汎用高性能ナビゲーションシステム
低地球軌道（ＬＥＯ）衛星を使用し汎用高性能ナビゲーションシステムを提供する。ナビゲーションを遂行する方法は一実施形態において、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号を受信するステップと、ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化するステップと、第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信するステップと、第１及び第２の測距発信源に関連する較正情報を割り出すステップと、ナビゲーション信号と、第１及び第２の測距信号と、較正情報とを用いて位置を計算するステップとを含む。別の実施形態において、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号を提供する方法は、複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供するステップを含み、ここで送信チャネルは１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備え、同方法はさらに、ナビゲーション信号に対応する第１の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）測距オーバーレイを生成するステップと、ナビゲーションチャネルの第１のセットへ第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用するステップと、通信チャネルとナビゲーションチャネルとをＬＥＯ信号にまとめるステップとを含む。方法はまた、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号をブロードキャストするステップを含む。低地球軌道（ＬＥＯ）衛星データアップリンクも提供する。方法は、ＬＥＯ衛星へデータアップリンク信号をブロードキャストするステップを含む。様々な局地的ナビゲーション信号妨害アプローチも提供する。或る操業エリアにわたって変調済みノイズ信号をブロードキャストすることにより、ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供する。妨害バーストは、当該操業エリアの中でナビゲーション信号を概ね遮るように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはナビゲーションに関し、より具体的には衛星に基づくナビゲーション手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
ナビゲーションシステムの性能は、システムから提供されるナビゲーション測定の誤差分布によって判断することができる（精度）。システム性能は、これを使用するべきでないときに適時ユーザに警告を発する能力次第で決まることもある（完全性）。ナビゲーションシステムがコールドスタートから最初の位置決定を達成するまでにかかる時間によってシステム性能を評価することもできる（最初の決定までの時間）。加えてシステム性能は、所定の性能パラメータが所定の限度内に入る僅かな時間または状況次第で決まることもある（有用性）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
残念ながら、既存のナビゲーションシステムから提供されるナビゲーション信号は多くの場合、満足なシステム性能を提供しない。特に、かかるナビゲーション信号の信号出力と帯域幅と幾何学的効力は概して、数ある過酷な運用シナリオのニーズを満たすにあたって不十分である。
【０００４】
既存のナビゲーションアプローチから、例えば全地球測位システム（ＧＰＳ）に基づくそれから、提供される信号出力または形状は多くの場合、建物や都市の谷間を容易く貫くにあたって不十分である。また、かかる信号は悪環境の中で妨害を被りやすく、生命の安全を図る用途での利用を妨げている。他のナビゲーションアプローチは、例えば携帯電話やテレビの信号に基づくそれは通例、垂直方向ナビゲーション情報を欠いている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
要旨
本発明の一実施形態に従い、ナビゲーションを遂行する方法は、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信するステップと、ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化するステップと、第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信するステップと、第１及び第２の測距発信源に関連する較正情報を割り出すステップと、ナビゲーション信号と、第１及び第２の測距信号と、較正情報とを用いて位置を計算するステップとを含む。
【０００６】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション装置は、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号を受信し、第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信するのとに適したアンテナと、ＬＥＯ信号をさらなる処理のためダウンコンバートするのに適した受信プロセッサと、ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化するのに適し、且つナビゲーション信号と、第１及び第２の測距信号と、第１及び第２の測距発信源に関連する較正情報とを用いてナビゲーション装置の位置を計算するのに適したナビゲーションプロセッサとを含む。
【０００７】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション装置は、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信する手段と、ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化する手段と、第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信する手段と、第１
及び第２の測距発信源に関連する較正情報を割り出す手段と、ナビゲーション信号と、第１及び第２の測距信号と、較正情報とを用いて位置を計算する手段とを含む。
【０００８】
本発明の別の実施形態に従い、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号を提供する方法は、複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供するステップを含み、ここで送信チャネルは１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備え、同方法はさらに、ナビゲーション信号に対応する第１の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）測距オーバーレイを生成するステップと、ナビゲーションチャネルの第１のセットへ第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用するステップと、通信チャネルとナビゲーションチャネルとをＬＥＯ信号にまとめるステップと、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号をブロードキャストするステップとを含む。
【０００９】
本発明の別の実施形態に従い、ＬＥＯ衛星は、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号をブロードキャストするのに適したアンテナと、プロセッサとを備え、同プロセッサは、複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供するのに適し、ここで送信チャネルは１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備え、同プロセッサはさらに、ナビゲーション信号に対応する第１のＰＲＮ測距オーバーレイを生成し、ナビゲーションチャネルの第１のセットへ第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用し、通信チャネルとナビゲーションチャネルとをＬＥＯ信号にまとめるのとに適する。
【００１０】
本発明の別の実施形態に従い、ＬＥＯ衛星は、複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供する手段を含み、ここで送信チャネルは１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備え、同ＬＥＯ衛星はさらに、ナビゲーション信号に対応する第１のＰＲＮ測距オーバーレイを生成する手段と、ナビゲーションチャネルの第１のセットへ第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用する手段と、通信チャネルとナビゲーションチャネルとをＬＥＯ信号にまとめる手段と、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号をブロードキャストする手段とを含む。
【００１１】
本発明の別の実施形態に従い、ＬＥＯ衛星に至るデータアップリンクを提供する方法は、ＬＥＯ衛星から受信するＬＥＯ信号と、第１の測距発信源から受信する第１の測距信号と、第２の測距発信源から受信する第２の測距信号とを用いて位置情報を割り出すステップと、ローカルクロック基準とＬＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出すステップと、ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備するステップと、タイミング繰り上げパラメータを用いてデータアップリンク信号をＬＥＯ衛星に同期させるステップと、ＬＥＯ衛星へデータアップリンク信号をブロードキャストするステップとを含む。
【００１２】
本発明の別の実施形態に従い、データアップリンク装置はアンテナを含み、同アンテナは、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号を受信し、第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信し、ＬＥＯ衛星へデータアップリンク信号をブロードキャストするのとに適し、同データアップリンク装置はさらにプロセッサを含み、同プロセッサは、ＬＥＯ信号と、第１のＬＥＯ信号と、第２のＬＥＯ信号とを用いて位置情報を割り出し、ローカルクロック基準とＬＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出し、ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備し、タイミング繰り上げパラメータを用いてデータアップリンク信号をＬＥＯ衛星に同期させるのとに適する。
【００１３】
本発明の別の実施形態に従い、データアップリンク装置は、ＬＥＯ衛星から受信するＬＥＯ信号と、第１の測距発信源から受信する第１の測距信号と、第２の測距発信源から受信する第２の測距信号とを用いて位置情報を割り出す手段と、ローカルクロック基準とＬ
ＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出す手段と、ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備する手段と、タイミング繰り上げパラメータを用いてデータアップリンク信号をＬＥＯ衛星に同期させる手段と、ＬＥＯ衛星へデータアップリンク信号をブロードキャストする手段とを含む。
【００１４】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション信号はＬＥＯ衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行する方法は、複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ発信源を複数の周波数帯へフィルタするステップを含み、ここでナビゲーション信号はＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、チャネルは周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布し、同方法はさらに、チャネルにわたってナビゲーション信号を分散させるためＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスに対応するＰＲＮシーケンスを生成するステップと、複数の変調済みノイズ信号を提供するためＰＲＮシーケンスを使ってフィルタ済みノイズ信号を変調するステップと、ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって変調済みノイズ信号をブロードキャストするステップとを含み、妨害バーストは当該操業エリアの中でナビゲーション信号を概ね遮るように構成される。
【００１５】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション信号はＬＥＯ衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行するように構成された妨害装置は、ノイズ信号を提供するのに適したノイズ発信源と、複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ信号を複数の周波数帯へフィルタするのに適した複数のフィルタとを含み、ここでナビゲーション信号はＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、チャネルは周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布し、同妨害装置さらに、チャネルにわたってナビゲーション信号を分散させるためＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスを提供するのに適したＰＲＮシーケンス生成器と、複数の変調済みノイズ信号を提供するためＰＲＮシーケンスを使ってフィルタ済みノイズ信号を変調するのに適した複数の発振器と、ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって変調済みノイズ信号をブロードキャストするのに適したアンテナとを含み、妨害バーストは当該操業エリアの中でナビゲーション信号を概ね遮るように構成される。
【００１６】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション信号はＬＥＯ衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行するように構成された妨害装置は、複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ発信源を複数の周波数帯へフィルタする手段を含み、ここでナビゲーション信号はＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、チャネルは周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布し、同妨害装置さらに、チャネルにわたってナビゲーション信号を分散させるためＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスに対応するＰＲＮシーケンスを生成する手段と、複数の変調済みノイズ信号を提供するため生成されたＰＲＮシーケンスを使ってフィルタ済みノイズ信号を変調する手段と、ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって変調済みノイズ信号をブロードキャストする手段とを含み、妨害バーストは当該操業エリアの中でナビゲーション信号を概ね遮るように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の範囲は、参照により本節に編入された請求項によって定義される。当業者であれば、以下の１つ以上の実施形態の詳細な説明を検討することにより、本発明の実施形態をより万全に理解し、そのさらなる利点に気づくであろう。これより参照する添付の図面
を先に簡単に説明する。
【００１８】
本発明の実施形態とその利点は、以降の詳しい説明を参照することによってよく理解できる。１つ以上の図面に描かれた類似する要素が類似する参照番号で識別されていることは理解されたい。
【００１９】
詳細な説明
ここで論じる様々な実施形態に従い、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星を使用するナビゲーションシステムを使用し、高完全性ナビゲーションを提供する様々なナビゲーション信号を実装することができる。システムには、ＬＥＯ衛星とその他の非ＬＥＯ送信機（例えば宇宙の及び／または地上の送信機）からの受動測距信号を取り入れることができる。
【００２０】
監視局からなる基準網は、受動測距信号を送信する様々なプラットフォームのクロックバイアスと、信号構造と、送信機位置または軌道暦とを推定できる。この推定情報（較正情報とも呼ばれる）は、ＬＥＯ衛星とのデータリンクやその他のデータリンクを通じて様々なナビゲーション装置へ伝達できる。
【００２１】
ナビゲーション装置は、ブロードキャスト情報と数種類の信号とを組み合わせて高精度ナビゲーションを遂行するように構成できる。ブロードキャストＬＥＯ信号を軍事用、商用、及び民生用ナビゲーション信号と併せて実装すれば、様々なナビゲーション信号の中でユーザを区分し、インフラコストの分担を図ることができる。スペクトル拡散と低傍受・検知確率（ＬＰＩ／Ｄ）が一体化されたデータアップリンクも提供でき、これもここで説明する。
【００２２】
本発明の実施形態を制限するのではなく、専らこれを例証することを目的とする図をこれより参照し、図１は、本発明の一実施形態に従い総合高性能ナビゲーション通信システム（ｉＧＰＳシステムとも呼ばれる）の概観を提示する。システム１００はナビゲーション装置１０２（ユーザ機器、ユーザ装置、及び／またはユーザナビゲーション装置とも呼ばれる）を含み、これはナビゲーションを遂行するため、しかるべきハードウェア及び／またはソフトウェアによって様々な宇宙・地上測距発信源から信号を受信し復号化するよう実装される。かかる信号は、例えばＧＰＳ、ＬＥＯ（例えばイリジウム、グローバルスター）、広域補強システム（ＷＡＡＳ）、欧州静止ナビゲーションオーバレイサービス（ＥＧＮＯＳ）、ガリレオ、準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ）、及び／または移動衛星ベンチャー（ＭＳＶ）衛星からの衛星ブロードキャストを含む。信号はまた、携帯電話搭、テレビ搭、ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、全国車両インフラ統合（ＶＩＩ）ノードをはじめとするしかるべき発信源からの地上ブロードキャストを含む。
【００２３】
図１に示す例で、ナビゲーション装置１０２は従来のナビゲーション衛星から全地球測位システム（ＧＰＳ）信号１０６（例えば保護及び／または非保護ＧＰＳ信号）を受信するよう構成できる。ナビゲーション装置１０２はさらに、様々な低地球軌道（ＬＥＯ）衛星１０８から信号１０４を受信することができる。これに関し、各々のＬＥＯ信号１０４（ｉＧＰＳ信号とも呼ばれる）は、通信信号１０４Ａと、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂと、商用ナビゲーション信号１０４Ｃと、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄとを含む複合信号として構成できる。かかる実装によりＬＥＯ衛星１０８は軍事、商業、及び民間ユーザに同時に対応でき、かかるユーザに操業システム１００のコストを分担させることができる。
【００２４】
ＬＥＯ衛星１０８は一実施例において、ここで説明するとおりシステム１００をサポートする形に改良及び／または再構成された既存の通信システム（例えばイリジウムまたはグローバルスター）の衛星によって実装できる。同じく図１に見られるとおり、ＬＥＯ衛
星１０８は、様々なＬＥＯ衛星１０８間でクロスリンク信号１１０をサポートする形に実装できる。
【００２５】
ナビゲーション装置１０２は、ＧＰＳ信号１０６及び／またはＬＥＯ信号１０４を用いて自身の位置（ひいては対応するユーザの位置）を高い精度で計算できる。計算した位置データ（ならびに必要に応じその他のデータ）は、ここで説明するスペクトル拡散データアップリンクを使ってＬＥＯ衛星１０８へアップリンクできる。
【００２６】
ナビゲーション装置１０２はさらに、他の宇宙・地上測距発信源のブロードキャストを受信し、これをもとにナビゲーションを遂行するように構成でき、実施形態によってはかかる構成が望ましい。加えて、ここで説明する妨害保護を提供するため、例えば微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）として実装された、慣性測定装置（ＩＭＵ）によりナビゲーション装置１０２を構成することもできる。
【００２７】
ナビゲーション装置１０２は特定の用途に応じて所望の構成で実装できる。例えばナビゲーション装置１０２は種々の実施形態において、手持ち型ナビゲーション装置として、車両搭載ナビゲーション装置として、航空機搭載ナビゲーション装置として、またはその他のタイプの装置として、実装できる。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態に従いシステム１００のさらなる概観を提示する。図２はとりわけ、地球をめぐる軌道におけるＬＥＯ衛星１０８とＧＰＳ衛星２０２とを示している。図２はさらに、システム１００のインフラサブシステムの様々な態様を示している。例えばシステム１００は、ＬＥＯ信号１０４やその他の測距信号を受信するよう構成された基準網２０４と、ＧＰＳ地上インフラ２０６と、ＬＥＯ地上インフラ２０８とを含む。システム１００の種々の実施形態においてさらなる宇宙及び／または地上コンポーネントを用意することができるのは理解されよう。
【００２９】
図３は、本発明の一実施形態に従いシステム１００の全体的操業構成を示す。図３には様々なサブシステムが描かれているが、システム１００の全ての実施形態でかかるサブシステムの全てを用意する必要がないことは理解されよう。
【００３０】
図３に見られるとおり、ＬＥＯ衛星１０８はナビゲーション装置１０２と図示された様々な地上サブシステムとに対し急角度動作を呈する。有利なことに、この急角度動作は地上サブシステムがサイクル曖昧性を解決するのに役立つ。加えて、ＬＥＯ信号１０４は従来のナビゲーション信号１０６に比べて高い出力で実装できる。このためＬＥＯ信号１０４は干渉や建物の貫通をも可能にする。
【００３１】
ＬＥＯ信号１０４は様々な地上端末へ至る測距及びデータリンクを含む。図３に見られるとおり、かかる端末は地理的に多様な基準網２０４とナビゲーション装置１０２とを含む（この例では携帯電話ハンドセット、ＭＥＭＳ、及び自動車として図示）。
【００３２】
ＧＰＳ衛星２０２と、ガリレオ衛星３０６と、ＷＡＡＳ衛星３０２と、ＱＺＳＳ／ＭＳＶ ３０４衛星とを含む様々な衛星も描かれており、これらはいずれも種々の実施形態に従い基準網２０４とナビゲーション装置１０２とへ測距及びデータダウンリンクをブロードキャストするように構成できる。
【００３３】
明瞭を図るため、いくつかの測距信号が図３に図示されていないことは理解されよう。例えば一実施形態においては、図示された全ての衛星を、全てのナビゲーション装置１０２と基準網２０４に向けてブロードキャストするよう構成できる。
【００３４】
同じく図３に見られるとおり、複数の測距信号発信源３１０からの様々な測距信号３１８は基準網２０４とナビゲーション装置１０２によって監視できる。基準網２０４は、各測距信号発信源３１０の特性をつかみ、各測距信号発信源に関連する較正情報を提供するように構成できる。かかる情報は、しかるべきデータアップリンク３２０を介してＬＥＯ衛星１０８へ引き渡すことができ、ＬＥＯ衛星１０８によってＬＥＯ信号１０４の１つ以上の軍事用、商用、またはナビゲーション信号１０４Ｂ／１０４Ｃ／１０４Ｄに符号化でき、さらにＬＥＯ信号１０４の一部としてナビゲーション装置１０２へブロードキャストできる。ナビゲーション装置１０２はこの較正情報をもとに測距信号３１８を解釈し、ＬＥＯ信号１０４を用いた距離測定と併せてナビゲーションを遂行する。
【００３５】
通常、様々な送信機はタイミングとデータ（すなわち測距データ）を提供できる。この場合、汎用測距発信源の測距信号は基準網２０４とナビゲーション装置１０２によって受信できる。基準網２０４は測距信号に関連する較正情報を割り出し、ＬＥＯ衛星１０８とのデータアップリンクを通じて、及び／またはナビゲーション装置に至る地上リンクを通じて、かかる較正情報をナビゲーション装置１０２へ電送する。
【００３６】
例えば図３は、ＷｉＦｉノードとして実装された測距信号発信源３１０のいずれかひとつによって受信されるＧＰＳ信号を示している。ＷｉＦｉ信号の所定の属性のタイミング（光の速度を掛けた場合にレンジに相当）を測定する能力が実装されたＧＰＳ受信機なら、受信したＷｉＦｉ信号とＧＰＳ信号とを同時に測定できる。これらの量の差を計算し、時間タグを付し、基準網２０４へ転送することにより、ＷｉＦｉノードの較正情報を提供することができる。ＧＰＳ信号１０６とその他の測距信号３１８の受信に応じて基準網２０４でさらなる較正情報を割り出すこともできる。いずれの場合でも、基準網２０４はＷｉＦｉノードのリアルタイム較正情報をアップリンク３２０とＬＥＯ信号１０４にのせて（例えば宇宙ベースのリンクにのせて）ＬＥＯ衛星１０４を通じてナビゲーション装置１０２へ電送できる。較正情報は地上リンクを通じてナビゲーション装置１０２へ提供することもできる。もしも種々の地上ノードの間にネットワーク３１６（例えばインターネット）が存在するなら、測距信号発信源３１０は必ずしも基準網２０４の全ノードの視野内になくてもよく、有利である。
