專利名稱::Gps測(cè)位方法和gps測(cè)位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及接收來自GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星的信號(hào)來檢測(cè)接收位置的GPS測(cè)位方法和GPS測(cè)位裝置。
背景技術(shù):
:GPS衛(wèi)星現(xiàn)在利用中心頻率為1575.42MHz的被稱為鏈路l(LI)的頻帶和中心頻率為1227.60MHz的被稱為鏈路2(L2)的頻帶。在來自衛(wèi)星的信號(hào)中包含如后所述利用導(dǎo)航比特調(diào)制偽隨機(jī)數(shù)(PRN(PseudoRandomNoise,偽隨機(jī)噪聲))代碼后得到的代碼。在本說明書中,將比特在數(shù)學(xué)上處理為取"-l,,或"l,,的值。PRN代碼當(dāng)中在民間一&開的代碼是L1頻帶的C/A代碼。各衛(wèi)星的C/A代碼是衛(wèi)星固有的1023比特序列,作為長(zhǎng)度1023的金碼是公知的。各比特常被稱為片(chip)。該C/A代碼以碼率1.023兆Hz發(fā)送,每隔1毫秒重復(fù)。各衛(wèi)星將自身位置、自身時(shí)鐘修正量等測(cè)位所需的數(shù)據(jù)(被稱為導(dǎo)航數(shù)據(jù))表現(xiàn)為導(dǎo)航比特,以20個(gè)連續(xù)的C/A代碼為1個(gè)單位進(jìn)行2值相位調(diào)制并發(fā)送。從而,導(dǎo)航比特以比特速率50bps發(fā)送,導(dǎo)航比特的切換與C/A代碼的邊界一致。在以時(shí)間周期At秒離散的時(shí)刻t[k(k=0,1,2,...)到達(dá)接收機(jī)的天線的、從一個(gè)GPS衛(wèi)星送出的信號(hào)y[k如以下式(1)所示模型化。這里,a為接收信號(hào)的振幅,pAt為信號(hào)傳播所需的時(shí)間,b[k-pj和x[k-p分別為送出時(shí)導(dǎo)航比特和C/A代碼的值,f為栽波的振動(dòng)數(shù),n[k為在時(shí)刻t[k重疊在接收信號(hào)上的噪聲。式1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>…(1)通常,接收機(jī)通過將信號(hào)與振蕩器信號(hào)相乘,如以下式(2)所示取得除去了載波分量的信號(hào)(基帶信號(hào))。[式2fl6[A:-p];c[A:-/]+"[(A:-0,1,2.")...(2)但是,由于衛(wèi)星和接收機(jī)的移動(dòng)導(dǎo)致的多普勒移動(dòng),載波的振動(dòng)數(shù)f一般與鏈路l的中心頻率不同。另外,由于振蕩器的誤差,要相乘的頻率有時(shí)包含誤差。從而,會(huì)出現(xiàn)栽波分量沒有被全部除去而與一部分基帶信號(hào)重疊的情況。在本說明書中,為了簡(jiǎn)單起見,首先說明栽波分量被全部除去的情況?,F(xiàn)在考慮將C/A代碼中的一個(gè)以從重復(fù)邊界起1毫秒的期間、N千Hz(其中,N為將l以上的整數(shù)與1023相乘后得到的數(shù)。此時(shí)At-10—3/N)采樣的情況。C/A代碼的樣本值的定義域滿足周期邊界條件xk+Nl=xk,可以擴(kuò)大。此時(shí),1毫秒期間的樣本x[k的自相關(guān)函數(shù)A[j用以下式(3)定義。[式3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>…(3)已知自相關(guān)函數(shù)A[j在j-0時(shí)取最大值1,在j=0附近急劇減小,在IJI^N/1023的范圍內(nèi)與"1"相比具有非常小的值.另外,相對(duì)不同衛(wèi)星的C/A代碼x,k的、1毫秒期間的互相關(guān)函數(shù)Cjl用以下式(4)定義。[式4<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>…(4)已知互相關(guān)函數(shù)C[j對(duì)于任意的j,與"l"相比具有非常小的值。