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衛星を用いたスペクトル拡散測位方式の測位誤差改善に関する試験研究

卫星扩频定位方法改善定位误差的实验研究

基本信息

批准号：
06555293
负责人：
岩波保則
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06555293/
关键词：
GPS 測位誤差改善 DLL スペクトル拡散衛星

项目摘要

GPS(Global Positioning System)はアメリカ国防総省が開発運用中の地球上を周回する人工衛星を用いた移動体のための電波利用測位システムであり,4つの衛星から送られてくる電波を同時受信することにより,移動体の3次元位置(緯度,経度,及び高度)を知ることができる。現在すでに実用的測位可能の状態にあり,各社から業務用及び一般ユーザー用の製品が市場に出ているが,これらの製品の多くは,位置測定精度も数十メートルであって十分な性能を持っているとは言い難い。本研究はGPS受信機の回路構成見直すことにより,測位精度の改善を行うことを目的としている。特に測位精度の鍵を握る追尾回路である遅延ロックループの性能改善を行うアプローチを行い,正確な計算機シミュレーションにより,約30%程度の測位誤差の改善が得られることを明らかにした。本研究ではGPS衛星受信信号の追尾回路である遅延ロックループ(Delay Locked Loop,DLL)の回路構成を改善するため,従来使用されていたEarly codeとLate codeの間隔がPN系列1チップ分である1Δ型DLLに対し,新たに間隔が0.5チップであるΔ/2型DLLを提案した。これにより追尾誤差特性が改善されるかどうかを時間領域の正確な計算機シミュレーションにより調べた。また、従来の1Δ型DLLの回路構成を簡略化することにより,LSI構成における素子数の少ない回路構成を見い出した。また計算機シミュレーションのみならず,解析的な動作方程式の導出も行い,これを計算機シミュレーション結果と対比し,シミュレーション結果の物理的な解釈および回路パラメータ値の決定の指針とした。計算機シミュレーション実験で提案Δ/2型DLLの動作の確認を行った結果,新提案回路により,入力S/N=-40〜-30dBの領域では1〜2dB,入力S/N=-20〜-10dBの領域では約3dBの追尾位相誤差分散の改善度を得ることが出来た。これは測位誤差精度に換算すると,入力S/N=-40〜-30の領域では11〜21%,入力S/N=-20〜-10dBの領域では約30%の測位誤差改善に相当する。またこのような測位誤差の改善に加え,新回路構成を提案したことにより,LSI化の際の回路規模を縮小することができ,回路面積の縮小化や低コスト化の点で有利な提案ができた(研究代表者岩波)。さらに提案したΔ/2型のDLLのLSI化は既に行われており,今後フィールド試験を通したループパラメータの最適調整化などが行われる段階である(研究分担者木田)。

GPS(Global Positioning System) is an artificial satellite that circulates around the earth and is in use by the Ministry of National Defense and Human Resources. It is a mobile body and a radio wave utilization positioning system. , 4つのsatellite transmits radio waves and simultaneously receives the signal, and the 3-dimensional position of the moving object (latitude, angle, and altitude) is known. At present, the positioning status of the company is possible, and the products are available in the market for business use and general use of each company. , The product is made of many products, the position measurement accuracy is in the tens of もメートルであって, the performance is very high, and the performance is difficult to say. This study aims at improving the circuit structure of the GPS receiver and improving the positioning accuracy. The key to the positioning accuracy is the tail-end circuit, the performance improvement of the tail loop, and the correct performance. With the use of the computer-controlled computer, the positioning error has been improved by approximately 30%. In this study, the purpose of this study is to improve the loop structure of the Delay Locked Loop (DLL) of the GPS satellite trusted signal, and to use the Early code. The code's interval PN series is divided into 1Δ type DLL, and the new interval is 0.5 type DLL Δ/2 type DLL proposed.これによりRear-end error characteristicsがImprovementされるかどうかをTime domainのcorrectなComputerシミュレーションによりtunedべた. The circuit structure of the 1Δ type DLL is simplified, and the LSI structure is simplified. The number of elements is small and the circuit structure is small.またcalculator シミュレーションのみならず, ANALYTICAL ANALYSIS Equation of Action のDERIVING も行い, これをcalculator シミュレーション Result と対比し, シミュレーション Result のphysical なsolved 釈およびloop パラメータ値のdetermination のPointer とした. The results of the action confirmation of the proposed Δ/2 type DLL of the computer シミュレーション実験で, the new proposed circuit により, input power S/N=-40~-30d The B area is 1~2dB, the input S/N=-20~-10dB area is about 3dB, and the improvement of the rear-end phase error dispersion is achieved. The accuracy of the positioning error is converted into 11~21% in the range of input S/N=-40~-30, and the positioning error improvement of about 30% in the range of input S/N=-20~-10dB is considerable.またこのような Improvement of positioning error にaddえ, new circuit configuration proposal したことにより, LSI-based circuit regulation The advantages of reducing the size of the circuit area and minimizing the circuit area are the advantages of the proposal (research representative) Iwanami).さらにProposalしたΔ/2 typeのDLLのLSI はJi に行われており,From now on フィールドThe optimal adjustment method for the test of the best adjustment of the test method Kida).