【００３７】
ＬＥＯ衛星１０８は上述したとおり、システム１００のナビゲーション機能をサポートするようここで説明するとおりに改良及び／または再構成された通信衛星（例えば、イリジウム衛星またはグローバルスター衛星）として実装できる。下の表１及び２には、種々の実施形態に従いＬＥＯ衛星１０８として使用できるイリジウム通信衛星とグローバルスター通信衛星の様々な属性が記されている。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
イリジウム通信衛星を使ってＬＥＯ衛星１０８を実装する一実施例においては、ナビゲーション信号の処理を円滑化するため、イリジウム通信衛星のフライトコンピュータのプログラムを適当なソフトウェアを用いて作り直すことができる。グローバルスター通信衛星を使ってＬＥＯ衛星１０８を実装する別の実施例では、衛星ベントパイプアーキテクチャにより新しい種々信号形式に対応する形に地上機器を改良することができる。
【００４１】
通信衛星を使ってＬＥＯ衛星１０８を実装する実施形態では、通信信号とナビゲーション信号をサポートする形に通信衛星を構成できる。この場合は、マルチパス拒否、測距精度、相互相関、対妨害・干渉耐性のほかに、選択的アクセス、スプーフィング防止、低傍受確率をはじめとするセキュリティ等、様々な要因を考慮に入れてナビゲーション信号を実装できる。
【００４２】
図４は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４を実装する一アプローチを示す。特に図４のブロック４１０、４２０、及び４３０は、通信信号とナビゲーション信号をサポートするため、既存イリジウム通信衛星を使って実装されたＬＥＯ衛星１０８によって送受される信号の構造を示している。ブロック４１０、４２０、及び４３０で横軸は周波数を表し、時間はページの内外に図示され、縦軸はパワースペクトル密度を表す。
【００４３】
ＬＥＯ衛星１０８は一実施形態において、複数の送信スロット４０２と複数の受信スロット４０４として実装される複数のチャネルをサポートするように構成でき、これらのスロットは時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式で９０ｍｓのフレーム幅にわたって構成さ
れ、さらに周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）方式で１０ＭＨｚの周波数帯域幅にわたって構成される。これに関し、各々のチャネルが、特定の周波数帯の中で提供されるフレームの特定の送信スロットまたは受信スロットに対応することは理解されよう。例えば一実施形態においては、２４０の周波数帯で１フレーム当たり４タイムスロットとし、約９６０チャネルの送信をサポートする形にＬＥＯ衛星１０８を実装できる（例えば、２４０周波数帯×４タイムスロット＝９６０チャネル）。
【００４４】
ブロック４１０に見られるとおり、送信スロット４０２と受信スロット４０４のいくつかは既存の通信（例えば図４に図示された通話４４０）に関連する。使用される送信スロット４０２は、ＬＥＯ衛星１０８によって送信されるＬＥＯ信号１０４の通信信号１０４Ａで提供されるデータに対応する。
【００４５】
ブロック４１０に図示された実施形態で、複数の送信スロット４０２が使われずに残っていることは理解されよう。本発明の種々の実施形態に従い、未使用送信スロット４０２の未使用通信キャパシティは、ここで説明するとおり、ナビゲーション信号をサポートするため利用できる。
【００４６】
ブロック４２０に見られるとおり、残りの未使用送信スロット４０２の各々には擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）の測距オーバーレイ４２２を導入できる。測距オーバーレイ４２２は低平均出力でチャネル単位で実行できるが、ひとまとまりの測距オーバーレイ４２２は妨害を克服する高い出力を呈する。対照的に、ブロック４３０にはＬＥＯ衛星１０８によって提供される最大出力スポットビームを使って実装された測距オーバーレイ４２２が見られる。
【００４７】
測距オーバーレイ４２２は一実施形態において、周波数ホッピングとダイレクトシーケンスＰＲＮを組み合わせて実装できる。周波数ホッピング成分については、各バーストにつき擬似ランダム方式で周波数のサブセットを選択できる。各バーストの中ではデータビットも擬似ランダム方式で選択する。
【００４８】
一実施形態においては、送信スロット４０２で測距オーバーレイ４２２より通話４４０が優先し、測距オーバーレイ４２２は時折起こるバーストの欠如または破損の影響をほとんど受けない。別の実施形態においては、送信スロット４０２で通話４４０より測距オーバーレイ４２２が優先し、通話４４０も同様に、時折起こるバーストの欠如または破損の影響をほとんど受けない。
【００４９】
測距オーバーレイ４２２は一実施形態において、周波数帯規制のもとで可能な限り広い帯域幅で実装できる。この場合は使用可能な全チャネルを使用でき、様々な周波数分割、時分割、及び符号分割多重（ＣＤＭＡ）手法を用いてダウンリンク信号を作ることができ、このダウンリンク信号は、ユーザが符号を知らない限りフラットなホワイトノイズのように見える傾向がある。このフラットさから、精度と対妨害耐性とマルチパス拒否にとって好適な信号が提供される。相互相関はしかるべき暗号アルゴリズムを用いて最小限に抑えることができ、ナビゲーション装置１０２における高速デジタル信号処理がこれを可能にする。
【００５０】
ＬＥＯ信号１０４は一実施形態において、次式に示すとおり時間ｔに対し複合信号ｓ（ｔ）として実装できる。
【００５１】
【数１】
【００５２】
上の式で、Ａは信号振幅であり、ｎはシンボルインデックスであり、ｐは±１で与えられるダイレクトシーケンス擬似ランダムノイズ値であり、ｈはシンボルインパルス応答であり、ｍはチャネル周波数インデックスであり、ｆ０はスペクトル拡散ブロードキャストスパンであり、Ｎはスペクトル拡散ブロードキャストスパンを形成するチャネル周波数の数である。
【００５３】
グローバルスター衛星でＬＥＯ衛星１０８を実装する別の実施形態では、電話トラフィックに直交する１．２５ＭＨｚチャネルの各々に低出力ダイレクトシーケンス符号を用意できる。
【００５４】
図５は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４を観察するためナビゲーション装置１０２によって実装される自己相関関数を示す。図５で、τは自己相関引数であり、Ｒは基礎４０％ルート累乗余弦シンボルインパルス応答の自己相関関数であり、ＮはＬＥＯ衛星１０８の周波数帯割り当てで許容されるチャネル数であり（例えば一実施形態において最大２４０）、ｆ０は許容周波数スパンであり（チャネル間隔によりＮに関係し、一実施形態においてはｆ０＝［４１．６６７ｋＨｚ］Ｎ）、φｍは各チャネルの衛星位相バイアスである。
【００５５】
加えて図５は、自己相関関数５０２のグラフ５０４及び５１０を異なる縮尺で提示する。グラフ５０４には、２５ｋｓｐｓダイレクトシーケンスデータの有効相関長によって形成される自己相関関数５０２の包絡線５０６が見られる。この実施形態では、４１．６６７ｋＨｚで相隔てられたブロードバンドチャネルの集まりによって自己相関が形成される。例えば１０ＭＨｚ幅のブロードキャストなら、有効ダイレクトシーケンスチップ長はＹコードのそれに、すなわち３０ｍに、なる。グラフ５１０では比較のため、ＧＰＳ粗／捕捉（Ｃ／Ａ）コード例５１２とＧＰＳ軍事用（Ｍ）コード例５１４が重ね合わせてある。グラフ５１０に見られるとおり、自己相関関数５０２のサイドローブはＧＰＳ Ｍコード５１４のそれと同じくらい容易く処理できる。この場合、自己相関関数５０２のサイドローブは大幅に減衰するかはっきりと識別できるかのいずれかである。
【００５６】
既に述べたとおり、ＬＥＯ信号１０４には、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂ、商用ナビゲーション信号１０４Ｃ、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄ等、様々なナビゲーション信号を盛り込むことができる。そこでナビゲーション装置１０２は、ナビゲーションの遂行にあたってこれらの信号の１つ以上を復号化するように構成できる。
【００５７】
例えば図６は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４の軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂを復号化するプロセスを示す。ＬＥＯ信号１０４の受信に応じてナビゲーション装置１０２が図６のプロセスを遂行できることは理解されよう。
【００５８】
種々の用途においては、妨害を克服するため軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂを高出力信号として実装するのが望ましい。そこでＬＥＯ信号１０４は図６のステップ１に見られるとおり、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂを搬送するよう構成されたいくつかの並列チャネル６０２（図６では１２個のチャネルを図示）を含む。一実施形態においては、ＬＥＯ衛星１０８からの各ブロードキャストバーストに対しアクティブにするチャネル６０２を判定するため擬似ランダムプロセスを使用できる。同じく図６のステップに見られるとおり、ページの中での時間の進行にともないチャネル６０２上の各並列バーストにつ
き一連の直角位相シフトキー（ＱＰＳＫ）シンボル６０４が描かれている。ＱＰＳＫシンボル６０４はＰＲＮダイレクトシーケンス符号化によって変調され、ＬＥＯ信号１０４における周波数に基づきバイアスと回転を呈する。
【００５９】
図６のステップ２では、各バーストをベースバンドまで回転させ、チャネル間バイアスを取り除き、ＰＲＮダイレクトシーケンスパターンを除去することによってＰＲＮ符号化の逆拡散を行い、変更されたＱＰＳＫシンボル６０６に見られるとおり、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂに関連するデータを搬送する１組のバーストを提供する。
【００６０】
図６のステップ３ではＭ個の直交マクロシンボル６０８に従って低ビットレートデータを復調する。ＱＰＳＫ変調からクオーターサイクル曖昧性がある場合、組み合わされた曖昧性とマクロシンボルは完璧には直交しない。データを推定したら硬判定アルゴリズムにより推定データを除去し、復調されていないキャリア６１０だけが残る。
【００６１】
図６のステップ４では、バースト全体にわたり、次に各チャネルにわたり、キャリアの平均をとる。その結果、瞬時追跡誤差の同相・直角測定値６１２が提供される。そして、ナビゲーション装置１０２の位相ロックループ（ＰＬＬ）を使って衛星キャリアを追跡する。
【００６２】
図７は、本発明の一実施形態に従い図６のプロセスの遂行に利用できるナビゲーション装置１０２の相関器のブロック図を示す。数値制御発振器７０２が生成するキャリアは、着信ＬＥＯ信号１０４（例えばナビゲーション装置１０２のアンテナを通じて受信）をベースバンド信号７１４までダウンコンバートする。ベースバンド信号７１４は、パンクチュアル符号キャリア追跡を遂行する上位経路７０４へ提供される。ベースバンド信号７１４は、アーリー・マイナス・レート・ディテクションを遂行する下位経路７０６にも提供される。
【００６３】
下位経路７０６では、合成器７０８とＰＲＮ生成器７１０が各チャネルのＬＥＯ信号１０４を複製する。上位経路７０４では、各チャネルにつき符号と位相回転を別々に除去するため、複製された信号７１２がベースバンド信号７１４に混ぜ合わされる。仮説生成器７１６はマクロシンボル６０８の各々に関連する信号を計算し、クオーターサイクル曖昧性のある場合にはこれも計算する。プロセッサ７１８は最大事後（ＭＡＰ）アルゴリズムを使ってデータ推定を提供し、最も見込みが高いマクロシンボル仮説がどれかを明らかにする。図示されたとおり、データ推定７２０はアーリー・マイナス・レート・ディテクションで使用するため下位経路７０６へ引き渡される。上位経路７０４でパンクチュアル検出を遂行するため、プロセッサ７１８はデータを除去し、出来上がったバーストを加算ブロック７２２へ出力し、加算ブロック７２２が時間の経過にともなう全バーストをとりまとめることにより、同相・直角追跡誤差７２４に到達する。
【００６４】
下位経路７０６では、アーリー・マイナス・レート・ブロック７２６とデータ生成ブロック７２８によって複製信号７１２がさらに変調される（上位経路７０４から受け取ったデータ推定７２０を使用）。図示されたとおり、出来上がった変調済み信号を総計することによって複合アーリー・マイナス・レート複製信号７３０が形成され、これをベースバンド信号７１４と混ぜ合わせ、時間平均化のため加算ブロック７３２へ送信することによりアーリー・マイナス・レート弁別子７３４を提供する。アーリー・マイナス・レート弁別子７３４は、所与のキャリアロックと十分な平均化期間により瞬時追跡誤差の尺度を提供する。
【００６５】
図８は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４の商用ナビゲーション信号１０４Ｃを復号化するプロセスを示す。ＬＥＯ信号１０４の受信に応じてナビゲーション装置１
０２が図８のプロセスを遂行できることは理解されよう。
【００６６】
図示されたとおり、図８のプロセスは図６のプロセスに似ており、図８のステップ１〜４は図６のステップ１〜４に概ね対応する。ただし図８のプロセスで使われているチャネル８０２が図６のチャネル６０２に比べて少ないことは理解されよう（例えば図示された実施形態では２チャネル）。使用するチャネル８０２数が少ないため、ＬＥＯ信号１０４の商用ナビゲーション信号１０４Ｃは軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂより少ない出力と少ない帯域幅で実装できる。
【００６７】
図９は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４の商用ナビゲーション信号１０４Ｃを復号化する代替プロセスを示す。図示されたとおり、図９のプロセスは図８のプロセスに似ており、図９のステップ１〜２は図８のステップ１〜２に概ね対応する。ただし図９のステップ３では、ナビゲーション装置１０２がダウンリンクデータ（例えば較正情報）をＬＥＯ信号１０４とは異なるやり方で（例えば、図３に見られる基準網２０４か１つ以上のノードに至るリンクから）受信できると仮定する。図８のステップ３及び４と同様、図９のステップ４及び５ではさらなる処理を遂行できる。有利なことに、図９のプロセスにステップ３が挿入されることにより屋内環境での感度を上げることができる。この場合のナビゲーション装置１０２は、ダウンリンクデータ及び／またはクオーターサイクル除去を行う必要がなく、基準網２０４の１つ以上の基準局から信頼性の高いダウンリンクデータ表現を受信できるから、ナビゲーション装置１０２に要求される処理は減り、信号処理利得は向上する。
【００６８】
図１０は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４の民生用ナビゲーション信号１０４Ｄを復号化するプロセスを示す。種々の実施形態では一般的に、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄの使用をキャリアのみナビゲーションに集中させることができる。その結果、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄは比較的狭い帯域幅（例えば約１ＭＨｚ）で実装でき、周知できる。このため、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄに使うチャネル１００２は多大なスペクトル拡散がなくとも実装できる。これに関し、図１０のステップ１に描かれたチャネル１００２が図６、８、及び９のステップ１に描かれたチャネル６０２及び８０２に比べて密にグループ化されていることは理解されよう。図１０のステップ１〜４の操作を既に述べた図６のステップ１〜４の操作から理解できることは分かるであろう。
【００６９】
上の論述に鑑み、実施形態によってはＬＥＯ信号１０４の軍事用、商用、及び民生用ナビゲーション信号１０４Ｂ、１０４Ｃ、及び１０４Ｄを以下の表３に記載された以下の属性で実装できることは理解されよう。
【００７０】
【表３】
【００７１】
本発明の別の実施形態においては、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂの軍事使用は許し、それと同時にある特定の操業エリアでは敵対者に対し商用及び／または民生用ナビゲーション信号１０４Ｃ及び１０４Ｄの使用を拒否し、当該操業エリア外での商用及び民生用ナビゲーション信号１０４Ｃ及び１０４Ｄの使用には支障をきたさないようシステム１
００を実装できる。
【００７２】
例えば一実施形態において、当該操業エリアでは失効する暗号鍵を配布し、商用ナビゲーション信号１０４Ｃの復号化にあたってはこの暗号鍵の使用を条件とする。別の実施形態においては、ＬＥＯ衛星１０８による商用ナビゲーション信号１０４Ｃのブロードキャストを当該操業エリアで選択的に遮断する（例えば、ＬＥＯ衛星１０８からの個々のスポットビームを個別にオフにする）。
【００７３】
別の実施形態においては、当該操業エリア内で商用ナビゲーション信号１０４Ｃ及び／または民生用ナビゲーション信号１０４Ｄを局地的に妨害する。これに関し、図１１は、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂと、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄと、ＧＰＳ Ｃ／Ａコード５１２と、ＧＰＳ Ｍコード５１４との比較を示す。
【００７４】
図１１に見られるとおり、ＧＰＳ Ｃ／Ａコード５１２は軍事目的でＣ／Ａコード帯域を妨害することによって妨害できる。同じく図１１に見られるとおり、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄは、パワースペクトル密度と帯域幅の点で軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂの一部とみなすことができる。ＦＤＭＡとＴＤＭＡの両方を使って測距オーバーレイ４２２を実装する場合に、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄが周波数ホッピングバーストの中で図１１のとおりに現れることは分かるであろう。
【００７５】
図１２は、本発明の一実施形態に従い民生用及び商用ナビゲーション信号１０４Ｃ及び１０４Ｄの局地的妨害を遂行するにあたって使用できる妨害装置のブロック図を示す。図１２に見られるとおり、ホワイトノイズ発信源１２０２（例えばブラウン運動を用いて作る）はフィルタ１２０４によって処理され、ＬＥＯ衛星１０８の送信チャネルにほぼ相当する帯域幅を持つノイズ信号１２０６を提供する。
【００７６】
軍事用受信機１２０８と、生成器１２１０と、発振器１２１２／１２１４は、所定の公開民生用ＰＲＮシーケンスによって決まる民生用ナビゲーション信号１０４Ｄの瞬時周波数に対応する多数のチャネル１２１６を提供するよう構成される。ノイズ信号１２０６はチャネル１２１６を用いて変調され、これを図示されたさらなるコンポーネントによってアップコンバートし、ＬＥＯ信号１０４の一部としてＬＥＯ衛星１０８から受信する民生用ナビゲーション信号１０４Ｄの時間と長さと周波数にぴったり合わせて妨害バーストを放出する。実装要求に応じ商用ナビゲーション信号１０４Ｃの妨害にも上記のアプローチを適宜使用できることは理解されよう。
【００７７】
図１３は、本発明の一実施形態に従い図１２の妨害装置の動作を周波数及び時間領域で表現したものである。図１３に見られるとおり、妨害装置１２００によって提供される個々のノイズバーストは、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄに一致する狭い周波数帯１３０４に集中している。有利なことに、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂ成分（暗い長方形１３０６）には実質的に変化はなく、軍事業務のため存分に利用できる。
【００７８】
これより図１４〜１７との関係でＬＥＯ衛星１０８における測距オーバーレイ４２２の生成を説明する。この場合、図１４〜１７との関係で説明する様々なプロセスはＬＥＯ衛星１０８のしかるべきプロセッサによって遂行できる。加えて、通信信号（例えば電話バースト）をＱＰＳＫ形式で変調しブロードキャストするため、しかるべきソフトウェアとハードウェアによりＬＥＯ衛星１０８を実装できる。
【００７９】
図１４は、本発明の一実施形態に従い擬似ランダムノイズを生成するアプローチを示す。図１４に示す実施形態ではカウンタ方式の擬似乱数生成器１４００を使用する。この場合は、カウンタ値１４０２と１２８ビットの暗号トラフィック鍵１４０４との組み合わせ
によって１２８ビットの暗号を提供する。カウンタ値１４０２を暗号１４０６に組み合わせることにより、測距オーバーレイ４２２の様々なＰＲＮ要素を構築できる。一実施形態においては、先進暗号規格（ＡＥＳ）プロセスを用いてカウンタ入力１４０２と暗号を１２８ビットワードとして実装できる。
【００８０】
図１４に見られるとおり、各々のカウンタ値１４０２はタイプフラグ１４１２を含み、このフラグは、チャネル選択（例えばタイプフラグ１４１２が「１」に設定される場合）かダイレクトシーケンスチップ（例えばタイプフラグ１４１２が「０」に設定される場合）のいずれかでカウンタ値１４０２を識別する。タイプフラグ１４１２がチャネル選択に設定されなら、チャネル選択プール１４０８のどのチャネルでデータバーストチップをブロードキャストするかをカウンタ値１４０２のほかのビットで指定する。タイプフラグ１４１２がダイレクトシーケンスに設定されるなら、カウンタ値１４０２のほかのビットはチップブロックインデックス１４１４（例えば、ブロードキャストする特定のダイレクトシーケンスチップ１４１０を指定）とバーストカウント１４１６（例えば、ブロードキャストする特定のダイレクトシーケンスチップ１４１０のフレーム数を指定）とに相当する。
【００８１】
一実施形態においては、暗号１４０６を使って周波数ホッピングを指導する値をチャネル選択乱数プール１４０８から選択できる。別の実施形態において、暗号１４０６を使ってＱＰＳＫデータビットを埋めるダイレクトシーケンスチップ１４１０を選択できる。
【００８２】
図１５は、本発明の一実施形態に従いチャネル選択プール１４０８から均一に分布するモジュロ範囲の整数を構成するプロセスを示す。図１５のプロセスを、図１４との関係で既に説明したチャネル選択プール１４０８と併せて使用できることは理解されよう。
【００８３】
図１６は、本発明の一実施形態に従いチャネル選択プール１４０８をランダム非重複チャネルのリストに変換するプロセスを示す。下の表４に記載された値に従いＭ及びＮ（図１６に図示）に異なるパラメータを選択すれば、図１６のプロセスを軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂと、商用ナビゲーション信号１０４Ｃと、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄとに使用することができる。
【００８４】
【表４】
【００８５】
図１７は、本発明の一実施形態に従い図１６のプロセスによって生成される周波数ホッピングパターンを示す。図１６に見られるとおり、相次ぐ送信バーストのため様々なランダムチャネル選択（送信周波数に対応）が提供される。ＬＥＯ衛星１０８とナビゲーション装置１０２にとって既知の共通の鍵（例えば１２８ビット鍵）を用いて擬似ランダム方式で周波数とチップが生成されることは理解されよう。
【００８６】
図１８〜２１は、本発明の一実施形態に従い実装できるナビゲーション装置１０２の様々な態様を示す。例えば図１８は、本発明の一実施形態に従い信号を受信しダウンコンバージョンのためサンプリングするよう構成されたナビゲーション装置１０２の受信プロセ
ッサ１８００のブロック図を示す。図１８に見られるとおり、ナビゲーション信号はアンテナ１８０２によって受信され、マルチバンドフィルタ１８０４によってフィルタされ（所望の周波数帯を予め選択するため）、増幅器１８０６によって増幅され、サンプル・アンド・ホールド回路１８０８によってサンプリングされ、原始デジタルＲＦサンプル１８１６を提供する。
【００８７】
受信プロセッサ１８００はまた、発振器１８１０と、サンプル・アンド・ホールド回路１８０８の同期をとるために使用する合成器１８１２とを含む。サンプル・アンド・ホールド回路１８０８のサンプルレートは、エイリアス化された事前選択周波数帯で重複を防ぐよう選択できる。
【００８８】
受信プロセッサ１８００はＩＭＵ １８１４をも含み、これは測定時間タグを受信機の共通クロックに同期させる３軸ＭＥＭＳジャイロ及び加速度計として実装され、原始デジタルモーションサンプルを提供するために使用する。単一または多重ステップダウンコンバージョンを促進するためこれ以外の受信機実装を代わりに使用できることは理解されよう。
【００８９】
図１９は、本発明の一実施形態に従い測距処理を遂行するよう構成されたナビゲーション装置１０２のナビゲーションプロセッサ１９００のブロック図を示す。図１９に見られるとおり、ヒルベルト変換ブロック１９０２は原始デジタルＲＦサンプル１９０６を複合サンプル１９０４に変換する。複数の追跡モジュール１９０６が用意されている。各々の追跡モジュール１９０６は複合信号１９０４の中で提供される別々の信号に対応し、衛星測距発信源か地上測距発信源の追跡に使われる。
【００９０】
ナビゲーションプロセッサ１９００は、慣性プロセッサ１９１６と拡張カルマンフィルタ１９１４とによって処理される原始デジタルモーションサンプル１８１８に基づき追跡モジュール１９０６へフィードフォワードコマンド１９０８を提供する。支援情報１９０８は波長の小部分まで追跡モジュール１９０６を駆動する。追跡モジュール１９０６からの原始符号及びキャリア位相測定値１９１０はナビゲーションプリプロセッサ１９１２に読み込まれ、これを拡張カルマンフィルタ１９１４によって処理し、組み合わせることにより位置決定１９１８を提供する。
