[发明专利]GPS接收机的测量定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信测量定位装置。

技术背景

以往的GPS接收机，以在室外使用为前提；即便是接收灵敏度也被设计为满足在室外的使用条件。然而，近些年来，已出现了接收灵敏度比以往的GPS接收机高约20db，而且即便是在室内也可以使用的高灵敏度的GPS接收机。但是，该高灵敏度的GPS接收机，可以在室内使用这一优点却产生了测位精度降低的问题，GPS接收机接收来自各个GPS卫星的电波，用其到达时间计算GPS接收机本身与3个以上的GPS卫星之间的各个距离，该计算结果来计算现在位置。然而，该GSP接收机的天线所接收的电波，几乎都是在建筑物的墙壁上反射后从窗户进来的电波，以及透过屋顶在室内的墙壁等反射后的电波等。天线的接收电波，成为受到了多径的影响的直接波以外的反射波。当受到了多径的影响后，来自GPS卫星的电波，要先被建筑物等反射后才会到达GPS接收机的天线。为此接收机测定GPS按此机本身与GPS卫星之间的距离将具有误差。

作为汽车或船舶等移动体的导航系统，接收从人造卫星发出的电波并根据包含在其中的GPS信号测量移动体位置的装置。利用GPS测定位置的GPS接收装置接收来自3个以上的人造卫星的GPS信号，并根据各人造卫星的导航信息计算距离数据和高度数据且据此检测出移动体的位置。

GPS天线采用平面天线可聚积很多天线单元，这种天线良好的接收状态得益于其多样性的结构。众所周知，就采用了GPS的导航系统而言，当使用从距地平线近的低仰角的卫星发出的电波时，由于受到多径效应或电离层延迟等的强烈影响，导致精度降低。与此相反，由于上述平面天线在垂直方向上指向性高而在水平方向上敏感度低，故不易受到多任效应或电离层延迟等影响。但是，当移动体的姿势呈倾斜状态时，由于平面天线的强指向性相对于从低仰角的卫星发送的电波起作用，因而导致其精度降低。另一方面，如果采用在姿势呈倾斜状态下仍能感知垂直方向电波的无指向性天线，则发自水平方向的电波与发自垂直方向的电波同样地本发明的目的是解决上述现有技术问题，提供一种GPS接收装置，它仅选择性地取入包含在从卫星发送出来的电波中的GPS信号。

发明内容：

本发明用天线接收来自多个GPS除球定位系或卫星的电波(无线电波)求出现在(当前)位置的GPS接收机；特别是涉及可以在室内等的弱电场地点处接收该电波求现在位置的GPS接收机。存在测位结果也以及历书或星历，GPS接收机计算卫星位置。

为达到上述目的本发明的技术方案，提供一种接收从多个卫星发送的GPS信号的GPS接收装置，其结构要点是：具有接收包含GPS信号的电波的天线，基于上述接收的GPS信号求出各卫星仰角的仰角运算装置，将上述各卫星的仰角与规定的基准件角进行比较的比较装置；其中仅选取从仰角比基准仰角还大的卫星发送出来的GPS信号。因为可以仅有选择地使用从仰角大的卫星发出的GPS信号，所以不易受到多任效应或电离层延迟等影响，从而使高精度的测量度。

本发明可以达到如下效果：

因为仅选择性地取入从仰角大的卫星发送出来的信号，所以不易受到多径效应或电离层延迟等影响，从而可以进行高精度的测量。当你角大的卫星存在多个时，从中采用仰角的大小排在前面的多个卫星的信号，故可以进行更高精度的测量。通过降低天线的指向性，使得无论移动体的姿势如何变化，都能选择性地利用从仰角大的卫星发送的信号。

附图说明：

图1为GPS接收装置过程的方框图；

图2为卫星选择部分的功能方框图；

图3为历书的流程图。

具体实施方式：

本发明的GPS接收装置故可望大幅度地提高测位精度。它运用在高爬坡性和行驶性能上。GPS接收装置的接收天线安装在车辆前部的最上方，并且竖直地伸向天空；因为这样的移动体在行进时姿势变化大，接收天线的指向随着姿势的变化发生很大变化，所以当车身呈剧烈倾斜状时，接收天线会指向低仰角卫星。高频处理部分把包含在接收天线接收的电波中的高频信号下变频所期望的频域。A/D转换部分对经过上述下变频处理后的模拟信号进行A/D转换。信号处理部分从A/D转换部分输出的数字信号中抽出卫星导航信息。卫星选择部分首先从上述卫星导航信息中抽出所有卫星的位置信息。位置运算部分使用被抽出的各卫星位置算出自身虚拟的当前位置，接着使用各卫星的位置情报和自身虚拟的当前位置求出所有卫星的仰角。然后，上述卫星选择部分从能抽出卫星导航信息的所有卫星中选择仰角比规定的基准仰角大的卫星。最后，位置运算部分使用所选择的各卫星的位置信息求出自身实际的当前位置。选择的卫星导航信息求出各卫星的位置信息和时刻信息，通过卫星发送电波的时刻和自身接收该电波的时刻的差以及测得的多普勒频率计算出各卫星与GPS接收装置之间的伪距离，进而将包括自身内部时钟的误差在内的移动体的位置作为未知数，通过运算计算出来。然后分配接收信道给接收部分，以接收来自这些卫星的信号。接收部分接收来自处于天空中的卫星，然后根据包含在导航电文中的星历，位置测定计算部分测量GPS接收机的当前位置与行进速度，本发明的GPS接收机包含：接收部分；用来接收分别从多个GPS卫星发送的导航电文；导航电文分析部分，用来从所接收的导航电文中获得星历与历书以进行恢复；星历存储部分，用来存储所获得的星历；历书存储部分，用来存储所恢复的历书；时钟部分，用来测量时间以计算当前时间；卫星位置计算部分，用来通过利用在时钟部分中计算的当前时间与所获得的星历或恢复的历书，计算所述多个GPS卫星的位置；以及位置测定部分，用来根据从作为通信对象的卫星的GPS卫星发送的导航电文，计算位置测定，其中导航电文分析部分包含：预测部分，用来根据基于分别存储在所接收的导航电文的每个主帧中的预定周的、指示经过的周数的信息；预测只在最后存储的时间信息，该时间信息作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准以及恢复部分，用来根据作为计算所述多个GPS卫星的位置的基准的所预测的时间信息，恢复历书。除非本收到作为计算多个GPS卫星的位置的基准的时间信息，可以恢复历书。结果可以在短时间内恢复历书，可以迅速判决作为通信对象的GPS卫星，同时抑制功耗。