周波数変換回路及び衛星測位信号受信装置
【課題】小規模な装置構成でありながら３周波の測位信号を利用可能で、さらに省電力化、低コスト化を実現する衛星測位信号受信装置を提供する。
【解決手段】ミキサ１０４において、Ｌ１、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａの各信号を、Ｌ１信号の周波数と、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａ信号の周波数とが互いに影像関係となる局部発振信号と混合して周波数変換（１stＩＦ）する。次に、イメージ除去ミキサ１０８において、１stＩＦの各測位信号を、１stＩＦのＬ１信号の周波数と、１stＩＦのＬ２Ｃ信号及びＬ５・Ｅ５ａ信号の周波数とが互いに影像関係となる局部発振信号と混合して周波数変換（２ndＩＦ）し、２ndＩＦのＬ１信号と、２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａ信号とをそれぞれ独立に出力する。分波器１１２は、イメージ除去ミキサ１０８から混合されて出力された２ndＩＦのＬ２ＣとＬ５・Ｅ５ａ信号とを分離して出力する。
【解決手段】ミキサ１０４において、Ｌ１、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａの各信号を、Ｌ１信号の周波数と、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａ信号の周波数とが互いに影像関係となる局部発振信号と混合して周波数変換（１stＩＦ）する。次に、イメージ除去ミキサ１０８において、１stＩＦの各測位信号を、１stＩＦのＬ１信号の周波数と、１stＩＦのＬ２Ｃ信号及びＬ５・Ｅ５ａ信号の周波数とが互いに影像関係となる局部発振信号と混合して周波数変換（２ndＩＦ）し、２ndＩＦのＬ１信号と、２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａ信号とをそれぞれ独立に出力する。分波器１１２は、イメージ除去ミキサ１０８から混合されて出力された２ndＩＦのＬ２ＣとＬ５・Ｅ５ａ信号とを分離して出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システムに用いられる測位衛星から測位信号を受信するための受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体の現在位置や速度を求める測位システムとして、従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）が実用化され、航空、船舶の航法用のみならず、カーナビゲーションシステムでも広く使われている。また、ＧＰＳ以外にも、ロシアで開発・運用されているＧＬＯＮＡＳＳ（Global Orbiting Navigation Satellite System）や、欧州連合（ＥＵ）を中心とする国際協力により開発・運用されているＧａｌｉｌｅｏ等の測位システムが知られている。例えば、ＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏとでは、測位衛星から放送する測位信号のスペクトル拡散変調に用いる擬似雑音（ＰＮコード）や搬送周波数等の設定が異なるが、大まかな測位原理、測位演算の手法は同様のものである。したがって、これら複数の測位システムを共用可能な受信装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
複数の測位システムを共用可能な受信装置として、特許文献１に記載のような、ＧＰＳを構成する測位衛星（以下、ＧＰＳ衛星）からの測位信号と、ＧＬＯＮＡＳＳを構成する測位衛星（以下、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星）からの測位信号との２周波の測位信号を受信可能なＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ共用受信装置が案出されている。この受信装置は、ＧＰＳ衛星及びＧＬＯＮＡＳＳ衛星から受信した２周波の測位信号を、初段のイメージ除去ミキサにより各測位信号をＲＦ（高調波）信号からＩＦ（中間周波数）信号へと周波数変換すると共に、各測位信号を分離することで各測位信号の干渉を抑え、ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳの共用を実現している。
【特許文献１】特開平７−１２８４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＧＰＳにおいては、「ＧＰＳ近代化計画」によって、当初からBlock IIRまでの形式のＧＰＳ衛星で民生用に放送されていたＬ１の信号に加え、近年、Block IIR-M、Block IIFといった形式のＧＰＳ衛星の打上げに伴い、新たな民生用信号としてＬ２Ｃ（Block IIR-M以降）の信号及びＬ５（Block IIF以降）の信号の放送が開始されている。これにより、ＧＰＳでは、民生用としてＬ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５の３周波の測位信号を利用できるようになった。
【０００５】
また、Ｇａｌｉｌｅｏにおいては、民生用としてＥ２−Ｌ１−Ｅ１（以下、単にＬ１と表記する）、Ｅ５ａ、Ｅ５ｂ、Ｅ６といった複数の周波数帯の測位信号が当初より利用可能となる予定である。これらの複数の測位信号を利用することができれば、従来以上の性能（受信エリアの拡大、測位精度の向上等）を実現することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の受信装置は、ＧＰＳとＧＬＯＮＡＳＳとの２周波の受信にしか対応しておらず、例えばＧＰＳのＬ１、Ｌ２Ｃ、Ｌ５といった３周波の測位信号を受信することはできない。また、例えば複数周波の測位信号を利用して測位精度劣化の原因である電離層遅延誤差の補正を行うことで高精度の測位を実現しようとする場合、２周波の受信では衛星の稼働状況や配置状況によっては測位信号を同時に受信できないこともあり、補正による高精度の測位を実現できる時間帯が限られてしまうため、不十分である。
【０００７】
これに対し、３周波の測位信号を受信可能にすれば、２周波受信の場合よりも確実に高精度の測位を行うことができる。また、３周波の測位信号を受信することで、例えば高精度な測位結果が得られる搬送波測位を行う場合に、エクストラワイドレーン（ＥＷＬ）法によって、整数不定性（アンビギュイティ）を容易に決定することができるといったメリットもある。
【０００８】
しかし、３周波の測位信号の受信に対応するためには、新たな周波数・帯域幅に対応した処理系を必要とすることになる。具体的には、例えば測位信号を周波数変換するミキサ部、周波数変換に利用する局部発振器、基準発振器、中間波を増幅するアンプ部といった信号処理系が受信する測位信号の数だけ必要となり、受信装置の規模が大きくなるという問題点がある。また、受信装置の規模が大きくなれば、消費電力の増加や製造コストの高騰といった問題も発生する。
【０００９】
また、例えば特許文献１に記載の受信装置では、初段のイメージ除去ミキサで２つの測位信号を分離するため、それ以降は２系統の処理系が必要となり、このような構成を３周波受信に適用した場合、受信装置の十分な小型化は行えない。
【００１０】
本発明はこのような問題を解決するためになされており、小規模な装置構成でありながら３周波の測位信号を利用可能で、さらに省電力化、低コスト化を実現する受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の周波数変換回路は、衛星測位システムで用いられる人工衛星から受信した搬送周波数がそれぞれ異なる第１測位信号、第２測位信号及び第３測位信号を周波数変換する周波数変換回路であって、発振信号生成手段と、第１混合手段と、分周手段と、第２混合手段と、分離手段とを備える。
【００１２】
発振信号生成手段は、第１測位信号の周波数と、第２測位信号及び第３測位信号の周波数とが互いに影像関係となり、かつ第１混合手段による周波数変換で各測位信号の周波数帯域が重ならないように設定された周波数の第１局部発振信号を生成する。第１混合手段は、発振信号生成手段により生成された第１局部発振信号と第１，第２，第３測位信号とを混合することにより、各測位信号を第１中間周波数（１stＩＦ）に周波数変換する。このとき、第１局部発振信号の周波数を上述のように設定することで、初段の周波数変換において各測位信号同士のイメージ（影像）妨害を除去できる。
【００１３】
分周手段は、発振信号生成手段により生成された第１局部発振信号を１／ｍ（ｍは２以上の整数）に分周することで、１stＩＦの第１測位信号の周波数と、１stＩＦの第２測位信号及び１stＩＦの第３測位信号の周波数とが互いに影像関係となるように設定された周波数の第２局部発振信号を生成する。第２混合手段は、分周手段によって生成された第２局部発振信号と、１stＩＦの第１，第２，第３測位信号とを混合することにより、各測位信号を第２中間周波数（２ndＩＦ）に周波数変換し、２ndＩＦの第１測位信号と、２ndＩＦの第２測位信号及び２ndＩＦの第３測位信号とを互いの干渉を排除しながら、すなわちイメージを除去しながら分離し、それぞれ独立に出力する。分離手段は、第２混合手段から混合されて出力された２ndＩＦの第２測位信号と２ndＩＦの第３測位信号とを分離してそれぞれ独立に出力する。
【００１４】
このように構成された周波数変換回路によれば、３周波の高調波（ＲＦ）測位信号から、中間周波数（ＩＦ）の測位信号への周波数変換をイメージ妨害を受けることなく行うことができる。また、第１，２混合手段における２段階の周波数変換のうち、後段の周波数変換時に、第１測位信号と、第２測位信号及び第３測位信号とを分離し、その後の分離手段において第２測位信号と第３測位信号とを分離することで、初段の周波数変換時に各信号を分離する場合と比較して、分離後の各測位信号に係る信号処理系統を短く構成できる。これにより、周波数変換回路の小型化、低コスト化が実現する。また、回路が簡素な構成であれば電力消費の低減につながり、省電力化にも寄与する。
【００１５】
さらに、第２混合手段による周波数変換で用いる第２局部発振信号は、発振信号生成手段で発振した第１局部発振信号を分周したものを用いることで、各段の周波数変換に対して例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ）のような局部発振器を複数用いることなく１つの局部発振器で賄うことができる。これにより、周波数変換回路の小型化、低コスト化、省電力化が実現する。
【００１６】
つぎに、請求項２に記載の周波数変換回路は、第１，第２，第３測位信号のうち、受信対象として選択されていない測位信号に係る信号処理系統に対する電力の供給をオフにすることを特徴とする。このようにすることで、測位演算に使用しない信号処理系等による電力消費が低減され、省電力化が実現する。具体的には、例えばユーザが操作部に対して行った操作に応じて各測位信号の受信の可否を選択可能な構成してもよいし、受信状態の良否に基づき自動的に各測位信号の受信の可否を選択可能な構成であってもよい。
【００１７】
ところで、３周波の測位信号を受信する場合、例えばＧＰＳのＬ１,Ｌ２Ｃ，Ｌ５といった同一の衛星測位ステムで放送される複数の測位信号を受信したり、ＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏといった複数の衛星測位システムで放送される測位信号を受信したりすることが考えられる。そして、必要に応じて各衛星測位システムの測位衛星を混用しつつ測位演算を行うことで、測位精度を良好に維持することができる。
【００１８】
その際、例えばＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の信号（共に搬送周波数１５７５．４２ＭＨｚ）や、ＧＰＳ−Ｌ５とＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａの信号（共に搬送周波数１１７６．４５ＭＨｚ）のように、異なる衛星測位システムであっても、搬送周波数が同一の測位信号であれば、１つの受信処理系統で同時に測位信号を受信することができる。
【００１９】
そこで、請求項３に記載の衛星測位信号受信装置のように構成するとよい。すなわち、衛星測位システムで用いられる人工衛星から無線電波の形態で送信される測位信号を受信する受信手段と、請求項１又は請求項２に記載の周波数変換回路と、周波数変換回路によって周波数変換された第１，第２，第３測位信号をそれぞれ復調する復調手段と、制御手段とを備える。
【００２０】
このうち、復調手段は、第１、第２、第３の各復調系統を備える。そして、第１，第２，第３復調系統のうち少なくとも何れか１つは、複数の衛星測位システムに対して、各衛星測位システムごとに専用の復調回路と、複数の衛星測位システムで共用可能な復調回路とを、それぞれの衛星測位システム係る測位演算に用いる最大の衛星個数を満たす回路数を確保できるような個数で備え、複数の衛星測位システムに係る同一の搬送周波数の測位信号を復調可能に構成されている。
【００２１】
制御手段は、復調手段による測位信号の復調を行う際、測位信号の受信状態に応じて測位演算に用いる測位衛星を選択し、この選択した測位衛星に対して何れかの復調回路を割り当て、この割り当てた復調回路によって復調された測位信号に基づき測位演算を行う。
【００２２】
ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏについてこの構成を適用する場合、周波数変換回路側において、例えば、第１測位信号としてＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１を同時に受信し、第２測位信号としてＧＰＳ−Ｌ２を受信し、第３測位信号としてＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａを同時に受信するような構成とすることが考えられる。
【００２３】