【００９１】
図２０は、本発明の一実施形態に従いナビゲーションプロセッサ１９００の拡張カルマンフィルタ１９１４で使用する様々な状態変数定義を示す。
【００９２】
図２０の式２００２は、インテグレート・アンド・ダンプ相関器の一モデルである。出力追跡誤差Δｙは、実際の位相とフィルタによって予測される位相との差を時間Ｔに沿って平均化することによって表される。式２００４は、地上と宇宙の慣性、クロック、及び全タイミング及び測距発信源を含む完全ナビゲーションシステムの連続時間更新モデルである。推定量状態ベクトル変数は、累積的な相関器位相、ユーザ一、速度、姿勢、加速度計バイアス、ジャイロバイアス、レンジバイアス、レンジバイアスレート、クロックバイアス、及びクロックバイアスレートである。式２００６は、ジオメトリと大気圏誤差を考慮に入れて基準地点からユーザへの時間伝達フィードフォワードを示すキャリア位相観察モデルである。
【００９３】
図２１は、本発明の一実施形態に従い１追跡モジュール１９０６のブロック図を示す。追跡モジュール１９０６は、これが追跡する特定の測距信号で符号とキャリア位相の両方を事前配置するためフィードフォワードコマンド１９０８を受け取る。第１の処理ステップとして、ダウンコンバータ１９５０は複合サンプル１９０４で提供されるキャリアをベースバンドまで回転させる。次にダウンコンバートされた信号１９５２は分割され、アー
リー・マイナス・レート整合フィルタ１９５４とパンクチュアル整合フィルタ１９５６へ引き渡される。
【００９４】
視野内の各測距信号の信号波形は、ユーザメモリに予め格納されるか、またはＬＥＯ衛星１０８かネットワーク（例えば携帯電話、ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、またはＶＩＩ）ノードとのデータリンクによって更新される。このデータリンク更新によるアーキテクチャの拡張により、事実上どんな送信信号でも使用することができる。このインパルス応答（ＧＰＳ衛星のＰＲＮ符号に類似）は整合フィルタ処理の基礎をなす。携帯電話、ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、ＶＩＩ、テレビ等の地上波信号のインパルス応答は、基準信号の決定的部分を保持することによって調整できる。未知のデータ等、非決定的特性を備える信号部分は基準信号の中で無効にする。整合フィルタ／相関器実装の場合、これらの整合フィルタには基準信号構造インパルス応答が提供される。その結果、フィルタ１９５４及び１９５６は、同相・直角表現のアーリー・マイナス・レート追跡誤差１９５８とパンクチュアル追跡誤差１９６０を提供する。
【００９５】
本発明の種々の実施形態に従い、測距発信源の符号化には様々なデータ構造を使用できる。例えば一実施形態においては以下のコードによって測距信号を表すことができる。
【００９６】
【数２】
【００９７】
上記のコードで、信号基準波形はインパルス応答パラメータとして符号化され、これの時間源はブロードキャストクロックに結合する。ブロードキャスト周波数は測距発信源のキャリア周波数である。ブロードキャスト位置は、宇宙船の場合は精密軌道暦として符号化し、地上測距発信源の場合はデカルト静止座標として符号化する。クロック補正は、協定世界時（ＵＴＣ）（例えば米国海軍天文台（ＵＳＮＯ）により提供）に基づくシステム時間に照らして測距発信源を較正する。
【００９８】
種々の実施形態においては、ＬＥＯ衛星１０８で採用される新たな測距信号符号をほぼリアルタイムで解読するよう該当する地上局を構成する。この場合は解読された符号がかかる地上局からナビゲーション装置１０２へ提供され、ナビゲーション装置１０２はナビゲーションの遂行にあたって、協調的信号であろうがなかろうが、事実上どんな信号でも
使うことができる。
【００９９】
図２２〜２９は、本発明の種々の実施形態に従い様々な環境サービスの中でナビゲーションを遂行する様々なシステム１００使用を示す。例えば図２２は、本発明の一実施形態に従い屋内測位を提供するシステム１００使用を示す。これに関し、図２２のナビゲーション装置１０２を建物やその他の構造物の中に配置できることは理解されよう。
【０１００】
図２２に見られるとおり、ナビゲーション装置１０２（例えば手持ち型ユーザナビゲーション装置）はＬＥＯ衛星１０８から直接的にＬＥＯ信号１０４を受信できるほか、ノード３１０からさらなる測距信号３１８を受信できる。基準網２０４の基準局も測距信号３１８を受信できる。基準網２０４は既に述べたとおり、しかるべきハードウェアまたはソフトウェアによって測距信号発信源３１０に関連する較正情報を割り出すように構成でき、この情報はデータアップリンク３２０でＬＥＯ衛星１０８へ引き渡され、ＬＥＯ衛星１０８によりＬＥＯ信号１０４に符号化され、ＬＥＯ信号１０４の一部としてナビゲーション装置１０２へブロードキャストされる。ナビゲーション装置１０２はこの較正情報をもとに測距信号３１８を解釈し、ＬＥＯ信号１０４を用いた距離測定と併せてナビゲーションを遂行する。
【０１０１】
軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂ（例えば、ＬＥＯ信号１０４の一部としてＬＥＯ衛星１０８により提供）と測距信号３１８（例えば、携帯電話またはテレビ信号発信源等の測距信号発信源３１０により提供）は、建物の建材を貫通して屋内にあるナビゲーション装置１０２に到達できる高出力信号として実装できる。図２２に見られるアプローチでかかる高出力信号を使用すれば、ナビゲーション装置１０２は屋内でナビゲーションを遂行し、コールドスタートから速やかに捕捉できる。
【０１０２】
図２３は、本発明の別の実施形態に従い屋内測位を提供するシステム１００使用を示す。図２３に見られる実装が既に述べた図２２の実装に概ね一致することは理解されよう。ただし図２３に見られる実施形態のナビゲーション装置１０２は、ネットワーク３１６を通じて基準網２０４やノード３１２または３１４と適宜通信できる。
【０１０３】
加えてシステム１００は、ここで図８との関係で説明したオンテザー商用信号を使用するように構成できる。この場合は低出力の商用ナビゲーション信号１０４Ｃを使用でき、商用ナビゲーション信号１０４Ｃの中で符号化されたナビゲーションデータの複製を測距信号３１８にのせて送信することによって処理利得の増大を図ることができる。ナビゲーションデータは図８のプロセスを使って取り除かれるから、追跡ループ帯域幅は大幅に抑えることができる。
【０１０４】
ナビゲーション装置１０２は一実施形態において、各測距発信源ｋにつき擬似距離のベクトルを形成することにより、そしてユーザ位置ｘとユーザバイアスτの初期推測について線形化を行うことにより、最終的な位置決定を求めることができる。
【０１０５】
【数３】
【０１０６】
ユーザ位置推定は最小二乗法を用いて精緻化する。
【０１０７】
【数４】
【０１０８】
別の実施形態においては、高精度・高完全性ナビゲーションを提供する形にシステム１００を実装できる。これに関し、図２４は本発明の一実施形態に従いＧＰＳ信号１０６とデュアルバンドＬＥＯ信号１０４及び１０４’とを用いてナビゲーションを遂行するシステム１００使用を示す。具体的に図２４は、単一周波数Ｌ１ ＧＰＳ信号を２通りのＬＥＯ信号１０４及び１０４’とともに使用し（異なるＬＥＯ衛星１０８及び１０８’からの周波数帯が異なる異なるＬＥＯ信号）高度なナビゲーション性能を提供する様子を示している。図２４に見られる実施形態で、ナビゲーションにあたってはＧＰＳ信号１０６とＬＥＯ信号１０４及び１０４’のキャリアで十分であり、信号からの符号位相を使用する必要はない。ただし別の実施形態においては、観察対象から最大限の情報を導き出すため符号とキャリアの両方を使用する。
【０１０９】
図２４で、基準網２０４の局はＧＰＳ信号１０６とＬＥＯ信号１０４及び１０４’を監視し、連続キャリア位相情報を収集することにより、ＧＰＳ衛星２０２とＬＥＯ衛星１０８の精密軌道判定を遂行する。異なるＬＥＯ信号１０４及び１０４’を使用することによって電離圏の影響は排除でき、電離圏の影響を免れるキャリア位相信号が得られる。ＧＰＳ衛星２０２とＬＥＯ衛星１０４及び１０４’のサイクル曖昧性は（例えば楕円２４０２により図示）、ＬＥＯ衛星１０４及び１０４’の大角度動作を利用することによって推定できる。
【０１１０】
図２４におけるナビゲーション装置１０２（例えばこの実施形態では航空機）の位置は、図２２〜２３との関係で上述したやり方で同様に求めることができる。特に下の表記は、連続型変数ｂとして表された衛星距離バイアスのほかに対流圏天頂遅延ＤＺとエポックｍにおけるユーザ位置ｘを求めるためｋ番目の擬似距離測定値を提供する。
【０１１１】
【数５】
【０１１２】
ここでも最小二乗法を使って位置調整、時間バイアス、及び距離バイアスのベクトルの連立方程式を解く。ＧＰＳ信号１０６を使った測定は単一周波数で対流圏バイアスを被るが、最終的な解は対流圏に左右されない。ＬＥＯ信号１０４及び１０４’を使った測定は対流圏の影響を免れ、（ＧＰＳ衛星２０２の実質的に静止した動きに比べて）、ＬＥＯ衛星１０４及び１０４’は急角度動作を呈するから、クロック及び測距バイアス間のコモンモードを除き、ジオメトリマトリックスは最大階数である。これは、ＧＰＳ衛星２０２のバイアス推定がＬＥＯ信号１０４及び１０４’を使った対流圏影響のない測定に基づきユーザを正確に測位する値をとることを意味する。
【０１１３】
図２５は、本発明の一実施形態に従いＧＰＳ信号１０６と単一ＬＥＯ信号１０４とを用いてナビゲーションを遂行するシステム１００使用を示す。視野内の単一ＬＥＯ衛星１０８の軌道ジオメトリは、位置不確実性楕円２５０２を現地水平に揃える軌道上にＬＥＯ衛星１０８を置く傾向がある。ＬＥＯ信号１０４とＧＰＳ信号１０６のほかに、ナビゲーション装置１０２（例えばこの実施形態では航空機）は第３の信号２５０４（例えばガリレオ衛星３０６やその他の衛星からの信号）をその位置判定に適宜役立てることができる。
【０１１４】
ナビゲーションシステムの完全性は、これを使用するべきでないときに適時ユーザに警告を発する能力によって評価することができる。この場合は、危険なナビゲーションシステム異常が検出されない確率によってナビゲーションシステムの完全性リスクを特徴づけることができる。一実施形態においては、受信機自律完全性監視（ＲＡＩＭ）によって高完全性を提供する形にシステム１００を実装できる。ＲＡＩＭ実装では、測定自己無撞着を監視して様々な障害モードにともなうナビゲーションエラーを検出する形にナビゲーション装置１０２を構成できる。有利なことに、ＬＥＯ衛星１０８の急速動作をかかる測定に役立てることができる。
【０１１５】
ＲＡＩＭでは、最小二乗適合の残差を使ってシステム不具合のカイ二乗仮説検出を行う。この場合は以下の式を使用することができる。
【０１１６】
【数６】
【０１１７】
上記の式で、φは距離測定値に相当し、Ｈは衛星ジオメトリマトリックスに相当し、
【０１１８】
【数７】
【０１１９】
は位置推定に相当する。ナビゲーション装置１０２は位置決定を求めた後に測定残差Ｒを計算するように構成できる。もしもＲが閾値に満たなければ、システム１００は正常に作動していると考えられる。もしもＲが閾値以上なら、ナビゲーション装置１０２は完全性警告を発することができる。
【０１２０】
図２６は、本発明の一実施形態に従い測距誤差が位置解に及ぼす影響を示す。通常、距離測定値には一貫性がある。ただし１つ以上の測定値に問題があって偏ると、誤差によって解は現実からかけ離れたものとなる。測定値の食い違いは実際の位置誤差と大いに相関するから、ＲＡＩＭにより誤差を検出できる。
【０１２１】
図２７は、システムキャリア位相の精度が閉塞と低劣な精度希釈（ＤＯＰ）ジオメトリとをどのように埋め合わせるかを示す。二次元の場合は最小二乗適合によって位置誤差の垂直成分を排除する。有利なことに、一実施形態においてはセンチメールレベルのキャリア位相精度でシステム１００を実装することによって閉塞時に堅牢なナビゲーションを提供することができる。図示されたとおり、図２７のプロセスには予め測量された高度地図を使用することもできる。
【０１２２】
図２８は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ衛星１０８とＧＰＳ衛星２０２から直接受信する信号を使ってナビゲーションを遂行するシステム１００使用を示す。図２９は図８に類似する実装を示すものだが、ＬＥＯ信号１０４とＧＰＳ信号１０６の瞬間的中断によってサービスの継続に支障をきたさないようにするためネットワーク３１６と測距信号３１８が加わっている。
【０１２３】
既に述べたとおり、システム１００は、ナビゲーション装置１０２がナビゲーション信号１０４Ｂ／１０４Ｃ／１０４Ｄを使って行うナビゲーションを促進するため、基準網２０４の基準局からのデータアップリンク３２０をサポートするように構成できる。適切に構成されたナビゲーション装置１０２によってデータアップリンク３２０をサポートすることもできる。この場合は、データアップリンク３２０を使って基準網２０４及び／またはナビゲーション装置１０２からＬＥＯ衛星１０８へ何らかの所望のデータを引き渡すこともでき、これは後ほどＬＥＯ信号１０４の通信信号１０４Ａの一部としてブロードキャストする。
【０１２４】
ＧＰＳ時刻とＵＴＣはシステム１００の精密タイミング機能から入手できるから、一方向アップリンクプロトコルによってダイレクト双方向同期のないデータアップリンク３２０が可能である。データアップリンク３２０の時間と周波数の整相はＬＥＯ衛星１０８に到達させるため事前配置でき、衛星の瞬時キャリア位相とフレーム構造はシンボル単位で正確に一致する。適切なマルチユースプロトコルを使えば、多数のナビゲーション装置１０２でアップリンクチャネルを共用することが可能となる。かかるマルチユースプロトコルは時間、周波数、符号、またはこれらの組み合わせによって実装できる。一実施形態においては、妨害防止特性と低傍受・検出確率（ＬＰＩ／Ｄ）特性を備えるスペクトル拡散アップリンクとしてデータアップリンク３２０を構成できる。別の実施形態においては、多数のシンボルにわたってデータアップリンク３２０の低出力信号を総計することによってノイズから集約されたマクロシンボルを引き出し、ＬＰＩ／Ｄアップリンクを提供する
ことができる。
【０１２５】
図３０は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ衛星１０８へ至るアップリンク３２０のデータバースト３００２の汎用フレーム構造を示す。一実施形態においては、１バースト当たり４１４ビットで約２４０チャネルのアップリンクバーストをサポートする形にデータアップリンク３２０を構成できる。データアップリンク３２０をシンボル単位で正しく整合させるため、一実施形態においてはＬＥＯ衛星１０８のフレーム構造を休止状態に事前配置する（例えば、ＬＥＯ衛星１０８のマスタクロックに対し時間シフトなし、周波数シフトなし）。別の実施形態では、ＬＥＯ衛星１０８へ至るデータアップリンク３２０のため適当な同期信号を生成する形に基準網２０４の基準局を構成する。この同期信号により、バースト内のデータシンボルのフレーム構造はＵＴＣまたはＧＰＳ時間基準に事前整合する。
【０１２６】
図３１は、本発明の一実施形態に従いデータアップリンク３２０の同期をとる地上インフラを示す。特に、図３１の地上インフラに含まれる基準網２０４の基準局は、各データバースト３００２のペイロードフィールド３１０４を整合させるために使用する。一実施形態においては、ペイロード３１０４に割り当てられたバースト部分のときにブロードキャストを行わないよう基準局を構成できる（この時間はナビゲーション装置１０２のため確保される）。各々のナビゲーション装置１０２は一実施形態において、特定の時間と周波数スロットの中で単一シンボルをアップリンクすることを許可される。こうすれば、自身の位置とＵＴＣ／ＧＰＳ時刻を知るナビゲーション装置１０２によって各シンボル（またはＱＰＳＫアップリンクフレーム構造における各直交ビット）に個別に対処できる。ナビゲーション装置１０２は、所定のフィールドの中でビットを割り当てる適当なマルチユースプロトコルに従って実装できる。例えばＣＤＭＡプロトコルなら、多数のナビゲーション装置１０２が同じビットを共用することさえできる。
【０１２７】
データアップリンク３２０は種々の実施形態において低出力信号で実装できる。例えば一実施形態においてはミリワットレベルのブロードキャストを使ってアップリンク３２０を実装し、ＬＥＯ衛星１０８に向けて毎秒数ビットのデータを送信できる。この電力を、例えば１０ＭＨｚ帯域幅にわたって分散させれば、ＬＰＩ／Ｄ用途にとって適度な電力束スペクトル密度が得られる。そのようなアップリンク３２０のスペクトル拡散実装は対妨害保護をも提供する。
【０１２８】
図３２は、本発明の一実施形態に従いデータアップリンク３２０に使用する低レベル信号の一実装を示す。ＬＥＯ衛星１０８は一実施形態において、ＱＰＳＫ変調で各ビットをバックグランドノイズとともに受信するよう構成できる。ＱＰＳＫは２つの直交二相位相偏移キー（ＢＰＳＫ）ストリームから合成できるため、図３２には簡略化されたＢＰＳＫ確率分布（一対のオフセットガウス分布）が示されている。ＬＥＯ衛星１０８の復調器の中にある検出器は通常、ゼロの閾値に基づき「１」または「０」（ここでは−１）決定を行い、ビット誤り率はＳＮＲの関数としてガウス下のエリアを積分することによって計算する。
【０１２９】
一実施形態においては復調器がハードリミッタとして扱われる。ＳＮＲが１を下回る場合、図３２に見られる中央のガウス曲線は典型的である。信号（すなわちデータビット）の存在によって曲線は左右にわずかにずれるが、一般的に出力はノイズであふれる。ただしＬＥＯ衛星１０８は、多数の個別サンプルを平均化することによって信号の出現を検出できる。当業者にとって公知の計算はハードリミッタの損失を約２ｄＢに設定する。ただし２ｄＢの有効アナログ−デジタル変換損失の場合は、たとえＬＥＯ衛星１０８がもとより通信衛星として実装されていたとしても、入力信号は完全に保たれる。上記のアプローチは特定のＬＥＯ衛星１０８実装に限定されない。
【０１３０】
種々の実施形態においては、基準網２０４、ナビゲーション装置１０２、または搭載ＬＥＯ衛星１０８によってデータビットの処理を遂行できる。別の実施形態においては、マルチビットＲＦフロントエンドを備える特注復調器を使用し、アナログベントパイプアーキテクチャで実装されたＬＥＯ衛星１０８で２ｄＢのハードリミッタ損失を解消することができる。
【０１３１】
図３３は、本発明の一実施形態に従いデータアップリンク３２０をサポートするように構成された送信機３３００のブロック図を示す。これに関し、基準網２０４の基準局の一部として、または１つ以上のナビゲーション装置１０２の一部として、送信機３３００を提供できることは理解されよう。例えば送信機３３０は一実施形態において、手持ち型防衛先進ＧＰＳ受信機（ＤＡＧＲ）手持ち型装置、携帯電話ハンドセット、その他のコンパクトで低コストな装置に組み込むことができる。有利なことに、かかるナビゲーション装置１０２は、そのユーザが低レイテンシのテキストまたはステータスメッセージをデータアップリンク３２０にのせて世界のどこからでも送信できるように構成でき、送信されたテキストまたはステータスメッセージはさらに通信信号１０４Ａにのせてブロードキャストできる。
【０１３２】
図３３に見られるとおり、ナビゲーション装置１０２の位置及びクロック（例えばナビゲーション解３３０２により提供）とＬＥＯ衛星１０８の位置及びクロック（例えばナビゲーションプリプロセッサ１９１２により提供）との差を計算することによってアプリオリタイミング繰り上げパラメータτ０を形成し、このパラメータは図示されたタイミング繰り上げ計算ブロック３３０８で使用する。この場合のτ０は、個々のデータビットｄｎｍの送信を繰り上げて適切な時間と整相でＬＥＯ衛星１０８に到達させるためのリードタイムに相当する。
【０１３３】
このタイミング繰り上げパラメータはベースバンドプロセッサにおける信号の合成を左右する。アップリンクするデータは、ユーザの嗜好に従いブロック３３０４で符号化され、暗号化される。データ変調ブロック３３０６は４０％ルート累乗余弦パルスを生成し、これは適当なデータビットと、ＰＲＮダイレクトシーケンス符号と、ＰＲＮ生成ブロック３３１０と合成ブロック３３１２とによって提供されるチャネル周波数オフセットとによって変調される。チャネルはいくらでも同時に並列処理できる。図３３のブロック３３１６乃至３３２４に見られるとおり、信号は総計され、アップコンバートされ（この場合は１００ＭＨｚにより）、実際の形状に変換され、デジタルからアナログへ変換され、ブロードキャストのためＲＦに変換される。
【０１３４】
コンパクトな低出力動作のため、ベースバンド成分はＤＡＧＲまたは携帯電話ハンドセットの修正ベースバンドリアルエステートの中に存在するよう構成できる。ＤＡＧＲまたは携帯電話ハンドセットではＧＰＳ信号用のアンテナ３３２４を使用することもできる。一実施形態においては、データアップリンクブロードキャストハードウェアの消費電力と形状因子をハンドセット用に、またはコンパクト用に、実装できる。例えば一実施形態においては、１０ｄＢｍのＲＦ出力電力を提供し３Ｖで２５ｍＡを引き出すＲＦ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｖｉｃｅｓ社のＲＦ２６３８チップによってかかる送信ハードウェアを実装できる。
【０１３５】
図３４は、本発明の一実施形態に従いデータアップリンク３２０をサポートするように構成されたＬＥＯ衛星１０８の様々なコンポーネント３４００のブロック図を示す。ＬＥＯ衛星１０８は一実施形態において、アンテナ３４０２と受信ブロック３４０４を通じてデータビットインパルスを受信し、内部フレーム構造に決定を、すなわち＋１または−１を、挿入するように構成できる。ＰＲＮ生成ブロック３４０６は、アップリンク上での周
波数ホッピングを、ナビゲーション装置１０２とＬＥＯ衛星１０８にとって既知のパターンで指示する。また、着信ビットにはＰＲＮ生成ブロック３４０８によってダイレクトシーケンスＰＲＮ符号が適用される。様々なマクロシンボル仮説（仮説生成ブロック３４１０により提供）に関連する波形は着信信号と混ぜ合わされ、これをプロセッサ３４１２によって処理することにより（例えば、プロセッサ７１８との関係で既に述べたやり方で処理）、最終的なデータメッセージ３４１４を提供する。ここで説明したＬＥＯ信号１０４と同様、直交符号化はノイズスペクトル密度当たりのビットエネルギー（Ｅｂ／Ｎ０）で優れた性能をデータアップリンク３２０に提供する。
【０１３６】
データアップリンク３２０は、ＰＲＮ符号変調のおかげでビルトイン測距信号をも含む。ナビゲーション装置１０２からＬＥＯ衛星１０８までの距離を推定するため、ＬＥＯ衛星１０８で遅延ロックループ（ＤＬＬ）を提供することもできる。その結果、逆三角測量を遂行し、多数のＬＥＯ衛星１０８を用いてナビゲーション装置１０２の位置を受動的に三角測量することが可能となる。
【０１３７】
有利なことに、システム１００は様々な用途において所望の特徴を提供する形に使用できる。例えば一実施形態においては、高速誘導再キーイングを提供する形にシステム１００を実装できる。システム１００と併せて公開−秘密鍵インフラ手法を使用すれば、暗号化トラフィック鍵を無線で引き渡す前に双方向データリンクを使ってナビゲーション装置１０２の認証を行うことができる。こうすれば、特定のユーザと、受信機と、位置と、再キーイングの時間とに対する管理を万全に保つことができる。
【０１３８】
別の実施形態においては、共同平和維持部隊の状況判断を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合、ナビゲーション装置１０２は近くにいる味方の部隊と位置情報を共有でき、危険区域や敵の所在地情報もリアルタイムで共有できる。
【０１３９】
別の実施形態においては、通信ナビゲーションと監視による航空交通管理を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合にナビゲーション装置１０２を航空機の中で（例えば、航空機のマルチモード受信機（ＭＭＲ）のアンテナ及びＧＰＳカードの代わりに）実装すれば、Ｃａｔ ＩＩＩ着陸、ビルトイン通信リンク、総合自動従属監視、宇宙ベースの総合航空交通管制などが可能となる。
【０１４０】
別の実施形態においては、捜索救助を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合は、軍事目的と民生目的の両方でグローバルＥ９１１機能を提供する形にナビゲーション装置１０２を実装できる。軍事用データアップリンク３２０のＬＰＩ／Ｄ特性を活かせば、敵対的状況下での改造ＤＡＧＲ使用を制限できる。
【０１４１】
別の実施形態においては、配送中の宛先変更を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合は、改造ＤＡＧＲから発行されるコマンドを使って誘導する軍需品の指示や宛先変更をリアルタイムで行うことができる。
【０１４２】
別の実施形態においては、戦闘被害評価を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合は、ヒトやセンサの形で収集される位置情報等の情報をデータアップリンク３２０を通じて速やかに集約することができる。別の実施形態においては気象情報を支援する形にシステム１００を実装でき、この情報は位置と相関させてリアルタイムで集約することができる。
【０１４３】
別の実施形態においては、妨害装置出力の測定値や妨害装置の使用時間または周波数特性をナビゲーション装置１０２からなるネットワークで収集し、妨害装置の正確な位置を三角測量で測量する形にシステム１００を実装できる。
【０１４４】
別の実施形態においては、スポットビーム制御を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合は、妨害対策の目的でスポットビーム出力を統制する管轄範囲をナビゲーション装置１０２に委ねることができる。例えばナビゲーション装置１０２は、妨害に遭った場合にＬＥＯ信号１０４のブロードキャスト出力をリアルタイムで増加させるリクエストを出すように構成できる。かかる実装は軍事または民間ユーザが人命の安全を図るのに役立てることができ、その管轄範囲は政府の方針によって決まる。
【０１４５】
