に測位計算に寄与させる制御を行う。時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星の数Ｍが測位に好適なｒ個に満たない場合には、時間平均値が所定の第２の閾値以上かつ第１の閾値未満である源信号が取得された見通し内衛星のうち、仰角の大きい順位における上位ｒ−Ｍ個以上の見通し内衛星を、先のＭ個の見通し内衛星と共に測位計算に寄与させる制御を行う。ここで、第２の閾値は、第１の閾値より小さい測位計算を行うのに十分な値として予め決定しておくものとする。制御部２８は、当該Ｍ個の見通し内衛星のうち時間平均値が最大である源信号が取得されたものを低減衛星とする制御を行う。具体的には、図３Ａおよび３Ｂに示すフローチャートに従う処理を実行する。
【００３９】
制御部２８は、衛星推定手段によって見通し内衛星の衛星指定番号および見通し内衛星が存在する位置の座標を推定し、これと装置位置情報に基づいて見通し内衛星の仰角を算出する（Ｓ１）。
【００４０】
制御部２８は、すべての見通し内衛星のうち仰角が大きい順位における上位ｎ個のものの衛星識別番号Ｄ１〜Ｄｎの情報をそれぞれ含む制御信号Ｃ１〜Ｃｎを、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎに出力する（Ｓ２）。
【００４１】
制御部２８は、コード信号Ｒｓｔｉを除く任意のコード信号（例えば、Ｒｓｔｉ＋１またはＲｓｔｉ−１）を選択するよう不要信号低減部２２−ｉのコード信号選択部３０を制御する（Ｓ３）。
【００４２】
制御部２８は、ドップラシフト補償部２４が行う処理によってドップラシフト周波数が補償され、相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となった後、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎから出力された時間平均値Ａ１〜Ａｎを読み込む（Ｓ４）。
【００４３】
制御部２８は時間平均値Ａ１〜Ａｎを第１の閾値と比較する（Ｓ５）。そして、時間平均値Ａ１〜Ａｎのうち第１の閾値以上のものがｒ個以上ある場合には、時間平均値が第１の閾値以上の源信号が取得された、少なくともｒ個の見通し内衛星から取得された測位用信号に基づいて測位計算を開始する（Ｓ１３）。その後、制御部２８が実行する処理は再びステップＳ１へと移行する。
【００４４】
一方、時間平均値Ａ１〜Ａｎのうち第１の閾値以上のものがｒ個未満である場合には、制御部２８は、すべての見通し内衛星のうち時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得されたものを除外した中から、仰角が大きい順位における上位ｍ個の見通し内衛星を選択する（Ｓ６）。ここで、ｍは正の整数であり、時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星の数がＭ個である場合ｍ＝ｎ−Ｍの関係がある。
【００４５】
制御部２８は、さらに、ステップＳ４で読み込まれた時間平均値Ａ１〜Ａｎのうち最大のものを出力した逆拡散処理部１０−ｋ（ｋは１〜ｎの整数）が出力するコード信号Ｒｓｔｋがコード信号ＲｓｔＵとして出力されるよう、不要信号低減部２２−ｋを除く不要信号低減部のコード信号選択部３０を制御する（Ｓ７）。また、制御部２８は、コード信号Ｒｓｔｋを除く任意のコード信号（例えば、Ｒｓｔｋ＋１またはＲｓｔｋ−１）を選択するよう不要信号低減部２２−ｋのコード信号選択部３０を制御する（Ｓ８）。
【００４６】
制御部２８は、当該上位ｍ個の見通し内衛星の衛星識別番号Ｅ１〜Ｅｍの情報をそれぞれ含む制御信号Ｃｊ（１）〜Ｃｊ（ｍ）を、それぞれ第１の閾値未満である時間平均値を出力した逆拡散処理部１０−ｊ（１）〜１０−ｊ（ｍ）に出力する。また、逆拡散処理部１０−ｊ（１）〜１０−ｊ（ｍ）以外の逆拡散処理部には、ステップＳ２で出力した制御信号と同一の制御信号を出力する（Ｓ９）。ここで、ｊ（１）〜ｊ（ｍ）は、第１の閾値未満である時間平均値を出力した逆拡散処理部を区別するための整数であり、それぞれ互いに異なる１〜ｎの整数である。
【００４７】
制御部２８は、ドップラシフト補償部２４が行う処理によってドップラシフト周波数が補償され、相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となった後、それぞれ逆拡散処理部１０−ｊ（１）〜１０−ｊ（ｍ）から出力された時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）を読み込む（Ｓ１０）。
【００４８】
制御部２８は時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）を予め定められた第２の閾値と比較する（Ｓ１１）。そして、時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）のうち第２の閾値以上のものがｒ−Ｍ個以上ある場合には、時間平均値が第２の閾値以上の源信号が取得された、少なくともｒ個の見通し内衛星（時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星を含む）から取得された測位用信号に基づいて測位計算を開始する（Ｓ１４）。その後、制御部２８が実行する処理は再びステップＳ１へと移行する。
【００４９】
一方、時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）が第２の閾値未満である場合には、制御部２８は、表示部２６に測位が不可能である旨の表示を行い（Ｓ１２）、ステップＳ１の処理へと移行する。
【００５０】
本実施形態に係る測位装置１００は、時間平均値Ａ１〜Ａｎに第１の閾値以上のものと、第２の閾値以上かつ第１の閾値未満のものとが混在する場合には、ステップＳ７の処理において時間平均値が最大である源信号が取得された見通し内衛星を低減衛星とする。このような構成では、当該低減衛星を処理対象衛星としない逆拡散処理部１０−ｉに前置される不要信号低減部２２−ｉにおいて、低減衛星が送信する拡散信号から復元された源信号ＯｒｇＵの値が低減される。これによって、逆拡散処理部１０−ｉにおいて復元される源信号ＯｒｇＤｉが、低減衛星から送信された拡散信号による干渉を回避し、測位装置の測位誤差が増大するという問題を回避することができる。
【００５１】