このような周波数変換回路の構成に対して、第１復調系統でＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１に対してそれぞれに専用の復調回路と、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１で共用可能な復調回路とを備え、これらを受信状態に応じてＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏとで適宜分配して測位演算に使用することで、１つの受信系統においてＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏの測位信号を同時に受信することによるハイブリッド測位が可能になる。また、第２復調系統でＧＰＳ−Ｌ２、第３復調系統でＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａをそれぞれ復調可能に構成することで、第１復調系統からのＧＰＳ−１又はＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ２の各測位信号による測位演算の結果を、第２復調系統又は第３復調系統からの各測位信号によってそれぞれ補正することができる。
【００２４】
また、ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏに係る測位衛星の中から測位信号の受信状態に応じて測位演算に適した測位衛星を選択し、これに適宜復調回路を割り当てることで、測位精度が高くなるような測位衛星の組合せで測位信号を受信して測位演算を行うことが可能になる。これにより、良好な測位精度を保つことができる。
【００２５】
また、上述の例で挙げたＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１で共用可能な復調回路のように、複数の衛星測位システムで共用可能な復調回路を用いることで、それぞれの衛星測位システム専用の復調回路を各衛星測位システムによる測位演算に用いる最大個数を揃える場合と比較して、より少数の復調回路で各衛星測位システムによる測位演算に用いる最大個数を満たすことができる。これにより、衛星測位信号受信装置を小型化、低コスト化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得る。
【００２７】
［衛星側信号受信装置の構成の説明］
図１及び図２は、３周波の測位信号に対応する衛星測位信号受信装置の概略構成を示すブロック図である。この衛星測位信号受信装置は、測位衛星からの測位信号を受信するアンテナ１０１（図１）と、測位衛星から受信した測位信号を周波数変換し、デジタル信号として出力するＲＦフロントエンド部１（図１）と、測位衛星からの搬送波及びＰＮコードの捕捉・追尾を行い、ＲＦフロントエンド部１から供給された測位信号を復調して測位演算を行う信号処理部２（図２）とを備える。
【００２８】
なお、本実施形態では、受信可能な測位信号として、ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏの各衛星測位システムで用いられる以下の３周波５種類の測位信号を採用する。
（１）ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１（共に１５７５．４２ＭＨｚ）
（２）ＧＰＳ−Ｌ２Ｃ（１２２７．６ＭＨｚ）
（３）ＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａ（共に１１７６．４５ＭＨｚ）
上記の（１）〜（３）の各周波の測位信号の搬送周波数は、何れもｆｏ＝１．０２３ＭＨｚ（ｆｏはＧＰＳの基本周波数である１０．０２３ＭＨｚの１／１０）の逓倍で構成されている。すなわち、上記（１）のＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の測位信号（以下、これらを併せて単にＬ１とも表記する）の搬送周波数は１５４０ｆｏ、上記（２）のＧＰＳ−Ｌ２Ｃの測位信号（以下、単にＬ２Ｃとも表記する）の搬送周波数は１２００ｆｏ、上記（３）のＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａの測位信号（以下、これらを併せて単にＬ５・Ｅ５ａとも表記する）の搬送周波数は１１５０ｆｏで表される。
【００２９】
ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏでは、測位衛星から測位信号を送信する際、所定のＰＮコードを用いて測位信号にスペクトル拡散変調が施されている。測位衛星からの測位信号を受信した衛星測位信号受信装置は、受信した測位信号を高調波（ＲＦ）から中間周波数（ＩＦ）へ、そしてベースバンドへと周波数変換する。そして、測位信号を送信している測位衛星からの搬送波及び当該測位衛星でスペクトル拡散変調に用いたＰＮコードを捕捉して、受信した測位信号を復調する。衛星測位信号受信装置は、この復調した測位信号を用いて当該測位衛星までの擬似距離や各測位衛星の位置を算出したり、電階層遅延等の各種誤差を補正し、算出した各種データによる現在位置、速度、方位等の算出を行う。
【００３０】
図１に示すＲＦフロントエンド部１は、本発明の周波数変換回路に相当し、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１０２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０２と、ミキサ１０４と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０５と、分周器１０６，１０７と、イメージ除去ミキサ１０８と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０９，１１６と、分波器１１２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１３と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）アンプ１１０，１１４，１１７と、Ａ／Ｄコンバータ１１１，１１５，１１８と、基準発振器１１９と、電源制御器１２０とを備える。
【００３１】
アンテナ１０１は、Ｌ１、Ｌ２Ｃ、Ｌ５・Ｅ５ａの各測位信号を受信するトリプルバンドアンテナ、若しくはＬ１の周波数帯を１つの極とし、Ｌ２Ｃと、Ｌ５・Ｅ５ａとの両周波数帯の中間の周波数帯にもう１つの極を持ちブロードな特性を有するデュアルバンドアンテナである。このアンテナ１０１により、ＧＰＳ衛星及びＧａｌｉｌｅｏ衛星からの測位信号を受信する。
【００３２】
アンテナ１０１で受信された各測位信号のＲＦ信号は、ＬＮＡ１０２によって低雑音で増幅される。ＬＮＡ１０２によって増幅された各測位信号のＲＦ信号は、ＢＰＦ１０３によって帯域制限される。このＢＰＦ１０３は、例えばＳＡＷフィルタ等で構成されており、その通過帯域は、上記Ｌ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの各周波数帯を通過させるトリプルバンド、若しくはＬ１の周波数帯を通過させるバンドと、Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの両周波数帯を通過させるバンドとによるデュアルバンドで構成されている。
【００３３】
ＢＰＦ１０３により帯域制限された各測位信号のＲＦ信号は、ミキサ１０４においてＶＣＯ１０５からの発振信号（Ｌｏ）を分周器１０６によって分周した第１局部発振信号（１stＬｏ）と混合されることによって、第１中間周波数（１stＩＦ）へと周波数変換される。ここで、１stＬｏの周波数は、Ｌ１の搬送周波数と、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａの搬送周波数とが１stＬｏの側から見て互いに影像関係となり、かつ周波数変換することで各測位信号の周波数帯域が重ならないような周波数に設定されている。すなわち、１stＬｏの周波数は、Ｌ１の搬送周波数と、Ｌ２Ｃ〜Ｌ５・Ｅ５ａの周波数帯域とのほぼ中間の周波数（具体的には、ｆｏの逓倍である１３７６ｆｏ）に設定されている。この１stＬｏは、基準発振器１１９が発振するリファレンスクロック（周波数：６４ｆｏ）との比較周波数が十分に高くなるような周波数にてＶＣＯ１０５から発振されるＬｏ（周波数：２７５２ｆｏ）を、分周器１０６で１／２の周波数に分周することで得られる。
【００３４】
ＲＦのＬ１は、ミキサ１０４において１stＬｏと混合されることで、周波数１６４ｆｏの１stＩＦ（Ｌ１）に周波数変換される。同じく、ＲＦのＬ２Ｃは、周波数１７６ｆｏの１stＩＦ（Ｌ２Ｃ）に周波数変換される。また、ＲＦのＬ５・Ｅ５ａは、周波数２２６ｆｏの１stＩＦ（Ｌ５・Ｅ５ａ）に周波数変換される。
【００３５】
ミキサ１０４によって周波数変換された１stＩＦの各測位信号は、イメージ除去ミキサ１０８において、１stＬｏを分周器１０７によって分周した第２局部発振信号（２ndＬｏ）と混合されることによって、第２中間周波数（２ndＩＦ）へと周波数変換される。ここで、２ndＬｏの周波数は、１stＩＦのＬ１の周波数と、１stＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａの周波数とが２ndＬｏの側から見て互いに影像関係となるような周波数（具体的には、ｆｏの逓倍である１７２ｆｏ）に設定されている。すなわち、２ndＬｏの周波数は、１stＩＦのＬ１の周波数と、１stＩＦのＬ２Ｃ〜１stＩＦのＬ５・Ｅ５ａの周波数帯域とのほぼ中間の周波数に設定されている。この２ndＬｏは、１stＬｏ（周波数：１３７６ｆｏ）を、分周器１０７で１／８の周波数に分周することで得られる。
【００３６】
１stＩＦのＬ１は、イメージ除去ミキサ１０８において２ndＬｏと混合されることで、周波数８ｆｏの２ndＩＦに周波数変換される。同じく、１stＩＦのＬ２Ｃは、周波数４ｆｏの２ndＩＦに周波数変換される。また、１stＩＦのＬ５・Ｅ５ａは、周波数５４ｆｏの２ndＩＦに周波数変換される。
【００３７】
イメージ除去ミキサ１０８は、周波数変換した２ndＩＦのＬ１と、２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａとを互いの干渉を排除しながら、すなわちイメージを除去しながら分離し、それぞれ独立に出力する。つまり、２ndＩＦのＬ１と、２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａとは、この段階で分離される。
【００３８】
イメージ除去ミキサ１０８から単独で出力された２ndＩＦのＬ１は、ＬＰＦ１０９により中心周波数８ｆｏの通過帯域で帯域制限をかけられた後、ＡＧＣアンプ１１０によって次のアナログ／デジタル変換に必要な入力レベルを満足するレベルまで増幅される。ＡＧＣアンプ１１０によって増幅された２ndＩＦのＬ１は、Ａ／Ｄコンバータ１１１によってデジタル信号に変換され、信号処理部２（図２参照）に供給される。
【００３９】
また、イメージ除去ミキサ１０８から出力された２ndＩＦのＬ１に係る信号処理系統を構成する上述のＬＰＦ１０９、ＡＧＣアンプ１１０、Ａ／Ｄコンバータ１１１は、電源制御器１２０からの制御により、系統ごとに一括して電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替え可能に構成されている。これにより、測位衛星からＬ１の信号を受信しない場合に、この系統の電源を断つことでＲＦフロントエンド部１における電力消費量を低減する。
【００４０】
一方、２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａは、イメージ除去ミキサ１０８から混合して出力される。イメージ除去ミキサ１０８から出力された２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５／Ｅ５ａは、分波器１１２によってそれぞれ分離される。分離された２ndＩＦのＬ２Ｃは、ＢＰＦ１１３により中心周波数４ｆｏの通過帯域で帯域制限をかけられた後、ＡＧＣアンプ１１４によって次のアナログ／デジタル変換に必要な入力レベルを満足するレベルまで増幅される。ＡＧＣアンプ１１４によって増幅された２ndＩＦのＬ２Ｃは、Ａ／Ｄコンバータ１１５によってデジタル信号に変換され、信号処理部２（図２参照）に供給される。
【００４１】
また、分波器１１２から出力された２ndＩＦのＬ２Ｃに係る信号処理系統を構成する上述のＢＰＦ１１３、ＡＧＣアンプ１１４、Ａ／Ｄコンバータ１１５は、電源制御器１２０からの制御により、系統ごとに一括して電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替え可能に構成されている。これにより、測位衛星からＬ２Ｃの信号を受信しない場合に、この系統の電源を断つことでＲＦフロントエンド部１における電力消費量を低減する。
【００４２】
一方、分波器１１２によって分離された２ndＩＦのＬ５・Ｅ５ａは、ＬＰＦ１１６により中心周波数５４ｆｏの通過帯域で帯域制限をかけられた後、ＡＧＣアンプ１１７によって次のアナログ／デジタル変換に必要な入力レベルを満足するレベルまで増幅される。ＡＧＣアンプ１１７によって増幅された２ndＩＦのＬ５・Ｅ５ａは、Ａ／Ｄコンバータ１１８において、基準発振器１１９から発振される周波数６４ｆｏのリファレンスクロックをサンプリング周波数として、周波数１０ｆｏの第３中間周波数（３rdＩＦ）にダウンコンバートされる。そして、３rdＩＦのＬ５・Ｅ５ａはデジタル信号に変換され、信号処理部２（図２参照）に供給される。
【００４３】
また、分波器１１２から出力された２ndＩＦのＬ５・Ｅ５ａに係る信号処理系統を構成する上述のＬＰＦ１１６、ＡＧＣアンプ１１７、Ａ／Ｄコンバータ１１８は、電源制御器１２０からの制御により、系統ごとに一括して電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替え可能に構成されている。これにより、測位衛星からＬ５・Ｅ５ａの信号を受信しない場合に、この系統の電源を断つことでＲＦフロントエンド部１における電力消費量を低減する。
【００４４】
電源制御器１２０は、信号処理部２（図２参照）の演算処理部５からの電源制御信号に基づき、上述の各系統に対する電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う。例えば、図示しないスイッチ等により、３周波受信と２周波受信との何れかを選択する操作や、Ｌ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの中から何れの信号を受信するかを選択する操作等を受け付け、受信対象として選択された測位信号に係る系統のみに電源を供給するような構成が考えられる。また、演算処理部５において、測位信号の受信状態の良否等から各測位信号の受信の可否を選択し、演算処理部５によって受信対象として選択された測位信号に係る系統のみに電源を供給するような構成であってもよい。