別の実施形態においては、全地球規模の携帯電話テキストメッセージングを支援する形にシステム１００を実装できる。例えば、ナビゲーション装置１０２（例えば、改造ＤＡＧＲまたは携帯電話機ハンドセット）にデータアップリンク３２０能力を用意すれば、世界中のどこからでもテキストメッセージを送受できる。
【０１４６】
上述した実施形態は本発明を例証するものであって、これを制限するものではない。本発明の原理に従い数多くの修正とバリエーションが可能であることを理解されたい。よって、本発明の範囲は専ら添付の請求項によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の一実施形態に従い総合高性能ナビゲーション通信システムの概観を提示する。
【図２】本発明の一実施形態に従い図１のシステムのさらなる概観を提示する。
【図３】本発明の一実施形態に従い図１のシステムの全体的操業構成を示す。
【図４】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号を実装する一アプローチを示す。
【図５】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号に関連する自己相関関数を示す。
【図６】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号の軍事用ナビゲーション成分を復号化するプロセスを示す。
【図７】本発明の一実施形態に従いナビゲーション装置の相関器のブロック図を示す。
【図８】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号の商用ナビゲーション成分を復号化するプロセスを示す。
【図９】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号の商用ナビゲーション成分を復号化する代替プロセスを示す。
【図１０】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号の民生用ナビゲーション成分を復号化するプロセスを示す。
【図１１】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号のナビゲーション成分とＧＰＳ符号との比較を示す。
【図１２】本発明の一実施形態に従いナビゲーション信号の局地的妨害を遂行するにあたって使用できる妨害装置のブロック図を示す。
【図１３】本発明の一実施形態に従い図１２の妨害装置の動作を周波数及び時間領域で表す。
【図１４】本発明の一実施形態に従い擬似ランダムノイズを生成するプロセスを示す。
【図１５】本発明の一実施形態に従いチャネル選択プールから均一に分布するモジュロ範囲の整数を構成するプロセスを示す。
【図１６】本発明の一実施形態に従いチャネル選択プールをランダム非重複チャネルのリストに変換するプロセスを示す。
【図１７】本発明の一実施形態に従い図１６のプロセスによって生成される周波数ホッピングパターンを示す。
【図１８】本発明の一実施形態に従いナビゲーション信号を受信しダウンコンバージョンのためサンプリングするよう構成された受信プロセッサのブロック図を示す。
【図１９】本発明の一実施形態に従い測距処理を遂行するよう構成されたナビゲーションプロセッサのブロック図を示す。
【図２０】本発明の一実施形態に従い図１９のナビゲーションプロセッサで使用する様々な状態変数定義を示す。
【図２１】本発明の一実施形態に従い信号追跡を遂行するよう構成された追跡モジュールのブロック図を示す。
【図２２】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２３】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２４】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２５】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２６】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２７】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２８】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２９】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図３０】本発明の一実施形態に従い低地球軌道衛星アップリンクの汎用フレーム構造を示す。
【図３１】本発明の一実施形態に従い低地球軌道衛星データアップリンクの同期をとる地上インフラを示す。
【図３２】本発明の一実施形態に従い低レベルデータアップリンク信号の一実装を示す。
【図３３】本発明の一実施形態に従い低地球軌道衛星データアップリンクをサポートする送信機のブロック図を示す。
【図３４】本発明の一実施形態に従いデータアップリンクをサポートするように構成された低地球軌道衛星の様々なコンポーネントのブロック図を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはナビゲーションに関し、より具体的には衛星に基づくナビゲーション手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
ナビゲーションシステムの性能は、システムから提供されるナビゲーション測定の誤差分布によって判断することができる（精度）。システム性能は、これを使用するべきでないときに適時ユーザに警告を発する能力次第で決まることもある（完全性）。ナビゲーションシステムがコールドスタートから最初の位置決定を達成するまでにかかる時間によってシステム性能を評価することもできる（最初の決定までの時間）。加えてシステム性能は、所定の性能パラメータが所定の限度内に入る僅かな時間または状況次第で決まることもある（有用性）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
残念ながら、既存のナビゲーションシステムから提供されるナビゲーション信号は多くの場合、満足なシステム性能を提供しない。特に、かかるナビゲーション信号の信号出力と帯域幅と幾何学的効力は概して、数ある過酷な運用シナリオのニーズを満たすにあたって不十分である。
【０００４】
既存のナビゲーションアプローチから、例えば全地球測位システム（ＧＰＳ）に基づくそれから、提供される信号出力または形状は多くの場合、建物や都市の谷間を容易く貫くにあたって不十分である。また、かかる信号は悪環境の中で妨害を被りやすく、生命の安全を図る用途での利用を妨げている。他のナビゲーションアプローチは、例えば携帯電話やテレビの信号に基づくそれは通例、垂直方向ナビゲーション情報を欠いている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
要旨
本発明の一実施形態に従い、ナビゲーションを遂行する方法は、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信するステップと、ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化するステップと、第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信するステップと、第１及び第２の測距発信源に関連する較正情報を割り出すステップと、ナビゲーション信号と、第１及び第２の測距信号と、較正情報とを用いて位置を計算するステップとを含む。
【０００６】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション装置は、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号を受信し、第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信するのとに適したアンテナと、ＬＥＯ信号をさらなる処理のためダウンコンバートするのに適した受信プロセッサと、ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化するのに適し、且つナビゲーション信号と、第１及び第２の測距信号と、第１及び第２の測距発信源に関連する較正情報とを用いてナビゲーション装置の位置を計算するのに適したナビゲーションプロセッサとを含む。
【０００７】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション装置は、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信する手段と、ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化する手段と、第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信する手段と、第１
及び第２の測距発信源に関連する較正情報を割り出す手段と、ナビゲーション信号と、第１及び第２の測距信号と、較正情報とを用いて位置を計算する手段とを含む。
【０００８】
本発明の別の実施形態に従い、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号を提供する方法は、複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供するステップを含み、ここで送信チャネルは１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備え、同方法はさらに、ナビゲーション信号に対応する第１の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）測距オーバーレイを生成するステップと、ナビゲーションチャネルの第１のセットへ第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用するステップと、通信チャネルとナビゲーションチャネルとをＬＥＯ信号にまとめるステップと、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号をブロードキャストするステップとを含む。
【０００９】
本発明の別の実施形態に従い、ＬＥＯ衛星は、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号をブロードキャストするのに適したアンテナと、プロセッサとを備え、同プロセッサは、複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供するのに適し、ここで送信チャネルは１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備え、同プロセッサはさらに、ナビゲーション信号に対応する第１のＰＲＮ測距オーバーレイを生成し、ナビゲーションチャネルの第１のセットへ第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用し、通信チャネルとナビゲーションチャネルとをＬＥＯ信号にまとめるのとに適する。
【００１０】
本発明の別の実施形態に従い、ＬＥＯ衛星は、複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供する手段を含み、ここで送信チャネルは１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備え、同ＬＥＯ衛星はさらに、ナビゲーション信号に対応する第１のＰＲＮ測距オーバーレイを生成する手段と、ナビゲーションチャネルの第１のセットへ第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用する手段と、通信チャネルとナビゲーションチャネルとをＬＥＯ信号にまとめる手段と、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号をブロードキャストする手段とを含む。
【００１１】
本発明の別の実施形態に従い、ＬＥＯ衛星に至るデータアップリンクを提供する方法は、ＬＥＯ衛星から受信するＬＥＯ信号と、第１の測距発信源から受信する第１の測距信号と、第２の測距発信源から受信する第２の測距信号とを用いて位置情報を割り出すステップと、ローカルクロック基準とＬＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出すステップと、ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備するステップと、タイミング繰り上げパラメータを用いてデータアップリンク信号をＬＥＯ衛星に同期させるステップと、ＬＥＯ衛星へデータアップリンク信号をブロードキャストするステップとを含む。
【００１２】
本発明の別の実施形態に従い、データアップリンク装置はアンテナを含み、同アンテナは、ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号を受信し、第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信し、ＬＥＯ衛星へデータアップリンク信号をブロードキャストするのとに適し、同データアップリンク装置はさらにプロセッサを含み、同プロセッサは、ＬＥＯ信号と、第１のＬＥＯ信号と、第２のＬＥＯ信号とを用いて位置情報を割り出し、ローカルクロック基準とＬＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出し、ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備し、タイミング繰り上げパラメータを用いてデータアップリンク信号をＬＥＯ衛星に同期させるのとに適する。
【００１３】
本発明の別の実施形態に従い、データアップリンク装置は、ＬＥＯ衛星から受信するＬＥＯ信号と、第１の測距発信源から受信する第１の測距信号と、第２の測距発信源から受信する第２の測距信号とを用いて位置情報を割り出す手段と、ローカルクロック基準とＬ
ＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出す手段と、ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備する手段と、タイミング繰り上げパラメータを用いてデータアップリンク信号をＬＥＯ衛星に同期させる手段と、ＬＥＯ衛星へデータアップリンク信号をブロードキャストする手段とを含む。
【００１４】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション信号はＬＥＯ衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行する方法は、複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ発信源を複数の周波数帯へフィルタするステップを含み、ここでナビゲーション信号はＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、チャネルは周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布し、同方法はさらに、チャネルにわたってナビゲーション信号を分散させるためＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスに対応するＰＲＮシーケンスを生成するステップと、複数の変調済みノイズ信号を提供するためＰＲＮシーケンスを使ってフィルタ済みノイズ信号を変調するステップと、ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって変調済みノイズ信号をブロードキャストするステップとを含み、妨害バーストは当該操業エリアの中でナビゲーション信号を概ね遮るように構成される。
【００１５】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション信号はＬＥＯ衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行するように構成された妨害装置は、ノイズ信号を提供するのに適したノイズ発信源と、複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ信号を複数の周波数帯へフィルタするのに適した複数のフィルタとを含み、ここでナビゲーション信号はＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、チャネルは周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布し、同妨害装置さらに、チャネルにわたってナビゲーション信号を分散させるためＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスを提供するのに適したＰＲＮシーケンス生成器と、複数の変調済みノイズ信号を提供するためＰＲＮシーケンスを使ってフィルタ済みノイズ信号を変調するのに適した複数の発振器と、ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって変調済みノイズ信号をブロードキャストするのに適したアンテナとを含み、妨害バーストは当該操業エリアの中でナビゲーション信号を概ね遮るように構成される。
【００１６】
本発明の別の実施形態に従い、ナビゲーション信号はＬＥＯ衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行するように構成された妨害装置は、複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ発信源を複数の周波数帯へフィルタする手段を含み、ここでナビゲーション信号はＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、チャネルは周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布し、同妨害装置さらに、チャネルにわたってナビゲーション信号を分散させるためＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスに対応するＰＲＮシーケンスを生成する手段と、複数の変調済みノイズ信号を提供するため生成されたＰＲＮシーケンスを使ってフィルタ済みノイズ信号を変調する手段と、ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって変調済みノイズ信号をブロードキャストする手段とを含み、妨害バーストは当該操業エリアの中でナビゲーション信号を概ね遮るように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の範囲は、参照により本節に編入された請求項によって定義される。当業者であれば、以下の１つ以上の実施形態の詳細な説明を検討することにより、本発明の実施形態をより万全に理解し、そのさらなる利点に気づくであろう。これより参照する添付の図面
を先に簡単に説明する。
【００１８】
本発明の実施形態とその利点は、以降の詳しい説明を参照することによってよく理解できる。１つ以上の図面に描かれた類似する要素が類似する参照番号で識別されていることは理解されたい。
【００１９】
詳細な説明
ここで論じる様々な実施形態に従い、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星を使用するナビゲーションシステムを使用し、高完全性ナビゲーションを提供する様々なナビゲーション信号を実装することができる。システムには、ＬＥＯ衛星とその他の非ＬＥＯ送信機（例えば宇宙の及び／または地上の送信機）からの受動測距信号を取り入れることができる。
【００２０】
監視局からなる基準網は、受動測距信号を送信する様々なプラットフォームのクロックバイアスと、信号構造と、送信機位置または軌道暦とを推定できる。この推定情報（較正情報とも呼ばれる）は、ＬＥＯ衛星とのデータリンクやその他のデータリンクを通じて様々なナビゲーション装置へ伝達できる。
【００２１】
ナビゲーション装置は、ブロードキャスト情報と数種類の信号とを組み合わせて高精度ナビゲーションを遂行するように構成できる。ブロードキャストＬＥＯ信号を軍事用、商用、及び民生用ナビゲーション信号と併せて実装すれば、様々なナビゲーション信号の中でユーザを区分し、インフラコストの分担を図ることができる。スペクトル拡散と低傍受・検知確率（ＬＰＩ／Ｄ）が一体化されたデータアップリンクも提供でき、これもここで説明する。
【００２２】
本発明の実施形態を制限するのではなく、専らこれを例証することを目的とする図をこれより参照し、図１は、本発明の一実施形態に従い総合高性能ナビゲーション通信システム（ｉＧＰＳシステムとも呼ばれる）の概観を提示する。システム１００はナビゲーション装置１０２（ユーザ機器、ユーザ装置、及び／またはユーザナビゲーション装置とも呼ばれる）を含み、これはナビゲーションを遂行するため、しかるべきハードウェア及び／またはソフトウェアによって様々な宇宙・地上測距発信源から信号を受信し復号化するよう実装される。かかる信号は、例えばＧＰＳ、ＬＥＯ（例えばイリジウム、グローバルスター）、広域補強システム（ＷＡＡＳ）、欧州静止ナビゲーションオーバレイサービス（ＥＧＮＯＳ）、ガリレオ、準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ）、及び／または移動衛星ベンチャー（ＭＳＶ）衛星からの衛星ブロードキャストを含む。信号はまた、携帯電話搭、テレビ搭、ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、全国車両インフラ統合（ＶＩＩ）ノードをはじめとするしかるべき発信源からの地上ブロードキャストを含む。
【００２３】
図１に示す例で、ナビゲーション装置１０２は従来のナビゲーション衛星から全地球測位システム（ＧＰＳ）信号１０６（例えば保護及び／または非保護ＧＰＳ信号）を受信するよう構成できる。ナビゲーション装置１０２はさらに、様々な低地球軌道（ＬＥＯ）衛星１０８から信号１０４を受信することができる。これに関し、各々のＬＥＯ信号１０４（ｉＧＰＳ信号とも呼ばれる）は、通信信号１０４Ａと、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂと、商用ナビゲーション信号１０４Ｃと、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄとを含む複合信号として構成できる。かかる実装によりＬＥＯ衛星１０８は軍事、商業、及び民間ユーザに同時に対応でき、かかるユーザに操業システム１００のコストを分担させることができる。
【００２４】
ＬＥＯ衛星１０８は一実施例において、ここで説明するとおりシステム１００をサポートする形に改良及び／または再構成された既存の通信システム（例えばイリジウムまたはグローバルスター）の衛星によって実装できる。同じく図１に見られるとおり、ＬＥＯ衛
星１０８は、様々なＬＥＯ衛星１０８間でクロスリンク信号１１０をサポートする形に実装できる。
【００２５】
ナビゲーション装置１０２は、ＧＰＳ信号１０６及び／またはＬＥＯ信号１０４を用いて自身の位置（ひいては対応するユーザの位置）を高い精度で計算できる。計算した位置データ（ならびに必要に応じその他のデータ）は、ここで説明するスペクトル拡散データアップリンクを使ってＬＥＯ衛星１０８へアップリンクできる。
【００２６】
ナビゲーション装置１０２はさらに、他の宇宙・地上測距発信源のブロードキャストを受信し、これをもとにナビゲーションを遂行するように構成でき、実施形態によってはかかる構成が望ましい。加えて、ここで説明する妨害保護を提供するため、例えば微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）として実装された、慣性測定装置（ＩＭＵ）によりナビゲーション装置１０２を構成することもできる。
【００２７】
ナビゲーション装置１０２は特定の用途に応じて所望の構成で実装できる。例えばナビゲーション装置１０２は種々の実施形態において、手持ち型ナビゲーション装置として、車両搭載ナビゲーション装置として、航空機搭載ナビゲーション装置として、またはその他のタイプの装置として、実装できる。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態に従いシステム１００のさらなる概観を提示する。図２はとりわけ、地球をめぐる軌道におけるＬＥＯ衛星１０８とＧＰＳ衛星２０２とを示している。図２はさらに、システム１００のインフラサブシステムの様々な態様を示している。例えばシステム１００は、ＬＥＯ信号１０４やその他の測距信号を受信するよう構成された基準網２０４と、ＧＰＳ地上インフラ２０６と、ＬＥＯ地上インフラ２０８とを含む。システム１００の種々の実施形態においてさらなる宇宙及び／または地上コンポーネントを用意することができるのは理解されよう。
【００２９】
図３は、本発明の一実施形態に従いシステム１００の全体的操業構成を示す。図３には様々なサブシステムが描かれているが、システム１００の全ての実施形態でかかるサブシステムの全てを用意する必要がないことは理解されよう。
【００３０】
図３に見られるとおり、ＬＥＯ衛星１０８はナビゲーション装置１０２と図示された様々な地上サブシステムとに対し急角度動作を呈する。有利なことに、この急角度動作は地上サブシステムがサイクル曖昧性を解決するのに役立つ。加えて、ＬＥＯ信号１０４は従来のナビゲーション信号１０６に比べて高い出力で実装できる。このためＬＥＯ信号１０４は干渉や建物の貫通をも可能にする。
【００３１】
ＬＥＯ信号１０４は様々な地上端末へ至る測距及びデータリンクを含む。図３に見られるとおり、かかる端末は地理的に多様な基準網２０４とナビゲーション装置１０２とを含む（この例では携帯電話ハンドセット、ＭＥＭＳ、及び自動車として図示）。
【００３２】
ＧＰＳ衛星２０２と、ガリレオ衛星３０６と、ＷＡＡＳ衛星３０２と、ＱＺＳＳ／ＭＳＶ ３０４衛星とを含む様々な衛星も描かれており、これらはいずれも種々の実施形態に従い基準網２０４とナビゲーション装置１０２とへ測距及びデータダウンリンクをブロードキャストするように構成できる。