一般に、測位衛星の仰角が大きい程その測位衛星までの距離が短いため、仰角が大きい測位衛星程、源信号から取得することができる情報の信頼性が高くなる。本実施形態に係る測位装置１００では、時間平均値が所定の第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星、および時間平均値が所定の第２の閾値以上かつ第１の閾値未満である源信号が取得された見通し内衛星のそれぞれについて、仰角が大きいものを優先的に測位計算に寄与させるため、測位精度を高めることができる。
【００５２】
本実施形態に係る測位装置は、上方が遮られ壁面に窓等を備える建造物の内部での使用における測位精度の向上に対して効果的である。このような場合、上方に存在する測位衛星から送信された拡散信号は減衰を受けるため、測位衛星が存在する方向の仰角が大きい程、測位装置で受信される拡散信号の強度が小さいという傾向が強くなる。また、窓等の存在により、測位衛星が存在する方向の仰角が小さい程、測位装置で受信される拡散信号の強度が大きいという傾向が強くなる。この場合、複数の拡散信号の相互間における強度の差異が大きくなり、逆拡散処理部において復元される源信号が、当該逆拡散処理部の処理対象衛星とは異なる測位衛星から送信された拡散信号による干渉を受け易くなる。
【００５３】
本実施形態に係る測位装置１００によれば、測位装置１００が建造物の内部に存在する場合において、複数の拡散信号の相互間における強度の差異が大きいことによる干渉の問題を回避することができる。
【００５４】
また、測位装置１００によれば、不要信号低減部２２−ｉが出力する信号に対してドップラシフト周波数を補償する処理が施される。このため、コード信号生成部１６が出力するコード信号Ｒｓｔｉに予め設定されている所定の周波数と、処理対象衛星から送信された拡散信号の周波数とのずれを補償することができる。これによって、コード信号Ｒｓｔ１〜Ｒｓｔｎのタイミングを高精度で制御することができるため、源信号ＯｒｇＤ１〜ＯｒｇＤｎを高い精度で復元し、高精度で測位を行うことができる。
【００５５】
なお、測位装置１００においては、不要信号低減部２２−ｉの入出力のそれぞれに、当該入出力の間を短絡するバイパス経路ＢＰを接続するスイッチＳ１およびＳ２を設けた構成とすることができる。図４にそのような構成を適用した不要信号低減部２２Ｓ−ｉの構成を示す。
【００５６】
この構成では、図３Ａおよび３Ｂに示したフローチャートのステップＳ３またはＳ８の処理の代わりに、スイッチＳ１およびＳ２をバイパス経路ＢＰ側を選択するよう制御する処理を実行する。このような構成によれば、フィルタ３６による処理を必ずしも施す必要がない逆拡散処理部１０−ｉに、フィルタ処理が施されない信号が入力されるため、源信号ＯｒｇＤｉの復元の高精度化を図ることができる。
【００５７】
また、逆拡散処理部１０−ｉに複数の不要信号低減部を縦続に接続したものを前置する構成も可能である。例えば、２つの不要信号低減部を縦続接続する場合には、時間平均値が最大である源信号が取得された見通し内衛星を第１の低減衛星とし、時間平均値がその次に大きい源信号が取得された見通し内衛星を第２の低減衛星とする。時間平均値が最大である源信号を出力した逆拡散処理部が逆拡散処理部１０−ｋ１（ｋ１は１〜ｎの整数）であり、時間平均値がその次に大きい源信号を出力した逆拡散処理部が逆拡散処理部１０−ｋ２（ｋ２は１〜ｎの整数）であるとした場合、逆拡散処理部１０−ｋ１が出力するコード信号Ｒｓｔｋ１および逆拡散処理部１０−ｋ２が出力するコード信号Ｒｓｔｋ２が、それぞれ縦続接続された２つの不要信号低減部においてコード信号ＲｓｔＵとして選択されるようにすればよい。このような構成によれば、逆拡散処理部１０−ｉにおいて復元される源信号が、当該逆拡散処理部１０−ｉの処理対象衛星とは異なる複数の低減衛星から送信された拡散信号による干渉を回避することができる。
【００５８】
図５に第２の実施形態に係る測位装置１０２の構成を示す。測位装置１０２は、測位装置１００において、不要信号低減部２２−１〜２２−ｎを不要信号低減部２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎへと置き換えたものである。
【００５９】
不要信号低減部２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎは不要信号低減部２２−１〜２２−ｎに対し、ドップラシフト選択部３８およびタップ係数生成部４０をさらに備える。不要信号低減部２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎにはフィルタとしてタップ係数フィルタ４２が適用される。図１の測位装置１００と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。以下では、不要信号低減部２２Ａ−ｉおよび逆拡散処理部１０−ｉが実行する処理について説明する。
【００６０】
逆拡散処理部１０−ｉの相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の周波数のドップラ効果によるずれを検出し、当該ずれを示すドップラシフト周波数の値をドップラシフト補償部２４に出力する。ドップラシフト補償部２４は、不要信号低減部２２Ａ−ｉから出力された信号に対しドップラシフト周波数を補償する処理を施し乗算部１２に出力する。また、ドップラシフト補償部２４は、ドップラシフト周波数の補償値ｆＤｉを不要信号低減部２２Ａ−ｉを除く不要信号低減部のドップラシフト選択部３８に出力する。
【００６１】
ドップラシフト選択部３８は、制御部２８の制御に基づいて、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎから出力されたドップラシフト周波数の補償値ｆＤ１〜ｆＤｎのうちドップラシフト周波数の補償値ｆＤｉを除く１つを選択してタップ係数生成部４０に出力する。
【００６２】
タップ係数生成部４０は、タップ係数フィルタ４２の周波数特性を、源信号ＯｒｇＵが占有する周波数帯域幅を減衰周波数帯域幅とし、ドップラシフト選択部３８が選択したドップラシフト周波数の補償値ｆＤだけ周波数ｆ０からずれた周波数ｆ０＋ｆＤを減衰周波数帯域の中心周波数とする帯域減衰特性とするためのタップ係数を算出する。そして、当該タップ係数をタップ係数フィルタ４２に出力する。ここで、周波数ｆ０とは、低減衛星の測位装置１０２への接近速度が零であるときの源信号ＯｒｇＵの周波数をいう。タップ係数フィルタ４２は、タップ係数に従う周波数特性を以て、乗算部３２から出力された信号に対するフィルタ処理を行う。
【００６３】