這些性質(zhì)非常有助于GPS接收機(jī)推定來自各GPS衛(wèi)星的信號(hào)傳播時(shí)間或者偽距離。導(dǎo)航比特不變化的1毫秒期間的接收信號(hào)與C/A代碼的互相關(guān)函數(shù)如以下式(5)所示變形。[式5<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>這里,在從式(5)的第2行到第3行的公式變形中,利用了在區(qū)域0^k^V-l內(nèi)導(dǎo)航比特bk-p取一定值b這一假定。如上所述,第1項(xiàng)在j=p時(shí)具有尖的峰值,因此在信號(hào)振幅a相對(duì)第2項(xiàng)的噪聲項(xiàng)足夠大時(shí),通過檢測(cè)出互相關(guān)函數(shù)的峰值,可以推定從GPS衛(wèi)星到接收機(jī)的信號(hào)傳播時(shí)間pAt.但是,在信號(hào)噪聲功率比不足夠的情況下,不可能從噪聲中區(qū)分相關(guān)函數(shù)的峰值。以上是利用了作為C/A代碼1個(gè)周期的1毫秒期間的互相關(guān)函數(shù)的情況,但假使導(dǎo)航比特在作為M個(gè)周期的M毫秒期間不變化的情況下,同樣可以利用M毫秒期間的互相關(guān)函數(shù)。在噪聲是獨(dú)立的高斯性的情況下,可以將第l項(xiàng)的峰值和第2項(xiàng)的噪聲強(qiáng)度的信號(hào)/噪聲功率比提高M(jìn)倍,從而可以提高接收機(jī)的靈敏度。在載波分量沒有被完全除去的情況下,自相關(guān)函數(shù)的峰值受損,靈敏度劣化。為了抑制靈敏度的劣化,以下方法作為非專利文獻(xiàn)l是已知的建立可能發(fā)生的頻率移動(dòng)的工作假設(shè),從接收信號(hào)修正其移動(dòng)部分的頻率,觀測(cè)互相關(guān)峰值,求出最高的峰值。另外,作為GPS接收機(jī)的具體例,例如有專利文獻(xiàn)l中記載的方式。專利文獻(xiàn)1中公開的GPS測(cè)位系統(tǒng)和GPS測(cè)位裝置為了實(shí)現(xiàn)高靈敏度,在被稱為接收GPS信號(hào)的預(yù)備積分的相關(guān)計(jì)算前的信號(hào)處理過程中,為了避免由于導(dǎo)航比特的極性反轉(zhuǎn)導(dǎo)致的積分效果減小的影響,針對(duì)510個(gè)PN幀進(jìn)行上述預(yù)備積分。GPS接收信號(hào)中包含的C/A代碼的相位取決于導(dǎo)航數(shù)據(jù)的內(nèi)容,導(dǎo)航數(shù)據(jù)的區(qū)間相位發(fā)生極性反轉(zhuǎn)。因此,在這樣的處理中,C/A代碼的極性隨著導(dǎo)航數(shù)據(jù)而變化,因此在利用C/A代碼的極性進(jìn)行積分(累計(jì)相加)時(shí),信號(hào)分量相互抵消,從而存在靈敏度(S/N)的提高不夠的問題。即,沒有檢測(cè)出導(dǎo)航數(shù)據(jù)的極性反轉(zhuǎn)的邊界。因此,存在積分個(gè)數(shù)理論上有限制、靈敏度(S/N)的提高不夠的問題。另外,作為終端的遠(yuǎn)程單元在實(shí)施測(cè)位處理時(shí),每次都從基站得到多普勒信息,計(jì)算到各個(gè)可視衛(wèi)星的偽距離,基于該偽距離、或者將結(jié)果發(fā)送到服務(wù)器來檢測(cè)出終端位置。因此存在的問題是,在測(cè)位時(shí)總是需要與服務(wù)器進(jìn)行通信,從而花費(fèi)通信費(fèi)用。作為其它的GPS接收方式的具體例,有專利文獻(xiàn)2中公開的接收方式。該接收方式示出以下方式為了不依賴于導(dǎo)航比特的變化而使互相關(guān)函數(shù)的峰值功率相加,通過計(jì)算其絕對(duì)值或其平方來相加。但是,在使用該方式的情況下,噪聲分量也被相加,因此存在信號(hào)/噪聲比的改善相對(duì)樣本數(shù)增大的比例變小的問題。另外,作為其它GPS接收機(jī)的具體例,有專利文獻(xiàn)3中公開的GPS測(cè)位系統(tǒng)和GPS測(cè)位裝置。