【００３３】
明瞭を図るため、いくつかの測距信号が図３に図示されていないことは理解されよう。例えば一実施形態においては、図示された全ての衛星を、全てのナビゲーション装置１０２と基準網２０４に向けてブロードキャストするよう構成できる。
【００３４】
同じく図３に見られるとおり、複数の測距信号発信源３１０からの様々な測距信号３１８は基準網２０４とナビゲーション装置１０２によって監視できる。基準網２０４は、各測距信号発信源３１０の特性をつかみ、各測距信号発信源に関連する較正情報を提供するように構成できる。かかる情報は、しかるべきデータアップリンク３２０を介してＬＥＯ衛星１０８へ引き渡すことができ、ＬＥＯ衛星１０８によってＬＥＯ信号１０４の１つ以上の軍事用、商用、またはナビゲーション信号１０４Ｂ／１０４Ｃ／１０４Ｄに符号化でき、さらにＬＥＯ信号１０４の一部としてナビゲーション装置１０２へブロードキャストできる。ナビゲーション装置１０２はこの較正情報をもとに測距信号３１８を解釈し、ＬＥＯ信号１０４を用いた距離測定と併せてナビゲーションを遂行する。
【００３５】
通常、様々な送信機はタイミングとデータ（すなわち測距データ）を提供できる。この場合、汎用測距発信源の測距信号は基準網２０４とナビゲーション装置１０２によって受信できる。基準網２０４は測距信号に関連する較正情報を割り出し、ＬＥＯ衛星１０８とのデータアップリンクを通じて、及び／またはナビゲーション装置に至る地上リンクを通じて、かかる較正情報をナビゲーション装置１０２へ電送する。
【００３６】
例えば図３は、ＷｉＦｉノードとして実装された測距信号発信源３１０のいずれかひとつによって受信されるＧＰＳ信号を示している。ＷｉＦｉ信号の所定の属性のタイミング（光の速度を掛けた場合にレンジに相当）を測定する能力が実装されたＧＰＳ受信機なら、受信したＷｉＦｉ信号とＧＰＳ信号とを同時に測定できる。これらの量の差を計算し、時間タグを付し、基準網２０４へ転送することにより、ＷｉＦｉノードの較正情報を提供することができる。ＧＰＳ信号１０６とその他の測距信号３１８の受信に応じて基準網２０４でさらなる較正情報を割り出すこともできる。いずれの場合でも、基準網２０４はＷｉＦｉノードのリアルタイム較正情報をアップリンク３２０とＬＥＯ信号１０４にのせて（例えば宇宙ベースのリンクにのせて）ＬＥＯ衛星１０４を通じてナビゲーション装置１０２へ電送できる。較正情報は地上リンクを通じてナビゲーション装置１０２へ提供することもできる。もしも種々の地上ノードの間にネットワーク３１６（例えばインターネット）が存在するなら、測距信号発信源３１０は必ずしも基準網２０４の全ノードの視野内になくてもよく、有利である。
【００３７】
ＬＥＯ衛星１０８は上述したとおり、システム１００のナビゲーション機能をサポートするようここで説明するとおりに改良及び／または再構成された通信衛星（例えば、イリジウム衛星またはグローバルスター衛星）として実装できる。下の表１及び２には、種々の実施形態に従いＬＥＯ衛星１０８として使用できるイリジウム通信衛星とグローバルスター通信衛星の様々な属性が記されている。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
イリジウム通信衛星を使ってＬＥＯ衛星１０８を実装する一実施例においては、ナビゲーション信号の処理を円滑化するため、イリジウム通信衛星のフライトコンピュータのプログラムを適当なソフトウェアを用いて作り直すことができる。グローバルスター通信衛星を使ってＬＥＯ衛星１０８を実装する別の実施例では、衛星ベントパイプアーキテクチャにより新しい種々信号形式に対応する形に地上機器を改良することができる。
【００４１】
通信衛星を使ってＬＥＯ衛星１０８を実装する実施形態では、通信信号とナビゲーション信号をサポートする形に通信衛星を構成できる。この場合は、マルチパス拒否、測距精度、相互相関、対妨害・干渉耐性のほかに、選択的アクセス、スプーフィング防止、低傍受確率をはじめとするセキュリティ等、様々な要因を考慮に入れてナビゲーション信号を実装できる。
【００４２】
図４は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４を実装する一アプローチを示す。特に図４のブロック４１０、４２０、及び４３０は、通信信号とナビゲーション信号をサポートするため、既存イリジウム通信衛星を使って実装されたＬＥＯ衛星１０８によって送受される信号の構造を示している。ブロック４１０、４２０、及び４３０で横軸は周波数を表し、時間はページの内外に図示され、縦軸はパワースペクトル密度を表す。
【００４３】
ＬＥＯ衛星１０８は一実施形態において、複数の送信スロット４０２と複数の受信スロット４０４として実装される複数のチャネルをサポートするように構成でき、これらのスロットは時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式で９０ｍｓのフレーム幅にわたって構成さ
れ、さらに周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）方式で１０ＭＨｚの周波数帯域幅にわたって構成される。これに関し、各々のチャネルが、特定の周波数帯の中で提供されるフレームの特定の送信スロットまたは受信スロットに対応することは理解されよう。例えば一実施形態においては、２４０の周波数帯で１フレーム当たり４タイムスロットとし、約９６０チャネルの送信をサポートする形にＬＥＯ衛星１０８を実装できる（例えば、２４０周波数帯×４タイムスロット＝９６０チャネル）。
【００４４】
ブロック４１０に見られるとおり、送信スロット４０２と受信スロット４０４のいくつかは既存の通信（例えば図４に図示された通話４４０）に関連する。使用される送信スロット４０２は、ＬＥＯ衛星１０８によって送信されるＬＥＯ信号１０４の通信信号１０４Ａで提供されるデータに対応する。
【００４５】
ブロック４１０に図示された実施形態で、複数の送信スロット４０２が使われずに残っていることは理解されよう。本発明の種々の実施形態に従い、未使用送信スロット４０２の未使用通信キャパシティは、ここで説明するとおり、ナビゲーション信号をサポートするため利用できる。
【００４６】
ブロック４２０に見られるとおり、残りの未使用送信スロット４０２の各々には擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）の測距オーバーレイ４２２を導入できる。測距オーバーレイ４２２は低平均出力でチャネル単位で実行できるが、ひとまとまりの測距オーバーレイ４２２は妨害を克服する高い出力を呈する。対照的に、ブロック４３０にはＬＥＯ衛星１０８によって提供される最大出力スポットビームを使って実装された測距オーバーレイ４２２が見られる。
【００４７】
測距オーバーレイ４２２は一実施形態において、周波数ホッピングとダイレクトシーケンスＰＲＮを組み合わせて実装できる。周波数ホッピング成分については、各バーストにつき擬似ランダム方式で周波数のサブセットを選択できる。各バーストの中ではデータビットも擬似ランダム方式で選択する。
【００４８】
一実施形態においては、送信スロット４０２で測距オーバーレイ４２２より通話４４０が優先し、測距オーバーレイ４２２は時折起こるバーストの欠如または破損の影響をほとんど受けない。別の実施形態においては、送信スロット４０２で通話４４０より測距オーバーレイ４２２が優先し、通話４４０も同様に、時折起こるバーストの欠如または破損の影響をほとんど受けない。
【００４９】
測距オーバーレイ４２２は一実施形態において、周波数帯規制のもとで可能な限り広い帯域幅で実装できる。この場合は使用可能な全チャネルを使用でき、様々な周波数分割、時分割、及び符号分割多重（ＣＤＭＡ）手法を用いてダウンリンク信号を作ることができ、このダウンリンク信号は、ユーザが符号を知らない限りフラットなホワイトノイズのように見える傾向がある。このフラットさから、精度と対妨害耐性とマルチパス拒否にとって好適な信号が提供される。相互相関はしかるべき暗号アルゴリズムを用いて最小限に抑えることができ、ナビゲーション装置１０２における高速デジタル信号処理がこれを可能にする。
【００５０】
ＬＥＯ信号１０４は一実施形態において、次式に示すとおり時間ｔに対し複合信号ｓ（ｔ）として実装できる。
【００５１】
【数１】
【００５２】
上の式で、Ａは信号振幅であり、ｎはシンボルインデックスであり、ｐは±１で与えられるダイレクトシーケンス擬似ランダムノイズ値であり、ｈはシンボルインパルス応答であり、ｍはチャネル周波数インデックスであり、ｆ０はスペクトル拡散ブロードキャストスパンであり、Ｎはスペクトル拡散ブロードキャストスパンを形成するチャネル周波数の数である。
【００５３】
グローバルスター衛星でＬＥＯ衛星１０８を実装する別の実施形態では、電話トラフィックに直交する１．２５ＭＨｚチャネルの各々に低出力ダイレクトシーケンス符号を用意できる。
【００５４】
図５は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４を観察するためナビゲーション装置１０２によって実装される自己相関関数を示す。図５で、τは自己相関引数であり、Ｒは基礎４０％ルート累乗余弦シンボルインパルス応答の自己相関関数であり、ＮはＬＥＯ衛星１０８の周波数帯割り当てで許容されるチャネル数であり（例えば一実施形態において最大２４０）、ｆ０は許容周波数スパンであり（チャネル間隔によりＮに関係し、一実施形態においてはｆ０＝［４１．６６７ｋＨｚ］Ｎ）、φｍは各チャネルの衛星位相バイアスである。
【００５５】
加えて図５は、自己相関関数５０２のグラフ５０４及び５１０を異なる縮尺で提示する。グラフ５０４には、２５ｋｓｐｓダイレクトシーケンスデータの有効相関長によって形成される自己相関関数５０２の包絡線５０６が見られる。この実施形態では、４１．６６７ｋＨｚで相隔てられたブロードバンドチャネルの集まりによって自己相関が形成される。例えば１０ＭＨｚ幅のブロードキャストなら、有効ダイレクトシーケンスチップ長はＹコードのそれに、すなわち３０ｍに、なる。グラフ５１０では比較のため、ＧＰＳ粗／捕捉（Ｃ／Ａ）コード例５１２とＧＰＳ軍事用（Ｍ）コード例５１４が重ね合わせてある。グラフ５１０に見られるとおり、自己相関関数５０２のサイドローブはＧＰＳ Ｍコード５１４のそれと同じくらい容易く処理できる。この場合、自己相関関数５０２のサイドローブは大幅に減衰するかはっきりと識別できるかのいずれかである。
【００５６】
既に述べたとおり、ＬＥＯ信号１０４には、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂ、商用ナビゲーション信号１０４Ｃ、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄ等、様々なナビゲーション信号を盛り込むことができる。そこでナビゲーション装置１０２は、ナビゲーションの遂行にあたってこれらの信号の１つ以上を復号化するように構成できる。
【００５７】
例えば図６は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４の軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂを復号化するプロセスを示す。ＬＥＯ信号１０４の受信に応じてナビゲーション装置１０２が図６のプロセスを遂行できることは理解されよう。
【００５８】
種々の用途においては、妨害を克服するため軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂを高出力信号として実装するのが望ましい。そこでＬＥＯ信号１０４は図６のステップ１に見られるとおり、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂを搬送するよう構成されたいくつかの並列チャネル６０２（図６では１２個のチャネルを図示）を含む。一実施形態においては、ＬＥＯ衛星１０８からの各ブロードキャストバーストに対しアクティブにするチャネル６０２を判定するため擬似ランダムプロセスを使用できる。同じく図６のステップに見られるとおり、ページの中での時間の進行にともないチャネル６０２上の各並列バーストにつ
き一連の直角位相シフトキー（ＱＰＳＫ）シンボル６０４が描かれている。ＱＰＳＫシンボル６０４はＰＲＮダイレクトシーケンス符号化によって変調され、ＬＥＯ信号１０４における周波数に基づきバイアスと回転を呈する。
【００５９】
図６のステップ２では、各バーストをベースバンドまで回転させ、チャネル間バイアスを取り除き、ＰＲＮダイレクトシーケンスパターンを除去することによってＰＲＮ符号化の逆拡散を行い、変更されたＱＰＳＫシンボル６０６に見られるとおり、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂに関連するデータを搬送する１組のバーストを提供する。
【００６０】
図６のステップ３ではＭ個の直交マクロシンボル６０８に従って低ビットレートデータを復調する。ＱＰＳＫ変調からクオーターサイクル曖昧性がある場合、組み合わされた曖昧性とマクロシンボルは完璧には直交しない。データを推定したら硬判定アルゴリズムにより推定データを除去し、復調されていないキャリア６１０だけが残る。
【００６１】
図６のステップ４では、バースト全体にわたり、次に各チャネルにわたり、キャリアの平均をとる。その結果、瞬時追跡誤差の同相・直角測定値６１２が提供される。そして、ナビゲーション装置１０２の位相ロックループ（ＰＬＬ）を使って衛星キャリアを追跡する。
【００６２】
図７は、本発明の一実施形態に従い図６のプロセスの遂行に利用できるナビゲーション装置１０２の相関器のブロック図を示す。数値制御発振器７０２が生成するキャリアは、着信ＬＥＯ信号１０４（例えばナビゲーション装置１０２のアンテナを通じて受信）をベースバンド信号７１４までダウンコンバートする。ベースバンド信号７１４は、パンクチュアル符号キャリア追跡を遂行する上位経路７０４へ提供される。ベースバンド信号７１４は、アーリー・マイナス・レート・ディテクションを遂行する下位経路７０６にも提供される。
【００６３】
下位経路７０６では、合成器７０８とＰＲＮ生成器７１０が各チャネルのＬＥＯ信号１０４を複製する。上位経路７０４では、各チャネルにつき符号と位相回転を別々に除去するため、複製された信号７１２がベースバンド信号７１４に混ぜ合わされる。仮説生成器７１６はマクロシンボル６０８の各々に関連する信号を計算し、クオーターサイクル曖昧性のある場合にはこれも計算する。プロセッサ７１８は最大事後（ＭＡＰ）アルゴリズムを使ってデータ推定を提供し、最も見込みが高いマクロシンボル仮説がどれかを明らかにする。図示されたとおり、データ推定７２０はアーリー・マイナス・レート・ディテクションで使用するため下位経路７０６へ引き渡される。上位経路７０４でパンクチュアル検出を遂行するため、プロセッサ７１８はデータを除去し、出来上がったバーストを加算ブロック７２２へ出力し、加算ブロック７２２が時間の経過にともなう全バーストをとりまとめることにより、同相・直角追跡誤差７２４に到達する。
【００６４】
下位経路７０６では、アーリー・マイナス・レート・ブロック７２６とデータ生成ブロック７２８によって複製信号７１２がさらに変調される（上位経路７０４から受け取ったデータ推定７２０を使用）。図示されたとおり、出来上がった変調済み信号を総計することによって複合アーリー・マイナス・レート複製信号７３０が形成され、これをベースバンド信号７１４と混ぜ合わせ、時間平均化のため加算ブロック７３２へ送信することによりアーリー・マイナス・レート弁別子７３４を提供する。アーリー・マイナス・レート弁別子７３４は、所与のキャリアロックと十分な平均化期間により瞬時追跡誤差の尺度を提供する。
【００６５】
図８は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４の商用ナビゲーション信号１０４Ｃを復号化するプロセスを示す。ＬＥＯ信号１０４の受信に応じてナビゲーション装置１
０２が図８のプロセスを遂行できることは理解されよう。
【００６６】
図示されたとおり、図８のプロセスは図６のプロセスに似ており、図８のステップ１〜４は図６のステップ１〜４に概ね対応する。ただし図８のプロセスで使われているチャネル８０２が図６のチャネル６０２に比べて少ないことは理解されよう（例えば図示された実施形態では２チャネル）。使用するチャネル８０２数が少ないため、ＬＥＯ信号１０４の商用ナビゲーション信号１０４Ｃは軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂより少ない出力と少ない帯域幅で実装できる。
【００６７】
図９は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４の商用ナビゲーション信号１０４Ｃを復号化する代替プロセスを示す。図示されたとおり、図９のプロセスは図８のプロセスに似ており、図９のステップ１〜２は図８のステップ１〜２に概ね対応する。ただし図９のステップ３では、ナビゲーション装置１０２がダウンリンクデータ（例えば較正情報）をＬＥＯ信号１０４とは異なるやり方で（例えば、図３に見られる基準網２０４か１つ以上のノードに至るリンクから）受信できると仮定する。図８のステップ３及び４と同様、図９のステップ４及び５ではさらなる処理を遂行できる。有利なことに、図９のプロセスにステップ３が挿入されることにより屋内環境での感度を上げることができる。この場合のナビゲーション装置１０２は、ダウンリンクデータ及び／またはクオーターサイクル除去を行う必要がなく、基準網２０４の１つ以上の基準局から信頼性の高いダウンリンクデータ表現を受信できるから、ナビゲーション装置１０２に要求される処理は減り、信号処理利得は向上する。
【００６８】
図１０は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ信号１０４の民生用ナビゲーション信号１０４Ｄを復号化するプロセスを示す。種々の実施形態では一般的に、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄの使用をキャリアのみナビゲーションに集中させることができる。その結果、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄは比較的狭い帯域幅（例えば約１ＭＨｚ）で実装でき、周知できる。このため、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄに使うチャネル１００２は多大なスペクトル拡散がなくとも実装できる。これに関し、図１０のステップ１に描かれたチャネル１００２が図６、８、及び９のステップ１に描かれたチャネル６０２及び８０２に比べて密にグループ化されていることは理解されよう。図１０のステップ１〜４の操作を既に述べた図６のステップ１〜４の操作から理解できることは分かるであろう。
【００６９】
上の論述に鑑み、実施形態によってはＬＥＯ信号１０４の軍事用、商用、及び民生用ナビゲーション信号１０４Ｂ、１０４Ｃ、及び１０４Ｄを以下の表３に記載された以下の属性で実装できることは理解されよう。
【００７０】
【表３】
【００７１】
本発明の別の実施形態においては、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂの軍事使用は許し、それと同時にある特定の操業エリアでは敵対者に対し商用及び／または民生用ナビゲーション信号１０４Ｃ及び１０４Ｄの使用を拒否し、当該操業エリア外での商用及び民生用ナビゲーション信号１０４Ｃ及び１０４Ｄの使用には支障をきたさないようシステム１
００を実装できる。
【００７２】
例えば一実施形態において、当該操業エリアでは失効する暗号鍵を配布し、商用ナビゲーション信号１０４Ｃの復号化にあたってはこの暗号鍵の使用を条件とする。別の実施形態においては、ＬＥＯ衛星１０８による商用ナビゲーション信号１０４Ｃのブロードキャストを当該操業エリアで選択的に遮断する（例えば、ＬＥＯ衛星１０８からの個々のスポットビームを個別にオフにする）。
【００７３】
別の実施形態においては、当該操業エリア内で商用ナビゲーション信号１０４Ｃ及び／または民生用ナビゲーション信号１０４Ｄを局地的に妨害する。これに関し、図１１は、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂと、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄと、ＧＰＳ Ｃ／Ａコード５１２と、ＧＰＳ Ｍコード５１４との比較を示す。
【００７４】
図１１に見られるとおり、ＧＰＳ Ｃ／Ａコード５１２は軍事目的でＣ／Ａコード帯域を妨害することによって妨害できる。同じく図１１に見られるとおり、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄは、パワースペクトル密度と帯域幅の点で軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂの一部とみなすことができる。ＦＤＭＡとＴＤＭＡの両方を使って測距オーバーレイ４２２を実装する場合に、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄが周波数ホッピングバーストの中で図１１のとおりに現れることは分かるであろう。
【００７５】
図１２は、本発明の一実施形態に従い民生用及び商用ナビゲーション信号１０４Ｃ及び１０４Ｄの局地的妨害を遂行するにあたって使用できる妨害装置のブロック図を示す。図１２に見られるとおり、ホワイトノイズ発信源１２０２（例えばブラウン運動を用いて作る）はフィルタ１２０４によって処理され、ＬＥＯ衛星１０８の送信チャネルにほぼ相当する帯域幅を持つノイズ信号１２０６を提供する。
【００７６】
軍事用受信機１２０８と、生成器１２１０と、発振器１２１２／１２１４は、所定の公開民生用ＰＲＮシーケンスによって決まる民生用ナビゲーション信号１０４Ｄの瞬時周波数に対応する多数のチャネル１２１６を提供するよう構成される。ノイズ信号１２０６はチャネル１２１６を用いて変調され、これを図示されたさらなるコンポーネントによってアップコンバートし、ＬＥＯ信号１０４の一部としてＬＥＯ衛星１０８から受信する民生用ナビゲーション信号１０４Ｄの時間と長さと周波数にぴったり合わせて妨害バーストを放出する。実装要求に応じ商用ナビゲーション信号１０４Ｃの妨害にも上記のアプローチを適宜使用できることは理解されよう。
【００７７】
図１３は、本発明の一実施形態に従い図１２の妨害装置の動作を周波数及び時間領域で表現したものである。図１３に見られるとおり、妨害装置１２００によって提供される個々のノイズバーストは、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄに一致する狭い周波数帯１３０４に集中している。有利なことに、軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂ成分（暗い長方形１３０６）には実質的に変化はなく、軍事業務のため存分に利用できる。
【００７８】
これより図１４〜１７との関係でＬＥＯ衛星１０８における測距オーバーレイ４２２の生成を説明する。この場合、図１４〜１７との関係で説明する様々なプロセスはＬＥＯ衛星１０８のしかるべきプロセッサによって遂行できる。加えて、通信信号（例えば電話バースト）をＱＰＳＫ形式で変調しブロードキャストするため、しかるべきソフトウェアとハードウェアによりＬＥＯ衛星１０８を実装できる。
【００７９】
図１４は、本発明の一実施形態に従い擬似ランダムノイズを生成するアプローチを示す。図１４に示す実施形態ではカウンタ方式の擬似乱数生成器１４００を使用する。この場合は、カウンタ値１４０２と１２８ビットの暗号トラフィック鍵１４０４との組み合わせ
によって１２８ビットの暗号を提供する。カウンタ値１４０２を暗号１４０６に組み合わせることにより、測距オーバーレイ４２２の様々なＰＲＮ要素を構築できる。一実施形態においては、先進暗号規格（ＡＥＳ）プロセスを用いてカウンタ入力１４０２と暗号を１２８ビットワードとして実装できる。
【００８０】
図１４に見られるとおり、各々のカウンタ値１４０２はタイプフラグ１４１２を含み、このフラグは、チャネル選択（例えばタイプフラグ１４１２が「１」に設定される場合）かダイレクトシーケンスチップ（例えばタイプフラグ１４１２が「０」に設定される場合）のいずれかでカウンタ値１４０２を識別する。タイプフラグ１４１２がチャネル選択に設定されなら、チャネル選択プール１４０８のどのチャネルでデータバーストチップをブロードキャストするかをカウンタ値１４０２のほかのビットで指定する。タイプフラグ１４１２がダイレクトシーケンスに設定されるなら、カウンタ値１４０２のほかのビットはチップブロックインデックス１４１４（例えば、ブロードキャストする特定のダイレクトシーケンスチップ１４１０を指定）とバーストカウント１４１６（例えば、ブロードキャストする特定のダイレクトシーケンスチップ１４１０のフレーム数を指定）とに相当する。
【００８１】
一実施形態においては、暗号１４０６を使って周波数ホッピングを指導する値をチャネル選択乱数プール１４０８から選択できる。別の実施形態において、暗号１４０６を使ってＱＰＳＫデータビットを埋めるダイレクトシーケンスチップ１４１０を選択できる。
【００８２】
図１５は、本発明の一実施形態に従いチャネル選択プール１４０８から均一に分布するモジュロ範囲の整数を構成するプロセスを示す。図１５のプロセスを、図１４との関係で既に説明したチャネル選択プール１４０８と併せて使用できることは理解されよう。
【００８３】
図１６は、本発明の一実施形態に従いチャネル選択プール１４０８をランダム非重複チャネルのリストに変換するプロセスを示す。下の表４に記載された値に従いＭ及びＮ（図１６に図示）に異なるパラメータを選択すれば、図１６のプロセスを軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂと、商用ナビゲーション信号１０４Ｃと、民生用ナビゲーション信号１０４Ｄとに使用することができる。
【００８４】
【表４】
【００８５】
図１７は、本発明の一実施形態に従い図１６のプロセスによって生成される周波数ホッピングパターンを示す。図１６に見られるとおり、相次ぐ送信バーストのため様々なランダムチャネル選択（送信周波数に対応）が提供される。ＬＥＯ衛星１０８とナビゲーション装置１０２にとって既知の共通の鍵（例えば１２８ビット鍵）を用いて擬似ランダム方式で周波数とチップが生成されることは理解されよう。
