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專利名稱：定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定位裝置，該定位裝置例如是接收從衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS: Satellite Positioning System )的衛(wèi)星發(fā)送的電波，測(cè)定當(dāng)前^立 置的定位裝置。
背景技術(shù)：
目前，定位裝置是SPS接收機(jī)接收從衛(wèi)星發(fā)送的電波，并將載波 除去而得到SPS接收信號(hào)。而且，相關(guān)器利用衛(wèi)星的偽圖形碼和SPS接收信號(hào)實(shí)施相關(guān)計(jì)算。定位裝置的數(shù)據(jù)處理部在相關(guān)器輸出的相關(guān)值中選擇最大的相關(guān)值，基于表示最大的相關(guān)值的位置求出衛(wèi)星和SPS接收機(jī)之間的偽距離而測(cè)定當(dāng)前位置(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)1: US 6, 289， 041 Bl由于現(xiàn)有的定位裝置有如上所述的結(jié)構(gòu)，因此，在從衛(wèi)星直接來 的電波的功率強(qiáng)、從衛(wèi)星間接來的多路電波及干擾電平弱的環(huán)境下， 能高精度地測(cè)定當(dāng)前位置。但是，在建筑物之間的空間及室內(nèi)進(jìn)行定 位的情況下，該建筑物等成為遮擋物而使得從衛(wèi)星直接來的電波的功 率減弱時(shí)，在相關(guān)器輸出的相關(guān)值中，有時(shí)多路電波及外來干擾的相 關(guān)值變?yōu)樽畲蟆Ｔ谶@種情況下，成為不是基于從衛(wèi)星直接來的電波， 而是基于多路電波及外來干擾測(cè)定當(dāng)前位置，因此存在不能正確測(cè)定 當(dāng)前位置的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為解決上述問題而開發(fā)的，目的在于得到一種定位裝 置，即使在從衛(wèi)星直接來的電波減弱的接收環(huán)境下，也能正確定位當(dāng) 前位置。本發(fā)明的定位裝置為，設(shè)置有求出衛(wèi)星的偽圖形碼和由電波接收 單元接收的電波的相關(guān)，并輸出其相關(guān)值的相關(guān)值輸出單元，以該衛(wèi) 星和基準(zhǔn)站之間的偽距離為基準(zhǔn)，設(shè)定從該相關(guān)值輸出單元輸出的相
關(guān)值的有效范圍，并檢測(cè)該有效范圍內(nèi)的峰值。由此，即使在從衛(wèi)星直接來的電波減弱的接收環(huán)境下，也具有能 正確定位當(dāng)前位置等的效果。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的定位裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是表示測(cè)定當(dāng)前位置的定位環(huán)境的示意圖；圖3 (a)是表示從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星1的偽距離PR1的說明 圖，(b)是表示從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星2的偽距離PR2的說明圖；圖4 (a)是表示衛(wèi)星1的SPS信號(hào)的相關(guān)值的說明圖，(b)是 表示衛(wèi)星2的SPS信號(hào)的相關(guān)值的說明圖；圖5是表示中央處理部34內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖；圖6是表示變更前的閾值和有效范圍內(nèi)的相關(guān)值的說明圖；圖7是表示變更后的闊值和有效范圍內(nèi)的相關(guān)值的說明圖；圖8是表示變更前的有效范圍的說明圖；圖9是表示變更后的有效范圍的說明圖；圖10是表示檢測(cè)有效范圍內(nèi)的峰值的處理內(nèi)容的流程圖；圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的定位裝置的中央處理部34的結(jié) 構(gòu)圖；圖12是表示相關(guān)峰值圖形和相關(guān)值的圖形匹配的說明圖；圖13是表示由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)出的峰值的修正處理的說明圖。
具體實(shí)施方式
下面，為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施 方式參照附圖進(jìn)行說明。實(shí)施方式1圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的定位裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示 測(cè)定當(dāng)前位置的定位環(huán)境的示意圖。在圖中，衛(wèi)星1, 2將表示發(fā)送電波信號(hào)時(shí)的正確時(shí)刻和自己的 當(dāng)前位置的信息疊加到高頻電波中而發(fā)送。SPS基準(zhǔn)站4被固定于地面3的特定地方而接收從衛(wèi)星1,2發(fā)送 的高頻電波，求出自己和衛(wèi)星1之間的偽距離PR1及自己和衛(wèi)星2之 間的偽距離PR2,同時(shí)，求出衛(wèi)星1， 2之間的偽距離差A(yù)PR,并將 表示該偽距離PRl, PR2和偽距離差A(yù)PR的高頻信號(hào)發(fā)送到SPS接 收機(jī)5中。