定位方法、程序以及定位裝置的製作方法
2023-09-18 09:38:15
專利名稱：定位方法、程序以及定位裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種定位方法、程序以及定位裝置。
背景技術：
作為利用了定位用信號的定位系統，GPS (Global Positioning System,全球定位系統)廣為人知，並#1內置於<更攜式電話機或汽 車導航裝置等中的定位裝置所利用。在GPS中，通過進行基於多個 GPS衛星的位置或從各GPS衛星到本才幾的偽距等信息來求出表示 本才幾位置的三維的坐標〗直和時間i吳差共4個參悽t的4直的定位運算， 從而對本機的當前位置進行定位。
從GPS衛星發送出的GPS衛星信號，被稱為PRN碼的擴頻碼 調製，該擴頻碼對應於每顆GPS衛星而不同。此外，已知通過基於 導航數據的相位調製，該PRN碼以每隔20毫秒的間隔極性反轉(例 ^口專利文獻1 )。
專利文件1:日本特開平11-258326號7〉報
在現有的定位裝置中，為了從微弱的接收信號中捕捉(提取) GPS衛星信號，通常使用的方法是在規定的累積加法運算時間內、 對接收信號進行累積加法運算(累力n)，針對該累積加法運算結果 的信號進行與PRN碼的複製碼的相關運算。4旦是，如上所述，PRN碼的才及性反轉的定時(下面稱作"4及性 反轉定時")表現為每20毫秒一個周期(下面將該定時稱作"可極 性反轉定時")。因此，在跨可極性反轉定時進行累積加法運算(累 加)時，會發生以下情況，即、在該可極性反轉定時內發生極性反 轉、而將在該定時的前後極性不同的信號進行累積加法運算。 一旦 將極性不同的信號進行了累積加法運算，則會發生接收信號的一部 分或全部相互抵消，接收靈敏度降低的問題。
發明內容
本發明是鑑於上述問題而作出的發明。
用於解決上述i果題的本發明的第一方面是一種定^f立方法，該定 位方法包括4姿照各極性分別對定位用信號的4妄收信號的IQ成分 的每一個成分進行累積加法運算，所述定位用信號是通過基於導航
數據被極性反轉了的擴頻碼進行了擴頻調製的信號；算出所述累積 加法運算結果的平方和；進行所述平方和的算出結果與所述擴頻碼 的複製碼的相關運算；以及基於所述相關運算的結果，進行預定的 定位運算，並對當前位置進行定位。
另外，作為本發明的其他方面，也可以構成為一種定位裝置， 包括累積加法運算部，按照各極性分別對定位用信號的接收信號 的IQ成分的每一個成分進行累積加法運算，所述定位用信號是通 過基於導航數據被極性反轉了的擴頻碼進行了擴頻調製的信號；算 出部，算出所述累積加法運算結果的平方和；相關運算部，進行所 述平方和的算出結果與所述擴頻碼的複製碼的相關運算；以及定位 部，基於所述相關運算的結果，進行預定的定位運算，並對當前位 置進行定位。才艮據本發明的第一方面等，在分別針對4妄收信號的IQ成分、 ^換照4及性的不同進4亍累積加法之後，算出該累積加法結果的平方和 並進行相關運算，因此，不會發生由接收信號的反極性的成分之間 相加引起的信號的相互抵消，可以有效地防止接收靈敏度的降低。
另外，作為本發明的第二方面，也可以構成為如下所述的定位 方法，即、才艮據本發明的第一方面的定位方法，還包括通過將所 述接收信號的時間序列lt據和所述定位用信號的導舶二數據的時間 序列數據進行比照，判斷所述導航數據中的極性反轉定時的一致部 分，從而推定所述接收信號的極性反轉的定時及其極性，其中，所 述累積加法運算是指4艮據所述推定的極性反轉定時及其極性，按照 各極性分別對所述接收信號的IQ成分的每一個成分進行累積加法 運算。
才艮據本發明的第二方面，通過以接收信號的時間序列悽t據為判 斷對象數據、以定位用信號的導航數據的時間序列數據為參考數據 的所謂的模式匹配處理，能夠簡單地預測接收信號的極性反轉定時 及其才及性。
另外，作為本發明的第三方面，也可以構成為力o下所述的定^f立 方法，即、才艮據本發明的第一方面的定位方法，還包括選定不同 的定位用信號的導航數據之間通用的通用數據部分；以及，通過將 所述接收信號的時間序列數據和所述通用數據部分進行比照，判斷 所述通用悽t據部分中的才及性反轉定時的一致部分，從而推定所述接 收信號的極性反轉的定時及其極性，其中，所述累積加法運算是指 根據所述推定的極性反轉定時及其極性，按照各極性分別對所述接 收信號的IQ成分的每一個成分進4亍累積加法運算。