但是,在上迷GPS測(cè)位方式中,在來自衛(wèi)星的到來信號(hào)微弱的情況下,除非能夠推定正確的導(dǎo)航比特邊界,否則就可能得不到超過噪聲強(qiáng)度的相關(guān)峰值。即,存在被埋在噪聲峰值中、無法判斷哪個(gè)是互相關(guān)峰值的問題。作為抑制由于導(dǎo)航比特的變化導(dǎo)致的信號(hào)/噪聲比劣化的方式,例如有非專利文獻(xiàn)2中公開的方式。該方式將采取樣本分割成每10毫秒的集合,并且分割成第奇數(shù)個(gè)集合(Ul,U2,...)和第偶數(shù)個(gè)集合(VI,V2,…)這2組。導(dǎo)航比特的切換每20毫秒發(fā)生一次,因此僅包含在某一組中。即,在各采取樣本集合U1,U2,...中不包含導(dǎo)航比特的切換的工作假設(shè)和在采取樣本集合V1,V2,...中不包含導(dǎo)航比特的切換的工作假設(shè)中的某一方成立。通過以各個(gè)工作假設(shè)為前提來計(jì)算互相關(guān)函數(shù),可以進(jìn)行至少一方不受導(dǎo)航比特切換的影響的處理。非專利文獻(xiàn)l:P.Misra和P.Enge原著,日本航海學(xué)會(huì)GPS研究會(huì)譯,"精說GPS",正陽文庫(2004)(303頁~309頁的9.2節(jié)"信號(hào)補(bǔ)充",特別是308頁最后一段)專利文獻(xiàn)l:美國專利第5,663,734號(hào)(圖3)專利文獻(xiàn)2:特表平11-513787號(hào)公報(bào)(圖3)專利文獻(xiàn)3:專利3270407號(hào)(10頁圖1)非專利文獻(xiàn)2:DavidM.Lin與B.Y.Tsui:"ASoftwareGPSReceiverforWeakSignals",IEEEMicrowaveTheoryandTechnologySocietyDigest,2139頁(2001)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而作出,其目的在于提供一種即使在導(dǎo)航比特未知的情況下也能夠高精度地測(cè)定偽距離的GPS測(cè)位方法。本發(fā)明權(quán)利要求1記栽了一種從GPS信號(hào)推定偽距離的GPS測(cè)位方法,具有以下步驟(a)接收上述GPS信號(hào),得到信號(hào)樣本;(b)根據(jù)由預(yù)定的工作假設(shè)規(guī)定的條件,從上述信號(hào)樣本得到與偽距離的周邊事后概率分布函數(shù)成比例的、作為偽距離的函數(shù)的偽距離依存函數(shù);和(c)將提供上述偽距離依存函數(shù)的最大值的偽距離的值決定為推定偽距離。本發(fā)明權(quán)利要求6記載了一種從GPS信號(hào)推定偽距離的GPS測(cè)位裝置,其特征在于,具有信號(hào)取得部,接收上述GPS信號(hào),得到信號(hào)樣本;和信號(hào)處理部,進(jìn)行基于上述信號(hào)樣本的信號(hào)處理,決定推定偽距離,其中,上述信號(hào)處理部根據(jù)由預(yù)定的工作假設(shè)規(guī)定的條件,從上述信號(hào)樣本得到與偽距離的周邊事后概率分布函數(shù)成比例的、作為偽距離的函數(shù)的偽距離依存函數(shù),并將提供上述偽距離依存函數(shù)的最大值的偽距離的值決定為推定偽距離。本發(fā)明權(quán)利要求1記栽的GPS測(cè)位方法根據(jù)由預(yù)定的工作假設(shè)規(guī)定的條件,在步驟(b)中從GPS信號(hào)的信號(hào)樣本得到偽距離依存函數(shù),并在步驟(c)中將提供偽距離依存函數(shù)的最大值的偽距離的值決定為推定偽距離,因此可以實(shí)現(xiàn)的效果是,偽距離的推定在統(tǒng)計(jì)學(xué)上最佳,并且可以使靈敏度最大化。另外,偽距離依存函數(shù)是與偽距離的周邊事后概率分布函數(shù)成比例的函數(shù),因此對(duì)于未知的導(dǎo)航比特重疊的GPS信號(hào)也可以高精度地進(jìn)行偽距離的測(cè)位。