SPS接收機(jī)5搭載有圖1的定位裝置，在接收從衛(wèi)星1， 2發(fā)送的 高頻電波的同時(shí)，接收從基準(zhǔn)站4發(fā)送的高頻信號(hào)。在圖2的例中， SPS接收機(jī)5存在于可接收從SPS基準(zhǔn)站4發(fā)送的高頻信號(hào)的區(qū)域(例 如半徑10Km的區(qū)域)內(nèi)。收發(fā)天線11接收從SPS基準(zhǔn)站4發(fā)送的高頻信號(hào)。 數(shù)據(jù)收發(fā)部12的無線RF部13，在收發(fā)天線11接收到從SPS基 準(zhǔn)站4發(fā)送的高頻信號(hào)時(shí)，將該高頻信號(hào)進(jìn)行降頻變頻而輸出中頻信數(shù)據(jù)收發(fā)部12的通信信號(hào)處理部14從由無線RF部13輸出的中 波信號(hào)解調(diào)偽距離PR1， PR2和偽距離差A(yù)PR，并將該偽距離PR1, PR2和偽距離差A(yù)PR輸出到數(shù)據(jù)處理部32的中央處理部34中。由收發(fā)天線11及數(shù)據(jù)收發(fā)部12構(gòu)成信息接收單元。SPS接收天線21接收從衛(wèi)星1, 2發(fā)送來的高頻電波(包含時(shí)刻 信息及位置信息)。高頻電路部22的高頻放大部23使SPS接收天線21接收的高頻 電波放大。高頻電路部22的頻率合成部24生成從衛(wèi)星1， 2發(fā)送來的電波 的載波頻率。高頻電路部22的頻率變換部25，將通過頻率合成部24生成的載 波頻率與通過高頻放大部23放大的電波相乘，由此從該電波中除去 載波而解調(diào)。另外，因?yàn)樵谕ㄟ^高頻放大部23放大的電波的頻率中含有伴隨 多普勒現(xiàn)象的頻率誤差，所以，頻率變換部25檢測(cè)該頻率誤差，再 實(shí)施補(bǔ)償該SPS信號(hào)的頻率誤差的處理。高頻電路部22的A/D轉(zhuǎn)換部26,將從頻率變換部25輸出的解調(diào) 信號(hào)即模擬SPS信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字SPS信號(hào)。由SPS接收天線21及高頻電路部22構(gòu)成電波接收單元。 SPS信號(hào)處理部27的事前處理部28,將從高頻電路部22輸出的 SPS信號(hào)加到偽圖形碼的每一周期。SPS信號(hào)處理部27的偽圖形部29,每當(dāng)頻率合成部24生成載波 頻率就產(chǎn)生衛(wèi)星l, 2的偽圖形碼。SPS信號(hào)處理部27的相關(guān)器30，求出從偽圖形部29產(chǎn)生的偽圖 形碼和經(jīng)過事前處理部28相加處理后的SPS信號(hào)的相關(guān)，并輸出該 相關(guān)值。SPS信號(hào)處理部27的事后處理部31,將從相關(guān)器30輸出的相關(guān) 值加到每一數(shù)據(jù)調(diào)制周期。SPS信號(hào)處理部27構(gòu)成相關(guān)值輸出單元。 數(shù)據(jù)處理部32的操作部33具備受理用戶操作的功能。 數(shù)據(jù)處理部32的中央處理部34,以從數(shù)據(jù)收發(fā)部12輸出的衛(wèi)星 1, 2和SPS基準(zhǔn)站4之間的偽距離PR1, PR2為基準(zhǔn)，設(shè)定從SPS 信號(hào)處理部27輸出的相關(guān)值的有效范圍5 1， 52，并檢測(cè)該有效范 圍5 1， 5 2內(nèi)的峰值。但是，當(dāng)有效范圍5 1, 5 2內(nèi)的峰值存在多 個(gè)時(shí)，中央處理部34選擇與數(shù)據(jù)收發(fā)部12輸出的衛(wèi)星1， 2之間的 偽距離差A(yù)PR—致的峰值。另外，中央處理部34從檢測(cè)到的峰值測(cè) 定當(dāng)前位置。數(shù)據(jù)處理部32的顯示部35例如由液晶顯示器構(gòu)成，顯示由中央 處理部34測(cè)定的當(dāng)前位置及操作部33的操作內(nèi)容等。 數(shù)據(jù)處理部32構(gòu)成峰值檢測(cè)單元及定位單元。 其次對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。衛(wèi)星1， 2將發(fā)送電波時(shí)的正確時(shí)刻和表示自己的當(dāng)前位置的信 息疊加到高頻電波之后進(jìn)行發(fā)送。SPS基準(zhǔn)站4接收到從衛(wèi)星1, 2 發(fā)送的高頻電波時(shí)，將疊加到該電波的時(shí)刻信息進(jìn)行解調(diào)，掌握該電 波發(fā)送的時(shí)刻，同時(shí)掌握該電波的接收時(shí)刻。當(dāng)SPS基準(zhǔn)站4掌握電波的發(fā)送時(shí)刻和接收時(shí)刻的時(shí)刻差A(yù)Tl, AT2時(shí)，根據(jù)該時(shí)刻差A(yù)Tl, AT2計(jì)算從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星1的 偽距離PR1、和從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星2的偽距離PR2。偽距離PR1 =光速x時(shí)刻差A(yù)T1偽距離PR2 =光速x時(shí)刻差△ T2但是，光速是預(yù)先設(shè)定的光速。