【００４５】
図２に示す信号処理部２は、ダウンコンバータ部３と、信号プロセッサ部４と、演算処理部５とを備える。なお、以下において、説明の便宜のためＬ１の信号に対する信号処理に係る系統を第１系統、Ｌ２Ｃの信号に対する信号処理に係る系統を第２系統、Ｌ５・Ｅ５ａの信号に対する信号処理に係る系統を第３系統と称する。
【００４６】
ダウンコンバータ部３は、上記第１，第２，第３の各系統ごとにミキサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、ＬＰＦ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、分周器３３ａ，３３ｂ，３３ｃを備える。
ＲＦフロントエンド部１から供給されてきたＬ１、Ｌ２ｃ、Ｌ５・Ｅ５ａの各測位信号は、各ミキサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃにおいて、各分周期３３ａ，３３ｂ，３３ｃにより生成される発振信号とそれぞれ混合され、ベースバンドに周波数変換される。ここで、各分周器３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、ＲＦフロントエンド部１から供給されるリファレンスクロックを分周することで２ndＩＦのＬ１並びにＬ２ｃ、及び３rdＩＦのＬ５・Ｅ５ａの各中間周波数と同じ周波数の発振信号をそれぞれ生成する。
【００４７】
各ミキサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃによりベースバンドに周波数変換されたＬ１、Ｌ２ｃ、Ｌ５・Ｅ５ａの各測位信号は、それぞれＬＰＦ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによって帯域制限され、信号プロセッサ部４に供給される。なお、第１系統においては、ＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とで測位信号の復調に必要となる帯域幅が異なるため、ＬＰＦ３２ａは、演算処理部５から出力されるＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ識別信号に従って信号の通過帯域を変更する。
【００４８】
信号プロセッサ部４は、第１，第２，第３の各系統ごとに測位演算に用いる測位衛星のチャンネル数に応じた複数の信号プロセッサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを備える。なお、以下の説明において、各信号プロセッサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを特に区別しない場合は、「信号プロセッサ４０」のようにａ，ｂ，ｃの記号を付記しない。また、各信号プロセッサ４０内の各部構成についても同様にする。
【００４９】
各信号プロセッサ４０は、ミキサ４１，４２と、搬送波発生器４３と、コード発生器４４とを備える。搬送波発生器４３は、ＲＦフロントエンド部１から供給されるリファレンスクロックに同期しながら、演算処理部５からの搬送周波数設定信号により設定される周波数で発振する。演算処理部５により設定される周波数は、各信号プロセッサ４０で処理すべき測位信号の搬送周波数に対応する。ダウンコンバータ部３から供給される各測位信号は、ミキサ４１において搬送波発生器４３の出力と混合される。ミキサ４１の出力信号は、ミキサ４２を介して演算処理部５に供給される。演算処理部５は、供給された信号に基づいて搬送周波数を検出し、この周波数に応じた搬送周波数設定信号を搬送波発生器４３へ出力する。つまり、信号プロセッサ４０のミキサ４１及び搬送波発生器４３は、演算処理部５を介してＧＰＳ又はＧａｌｉｌｅｏの各測位信号の搬送波を捕捉・追尾する搬送波追尾ループを構成している。
【００５０】
ミキサ４１の出力信号は、ミキサ４２においてコード発生器４４の出力信号と混合されることで、元の信号波に復調される。コード発生器４４は、ＲＦフロントエンド部１から供給されるリファレンスクロックに同期しながら、演算処理部５からのコード設定信号により設定されるＰＮコードを発生する。ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏでは、測位衛星から測位信号を送信する際、所定のＰＮコードを用いて測位信号にスペクトル拡散変調が施されている。そこで、測位信号の拡散変調に用いられたＰＮコードと同一のＰＮコードをコード発生器４４で生成し、これをミキサ４２においてベースバンドに変換された測位信号と混合することで、当該測位信号のスペクトル逆拡散を行う。信号プロセッサ４０のミキサ４２及びコード発生器４４は、演算処理部５を介してＧＰＳ又はＧａｌｉｌｅｏの各測位信号のＰＮコードを捕捉・追尾する動作を行う遅延ロックループ（ＤＬＬ）を構成している。また、演算処理部５において、コード発生器４４が発生したＰＮコードの位相と測位衛星からのＰＮコードの位相との時間差から、その測位衛星と衛星測位受信装置との擬似距離を算出することができる。
【００５１】
なお、第１系統では、上記のような構成を有する信号プロセッサ４０ａが、ＧＰＳ−Ｌ１専用回路を４個、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号で共用可能な回路を４個、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１専用回路を４個の合計１２個設けられている。このような構成によれば、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号を処理可能な４個の信号プロセッサ４０ａに対して、ＧＰＳ信号用とＧａｌｉｌｅｏ信号用と配分を適宜変更することで、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のそれぞれの測位信号について、捕捉するチャンネル数を４〜８チャンネルの間で変更できる。また、第２系統では、信号プロセッサ４０ｂが、ＧＰＳ−Ｌ２Ｃ専用で８個設けられており、第３系統では、信号プロセッサ４０ｃが、ＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａの両信号で共用可能な回路で８個設けられている。
【００５２】
演算処理部５は、ＣＰＵを中心に構成されており、測位演算に利用する測位衛星の決定、この決定した測位衛星からの測位信号の受信処理に係る信号プロセッサ４０に対する搬送周波数の設定及びＰＮコードの設定、各信号プロセッサ４０からの出力である復号信号の解析による擬似距離や各測位衛星の位置の算出、電階層遅延等の各種誤差の補正、算出した各種データによる現在位置、速度、方位等の算出、ＲＦフロントエンド部１に対する電源制御等といった各種処理を実行する。
【００５３】
なお、本実施形態の衛星測位信号受信装置においては、Ｌ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの３周波の測位信号のうち、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａは、Ｌ１の電離層遅延誤差等を補正する目的で利用される。そこで、演算処理部５は、信号プロセッサ部４でＬ１の信号処理に係る系統（すなわち、第１系統）でＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号で共用可能な信号プロセッサ４０ａ（４回路）に対して、ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏのチャンネルの配分を順次切り替えて、測位演算に最適なチャンネルの組み合わせを探索する処理を行う（「チャンネル選択処理」）。以下、この「チャンネル選択処理」の詳細な内容について説明する。
【００５４】
以上、実施形態の衛星測位信号受信装置の構成について説明したが、本実施形態における各構成と特許請求の範囲に記載した構成との対応は次のとおりである。本実施形態の衛星測位信号受信装置におけるＲＦフロントエンド部１が特許請求の範囲における周波数変換回路に相当する。このうち、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０５及び分周器１０６が発振信号生成手段に相当し、ミキサ１０４が第1混合手段に相当し、分周器１０７が分周手段に相当し、イメージ除去ミキサ１０８が第２混合手段に相当し、分波器１１２が分離手段に相当する。また、アンテナ１０１が受信手段に相当し、信号処理部２における信号プロセッサ部４が復調手段に相当し、演算処理部５が制御手段に相当する。
【００５５】
［チャンネル選択処理の説明］
図３は、信号処理部２の演算処理部５が実行する「チャンネル選択処理」の手順を示すフローチャートである。
【００５６】
演算処理部５は、「チャンネル選択処理」を開始すると、各信号プロセッサ４０ａ（図２参照）に対してＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とをそれぞれ６チャンネルずつ割り当て、各チャンネルで受信した測位信号に基づいて、各チャンネルに対応する測位衛星との擬似距離を算出する（Ｓ１００）。
【００５７】
ここで、下記のＳ１０１〜Ｓ１０５の処理については、第１系統で測位信号を受信した各チャンネルごとに実行するものとする。まず、当該チャンネルで捕捉している信号がＧＰＳ−Ｌ１信号であるか、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１信号であるかを判定する（Ｓ１０１）。ここで、当該チャンネルで捕捉している信号がＧＰＳ−Ｌ１信号であると判定した場合（Ｓ１０１：ＧＰＳ）、当該チャンネルに係るＧＰＳ衛星の型式を確認する（Ｓ１０２）。ＧＰＳ衛星の型式が「Block IIR-M」であると判定した場合（Ｓ１０２：IIR-M）、この形式のＧＰＳ衛星はＬ１の信号と併せてＬ２Ｃの信号を放送しているので、Ｌ２Ｃの信号処理に係る第２系統（図２参照）を介して入力された同一のＧＰＳ衛星からのＬ２Ｃの信号を用いて測位信号の電離層遅延を補正する（Ｓ１０３）。一方、ＧＰＳ衛星の型式が「Block IIF」以降のものであると判定した場合（Ｓ１０２：IIF以降）、この形式のＧＰＳ衛星はＬ１の信号と併せてＬ５の信号を放送しているので、Ｌ５の信号処理に係る第３系統（図２参照）を介して入力された同一のＧＰＳ衛星からのＬ５の信号を用いて測位信号の電離層遅延を補正する（Ｓ１０４）。一方、ＧＰＳ衛星の型式が、「Block IIR」以前のものであると判定した場合（Ｓ１０２：IIR以前）、この形式のＧＰＳ衛星は民生用としてはＬ１の信号のみ放送しているので、電離層遅延の補正を行わずに次のステップへ移行する。
【００５８】
一方、Ｓ１０１で、当該チャンネルで受信している信号がＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１信号であると判定した場合（Ｓ１０１：Ｇａｌｉｌｅｏ）、Ｅ５ａの信号処理に係る第３系統（図２参照）を介して入力された同一のＧａｌｉｌｅｏ衛星からのＥ５ａの信号を用いて測位信号の電離層遅延を補正する（Ｓ１０５）。
【００５９】
つづいて、各チャンネルごとにＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５で電離層遅延の補正をした結果に基づき、再度各測位衛星との擬似距離を算出し、現在のチャンネル設定おける精度劣化指数ＤＯＰ（dilution of precision）を算出する（Ｓ１０６）。ＤＯＰは、測位衛星の配置状況による測位精度の劣化の度合を示す指標（数値が小さいほど測位精度が良い）であり、これにより測位信号の受信状況の良否を判断できる。
【００６０】
Ｓ１０６で擬似距離とＤＯＰとを算出した後、１２のチャンネル全てで測位信号を捕捉できているか否かを判定する（Ｓ１０７）。ここで、捕捉できていないチャンネルがある場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、ＧＰＳ−Ｌ１又はＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の何れかについて６つ以上のチャンネルを捕捉できているか否かを判定する（Ｓ１０８）。ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−１の何れについても６つ以上のチャンネルを捕捉できていない場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、空きチャンネルで測位信号の捕捉を継続しつつ、Ｓ１００の処理へ戻る。
【００６１】
一方、ＧＰＳ−Ｌ１又はＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の何れかについて６つ以上のチャンネルを捕捉できていると判定した場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、それがＧＰＳ−Ｌ１の場合（Ｓ１０９：ＧＰＳ）、空きチャンネルに対してＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する（Ｓ１１０）。一方、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを６つ以上捕捉できている場合（Ｓ１０９：Ｇａｌｉｌｅｏ）、空きチャンネルに対してＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する（Ｓ１１１）。Ｓ１１０又はＳ１１１でそれぞれ捕捉するチャンネルを追加した後、このチャンネル設定で受信した測位信号に基づいて、各チャンネルに対応する測位衛星との擬似距離を算出し（Ｓ１１９）、Ｓ１０１の処理へ戻る。
【００６２】
一方、Ｓ１０７で１２のチャンネル全てで測位信号を捕捉できていると判定した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、前回のルーチンループでＳ１０８を経由している場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）はＳ１１７へ、Ｓ１０８を経由していない場合（Ｓ１１２：ＮＯ）はＳ１１３へ移行する。Ｓ１１３では、後述するＳ１２０において捕捉するチャンネルの組み合わせをＤＯＰが最適となる設定に切り替えた後か否かを判定する。ＤＯＰが最適となる設定に切り替えた後ではないと判定した場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｓ１１４へ移行する。Ｓ１１４では、初めてこのステップを経由する場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、Ｓ１１６へ移行する。