本実施形態に係る測位装置１０２では、制御部２８は、図３ＡのフローチャートのステップＳ７において、さらに、逆拡散処理部１０−ｋが出力するドップラシフト周波数の補償値ｆＤｋがタップ係数生成部４０に出力されるよう、不要信号低減部２２Ａ−ｋを除く不要信号低減部のドップラシフト選択部３８を制御する処理を実行する。
【００６４】
フィルタの周波数特性を帯域減衰特性とした場合、その減衰周波数帯域幅が狭い程、源信号ＯｒｇＤｉを高精度で復元することができる。ところが、低減衛星から送信される拡散信号のドップラシフト周波数は当該低減衛星の位置によって異なる。そのため、周波数特性が固定されたフィルタを用いた場合、その減衰周波数帯域幅をドップラシフト周波数の変動を見込んだ広めの値とする必要が生じ、源信号ＯｒｇＤｉの復元の高精度化のために好ましくない。本実施形態に係る測位装置１０２によれば、タップ係数フィルタ４２の周波数特性を、低減衛星から送信された拡散信号のドップラシフト周波数に基づいて適応的に変化させることができる。そのため、減衰周波数帯域幅を源信号ＯｒｇＵが占有する周波数帯域幅の程度まで狭く設定することができる。
【００６５】
なお、第１および第２の実施形態においては、すべての逆拡散処理部に不要信号低減部を前置した構成としている。しかし、すべての逆拡散処理部において低減衛星から送信された拡散信号による干渉の問題が生じるわけではないため、逆拡散処理部の数ｎより少ない不要信号低減部を設け、不要信号低減部を設ける必要のある逆拡散処理部にスイッチにより不要信号低減部を選択して前置する構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施形態に係る測位装置の構成を示す図である。
【図２】拡散信号が占有する周波数帯域と源信号が占有する周波数帯域との関係を示す図である。
【図３Ａ】制御部が実行する処理のフローチャートである。
【図３Ｂ】制御部が実行する処理のフローチャートである。
【図４】バイパス経路を設けた不要信号低減部の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る測位装置の構成を示す図である。
【図６】逆拡散処理部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０，１０−１〜１０−ｎ 逆拡散処理部、１２，３０，３２，３４ 乗算部、１４ 相関制御部、１６ コード信号生成部、１８ アンテナ、２０ 無線受信部、２２−１〜２２−ｎ，２２Ｓ−ｉ，２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎ 不要信号低減部、２４ ドップラシフト補償部、２６ 表示部、２８ 制御部、３０ コード信号選択部、３６ フィルタ、３８ ドップラシフト選択部、４０ タップ係数生成部、４２ タップ係数フィルタ、１００，１０２ 測位装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散符号による拡散処理が施された拡散信号を含む信号を受信する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位衛星は、送信の対象とする源信号に対して拡散処理を施した拡散信号を送信する。そのため、一般に、測位装置は受信した信号から源信号を復元するための逆拡散処理を行う手段を備える。図６に測位装置に備えられ、逆拡散処理を行う逆拡散処理部１０の構成を示す。逆拡散処理部１０は、乗算部１２、相関制御部１４、コード信号生成部１６を備えて構成される。
【０００３】
相関制御部１４は、測位に必要な情報を取得する測位衛星を指定する衛星指定番号の情報をコード信号生成部１６に出力する。コード信号生成部１６は、衛星指定番号によって指定される指定衛星に割り当てられた拡散符号に基づいてコード信号を生成し乗算部１２に出力する。ここでコード信号とは、拡散符号の符号要素を信号の値に対応付けた信号をいい、例えば１および−１で表される拡散符号の符号要素に対して１および−１がコード信号の値として対応付けられる。
【０００４】
測位装置において受信された受信信号ＲＸは乗算部１２に入力される。乗算部１２は受信信号ＲＸにコード信号を乗じて相関制御部１４に出力する。相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の時間平均値が所定の大きさ以上となるよう、コード信号生成部１６が出力するコード信号のタイミングを制御する。
【０００５】
相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となっている状態では、指定衛星から送信された拡散信号に対する源信号Ｏｒｇを含む信号が乗算部１２から出力される。相関制御部１４は測位に必要な測位用信号Ｐを源信号Ｏｒｇから抽出して出力する。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６２３６３５４号明細書
【特許文献２】米国特許第６２８２２３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
測位装置が設けられる地点の上空には複数の測位衛星が存在する。複数の測位衛星にはそれぞれ互いに異なる拡散符号が割り当てられる。複数の測位衛星はそれぞれに割り当てられた拡散符号によって生成されたコード信号を乗ずる拡散処理を施した拡散信号を送信する。したがって、測位装置の受信信号ＲＸは、それぞれ互いに異なる拡散符号によって拡散処理が施された複数の拡散信号が重畳された信号となる。逆拡散処理部１０が行う処理によれば、重畳された複数の拡散信号のうち指定衛星から送信されたものに対する源信号Ｏｒｇを取得することができ、源信号Ｏｒｇから測位用信号Ｐを抽出することができる。
【０００８】
このように、源信号Ｏｒｇのみを取得することが可能となるのは、ある拡散符号による拡散処理が施された拡散信号と、それとは異なる拡散符号に基づいて生成されたコード信号との間の相関が小さく、源信号Ｏｒｇの値に比してこれらの積の値が無視できる程度に小さいためである。
【０００９】
ところが、指定衛星から送信された拡散信号の強度よりも、その他の測位衛星から送信された拡散信号の強度が著しく大きい場合、その他の測位衛星から送信された拡散信号とコード信号との積の値を無視することができない。このような場合、乗算部１２から出力される源信号Ｏｒｇが当該その他の測位衛星から送信された拡散信号とコード信号との積によって生成される信号から干渉を受け、測位装置の測位誤差を増大させる。
【００１０】
