專利名稱：信號捕獲方法、信號捕獲裝置及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號捕獲方法、信號捕獲裝置及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為利用定位用信號的定位系統(tǒng)，GPS (Global Positioning System 全球定位系統(tǒng))廣為人知，并已在內(nèi)置于便攜式電話機和車載導航裝置等中的位置計算裝置上利用。 在GPS中，基于多個GPS衛(wèi)星的位置和從各GPS衛(wèi)星到位置計算裝置的偽距等的信息，進行求出位置計算裝置的位置坐標和時鐘誤差的位置算出計算。從GPS衛(wèi)星發(fā)出的GPS衛(wèi)星信號通過被稱為CA (Coarse and Acquisition 粗捕獲)碼的每個GPS衛(wèi)星都不同的擴散碼來調(diào)制。位置計算裝置為了從微弱的接收信號中捕獲GPS衛(wèi)星信號，進行接收信號和復制CA碼(即CA碼的復制碼)的相關(guān)運算，并基于該相關(guān)值捕獲GPS衛(wèi)星信號。在這種情況下，為了容易檢測出相關(guān)值的峰，采用在規(guī)定的積算時間內(nèi)連續(xù)積算(integrate)通過相關(guān)運算取得的相關(guān)值的方法。然而，由于擴散調(diào)制GPS衛(wèi)星信號的CA碼本身因?qū)Ш诫娢臄?shù)據(jù)而每20毫秒進行 BPSK(Binary Phase Shift Keying 二相相移鍵控)調(diào)制，所以在每導航電文數(shù)據(jù)位長即20 毫秒CA碼極性可能反相。因此，當跨越導航電文數(shù)據(jù)位值變化的定時積算相關(guān)值時，具有對符號不同的相關(guān)值進行積算的可能性。作為用于解決該問題的技術(shù)，例如，如專利文獻1 所披露的那樣，已知利用關(guān)于導航電文數(shù)據(jù)位值變化的定時的輔助數(shù)據(jù)來積算相關(guān)值的技術(shù)。根據(jù)專利文獻1的技術(shù)，能夠比導航電文數(shù)據(jù)的位長(20毫秒)長地設(shè)定相關(guān)積算時間。不過，在專利文獻1的技術(shù)中，由于需要從外部取得關(guān)于導航電文數(shù)據(jù)位值變化的定時的輔助數(shù)據(jù)，所以存在通信費和通信時間問題等與數(shù)據(jù)取得有關(guān)的制約和問題。尤其， 在從GPS衛(wèi)星信號發(fā)送的導航電文數(shù)據(jù)更換成新的數(shù)據(jù)之后，就需要等待更新輔助數(shù)據(jù)， 從而取得該新的輔助數(shù)據(jù)。日本專利文獻1 日本特開2001-349935號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題進行的，目的在于提供一種用于能夠在比導航電文數(shù)據(jù)的位長長的相關(guān)積算時間內(nèi)進行相關(guān)處理的新的方法。為了實現(xiàn)上述問題，本發(fā)明第一方面涉及的信號捕獲方法包括將作為從定位用衛(wèi)星接收到的衛(wèi)星信號的接收信號的頻率頻率變換成與上述衛(wèi)星信號所傳送的導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率；對上述頻率變換后的上述特定頻率的信號進行第一相關(guān)運算；在比上述位長長的規(guī)定時間內(nèi)積算上述第一相關(guān)運算的結(jié)果；以及使用積算所得的上述結(jié)果捕獲上述衛(wèi)星信號。