【００６３】
Ｓ１１６では、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号で共用可能な信号プロセッサ４０ａのうち、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが割り当てられている回路の１つに対してＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを新たに割り当て、捕捉するチャンネルとしてＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する。すなわち、ここでは捕捉する１２のチャンネルのうちＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルが１つ増え、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが１つ減る。Ｓ１１６でＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加した後、現在のチャンネル設定で受信した測位信号に基づいて、各チャンネルに対応する測位衛星との擬似距離を算出し（Ｓ１１９）、Ｓ１０１の処理へ戻る。
【００６４】
一方、Ｓ１１４で、２回目以降にこのステップを経由する場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、Ｓ１１５へ移行する。Ｓ１１５では、現在のチャンネル設定においてＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルが８つ未満であり、かつ前回チャンネル設定を変更した際にＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加した否かを判定する。ここで、肯定判定の場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、捕捉するチャンネルとして再びＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する（Ｓ１１６）。否定判定の場合（Ｓ１１５：ＮＯ）、すなわち、現在ＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを８つ（捕捉できる最大チャンネル数）捕捉している場合、又は前回チャンネル設定を変更した際にＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加した場合の少なくとも何れかの場合、現在のチャンネル設定においてＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが８つ未満であるか否かを判定する（Ｓ１１７）。
【００６５】
ここで、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが８つ未満であると判定した場合（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号で共用可能な信号プロセッサ４０ａのうち、ＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルが割り当てられている回路の１つに対してＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを新たに割り当て、捕捉するチャンネルとしてＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する（Ｓ１１８）。すなわち、ここでは捕捉する１２のチャンネルのうち、ＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルが１つ減り、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが１つ増える。Ｓ１１８でＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加した後、現在のチャンネル設定で受信した測位信号に基づいて、各チャンネルに対応する測位衛星との擬似距離を算出し（Ｓ１１９）、Ｓ１０１の処理へ戻る。
【００６６】
上述のような手順でＳ１０１〜Ｓ１１９の処理を順次繰り返すことにより、１２個の信号プロセッサ４０ａに対するＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とのチャンネルの配分について、全て組み合わせに対して擬似距離の算出（Ｓ１００，Ｓ１１９）及びＤＯＰの算出（Ｓ１０６）を行う。そして、Ｓ１１７で現在のチャンネル設定においてＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが８つであると判定した場合（Ｓ１１７：ＮＯ）、現在のチャンネルの組み合わせから、これまでで試行したチャンネルの組み合わせのうちＤＯＰが最小（すなわち、受信状況が最良）であった設定に切り替え（Ｓ１２０）、このチャンネル設定で擬似距離を算出し（Ｓ１１９）、Ｓ１０１の処理へ戻る。以降のルーチンループでは、Ｓ１１３では肯定判定（Ｓ１１３：ＹＥＳ）を行い、現在のチャンネル設定において最も測位精度に対する寄与度が低いチャンネルについて、ＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とで交互にチャンネルを交換しつつ（Ｓ１２１）、上述の処理を繰り返す。なお、測位精度に対する寄与度は、例えば各測位衛星の高度や位置のばらつき等の測位精度に影響する条件に基づいて判断できる。
【００６７】
具体的には、測位精度に対する寄与度の最も低いチャンネルがＧＰＳ衛星のチャンネルであった場合、これをＧａｌｉｌｅｏ衛星のチャンネルへ切り替える。逆に、測位精度に対する寄与度の最も低いチャンネルがＧａｌｉｌｅｏ衛星のチャンネルであった場合、これをＧＰＳ衛星のチャンネルへ切り替える。このように、ＤＯＰが最適となるチャンネル設定に切り替えた後は、上述のような作動を繰り返し行うことで、常に高い測位精度を維持できるようにする。
【００６８】
［効果］
上記実施形態の衛星測位信号受信装置によれば、以下のような効果を奏する。
衛星測位信号受信装置のＲＦフロントエンド部１（図１参照）は、Ｌ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの３周波の高調波（ＲＦ）測位信号から、中間周波数（ＩＦ）の測位信号への周波数変換をイメージ妨害を受けることなく行うことができる。また、ミキサ１０４及びイメージ除去ミキサ１０８における２段階の周波数変換のうち、後段の周波数変換時に、Ｌ１の信号と、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａの信号とを分離し、その後の分波器１１２においてＬ２Ｃの信号とＬ５・Ｅ５ａの信号とを分離することで、初段の周波数変換時に各信号を分離する場合と比較して、分離後の各測位信号に係る信号処理系統を短く構成できる。これにより、周波数変換回路の小型化、低コスト化が実現する。また、回路が簡素な構成であるので電力消費の低減につながり、省電力化にも寄与する。
【００６９】
イメージ除去ミキサ１０８で測位信号と混合される第２局部発振信号は、ＶＣＯ１０５で発振し、分周器１０６で分周した第１局部発振信号を更に分周したものを用いることで、各段の周波数変換に対してＶＣＯを複数用いることなく１つのＶＣＯで賄うことができる。これにより、ＲＦフロントエンド部１の小型化、低コスト化、省電力化が実現する。
【００７０】
また、受信対象として選択された測位信号に係る信号処理系統のみに電源を供給し、受信対象として選択されていない測位信号に係る信号処理系統に対する電力の供給をオフにすることで、ＲＦフロントエンド部１における電力消費が低減され、省電力化が実現する。
【００７１】
図２に示す信号処理部２においては、信号プロセッサ４０を、第１系統（Ｌ１）で１２チャンネル、第２系統（Ｌ２Ｃ）で８チャンネル、第３系統（Ｌ５・Ｅ５ａ）で８チャンネルの合計２８チャンネルを備えており、十分な測位精度を得られる数の測位衛星を捕捉することができる。
【００７２】
このうち、第１系統においては、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１に対してそれぞれに専用の信号プロセッサ４０ａと、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１で共用可能な信号プロセッサ４０ａとを備えている。そして、測位信号の受信状況に応じてＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とでチャンネルの配分を適宜変更し、測位精度が高くなるようなチャンネル設定で測位信号を受信することで、良好な測位精度を保つことができる。
【００７３】
また、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１で共用可能な信号プロセッサ４０ａを用いることで、それぞれの衛星測位システム専用の信号プロセッサを各衛星測位システムによる測位演算に用いる最大個数を揃える場合と比較して、より少数の回路で各衛星測位システムによる測位演算に用いる最大個数を満たすことができる。これにより、衛星測位信号受信装置を小型化、低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態の衛星測位信号受信装置の一部であるＲＦフロントエンド部１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態の衛星測位信号受信装置の一部である信号処理部２の概略構成を示すブロック図である。
【図３】信号処理部２の演算処理部５が実行する「チャンネル選択処理」の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１…ＲＦフロントエンド部、１０１…アンテナ、１０２…低雑音増幅器（ＬＮＡ）、１０３…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１０４…ミキサ、１０５…電圧制御発振器（ＶＣＯ）、１０６，１０７…分周器、１０８…イメージ除去ミキサ、１０９，１１６…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１１２…分波器、１１３…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１１０，１１４，１１７…ＡＧＣアンプ、１１１，１１５，１１８…Ａ／Ｄコンバータ，１１９…基準発振器、１２０…電源制御器
２…信号処理部
３…ダウンコンバータ部、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…ミキサ、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…分周器
４…信号プロセッサ部、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…信号プロセッサ、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…ミキサ、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…搬送波発生器、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ…コード発生器
５…演算処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システムに用いられる測位衛星から測位信号を受信するための受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体の現在位置や速度を求める測位システムとして、従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）が実用化され、航空、船舶の航法用のみならず、カーナビゲーションシステムでも広く使われている。また、ＧＰＳ以外にも、ロシアで開発・運用されているＧＬＯＮＡＳＳ（Global Orbiting Navigation Satellite System）や、欧州連合（ＥＵ）を中心とする国際協力により開発・運用されているＧａｌｉｌｅｏ等の測位システムが知られている。例えば、ＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏとでは、測位衛星から放送する測位信号のスペクトル拡散変調に用いる擬似雑音（ＰＮコード）や搬送周波数等の設定が異なるが、大まかな測位原理、測位演算の手法は同様のものである。したがって、これら複数の測位システムを共用可能な受信装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
複数の測位システムを共用可能な受信装置として、特許文献１に記載のような、ＧＰＳを構成する測位衛星（以下、ＧＰＳ衛星）からの測位信号と、ＧＬＯＮＡＳＳを構成する測位衛星（以下、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星）からの測位信号との２周波の測位信号を受信可能なＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ共用受信装置が案出されている。この受信装置は、ＧＰＳ衛星及びＧＬＯＮＡＳＳ衛星から受信した２周波の測位信号を、初段のイメージ除去ミキサにより各測位信号をＲＦ（高調波）信号からＩＦ（中間周波数）信号へと周波数変換すると共に、各測位信号を分離することで各測位信号の干渉を抑え、ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳの共用を実現している。