本発明は、このような課題に対してなされたものであり、逆拡散処理を施した後の信号に含まれる干渉信号を低減することを可能にした受信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る受信装置は、拡散符号による拡散処理が元の信号に対して施された拡散信号を含む信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した信号に基づいて前記拡散符号を決定する拡散符号決定部と、前記拡散符号決定部によって決定された決定拡散符号による逆拡散処理を前記受信部が受信した信号に対して施して出力する逆拡散部と、前記逆拡散処理によって復元された前記元の信号の成分を低減する処理を前記逆拡散部が出力する信号に対して施して出力するフィルタと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る受信装置においては、前記受信部が受信する信号は前記決定拡散符号とは異なる拡散符号によって拡散処理が施された信号を含むことが好適である。
【００１３】
また、本発明に係る受信装置においては、前記決定拡散符号による拡散処理を前記フィルタが出力する信号に対して施して出力する拡散部を備える構成とすることが好適である。
【００１４】
また、本発明に係る受信装置においては、前記受信部が受信する信号は測位衛星から送信される信号であり、前記拡散部が出力する信号に基づいて測位を行う測位部、を備える構成とすることが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、逆拡散処理を施した後の信号に含まれる干渉信号を低減することを可能にした受信装置を実現することができる。また、本発明に係る受信装置を測位装置に適用する場合にあっては、測位誤差を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明の第１の実施形態に係る測位装置１００の構成を示す。測位装置１００は、アンテナ１８、無線受信部２０、不要信号低減部２２−１〜２２−ｎ（ｎは測位に必要な情報を取得する測位衛星の数ｒ以上の整数）、逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎ、表示部２６、制御部２８を備えて構成される。
【００１７】
測位装置１００が設けられる地点の上空には複数の測位衛星が存在する。測位衛星は、衛星指定番号、測位衛星に割り当てられた拡散符号の種類、測位衛星の軌道、信号送信時刻等の情報を含む源信号を生成する。複数の測位衛星は、それぞれに割り当てられた拡散符号によって拡散処理を源信号に施した拡散信号を無線信号で送信する。したがって、アンテナ１８では、それぞれ互いに異なる拡散符号によって拡散処理が施された複数の拡散信号が重畳された無線信号が受信される。測位装置１００は、無線信号として受信された複数の拡散信号のうち、ｒ個（好ましくはｒは３以上）の拡散信号を用いて測位計算を行う。
【００１８】
アンテナ１８から受信された無線信号は無線受信部２０に入力される。無線受信部２０は、無線信号を無線周波数帯域より低い周波数帯域を占有する信号に変換して増幅し、さらにディジタル信号に変換して受信信号ＲＸとして不要信号低減部２２−１〜２２−ｎに出力する。
【００１９】
逆拡散処理部１０−ｉは（ｉは１〜ｎの整数）、１つの測位衛星が送信した源信号ＯｒｇＤｉを、不要信号低減部２２−ｉが出力した信号から復元し、測位用信号Ｐｉを抽出して制御部２８に出力する。以下、逆拡散処理部１０−ｉが復元する源信号ＯｒｇＤｉを送信した測位衛星を、逆拡散処理部１０−ｉの処理対象衛星という。不要信号低減部２２−ｉは、逆拡散処理部１０−ｉの処理対象衛星以外の１つの測位衛星から送信された源信号を受信信号ＲＸから復元し、その値を低減する処理を実行する。以下、不要信号低減部２２−ｉにおいて復元され値が低減される源信号を送信した測位衛星を低減衛星という。
【００２０】
不要信号低減部２２−1〜２２−ｎは同一の構成を有し、同一の処理を実行する。図１では、不要信号低減部２２−１についてのみ詳細な構成を記載し、不要信号低減部２２−２〜２２−ｎについての詳細な構成の記載を省略している。以下では、不要信号低減部２２−１〜２２−ｎのうちの１つである不要信号低減部２２−ｉの構成およびそれが実行する処理について説明する。
【００２１】
不要信号低減部２２−ｉは、コード信号選択部３０、乗算部３２および３４、フィルタ３６を備えて構成される。コード信号選択部３０は、制御部２８の制御に基づいて、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎから出力されたコード信号Ｒｓｔ１〜Ｒｓｔｎのうちコード信号Ｒｓｔｉを除く１つを選択し、コード信号ＲｓｔＵとして乗算部３２および３４に出力する。
【００２２】
コード信号Ｒｓｔｉおよびコード信号ＲｓｔＵは、それぞれ処理対象衛星および低減衛星から送信された拡散信号から源信号を復元するためのコード信号であり、それぞれ処理対象衛星および低減衛星に割り当てられている拡散符号の符号要素を信号の値に対応付けたものである。
【００２３】
受信信号ＲＸは乗算部３２に入力される。乗算部３２は、受信信号ＲＸにコード信号ＲｓｔＵを乗じてフィルタ３６に出力する。フィルタ３６には、所定のタップ係数が入力されることによって周波数特性が定まるタップ係数フィルタを適用することが好適である。
【００２４】
一般に、ある拡散符号に基づいて生成されたコード信号を源信号に乗ずることで得られた拡散信号に、当該拡散符号に基づいて生成されたコード信号を所定のタイミングで乗ずると、当該源信号が復元される。コード信号ＲｓｔＵは低減衛星に割り当てられている拡散符号に基づいて生成された信号であるため、乗算部３２からは、低減衛星から送信された拡散信号に対する源信号ＯｒｇＵを含む信号が出力される。
【００２５】
フィルタ３６は、乗算部３２が出力する信号に含まれる源信号ＯｒｇＵの値を低減して乗算部３４に出力する。図２は、拡散信号Ｓｐｒが占有するの周波数帯域と源信号Ｏｒｇが占有する周波数帯域との一般的な関係を、横軸を周波数とし縦軸を電力として示したものである。拡散信号Ｓｐｒが占有する周波数帯域の中心周波数および源信号Ｏｒｇが占有する周波数帯域の中心周波数は、当該拡散信号Ｓｐｒを送信した測位衛星の測位装置１００への接近速度が零であるときの周波数ｆ０から、当該測位衛星の測位装置１００への接近速度に基づいて定まるドップラシフト周波数ｆＤだけずれた周波数ｆ０＋ｆＤとなる。また、源信号Ｏｒｇが占有する周波数帯域幅は、拡散信号Ｓｐｒが占有する周波数帯域幅よりも狭い。