在此，圖3 (a)表示從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星1的偽距離PRl,圖 3(b)表示從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星2的偽距離PR2。SPS基準(zhǔn)站4如上所述，計(jì)算從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星1的偽距離 PR1、和從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星2的偽距離PR2時(shí)，如圖3所示，計(jì) 算衛(wèi)星l， 2之間的偽距離差A(yù)PR。偽距離差△ PR =偽距離PR1 -偽距離PR2SPS基準(zhǔn)站4計(jì)算衛(wèi)星1, 2之間的偽距離差A(yù)PR時(shí)，將偽距離 PR1，偽距離PR2和偽距離差A(yù)PR與高頻信號(hào)疊加，將該高頻信號(hào)發(fā) 送到SPS接收機(jī)5。搭載于SPS接收機(jī)5上的定位裝置的收發(fā)天線11接收SPS基準(zhǔn) 站4發(fā)送的高頻信號(hào)。數(shù)據(jù)收發(fā)部12的無線RF部13在收發(fā)天線11接收SPS基準(zhǔn)站4 發(fā)送的高頻信號(hào)時(shí)，將該高頻信號(hào)進(jìn)行降頻變頻之后輸出中頻信號(hào)。數(shù)據(jù)收發(fā)部12的通信信號(hào)處理部14從無線RF部13接收中頻信 號(hào)時(shí)，從該中頻信號(hào)解調(diào)偽距離PR1, PR2和偽距離差A(yù)PR，并該偽 距離PRl, PR2和偽距離差A(yù)PR輸出到數(shù)據(jù)處理部32的中央處理部 34中。定位裝置的SPS接收天線21也和SPS基準(zhǔn)站4同樣，接收衛(wèi)星1, 2發(fā)送的高頻電波(包括時(shí)刻信息及位置信息)。高頻電路部22的高頻放大部23在SPS接收天線21接收到衛(wèi)星 1, 2發(fā)送的高頻電波時(shí)，將該高頻電波;改大。高頻電路部22的頻率合成部24例如與時(shí)鐘同步生成從衛(wèi)星1， 2 發(fā)送的電波的載波頻率，并將該載波頻率輸出到頻率變換部25。高頻電路部22的頻率變換部25從頻率合成部24接收載波頻率 時(shí)，將該載波頻率與由高頻放大部23放大的電波相乘，由此從該電 波中除去載波而解調(diào)。另外，在由高頻放大部23放大的電波的頻率中含有伴隨多普勒 現(xiàn)象的頻率誤差，因此，頻率變換部25檢測(cè)該頻率誤差，再實(shí)施補(bǔ) 償該SPS信號(hào)的頻率誤差的處理。檢測(cè)并補(bǔ)償頻率誤差的方法沒有特別限定，例如，只要使用下述 的非專利文獻(xiàn)中公知的方法即可。非專利文獻(xiàn)E.D.Kaplan ed. Understanding GPS Principles and Application, Artech house, Inc.1996， Norwood.pp.139 - 142高頻電路部22的A/D轉(zhuǎn)換部26從頻率變換部25接收解調(diào)信號(hào) 即模擬SPS信號(hào)時(shí)，將該SPS信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將數(shù)字SPS信 號(hào)輸出到SPS信號(hào)處理部27的事前處理部28。SPS信號(hào)處理部27的偽圖形部29,在頻率合成部24每當(dāng)生成載 波頻率時(shí)，就產(chǎn)生衛(wèi)星l, 2的偽圖形碼。SPS信號(hào)處理部27的事前處理部28，從高頻電路部22接收到數(shù) 字SPS信號(hào)時(shí)，將該SPS信號(hào)加到偽圖形碼的每一周期。SPS信號(hào)處理部27的相關(guān)器30,從偽圖形部29接收到衛(wèi)星1， 2 的偽圖形碼時(shí)，求出衛(wèi)星l， 2的偽圖形碼和經(jīng)過事前處理部28相加 處理后的SPS信號(hào)的相關(guān)，并將該相關(guān)值輸出到事后處理部31。在此，圖4 (a)表示衛(wèi)星1的SPS信號(hào)的相關(guān)值，圖4 (b)表 示衛(wèi)星2的SPS信號(hào)的相關(guān)值SPS信號(hào)處理部27的事后處理部31將從相關(guān)器30輸出的相關(guān)值 加到每一數(shù)據(jù)調(diào)制周期。數(shù)據(jù)處理部32的中央處理部34，以從數(shù)據(jù)收發(fā)部12輸出的衛(wèi)星 1， 2和SPS基準(zhǔn)站4之間的偽距離PR1， PR2為基準(zhǔn)，設(shè)定從SPS 信號(hào)處理部27輸出的相關(guān)值的有效范圍5 1, 52。如果多路電波及外來干擾沒有到來，只有從衛(wèi)星1, 2直接來的 電波，則相關(guān)值的峰值僅為1,而多路電波及外來干擾到來時(shí)，如圖4 (a) (b)所示，受多路電波及外來干擾的影響，有含有多個(gè)峰值的 情況。在這種情況下，只選擇最大值的峰值測(cè)定當(dāng)前位置時(shí)，有基于 多路電波及外來干擾的峰值測(cè)定當(dāng)前位置的情況。這里，中央處理部34為了能夠切實(shí)選擇從衛(wèi)星1， 2直接來的電 波的峰值而測(cè)定當(dāng)前位置，設(shè)定相關(guān)值的有效范圍5 1， 52。具體而言，如下設(shè)定相關(guān)值的有效范圍5 1, 5 2。相對(duì)于搭載有定位裝置的SPS接收機(jī)5和衛(wèi)星1, 2之間的距離 約20000Km的情況，SPS接收機(jī)5和基準(zhǔn)站4之間的距離為10Km左 右，與到衛(wèi)星l， 2的距離相比是非常短的距離。因此，可以認(rèn)為從SPS接收機(jī)5到衛(wèi)星1的偽距離PRal和從SPS 基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星1的偽距離PR1大致相等(PRal蘭PRl)。