【特許文献１】特開平７−１２８４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＧＰＳにおいては、「ＧＰＳ近代化計画」によって、当初からBlock IIRまでの形式のＧＰＳ衛星で民生用に放送されていたＬ１の信号に加え、近年、Block IIR-M、Block IIFといった形式のＧＰＳ衛星の打上げに伴い、新たな民生用信号としてＬ２Ｃ（Block IIR-M以降）の信号及びＬ５（Block IIF以降）の信号の放送が開始されている。これにより、ＧＰＳでは、民生用としてＬ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５の３周波の測位信号を利用できるようになった。
【０００５】
また、Ｇａｌｉｌｅｏにおいては、民生用としてＥ２−Ｌ１−Ｅ１（以下、単にＬ１と表記する）、Ｅ５ａ、Ｅ５ｂ、Ｅ６といった複数の周波数帯の測位信号が当初より利用可能となる予定である。これらの複数の測位信号を利用することができれば、従来以上の性能（受信エリアの拡大、測位精度の向上等）を実現することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の受信装置は、ＧＰＳとＧＬＯＮＡＳＳとの２周波の受信にしか対応しておらず、例えばＧＰＳのＬ１、Ｌ２Ｃ、Ｌ５といった３周波の測位信号を受信することはできない。また、例えば複数周波の測位信号を利用して測位精度劣化の原因である電離層遅延誤差の補正を行うことで高精度の測位を実現しようとする場合、２周波の受信では衛星の稼働状況や配置状況によっては測位信号を同時に受信できないこともあり、補正による高精度の測位を実現できる時間帯が限られてしまうため、不十分である。
【０００７】
これに対し、３周波の測位信号を受信可能にすれば、２周波受信の場合よりも確実に高精度の測位を行うことができる。また、３周波の測位信号を受信することで、例えば高精度な測位結果が得られる搬送波測位を行う場合に、エクストラワイドレーン（ＥＷＬ）法によって、整数不定性（アンビギュイティ）を容易に決定することができるといったメリットもある。
【０００８】
しかし、３周波の測位信号の受信に対応するためには、新たな周波数・帯域幅に対応した処理系を必要とすることになる。具体的には、例えば測位信号を周波数変換するミキサ部、周波数変換に利用する局部発振器、基準発振器、中間波を増幅するアンプ部といった信号処理系が受信する測位信号の数だけ必要となり、受信装置の規模が大きくなるという問題点がある。また、受信装置の規模が大きくなれば、消費電力の増加や製造コストの高騰といった問題も発生する。
【０００９】
また、例えば特許文献１に記載の受信装置では、初段のイメージ除去ミキサで２つの測位信号を分離するため、それ以降は２系統の処理系が必要となり、このような構成を３周波受信に適用した場合、受信装置の十分な小型化は行えない。
【００１０】
本発明はこのような問題を解決するためになされており、小規模な装置構成でありながら３周波の測位信号を利用可能で、さらに省電力化、低コスト化を実現する受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の周波数変換回路は、衛星測位システムで用いられる人工衛星から受信した搬送周波数がそれぞれ異なる第１測位信号、第２測位信号及び第３測位信号を周波数変換する周波数変換回路であって、発振信号生成手段と、第１混合手段と、分周手段と、第２混合手段と、分離手段とを備える。
【００１２】
発振信号生成手段は、第１測位信号の周波数と、第２測位信号及び第３測位信号の周波数とが互いに影像関係となり、かつ第１混合手段による周波数変換で各測位信号の周波数帯域が重ならないように設定された周波数の第１局部発振信号を生成する。第１混合手段は、発振信号生成手段により生成された第１局部発振信号と第１，第２，第３測位信号とを混合することにより、各測位信号を第１中間周波数（１stＩＦ）に周波数変換する。このとき、第１局部発振信号の周波数を上述のように設定することで、初段の周波数変換において各測位信号同士のイメージ（影像）妨害を除去できる。
【００１３】
分周手段は、発振信号生成手段により生成された第１局部発振信号を１／ｍ（ｍは２以上の整数）に分周することで、１stＩＦの第１測位信号の周波数と、１stＩＦの第２測位信号及び１stＩＦの第３測位信号の周波数とが互いに影像関係となるように設定された周波数の第２局部発振信号を生成する。第２混合手段は、分周手段によって生成された第２局部発振信号と、１stＩＦの第１，第２，第３測位信号とを混合することにより、各測位信号を第２中間周波数（２ndＩＦ）に周波数変換し、２ndＩＦの第１測位信号と、２ndＩＦの第２測位信号及び２ndＩＦの第３測位信号とを互いの干渉を排除しながら、すなわちイメージを除去しながら分離し、それぞれ独立に出力する。分離手段は、第２混合手段から混合されて出力された２ndＩＦの第２測位信号と２ndＩＦの第３測位信号とを分離してそれぞれ独立に出力する。
【００１４】
このように構成された周波数変換回路によれば、３周波の高調波（ＲＦ）測位信号から、中間周波数（ＩＦ）の測位信号への周波数変換をイメージ妨害を受けることなく行うことができる。また、第１，２混合手段における２段階の周波数変換のうち、後段の周波数変換時に、第１測位信号と、第２測位信号及び第３測位信号とを分離し、その後の分離手段において第２測位信号と第３測位信号とを分離することで、初段の周波数変換時に各信号を分離する場合と比較して、分離後の各測位信号に係る信号処理系統を短く構成できる。これにより、周波数変換回路の小型化、低コスト化が実現する。また、回路が簡素な構成であれば電力消費の低減につながり、省電力化にも寄与する。
【００１５】
さらに、第２混合手段による周波数変換で用いる第２局部発振信号は、発振信号生成手段で発振した第１局部発振信号を分周したものを用いることで、各段の周波数変換に対して例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ）のような局部発振器を複数用いることなく１つの局部発振器で賄うことができる。これにより、周波数変換回路の小型化、低コスト化、省電力化が実現する。
【００１６】
つぎに、請求項２に記載の周波数変換回路は、第１，第２，第３測位信号のうち、受信対象として選択されていない測位信号に係る信号処理系統に対する電力の供給をオフにすることを特徴とする。このようにすることで、測位演算に使用しない信号処理系等による電力消費が低減され、省電力化が実現する。具体的には、例えばユーザが操作部に対して行った操作に応じて各測位信号の受信の可否を選択可能な構成してもよいし、受信状態の良否に基づき自動的に各測位信号の受信の可否を選択可能な構成であってもよい。
【００１７】
ところで、３周波の測位信号を受信する場合、例えばＧＰＳのＬ１,Ｌ２Ｃ，Ｌ５といった同一の衛星測位ステムで放送される複数の測位信号を受信したり、ＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏといった複数の衛星測位システムで放送される測位信号を受信したりすることが考えられる。そして、必要に応じて各衛星測位システムの測位衛星を混用しつつ測位演算を行うことで、測位精度を良好に維持することができる。
【００１８】
その際、例えばＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の信号（共に搬送周波数１５７５．４２ＭＨｚ）や、ＧＰＳ−Ｌ５とＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａの信号（共に搬送周波数１１７６．４５ＭＨｚ）のように、異なる衛星測位システムであっても、搬送周波数が同一の測位信号であれば、１つの受信処理系統で同時に測位信号を受信することができる。
【００１９】
そこで、請求項３に記載の衛星測位信号受信装置のように構成するとよい。すなわち、衛星測位システムで用いられる人工衛星から無線電波の形態で送信される測位信号を受信する受信手段と、請求項１又は請求項２に記載の周波数変換回路と、周波数変換回路によって周波数変換された第１，第２，第３測位信号をそれぞれ復調する復調手段と、制御手段とを備える。
【００２０】
このうち、復調手段は、第１、第２、第３の各復調系統を備える。そして、第１，第２，第３復調系統のうち少なくとも何れか１つは、複数の衛星測位システムに対して、各衛星測位システムごとに専用の復調回路と、複数の衛星測位システムで共用可能な復調回路とを、それぞれの衛星測位システム係る測位演算に用いる最大の衛星個数を満たす回路数を確保できるような個数で備え、複数の衛星測位システムに係る同一の搬送周波数の測位信号を復調可能に構成されている。
【００２１】
制御手段は、復調手段による測位信号の復調を行う際、測位信号の受信状態に応じて測位演算に用いる測位衛星を選択し、この選択した測位衛星に対して何れかの復調回路を割り当て、この割り当てた復調回路によって復調された測位信号に基づき測位演算を行う。
【００２２】
ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏについてこの構成を適用する場合、周波数変換回路側において、例えば、第１測位信号としてＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１を同時に受信し、第２測位信号としてＧＰＳ−Ｌ２を受信し、第３測位信号としてＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａを同時に受信するような構成とすることが考えられる。
【００２３】
このような周波数変換回路の構成に対して、第１復調系統でＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１に対してそれぞれに専用の復調回路と、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１で共用可能な復調回路とを備え、これらを受信状態に応じてＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏとで適宜分配して測位演算に使用することで、１つの受信系統においてＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏの測位信号を同時に受信することによるハイブリッド測位が可能になる。また、第２復調系統でＧＰＳ−Ｌ２、第３復調系統でＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａをそれぞれ復調可能に構成することで、第１復調系統からのＧＰＳ−１又はＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ２の各測位信号による測位演算の結果を、第２復調系統又は第３復調系統からの各測位信号によってそれぞれ補正することができる。
【００２４】
また、ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏに係る測位衛星の中から測位信号の受信状態に応じて測位演算に適した測位衛星を選択し、これに適宜復調回路を割り当てることで、測位精度が高くなるような測位衛星の組合せで測位信号を受信して測位演算を行うことが可能になる。これにより、良好な測位精度を保つことができる。
【００２５】
また、上述の例で挙げたＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１で共用可能な復調回路のように、複数の衛星測位システムで共用可能な復調回路を用いることで、それぞれの衛星測位システム専用の復調回路を各衛星測位システムによる測位演算に用いる最大個数を揃える場合と比較して、より少数の復調回路で各衛星測位システムによる測位演算に用いる最大個数を満たすことができる。これにより、衛星測位信号受信装置を小型化、低コスト化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得る。
【００２７】
［衛星側信号受信装置の構成の説明］
図１及び図２は、３周波の測位信号に対応する衛星測位信号受信装置の概略構成を示すブロック図である。この衛星測位信号受信装置は、測位衛星からの測位信号を受信するアンテナ１０１（図１）と、測位衛星から受信した測位信号を周波数変換し、デジタル信号として出力するＲＦフロントエンド部１（図１）と、測位衛星からの搬送波及びＰＮコードの捕捉・追尾を行い、ＲＦフロントエンド部１から供給された測位信号を復調して測位演算を行う信号処理部２（図２）とを備える。
【００２８】
なお、本実施形態では、受信可能な測位信号として、ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏの各衛星測位システムで用いられる以下の３周波５種類の測位信号を採用する。
（１）ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１（共に１５７５．４２ＭＨｚ）
（２）ＧＰＳ−Ｌ２Ｃ（１２２７．６ＭＨｚ）
（３）ＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａ（共に１１７６．４５ＭＨｚ）
上記の（１）〜（３）の各周波の測位信号の搬送周波数は、何れもｆｏ＝１．０２３ＭＨｚ（ｆｏはＧＰＳの基本周波数である１０．０２３ＭＨｚの１／１０）の逓倍で構成されている。すなわち、上記（１）のＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の測位信号（以下、これらを併せて単にＬ１とも表記する）の搬送周波数は１５４０ｆｏ、上記（２）のＧＰＳ−Ｌ２Ｃの測位信号（以下、単にＬ２Ｃとも表記する）の搬送周波数は１２００ｆｏ、上記（３）のＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａの測位信号（以下、これらを併せて単にＬ５・Ｅ５ａとも表記する）の搬送周波数は１１５０ｆｏで表される。
【００２９】
ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏでは、測位衛星から測位信号を送信する際、所定のＰＮコードを用いて測位信号にスペクトル拡散変調が施されている。測位衛星からの測位信号を受信した衛星測位信号受信装置は、受信した測位信号を高調波（ＲＦ）から中間周波数（ＩＦ）へ、そしてベースバンドへと周波数変換する。そして、測位信号を送信している測位衛星からの搬送波及び当該測位衛星でスペクトル拡散変調に用いたＰＮコードを捕捉して、受信した測位信号を復調する。衛星測位信号受信装置は、この復調した測位信号を用いて当該測位衛星までの擬似距離や各測位衛星の位置を算出したり、電階層遅延等の各種誤差を補正し、算出した各種データによる現在位置、速度、方位等の算出を行う。