【００２６】
そこで、フィルタ３６の周波数特性は、周波数ｆ０＋ｆＤを中心周波数とした帯域減衰特性とすることが好適である。帯域減衰特性の減衰周波数帯域幅は、源信号ＯｒｇＵが占有する周波数帯域幅とすればよい。
【００２７】
乗算部３４は、フィルタ３６が出力する信号にコード信号ＲｓｔＵを乗じて逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎに出力する。
【００２８】
不要信号低減部２２−ｉでは、乗算部３２で復元された源信号ＯｒｇＵの値がフィルタ３６によって低減される。フィルタ３６から出力される信号には、低減衛星以外の測位衛星から送信された拡散信号にコード信号ＲｓｔＵが１回乗ぜられた信号が含まれる。不要信号低減部２２−ｉからは、そのような信号にコード信号ＲｓｔＵをさらに乗じた信号が出力される。
【００２９】
一般に、ある拡散符号に基づいて生成されたコード信号を源信号に乗ずることで得られた拡散信号に、当該拡散符号と異なる拡散符号に基づいて生成されたコード信号が２回にわたり乗ぜられても、当該拡散信号は影響を受けない。不要信号低減部２２−ｉでは、受信信号ＲＸにコード信号ＲｓｔＵが乗ぜられた信号が占有する周波数帯域の一部の成分がフィルタ３６によって低減されるものの、低減される成分の周波数帯域幅は受信信号ＲＸが占有する周波数帯域幅に比して著しく狭い。そのため、乗算部３４からは、低減衛星から送信された拡散信号の成分が低減され、低減衛星以外の測位衛星から送信された拡散信号が重畳された信号と同等の信号が出力される。
【００３０】
逆拡散処理部１０−1〜１０−ｎは同一の構成を有し、同一の処理を実行する。図１では、逆拡散処理部１０−１についてのみ詳細な構成を記載し、逆拡散処理部１０−２〜１０−ｎについての詳細な構成の記載を省略している。逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎは、乗算部１２、相関制御部１４、コード信号生成部１６、ドップラシフト補償部２４を備えて構成される。図６の逆拡散処理部１０と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。以下では、逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎのうちの１つである逆拡散処理部１０−ｉの構成およびそれが実行する処理について説明する。
【００３１】
相関制御部１４は、処理対象衛星を指定する衛星指定番号の情報を、制御部２８が出力する制御信号Ｃｉから取得し、コード信号生成部１６に出力する。コード信号生成部１６は、衛星指定番号によって指定される処理対象衛星に割り当てられた拡散符号に基づいてコード信号Ｒｓｔｉを生成し乗算部１２および不要信号低減部２２−ｉを除く不要信号低減部に出力する。また、相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の周波数のドップラ効果によるずれを検出し、当該ずれを示すドップラシフト周波数の値をドップラシフト補償部２４に出力する。
【００３２】
ドップラシフト補償部２４は、相関制御部１４が出力するドップラシフト周波数の値に基づいて、不要信号低減部２２−ｉから出力された信号に対してドップラシフト周波数を補償する処理を施し乗算部１２に出力する。乗算部１２は入力された信号にコード信号Ｒｓｔｉを乗じて相関制御部１４に出力する。相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の時間平均値が所定の大きさ以上となるよう、コード信号生成部１６が出力するコード信号Ｒｓｔｉのタイミングを制御する。
【００３３】
ドップラシフト補償部２４が行う処理によって乗算部１２が出力する信号に対するドップラシフト周波数が補償され、相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となっている状態では、処理対象衛星から送信された拡散信号に対する源信号ＯｒｇＤｉを含む信号が乗算部１２から出力される。相関制御部１４は測位に必要な測位用信号Ｐｉを源信号ＯｒｇＤｉから抽出して制御部２８に出力する。
【００３４】
一般に、ある拡散符号に基づいて生成されたコード信号を源信号に乗ずることで得られた拡散信号に、当該拡散符号とは異なる拡散符号に基づいて生成されたコード信号を乗じた信号の時間平均値は零となる。したがって、処理対象衛星以外の測位衛星から送信された拡散信号に、処理対象衛星に割り当てられた拡散符号に基づいて生成されたコード信号Ｒｓｔｉを乗じたとしてもその時間平均値は零となるため、乗算部１２が出力する信号の時間平均値は源信号ＯｒｇＤｉの時間平均値に等しくなる。相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の時間平均値を源信号ＯｒｇＤｉの時間平均値Ａｉとして制御部２８に出力する。
【００３５】
制御部２８は、測位用信号Ｐ１〜Ｐｎのうち少なくともｒ個の測位用信号に基づいて測位計算を行い、測位装置１００が設置されている位置の座標を算出する。制御部２８は、算出された座標に関する情報を装置位置情報として表示部２６に出力する。表示部２６は、ディスプレイ装置等によって構成され装置位置情報を表示する。
【００３６】
制御部２８は、装置位置情報、現在時刻等を与えることによって、測位装置１００の上空の見通し内に存在する見通し内衛星の衛星指定番号およびこれらの見通し内衛星が存在する位置の座標を取得する衛星推定手段（図示せず）を備える。制御部２８は、衛星推定手段によって、見通し内衛星の衛星指定番号およびこれらの見通し内衛星が存在する位置の座標を所定の時間間隔で推定する。そして、装置位置情報と見通し内衛星が存在する位置の座標に基づいて、測位装置１００が設置されている位置から見通し内衛星が存在する方向を見た仰角（以下、単に仰角という。）を算出する。
【００３７】
なお、測位装置１００の稼働を開始する場合、電磁波の伝搬状況が良好でない場合等、装置位置情報を取得することが不可能である場合に仮の装置位置情報を取得するため、上記衛星推定手段によって取得した装置位置情報を制御部２８が備える記憶手段（図示せず）に随時記憶し、記憶された情報を必要に応じて読み出して利用する構成とすることが好適である。
【００３８】