并且，本發(fā)明第五方面涉及的信號捕獲裝置包括從定位用衛(wèi)星接收衛(wèi)星信號的接收部；將通過上述接收部接收到的接收信號的頻率變換成與上述衛(wèi)星信號所傳送的導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率的頻率變換部；對經(jīng)上述頻率變換部頻率變換后的上述特定頻率的信號進行相關(guān)運算的相關(guān)運算部；在比上述位長長的規(guī)定時間內(nèi)積算上述相關(guān)運算的結(jié)果的積算部；以及使用經(jīng)上述積算部積算所得的上述相關(guān)運算的結(jié)果來捕獲上述衛(wèi)星信號的捕獲部。根 據(jù)本發(fā)明第一方面等，將從定位用衛(wèi)星接收到的作為衛(wèi)星信號的接收信號的頻率頻率變換成與衛(wèi)星信號所傳送的導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率。而且，對頻率變換后的特定頻率的信號進行第一相關(guān)運算，并在比導航電文數(shù)據(jù)的位長長的規(guī)定時間內(nèi)連續(xù)積算第一相關(guān)運算的結(jié)果。而且，使用積算所得的結(jié)果捕獲衛(wèi)星信號。當在比導航電文數(shù)據(jù)的位長長的任意的時間內(nèi)連續(xù)對傳送導航電文數(shù)據(jù)的衛(wèi)星信號的接收信號進行相關(guān)處理時，即使與正確的頻率一致進行了捕獲，也變成了存在符號變化的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)。然而，通過實驗明確了當對與導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率的信號進行捕獲時，可獲得與在與正確的頻率一致地進行捕獲時符號變化的模式不同的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)。該符號變化的模式不同的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)通過將接收信號的頻率頻率變換成特定頻率并對該特定頻率的信號進行相關(guān)運算而求得。通過基于這樣求得的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)來積算相關(guān)運算結(jié)果，并使用該積算結(jié)果捕獲衛(wèi)星信號，從而可實現(xiàn)在比導航電文數(shù)據(jù)的位長長的相關(guān)積算時間內(nèi)連續(xù)的相關(guān)處理。并且，可以根據(jù)本發(fā)明第一方面的信號捕獲方法來構(gòu)成本發(fā)明第二方面的信號捕獲方法，該第二方面的信號捕獲方法還包括將上述接收信號的頻率頻率變換成零頻率； 對上述頻率變換后的上述零頻率的信號進行第二相關(guān)運算；以及在上述規(guī)定時間內(nèi)積算上述第二相關(guān)運算的結(jié)果，其中，捕獲上述衛(wèi)星信號包括使用將積算上述第一相關(guān)運算的結(jié)果所得的結(jié)果及積算上述第二相關(guān)運算的結(jié)果所得的結(jié)果合計而得的合計值來捕獲上述衛(wèi)星信號。根據(jù)該第二方面的信號捕獲方法，將接收信號的頻率頻率變換成零頻率。而且，對頻率變換后的零頻率的信號進行第二相關(guān)運算，并在規(guī)定的時間內(nèi)連續(xù)積算第二相關(guān)運算的結(jié)果。而且，合計積算第一相關(guān)運算的結(jié)果而得的結(jié)果及積算第二相關(guān)運算的結(jié)果而得的結(jié)果，并使用該合計值捕獲衛(wèi)星信號。通過不但吸收對特定頻率的信號的相關(guān)運算結(jié)果， 還吸收對零頻率的信號的相關(guān)運算結(jié)果，能夠進一步降低導航電文數(shù)據(jù)的位反相的影響， 從而可實現(xiàn)在任意的相關(guān)積算時間內(nèi)連續(xù)的相關(guān)處理。