同樣地，可以認(rèn)為從SPS接收機(jī)5到衛(wèi)星2的偽距離PRa2和從 SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星2的偽距離PR2大致相等(PRa2sPR2 )。因而，可以認(rèn)為與從SPS接收機(jī)5到衛(wèi)星1， 2的偽距離PRal， PRa2對(duì)應(yīng)的時(shí)刻差(衛(wèi)星l, 2的電波的發(fā)送時(shí)刻和接收時(shí)刻的時(shí)刻 差)和與偽距離PPR1,PR2對(duì)應(yīng)的時(shí)刻差A(yù)T1， AT2也大致相等，因 此，可以認(rèn)為位于該時(shí)刻差A(yù)Tl, AT2附近的峰值為從衛(wèi)星1, 2直 接來的電波的峰值。換言之，可以認(rèn)為不在該時(shí)刻差A(yù)Tl, AT2附近 的峰值為多路電波及外來干擾的峰值。這里，中央處理部34如圖4 (a)所示，將以與SPS基準(zhǔn)站4到 衛(wèi)星1的偽距離PR1對(duì)應(yīng)的時(shí)刻差A(yù)T1為中心的規(guī)定范圍設(shè)定為相 關(guān)值的有效范圍5 1。還有，中央處理部34如圖4 (b)所示，將以與SPS基準(zhǔn)站4到 衛(wèi)星2的偽距離PR2對(duì)應(yīng)的時(shí)刻差A(yù)T2為中心的規(guī)定范圍設(shè)定為相 關(guān)值的有效范圍5 2。中央處理部34如上所述，當(dāng)設(shè)定相關(guān)值的有效范圍5 1, 52時(shí)， 檢測(cè)該有效范圍5 1， 5 2內(nèi)的峰值但是，衛(wèi)星2的SPS信號(hào)的相關(guān)值的峰值在圖4 (b)的例中，在 有效范圍5 2內(nèi)只存在一個(gè)，因此，只要檢測(cè)該有效范圍5 2內(nèi)的峰 值即可，但衛(wèi)星1的SPS信號(hào)的相關(guān)值的峰值在圖4(a)的例中，在 有效范圍內(nèi)存在兩個(gè)。即使是有效范圍51內(nèi)的峰值，從衛(wèi)星1直接來的電波的峰值也 只有一個(gè)，因此，含有多路電波及外來干擾的峰值。因此，需要從有效范圍5 1內(nèi)的多個(gè)峰值中選擇從衛(wèi)星1直接來 的電波的峰值，而由偽距離PRal和偽距離PRa2求出的偽距離差A(yù) PRa與由偽距離PR1和偽距離PR2求出的偽距離差A(yù)PR被認(rèn)為大致 相等，因此，選擇位于從有效范圍52內(nèi)的峰值(對(duì)應(yīng)于偽距離PRa2 的峰值)只偏離偽距離差A(yù)PR (蘭PRa)的有效范圍5 1內(nèi)的峰值(對(duì) 應(yīng)于偽距離PRal的峰值)。在圖4 (a)的例中，選擇左側(cè)的峰值。在此，為了簡(jiǎn)化說明，接收兩個(gè)衛(wèi)星1, 2的電波并檢測(cè)峰值， 但在測(cè)定當(dāng)前位置時(shí)，需要同時(shí)接收三個(gè)~四個(gè)衛(wèi)星的電波并檢測(cè)峰 值。中央處理部34如上所述，檢測(cè)有效范圍5 1, 52內(nèi)的峰值時(shí)，
根據(jù)這些峰值測(cè)定當(dāng)前位置。
即，這些峰值含有相應(yīng)衛(wèi)星的位置信息，因此，例如，利用三角 測(cè)量的原理測(cè)定SPS接收才幾5的當(dāng)前位置。
當(dāng)前位置的測(cè)定方法只要利用公知的技術(shù)即可，因此省略詳細(xì)的 說明。
當(dāng)中央處理部34測(cè)定SPS接收機(jī)5的當(dāng)前位置時(shí)，其當(dāng)前位置 顯示于顯示部35。
上述表明，根據(jù)該實(shí)施方式l,求出衛(wèi)星l， 2的偽圖形碼與衛(wèi)星 1， 2的SPS信號(hào)的相關(guān)，設(shè)置輸出該相關(guān)值的相關(guān)器30，以該衛(wèi)星1， 2與SPS基準(zhǔn)站4之間的偽距離PR1， PR2為基準(zhǔn)，設(shè)定該相關(guān)器30 輸出的相關(guān)值的有效范圍5 1， 5 2，以檢測(cè)該有效范圍5 1, 52內(nèi)的 峰值，由于以上結(jié)構(gòu)，即使在從衛(wèi)星1， 2直接來的電波減弱的接收 環(huán)境下，也能實(shí)現(xiàn)正確測(cè)定當(dāng)前位置的效果。
另外，根據(jù)該實(shí)施方式l,有效范圍5 1, 52內(nèi)的峰值存在多個(gè) 時(shí)，選擇與衛(wèi)星l, 2之間的偽距離差A(yù)PR—致的峰值，由于以上結(jié) 構(gòu)，即使在有效范圍5 1, 52內(nèi)的峰值存在多個(gè)的情況下，也能實(shí)現(xiàn) 正確選擇從衛(wèi)星l, 2直接來的電波的峰值。
在該實(shí)施方式l中，對(duì)從SPS基準(zhǔn)站4接收偽距離PR1, PR2和 偽距離差A(yù)PR的情況進(jìn)行了說明，但關(guān)于該偽距離差A(yù)PR，例如也 可以是中央處理部34根據(jù)偽距離PR1, PR2而計(jì)算，也可以不從SPS 基準(zhǔn)站4接收偽距離差A(yù)PR。
另外，SPS基準(zhǔn)站4將偽距離PR1, PR2和偽距離差A(yù)PR發(fā)送到 另一裝置(例如基站裝置)，另一裝置將偽距離PRl, PR2和偽距 離差A(yù)PR傳送到SPS接收機(jī)5也可以。