制御部２８は、時間平均値が所定の第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星のうち、仰角が大きいものを優先的に測位計算に寄与させる制御を行う。時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星の数Ｍが測位に好適なｒ個に満たない場合には、時間平均値が所定の第２の閾値以上かつ第１の閾値未満である源信号が取得された見通し内衛星のうち、仰角の大きい順位における上位ｒ−Ｍ個以上の見通し内衛星を、先のＭ個の見通し内衛星と共に測位計算に寄与させる制御を行う。ここで、第２の閾値は、第１の閾値より小さい測位計算を行うのに十分な値として予め決定しておくものとする。制御部２８は、当該Ｍ個の見通し内衛星のうち時間平均値が最大である源信号が取得されたものを低減衛星とする制御を行う。具体的には、図３Ａおよび３Ｂに示すフローチャートに従う処理を実行する。
【００３９】
制御部２８は、衛星推定手段によって見通し内衛星の衛星指定番号および見通し内衛星が存在する位置の座標を推定し、これと装置位置情報に基づいて見通し内衛星の仰角を算出する（Ｓ１）。
【００４０】
制御部２８は、すべての見通し内衛星のうち仰角が大きい順位における上位ｎ個のものの衛星識別番号Ｄ１〜Ｄｎの情報をそれぞれ含む制御信号Ｃ１〜Ｃｎを、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎに出力する（Ｓ２）。
【００４１】
制御部２８は、コード信号Ｒｓｔｉを除く任意のコード信号（例えば、Ｒｓｔｉ＋１またはＲｓｔｉ−１）を選択するよう不要信号低減部２２−ｉのコード信号選択部３０を制御する（Ｓ３）。
【００４２】
制御部２８は、ドップラシフト補償部２４が行う処理によってドップラシフト周波数が補償され、相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となった後、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎから出力された時間平均値Ａ１〜Ａｎを読み込む（Ｓ４）。
【００４３】
制御部２８は時間平均値Ａ１〜Ａｎを第１の閾値と比較する（Ｓ５）。そして、時間平均値Ａ１〜Ａｎのうち第１の閾値以上のものがｒ個以上ある場合には、時間平均値が第１の閾値以上の源信号が取得された、少なくともｒ個の見通し内衛星から取得された測位用信号に基づいて測位計算を開始する（Ｓ１３）。その後、制御部２８が実行する処理は再びステップＳ１へと移行する。
【００４４】
一方、時間平均値Ａ１〜Ａｎのうち第１の閾値以上のものがｒ個未満である場合には、制御部２８は、すべての見通し内衛星のうち時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得されたものを除外した中から、仰角が大きい順位における上位ｍ個の見通し内衛星を選択する（Ｓ６）。ここで、ｍは正の整数であり、時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星の数がＭ個である場合ｍ＝ｎ−Ｍの関係がある。
【００４５】
制御部２８は、さらに、ステップＳ４で読み込まれた時間平均値Ａ１〜Ａｎのうち最大のものを出力した逆拡散処理部１０−ｋ（ｋは１〜ｎの整数）が出力するコード信号Ｒｓｔｋがコード信号ＲｓｔＵとして出力されるよう、不要信号低減部２２−ｋを除く不要信号低減部のコード信号選択部３０を制御する（Ｓ７）。また、制御部２８は、コード信号Ｒｓｔｋを除く任意のコード信号（例えば、Ｒｓｔｋ＋１またはＲｓｔｋ−１）を選択するよう不要信号低減部２２−ｋのコード信号選択部３０を制御する（Ｓ８）。
【００４６】
制御部２８は、当該上位ｍ個の見通し内衛星の衛星識別番号Ｅ１〜Ｅｍの情報をそれぞれ含む制御信号Ｃｊ（１）〜Ｃｊ（ｍ）を、それぞれ第１の閾値未満である時間平均値を出力した逆拡散処理部１０−ｊ（１）〜１０−ｊ（ｍ）に出力する。また、逆拡散処理部１０−ｊ（１）〜１０−ｊ（ｍ）以外の逆拡散処理部には、ステップＳ２で出力した制御信号と同一の制御信号を出力する（Ｓ９）。ここで、ｊ（１）〜ｊ（ｍ）は、第１の閾値未満である時間平均値を出力した逆拡散処理部を区別するための整数であり、それぞれ互いに異なる１〜ｎの整数である。
【００４７】
制御部２８は、ドップラシフト補償部２４が行う処理によってドップラシフト周波数が補償され、相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となった後、それぞれ逆拡散処理部１０−ｊ（１）〜１０−ｊ（ｍ）から出力された時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）を読み込む（Ｓ１０）。
【００４８】
制御部２８は時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）を予め定められた第２の閾値と比較する（Ｓ１１）。そして、時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）のうち第２の閾値以上のものがｒ−Ｍ個以上ある場合には、時間平均値が第２の閾値以上の源信号が取得された、少なくともｒ個の見通し内衛星（時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星を含む）から取得された測位用信号に基づいて測位計算を開始する（Ｓ１４）。その後、制御部２８が実行する処理は再びステップＳ１へと移行する。
【００４９】
一方、時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）が第２の閾値未満である場合には、制御部２８は、表示部２６に測位が不可能である旨の表示を行い（Ｓ１２）、ステップＳ１の処理へと移行する。
【００５０】
本実施形態に係る測位装置１００は、時間平均値Ａ１〜Ａｎに第１の閾値以上のものと、第２の閾値以上かつ第１の閾値未満のものとが混在する場合には、ステップＳ７の処理において時間平均値が最大である源信号が取得された見通し内衛星を低減衛星とする。このような構成では、当該低減衛星を処理対象衛星としない逆拡散処理部１０−ｉに前置される不要信号低減部２２−ｉにおいて、低減衛星が送信する拡散信号から復元された源信号ＯｒｇＵの値が低減される。これによって、逆拡散処理部１０−ｉにおいて復元される源信号ＯｒｇＤｉが、低減衛星から送信された拡散信号による干渉を回避し、測位装置の測位誤差が増大するという問題を回避することができる。
【００５１】