并且，可以根據(jù)本發(fā)明第一方面的信號捕獲方法來構(gòu)成本發(fā)明第三方面的信號捕獲方法，該第三方面的信號捕獲方法還包括將上述接收信號的頻率頻率變換成零頻率； 對上述頻率變換后的上述零頻率的信號進行第二相關(guān)運算；以及在上述規(guī)定時間內(nèi)積算上述第二相關(guān)運算的結(jié)果，其中，捕獲上述衛(wèi)星信號包括使用積算上述第一相關(guān)運算的結(jié)果所得的結(jié)果和積算上述第二相關(guān)運算的結(jié)果所得的結(jié)果中的任一積算所得的結(jié)果來捕獲上述衛(wèi)星信號。根據(jù)該第三方面的信號捕獲方法，將接收信號的頻率頻率變換成零頻率。而且，對頻率變換后的零頻率的信號進行第二相關(guān)運算，并在規(guī)定的時間內(nèi)連續(xù)積算第二相關(guān)運算的結(jié)果。而且，使用在積算第一相關(guān)運算的結(jié)果而得的結(jié)果和積算第二相關(guān)運算的結(jié)果而得的結(jié)果中的某一個積算而得的結(jié)果捕獲衛(wèi)星信號。例如，通過使用在積算第一相關(guān)運算的結(jié)果而得的結(jié)果和積算第二相關(guān)運算的結(jié)果而得的結(jié)果中的值大的一個結(jié)果，能夠確切地捕獲衛(wèi)星信號。并且，可以構(gòu)成本發(fā)明第四方面的信號捕獲方法，其中，在第一方面至第三方面中任一方面的信號捕獲方法中的特定頻率是25Hz。這時的特定頻率是與導航電文數(shù)據(jù)的位長為20毫秒時對應(yīng)的頻率。并且，作為本發(fā)明的第六方面，能夠構(gòu)成包括第五方面的信號捕獲裝置的電子設(shè)備。


圖1 (A)是相關(guān)值的時間變化的一例，圖1 (B)是頻率解析結(jié)果的一例。

圖2㈧及圖2⑶是相關(guān)值的直流成份，圖2 (C)是相關(guān)值的特定頻率成份。圖3(A)是導航電文數(shù)據(jù)沒有位反相時的零頻率信號的說明圖；圖3(B)是導航電文數(shù)據(jù)有位反相時的零頻率信號的說明圖。圖4(A)是導航電文數(shù)據(jù)沒有位反相時的特定頻率信號的說明圖；圖4(B)是導航電文數(shù)據(jù)有位反相時的特定頻率信號的說明圖。圖5是示出便攜式電話機的功能構(gòu)成的一例的框圖。圖6是示出基帶處理電路部的電路構(gòu)成的一例的框圖。圖7是示出基帶處理的流程的流程圖。圖8是示出相關(guān)處理的流程的流程圖。圖9是示出現(xiàn)有技術(shù)中的相位方向及頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖10是示出現(xiàn)有技術(shù)中的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖11是示出現(xiàn)有技術(shù)中的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖12是示出現(xiàn)有技術(shù)中的相位方向及頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖13是示出現(xiàn)有技術(shù)中的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖14是示出現(xiàn)有技術(shù)中的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖15是示出實施例中的相位方向及頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖16是示出實施例中的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖17是示出實施例中的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖18是示出實施例中的相位方向及頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖19是示出實施例中的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖20是示出實施例中的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果的一例的圖。圖21是示出變形例中的基帶處理電路部的電路構(gòu)成的框圖。圖22是示出變形例中的基帶處理電路部的存儲部的數(shù)據(jù)構(gòu)成的圖。