例如，GPS衛星信號的導航4t據包4舌曆書(almanac )(衛星曆)、 星曆(ephemeris )(專九道歷)、電離層才交正參悽t和UTC ( Coordinated
7universal time:協調世界時間)信息等的數據。在這些數據之中， 例如曆書或電離層校正參數、UTC信息等的數據是所有GPS衛星 信號的通用數據。才艮據本發明的第三方面，通過將該導航Jt據的通 用數據部分作為參考數據的模式匹配處理，能夠推定接收信號的極 性判斷定時及其極性。
另外，作為本發明的第四方面，也可以構成為如下所述的定位 方法，即、才艮據本發明的第一方面的定位方法，還包4舌在獲取完 畢與所述定位用信號相對應的導航數據時，通過將所述接收信號的 時間序列數據和所述定位用信號的導航數據的時間序列數據進行 比照，並判斷所述導航數據中的極性反轉定時的一致部分，從而推 定所述接收信號的極性反轉定時及其極性；選定不同的定位用信號 的導航數據之間通用的通用數據部分；以及，在未獲取完畢與所述 定位用信號相對應的導舶Jt據時，通過將所述接收信號的時間序列 悽t據和所述通用lt據部分進行比照，並判斷所述通用tt據部分中的 極性反轉定時的一致部分，從而推定所述4妄收信號的4及性反轉定時 及其極性，其中，所述累積加法運算是指才艮據所述推定的極性反轉 定時及其糹及性，4姿照各4及性分別對所述4妄收信號的IQ成分的每一 個成分進4亍累積加法運算。
才艮據本發明的第四方面，在獲取完畢與定位用信號對應的導航 數據時，進行將定位用信號的導航數據的時間序列數據作為參考數 據的才莫式匹配處理，在未獲取完畢與定位用信號對應的導舶二數據 時，進行將導航數據的通用數據部分作為參考數據的模式匹配處 理。根據相關結構，無論是否獲取導航數據均可以推定接收信號的 極性反轉定時及其極性。
另外，作為本發明的第五方面，也可以構成為力。下所述的定4立 方法，即、根據本發明的第二至第四方面任一項的定位方法，還包 括在所述極性反轉定時推定失敗的情況下，進行對所述接收信號的IQ成分的每一個成分的累積加法運算，以代替4姿照各4及性對所 述接收信號的IQ成分的每一個成分進行累積加法運算。
才艮據本發明的第五方面，在上述才及性反轉定時的推定失敗了 時，通過分別進行接收信號的IQ成份的累積加法運算，使與擴散 碼的複製碼之間的相關運算成為可能。
另外，作為本發明的第六方面，也可以構成為如下所述的定位 方法，即、才艮據本發明的第五方面的定位方法，其中，在所述才及性 反轉定時4,定成功的情況下，在第一累積加法運算時間內按照各才及 性分別對所述4妻收信號的IQ成分的每一個成分進4於累積加法運算， 在所述極性反轉定時推定失敗的情況下，在第二累積加法運算時間 內，對所述接收信號的IQ成分的每一個成分進行累積加法運算， 所述第二累積加法運算時間比所述第 一 累積加法時間時間短。
在^l性反轉定時的4偉定成功時，與才及性反轉定時的到來時間間 隔無關，使長時間的接收信號的累積加法運算成為可能，能夠使接 收靈敏度進一步提高。另一方面，在極性反轉定時的推定失敗時， 如果進行超過極性反轉定時的到來時間間隔的累積力口法運算，則會 導致接收靈敏度的降低。為了防止接收靈敏度的降低，在極性反轉 定時的4,定失敗時，需要在才及性反轉定時的到來時間間隔以下的時 間內進行累積加法運算。
另外，作為本發明的第七方面，可以構成為一種^E序，用於偵_ 內置於定位裝置中的計算機執行權利要求1至6中任一項所述的定
位方法。
圖1是表示可攜式電話機的功能結構的框圖2示出了 一例存4諸在ROM中的數據；
圖3示出了 一例存4諸在RAM中的悽t據；
圖4是用於說明獲取完畢導航數據的數據內容的說明圖
圖5是表示基帶處理的流程的流程圖6是表示定位處理的流程的流程圖7是表示定位處理的流程的流程圖；以及
圖8是表示極性反轉定時推定處理的流程的流程圖
符號說明
1 〗更攜式電i舌衝幾
20 GPS接收部
30 基帶處理電^各部
32 存儲器部
34 複製；馬生成部
36 ROM
40 主CPU
10 GPS天線
21 RF接收電路部
31糹爰沖器部
33 相關運算部
35 CPU
37 RAM
50 操作部60 顯示部 70 i"更攜式電話用天線
80 ^更攜式電話用無線通信電i 各部 90 ROM 100 RAM