【００８６】
図１８〜２１は、本発明の一実施形態に従い実装できるナビゲーション装置１０２の様々な態様を示す。例えば図１８は、本発明の一実施形態に従い信号を受信しダウンコンバージョンのためサンプリングするよう構成されたナビゲーション装置１０２の受信プロセ
ッサ１８００のブロック図を示す。図１８に見られるとおり、ナビゲーション信号はアンテナ１８０２によって受信され、マルチバンドフィルタ１８０４によってフィルタされ（所望の周波数帯を予め選択するため）、増幅器１８０６によって増幅され、サンプル・アンド・ホールド回路１８０８によってサンプリングされ、原始デジタルＲＦサンプル１８１６を提供する。
【００８７】
受信プロセッサ１８００はまた、発振器１８１０と、サンプル・アンド・ホールド回路１８０８の同期をとるために使用する合成器１８１２とを含む。サンプル・アンド・ホールド回路１８０８のサンプルレートは、エイリアス化された事前選択周波数帯で重複を防ぐよう選択できる。
【００８８】
受信プロセッサ１８００はＩＭＵ １８１４をも含み、これは測定時間タグを受信機の共通クロックに同期させる３軸ＭＥＭＳジャイロ及び加速度計として実装され、原始デジタルモーションサンプルを提供するために使用する。単一または多重ステップダウンコンバージョンを促進するためこれ以外の受信機実装を代わりに使用できることは理解されよう。
【００８９】
図１９は、本発明の一実施形態に従い測距処理を遂行するよう構成されたナビゲーション装置１０２のナビゲーションプロセッサ１９００のブロック図を示す。図１９に見られるとおり、ヒルベルト変換ブロック１９０２は原始デジタルＲＦサンプル１９０６を複合サンプル１９０４に変換する。複数の追跡モジュール１９０６が用意されている。各々の追跡モジュール１９０６は複合信号１９０４の中で提供される別々の信号に対応し、衛星測距発信源か地上測距発信源の追跡に使われる。
【００９０】
ナビゲーションプロセッサ１９００は、慣性プロセッサ１９１６と拡張カルマンフィルタ１９１４とによって処理される原始デジタルモーションサンプル１８１８に基づき追跡モジュール１９０６へフィードフォワードコマンド１９０８を提供する。支援情報１９０８は波長の小部分まで追跡モジュール１９０６を駆動する。追跡モジュール１９０６からの原始符号及びキャリア位相測定値１９１０はナビゲーションプリプロセッサ１９１２に読み込まれ、これを拡張カルマンフィルタ１９１４によって処理し、組み合わせることにより位置決定１９１８を提供する。
【００９１】
図２０は、本発明の一実施形態に従いナビゲーションプロセッサ１９００の拡張カルマンフィルタ１９１４で使用する様々な状態変数定義を示す。
【００９２】
図２０の式２００２は、インテグレート・アンド・ダンプ相関器の一モデルである。出力追跡誤差Δｙは、実際の位相とフィルタによって予測される位相との差を時間Ｔに沿って平均化することによって表される。式２００４は、地上と宇宙の慣性、クロック、及び全タイミング及び測距発信源を含む完全ナビゲーションシステムの連続時間更新モデルである。推定量状態ベクトル変数は、累積的な相関器位相、ユーザ一、速度、姿勢、加速度計バイアス、ジャイロバイアス、レンジバイアス、レンジバイアスレート、クロックバイアス、及びクロックバイアスレートである。式２００６は、ジオメトリと大気圏誤差を考慮に入れて基準地点からユーザへの時間伝達フィードフォワードを示すキャリア位相観察モデルである。
【００９３】
図２１は、本発明の一実施形態に従い１追跡モジュール１９０６のブロック図を示す。追跡モジュール１９０６は、これが追跡する特定の測距信号で符号とキャリア位相の両方を事前配置するためフィードフォワードコマンド１９０８を受け取る。第１の処理ステップとして、ダウンコンバータ１９５０は複合サンプル１９０４で提供されるキャリアをベースバンドまで回転させる。次にダウンコンバートされた信号１９５２は分割され、アー
リー・マイナス・レート整合フィルタ１９５４とパンクチュアル整合フィルタ１９５６へ引き渡される。
【００９４】
視野内の各測距信号の信号波形は、ユーザメモリに予め格納されるか、またはＬＥＯ衛星１０８かネットワーク（例えば携帯電話、ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、またはＶＩＩ）ノードとのデータリンクによって更新される。このデータリンク更新によるアーキテクチャの拡張により、事実上どんな送信信号でも使用することができる。このインパルス応答（ＧＰＳ衛星のＰＲＮ符号に類似）は整合フィルタ処理の基礎をなす。携帯電話、ＷｉＦｉ、ＷｉＭＡＸ、ＶＩＩ、テレビ等の地上波信号のインパルス応答は、基準信号の決定的部分を保持することによって調整できる。未知のデータ等、非決定的特性を備える信号部分は基準信号の中で無効にする。整合フィルタ／相関器実装の場合、これらの整合フィルタには基準信号構造インパルス応答が提供される。その結果、フィルタ１９５４及び１９５６は、同相・直角表現のアーリー・マイナス・レート追跡誤差１９５８とパンクチュアル追跡誤差１９６０を提供する。
【００９５】
本発明の種々の実施形態に従い、測距発信源の符号化には様々なデータ構造を使用できる。例えば一実施形態においては以下のコードによって測距信号を表すことができる。
【００９６】
【数２】
【００９７】
上記のコードで、信号基準波形はインパルス応答パラメータとして符号化され、これの時間源はブロードキャストクロックに結合する。ブロードキャスト周波数は測距発信源のキャリア周波数である。ブロードキャスト位置は、宇宙船の場合は精密軌道暦として符号化し、地上測距発信源の場合はデカルト静止座標として符号化する。クロック補正は、協定世界時（ＵＴＣ）（例えば米国海軍天文台（ＵＳＮＯ）により提供）に基づくシステム時間に照らして測距発信源を較正する。
【００９８】
種々の実施形態においては、ＬＥＯ衛星１０８で採用される新たな測距信号符号をほぼリアルタイムで解読するよう該当する地上局を構成する。この場合は解読された符号がかかる地上局からナビゲーション装置１０２へ提供され、ナビゲーション装置１０２はナビゲーションの遂行にあたって、協調的信号であろうがなかろうが、事実上どんな信号でも
使うことができる。
【００９９】
図２２〜２９は、本発明の種々の実施形態に従い様々な環境サービスの中でナビゲーションを遂行する様々なシステム１００使用を示す。例えば図２２は、本発明の一実施形態に従い屋内測位を提供するシステム１００使用を示す。これに関し、図２２のナビゲーション装置１０２を建物やその他の構造物の中に配置できることは理解されよう。
【０１００】
図２２に見られるとおり、ナビゲーション装置１０２（例えば手持ち型ユーザナビゲーション装置）はＬＥＯ衛星１０８から直接的にＬＥＯ信号１０４を受信できるほか、ノード３１０からさらなる測距信号３１８を受信できる。基準網２０４の基準局も測距信号３１８を受信できる。基準網２０４は既に述べたとおり、しかるべきハードウェアまたはソフトウェアによって測距信号発信源３１０に関連する較正情報を割り出すように構成でき、この情報はデータアップリンク３２０でＬＥＯ衛星１０８へ引き渡され、ＬＥＯ衛星１０８によりＬＥＯ信号１０４に符号化され、ＬＥＯ信号１０４の一部としてナビゲーション装置１０２へブロードキャストされる。ナビゲーション装置１０２はこの較正情報をもとに測距信号３１８を解釈し、ＬＥＯ信号１０４を用いた距離測定と併せてナビゲーションを遂行する。
【０１０１】
軍事用ナビゲーション信号１０４Ｂ（例えば、ＬＥＯ信号１０４の一部としてＬＥＯ衛星１０８により提供）と測距信号３１８（例えば、携帯電話またはテレビ信号発信源等の測距信号発信源３１０により提供）は、建物の建材を貫通して屋内にあるナビゲーション装置１０２に到達できる高出力信号として実装できる。図２２に見られるアプローチでかかる高出力信号を使用すれば、ナビゲーション装置１０２は屋内でナビゲーションを遂行し、コールドスタートから速やかに捕捉できる。
【０１０２】
図２３は、本発明の別の実施形態に従い屋内測位を提供するシステム１００使用を示す。図２３に見られる実装が既に述べた図２２の実装に概ね一致することは理解されよう。ただし図２３に見られる実施形態のナビゲーション装置１０２は、ネットワーク３１６を通じて基準網２０４やノード３１２または３１４と適宜通信できる。
【０１０３】
加えてシステム１００は、ここで図８との関係で説明したオンテザー商用信号を使用するように構成できる。この場合は低出力の商用ナビゲーション信号１０４Ｃを使用でき、商用ナビゲーション信号１０４Ｃの中で符号化されたナビゲーションデータの複製を測距信号３１８にのせて送信することによって処理利得の増大を図ることができる。ナビゲーションデータは図８のプロセスを使って取り除かれるから、追跡ループ帯域幅は大幅に抑えることができる。
【０１０４】
ナビゲーション装置１０２は一実施形態において、各測距発信源ｋにつき擬似距離のベクトルを形成することにより、そしてユーザ位置ｘとユーザバイアスτの初期推測について線形化を行うことにより、最終的な位置決定を求めることができる。
【０１０５】
【数３】
【０１０６】
ユーザ位置推定は最小二乗法を用いて精緻化する。
【０１０７】
【数４】
【０１０８】
別の実施形態においては、高精度・高完全性ナビゲーションを提供する形にシステム１００を実装できる。これに関し、図２４は本発明の一実施形態に従いＧＰＳ信号１０６とデュアルバンドＬＥＯ信号１０４及び１０４’とを用いてナビゲーションを遂行するシステム１００使用を示す。具体的に図２４は、単一周波数Ｌ１ ＧＰＳ信号を２通りのＬＥＯ信号１０４及び１０４’とともに使用し（異なるＬＥＯ衛星１０８及び１０８’からの周波数帯が異なる異なるＬＥＯ信号）高度なナビゲーション性能を提供する様子を示している。図２４に見られる実施形態で、ナビゲーションにあたってはＧＰＳ信号１０６とＬＥＯ信号１０４及び１０４’のキャリアで十分であり、信号からの符号位相を使用する必要はない。ただし別の実施形態においては、観察対象から最大限の情報を導き出すため符号とキャリアの両方を使用する。
【０１０９】
図２４で、基準網２０４の局はＧＰＳ信号１０６とＬＥＯ信号１０４及び１０４’を監視し、連続キャリア位相情報を収集することにより、ＧＰＳ衛星２０２とＬＥＯ衛星１０８の精密軌道判定を遂行する。異なるＬＥＯ信号１０４及び１０４’を使用することによって電離圏の影響は排除でき、電離圏の影響を免れるキャリア位相信号が得られる。ＧＰＳ衛星２０２とＬＥＯ衛星１０４及び１０４’のサイクル曖昧性は（例えば楕円２４０２により図示）、ＬＥＯ衛星１０４及び１０４’の大角度動作を利用することによって推定できる。
【０１１０】
図２４におけるナビゲーション装置１０２（例えばこの実施形態では航空機）の位置は、図２２〜２３との関係で上述したやり方で同様に求めることができる。特に下の表記は、連続型変数ｂとして表された衛星距離バイアスのほかに対流圏天頂遅延ＤＺとエポックｍにおけるユーザ位置ｘを求めるためｋ番目の擬似距離測定値を提供する。
【０１１１】
【数５】
【０１１２】
ここでも最小二乗法を使って位置調整、時間バイアス、及び距離バイアスのベクトルの連立方程式を解く。ＧＰＳ信号１０６を使った測定は単一周波数で対流圏バイアスを被るが、最終的な解は対流圏に左右されない。ＬＥＯ信号１０４及び１０４’を使った測定は対流圏の影響を免れ、（ＧＰＳ衛星２０２の実質的に静止した動きに比べて）、ＬＥＯ衛星１０４及び１０４’は急角度動作を呈するから、クロック及び測距バイアス間のコモンモードを除き、ジオメトリマトリックスは最大階数である。これは、ＧＰＳ衛星２０２のバイアス推定がＬＥＯ信号１０４及び１０４’を使った対流圏影響のない測定に基づきユーザを正確に測位する値をとることを意味する。
【０１１３】
図２５は、本発明の一実施形態に従いＧＰＳ信号１０６と単一ＬＥＯ信号１０４とを用いてナビゲーションを遂行するシステム１００使用を示す。視野内の単一ＬＥＯ衛星１０８の軌道ジオメトリは、位置不確実性楕円２５０２を現地水平に揃える軌道上にＬＥＯ衛星１０８を置く傾向がある。ＬＥＯ信号１０４とＧＰＳ信号１０６のほかに、ナビゲーション装置１０２（例えばこの実施形態では航空機）は第３の信号２５０４（例えばガリレオ衛星３０６やその他の衛星からの信号）をその位置判定に適宜役立てることができる。
【０１１４】
ナビゲーションシステムの完全性は、これを使用するべきでないときに適時ユーザに警告を発する能力によって評価することができる。この場合は、危険なナビゲーションシステム異常が検出されない確率によってナビゲーションシステムの完全性リスクを特徴づけることができる。一実施形態においては、受信機自律完全性監視（ＲＡＩＭ）によって高完全性を提供する形にシステム１００を実装できる。ＲＡＩＭ実装では、測定自己無撞着を監視して様々な障害モードにともなうナビゲーションエラーを検出する形にナビゲーション装置１０２を構成できる。有利なことに、ＬＥＯ衛星１０８の急速動作をかかる測定に役立てることができる。
【０１１５】
ＲＡＩＭでは、最小二乗適合の残差を使ってシステム不具合のカイ二乗仮説検出を行う。この場合は以下の式を使用することができる。
【０１１６】
【数６】
【０１１７】
上記の式で、φは距離測定値に相当し、Ｈは衛星ジオメトリマトリックスに相当し、
【０１１８】
【数７】
【０１１９】
は位置推定に相当する。ナビゲーション装置１０２は位置決定を求めた後に測定残差Ｒを計算するように構成できる。もしもＲが閾値に満たなければ、システム１００は正常に作動していると考えられる。もしもＲが閾値以上なら、ナビゲーション装置１０２は完全性警告を発することができる。
【０１２０】
図２６は、本発明の一実施形態に従い測距誤差が位置解に及ぼす影響を示す。通常、距離測定値には一貫性がある。ただし１つ以上の測定値に問題があって偏ると、誤差によって解は現実からかけ離れたものとなる。測定値の食い違いは実際の位置誤差と大いに相関するから、ＲＡＩＭにより誤差を検出できる。
【０１２１】
図２７は、システムキャリア位相の精度が閉塞と低劣な精度希釈（ＤＯＰ）ジオメトリとをどのように埋め合わせるかを示す。二次元の場合は最小二乗適合によって位置誤差の垂直成分を排除する。有利なことに、一実施形態においてはセンチメールレベルのキャリア位相精度でシステム１００を実装することによって閉塞時に堅牢なナビゲーションを提供することができる。図示されたとおり、図２７のプロセスには予め測量された高度地図を使用することもできる。
【０１２２】
図２８は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ衛星１０８とＧＰＳ衛星２０２から直接受信する信号を使ってナビゲーションを遂行するシステム１００使用を示す。図２９は図８に類似する実装を示すものだが、ＬＥＯ信号１０４とＧＰＳ信号１０６の瞬間的中断によってサービスの継続に支障をきたさないようにするためネットワーク３１６と測距信号３１８が加わっている。
【０１２３】
既に述べたとおり、システム１００は、ナビゲーション装置１０２がナビゲーション信号１０４Ｂ／１０４Ｃ／１０４Ｄを使って行うナビゲーションを促進するため、基準網２０４の基準局からのデータアップリンク３２０をサポートするように構成できる。適切に構成されたナビゲーション装置１０２によってデータアップリンク３２０をサポートすることもできる。この場合は、データアップリンク３２０を使って基準網２０４及び／またはナビゲーション装置１０２からＬＥＯ衛星１０８へ何らかの所望のデータを引き渡すこともでき、これは後ほどＬＥＯ信号１０４の通信信号１０４Ａの一部としてブロードキャストする。
【０１２４】
ＧＰＳ時刻とＵＴＣはシステム１００の精密タイミング機能から入手できるから、一方向アップリンクプロトコルによってダイレクト双方向同期のないデータアップリンク３２０が可能である。データアップリンク３２０の時間と周波数の整相はＬＥＯ衛星１０８に到達させるため事前配置でき、衛星の瞬時キャリア位相とフレーム構造はシンボル単位で正確に一致する。適切なマルチユースプロトコルを使えば、多数のナビゲーション装置１０２でアップリンクチャネルを共用することが可能となる。かかるマルチユースプロトコルは時間、周波数、符号、またはこれらの組み合わせによって実装できる。一実施形態においては、妨害防止特性と低傍受・検出確率（ＬＰＩ／Ｄ）特性を備えるスペクトル拡散アップリンクとしてデータアップリンク３２０を構成できる。別の実施形態においては、多数のシンボルにわたってデータアップリンク３２０の低出力信号を総計することによってノイズから集約されたマクロシンボルを引き出し、ＬＰＩ／Ｄアップリンクを提供する
ことができる。
【０１２５】
図３０は、本発明の一実施形態に従いＬＥＯ衛星１０８へ至るアップリンク３２０のデータバースト３００２の汎用フレーム構造を示す。一実施形態においては、１バースト当たり４１４ビットで約２４０チャネルのアップリンクバーストをサポートする形にデータアップリンク３２０を構成できる。データアップリンク３２０をシンボル単位で正しく整合させるため、一実施形態においてはＬＥＯ衛星１０８のフレーム構造を休止状態に事前配置する（例えば、ＬＥＯ衛星１０８のマスタクロックに対し時間シフトなし、周波数シフトなし）。別の実施形態では、ＬＥＯ衛星１０８へ至るデータアップリンク３２０のため適当な同期信号を生成する形に基準網２０４の基準局を構成する。この同期信号により、バースト内のデータシンボルのフレーム構造はＵＴＣまたはＧＰＳ時間基準に事前整合する。
【０１２６】
図３１は、本発明の一実施形態に従いデータアップリンク３２０の同期をとる地上インフラを示す。特に、図３１の地上インフラに含まれる基準網２０４の基準局は、各データバースト３００２のペイロードフィールド３１０４を整合させるために使用する。一実施形態においては、ペイロード３１０４に割り当てられたバースト部分のときにブロードキャストを行わないよう基準局を構成できる（この時間はナビゲーション装置１０２のため確保される）。各々のナビゲーション装置１０２は一実施形態において、特定の時間と周波数スロットの中で単一シンボルをアップリンクすることを許可される。こうすれば、自身の位置とＵＴＣ／ＧＰＳ時刻を知るナビゲーション装置１０２によって各シンボル（またはＱＰＳＫアップリンクフレーム構造における各直交ビット）に個別に対処できる。ナビゲーション装置１０２は、所定のフィールドの中でビットを割り当てる適当なマルチユースプロトコルに従って実装できる。例えばＣＤＭＡプロトコルなら、多数のナビゲーション装置１０２が同じビットを共用することさえできる。
【０１２７】
データアップリンク３２０は種々の実施形態において低出力信号で実装できる。例えば一実施形態においてはミリワットレベルのブロードキャストを使ってアップリンク３２０を実装し、ＬＥＯ衛星１０８に向けて毎秒数ビットのデータを送信できる。この電力を、例えば１０ＭＨｚ帯域幅にわたって分散させれば、ＬＰＩ／Ｄ用途にとって適度な電力束スペクトル密度が得られる。そのようなアップリンク３２０のスペクトル拡散実装は対妨害保護をも提供する。
【０１２８】
図３２は、本発明の一実施形態に従いデータアップリンク３２０に使用する低レベル信号の一実装を示す。ＬＥＯ衛星１０８は一実施形態において、ＱＰＳＫ変調で各ビットをバックグランドノイズとともに受信するよう構成できる。ＱＰＳＫは２つの直交二相位相偏移キー（ＢＰＳＫ）ストリームから合成できるため、図３２には簡略化されたＢＰＳＫ確率分布（一対のオフセットガウス分布）が示されている。ＬＥＯ衛星１０８の復調器の中にある検出器は通常、ゼロの閾値に基づき「１」または「０」（ここでは−１）決定を行い、ビット誤り率はＳＮＲの関数としてガウス下のエリアを積分することによって計算する。
【０１２９】
一実施形態においては復調器がハードリミッタとして扱われる。ＳＮＲが１を下回る場合、図３２に見られる中央のガウス曲線は典型的である。信号（すなわちデータビット）の存在によって曲線は左右にわずかにずれるが、一般的に出力はノイズであふれる。ただしＬＥＯ衛星１０８は、多数の個別サンプルを平均化することによって信号の出現を検出できる。当業者にとって公知の計算はハードリミッタの損失を約２ｄＢに設定する。ただし２ｄＢの有効アナログ−デジタル変換損失の場合は、たとえＬＥＯ衛星１０８がもとより通信衛星として実装されていたとしても、入力信号は完全に保たれる。上記のアプローチは特定のＬＥＯ衛星１０８実装に限定されない。
【０１３０】
種々の実施形態においては、基準網２０４、ナビゲーション装置１０２、または搭載ＬＥＯ衛星１０８によってデータビットの処理を遂行できる。別の実施形態においては、マルチビットＲＦフロントエンドを備える特注復調器を使用し、アナログベントパイプアーキテクチャで実装されたＬＥＯ衛星１０８で２ｄＢのハードリミッタ損失を解消することができる。
【０１３１】
図３３は、本発明の一実施形態に従いデータアップリンク３２０をサポートするように構成された送信機３３００のブロック図を示す。これに関し、基準網２０４の基準局の一部として、または１つ以上のナビゲーション装置１０２の一部として、送信機３３００を提供できることは理解されよう。例えば送信機３３０は一実施形態において、手持ち型防衛先進ＧＰＳ受信機（ＤＡＧＲ）手持ち型装置、携帯電話ハンドセット、その他のコンパクトで低コストな装置に組み込むことができる。有利なことに、かかるナビゲーション装置１０２は、そのユーザが低レイテンシのテキストまたはステータスメッセージをデータアップリンク３２０にのせて世界のどこからでも送信できるように構成でき、送信されたテキストまたはステータスメッセージはさらに通信信号１０４Ａにのせてブロードキャストできる。
【０１３２】
図３３に見られるとおり、ナビゲーション装置１０２の位置及びクロック（例えばナビゲーション解３３０２により提供）とＬＥＯ衛星１０８の位置及びクロック（例えばナビゲーションプリプロセッサ１９１２により提供）との差を計算することによってアプリオリタイミング繰り上げパラメータτ０を形成し、このパラメータは図示されたタイミング繰り上げ計算ブロック３３０８で使用する。この場合のτ０は、個々のデータビットｄｎｍの送信を繰り上げて適切な時間と整相でＬＥＯ衛星１０８に到達させるためのリードタイムに相当する。
【０１３３】
このタイミング繰り上げパラメータはベースバンドプロセッサにおける信号の合成を左右する。アップリンクするデータは、ユーザの嗜好に従いブロック３３０４で符号化され、暗号化される。データ変調ブロック３３０６は４０％ルート累乗余弦パルスを生成し、これは適当なデータビットと、ＰＲＮダイレクトシーケンス符号と、ＰＲＮ生成ブロック３３１０と合成ブロック３３１２とによって提供されるチャネル周波数オフセットとによって変調される。チャネルはいくらでも同時に並列処理できる。図３３のブロック３３１６乃至３３２４に見られるとおり、信号は総計され、アップコンバートされ（この場合は１００ＭＨｚにより）、実際の形状に変換され、デジタルからアナログへ変換され、ブロードキャストのためＲＦに変換される。
【０１３４】
コンパクトな低出力動作のため、ベースバンド成分はＤＡＧＲまたは携帯電話ハンドセットの修正ベースバンドリアルエステートの中に存在するよう構成できる。ＤＡＧＲまたは携帯電話ハンドセットではＧＰＳ信号用のアンテナ３３２４を使用することもできる。一実施形態においては、データアップリンクブロードキャストハードウェアの消費電力と形状因子をハンドセット用に、またはコンパクト用に、実装できる。例えば一実施形態においては、１０ｄＢｍのＲＦ出力電力を提供し３Ｖで２５ｍＡを引き出すＲＦ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｖｉｃｅｓ社のＲＦ２６３８チップによってかかる送信ハードウェアを実装できる。
【０１３５】
図３４は、本発明の一実施形態に従いデータアップリンク３２０をサポートするように構成されたＬＥＯ衛星１０８の様々なコンポーネント３４００のブロック図を示す。ＬＥＯ衛星１０８は一実施形態において、アンテナ３４０２と受信ブロック３４０４を通じてデータビットインパルスを受信し、内部フレーム構造に決定を、すなわち＋１または−１を、挿入するように構成できる。ＰＲＮ生成ブロック３４０６は、アップリンク上での周
波数ホッピングを、ナビゲーション装置１０２とＬＥＯ衛星１０８にとって既知のパターンで指示する。また、着信ビットにはＰＲＮ生成ブロック３４０８によってダイレクトシーケンスＰＲＮ符号が適用される。様々なマクロシンボル仮説（仮説生成ブロック３４１０により提供）に関連する波形は着信信号と混ぜ合わされ、これをプロセッサ３４１２によって処理することにより（例えば、プロセッサ７１８との関係で既に述べたやり方で処理）、最終的なデータメッセージ３４１４を提供する。ここで説明したＬＥＯ信号１０４と同様、直交符号化はノイズスペクトル密度当たりのビットエネルギー（Ｅｂ／Ｎ０）で優れた性能をデータアップリンク３２０に提供する。
【０１３６】
データアップリンク３２０は、ＰＲＮ符号変調のおかげでビルトイン測距信号をも含む。ナビゲーション装置１０２からＬＥＯ衛星１０８までの距離を推定するため、ＬＥＯ衛星１０８で遅延ロックループ（ＤＬＬ）を提供することもできる。その結果、逆三角測量を遂行し、多数のＬＥＯ衛星１０８を用いてナビゲーション装置１０２の位置を受動的に三角測量することが可能となる。
【０１３７】
有利なことに、システム１００は様々な用途において所望の特徴を提供する形に使用できる。例えば一実施形態においては、高速誘導再キーイングを提供する形にシステム１００を実装できる。システム１００と併せて公開−秘密鍵インフラ手法を使用すれば、暗号化トラフィック鍵を無線で引き渡す前に双方向データリンクを使ってナビゲーション装置１０２の認証を行うことができる。こうすれば、特定のユーザと、受信機と、位置と、再キーイングの時間とに対する管理を万全に保つことができる。
【０１３８】
別の実施形態においては、共同平和維持部隊の状況判断を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合、ナビゲーション装置１０２は近くにいる味方の部隊と位置情報を共有でき、危険区域や敵の所在地情報もリアルタイムで共有できる。
【０１３９】
別の実施形態においては、通信ナビゲーションと監視による航空交通管理を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合にナビゲーション装置１０２を航空機の中で（例えば、航空機のマルチモード受信機（ＭＭＲ）のアンテナ及びＧＰＳカードの代わりに）実装すれば、Ｃａｔ ＩＩＩ着陸、ビルトイン通信リンク、総合自動従属監視、宇宙ベースの総合航空交通管制などが可能となる。