【００３０】
図１に示すＲＦフロントエンド部１は、本発明の周波数変換回路に相当し、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１０２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０２と、ミキサ１０４と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０５と、分周器１０６，１０７と、イメージ除去ミキサ１０８と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０９，１１６と、分波器１１２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１３と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）アンプ１１０，１１４，１１７と、Ａ／Ｄコンバータ１１１，１１５，１１８と、基準発振器１１９と、電源制御器１２０とを備える。
【００３１】
アンテナ１０１は、Ｌ１、Ｌ２Ｃ、Ｌ５・Ｅ５ａの各測位信号を受信するトリプルバンドアンテナ、若しくはＬ１の周波数帯を１つの極とし、Ｌ２Ｃと、Ｌ５・Ｅ５ａとの両周波数帯の中間の周波数帯にもう１つの極を持ちブロードな特性を有するデュアルバンドアンテナである。このアンテナ１０１により、ＧＰＳ衛星及びＧａｌｉｌｅｏ衛星からの測位信号を受信する。
【００３２】
アンテナ１０１で受信された各測位信号のＲＦ信号は、ＬＮＡ１０２によって低雑音で増幅される。ＬＮＡ１０２によって増幅された各測位信号のＲＦ信号は、ＢＰＦ１０３によって帯域制限される。このＢＰＦ１０３は、例えばＳＡＷフィルタ等で構成されており、その通過帯域は、上記Ｌ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの各周波数帯を通過させるトリプルバンド、若しくはＬ１の周波数帯を通過させるバンドと、Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの両周波数帯を通過させるバンドとによるデュアルバンドで構成されている。
【００３３】
ＢＰＦ１０３により帯域制限された各測位信号のＲＦ信号は、ミキサ１０４においてＶＣＯ１０５からの発振信号（Ｌｏ）を分周器１０６によって分周した第１局部発振信号（１stＬｏ）と混合されることによって、第１中間周波数（１stＩＦ）へと周波数変換される。ここで、１stＬｏの周波数は、Ｌ１の搬送周波数と、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａの搬送周波数とが１stＬｏの側から見て互いに影像関係となり、かつ周波数変換することで各測位信号の周波数帯域が重ならないような周波数に設定されている。すなわち、１stＬｏの周波数は、Ｌ１の搬送周波数と、Ｌ２Ｃ〜Ｌ５・Ｅ５ａの周波数帯域とのほぼ中間の周波数（具体的には、ｆｏの逓倍である１３７６ｆｏ）に設定されている。この１stＬｏは、基準発振器１１９が発振するリファレンスクロック（周波数：６４ｆｏ）との比較周波数が十分に高くなるような周波数にてＶＣＯ１０５から発振されるＬｏ（周波数：２７５２ｆｏ）を、分周器１０６で１／２の周波数に分周することで得られる。
【００３４】
ＲＦのＬ１は、ミキサ１０４において１stＬｏと混合されることで、周波数１６４ｆｏの１stＩＦ（Ｌ１）に周波数変換される。同じく、ＲＦのＬ２Ｃは、周波数１７６ｆｏの１stＩＦ（Ｌ２Ｃ）に周波数変換される。また、ＲＦのＬ５・Ｅ５ａは、周波数２２６ｆｏの１stＩＦ（Ｌ５・Ｅ５ａ）に周波数変換される。
【００３５】
ミキサ１０４によって周波数変換された１stＩＦの各測位信号は、イメージ除去ミキサ１０８において、１stＬｏを分周器１０７によって分周した第２局部発振信号（２ndＬｏ）と混合されることによって、第２中間周波数（２ndＩＦ）へと周波数変換される。ここで、２ndＬｏの周波数は、１stＩＦのＬ１の周波数と、１stＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａの周波数とが２ndＬｏの側から見て互いに影像関係となるような周波数（具体的には、ｆｏの逓倍である１７２ｆｏ）に設定されている。すなわち、２ndＬｏの周波数は、１stＩＦのＬ１の周波数と、１stＩＦのＬ２Ｃ〜１stＩＦのＬ５・Ｅ５ａの周波数帯域とのほぼ中間の周波数に設定されている。この２ndＬｏは、１stＬｏ（周波数：１３７６ｆｏ）を、分周器１０７で１／８の周波数に分周することで得られる。
【００３６】
１stＩＦのＬ１は、イメージ除去ミキサ１０８において２ndＬｏと混合されることで、周波数８ｆｏの２ndＩＦに周波数変換される。同じく、１stＩＦのＬ２Ｃは、周波数４ｆｏの２ndＩＦに周波数変換される。また、１stＩＦのＬ５・Ｅ５ａは、周波数５４ｆｏの２ndＩＦに周波数変換される。
【００３７】
イメージ除去ミキサ１０８は、周波数変換した２ndＩＦのＬ１と、２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａとを互いの干渉を排除しながら、すなわちイメージを除去しながら分離し、それぞれ独立に出力する。つまり、２ndＩＦのＬ１と、２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａとは、この段階で分離される。
【００３８】
イメージ除去ミキサ１０８から単独で出力された２ndＩＦのＬ１は、ＬＰＦ１０９により中心周波数８ｆｏの通過帯域で帯域制限をかけられた後、ＡＧＣアンプ１１０によって次のアナログ／デジタル変換に必要な入力レベルを満足するレベルまで増幅される。ＡＧＣアンプ１１０によって増幅された２ndＩＦのＬ１は、Ａ／Ｄコンバータ１１１によってデジタル信号に変換され、信号処理部２（図２参照）に供給される。
【００３９】
また、イメージ除去ミキサ１０８から出力された２ndＩＦのＬ１に係る信号処理系統を構成する上述のＬＰＦ１０９、ＡＧＣアンプ１１０、Ａ／Ｄコンバータ１１１は、電源制御器１２０からの制御により、系統ごとに一括して電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替え可能に構成されている。これにより、測位衛星からＬ１の信号を受信しない場合に、この系統の電源を断つことでＲＦフロントエンド部１における電力消費量を低減する。
【００４０】
一方、２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａは、イメージ除去ミキサ１０８から混合して出力される。イメージ除去ミキサ１０８から出力された２ndＩＦのＬ２Ｃ及びＬ５／Ｅ５ａは、分波器１１２によってそれぞれ分離される。分離された２ndＩＦのＬ２Ｃは、ＢＰＦ１１３により中心周波数４ｆｏの通過帯域で帯域制限をかけられた後、ＡＧＣアンプ１１４によって次のアナログ／デジタル変換に必要な入力レベルを満足するレベルまで増幅される。ＡＧＣアンプ１１４によって増幅された２ndＩＦのＬ２Ｃは、Ａ／Ｄコンバータ１１５によってデジタル信号に変換され、信号処理部２（図２参照）に供給される。
【００４１】
また、分波器１１２から出力された２ndＩＦのＬ２Ｃに係る信号処理系統を構成する上述のＢＰＦ１１３、ＡＧＣアンプ１１４、Ａ／Ｄコンバータ１１５は、電源制御器１２０からの制御により、系統ごとに一括して電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替え可能に構成されている。これにより、測位衛星からＬ２Ｃの信号を受信しない場合に、この系統の電源を断つことでＲＦフロントエンド部１における電力消費量を低減する。
【００４２】
一方、分波器１１２によって分離された２ndＩＦのＬ５・Ｅ５ａは、ＬＰＦ１１６により中心周波数５４ｆｏの通過帯域で帯域制限をかけられた後、ＡＧＣアンプ１１７によって次のアナログ／デジタル変換に必要な入力レベルを満足するレベルまで増幅される。ＡＧＣアンプ１１７によって増幅された２ndＩＦのＬ５・Ｅ５ａは、Ａ／Ｄコンバータ１１８において、基準発振器１１９から発振される周波数６４ｆｏのリファレンスクロックをサンプリング周波数として、周波数１０ｆｏの第３中間周波数（３rdＩＦ）にダウンコンバートされる。そして、３rdＩＦのＬ５・Ｅ５ａはデジタル信号に変換され、信号処理部２（図２参照）に供給される。
【００４３】
また、分波器１１２から出力された２ndＩＦのＬ５・Ｅ５ａに係る信号処理系統を構成する上述のＬＰＦ１１６、ＡＧＣアンプ１１７、Ａ／Ｄコンバータ１１８は、電源制御器１２０からの制御により、系統ごとに一括して電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替え可能に構成されている。これにより、測位衛星からＬ５・Ｅ５ａの信号を受信しない場合に、この系統の電源を断つことでＲＦフロントエンド部１における電力消費量を低減する。
【００４４】
電源制御器１２０は、信号処理部２（図２参照）の演算処理部５からの電源制御信号に基づき、上述の各系統に対する電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う。例えば、図示しないスイッチ等により、３周波受信と２周波受信との何れかを選択する操作や、Ｌ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの中から何れの信号を受信するかを選択する操作等を受け付け、受信対象として選択された測位信号に係る系統のみに電源を供給するような構成が考えられる。また、演算処理部５において、測位信号の受信状態の良否等から各測位信号の受信の可否を選択し、演算処理部５によって受信対象として選択された測位信号に係る系統のみに電源を供給するような構成であってもよい。
【００４５】
図２に示す信号処理部２は、ダウンコンバータ部３と、信号プロセッサ部４と、演算処理部５とを備える。なお、以下において、説明の便宜のためＬ１の信号に対する信号処理に係る系統を第１系統、Ｌ２Ｃの信号に対する信号処理に係る系統を第２系統、Ｌ５・Ｅ５ａの信号に対する信号処理に係る系統を第３系統と称する。
【００４６】
ダウンコンバータ部３は、上記第１，第２，第３の各系統ごとにミキサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、ＬＰＦ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、分周器３３ａ，３３ｂ，３３ｃを備える。
ＲＦフロントエンド部１から供給されてきたＬ１、Ｌ２ｃ、Ｌ５・Ｅ５ａの各測位信号は、各ミキサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃにおいて、各分周期３３ａ，３３ｂ，３３ｃにより生成される発振信号とそれぞれ混合され、ベースバンドに周波数変換される。ここで、各分周器３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、ＲＦフロントエンド部１から供給されるリファレンスクロックを分周することで２ndＩＦのＬ１並びにＬ２ｃ、及び３rdＩＦのＬ５・Ｅ５ａの各中間周波数と同じ周波数の発振信号をそれぞれ生成する。
【００４７】
各ミキサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃによりベースバンドに周波数変換されたＬ１、Ｌ２ｃ、Ｌ５・Ｅ５ａの各測位信号は、それぞれＬＰＦ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによって帯域制限され、信号プロセッサ部４に供給される。なお、第１系統においては、ＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とで測位信号の復調に必要となる帯域幅が異なるため、ＬＰＦ３２ａは、演算処理部５から出力されるＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ識別信号に従って信号の通過帯域を変更する。
【００４８】
信号プロセッサ部４は、第１，第２，第３の各系統ごとに測位演算に用いる測位衛星のチャンネル数に応じた複数の信号プロセッサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを備える。なお、以下の説明において、各信号プロセッサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを特に区別しない場合は、「信号プロセッサ４０」のようにａ，ｂ，ｃの記号を付記しない。また、各信号プロセッサ４０内の各部構成についても同様にする。
【００４９】
各信号プロセッサ４０は、ミキサ４１，４２と、搬送波発生器４３と、コード発生器４４とを備える。搬送波発生器４３は、ＲＦフロントエンド部１から供給されるリファレンスクロックに同期しながら、演算処理部５からの搬送周波数設定信号により設定される周波数で発振する。演算処理部５により設定される周波数は、各信号プロセッサ４０で処理すべき測位信号の搬送周波数に対応する。ダウンコンバータ部３から供給される各測位信号は、ミキサ４１において搬送波発生器４３の出力と混合される。ミキサ４１の出力信号は、ミキサ４２を介して演算処理部５に供給される。演算処理部５は、供給された信号に基づいて搬送周波数を検出し、この周波数に応じた搬送周波数設定信号を搬送波発生器４３へ出力する。つまり、信号プロセッサ４０のミキサ４１及び搬送波発生器４３は、演算処理部５を介してＧＰＳ又はＧａｌｉｌｅｏの各測位信号の搬送波を捕捉・追尾する搬送波追尾ループを構成している。
【００５０】
ミキサ４１の出力信号は、ミキサ４２においてコード発生器４４の出力信号と混合されることで、元の信号波に復調される。コード発生器４４は、ＲＦフロントエンド部１から供給されるリファレンスクロックに同期しながら、演算処理部５からのコード設定信号により設定されるＰＮコードを発生する。ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏでは、測位衛星から測位信号を送信する際、所定のＰＮコードを用いて測位信号にスペクトル拡散変調が施されている。そこで、測位信号の拡散変調に用いられたＰＮコードと同一のＰＮコードをコード発生器４４で生成し、これをミキサ４２においてベースバンドに変換された測位信号と混合することで、当該測位信号のスペクトル逆拡散を行う。信号プロセッサ４０のミキサ４２及びコード発生器４４は、演算処理部５を介してＧＰＳ又はＧａｌｉｌｅｏの各測位信号のＰＮコードを捕捉・追尾する動作を行う遅延ロックループ（ＤＬＬ）を構成している。また、演算処理部５において、コード発生器４４が発生したＰＮコードの位相と測位衛星からのＰＮコードの位相との時間差から、その測位衛星と衛星測位受信装置との擬似距離を算出することができる。