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發明的一例優選實施方式進^f亍說明。此夕卜， 下面例舉了可攜式電話機作為包括定位裝置的電子設備，並針對使 用GPS作為定位系統的情形進行了"i兌明，l旦是能夠應用本發明的實 施方式並不是局限於此。
1.功能結構
圖1是表示本實施方式中的可攜式電話機1的功能結構的框 圖。可攜式電話機l包括GPS天線IO、 GPS接收部20、主CPU
(Central Processing Unit:中央處理器)40、揭:作部50、顯示部60、 可攜式電話用天線70、可攜式電話用無線通信電路部80、 ROM
(Read Only Memory:只讀存卡者器)90和RAM ( Random Access Memory:隨機存耳又存儲器)100。
GPS天線10是接收含有從GPS衛星發送的GPS衛星信號的 RF ( Radio Frequency:無線電頻率)信號的天線，並^l奪所4妄收的^f言 號輸出至GPS接收部20。另外，GPS衛星信號是^皮PRN ( Pseudo Random Noise:偽隨4幾噪聲)碼通過直4妄頻i普擴頻方式調製過的 'L57542[GHz]的通信信號，其中，該PRN碼是對應於每顆衛星而不 同的擴頻碼之中的一種。PRN碼是以碼長1023碼片為1PN幀的重 復周期1ms的偽隨才幾噪聲。
iiGPS接收部20是基於從GPS天線10輸出的信號對可攜式電 話機1的當前位置進行定位的定位電路，即相當於GPS接收才幾的功 能才莫塊。GPS接收部20包括RF 4妄收電^各部21和基帶處理電^各部 30。另外，RF 4妻"t電if各部21和基帶處理電3各部30既可以分別作 為不同的LSI (Large Scale Intergration:大類L才莫集成4匕)電i 各來制 造，也可以作為1個晶片來製造。
RF接收電^各部21是高頻信號(RF信號)的4妾收電3各塊，通 過分頻或倍頻規定的振蕩信號，生成RP信號乘法運算用的振蕩信 號。接著，通過將生成的振蕩信號乘以GPS天線10所4妻收的RF 信號，從而將RF信號降頻為中頻的信號(下面稱作"IF( Intermediate Frequency:中頻)信號，，)，在對IF信號進行放大等之後，通過A/D 轉換器轉換為數位訊號，並輸出至基帶處理電路部30。
也就是說，RF接收電路部21是通過所謂的超外差方式進行信 號接收的接收系統。另外，雖然未在圖中示出詳細的電路結構，但 是RF接收電路部21進行以下處理通過將振蕩信號以及從振蕩信 號的相位移位了 90度的信號乘以RF信號，從而分離為同相成分(I 成分)以及直交成分(Q成分)的信號(I信號以及Q信號)作為 IF信號，分別將I成分和Q成分進行A/D轉換，並輸出至基帶處 理電路部30。
基帶處理電3各部30是如下所述的電路部，即針對從RF接收電 路部21輸出的IF信號進行相關處理等，捕捉/提取GPS衛星信號， 並解碼數據來進4於定位運算。基帶處理電路部30包括^緩衝器部31、 存儲器部32、相關運算部33、複製碼生成部34、 CPU 35、 ROM 36 和RAM37。另外，在本實施方式中，說明了使用CPU 35執行當 前位置的定位運算的情況，但是，當然也可以使用主CPU 40進行 當前位置的定位運算。緩衝器部31是根據CPU 35的控制信號將從RF接收電路部21 輸入的接收信號的I、 Q信號按照時間序列順序進行累積存儲的緩 沖器。緩衝器部31包括存儲I信號的時間序列數據的I信號用緩衝 器311和存儲Q信號的時間序列數據的Q信號用緩衝器312。
存儲器部32是在CPU 35對存儲在緩衝器部31中的I、 Q信號 各自的時間序列數據進行累積加法運算時使用的存儲器。CPU 35 根據基於後述的極性反轉定時推定處理的I、 Q信號的極性反轉定 時的推定的成功與否，在存儲器部32中動態地(dynamically)確 保信號的存儲區，並進行I、 Q信號的累積加法運算。
具體地說，在成功地進行了極性反轉定時的推定的情況下，到 經過第一累積加法運算時間(例如"200毫秒")為止，4艮據推定的 I、 Q信號(接收信號)的極性反轉定時及其極性，按照極性的不同， 分別對累積存儲在存儲器部31中的I、 Q信號進行累積加法運算。 在這種情況下，在存儲器部32中設置正極性的I信號、負極性的I 信號、正極性的Q信號和負極性的Q信號(以下分別稱為"I+信號"、 "I-信號"、"Q+信號，，以及"Q-信號，，)用的四個存儲區域，在各 自的存儲區域內，對對應的信號進4亍累積加法。