【０１４０】
別の実施形態においては、捜索救助を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合は、軍事目的と民生目的の両方でグローバルＥ９１１機能を提供する形にナビゲーション装置１０２を実装できる。軍事用データアップリンク３２０のＬＰＩ／Ｄ特性を活かせば、敵対的状況下での改造ＤＡＧＲ使用を制限できる。
【０１４１】
別の実施形態においては、配送中の宛先変更を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合は、改造ＤＡＧＲから発行されるコマンドを使って誘導する軍需品の指示や宛先変更をリアルタイムで行うことができる。
【０１４２】
別の実施形態においては、戦闘被害評価を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合は、ヒトやセンサの形で収集される位置情報等の情報をデータアップリンク３２０を通じて速やかに集約することができる。別の実施形態においては気象情報を支援する形にシステム１００を実装でき、この情報は位置と相関させてリアルタイムで集約することができる。
【０１４３】
別の実施形態においては、妨害装置出力の測定値や妨害装置の使用時間または周波数特性をナビゲーション装置１０２からなるネットワークで収集し、妨害装置の正確な位置を三角測量で測量する形にシステム１００を実装できる。
【０１４４】
別の実施形態においては、スポットビーム制御を支援する形にシステム１００を実装できる。この場合は、妨害対策の目的でスポットビーム出力を統制する管轄範囲をナビゲーション装置１０２に委ねることができる。例えばナビゲーション装置１０２は、妨害に遭った場合にＬＥＯ信号１０４のブロードキャスト出力をリアルタイムで増加させるリクエストを出すように構成できる。かかる実装は軍事または民間ユーザが人命の安全を図るのに役立てることができ、その管轄範囲は政府の方針によって決まる。
【０１４５】
別の実施形態においては、全地球規模の携帯電話テキストメッセージングを支援する形にシステム１００を実装できる。例えば、ナビゲーション装置１０２（例えば、改造ＤＡＧＲまたは携帯電話機ハンドセット）にデータアップリンク３２０能力を用意すれば、世界中のどこからでもテキストメッセージを送受できる。
【０１４６】
上述した実施形態は本発明を例証するものであって、これを制限するものではない。本発明の原理に従い数多くの修正とバリエーションが可能であることを理解されたい。よって、本発明の範囲は専ら添付の請求項によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の一実施形態に従い総合高性能ナビゲーション通信システムの概観を提示する。
【図２】本発明の一実施形態に従い図１のシステムのさらなる概観を提示する。
【図３】本発明の一実施形態に従い図１のシステムの全体的操業構成を示す。
【図４】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号を実装する一アプローチを示す。
【図５】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号に関連する自己相関関数を示す。
【図６】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号の軍事用ナビゲーション成分を復号化するプロセスを示す。
【図７】本発明の一実施形態に従いナビゲーション装置の相関器のブロック図を示す。
【図８】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号の商用ナビゲーション成分を復号化するプロセスを示す。
【図９】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号の商用ナビゲーション成分を復号化する代替プロセスを示す。
【図１０】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号の民生用ナビゲーション成分を復号化するプロセスを示す。
【図１１】本発明の一実施形態に従い低地球軌道信号のナビゲーション成分とＧＰＳ符号との比較を示す。
【図１２】本発明の一実施形態に従いナビゲーション信号の局地的妨害を遂行するにあたって使用できる妨害装置のブロック図を示す。
【図１３】本発明の一実施形態に従い図１２の妨害装置の動作を周波数及び時間領域で表す。
【図１４】本発明の一実施形態に従い擬似ランダムノイズを生成するプロセスを示す。
【図１５】本発明の一実施形態に従いチャネル選択プールから均一に分布するモジュロ範囲の整数を構成するプロセスを示す。
【図１６】本発明の一実施形態に従いチャネル選択プールをランダム非重複チャネルのリストに変換するプロセスを示す。
【図１７】本発明の一実施形態に従い図１６のプロセスによって生成される周波数ホッピングパターンを示す。
【図１８】本発明の一実施形態に従いナビゲーション信号を受信しダウンコンバージョンのためサンプリングするよう構成された受信プロセッサのブロック図を示す。
【図１９】本発明の一実施形態に従い測距処理を遂行するよう構成されたナビゲーションプロセッサのブロック図を示す。
【図２０】本発明の一実施形態に従い図１９のナビゲーションプロセッサで使用する様々な状態変数定義を示す。
【図２１】本発明の一実施形態に従い信号追跡を遂行するよう構成された追跡モジュールのブロック図を示す。
【図２２】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２３】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２４】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２５】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２６】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２７】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２８】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図２９】本発明の種々の実施形態に従い異なる環境の中でナビゲーションを遂行する様々なナビゲーションシステム使用を示す。
【図３０】本発明の一実施形態に従い低地球軌道衛星アップリンクの汎用フレーム構造を示す。
【図３１】本発明の一実施形態に従い低地球軌道衛星データアップリンクの同期をとる地上インフラを示す。
【図３２】本発明の一実施形態に従い低レベルデータアップリンク信号の一実装を示す。
【図３３】本発明の一実施形態に従い低地球軌道衛星データアップリンクをサポートする送信機のブロック図を示す。
【図３４】本発明の一実施形態に従いデータアップリンクをサポートするように構成された低地球軌道衛星の様々なコンポーネントのブロック図を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナビゲーションを遂行する方法であって、
ｉ．低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信するステップと、
ｉｉ．前記ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化するステップと、
ｉｉｉ．第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信するステップと、
ｉｖ．前記第１及び第２の測距発信源に関連する較正情報を割り出すステップと、
ｖ．前記ナビゲーション信号と、前記第１及び第２の測距信号と、前記較正情報とを用いて位置を計算するステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記ＬＥＯ信号は、通信信号と前記ナビゲーション信号とを備え、前記ＬＥＯ衛星は、前記ＬＥＯ信号を提供するように構成された通信衛星である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＬＥＯ衛星は、イリジウム衛星とグローバルスター衛星とからなるグループから選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ナビゲーション信号は、前記ＬＥＯ信号の複数のチャネルで符号化される擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）信号を備える、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項５】
前記ナビゲーション信号は、軍事用ナビゲーション信号と、商用ナビゲーション信号と、民生用ナビゲーション信号とからなるグループから選択される、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項６】
前記測距信号の少なくとも１つは、携帯電話機信号と、テレビ信号と、全地球測位システム（ＧＰＳ）信号とからなるグループから選択される、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項７】
前記較正情報は、符号タイミングと、キャリア位相と、データビットと、シンボル位相とを備える、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項８】
ｉ．携帯電話網を通じて前記ナビゲーション信号の複製を受信するステップと、
ｉｉ．前記ナビゲーション信号の前記複製と、前記第１及び第２の測距信号と、前記較正情報とを用いて位置を計算するステップとをさらに備える、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、手持ち型ナビゲーション装置と、車両搭載ナビゲーション装置と、航空機搭載ナビゲーション装置とからなるグループから選択される装置によって遂行される、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法の遂行は、ナビゲーション装置による暗号鍵の所持を条件とする、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項１１】
ナビゲーション装置であって、
ｉ．低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信する手段と、
ｉｉ．前記ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化する手段と、
ｉｉｉ．第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信する手段と、
ｉｖ．前記第１及び第２の測距発信源に関連する較正情報を割り出す手段と、
ｖ．前記ナビゲーション信号と、前記第１及び第２の測距信号と、前記較正情報とを用い
て位置を計算する手段とを備える、
ナビゲーション装置。
【請求項１２】
単一周波数全地球測位システム（ＧＰＳ）Ｌ１信号を用いて電離圏効果を推定する手段をさらに備える、請求項１１に記載のナビゲーション装置。
【請求項１３】
前記ナビゲーション信号と前記第１の信号とを用いて航空機のための三次元自動着陸案内を提供する手段をさらに備え、前記第１の測距発信源は衛星である、請求項１１または１２に記載のナビゲーション装置。
【請求項１４】
前記ナビゲーション信号を用いて垂直自動着地案内を提供する手段をさらに備える、請求項１１〜１３のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項１５】
受信機自律完全性監視（ＲＡＩＭ）を実装する手段をさらに備える、請求項１１〜１４のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項１６】
低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を提供する方法であって、
ｉ．複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供するステップであって、ここで前記送信チャネルは、１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備える、ステップと、
ｉｉ．ナビゲーション信号に対応する第１の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）測距オーバーレイを生成するステップと、
ｉｉｉ．前記ナビゲーションチャネルの第１のセットへ前記第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用するステップと、
ｉｖ．前記通信チャネルと前記ナビゲーションチャネルとをＬＥＯ信号にまとめるステップと、
ｖ．前記ＬＥＯ衛星から前記ＬＥＯ信号をブロードキャストするステップとを備える、
方法。
【請求項１７】
複数の受信スロットにわたって複数の受信チャネルを提供するステップをさらに備え、前記受信チャネルと前記通信チャネルは、複数の通話に関連付けられ、各通話は、前記送信スロットの少なくとも１つと前記受信スロットの少なくとも１つとに関連付けられる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
或る操業エリアにわたって前記ＬＥＯ信号のさらなるブロードキャストを無効にするステップをさらに備える、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
ｉ．データ信号を受信するステップと、
ｉｉ．前記データ信号の中で符号化されたデータを判定するため、前記データ信号の複数の単一ビット測定値を平均化するステップと、
ｉｉｉ．前記データ信号を前記ＬＥＯ信号にまとめるステップとをさらに備える、請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
低地球軌道（ＬＥＯ）衛星であって、
ｉ．前記ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号をブロードキャストするのに適したアンテナと、
ｉｉ．プロセッサとを備え、同プロセッサは、
ｉ．複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供し、ここで前記送信チャネルは、１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備え、
ｉｉ．ナビゲーション信号に対応する第１の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）測距オーバーレイを生成し、
ｉｉｉ．前記ナビゲーションチャネルの第１のセットへ前記第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用し、
ｉｖ．前記通信チャネルと前記ナビゲーションチャネルとを前記ＬＥＯ信号にまとめるのとに適する、
ＬＥＯ衛星。
【請求項２１】
前記送信スロットは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）フレーム内に構成される、請求項２０に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２２】
前記送信スロットは、複数の周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）周波数帯内に構成される、請求項２０または２１に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２３】
前記プロセッサは、複数の受信スロットにわたって複数の受信チャネルを提供するのに適し、前記受信チャネルと前記通信チャネルは、複数の通話に関連付けられ、各通話は、前記送信スロットの少なくとも１つと前記受信スロットの少なくとも１つとに関連付けられる、請求項２０〜２２のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２４】
前記ナビゲーション信号は軍事用ナビゲーション信号であり、前記プロセッサは、
ｉ．商用ナビゲーション信号に対応する第２のＰＲＮ測距オーバーレイを生成し、
ｉｉ．前記ナビゲーションチャネルの第２のセットへ前記第２のＰＲＮ測距オーバーレイを適用し、
ｉｉｉ．民生用ナビゲーション信号に対応する第３のＰＲＮ測距オーバーレイを生成し、ｉｖ．前記ナビゲーションチャネルの第３のセットへ前記第３のＰＲＮ測距オーバーレイを適用するのとに適する、請求項２０〜２３のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２５】
前記プロセッサは、
ｉ．複数のカウンタ入力値に応じて複数の暗号を生成し、
ｉｉ．前記暗号を用いて前記ナビゲーションチャネルの前記第１のセットの前記ナビゲーションチャネルを選択するのとに適する、請求項２０〜２４のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２６】
前記プロセッサは、
ｉ．複数のカウンタ入力値に応じて複数の暗号を生成し、
ｉｉ．前記暗号を用いて複数のダイレクトシーケンスチップを選択するのとに適し、前記選択されるダイレクトシーケンスチップは、前記ナビゲーション信号に対応する、請求項２０〜２５のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２７】
前記ＬＥＯ衛星は、イリジウム衛星とグローバルスター衛星とからなるグループから選択される、請求項２０〜２６のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２８】
低地球軌道（ＬＥＯ）衛星に至るデータアップリンクを提供する方法であって、
前記ＬＥＯ衛星から受信するＬＥＯ信号と、第１の測距発信源から受信する第１の測距信号と、第２の測距発信源から受信する第２の測距信号とを用いて位置情報を割り出すステップと、
ローカルクロック基準とＬＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出すステップと、
前記ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備するステップと、
前記タイミング繰り上げパラメータを用いて前記データアップリンク信号を前記ＬＥＯ衛星に同期させるステップと、
前記ＬＥＯ衛星へ前記データアップリンク信号をブロードキャストするステップとを備える、
方法。
【請求項２９】
前記ＬＥＯ衛星を通じて前記データアップリンク信号と通信信号とを使用する双方向通信を促進するため、前記ＬＥＯ信号から前記通信信号を復号化するステップをさらに備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記通信信号と前記データアップリンク信号は、通話を備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記通信信号と前記データアップリンク信号とを用いて航空交通管理を遂行するステップをさらに備える、請求項２９または３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記データアップリンク信号は、ビーム制御リクエストを備える、請求項２８〜３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
前記アップリンクデータは、テキストメッセージを備える、請求項２８〜３２のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
前記データアップリンク信号は、複数のチャネルを備え、前記チャネルは、複数の周波数帯と複数のタイムスロットとにわたって分布し、前記準備するステップは、
前記アップリンクデータを備える擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）オーバーレイを生成するステップと、
前記チャネルへ前記ＰＲＮオーバーレイを適用するステップと、
前記データアップリンク信号を提供するため前記チャネルをまとめるステップとを備える、請求項２８〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
前記方法は、手持ち型ナビゲーション装置と、車両搭載ナビゲーション装置と、航空機搭載ナビゲーション装置とからなるグループから選択される装置によって遂行される、請求項２８〜３４のいずれかに記載の方法。
【請求項３６】
前記ＬＥＯ衛星は、イリジウム衛星とグローバルスター衛星とからなるグループから選択される、請求項２８〜３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
データアップリンク装置であって、
ｉ．低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信し、
ｉｉ．第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信し、
ｉｉｉ．前記ＬＥＯ衛星へデータアップリンク信号をブロードキャストするのとに適する、アンテナと、
ｉ．前記ＬＥＯ信号と、前記第１のＬＥＯ信号と、前記第２のＬＥＯ信号とを用いて位置情報を割り出し、
ｉｉ．ローカルクロック基準とＬＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出し、
ｉｉｉ．前記ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備し、
ｉｖ．前記タイミング繰り上げパラメータを用いて前記データアップリンク信号を前記ＬＥＯ衛星に同期させるのとに適する、プロセッサとを備える、
データアップリンク装置。
【請求項３８】
前記プロセッサは、前記ＬＥＯ衛星を通じて前記データアップリンク信号と通信信号とを使用する双方向通信を促進するため、前記ＬＥＯ信号から前記通信信号を復号化するのに適する、請求項３７に記載のデータアップリンク装置。
【請求項３９】
前記プロセッサは、前記通信信号を復号化するため前記ＬＥＯ信号の複数の単一ビット測定値を平均化するのに適する、請求項３８に記載のデータアップリンク装置。
【請求項４０】
前記プロセッサは、前記通信信号と前記データアップリンク信号とを用いて再キーイング操作を遂行するように構成される、請求項３８または３９に記載のデータアップリンク装置。
【請求項４１】
前記プロセッサは、前記通信信号と前記データアップリンク信号とを用いて航空交通管理を遂行するように構成される、請求項３８〜４０のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４２】
前記データアップリンク信号は、全地球規模の救難連絡を備える、請求項３７〜４１のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４３】
前記アップリンクデータは、前記位置情報を備える、請求項３７〜４２のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４４】
前記ナビゲーション信号は、軍事用ナビゲーション信号と、商用ナビゲーション信号と、民生用ナビゲーション信号とからなるグループから選択される、請求項３７〜４３のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４５】
前記ＬＥＯ衛星クロック基準は、前記ＬＥＯ信号によって提供される、請求項３７〜４４のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４６】
前記プロセッサは、複数のビットの中で前記アップリンクデータの単一ビットを符号化するのに適する、請求項３７〜４５のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４７】
ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行する方法であって、前記ナビゲーション信号は、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、前記方法は、
複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ発信源を前記複数の周波数帯へフィルタするステップであって、ここで前記ナビゲーション信号は前記ＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、前記チャネルは前記周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布する、ステップと、
前記チャネルにわたって前記ナビゲーション信号を分散させるため前記ＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスに対応する擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）シーケンスを生成するステップと、
複数の変調済みノイズ信号を提供するため前記ＰＲＮシーケンスを使って前記フィルタ済みノイズ信号を変調するステップと、
前記ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって前記変調済みノイズ信号をブロードキャストするステップとを備え、前記妨害バーストは、前記操業エリアの中で前記ナビゲーション信号を概ね遮るように構成される、方法。
【請求項４８】