本發(fā)明權(quán)利要求6記栽的GPS測(cè)位裝置將提供信號(hào)處理部根據(jù)由預(yù)定的工作假設(shè)規(guī)定的條件從GPS信號(hào)的信號(hào)樣本最終得到的偽距離依存函數(shù)的最大值的偽距離的值決定為推定偽距離,因此可以實(shí)現(xiàn)的效果是,偽距離的推定在統(tǒng)計(jì)學(xué)上最佳,并且可以使靈敏度最大化。本發(fā)明的目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)通過以下的詳細(xì)說明和附圖可以更為明確。圖l是表示本發(fā)明實(shí)施方式l的GPS測(cè)位裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示圖1的信號(hào)處理部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是表示實(shí)施方式1的GPS測(cè)位裝置的GPS測(cè)位方法的流程圖。圖4是表示圖3的推定偽距離決定處理的詳細(xì)情況的流程圖。符號(hào)說明1信號(hào)取得部、2追加信息取得部、3信號(hào)處理部、4信息輸出部具體實(shí)施方式(實(shí)施方式l)圖1是表示實(shí)施方式1的GPS測(cè)位裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖所示,信號(hào)取得部l接收作為GPS衛(wèi)星送出的電波的GPS信號(hào)Sl,采樣后得到GPS信號(hào)樣本S2。然后,追加信息取得部2得到追加信息Il,輸出到信號(hào)處理部3。作為追加信息Il,例如有基站(可以從設(shè)置在可以良好跳望的環(huán)境中的接收天線接收GPS信號(hào)的接收部)從衛(wèi)星接收的衛(wèi)星位置、多普勒等的信息、基站推測(cè)的終端的概略位置等。信號(hào)處理部3基于GPS信號(hào)樣本S2,根據(jù)需要利用追加信息II,進(jìn)行后面詳述的信號(hào)處理,針對(duì)多個(gè)工作假^t中的每一個(gè)決定推定偽距離。信息輸出部4將上述多個(gè)工作假設(shè)的推定偽距離當(dāng)中最佳的推定偽距離作為最佳推定偽距離輸出。上述構(gòu)成部中的信號(hào)取得部1和追加信息取得部2可以使用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)。圖2是表示信號(hào)處理部3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況的框圖.如該圖所示,信號(hào)處理部3由工作假設(shè)設(shè)定部WH(1)~WH(W)(W-KxL)和偽距離推定部PR(l)PR(W)構(gòu)成,工作假設(shè)設(shè)定部WH(l)設(shè)定導(dǎo)航比特邊界為1、頻率修正為1的第1個(gè)工作假設(shè),工作假設(shè)設(shè)定部WH(L)設(shè)定導(dǎo)航比特邊界為1、頻率修正為L(zhǎng)的笫L個(gè)工作假設(shè),工作假設(shè)設(shè)定部WH(L+l)設(shè)定導(dǎo)航比特邊界為2、頻率修正為1的笫(L+1)個(gè)工作假設(shè),工作假設(shè)設(shè)定部WH(2L)設(shè)定導(dǎo)航比特邊界為2、頻率修正為L(zhǎng)的第2L個(gè)工作假設(shè),工作假設(shè)設(shè)定部WH(W)設(shè)定導(dǎo)航比特邊界為K、頻率修正為L(zhǎng)的第W(-KxL)個(gè)工作假設(shè)。另外,作為上述頻率修正的一例,通過以10Hz的間隔作出頻率修正量的工作假設(shè)來進(jìn)行修正,可以使任意一個(gè)工作假設(shè)的修正量存在于離真值士5Hz以內(nèi),因此可以進(jìn)行抑制了由于頻率偏移導(dǎo)致的靈敏度劣化的偽距離推定。另一方面,通過以2m秒的間隔作出導(dǎo)航比特邊界的工作假設(shè)來進(jìn)行修正,可以使任意一個(gè)工作假設(shè)的修正量存在于離真值土lm秒以內(nèi),因此可以進(jìn)行抑制了由于邊界偏移導(dǎo)致的靈敏度劣化的偽距離推定。