另一方面，在極性反轉定時的推定失敗時，到經過第二累積加 法運算時間(例如"10毫秒")為止，分別對累積存儲在緩衝器部 31中的I、 Q信號進行累積加法運算。在這種情況下，在存儲器部 32中設置I信號以及Q信號用的兩個存儲區，在各自的存儲區內， 對對應極性的信號進行累積加法運算。
在成功地進行了極性反轉定時的推定時，由於能夠按照極性的 不同，分別針對I、 Q信號進4亍累積加法運算，所以即4吏長時間地 進行信號累積加法運算，也不會發生由於接收信號的反極性的成分 之間的相加導致的信號的相互抵消。然而，在極性反轉定時的推定失敗時，不能夠按照極性的不同，分別針對I、 Q信號進行累積加
法運算，如果在比極性反轉定時的到來時間間隔長的時間內進行信 號累積加法運算，則可能會發生由於接收信號的反極性的成分之間 的相加，導致信號的一部分或全部^皮相互4氐消。因此，需要〗吏第二 累積加法運算時間是比第 一 累積加法運算時間短的時間，優選為導
航數據的可極性反轉定時的到來時間間隔"20毫秒"以下的時間。
相關運算部33是進行相關運算的電路部，該相關運算是分別 在通過CPU 35#1_沒定在存儲器部32上的存卡者區中作為^皮累積相加 的信號的平方和所算出的信號、和通過複製碼生成部34所生成的 複製碼之間的相關運算。具體地說，移位複製碼的相位(碼相位)， 同時，進行與上述算出的平方和的信號之間的相關運算，並將各個 碼相位的相關值輸出給CPU 35。
複製碼生成部34根據來自於CPU 35的控制信號，生成模擬了 捕捉對象的GPS衛星(下面，稱作"捕捉對象衛星，，)的PRN碼的 複製碼，並將生成的複製碼輸出給相關運算部33。
CPU 35是進行規定的定位運算並對可攜式電話機1的當前位 置進行定位的處理器。具體地說，根據從相關運算部33輸出的相 關值，4企測包含在GPS衛星信號之中的PRN碼以及碼相位，並對 GPS衛星信號進行捕捉/跟蹤。接著，解碼捕捉/跟蹤到的GPS衛星 信號的數據，基於GPS衛星的軌道信息和時刻信息等進行偽距的運 算和定位運算等，對可攜式電話機l的當前位置進行定位。
圖2示出了 一例存儲在ROM 36中的數據。在ROM 36中存儲 有基帶處理,呈序361,該基帶處理禾呈序361可#皮CPU 35讀出，並 作為基帶處理(參照圖5)而執行。另外，在基帶處理程序361中， 作為子程序包括作為定位處理(參照圖6和圖7)而執行的定位 程序36H、作為極性反轉定時推定處理(參照圖8)而執行的極性反轉定時推定處理程序3613、以及作為極性多寡推定處理而執行的 才及性多寡4,定處理禾呈序3615。
定位處理是CPU 35進^^見定的定位運算並對〗更攜式電話才幾1 的當前位置進行定位的處理。更具體地i兌，4十對各捕衝足對象衛星， 基於一及性反轉定時的推定結果，在存々者部32上動態地i殳置存〗諸區， 分別進行I、 Q信號的累積加法運算，將其平方和的信號輸出至相 關運算部33。接著，通過基於相關運算部33的相關運算結果，判 斷各捕捉對象衛星的捕捉的成功與否，同時進行使用了捕捉成功的 衛星(下面稱作"捕捉衛星，，)的偽距的信息的規定的定位運算， 從而對可攜式電話機1的當前位置進行定位。
極性反轉定時推定處理是CPU 35針對各捕捉對象衛星所進行 的推定接收信號的極性反轉定時及其極性的處理。更具體地說，在 獲取完畢該捕捉對象衛星的GPS衛星信號的導航數據時，將累積存 儲在緩沖器部31中的接收信號的時間序列數據作為判斷對象數據， 將該獲取完畢的導航數據的時間序列數據作為參考數據，即、進行 才莫式匹配處理，基於其結果來推定4妄收信號的4及性反轉定時及其才及 性。
另一方面，在未獲耳又完畢該捕4足對象衛星的導航悽t據時，乂人獲 取完畢的導航數據之中選定數據內容通用的通用數據部分，接著， 將累積存儲在緩衝器部31中的接收信號作為判斷對象數據，將該 通用數據部分作為參考數據，即進行模式匹配處理，基於其結果來 推定接收信號的極性反轉定時及其極性。針對基帶處理、定位處理 以及極性反轉定時推定處理，將使用流程圖在後面分別詳細地敘 述。
圖3示出了 一例存儲在RAM 37中的數據。在RAM 37中存儲 有獲取完畢導航數據371、捕捉衛星數據373和定位數據375。圖4是用於說明獲取完畢導航數據371的數據內容的說明圖。 在獲取完畢導航數據371中與GPS衛星的編號相對應地存儲有獲取 完畢的導航數據。