前記妨害バーストはさらに、前記操業エリアの中だけで前記ナビゲーション信号を概ね遮るように構成される、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記ナビゲーション信号は民生用ナビゲーション信号であって、前記ＬＥＯ信号はさらに、複数の別の周波数帯と複数の別のタイムスロットとにわたって分布する前記ＬＥＯ信号の複数の別のチャネルにわたって分散する軍事用ナビゲーション信号を備え、妨害バーストはさらに、前記操業エリアの中で前記軍事用ナビゲーション信号に概ね一致しないように構成される、請求項４７または４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記民生用ナビゲーション信号は、これのチャネルにわたって分布する第１の出力レベルを呈し、前記軍事用ナビゲーション信号は、これのチャネルにわたって分布する第２の出力レベルを呈し、前記第２の出力レベルは、前記第１の出力レベルより大きい、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記妨害バーストは、前記第１の出力レベルより大きい出力レベルを呈する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記軍事用ナビゲーション信号は、前記民生用ナビゲーション信号より多くのチャネルに関連付けられる、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行するように構成された妨害装置であって、前記ナビゲーション信号は、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、前記装置は、
ノイズ信号を提供するのに適したノイズ発信源と、
複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ信号を前記複数の周波数帯へフィルタするのに適した複数のフィルタと、ここで前記ナビゲーション信号は前記ＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、前記チャネルは前記周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布する、
前記チャネルにわたって前記ナビゲーション信号を分散させるため前記ＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスを提供するのに適した擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）シーケンス生成器と、
複数の変調済みノイズ信号を提供するため前記ＰＲＮシーケンスを使って前記フィルタ済みノイズ信号を変調するのに適した複数の発振器と、
前記ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって前記変調済みノイズ信号をブロードキャストするのに適したアンテナとを備え、前記妨害バーストは、前記操業エリアの中で前記ナビゲーション信号を概ね遮るように構成される、妨害装置。
【請求項５４】
前記変調済みノイズ信号をブロードキャストに向けて準備するのに適したアップコンバータをさらに備える、請求項５３に記載の妨害装置。
【請求項５５】
前記ＬＥＯ信号の前記チャネルは、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）構成で前記周波数帯にわたって、そして時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）構成で前記タイムスロットにわたって、分布する、請求項５３または５４に記載の妨害装置。
【請求項５６】
前記ＬＥＯ衛星は、イリジウム衛星とグローバルスター衛星とからなるグループから選択される、請求項５３〜５５のいずれかに記載の妨害装置。
【請求項５７】
前記妨害装置は、前記操業エリアに位置するのに適する、請求項５３〜５６のいずれかに記載の妨害装置。
【請求項１】
ナビゲーションを遂行する方法であって、
ｉ．低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信するステップと、
ｉｉ．前記ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化するステップと、
ｉｉｉ．第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信するステップと、
ｉｖ．前記第１及び第２の測距発信源に関連する較正情報を割り出すステップと、
ｖ．前記ナビゲーション信号と、前記第１及び第２の測距信号と、前記較正情報とを用いて位置を計算するステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記ＬＥＯ信号は、通信信号と前記ナビゲーション信号とを備え、前記ＬＥＯ衛星は、前記ＬＥＯ信号を提供するように構成された通信衛星である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＬＥＯ衛星は、イリジウム衛星とグローバルスター衛星とからなるグループから選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ナビゲーション信号は、前記ＬＥＯ信号の複数のチャネルで符号化される擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）信号を備える、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項５】
前記ナビゲーション信号は、軍事用ナビゲーション信号と、商用ナビゲーション信号と、民生用ナビゲーション信号とからなるグループから選択される、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項６】
前記測距信号の少なくとも１つは、携帯電話機信号と、テレビ信号と、全地球測位システム（ＧＰＳ）信号とからなるグループから選択される、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項７】
前記較正情報は、符号タイミングと、キャリア位相と、データビットと、シンボル位相とを備える、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項８】
ｉ．携帯電話網を通じて前記ナビゲーション信号の複製を受信するステップと、
ｉｉ．前記ナビゲーション信号の前記複製と、前記第１及び第２の測距信号と、前記較正情報とを用いて位置を計算するステップとをさらに備える、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、手持ち型ナビゲーション装置と、車両搭載ナビゲーション装置と、航空機搭載ナビゲーション装置とからなるグループから選択される装置によって遂行される、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法の遂行は、ナビゲーション装置による暗号鍵の所持を条件とする、先行するいずれかの請求項に記載の方法。
【請求項１１】
ナビゲーション装置であって、
ｉ．低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信する手段と、
ｉｉ．前記ＬＥＯ信号からナビゲーション信号を復号化する手段と、
ｉｉｉ．第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信する手段と、
ｉｖ．前記第１及び第２の測距発信源に関連する較正情報を割り出す手段と、
ｖ．前記ナビゲーション信号と、前記第１及び第２の測距信号と、前記較正情報とを用い
て位置を計算する手段とを備える、
ナビゲーション装置。
【請求項１２】
単一周波数全地球測位システム（ＧＰＳ）Ｌ１信号を用いて電離圏効果を推定する手段をさらに備える、請求項１１に記載のナビゲーション装置。
【請求項１３】
前記ナビゲーション信号と前記第１の信号とを用いて航空機のための三次元自動着陸案内を提供する手段をさらに備え、前記第１の測距発信源は衛星である、請求項１１または１２に記載のナビゲーション装置。
【請求項１４】
前記ナビゲーション信号を用いて垂直自動着地案内を提供する手段をさらに備える、請求項１１〜１３のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項１５】
受信機自律完全性監視（ＲＡＩＭ）を実装する手段をさらに備える、請求項１１〜１４のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項１６】
低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を提供する方法であって、
ｉ．複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供するステップであって、ここで前記送信チャネルは、１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備える、ステップと、
ｉｉ．ナビゲーション信号に対応する第１の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）測距オーバーレイを生成するステップと、
ｉｉｉ．前記ナビゲーションチャネルの第１のセットへ前記第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用するステップと、
ｉｖ．前記通信チャネルと前記ナビゲーションチャネルとをＬＥＯ信号にまとめるステップと、
ｖ．前記ＬＥＯ衛星から前記ＬＥＯ信号をブロードキャストするステップとを備える、
方法。
【請求項１７】
複数の受信スロットにわたって複数の受信チャネルを提供するステップをさらに備え、前記受信チャネルと前記通信チャネルは、複数の通話に関連付けられ、各通話は、前記送信スロットの少なくとも１つと前記受信スロットの少なくとも１つとに関連付けられる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
或る操業エリアにわたって前記ＬＥＯ信号のさらなるブロードキャストを無効にするステップをさらに備える、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
ｉ．データ信号を受信するステップと、
ｉｉ．前記データ信号の中で符号化されたデータを判定するため、前記データ信号の複数の単一ビット測定値を平均化するステップと、
ｉｉｉ．前記データ信号を前記ＬＥＯ信号にまとめるステップとをさらに備える、請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
低地球軌道（ＬＥＯ）衛星であって、
ｉ．前記ＬＥＯ衛星からＬＥＯ信号をブロードキャストするのに適したアンテナと、
ｉｉ．プロセッサとを備え、同プロセッサは、
ｉ．複数の送信スロットにわたって複数の送信チャネルを提供し、ここで前記送信チャネルは、１セットの通信チャネルと１セットのナビゲーションチャネルとを備え、
ｉｉ．ナビゲーション信号に対応する第１の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）測距オーバーレイを生成し、
ｉｉｉ．前記ナビゲーションチャネルの第１のセットへ前記第１のＰＲＮ測距オーバーレイを適用し、
ｉｖ．前記通信チャネルと前記ナビゲーションチャネルとを前記ＬＥＯ信号にまとめるのとに適する、
ＬＥＯ衛星。
【請求項２１】
前記送信スロットは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）フレーム内に構成される、請求項２０に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２２】
前記送信スロットは、複数の周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）周波数帯内に構成される、請求項２０または２１に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２３】
前記プロセッサは、複数の受信スロットにわたって複数の受信チャネルを提供するのに適し、前記受信チャネルと前記通信チャネルは、複数の通話に関連付けられ、各通話は、前記送信スロットの少なくとも１つと前記受信スロットの少なくとも１つとに関連付けられる、請求項２０〜２２のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２４】
前記ナビゲーション信号は軍事用ナビゲーション信号であり、前記プロセッサは、
ｉ．商用ナビゲーション信号に対応する第２のＰＲＮ測距オーバーレイを生成し、
ｉｉ．前記ナビゲーションチャネルの第２のセットへ前記第２のＰＲＮ測距オーバーレイを適用し、
ｉｉｉ．民生用ナビゲーション信号に対応する第３のＰＲＮ測距オーバーレイを生成し、ｉｖ．前記ナビゲーションチャネルの第３のセットへ前記第３のＰＲＮ測距オーバーレイを適用するのとに適する、請求項２０〜２３のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２５】
前記プロセッサは、
ｉ．複数のカウンタ入力値に応じて複数の暗号を生成し、
ｉｉ．前記暗号を用いて前記ナビゲーションチャネルの前記第１のセットの前記ナビゲーションチャネルを選択するのとに適する、請求項２０〜２４のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２６】
前記プロセッサは、
ｉ．複数のカウンタ入力値に応じて複数の暗号を生成し、
ｉｉ．前記暗号を用いて複数のダイレクトシーケンスチップを選択するのとに適し、前記選択されるダイレクトシーケンスチップは、前記ナビゲーション信号に対応する、請求項２０〜２５のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２７】
前記ＬＥＯ衛星は、イリジウム衛星とグローバルスター衛星とからなるグループから選択される、請求項２０〜２６のいずれかに記載のＬＥＯ衛星。
【請求項２８】
低地球軌道（ＬＥＯ）衛星に至るデータアップリンクを提供する方法であって、
前記ＬＥＯ衛星から受信するＬＥＯ信号と、第１の測距発信源から受信する第１の測距信号と、第２の測距発信源から受信する第２の測距信号とを用いて位置情報を割り出すステップと、
ローカルクロック基準とＬＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出すステップと、
前記ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備するステップと、
前記タイミング繰り上げパラメータを用いて前記データアップリンク信号を前記ＬＥＯ衛星に同期させるステップと、
前記ＬＥＯ衛星へ前記データアップリンク信号をブロードキャストするステップとを備える、
方法。
【請求項２９】
前記ＬＥＯ衛星を通じて前記データアップリンク信号と通信信号とを使用する双方向通信を促進するため、前記ＬＥＯ信号から前記通信信号を復号化するステップをさらに備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記通信信号と前記データアップリンク信号は、通話を備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記通信信号と前記データアップリンク信号とを用いて航空交通管理を遂行するステップをさらに備える、請求項２９または３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記データアップリンク信号は、ビーム制御リクエストを備える、請求項２８〜３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
前記アップリンクデータは、テキストメッセージを備える、請求項２８〜３２のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
前記データアップリンク信号は、複数のチャネルを備え、前記チャネルは、複数の周波数帯と複数のタイムスロットとにわたって分布し、前記準備するステップは、
前記アップリンクデータを備える擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）オーバーレイを生成するステップと、
前記チャネルへ前記ＰＲＮオーバーレイを適用するステップと、
前記データアップリンク信号を提供するため前記チャネルをまとめるステップとを備える、請求項２８〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
前記方法は、手持ち型ナビゲーション装置と、車両搭載ナビゲーション装置と、航空機搭載ナビゲーション装置とからなるグループから選択される装置によって遂行される、請求項２８〜３４のいずれかに記載の方法。
【請求項３６】
前記ＬＥＯ衛星は、イリジウム衛星とグローバルスター衛星とからなるグループから選択される、請求項２８〜３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
データアップリンク装置であって、
ｉ．低地球軌道（ＬＥＯ）衛星からＬＥＯ信号を受信し、
ｉｉ．第１及び第２の測距発信源から第１及び第２の測距信号をそれぞれ受信し、
ｉｉｉ．前記ＬＥＯ衛星へデータアップリンク信号をブロードキャストするのとに適する、アンテナと、
ｉ．前記ＬＥＯ信号と、前記第１のＬＥＯ信号と、前記第２のＬＥＯ信号とを用いて位置情報を割り出し、
ｉｉ．ローカルクロック基準とＬＥＯ衛星クロック基準とを用いてタイミング繰り上げパラメータを割り出し、
ｉｉｉ．前記ＬＥＯ衛星へブロードキャストされるアップリンクデータを備えるデータアップリンク信号を準備し、
ｉｖ．前記タイミング繰り上げパラメータを用いて前記データアップリンク信号を前記ＬＥＯ衛星に同期させるのとに適する、プロセッサとを備える、
データアップリンク装置。
【請求項３８】
前記プロセッサは、前記ＬＥＯ衛星を通じて前記データアップリンク信号と通信信号とを使用する双方向通信を促進するため、前記ＬＥＯ信号から前記通信信号を復号化するのに適する、請求項３７に記載のデータアップリンク装置。
【請求項３９】
前記プロセッサは、前記通信信号を復号化するため前記ＬＥＯ信号の複数の単一ビット測定値を平均化するのに適する、請求項３８に記載のデータアップリンク装置。
【請求項４０】
前記プロセッサは、前記通信信号と前記データアップリンク信号とを用いて再キーイング操作を遂行するように構成される、請求項３８または３９に記載のデータアップリンク装置。
【請求項４１】
前記プロセッサは、前記通信信号と前記データアップリンク信号とを用いて航空交通管理を遂行するように構成される、請求項３８〜４０のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４２】
前記データアップリンク信号は、全地球規模の救難連絡を備える、請求項３７〜４１のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４３】
前記アップリンクデータは、前記位置情報を備える、請求項３７〜４２のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４４】
前記ナビゲーション信号は、軍事用ナビゲーション信号と、商用ナビゲーション信号と、民生用ナビゲーション信号とからなるグループから選択される、請求項３７〜４３のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４５】
前記ＬＥＯ衛星クロック基準は、前記ＬＥＯ信号によって提供される、請求項３７〜４４のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４６】
前記プロセッサは、複数のビットの中で前記アップリンクデータの単一ビットを符号化するのに適する、請求項３７〜４５のいずれかに記載のデータアップリンク装置。
【請求項４７】
ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行する方法であって、前記ナビゲーション信号は、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、前記方法は、
複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ発信源を前記複数の周波数帯へフィルタするステップであって、ここで前記ナビゲーション信号は前記ＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、前記チャネルは前記周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布する、ステップと、
前記チャネルにわたって前記ナビゲーション信号を分散させるため前記ＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスに対応する擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）シーケンスを生成するステップと、
複数の変調済みノイズ信号を提供するため前記ＰＲＮシーケンスを使って前記フィルタ済みノイズ信号を変調するステップと、
前記ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって前記変調済みノイズ信号をブロードキャストするステップとを備え、前記妨害バーストは、前記操業エリアの中で前記ナビゲーション信号を概ね遮るように構成される、方法。
【請求項４８】
前記妨害バーストはさらに、前記操業エリアの中だけで前記ナビゲーション信号を概ね遮るように構成される、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記ナビゲーション信号は民生用ナビゲーション信号であって、前記ＬＥＯ信号はさらに、複数の別の周波数帯と複数の別のタイムスロットとにわたって分布する前記ＬＥＯ信号の複数の別のチャネルにわたって分散する軍事用ナビゲーション信号を備え、妨害バーストはさらに、前記操業エリアの中で前記軍事用ナビゲーション信号に概ね一致しないように構成される、請求項４７または４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記民生用ナビゲーション信号は、これのチャネルにわたって分布する第１の出力レベルを呈し、前記軍事用ナビゲーション信号は、これのチャネルにわたって分布する第２の出力レベルを呈し、前記第２の出力レベルは、前記第１の出力レベルより大きい、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記妨害バーストは、前記第１の出力レベルより大きい出力レベルを呈する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記軍事用ナビゲーション信号は、前記民生用ナビゲーション信号より多くのチャネルに関連付けられる、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
ナビゲーション信号の局地的妨害を遂行するように構成された妨害装置であって、前記ナビゲーション信号は、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星によって提供されるＬＥＯ信号の少なくとも一部分をなし、前記装置は、
ノイズ信号を提供するのに適したノイズ発信源と、
複数の周波数帯で複数のフィルタ済みノイズ信号を提供するためノイズ信号を前記複数の周波数帯へフィルタするのに適した複数のフィルタと、ここで前記ナビゲーション信号は前記ＬＥＯ信号の複数のチャネルにわたって分散し、前記チャネルは前記周波数帯と複数のタイムスロットにわたって分布する、
前記チャネルにわたって前記ナビゲーション信号を分散させるため前記ＬＥＯ衛星によって使用される変調シーケンスを提供するのに適した擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）シーケンス生成器と、
複数の変調済みノイズ信号を提供するため前記ＰＲＮシーケンスを使って前記フィルタ済みノイズ信号を変調するのに適した複数の発振器と、
前記ナビゲーション信号に対応する複数の妨害バーストを提供するため或る操業エリアにわたって前記変調済みノイズ信号をブロードキャストするのに適したアンテナとを備え、前記妨害バーストは、前記操業エリアの中で前記ナビゲーション信号を概ね遮るように構成される、妨害装置。
【請求項５４】
前記変調済みノイズ信号をブロードキャストに向けて準備するのに適したアップコンバータをさらに備える、請求項５３に記載の妨害装置。
【請求項５５】
前記ＬＥＯ信号の前記チャネルは、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）構成で前記周波数帯にわたって、そして時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）構成で前記タイムスロットにわたって、分布する、請求項５３または５４に記載の妨害装置。
【請求項５６】
前記ＬＥＯ衛星は、イリジウム衛星とグローバルスター衛星とからなるグループから選択される、請求項５３〜５５のいずれかに記載の妨害装置。
【請求項５７】
前記妨害装置は、前記操業エリアに位置するのに適する、請求項５３〜５６のいずれかに記載の妨害装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公表番号】特表２０１０−５０６１３８（Ｐ２０１０−５０６１３８Ａ）
【公表日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１１０９８（Ｐ２００９−５１１０９８）
【出願日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０１１９６３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０５７７８
【国際公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０１１９６３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０５７７８
【国際公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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