【００５１】
なお、第１系統では、上記のような構成を有する信号プロセッサ４０ａが、ＧＰＳ−Ｌ１専用回路を４個、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号で共用可能な回路を４個、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１専用回路を４個の合計１２個設けられている。このような構成によれば、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号を処理可能な４個の信号プロセッサ４０ａに対して、ＧＰＳ信号用とＧａｌｉｌｅｏ信号用と配分を適宜変更することで、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のそれぞれの測位信号について、捕捉するチャンネル数を４〜８チャンネルの間で変更できる。また、第２系統では、信号プロセッサ４０ｂが、ＧＰＳ−Ｌ２Ｃ専用で８個設けられており、第３系統では、信号プロセッサ４０ｃが、ＧＰＳ−Ｌ５及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｅ５ａの両信号で共用可能な回路で８個設けられている。
【００５２】
演算処理部５は、ＣＰＵを中心に構成されており、測位演算に利用する測位衛星の決定、この決定した測位衛星からの測位信号の受信処理に係る信号プロセッサ４０に対する搬送周波数の設定及びＰＮコードの設定、各信号プロセッサ４０からの出力である復号信号の解析による擬似距離や各測位衛星の位置の算出、電階層遅延等の各種誤差の補正、算出した各種データによる現在位置、速度、方位等の算出、ＲＦフロントエンド部１に対する電源制御等といった各種処理を実行する。
【００５３】
なお、本実施形態の衛星測位信号受信装置においては、Ｌ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの３周波の測位信号のうち、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａは、Ｌ１の電離層遅延誤差等を補正する目的で利用される。そこで、演算処理部５は、信号プロセッサ部４でＬ１の信号処理に係る系統（すなわち、第１系統）でＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号で共用可能な信号プロセッサ４０ａ（４回路）に対して、ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏのチャンネルの配分を順次切り替えて、測位演算に最適なチャンネルの組み合わせを探索する処理を行う（「チャンネル選択処理」）。以下、この「チャンネル選択処理」の詳細な内容について説明する。
【００５４】
以上、実施形態の衛星測位信号受信装置の構成について説明したが、本実施形態における各構成と特許請求の範囲に記載した構成との対応は次のとおりである。本実施形態の衛星測位信号受信装置におけるＲＦフロントエンド部１が特許請求の範囲における周波数変換回路に相当する。このうち、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０５及び分周器１０６が発振信号生成手段に相当し、ミキサ１０４が第1混合手段に相当し、分周器１０７が分周手段に相当し、イメージ除去ミキサ１０８が第２混合手段に相当し、分波器１１２が分離手段に相当する。また、アンテナ１０１が受信手段に相当し、信号処理部２における信号プロセッサ部４が復調手段に相当し、演算処理部５が制御手段に相当する。
【００５５】
［チャンネル選択処理の説明］
図３は、信号処理部２の演算処理部５が実行する「チャンネル選択処理」の手順を示すフローチャートである。
【００５６】
演算処理部５は、「チャンネル選択処理」を開始すると、各信号プロセッサ４０ａ（図２参照）に対してＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とをそれぞれ６チャンネルずつ割り当て、各チャンネルで受信した測位信号に基づいて、各チャンネルに対応する測位衛星との擬似距離を算出する（Ｓ１００）。
【００５７】
ここで、下記のＳ１０１〜Ｓ１０５の処理については、第１系統で測位信号を受信した各チャンネルごとに実行するものとする。まず、当該チャンネルで捕捉している信号がＧＰＳ−Ｌ１信号であるか、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１信号であるかを判定する（Ｓ１０１）。ここで、当該チャンネルで捕捉している信号がＧＰＳ−Ｌ１信号であると判定した場合（Ｓ１０１：ＧＰＳ）、当該チャンネルに係るＧＰＳ衛星の型式を確認する（Ｓ１０２）。ＧＰＳ衛星の型式が「Block IIR-M」であると判定した場合（Ｓ１０２：IIR-M）、この形式のＧＰＳ衛星はＬ１の信号と併せてＬ２Ｃの信号を放送しているので、Ｌ２Ｃの信号処理に係る第２系統（図２参照）を介して入力された同一のＧＰＳ衛星からのＬ２Ｃの信号を用いて測位信号の電離層遅延を補正する（Ｓ１０３）。一方、ＧＰＳ衛星の型式が「Block IIF」以降のものであると判定した場合（Ｓ１０２：IIF以降）、この形式のＧＰＳ衛星はＬ１の信号と併せてＬ５の信号を放送しているので、Ｌ５の信号処理に係る第３系統（図２参照）を介して入力された同一のＧＰＳ衛星からのＬ５の信号を用いて測位信号の電離層遅延を補正する（Ｓ１０４）。一方、ＧＰＳ衛星の型式が、「Block IIR」以前のものであると判定した場合（Ｓ１０２：IIR以前）、この形式のＧＰＳ衛星は民生用としてはＬ１の信号のみ放送しているので、電離層遅延の補正を行わずに次のステップへ移行する。
【００５８】
一方、Ｓ１０１で、当該チャンネルで受信している信号がＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１信号であると判定した場合（Ｓ１０１：Ｇａｌｉｌｅｏ）、Ｅ５ａの信号処理に係る第３系統（図２参照）を介して入力された同一のＧａｌｉｌｅｏ衛星からのＥ５ａの信号を用いて測位信号の電離層遅延を補正する（Ｓ１０５）。
【００５９】
つづいて、各チャンネルごとにＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０５で電離層遅延の補正をした結果に基づき、再度各測位衛星との擬似距離を算出し、現在のチャンネル設定おける精度劣化指数ＤＯＰ（dilution of precision）を算出する（Ｓ１０６）。ＤＯＰは、測位衛星の配置状況による測位精度の劣化の度合を示す指標（数値が小さいほど測位精度が良い）であり、これにより測位信号の受信状況の良否を判断できる。
【００６０】
Ｓ１０６で擬似距離とＤＯＰとを算出した後、１２のチャンネル全てで測位信号を捕捉できているか否かを判定する（Ｓ１０７）。ここで、捕捉できていないチャンネルがある場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、ＧＰＳ−Ｌ１又はＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の何れかについて６つ以上のチャンネルを捕捉できているか否かを判定する（Ｓ１０８）。ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−１の何れについても６つ以上のチャンネルを捕捉できていない場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、空きチャンネルで測位信号の捕捉を継続しつつ、Ｓ１００の処理へ戻る。
【００６１】
一方、ＧＰＳ−Ｌ１又はＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の何れかについて６つ以上のチャンネルを捕捉できていると判定した場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、それがＧＰＳ−Ｌ１の場合（Ｓ１０９：ＧＰＳ）、空きチャンネルに対してＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する（Ｓ１１０）。一方、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを６つ以上捕捉できている場合（Ｓ１０９：Ｇａｌｉｌｅｏ）、空きチャンネルに対してＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する（Ｓ１１１）。Ｓ１１０又はＳ１１１でそれぞれ捕捉するチャンネルを追加した後、このチャンネル設定で受信した測位信号に基づいて、各チャンネルに対応する測位衛星との擬似距離を算出し（Ｓ１１９）、Ｓ１０１の処理へ戻る。
【００６２】
一方、Ｓ１０７で１２のチャンネル全てで測位信号を捕捉できていると判定した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、前回のルーチンループでＳ１０８を経由している場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）はＳ１１７へ、Ｓ１０８を経由していない場合（Ｓ１１２：ＮＯ）はＳ１１３へ移行する。Ｓ１１３では、後述するＳ１２０において捕捉するチャンネルの組み合わせをＤＯＰが最適となる設定に切り替えた後か否かを判定する。ＤＯＰが最適となる設定に切り替えた後ではないと判定した場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｓ１１４へ移行する。Ｓ１１４では、初めてこのステップを経由する場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、Ｓ１１６へ移行する。
【００６３】
Ｓ１１６では、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号で共用可能な信号プロセッサ４０ａのうち、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが割り当てられている回路の１つに対してＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを新たに割り当て、捕捉するチャンネルとしてＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する。すなわち、ここでは捕捉する１２のチャンネルのうちＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルが１つ増え、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが１つ減る。Ｓ１１６でＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加した後、現在のチャンネル設定で受信した測位信号に基づいて、各チャンネルに対応する測位衛星との擬似距離を算出し（Ｓ１１９）、Ｓ１０１の処理へ戻る。
【００６４】
一方、Ｓ１１４で、２回目以降にこのステップを経由する場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、Ｓ１１５へ移行する。Ｓ１１５では、現在のチャンネル設定においてＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルが８つ未満であり、かつ前回チャンネル設定を変更した際にＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加した否かを判定する。ここで、肯定判定の場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、捕捉するチャンネルとして再びＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する（Ｓ１１６）。否定判定の場合（Ｓ１１５：ＮＯ）、すなわち、現在ＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルを８つ（捕捉できる最大チャンネル数）捕捉している場合、又は前回チャンネル設定を変更した際にＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加した場合の少なくとも何れかの場合、現在のチャンネル設定においてＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが８つ未満であるか否かを判定する（Ｓ１１７）。
【００６５】
ここで、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが８つ未満であると判定した場合（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１の両信号で共用可能な信号プロセッサ４０ａのうち、ＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルが割り当てられている回路の１つに対してＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを新たに割り当て、捕捉するチャンネルとしてＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加する（Ｓ１１８）。すなわち、ここでは捕捉する１２のチャンネルのうち、ＧＰＳ−Ｌ１のチャンネルが１つ減り、Ｇａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが１つ増える。Ｓ１１８でＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルを１つ追加した後、現在のチャンネル設定で受信した測位信号に基づいて、各チャンネルに対応する測位衛星との擬似距離を算出し（Ｓ１１９）、Ｓ１０１の処理へ戻る。
【００６６】