導航數據是將20周期(=20PN幀)的PRN碼作為lbit的信號， 含有曆書(almanac,衛星曆)、星曆(ephemeris, 4九道歷)、電離 層才交正參悽史和UTC ( Coordinated universal time,協調世界時間)信 息等的數據。在這些數據之中，例如曆書或電離層校正參數、UTC 信息等的數據，對於所有的GPS衛星都是通用的。在導航數據中， 將該^:據內容通用的部分稱作"通用悽t據部分"。在圖4中，為了 說明通用數據部分的概念，對相當於通用數據部分的地方標註了陰 影。
導航Jt據可以構成為例如在定位開始時，偵 可攜式電話用無 線通信電路部80與基站之間進行通信(以下稱為"基站通信")， 通過從基站接收從而獲得所有GPS衛星的導航數據。另外，也可以 不是接收所有GPS衛星的導航Jt據，而只是4妄收《更攜式電話4幾1 的被設想為在天空存在的衛星(假定可糹見衛星)的導航數據。
另夕卜，也可以構成為不通過基站通信來獲取導航數據，而是在 可攜式電話機l內部解讀導航數據並作為獲取完畢的導航數據。也 就是說，可以將通過解碼捕捉衛星的GPS衛星信號(捕捉衛星信號) 而獲得的導航數據作為獲取完畢的導航數據，與該捕捉衛星的編號 相對應地存4諸在獲取完畢導航悽t據371中。
捕捉衛星數據373是存儲了捕捉衛星的編號的數據，在基帶處 理中^皮CPU 35更新。
定位數據375是存儲了通過定位運算算出的定位位置的數據， 在基帶處理中被CPU 35更新。主CPU 40是根據存儲在ROM 90中的系統程序等的各種程序 對可攜式電話機1的各部分進行統一控制的處理器。主CPU 40使 標繪了從CPU 35輸入的定位位置的導力元畫面在顯示部60上顯示。
操作部50是例如包括觸摸面板或按鈕開關等的輸入裝置，將 被按下的鍵或按鈕的信號輸出至主CPU 40。根據該操作部50的操 作，進行通話要求或郵件的接收發送要求等各種指示輸入。
顯示部60由LCD ( Liquid Crystal Display,液晶顯示器)等構 成，是進行基於從主CPU 40輸入的顯示信號的各種顯示的顯示裝 置。在顯示部60上顯示了導4元畫面或時刻^f言息等。
可攜式電話用天線70是可攜式電話機1的通信服務業者設置 的用於與無線基站之間進行可攜式電話用無線信號的接收和發送 的天線。
可攜式電話用無線通信電路部80是由RF轉換電路和基帶處理 電路等構成的 <更攜式電話的通信電i 各部，通過進4亍<更攜式電話用無 線信號的調製/解調等，實現通話或郵件的接收和發送。
ROM 90存儲有用於主CPU 40控制可攜式電話機1的系統程 序或用於主CPU 40實現導航功能的各種程序或數據等。
RAM 100形成了暫時存儲主CPU 40所才丸行的系統程序、各種 處理程序、各種處理的處理中悽t據和處理結果等的工作區。
2.處理的;充禾呈
圖5是流程圖，表示通過CPU 35讀出並4丸行存儲在ROM 36 中的基帶處理程序361,而在可攜式電話機l中執行基帶處理的流程。2009100
基帶處理是如下所述的處理，即在RF 4矣收電^各部21進行GPS衛星信號的接收，同時，在CPU35檢測出由才喿作部50執行了定位開始指示的操作時，由CPU 35開始執行的處理，是與被稱作各種應用的執行的各種處理並行執行的處理。另外，也可以使可攜式電話才幾1的電源的ON/OFF和包括RF 4妄收電路部21的GPS 4妄收部20的啟動/停止聯動，在檢測出了可攜式電話機1的電源接通操作時開始批J於處理。
另夕卜，雖然沒有特別地說明，但是在以下的基帶處理的執行中，進行基於GPS天線10的RF信號的接收、基於RF接收電路部21的對於IF信號的降頻以及信號的IQ分離，成為4妄收信號的I、 Q信號是隨時輸出至基帶處理電路部30的狀態。
首先，CPU35將從RF接收電路部21輸出的接收信號的I、 Q信號分別按照時間序列順序累積存儲在緩衝器部31的I信號用緩衝器311以及Q信號用緩沖器312(步驟A1)中。接著，通過讀出並執行存儲在ROM 36中的定位程序3611進行定位處理(步驟A3 )。
圖6和圖7是表示定位處理的流程的流程圖。