在該實(shí)施方式l中，對(duì)接收SPS的衛(wèi)星l, 2發(fā)送的電波而測(cè)定 當(dāng)前位置進(jìn)行了說明，但接收GPS ( Global Positioning System)的衛(wèi) 星l, 2發(fā)送的電波而測(cè)定當(dāng)前位置也可以，能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的效果。
另外，在該實(shí)施方式1中，說明了有效范圍5 1， 52內(nèi)的峰值存 在多個(gè)時(shí)，中央處理部34選擇與衛(wèi)星1， 2之間的偽距離差A(yù)PR — 致的峰值，^f旦不限于此，也可以如下選4爭(zhēng)峰值。
圖5是表示中央處理部34的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖，在圖中，峰值檢測(cè) 部41將有效范圍5 1, 5 2內(nèi)的相關(guān)值和預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的閾值進(jìn)行
比較，將比該閾值大的相關(guān)值作為峰值而檢測(cè)。
在由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的峰值存在多個(gè)時(shí)，閾值變更部42變 更預(yù)先設(shè)定的閾值。只是，閾值變更部42直到由峰值選擇部43選擇 的峰值變成一個(gè)之前反復(fù)實(shí)施變更處理。
峰值選擇部43將由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的多個(gè)峰值和由閾值變 更部42變更后的閾值進(jìn)行比較，并選擇比變更后的閾值大的峰值。
定位部44根據(jù)峰值選擇部43選擇的峰值，測(cè)定當(dāng)前位置。
接著對(duì)圖5的中央處理部34的動(dòng)作進(jìn)行說明。
中央處理部34的峰值檢測(cè)部41從SPS信號(hào)處理部27的事后處 理部31接收到有效范圍內(nèi)的相關(guān)值時(shí)，如圖6所示，將該相關(guān)值和 預(yù)先設(shè)定的規(guī)定閾值相比較，將比該閾值大的相關(guān)值作為峰值而檢 測(cè)。
在圖6的例中，檢測(cè)三個(gè)峰值。
由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的峰值存在多個(gè)時(shí)，中央處理部34的閾 值變更部42變更預(yù)先設(shè)定的閾值。
在圖6的例中，檢測(cè)到三個(gè)峰值，因此，應(yīng)鎖定一個(gè)峰值而向增 大預(yù)先設(shè)定的閾值的方向變更。
在此，本次由定位部44測(cè)定的當(dāng)前位置和由定位部44上次測(cè)定 的當(dāng)前位置，無較大偏離的可能性高，因此，閾值變更部42變更為 與由定位部44上次測(cè)定的的當(dāng)前位置的相關(guān)值接近的閾值。例如， 進(jìn)行變更后的閾值-上次測(cè)定的當(dāng)前位置的相關(guān)值x0.8等計(jì)算，求 出變更后的閾值。
閾值變更部42直到由后述的峰值選擇部43選擇的峰值變成一個(gè)
之前反復(fù)實(shí)施變更處理。
中央處理部34的峰值選擇部43在閾值變更部42如圖7所示變 更閾值時(shí)，對(duì)由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的多個(gè)峰值和由閾值變更部42 變更后的閾值進(jìn)行比較之后，選擇比變更后的閾值大的峰值。
在圖7的例中，選擇一個(gè)峰值。
定位部44在峰值選擇部43選擇峰值時(shí)，根據(jù)該峰值測(cè)定當(dāng)前位置。
上述表明，根據(jù)本實(shí)施方式1,其結(jié)構(gòu)為有效范圍內(nèi)的峰值存在 多個(gè)時(shí)，變更闊值并檢測(cè)最大的峰值，因此，即使有效范圍內(nèi)的峰值
存在多個(gè)時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)切實(shí)地選擇從衛(wèi)星1， 2直接來的電波的峰值。 實(shí)施方式2
在上述實(shí)施方式1中，說明了數(shù)據(jù)處理部32的中央處理部34以 從數(shù)據(jù)收發(fā)部12輸出的衛(wèi)星1,2和SPS基準(zhǔn)站4之間的偽距離PR1， PR2為基準(zhǔn)，設(shè)定從SPS信號(hào)處理部27輸出的相關(guān)值的有效范圍5 的情況，但也可以是構(gòu)成變更受理單元的操作部33受理由中央處 理部34設(shè)定的相關(guān)值的有效范圍5的變更，將該有效范圍51, 52
變更為用戶所希望的值。
例如，如圖8所示，數(shù)據(jù)處理部33的中央處理部34設(shè)定相關(guān)值 的有效范圍5時(shí)，當(dāng)用戶操作操作部33,輸入該有效范圍5的下限 值、中央值及上限值的變更指令時(shí)，如圖9所示，中央處理部34按 照該變更指令變更有效范圍5 。
由此，能實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)定位裝置的定位條件進(jìn)行自定義的效果。
實(shí)施方式3
在上述實(shí)施方式1中，說明了檢測(cè)相關(guān)值的有效范圍5 1， 52內(nèi) 的峰值的情況，但也可以是中央處理部34以衛(wèi)星與SPS基準(zhǔn)站4 之間的偽距離、和基于檢測(cè)候補(bǔ)的峰值的偽距離為參數(shù)代入估計(jì)式， 變更參數(shù)直到該估計(jì)式成立，檢測(cè)有效范圍內(nèi)的峰值。