一般に、測位衛星の仰角が大きい程その測位衛星までの距離が短いため、仰角が大きい測位衛星程、源信号から取得することができる情報の信頼性が高くなる。本実施形態に係る測位装置１００では、時間平均値が所定の第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星、および時間平均値が所定の第２の閾値以上かつ第１の閾値未満である源信号が取得された見通し内衛星のそれぞれについて、仰角が大きいものを優先的に測位計算に寄与させるため、測位精度を高めることができる。
【００５２】
本実施形態に係る測位装置は、上方が遮られ壁面に窓等を備える建造物の内部での使用における測位精度の向上に対して効果的である。このような場合、上方に存在する測位衛星から送信された拡散信号は減衰を受けるため、測位衛星が存在する方向の仰角が大きい程、測位装置で受信される拡散信号の強度が小さいという傾向が強くなる。また、窓等の存在により、測位衛星が存在する方向の仰角が小さい程、測位装置で受信される拡散信号の強度が大きいという傾向が強くなる。この場合、複数の拡散信号の相互間における強度の差異が大きくなり、逆拡散処理部において復元される源信号が、当該逆拡散処理部の処理対象衛星とは異なる測位衛星から送信された拡散信号による干渉を受け易くなる。
【００５３】
本実施形態に係る測位装置１００によれば、測位装置１００が建造物の内部に存在する場合において、複数の拡散信号の相互間における強度の差異が大きいことによる干渉の問題を回避することができる。
【００５４】
また、測位装置１００によれば、不要信号低減部２２−ｉが出力する信号に対してドップラシフト周波数を補償する処理が施される。このため、コード信号生成部１６が出力するコード信号Ｒｓｔｉに予め設定されている所定の周波数と、処理対象衛星から送信された拡散信号の周波数とのずれを補償することができる。これによって、コード信号Ｒｓｔ１〜Ｒｓｔｎのタイミングを高精度で制御することができるため、源信号ＯｒｇＤ１〜ＯｒｇＤｎを高い精度で復元し、高精度で測位を行うことができる。
【００５５】
なお、測位装置１００においては、不要信号低減部２２−ｉの入出力のそれぞれに、当該入出力の間を短絡するバイパス経路ＢＰを接続するスイッチＳ１およびＳ２を設けた構成とすることができる。図４にそのような構成を適用した不要信号低減部２２Ｓ−ｉの構成を示す。
【００５６】
この構成では、図３Ａおよび３Ｂに示したフローチャートのステップＳ３またはＳ８の処理の代わりに、スイッチＳ１およびＳ２をバイパス経路ＢＰ側を選択するよう制御する処理を実行する。このような構成によれば、フィルタ３６による処理を必ずしも施す必要がない逆拡散処理部１０−ｉに、フィルタ処理が施されない信号が入力されるため、源信号ＯｒｇＤｉの復元の高精度化を図ることができる。
【００５７】
また、逆拡散処理部１０−ｉに複数の不要信号低減部を縦続に接続したものを前置する構成も可能である。例えば、２つの不要信号低減部を縦続接続する場合には、時間平均値が最大である源信号が取得された見通し内衛星を第１の低減衛星とし、時間平均値がその次に大きい源信号が取得された見通し内衛星を第２の低減衛星とする。時間平均値が最大である源信号を出力した逆拡散処理部が逆拡散処理部１０−ｋ１（ｋ１は１〜ｎの整数）であり、時間平均値がその次に大きい源信号を出力した逆拡散処理部が逆拡散処理部１０−ｋ２（ｋ２は１〜ｎの整数）であるとした場合、逆拡散処理部１０−ｋ１が出力するコード信号Ｒｓｔｋ１および逆拡散処理部１０−ｋ２が出力するコード信号Ｒｓｔｋ２が、それぞれ縦続接続された２つの不要信号低減部においてコード信号ＲｓｔＵとして選択されるようにすればよい。このような構成によれば、逆拡散処理部１０−ｉにおいて復元される源信号が、当該逆拡散処理部１０−ｉの処理対象衛星とは異なる複数の低減衛星から送信された拡散信号による干渉を回避することができる。
【００５８】
図５に第２の実施形態に係る測位装置１０２の構成を示す。測位装置１０２は、測位装置１００において、不要信号低減部２２−１〜２２−ｎを不要信号低減部２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎへと置き換えたものである。
【００５９】
不要信号低減部２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎは不要信号低減部２２−１〜２２−ｎに対し、ドップラシフト選択部３８およびタップ係数生成部４０をさらに備える。不要信号低減部２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎにはフィルタとしてタップ係数フィルタ４２が適用される。図１の測位装置１００と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。以下では、不要信号低減部２２Ａ−ｉおよび逆拡散処理部１０−ｉが実行する処理について説明する。
【００６０】
逆拡散処理部１０−ｉの相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の周波数のドップラ効果によるずれを検出し、当該ずれを示すドップラシフト周波数の値をドップラシフト補償部２４に出力する。ドップラシフト補償部２４は、不要信号低減部２２Ａ−ｉから出力された信号に対しドップラシフト周波数を補償する処理を施し乗算部１２に出力する。また、ドップラシフト補償部２４は、ドップラシフト周波数の補償値ｆＤｉを不要信号低減部２２Ａ−ｉを除く不要信号低減部のドップラシフト選択部３８に出力する。
【００６１】
ドップラシフト選択部３８は、制御部２８の制御に基づいて、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎから出力されたドップラシフト周波数の補償値ｆＤ１〜ｆＤｎのうちドップラシフト周波数の補償値ｆＤｉを除く１つを選択してタップ係数生成部４０に出力する。
【００６２】
タップ係数生成部４０は、タップ係数フィルタ４２の周波数特性を、源信号ＯｒｇＵが占有する周波数帯域幅を減衰周波数帯域幅とし、ドップラシフト選択部３８が選択したドップラシフト周波数の補償値ｆＤだけ周波数ｆ０からずれた周波数ｆ０＋ｆＤを減衰周波数帯域の中心周波数とする帯域減衰特性とするためのタップ係数を算出する。そして、当該タップ係数をタップ係数フィルタ４２に出力する。ここで、周波数ｆ０とは、低減衛星の測位装置１０２への接近速度が零であるときの源信号ＯｒｇＵの周波数をいう。タップ係数フィルタ４２は、タップ係数に従う周波数特性を以て、乗算部３２から出力された信号に対するフィルタ処理を行う。
【００６３】