首先，CPU 35根據存儲在RAM 37的獲取完畢導航數據371之中的獲取完畢的導航數據的曆書等的數據，確定捕捉對象衛星(步驟Bl )。接著，針對各捕捉對象衛星執行循環A的處理(步驟B3~B37)。在循環A中，CPU 35通過讀出並才丸行存儲在ROM 36中的極性反轉定時推定程序3613,進行極性反轉定時推定處理(步驟B5 )。
圖8是表示極性反轉定時推定處理的流程的流程圖。
18首先，CPU 35參照RAM 37的獲取完畢導航Jt據371，判斷該捕捉對象衛星的導航數據是否已經獲取完畢(步驟C1)。然後，在判斷為獲取完畢時(步驟C1:是)，將存儲在緩沖器部31中的I、Q信號的時間序列數據與存儲在獲取完畢導航數據371之中的該捕捉對象衛星的導航數據的時間序列數據進行比較，進行判斷導航數據中的極性反轉定時的一致部分的處理(才莫式匹配處理)(步驟C3)。
之後，CPU 35判斷一致部分的判斷是否成功(步驟C5),在判斷為成功了時(步驟C5:是)，基於導航數據中的該一致部分之後的數據部分的極性反轉定時以及其極性，推定預計其後到來的接收信號的極性反轉定時及其極性(步驟C7)。接著，CPU 35結束
才及性反轉定時4,定處理。
另夕卜，在步驟C1中，判斷為該捕捉對象衛星的導航Jt據為未獲取完畢時(步驟Cl:否)，CPU 35判斷存儲在緩衝部31中的I、Q信號的數據的PN幀數是否超過了規定數(例如"200")(步驟C9)。然後，在判斷為超過了規定數的情況下(步驟C9:是)，選定存儲在獲取完畢導航數據371中的獲取完畢的導航數據的通用數據部分(步驟Cll )。
之後，CPU 35進行比較存儲在緩衝器部31中的I、 Q信號的時間序列數據與通用數據部分，並判斷通用數據部分中的極性反轉定時的一致部分的處理(模式匹配處理)(步驟C13)。接著，CPU35判斷一致部分的判斷是否成功(步驟C15),在判斷為成功的情況下(步驟C15:是)，基於通用數據部分中的該一致部分之後的數據部分的極性反轉定時及其極性，推定預計其後到來的接收信號的極性反轉定時及其才及性(步驟C17 )。
19但是，由於未取得捕捉對象衛星的導航數據，所以推定導航數據的通用數據部分以後的數據部分(非通用數據部分)的極性反轉
定時及其極性是未知的。因此，步驟C17中的能夠推定的接收信號
的極性反轉定時及其極性始終僅僅是與導航數據的通用數據部分相對應的部分的極性反轉定時及其極性。在推定了極性反轉定時之
後，CPU 35結束4及性反轉定時4,定處理。
另一方面，在步驟C9中，在判斷為存儲到緩衝器部31中的數據的PN幀數為規定數以下時(步驟C9:否)，CPU 35判斷接收信號的極性反轉定時的推定失敗(步驟C19)。另外，在步驟C5或C15中，在判斷為一致部分的判斷失敗時(步驟C5:否、或步驟C15:否)，也判斷為接收信號的極性反轉定時的推定失敗(步驟C19)。接著，CPU35結束極性反轉定時推定處理。
返回到圖6的定位處理，在進行了極性判斷定時之後，CPU 35判斷是否成功地進行了極性反轉定時的推定(步驟B7)，在判斷為成功進行了極性反轉定時的推定時(步驟B7:是)，在存儲器部32中設定I+信號用、I-信號用、Q+信號用以及Q-信號用的存儲區(步驟B9 )。
接著，CPU35基於極性反轉定時的推定結果，開始I、 Q信號的極性的判斷(步驟Bll)。接著，CPU 35在與判斷的極性相對應的存儲區內分別開始對存儲在緩衝器部31中的I、 Q信號進行累積加法運算處理(步驟B13)。
之後，CPU35在經過第1累積加法運算時間(例如"200毫秒")為止的期間內，執行I、 Q信號的極性判斷以及累積加法運算，在判斷為已經經過了第1累積加法運算時間的情況下(步驟B15:是)，算出分別在設定於存儲器部32中的I+信號用、I-信號用、Q+信號用以及Q-信號用的存儲區域中被累積加法運算的信號的平方和(步 驟B17 )。
另一方面，在步驟B7中，判斷為極性反轉定時的推定失敗時 (步驟B7:否)，CPU35在存儲器部32中設定I信號用以及Q信 號用的存儲區(步驟B19)。接著，開始將存儲在緩沖器部31中的 I、 Q信號分別在對應的存儲區中進行累積加法運算的處理(步驟 B21 )。
之後，CPU35在經過第2累積加法運算時間(例如"10毫秒") 為止的期間內，執行I、 Q信號的累積加法運算。接著，在判斷為 已經經過了第2累積加法運算時間的情況下(步驟B23:是)，CPU 35算出分別在設定於存儲器部32中的I信號用以及Q信號用的存 儲區中進4亍了累積加法運算的信號的平方和(步驟B25)。