圖10是表示檢測(cè)有效范圍內(nèi)的峰值的處理內(nèi)容的流程圖。
具體而言，如下檢測(cè)有效范圍內(nèi)的峰值。
首先，中央處理部34將衛(wèi)星的個(gè)數(shù)imax、從相關(guān)器30輸出的相 關(guān)值的峰值的個(gè)數(shù)j max、相鄰的衛(wèi)星的組合數(shù)k脂x、有效范圍的最大 值5匪進(jìn)行初始化(步驟ST1 )。
這些個(gè)數(shù)及最大值等可通過用戶操作操作部33進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。
其次，中央處理部34將相關(guān)值的有效范圍5設(shè)定為最大值5隨 (步驟ST2),將標(biāo)志Fj,」初始化為"1"(步驟ST3)。
另外，中央處理部34將表示衛(wèi)星的變量I初始化為"1"、表示相 關(guān)值的峰值的變量j初始化為1"、表示偽距離差A(yù)PR,, j, k的登記數(shù) 的計(jì)數(shù)c初始化為"0"(步驟ST4， ST5， ST6)。
當(dāng)上述初始化處理結(jié)束時(shí)，中央處理部34判定標(biāo)志Fi,j是否是"l"(步驟ST7)。在該步驟中，由于已在步驟ST3將Fi,j初始化為"1"， 因此，判定為Fi,」是"l"而轉(zhuǎn)移到步驟ST8的處理。在判定為Fj,」不是"l"時(shí)，為了變更峰值的處理對(duì)象而轉(zhuǎn)移到步 驟ST18的處理。接著，中央處理部34將表示相鄰的衛(wèi)星組合的變量k設(shè)定為"1" 之后(步驟ST8 ),計(jì)算從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星i的偽距離PRi、和 從SPS基準(zhǔn)站4到衛(wèi)星i+l的偽距離PRi+1的偽距離差A(yù)PRj。另外，計(jì)算從基于衛(wèi)星i的峰值j的SPS接收機(jī)5到衛(wèi)星i的偽 距離PR, j、和從基于衛(wèi)星i+ 1的峰值k的SPS接收機(jī)5到衛(wèi)星i+ 1 的偽距離PRi + 1， k的偽距離差A(yù)PRj，j, k (步驟ST9)。中央處理部34將上述的偽距離差A(yù)PRj、偽距離差A(yù)PR;, j, k、以 及步驟ST2中設(shè)定的有效范圍5代入下述估計(jì)式，判定該估計(jì)式是否 成立(步驟ST10)。(APRi- 5 ) < APRi， j. k< ( APRj十5 )在上述估計(jì)式成立時(shí)，中央處理部34登記偽距離差A(yù)PRi,j,k(步 驟STll)，作為根據(jù)真的偽距離得到的偽距離差，使計(jì)數(shù)c只增加l (步驟ST12)。另一方面，上述估計(jì)式不成立時(shí)，為了將處理對(duì)象轉(zhuǎn)移到以下的 組合候補(bǔ)，而將標(biāo)志Fi + 1, k初始化為"0"(步驟ST13 )。然后，中央處理部34為了將處理對(duì)象轉(zhuǎn)移到以下的組合候補(bǔ)， 將表示相鄰的衛(wèi)星的組合數(shù)的變量k增加l之后(步驟ST14),判定 該變量k是否超過衛(wèi)星的組合數(shù)kmw (步驟ST15)。如果變量未超過衛(wèi)星的組合數(shù)km^，則中央處理部34則返回步驟 ST9的處理，再一次實(shí)施步驟ST9~ ST14的處理。另一方面，如果變量k超過衛(wèi)星的組合數(shù)、w則轉(zhuǎn)移到步驟ST 16的處理。當(dāng)變量k超過衛(wèi)星的組合數(shù)k目x時(shí)，中央處理部34判定表示偽距 離差A(yù)PRi, j, k的登記數(shù)的計(jì)數(shù)c是否為"0"(步驟ST16)。若計(jì)數(shù)c不為"0"則轉(zhuǎn)移到步驟ST18的處理，若計(jì)數(shù)c為"0"， 則將在步驟ST13中初始化了的標(biāo)志Fi,j變更為"O"之后(步驟ST17) 轉(zhuǎn)移到步驟ST18。接著，為了變更峰值的處理對(duì)象，中央處理部34將表示峰值的
變量j增加l之后(步驟ST18)，判定該變量j是否超過峰值的個(gè)數(shù) j畫(步驟ST19)。若變量j未超過峰值的個(gè)數(shù)jmax，中央處理部34則返回步驟ST6， 再次實(shí)施步驟ST6~ ST18的處理。另一方面，若變量j超過峰值的個(gè)數(shù)jmax，則轉(zhuǎn)移到步驟ST20的處理。接著，為了變更衛(wèi)星的處理對(duì)象，中央處理部34將表示衛(wèi)星的 變量i增加l之后(步驟ST20),判定該變量i是否超過衛(wèi)星的個(gè)數(shù) imax (步驟ST21 )。若變量i未超過衛(wèi)星的個(gè)數(shù)imax，則中央處理部34則返回步驟ST5 的處理，再次實(shí)施步驟ST5~ST20的處理。另一方面，若變量i超過衛(wèi)星的個(gè)數(shù)in^，則轉(zhuǎn)移到步驟ST22的 處理。當(dāng)變量i超過衛(wèi)星的個(gè)數(shù)imax時(shí)，則中央處理部34判定表示偽距 離差A(yù)PRi, j, k的登記數(shù)的計(jì)數(shù)c是否為"1"(步驟ST22)。若計(jì)數(shù)c為"1",中央處理部34則認(rèn)定被登記的偽距離差A(yù)PRj, j. k是根據(jù)真的偽距離差得到的偽距離差。當(dāng)被認(rèn)定為是根據(jù)真的偽距離差得到的偽距離差△ PRi, j, k時(shí)，則 中央處理部34將該偽距離差A(yù)PR i， j， k的峰值確定為使用于當(dāng)前位置 定位的峰值(步驟ST23)。另一方面，若計(jì)數(shù)c為"0",則偽距離差A(yù)PRj, j, k未被登記，因 此，返回步驟ST4的處理。