如上所述,工作假設(shè)設(shè)定部WH(1)~WH(W)設(shè)定與導(dǎo)航比特邊界有關(guān)的K個(gè)工作假設(shè)和與頻率修正有關(guān)的L個(gè)工作假設(shè)的組合、共計(jì)KxL-W個(gè)工作假設(shè)。另外,工作假設(shè)設(shè)定部WH(l)~WH(W)在設(shè)定作業(yè)假設(shè)時(shí),還可以利用經(jīng)由追加信息取得部2得到的追加信息Il。然后,與工作假設(shè)設(shè)定部WH(1)~WH(W)對(duì)應(yīng)設(shè)置的偽距離推定部PR(1)~PR(W)分別根據(jù)由對(duì)應(yīng)的工作假設(shè)設(shè)定部WH(1)~WH(W)設(shè)定的工作假設(shè),對(duì)GPS信號(hào)樣本S2實(shí)施信號(hào)處理,得到推定偽距離EP1EPW。信息輸出部4將推定偽距離EP1EPW當(dāng)中最佳(峰值的事后概率分布函數(shù)最大)的推定偽距離作為最佳推定偽距離輸出。圖3是表示實(shí)施方式1的GPS測(cè)位裝置的偽距離推定動(dòng)作的流程圖。如該圖所示,在步驟ST1中,由信號(hào)取得部1取得GPS信號(hào)Sl,得到GPS信號(hào)樣本S2。同時(shí)由追加信息取得部2取得追加信息II。然后,在步驟ST2中,信號(hào)處理部3的工作假設(shè)設(shè)定部WH(1)~WH(W)和偽距離推定部PR(1)~PR(W)根據(jù)各個(gè)設(shè)定的工作假設(shè),對(duì)GPS信號(hào)樣本S2實(shí)施信號(hào)處理,決定推定偽距離EP1-EPW。信號(hào)處理部3根據(jù)需要將追加信息II用于信號(hào)處理。然后,在步驟ST3中,信息輸出部4將推定偽距離EP1EPW當(dāng)中事后概率分布函數(shù)的峰值最大的推定偽距離作為最佳推定偽距離輸出。圖4是表示構(gòu)成信號(hào)處理部3的工作假設(shè)設(shè)定部WH(l)~WH(W)和偽距離推定部PR(1)~PR(W)當(dāng)中的一個(gè)工作假設(shè)設(shè)定部WH(i)(i=l~W中的任意一個(gè))和偽距離推定部PR(i)的推定偽距離的決定方法的流程圖。即,示出了根據(jù)由工作假設(shè)設(shè)定部WH(i)設(shè)定的工作假設(shè)所規(guī)定的條件,偽距離推定部PR(i)決定推定偽距離的處理,參照該圖,在步驟ST11中,根據(jù)由工作假設(shè)設(shè)定部WH(i)設(shè)定的工作假設(shè)所規(guī)定的條件,從GPS信號(hào)樣本S2得到與周邊事后概率分布函數(shù)成比例的偽距離依存函數(shù)。以下詳述步驟ST11的處理內(nèi)容。首先導(dǎo)出將以下式(6)所示的各C/A代碼xk-j作為底的接收信號(hào)的表達(dá)。式6(6)在式(6)中,用y[k(k-0,1,2,...)表示對(duì)以接收信號(hào)振幅a(>0)、偽距離p、導(dǎo)航比特bm(m=0,1,2,...)為條件的接收信號(hào)以N(KHz)采樣后得到的樣本。另外,將基于由工作假設(shè)設(shè)定部WH(O設(shè)定的工作假設(shè)的、從導(dǎo)航比特連續(xù)的區(qū)間采取的樣本的下標(biāo)的集合設(shè)為樣本下標(biāo)集合Um。這里,記號(hào)IUJ表示集合Um中包含的要素的個(gè)數(shù),a是接收信號(hào)的振幅,pxlO"N秒是信號(hào)傳播所需的時(shí)間,bk-pl和xk-p分別是送出時(shí)導(dǎo)航比特和C/A代碼的值,nk是在時(shí)刻tk與接收信號(hào)重疊的噪聲。然后,得到以作為未知參數(shù)的接收信號(hào)振幅a、偽距離p以及導(dǎo)航比特bm為條件的、用以下式(7)表示的接收信號(hào)的附條件概率分布函數(shù)。