在步驟B17或B25中算出信號的平方和之後，CPU35將計算 結果的信號輸出至相關運算部33 (步驟B27)。另外，將該捕捉對 象衛星的PRN碼的複製碼的生成指示提供給複製碼生成部34 (步 驟B29 )。
接著，CPU35判斷從相關運算部33輸出的相關值之中的最大 的相關值、即最大相關值是否超過了規定的閾值(步驟B31)。在 判斷為最大相關值在閾值以下時(步驟B31:否)，判斷為該捕捉 對象衛星的捕4足失敗，將處理過渡到下一顆捕捉對象衛星。
另外，在判斷為最大相關值超過了闊值時(步驟B31:是)， CPU35指定與該最大相關值相對應的碼相位(步驟B33)。接著， 將該捕捉對象衛星添加到捕捉衛星中並更新RAM 37的捕捉衛星數 據373 (步驟B35),然後，將處理過渡到下一顆捕4足對象衛星。當針對所有的捕捉對象衛星進行了步驟B5 ~ B35的處理之後， CPU 35結束循環A的處理。之後，CPU 35刮-對存^f諸在RAM 37的 捕捉衛星數據373中的各捕捉衛星，使用指定了的碼相位，算出從 該捕捉衛星到可攜式電話4幾1的偽距(步驟B39 )。
之後，CPU 35使用針對多個捕捉衛星所算出的偽距，執行應 用了例如最小二乘法或卡爾曼濾波器(Kalman filter )的定4立運算， 對可攜式電話機1的當前位置進行定位(步驟B41),並將該定位 位置存儲在RAM37的定位數據375中。另外，對於應用了最小二 乘法或卡爾曼濾波器的定位運算，由於可以採用7>知的方法，所以 省略了對其的詳細說明。接著，CPU35結束定位處理。
返回到圖5的基帶處理，在進行了定位處理之後，CPU 35將 存儲在RAM 37的定位數據375中的定位位置輸出至主CPU 40(步 驟A5)。接著，判斷是否有來自用戶的針對操作部50的定位結束 指示(步驟A7),在判斷為否時(步驟A7:否)，返回步驟A3。 另外，在判斷為進行了定位結束指示時(步驟A7:是)，結束基帶 處理。
3.作用效果
根據本實施方式，按照極性的不同針對接收信號的IQ成分分 別進行累積加法運算，在此基礎上算出該累積加法運算結果的平方 和，並進行相關運算，因此，不會發生由接收信號的反極性的成分 之間的相加引起的信號的相互抵消，能夠有效地防止接收靈敏度的降低。
另夕卜，在本實施方式中，在捕衝足對象衛星的導航Jt據為獲取完 的模式匹配處理，判斷與接收信號的時間序列數據一致的部分，在捕捉對象衛星的導航數據為未獲取完畢時，進行將該導航數據的通 用數據部分作為參考數據的模式匹配處理，判斷與接收信號的時間 序列數據一致的部分。根據相關結構，無論是否取得導航數據，均 可以進行接收信號的極性反轉定時及其極性的推定。
4.變形例 4-1.電子i殳備
只要是包括定位裝置的電子設備，本發明可以適用於任何電子 i殳備。例嗩口只于于筆i己本電月畝、PDA ( Personal Digital Assistant : 個 人數字助理)或汽車導航裝置等同樣也可以進行適用。
4-2.衛星定^f立系糹克
在上述的實施方式中，例舉了 GPS作為衛星定位系統進行了說 明，4旦也可以為M^AAS (Wide Area Augmentation System,廣i或增 強系糹克)、QZSS (Quasi Zenith Satellite System,準天頂衛星系糹克)、 GLONASS ( GLObal NAvigation Satellite System,全J求導航衛星系 統)或GALILEO (伽利略衛星導力元系統)等其它的衛星定位系統。
4-3.處J裡的分4b
也可以4吏主CPU 40來4丸4亍CPU 35 4丸^亍的處理的一部分或全 部。例如、主CPU40進行極性反轉定時推定處理，CPU35根據其 推定結果進行定位運算。另外也可以使主CPU 40執行CPU 35執行
的全部處理，包4舌定位運算。4-4.相關運算處理
在上述的實施方式中，說明了在基帶處理電路部30中獨立地 設置有相關運算部33,通過硬體的方式實現接收信號的累積加法運 算結果的平方和與複製碼之間的相關運算，但是也可以通過軟體的 方式實現CPU 35進行相關運算處理。
4-5.累積加法運算結果的合計
另外，在上述的實施方式中，說明了算出接收信號的累積加法 運算結果的平方和並進行與複製碼之間的相關運算；但是也可以不 是平方和，而是例如算出接收信號的累積加法運算結果的四次方和 或六次方和並進行與複製碼之間的相關運算。