若計(jì)數(shù)c為"2"以上時(shí)，由于含有多路電 波及外來干擾的峰值，因此，返回步驟ST4的處理。上述表明，根據(jù)本實(shí)施方式3,中央處理部34以衛(wèi)星與SPS基準(zhǔn) 站4之間的偽距離、和基于檢測(cè)候補(bǔ)的峰值的偽距離為參數(shù)代入估計(jì) 式，變更參數(shù)直到該估計(jì)式成立，檢測(cè)有效范圍內(nèi)的峰值，由于這種 結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)高精度地選擇從衛(wèi)星直接來的電波的峰值的效果。實(shí)施方式4在上述實(shí)施方式1~3中，說明了檢測(cè)有效范圍內(nèi)的峰值的情況， 具體的說，是將從相關(guān)器30輸出的相關(guān)值中比規(guī)定的噪音等級(jí)(閾 值)大的相關(guān)值作為峰值而檢測(cè)。
在本實(shí)施方式4中，中央處理部34如下計(jì)算閾值。即，從相關(guān)器30輸出的相關(guān)值例如由1000抽樣數(shù)據(jù)構(gòu)成時(shí)， 中央處理部34從1000抽樣數(shù)據(jù)中除去峰值的±10抽樣數(shù)據(jù)，計(jì)算除 去后的數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差值。而且，中央處理部34將除去后的數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差值相 加，將該相加結(jié)果作為閾值使用。上述表明，根據(jù)本實(shí)施方式4的結(jié)構(gòu)，利用相關(guān)器30輸出的相 關(guān)值計(jì)算閾值，將比該閾值大的相關(guān)值作為峰值而檢測(cè)，因此，即使 干擾的接收環(huán)境變化，也能實(shí)現(xiàn)高精度地選定從衛(wèi)星直接來的電波的 峰值的效果。實(shí)施方式5圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的定位裝置的中央處理部34的結(jié) 構(gòu)圖，圖中，和圖5相同的符號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠郑虼耸÷云?說明。當(dāng)峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的峰值存在多個(gè)的情況下，中央處理部 34的相關(guān)峰值圖形生成部51,以衛(wèi)星l， 2和SPS基準(zhǔn)站4之間的偽 距離PR1， PR2為基準(zhǔn)，來生成相關(guān)峰值圖形。中央處理部34的圖形匹配部52實(shí)施由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的 峰值與由相關(guān)峰值圖形生成部51生成的相關(guān)峰值圖形之間的圖形匹 配，在由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的峰值中檢測(cè)與該相關(guān)峰值圖形最適 合的峰值。其次對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。由于除中央處理部34以外，和上述實(shí)施方式1 ~4是同樣的，因 此只說明中央處理部34的處理內(nèi)容。中央處理部34的峰值檢測(cè)部41從SPS信號(hào)處理部27的事后處 理部31接收有效范圍內(nèi)的相關(guān)值時(shí)，如圖12所示，將該相關(guān)值和預(yù) 先設(shè)定的規(guī)定閾值進(jìn)行比較，將比該閾值大的相關(guān)值作為峰值而檢 測(cè)。在圖12的例中，檢測(cè)三個(gè)峰值。在由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的峰值存在多個(gè)時(shí)，中央處理部34的 相關(guān)峰值圖形生成部51以衛(wèi)星1, 2和SPS基準(zhǔn)站4之間的偽距離PR1， PR2為基準(zhǔn)，生成相關(guān)峰值圖形。相關(guān)峰值圖形的形成方法沒有特別限定，例如只要是使用下述非 專利文獻(xiàn)公開的方法即可。非專利文獻(xiàn)J. B. Y. Tsui Fundamentals of Global Positioning System Receivers A Software Approach, John Wiley & Sons, Inc.2000， Canada pp.78 -83相關(guān)峰值圖形生成部51生成相關(guān)峰值圖形時(shí)，中央處理部34的 圖形匹配部52實(shí)施該相關(guān)峰值圖形與由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的峰值 之間的圖形匹配，在由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的峰值中檢測(cè)與該相關(guān) 峰值圖形最適合的峰值。圖形匹配方法沒有特別限定，例如只要是使用上述非專利文獻(xiàn)公 開的方法即可。當(dāng)圖形匹配部52在相關(guān)峰值圖形中檢測(cè)到最適合的峰值時(shí)，中 央處理部34的定位部44根據(jù)該峰值測(cè)定當(dāng)前位置。