上述のような手順でＳ１０１〜Ｓ１１９の処理を順次繰り返すことにより、１２個の信号プロセッサ４０ａに対するＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とのチャンネルの配分について、全て組み合わせに対して擬似距離の算出（Ｓ１００，Ｓ１１９）及びＤＯＰの算出（Ｓ１０６）を行う。そして、Ｓ１１７で現在のチャンネル設定においてＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１のチャンネルが８つであると判定した場合（Ｓ１１７：ＮＯ）、現在のチャンネルの組み合わせから、これまでで試行したチャンネルの組み合わせのうちＤＯＰが最小（すなわち、受信状況が最良）であった設定に切り替え（Ｓ１２０）、このチャンネル設定で擬似距離を算出し（Ｓ１１９）、Ｓ１０１の処理へ戻る。以降のルーチンループでは、Ｓ１１３では肯定判定（Ｓ１１３：ＹＥＳ）を行い、現在のチャンネル設定において最も測位精度に対する寄与度が低いチャンネルについて、ＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とで交互にチャンネルを交換しつつ（Ｓ１２１）、上述の処理を繰り返す。なお、測位精度に対する寄与度は、例えば各測位衛星の高度や位置のばらつき等の測位精度に影響する条件に基づいて判断できる。
【００６７】
具体的には、測位精度に対する寄与度の最も低いチャンネルがＧＰＳ衛星のチャンネルであった場合、これをＧａｌｉｌｅｏ衛星のチャンネルへ切り替える。逆に、測位精度に対する寄与度の最も低いチャンネルがＧａｌｉｌｅｏ衛星のチャンネルであった場合、これをＧＰＳ衛星のチャンネルへ切り替える。このように、ＤＯＰが最適となるチャンネル設定に切り替えた後は、上述のような作動を繰り返し行うことで、常に高い測位精度を維持できるようにする。
【００６８】
［効果］
上記実施形態の衛星測位信号受信装置によれば、以下のような効果を奏する。
衛星測位信号受信装置のＲＦフロントエンド部１（図１参照）は、Ｌ１，Ｌ２Ｃ，Ｌ５・Ｅ５ａの３周波の高調波（ＲＦ）測位信号から、中間周波数（ＩＦ）の測位信号への周波数変換をイメージ妨害を受けることなく行うことができる。また、ミキサ１０４及びイメージ除去ミキサ１０８における２段階の周波数変換のうち、後段の周波数変換時に、Ｌ１の信号と、Ｌ２Ｃ及びＬ５・Ｅ５ａの信号とを分離し、その後の分波器１１２においてＬ２Ｃの信号とＬ５・Ｅ５ａの信号とを分離することで、初段の周波数変換時に各信号を分離する場合と比較して、分離後の各測位信号に係る信号処理系統を短く構成できる。これにより、周波数変換回路の小型化、低コスト化が実現する。また、回路が簡素な構成であるので電力消費の低減につながり、省電力化にも寄与する。
【００６９】
イメージ除去ミキサ１０８で測位信号と混合される第２局部発振信号は、ＶＣＯ１０５で発振し、分周器１０６で分周した第１局部発振信号を更に分周したものを用いることで、各段の周波数変換に対してＶＣＯを複数用いることなく１つのＶＣＯで賄うことができる。これにより、ＲＦフロントエンド部１の小型化、低コスト化、省電力化が実現する。
【００７０】
また、受信対象として選択された測位信号に係る信号処理系統のみに電源を供給し、受信対象として選択されていない測位信号に係る信号処理系統に対する電力の供給をオフにすることで、ＲＦフロントエンド部１における電力消費が低減され、省電力化が実現する。
【００７１】
図２に示す信号処理部２においては、信号プロセッサ４０を、第１系統（Ｌ１）で１２チャンネル、第２系統（Ｌ２Ｃ）で８チャンネル、第３系統（Ｌ５・Ｅ５ａ）で８チャンネルの合計２８チャンネルを備えており、十分な測位精度を得られる数の測位衛星を捕捉することができる。
【００７２】
このうち、第１系統においては、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１に対してそれぞれに専用の信号プロセッサ４０ａと、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１で共用可能な信号プロセッサ４０ａとを備えている。そして、測位信号の受信状況に応じてＧＰＳ−Ｌ１とＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１とでチャンネルの配分を適宜変更し、測位精度が高くなるようなチャンネル設定で測位信号を受信することで、良好な測位精度を保つことができる。
【００７３】
また、ＧＰＳ−Ｌ１及びＧａｌｉｌｅｏ−Ｌ１で共用可能な信号プロセッサ４０ａを用いることで、それぞれの衛星測位システム専用の信号プロセッサを各衛星測位システムによる測位演算に用いる最大個数を揃える場合と比較して、より少数の回路で各衛星測位システムによる測位演算に用いる最大個数を満たすことができる。これにより、衛星測位信号受信装置を小型化、低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態の衛星測位信号受信装置の一部であるＲＦフロントエンド部１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態の衛星測位信号受信装置の一部である信号処理部２の概略構成を示すブロック図である。
【図３】信号処理部２の演算処理部５が実行する「チャンネル選択処理」の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１…ＲＦフロントエンド部、１０１…アンテナ、１０２…低雑音増幅器（ＬＮＡ）、１０３…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１０４…ミキサ、１０５…電圧制御発振器（ＶＣＯ）、１０６，１０７…分周器、１０８…イメージ除去ミキサ、１０９，１１６…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１１２…分波器、１１３…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１１０，１１４，１１７…ＡＧＣアンプ、１１１，１１５，１１８…Ａ／Ｄコンバータ，１１９…基準発振器、１２０…電源制御器
２…信号処理部
３…ダウンコンバータ部、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…ミキサ、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…分周器
４…信号プロセッサ部、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…信号プロセッサ、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…ミキサ、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…搬送波発生器、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ…コード発生器
５…演算処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星測位システムで用いられる人工衛星から受信した搬送周波数がそれぞれ異なる第１測位信号、第２測位信号及び第３測位信号を周波数変換する周波数変換回路であって、
第１測位信号の周波数と、第２測位信号及び第３測位信号の周波数とが互いに影像関係となり、かつ周波数変換することで各測位信号の周波数帯域が重ならないように設定された周波数の第１局部発振信号を生成する発振信号生成手段と、
前記発振信号生成手段により生成された第１局部発振信号と前記第１，第２，第３測位信号とを混合することにより、前記各測位信号を第１中間周波数（以下、１stＩＦ）に周波数変換する第１混合手段と、
前記発振信号生成手段により生成された第１局部発振信号を１／ｍ（ｍは２以上の整数）に分周することで、前記１stＩＦの第１測位信号の周波数と、前記１stＩＦの第２測位信号及び前記１stＩＦの第３測位信号の周波数とが互いに影像関係となるように設定された周波数の第２局部発振信号を生成する分周手段と、
前記分周手段によって生成された第２局部発振信号と、前記１stＩＦの第１，第２，第３測位信号とを混合することにより、前記各測位信号を第２中間周波数（以下、２ndＩＦ）に周波数変換し、前記２ndＩＦの第１測位信号と、前記２ndＩＦの第２測位信号及び前記２ndＩＦの第３測位信号とを互いの干渉を排除しながら分離し、それぞれ独立に出力する第２混合手段と、
前記第２混合手段から混合されて出力された２ndＩＦの第２測位信号と２ndＩＦの第３測位信号とを分離してそれぞれ独立に出力する分離手段とを備えること
を特徴とする周波数変換回路。
【請求項２】
請求項１に記載の周波数変換回路において、
前記第２混合手段及び前記分離手段によって出力された２ndＩＦの第１，第２，第３測位信号に対して、それぞれ信号処理を行う３つの信号処理系統を有し、
前記第１，第２，第３測位信号のうち、受信対象として選択されていない測位信号に係る前記信号処理系統に対する電力の供給をオフにすること
を特徴とする周波数変換回路。
【請求項３】
衛星測位システムで用いられる人工衛星から無線電波の形態で送信される測位信号を受信する受信手段と、
請求項１又は請求項２に記載の周波数変換回路と、
前記周波数変換回路によって周波数変換された前記第１，第２，第３測位信号をそれぞれ復調する復調手段とを備え、
前記復調手段は、
前記第１測位信号を復調する復調回路を、前記第１測位信号による測位演算に用いる測位衛星の個数に応じた個数備える第１復調系統と、
前記第２測位信号を復調する復調回路を、前記第２測位信号による測位演算に用いる測位衛星の個数に応じた個数備える第２復調系統と、
前記第３測位信号を復調する復調回路を、前記第３測位信号による測位演算に用いる測位衛星の個数に応じた個数備える第３復調系統とを備え、
前記第１，第２，第３復調系統のうち少なくとも何れか１つは、複数の衛星測位システムに対して、各衛星測位システムごとに専用の復調回路と、前記複数の衛星測位システムで共用可能な復調回路とを、それぞれの衛星測位システム係る測位演算に用いる最大の衛星個数を満たす回路数を確保できるような個数で備え、前記複数の衛星測位システムに係る同一の搬送周波数の測位信号を復調可能に構成されており、
さらに、前記復調手段による測位信号の復調を行う際、測位信号の受信状態に応じて測位演算に用いる測位衛星を選択し、この選択した測位衛星に対して何れかの前記復調回路を割り当て、この割り当てた前記復調回路によって復調された測位信号に基づき測位演算を行う制御手段を備えること
を特徴とする衛星測位信号受信装置。
【請求項１】
衛星測位システムで用いられる人工衛星から受信した搬送周波数がそれぞれ異なる第１測位信号、第２測位信号及び第３測位信号を周波数変換する周波数変換回路であって、
第１測位信号の周波数と、第２測位信号及び第３測位信号の周波数とが互いに影像関係となり、かつ周波数変換することで各測位信号の周波数帯域が重ならないように設定された周波数の第１局部発振信号を生成する発振信号生成手段と、
前記発振信号生成手段により生成された第１局部発振信号と前記第１，第２，第３測位信号とを混合することにより、前記各測位信号を第１中間周波数（以下、１stＩＦ）に周波数変換する第１混合手段と、
前記発振信号生成手段により生成された第１局部発振信号を１／ｍ（ｍは２以上の整数）に分周することで、前記１stＩＦの第１測位信号の周波数と、前記１stＩＦの第２測位信号及び前記１stＩＦの第３測位信号の周波数とが互いに影像関係となるように設定された周波数の第２局部発振信号を生成する分周手段と、
前記分周手段によって生成された第２局部発振信号と、前記１stＩＦの第１，第２，第３測位信号とを混合することにより、前記各測位信号を第２中間周波数（以下、２ndＩＦ）に周波数変換し、前記２ndＩＦの第１測位信号と、前記２ndＩＦの第２測位信号及び前記２ndＩＦの第３測位信号とを互いの干渉を排除しながら分離し、それぞれ独立に出力する第２混合手段と、
前記第２混合手段から混合されて出力された２ndＩＦの第２測位信号と２ndＩＦの第３測位信号とを分離してそれぞれ独立に出力する分離手段とを備えること
を特徴とする周波数変換回路。
【請求項２】
請求項１に記載の周波数変換回路において、
前記第２混合手段及び前記分離手段によって出力された２ndＩＦの第１，第２，第３測位信号に対して、それぞれ信号処理を行う３つの信号処理系統を有し、
前記第１，第２，第３測位信号のうち、受信対象として選択されていない測位信号に係る前記信号処理系統に対する電力の供給をオフにすること
を特徴とする周波数変換回路。
【請求項３】
衛星測位システムで用いられる人工衛星から無線電波の形態で送信される測位信号を受信する受信手段と、
請求項１又は請求項２に記載の周波数変換回路と、
前記周波数変換回路によって周波数変換された前記第１，第２，第３測位信号をそれぞれ復調する復調手段とを備え、
前記復調手段は、
前記第１測位信号を復調する復調回路を、前記第１測位信号による測位演算に用いる測位衛星の個数に応じた個数備える第１復調系統と、
前記第２測位信号を復調する復調回路を、前記第２測位信号による測位演算に用いる測位衛星の個数に応じた個数備える第２復調系統と、
前記第３測位信号を復調する復調回路を、前記第３測位信号による測位演算に用いる測位衛星の個数に応じた個数備える第３復調系統とを備え、
前記第１，第２，第３復調系統のうち少なくとも何れか１つは、複数の衛星測位システムに対して、各衛星測位システムごとに専用の復調回路と、前記複数の衛星測位システムで共用可能な復調回路とを、それぞれの衛星測位システム係る測位演算に用いる最大の衛星個数を満たす回路数を確保できるような個数で備え、前記複数の衛星測位システムに係る同一の搬送周波数の測位信号を復調可能に構成されており、
さらに、前記復調手段による測位信号の復調を行う際、測位信号の受信状態に応じて測位演算に用いる測位衛星を選択し、この選択した測位衛星に対して何れかの前記復調回路を割り当て、この割り当てた前記復調回路によって復調された測位信号に基づき測位演算を行う制御手段を備えること
を特徴とする衛星測位信号受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１２８７９１（Ｐ２００８−１２８７９１Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１３３７６（Ｐ２００６−３１３３７６）
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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