權利要求
1. 一種定位方法，其中，包括按照各極性分別對定位用信號的接收信號的IQ成分的每一個成分進行累積加法運算，所述定位用信號是通過基於導航數據被極性反轉了的擴頻碼進行了擴頻調製的信號；算出所述累積加法運算結果的平方和；進行所述平方和的算出結果與所述擴頻碼的複製碼的相關運算；以及基於所述相關運算的結果，進行規定的定位運算，並對當前位置進行定位。
2. 根據權利要求1所述的定位方法，其中，所述定位方法還包括通過將所述接收信號的時間序列數據和所述定位用信號 的導航數據的時間序列數據進行比較，判斷所述導航數據中的 極性反轉定時的 一 致部分，從而推定所述接收信號的極性反轉 的定時及其糹及性，其中，所述累積加法運算是指根據所述推定的極性反轉 定時及其極性，按照各極性分別對所述接收信號的IQ成分的每一個成分進4亍累積加法運算。
3. 根據權利要求1所述的定位方法，其中，所述定位方法還包括選定不同的定位用信號的導航J史據之間通用的通用悽t據 部分；以及通過將所述4妄收信號的時間序列悽t據和所述通用悽t據部 分進行比較，判斷所述通用數據部分中的極性反轉定時的一致 部分，從而推定所述接收信號的極性反轉的定時及其極性，其中，所述累積加法運算是指根據所述推定的極性反轉定時及其極性，按照各極性分別對所述接收信號的IQ成分的 每一個成分進行累積加法運算。
4. 根據權利要求1所述的定位方法，其中，所述定位方法還包括在獲取完畢與所述定位用信號相對應的導航數據的情況 下，通過將所述接收信號的時間序列數據和所述定位用信號的 導航數據的時間序列數據進行比較，並判斷所述導航數據中的 極性反轉定時的一致部分，/人而推定所述4妄收信號的4及性反轉 定時及其^及性；選定不同的定位用信號的導航數據之間通用的通用數據 部分；以及在未獲取完畢與所述定位用信號相對應的導航數據的情 況下，通過將所述接收信號的時間序列數據和所述通用數據部 分進行比4交，並判斷所述通用悽t據部分中的才及性反轉定時的一 致部分，從而推定所述接收信號的極性反轉定時及其極性，其中，所述累積加法運算是指根據所述推定的極性反轉 定時及其一及性，按照各糹及性分別對所述4矣收信號的IQ成分的 每一個成分進行累積加法運算。
5. 根據權利要求2至4中任一項所述的定位方法，其中，所述定 4立方法還包4舌在所述極性反轉定時推定失敗的情況下，進行對所述接 收信號的IQ成分的每一個成分的累積加法運算，以^^泰按照 各極性對所述接收信號的IQ成分的每一個成分進行累積加法運算。
6. 根據權利要求5所述的定位方法，其中，在所述極性反轉定時推定成功的情況下，在第 一 累積加 法運算時間內按照各極性分別對所述接收信號的IQ成分的每 一個成分進行累積加法運算，在所述4及性反轉定時推定失敗的 情況下，在第二累積加法運算時間內，對所述接收信號的IQ 成分的每一個成分進行累積加法運算，所述第二累積加法運算 時間短於所述第 一 累積加法運算時間。
7. —種程序，用於使內置於定位裝置中的計算機執行權利要求1 至6中任一項所述的定位方法。
8. —種定位裝置，其中，包括累積加法運算部，按照各極性分別對定位用信號的接收 信號的IQ成分的每一個成分進行累積加法運算，所述定位用 信號是通過基於導航數據被極性反轉了的擴頻碼進行了擴頻 調製的信號；算出部，算出所述累積加法運算結果的平方和；相關運算部，進行所述平方和的算出結果與所述擴頻碼 的複製碼的相關運算；以及定位部，基於所述相關運算的結果，進行預定的定位運 算，並對當前位置進行定位。
全文摘要
本發明涉及一種定位方法、程序以及定位裝置。本發明的目的為防止由於接收信號的反極性的成分之間的累積加法引起的接收靈敏度的降低。在可攜式電話機(1)之中，按照極性的不同分別針對根據導航數據進行了極性反轉的被PRN碼進行了擴散調製的GPS衛星信號的接收信號的IQ成份，進行累積加法，算出累積加法結果的平方和。並且，進行平方和的計算結果和PRN碼的複製碼之間的相關運算，基於相關運算的結果進行預定的定位運算，對現在位置進行定位。
文檔編號G01S19/29GK101487890SQ20091000521
公開日2009年7月22日 申請日期2009年1月16日 優先權日2008年1月18日
發明者寺島真秀, 木村章 申請人:精工愛普生株式會社