具體實施例方式1.原理首先，對本實施方式的衛(wèi)星信號捕獲的原理進行說明。在利用GPS衛(wèi)星的位置計算系統(tǒng)中，作為定位用衛(wèi)星的一種的GPS衛(wèi)星將包含歷書、星歷表等衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)的導航電文數(shù)據(jù)載入作為定位用衛(wèi)星信號的一種的GPS衛(wèi)星信號而發(fā)送。
GPS衛(wèi)星信號是通過作為擴散碼的一種的CA (Coarse and Acquisition 粗捕獲) 碼，以作為擴頻方式已知的CDMA (Code Division Multiple Access 碼分多址)方式調(diào)制成的1. 57542 “GHz”的通信信號。CA碼是將碼長1023碼片視為IPN幀的重復周期Ims的偽隨機噪聲碼，且每個衛(wèi)星各不相同。GPS衛(wèi)星發(fā)送GPS衛(wèi)星信號時的頻率(規(guī)定載波頻率)預(yù)先規(guī)定為1. 57542"GHz", 但因由于GPS衛(wèi)星或GPS接收裝置的移動而產(chǎn)生的多普勒影響等，GPS接收裝置接收GPS 衛(wèi)星信號時的頻率未必與規(guī)定載波頻率一致。因此，現(xiàn)有的GPS接收裝置進行作為用于從接收信號中捕獲GPS衛(wèi)星信號的頻率方向的相關(guān)運算的頻率檢索，從而捕獲GPS衛(wèi)星信號。 并且，為了指定接收到的GPS衛(wèi)星信號(CA碼)的相位，GPS接收裝置進行作為相位方向的相關(guān)運算的相位檢索，從而捕獲GPS衛(wèi)星信號。

不過，尤其在室內(nèi)環(huán)境等的弱電場環(huán)境下，由于真實的接收頻率及真實的碼相位下的相關(guān)值的電位變低，所以很難與噪音區(qū)分。其結(jié)果，真實的接收頻率及真實的碼相位的檢測、即信號的捕獲很難。因此，在這樣的接收環(huán)境下，采用在規(guī)定相關(guān)積算時間內(nèi)連續(xù)積算通過相關(guān)運算獲得的相關(guān)值并從積算后的相關(guān)值中檢測出峰從而捕獲GPS衛(wèi)星信號的方法。然而，GPS衛(wèi)星信號在通過CA碼而擴散調(diào)制(spread modulated)的同時，CA碼自身根據(jù)導航電文數(shù)據(jù)的位值進行BPSK (Binary Phase Shift Keying 二相移相鍵控)調(diào)制。該導航電文數(shù)據(jù)的位長由于是20毫秒，所以有位值每20毫秒進行變化(反相)的可能性。有可能性的意思是也存在有位值不變化的情況。在本實施方式中，將導航電文數(shù)據(jù)的位值實際變化的定時稱為“位反相定時”。導航電文數(shù)據(jù)的位值變化意思就是CA碼的極性反相。因此，當進行接收到的CA 碼和復制碼的相關(guān)運算時，能在每一導航電文數(shù)據(jù)的位長即20毫秒計算出符號不同的相關(guān)值。因此，當跨越導航電文數(shù)據(jù)的位反相定時積算了相關(guān)值時，存在相關(guān)值因符號不同的相關(guān)值相互抵消而成為微小值(極端時為0)的問題。為了解決該問題，本申請的發(fā)明人著眼于與導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率，設(shè)計出使相關(guān)值的符號變化的影響無效化并積算相關(guān)值的新方法。圖1及圖2是用于說明特定頻率的圖。