[式7<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>7)2cr2在式[7中,8表示克羅內(nèi)克(Kronecker)的8記號(hào),在j=p成立的情況下取值"l",其它情況下取值"0"。o是熱噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差,根據(jù)玻爾茲曼常數(shù)k-1.38xl(T23(J/K)、接收機(jī)的等價(jià)噪聲溫度T(K)、噪聲頻帶B(Hz)和噪聲指數(shù)F,由<y2=kTBF的關(guān)系式確定。另外,Zl是用于歸一化的常數(shù)。然后,將式(7)表示的附條件概率分布函數(shù)P(Rm|a,p,bm)關(guān)于偽距離p周邊化,得到偽距離p的周邊事后概率分布函數(shù)P(plRm,a)。以下說明得到周邊事后概率分布函數(shù)P(p|Rm,a)為止的處理內(nèi)容。式(7)中的偽距離p的分布P(p)和導(dǎo)航比特(bm〉的分布P(bm)都應(yīng)當(dāng)視為一致分布,因此以接收信號(hào)振幅a為條件的互相關(guān)函數(shù)Rm、偽距離p、導(dǎo)航比特bm的附條件概率分布函數(shù)如以下式(8)、式(9)所示與附條件概率分布函數(shù)P(Rm|a,p,bm)成比例。式8尸(夂,p,~I")=Ifl,p,夂)尸(/;))…w[式91尸(^,/7,6jfl)CC尸(及J",P,6加)…(9)從而,接收信號(hào)振幅a、以互相關(guān)函數(shù)Rm[l]為條件的偽距離p和導(dǎo)航比特bm的事后概率分布函數(shù)當(dāng)中依存于偽距離p和導(dǎo)航比特bm的部分用以下式(10)、式(11)表示。式10尸(化l^,"),,,卜)…(10)式ll將這些式(10)、式(11)關(guān)于導(dǎo)航比特bm取和,并且關(guān)于偽距離p周邊化,則如以下式(12)所示得到偽距離p的周邊事后概率分布函數(shù)P(p|Rm,a)。式12尸(來,一S戶(A^H。)在式(12)中,函數(shù)logx表示x的自然對(duì)數(shù)函數(shù),函數(shù)coshx表示x的雙曲線余弦函數(shù)。與觀測(cè)到接收信號(hào)的集合(Rm[1)時(shí)的偽距離p的周邊事后概率分布函數(shù)成比例的、依存于偽距離p的部分的對(duì)數(shù)用以下式(13)表示,用式(13)表示的對(duì)數(shù)成為偽距離依存函數(shù)。這樣可以根據(jù)工作假設(shè)規(guī)定的條件,從GPS信號(hào)樣本S2得到與周邊事后概率分布函數(shù)成比例的偽距離依存函數(shù)。然后,在步驟ST12中,將提供用式(13)表示的偽距離依存函數(shù)的最大值的偽距離p(的值)決定為推定偽距離。以下詳細(xì)說明其決定內(nèi)容。在設(shè)計(jì)GPS接收機(jī)的階段,接收最低靈敏度確定,根據(jù)相當(dāng)于該最低靈敏度的信號(hào)的振幅確定接收信號(hào)振幅a的值。此時(shí),通過選擇使右邊的量最大的下標(biāo)p,即選擇提供作為用式(13)表示的對(duì)數(shù)的偽距離依存函數(shù)的最大值的偽距離p的值,可以將統(tǒng)計(jì)學(xué)上最佳的偽距離決定為推定偽距離。分別利用由信號(hào)處理部3內(nèi)的工作假設(shè)設(shè)定部WH(1)~WH(W)和偽距離推定部PR(1)~PR(W)構(gòu)成的W個(gè)組合來進(jìn)行上述推定偽距離的決定,結(jié)果決定W個(gè)推定偽距離EP1EPW。這樣,實(shí)施方式l的GPS測(cè)位方法關(guān)于導(dǎo)航比特bm來取和,并且關(guān)于偽距離p來周邊化,即使在導(dǎo)航比特未知的情況下也可以高精度地進(jìn)行偽距離p的測(cè)位。另外,通過使用雙曲線余弦函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)非線性函數(shù)作為周邊事后概率分布函數(shù)的依存于偽距離的部分的函數(shù)、即偽距離依存函數(shù),可以得到的效果是,可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格意義上的事后概率分布函數(shù)的最大化,可以進(jìn)行高靈敏度的偽距離p的測(cè)位。