上述表明，根據(jù)本實(shí)施方式5的結(jié)構(gòu)，以衛(wèi)星1, 2和基準(zhǔn)站4 之間的偽距離為基準(zhǔn)生成相關(guān)峰值圖形，在從SPS信號(hào)處理部27輸 出的相關(guān)值的峰值中檢測(cè)與該相關(guān)峰值圖形最適合的峰值，因此，即 使在從衛(wèi)星1, 2直接來的電波減弱的接收環(huán)境下，也能實(shí)現(xiàn)正確地 測(cè)定當(dāng)前位置的效果。實(shí)施方式6在上述實(shí)施方式5中，說明了中央處理部34的圖形匹配部52實(shí) 施由相關(guān)峰值圖形生成部51生成的相關(guān)峰值圖形與由峰值檢測(cè)部41 檢測(cè)到的峰值之間的圖形匹配的情況，但如圖13所示，也可以是 圖形匹配部52實(shí)施將由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的峰值進(jìn)行修正，再將 修正后的峰值與由相關(guān)峰值圖形生成部51生成的相關(guān)峰值圖形之間 的圖形匹配。即，圖形匹配部52在接收到由峰值檢測(cè)部41檢測(cè)到的峰值時(shí)， 例如，將該峰值和該峰值的前后值代入非線形函數(shù)近似式，由此修正 該峰值。圖13表示修正前后的相關(guān)值的波形，修正前的相關(guān)值為三角波
狀的波形，與由相關(guān)峰值圖形生成部51生成的相關(guān)峰值圖形的波形 (山狀的波形)有些不同。但是，修正后的相關(guān)值為山狀的波形，與由相關(guān)峰值圖形生成部51生成的相關(guān)峰值圖形的波形(山狀的波形)類似。由此，因圖形匹配的匹配精度提高，所以，當(dāng)前位置的定位精度 也提高。如上所述，本發(fā)明的定位裝置適用于當(dāng)接收從衛(wèi)星發(fā)送來的電波 來測(cè)定當(dāng)前位置時(shí)，即使在弱電場(chǎng)的接收環(huán)境下，也需要實(shí)現(xiàn)高精度 定位的裝置。
權(quán)利要求
1.一種定位裝置，其特征在于，具備電波接收單元，接收從衛(wèi)星發(fā)送來的電波；相關(guān)值輸出單元，求出所述衛(wèi)星的偽圖形碼與由所述電波接收單元接收的電波的相關(guān)，并輸出該相關(guān)值；峰值檢測(cè)單元，以所述衛(wèi)星和基準(zhǔn)站之間的偽距離為基準(zhǔn)，設(shè)定所述相關(guān)值輸出單元輸出的相關(guān)值的有效范圍，并檢測(cè)該有效范圍內(nèi)的峰值；以及定位單元，根據(jù)所述峰值檢測(cè)單元檢測(cè)到的峰值，測(cè)定當(dāng)前位置。
9. 如權(quán)利要求1所述的定位裝置，其特征在于，峰值檢測(cè)單元根據(jù)由相關(guān)值輸出單元輸出的相關(guān)值計(jì)算闊值，將 比該閾值大的相關(guān)值作為峰值進(jìn)行檢測(cè)。
10. 如權(quán)利要求1所述的定位裝置，其特征在于，相關(guān)值輸出單元將表示由電波接收單元接收到的電波的接收信 號(hào)加到偽圖形碼的每一周期，求出相加處理后的接收信號(hào)和偽圖形碼 的相關(guān)，將該相關(guān)值加到每一數(shù)據(jù)調(diào)制周期。
11. 如權(quán)利要求1所述的定位裝置，其特征在于，當(dāng)接收到從衛(wèi)星發(fā)送來的電波時(shí)，電波接收單元檢測(cè)伴隨多普勒 現(xiàn)象產(chǎn)生的該電波的頻率誤差，并對(duì)該電波的頻率誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
12. 如權(quán)利要求1所述的定位裝置，其特征在于，峰值檢測(cè)單元在檢測(cè)有效范圍內(nèi)的峰值時(shí)，兼顧由定位單元上次 測(cè)定的當(dāng)前位置而檢測(cè)峰值。
13. —種定位裝置，其特征在于，具備 電波接收單元，接收從衛(wèi)星發(fā)送來的電波；相關(guān)值輸出單元，求出所述衛(wèi)星的偽圖形碼與由所述電波接收單 元接收的電波的相關(guān)，并輸出該相關(guān)值；峰值檢測(cè)單元，以所述衛(wèi)星和基準(zhǔn)站之間的偽距離為基準(zhǔn)，生成 相關(guān)峰值圖形，在所述相關(guān)值輸出單元輸出的相關(guān)值的峰值中，檢測(cè) 與該相關(guān)峰值圖形最適合的峰值；以及定位單元，根據(jù)所述峰值檢測(cè)單元檢測(cè)到的峰值，測(cè)定當(dāng)前位置。
14. 如權(quán)利要求13所述的定位裝置，其特征在于， 峰值檢測(cè)單元在檢測(cè)最適合相關(guān)峰值圖形的峰值時(shí)，使用從相關(guān)值輸出單元輸出的相關(guān)值的峰值和該峰值前后的值，來修正該峰值。
全文摘要
一種定位裝置，求出衛(wèi)星(1，2)的偽圖形碼和衛(wèi)星(1，2)的SPS信號(hào)的相關(guān)，設(shè)有輸出該相關(guān)值的相關(guān)器(30)，以該衛(wèi)星(1，2)和基準(zhǔn)站(4)之間的偽距離PR1，PR2為基準(zhǔn)，設(shè)定從該相關(guān)器(30)輸出的相關(guān)值的有效范圍δ1，δ2，并檢測(cè)該有效范圍δ1，δ2內(nèi)的峰值。由此，即使在從衛(wèi)星(1，2)直接到來的電波減弱的接收環(huán)境下也能正確地測(cè)定當(dāng)前位置。
文檔編號(hào)G01S19/25GK101120266SQ20058004820
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月18日
發(fā)明者上田文夫, 中本尊元, 平田誠(chéng)一郎 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社;馬杰蘭系統(tǒng)日本株式會(huì)社