本実施形態に係る測位装置１０２では、制御部２８は、図３ＡのフローチャートのステップＳ７において、さらに、逆拡散処理部１０−ｋが出力するドップラシフト周波数の補償値ｆＤｋがタップ係数生成部４０に出力されるよう、不要信号低減部２２Ａ−ｋを除く不要信号低減部のドップラシフト選択部３８を制御する処理を実行する。
【００６４】
フィルタの周波数特性を帯域減衰特性とした場合、その減衰周波数帯域幅が狭い程、源信号ＯｒｇＤｉを高精度で復元することができる。ところが、低減衛星から送信される拡散信号のドップラシフト周波数は当該低減衛星の位置によって異なる。そのため、周波数特性が固定されたフィルタを用いた場合、その減衰周波数帯域幅をドップラシフト周波数の変動を見込んだ広めの値とする必要が生じ、源信号ＯｒｇＤｉの復元の高精度化のために好ましくない。本実施形態に係る測位装置１０２によれば、タップ係数フィルタ４２の周波数特性を、低減衛星から送信された拡散信号のドップラシフト周波数に基づいて適応的に変化させることができる。そのため、減衰周波数帯域幅を源信号ＯｒｇＵが占有する周波数帯域幅の程度まで狭く設定することができる。
【００６５】
なお、第１および第２の実施形態においては、すべての逆拡散処理部に不要信号低減部を前置した構成としている。しかし、すべての逆拡散処理部において低減衛星から送信された拡散信号による干渉の問題が生じるわけではないため、逆拡散処理部の数ｎより少ない不要信号低減部を設け、不要信号低減部を設ける必要のある逆拡散処理部にスイッチにより不要信号低減部を選択して前置する構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施形態に係る測位装置の構成を示す図である。
【図２】拡散信号が占有する周波数帯域と源信号が占有する周波数帯域との関係を示す図である。
【図３Ａ】制御部が実行する処理のフローチャートである。
【図３Ｂ】制御部が実行する処理のフローチャートである。
【図４】バイパス経路を設けた不要信号低減部の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る測位装置の構成を示す図である。
【図６】逆拡散処理部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０，１０−１〜１０−ｎ 逆拡散処理部、１２，３０，３２，３４ 乗算部、１４ 相関制御部、１６ コード信号生成部、１８ アンテナ、２０ 無線受信部、２２−１〜２２−ｎ，２２Ｓ−ｉ，２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎ 不要信号低減部、２４ ドップラシフト補償部、２６ 表示部、２８ 制御部、３０ コード信号選択部、３６ フィルタ、３８ ドップラシフト選択部、４０ タップ係数生成部、４２ タップ係数フィルタ、１００，１０２ 測位装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散符号による拡散処理が元の信号に対して施された拡散信号を含む信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した信号に基づいて前記拡散符号を決定する拡散符号決定部と、
前記拡散符号決定部によって決定された決定拡散符号による逆拡散処理を前記受信部が受信した信号に対して施して出力する逆拡散部と、
前記逆拡散処理によって復元された前記元の信号の成分を低減する処理を前記逆拡散部が出力する信号に対して施して出力するフィルタと、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置であって、
前記受信部が受信する信号は前記決定拡散符号とは異なる拡散符号によって拡散処理が施された信号を含むことを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の受信装置であって、
前記決定拡散符号による拡散処理を前記フィルタが出力する信号に対して施して出力する拡散部を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の受信装置であって、
前記受信部が受信する信号は測位衛星から送信される信号であり、
前記拡散部が出力する信号に基づいて測位を行う測位部、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１】
拡散符号による拡散処理が元の信号に対して施された拡散信号を含む信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した信号に基づいて前記拡散符号を決定する拡散符号決定部と、
前記拡散符号決定部によって決定された決定拡散符号による逆拡散処理を前記受信部が受信した信号に対して施して出力する逆拡散部と、
前記逆拡散処理によって復元された前記元の信号の成分を低減する処理を前記逆拡散部が出力する信号に対して施して出力するフィルタと、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置であって、
前記受信部が受信する信号は前記決定拡散符号とは異なる拡散符号によって拡散処理が施された信号を含むことを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の受信装置であって、
前記決定拡散符号による拡散処理を前記フィルタが出力する信号に対して施して出力する拡散部を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の受信装置であって、
前記受信部が受信する信号は測位衛星から送信される信号であり、
前記拡散部が出力する信号に基づいて測位を行う測位部、
を備えることを特徴とする受信装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２１５１００（Ｐ２００７−２１５１００Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５１９３（Ｐ２００６−３５１９３）
【出願日】平成１８年２月１３日（２００６．２．１３）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１３日（２００６．２．１３）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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