而且,信息輸出部4將從信號(hào)處理部3得到的推定偽距離EP1~EPW當(dāng)中事后概率分布函數(shù)最好的推定偽距離作為最佳推定偽距離輸出,由此可以實(shí)現(xiàn)偽距離推定精度的進(jìn)一步提高。(實(shí)施方式2)在實(shí)施方式2中,代替在周邊事后概率分布函數(shù)的式(13)中出現(xiàn)的非線性函數(shù)y-logcosh(x),利用由將其與一個(gè)以上的區(qū)間中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的部分近似函數(shù)構(gòu)成的近似函數(shù)。式13<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>象實(shí)施方式2這樣,通過利用由部分近似函數(shù)構(gòu)成的近似函數(shù),可以削減計(jì)算所需的勞力,并且可以幾乎無損于精度地決定推定偽距離。即,可以減少基于事后概率分布函數(shù)的運(yùn)算的計(jì)算時(shí)間和計(jì)算成本,從而可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的高速化,降低用于實(shí)現(xiàn)GPS測(cè)位方法的裝置的安裝成本。另外,作為上述近似函數(shù)的例子,可以舉出下述式(14)所示的近似函數(shù)。在式(14)中,第l行的函數(shù)是第1區(qū)間(|x|>l)的部分近似函數(shù),第2行所示的函數(shù)是第2區(qū)間(|x|5l)的部分近似函數(shù)。[式"I2…(14)T不限于此例,還可以通過設(shè)定1個(gè)以上的區(qū)間作為X的定義域來i殳定近4以函數(shù),4戈替函數(shù)y=logcosh(x)。這里,在存在區(qū)間邊界的情況下,各個(gè)區(qū)間中的部分近似函數(shù)利用以區(qū)間的邊界平滑連接的形式來構(gòu)成近似函數(shù)。另外,區(qū)分成變量x的絕對(duì)值小的區(qū)間和大的區(qū)間,在變量x的絕對(duì)值小的區(qū)間作為變量x的2次函數(shù),在變量x的絕對(duì)值大的區(qū)間作為絕對(duì)值函數(shù)lxl的1次函數(shù),從而形成由對(duì)應(yīng)于每個(gè)區(qū)間的部分近似函數(shù)構(gòu)成的近似函數(shù)。(實(shí)施方式3)代替在周邊事后概率分布函數(shù)的式(13)中出現(xiàn)的非線性函數(shù)y-logcosh(x),利用將其分割成1個(gè)以上的區(qū)間、用表的形式使輸入輸出關(guān)系(x、y的關(guān)系)與各區(qū)間中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的表形式的近似函數(shù)。象實(shí)施方式3這樣,通過利用表形式近似函數(shù),可以削減計(jì)算所需的勞力,并且可以幾乎無損于精度地推定偽距離。即,可以減少基于事后概率分布函數(shù)的運(yùn)算的計(jì)算時(shí)間和計(jì)算成本,從而可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的高速化,降低用于實(shí)現(xiàn)GPS測(cè)位方法的裝置的安裝成本。作為這樣的表形式近似函數(shù)的例子,可以舉出下述表1所示的例子。在表l中,各行的x項(xiàng)表示區(qū)間,同一行的y項(xiàng)表示對(duì)應(yīng)區(qū)間中的輸出值。[表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>以上詳細(xì)地說明了本發(fā)明,但上述說明在所有方面都是例示,本發(fā)明并不被其限定??