圖KA)示出相關(guān)值的時序變化的一例。 為了便于說明，以“+1”和“-1”正負兩個值表示相關(guān)值。并且，在這里，對接收頻率的真值為已知并使用接收CA碼與相位完全一致的復制碼進行相關(guān)運算求出相關(guān)值的情況進行說明。當將導航電文數(shù)據(jù)的位值是“ 1”時的CA碼的極性視為“正”時，通過在接收CA碼上乘上復制碼來獲得相關(guān)值“+1”。另一方面，當將導航電文數(shù)據(jù)的位值是“0”時的CA碼的極性視為“負”時，通過在接收CA碼上乘上復制碼來獲得相關(guān)值“-1 ”。從圖KA)可得知在導航電文數(shù)據(jù)的位反相定時，相關(guān)值的符號更換。根據(jù)位值， 在從上次的位反相定時經(jīng)過20毫秒后位反相定時到來時，相關(guān)值的符號在該20毫秒后的時刻逆轉(zhuǎn)。并且，在40毫秒后位反相定時來到時，相關(guān)值的符號在該40毫秒后的時刻逆轉(zhuǎn)。當在比位長長的規(guī)定時間內(nèi)對圖I(A)所示的時序相關(guān)值連續(xù)累積、并進行頻率解析時，則獲得例如圖I(B)所示那樣的功率譜。在圖I(B)中，橫軸表示頻率、縱軸表示功率值，為了便于說明，對白噪聲省略圖示。
如圖I(B)所示，在零頻率(OHz)上出現(xiàn)功率值的峰。其示出了時序相關(guān)值的直流成份。也就是說，如圖2(A)及圖2(B)所示，相當于時序相關(guān)值中的符號沒有變化的部分的頻率成份(直流成份)是在OHz上作為功率值的峰而出現(xiàn)的不過，如圖I(B)所示，在25Hz的頻率上也出現(xiàn)功率值大的峰。其起因于導航電文數(shù)據(jù)的位長是20毫秒。也就是說，如圖2(C)所示，由于在導航電文數(shù)據(jù)的位值每20毫秒進行變化時，相關(guān)值諸如以最初的20毫秒為“1”、接著的20毫秒為“_1”、再接著的20毫秒為“1”的方式變化，所以相關(guān)值的周期變成40毫秒。該40毫秒的期間是相當于導航電文數(shù)據(jù)的位長的2倍的期間。當將周期40毫秒換算成頻率時，則“f = Ι/τ = 1/(40X10_3) =25Hz”。時序相關(guān)值所包含的該25Hz的頻率成份是作為功率值的峰而出現(xiàn)的。在本實施方式中，將該25Hz的頻率定義為“特定頻率”。并且，從圖1 (B)可得知，在75Hz和125Hz、175Hz等高階頻率上雖然不是如特定頻率(25Hz)那么大的峰，但是也出現(xiàn)微小的峰。由于相關(guān)值的波形是對稱波形，所以在作為基本頻率的特定頻率的奇數(shù)倍的頻率、即奇數(shù)階諧波頻率上出現(xiàn)功率值的峰。這些功率值的峰最初起因于在導航電文數(shù)據(jù)的位反相定時中CA碼的極性反相進而相關(guān)值的符號變化。例如，在以不跨越位反相定時的方式使相關(guān)值的積算時間在位長的 20毫秒以下進行頻率解析時，只在零頻率上產(chǎn)生峰，而在其它的頻率上不產(chǎn)生峰。也就是說，如相關(guān)值的符號沒有變化，則除零頻率以外不產(chǎn)生功率值的峰。本申請的發(fā)明人著眼于上述那樣在比導航電文數(shù)據(jù)的位長長的任意時間內(nèi)連續(xù)進行相關(guān)處理時，在零頻率(OHz)及特定頻率(25Hz)上出現(xiàn)功率值的峰。而且，考慮了將 GPS衛(wèi)星信號的接收信號的頻率分別頻率變換成相當于零頻率(將該頻率的接收信號稱為 “零頻率的信號”)及相當于特定頻率(將該頻率的接收信號稱為“特定頻率的信號”)的頻率，并使用對各個信號進行相關(guān)運算的結(jié)果捕獲GPS衛(wèi)星信號。另外，在本實施方式中，為了便于說明，只著眼于正的頻率考慮，不考慮負的頻率。具體地進行說明。GPS接收裝置在時刻“t”接收的GPS衛(wèi)星信號的接收信號“r(t)” 可以如下式⑴所示。(數(shù)學式1)r(t) = I(t)+iQ(t)= CA(t) · eiut. · · (1)在式1中，“I (t)，，和"Q(t)，，分別是接收信號"r(t)，，的IQ成份。