梢岳斫猓瑳]有例示的無數(shù)個(gè)變形例在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下都是可以設(shè)想得到的。權(quán)利要求1.一種從GPS信號(hào)推定偽距離的GPS測(cè)位方法,具有以下步驟(a)接收上述GPS信號(hào),得到信號(hào)樣本;(b)根據(jù)由預(yù)定的工作假設(shè)規(guī)定的條件,從上述信號(hào)樣本得到與偽距離的周邊事后概率分布函數(shù)成比例的、作為偽距離的函數(shù)的偽距離依存函數(shù);和(c)將提供上述偽距離依存函數(shù)的最大值的偽距離的值決定為推定偽距離。2.如權(quán)利要求1所述的GPS測(cè)位方法,其中,上述偽距離依存函數(shù)包括雙曲線余弦函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)非線性函數(shù)。3.如權(quán)利要求1所述的GPS測(cè)位方法,其中,上述偽距離依存函數(shù)包括由對(duì)應(yīng)于每個(gè)區(qū)間的部分近似函數(shù)構(gòu)成的近似函數(shù)。4.如權(quán)利要求1所述的GPS測(cè)位方法,其中,上述偽距離依存函數(shù)包括對(duì)至少一個(gè)區(qū)間的每一個(gè)設(shè)定了輸入輸出關(guān)系的表形式的近似函數(shù)。5.如權(quán)利要求14中任意一項(xiàng)所述的GPS測(cè)位方法,其中,上述預(yù)定的工作假設(shè)包括基于導(dǎo)航比特邊界內(nèi)容和頻率修正內(nèi)容的多個(gè)工作假設(shè);上述偽距離依存函數(shù)包括與上述多個(gè)工作假設(shè)對(duì)應(yīng)的多個(gè)偽距離依存函數(shù);上述推定偽距離包括多個(gè)推定偽距離;上述步驟(c)包括將在上述多個(gè)偽距離依存函數(shù)的每一個(gè)中提供最大值的偽距離的值決定為上述多個(gè)推定偽距離的步驟;該GPS測(cè)位方法還具有以下步驟(d)將上述多個(gè)推定偽距離當(dāng)中、對(duì)應(yīng)的上述偽距離依存函數(shù)最佳的推定偽距離決定為最佳推定偽距離。6.—種從GPS信號(hào)推定偽距離的GPS測(cè)位裝置,其特征在于,具有信號(hào)取得部(i),接收上述GPS信號(hào),得到信號(hào)樣本;和信號(hào)處理部(2),進(jìn)行基于上述信號(hào)樣本的信號(hào)處理,決定推定偽距離,其中,上述信號(hào)處理部根據(jù)由預(yù)定的工作假設(shè)規(guī)定的條件,從上述信號(hào)樣本得到與偽距離的周邊事后概率分布函數(shù)成比例的、作為偽距離的函數(shù)的偽距離依存函數(shù),并將提供上述偽距離依存函數(shù)的最大值的偽距離的值決定為推定偽距離。全文摘要本發(fā)明在步驟ST11中,根據(jù)由工作假設(shè)設(shè)定部WH(i)設(shè)定的工作假設(shè)所規(guī)定的條件,從GPS信號(hào)樣本S2得到以作為未知參數(shù)的接收信號(hào)振幅a、偽距離p以及導(dǎo)航比特b<sub>m</sub>為條件的接收信號(hào)的附條件概率分布函數(shù),將該附條件概率分布函數(shù)P(R<sub>m</sub>|a,p,b<sub>m</sub>)關(guān)于偽距離p周邊化,得到偽距離p的周邊事后概率分布函數(shù)P(p|R<sub>m</sub>,a)。然后最終得到與該周邊事后概率分布函數(shù)P(p|R<sub>m</sub>,a)成比例的偽距離依存函數(shù)。然后,在步驟ST12中,將提供偽距離依存函數(shù)的最大值的偽距離p(的值)決定為推定偽距離。文檔編號(hào)G01S19/39GK101238385SQ20058005133公開日2008年8月6日申請(qǐng)日期2005年8月18日優(yōu)先權(quán)日2005年8月18日發(fā)明者巖本貴司,永野隆文申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社