I成份表示接收信號的同相成份(實部)，Q成份表示接收信號的正交成份(虛部)。并且，“CA(t)”是接收到的GPS衛(wèi)星信號的CA碼(以下稱為“接收CA碼”)，是“+1”或“_1”的值。并且， "exp (i ω t) ”是傳送GPS衛(wèi)星信號的載波(carrier)。并且，在式⑴中，“ω”是接收到GPS衛(wèi)星信號的接收頻率，以下式⑵表示。(數(shù)學式2)ω = coc+cod____(2)其中，“ω?！笔荊PS衛(wèi)星信號的載波頻率、“ω/，是多普勒頻率。當將頻率與載波“exp (i ω t)，，的頻率“ ω，，只不同“ Δ ω，，的信號與GPS衛(wèi)星信號的接受信號“Ht)”相乘時，則接受信號變換成“r(t，Δω) = CA(t) · exp(iA t)"0在本實施方式中，將“Δ ω”定義為“頻率偏移”。
如沒有頻率偏移(Δω = 0)，則接收信號的頻率變換成零頻率“r(t，0)= CA(t)”。即意味著已被解調(diào)了，并成為接收CA碼本身。另一方面，如頻率偏移與特定頻率“ω/’相等(Δω = ω3)，則接收信號的頻率變換成特定頻率“r(t，ω s)= CA (t) · exp(icost)，，。圖3是零頻率的信號“1^，0)”的說明圖。在圖3中，橫軸表示時間。在這里，著眼于導航電文數(shù)據(jù)的位長的兩份(40毫秒份)的期間，并以點劃線示出接收CA碼“CA(t)”、以虛線示出表示零頻率的載波的項“exp(iA cot)”、以實線示出零頻率的信號“r(t，0)”。另夕卜，在圖3及圖4中，由于當線重疊時不能識別線，所以稍錯開來圖示各個線。
圖3(A)是導航電文數(shù)據(jù)的位值在20毫秒不反相時的說明圖。如在將最初的20 毫秒的接收CA碼作為正極性時，如果導航電文數(shù)據(jù)的位值在經(jīng)過了 20毫秒的定時不進行變化，則接收CA碼的極性也一直是正的不變化。并且，由于頻率偏移是“0Hz”，所以載波被除去并為“exp(i*0*t) =1”。因此，零頻率的信號“r(t，0) ”的極性經(jīng)過40毫秒變?yōu)檎?當將正極性的復制碼與零頻率的信號“r(t，0) ”相乘時，則經(jīng)過40毫秒的期間獲得正的相關(guān)值。圖3(B)是導航電文數(shù)據(jù)的位值以20毫秒進行反相時的說明圖。當導航電文數(shù)據(jù)的位值在經(jīng)過了 20毫秒的定時進行變化時，則接收CA碼的極性也變化，并成為負極性。因此，零頻率的信號“r(t，0)，，的極性最初的20毫秒為正、接著的20毫秒為負。當將正極性的復制碼與零頻率的信號“r(t，0) ”相乘時，則最初20毫秒獲得正的相關(guān)值、接著的20毫秒獲得負的相關(guān)值。圖4是特定頻率的信號“r(t，ω3)，，的說明圖。圖4的表示方法與圖3相同，以點劃線示出接收CA碼“CA (t) ”、以虛線示出表示特定頻率的載波的項“exp (i ω t) ”、以實線示出特定頻率的信號“r(t，ω』”。圖4㈧是導航電文數(shù)據(jù)的位值不以20毫秒反相時的說明圖。與圖3㈧同樣，接收CA碼的極性在經(jīng)過了 20毫秒的定時不變化，并在經(jīng)過40毫秒的期間成為正極性。并且， 由于頻率偏移是特定頻率、即“25Hz”，所以表示載波的項以頻率25Hz的正弦波(sin波)來表示。因此，特定頻率的信號“r(t，ω3) ”的極性最初20毫秒為正、接著的20毫秒為負。當將正極性的復制碼與特定頻率的信號“r(t，ω3) ”相乘時，則最初20毫秒獲得正的相關(guān)值、 接著的20毫秒獲得負的相關(guān)值。圖4(B)是導航電文數(shù)據(jù)的位值以20毫秒進行反相時的說明圖。與圖3(B)同樣， 接收CA碼的極性以經(jīng)過了 20毫秒的定時從正向負進行變化。并且，表示載波的項以頻率 25Hz的正弦波(sin波)來表示。因此，特定頻率的信號“r(t，ω3) ”的極性最初20毫秒為正、接著的20毫秒也為正。當將正極性的復制碼與特定頻率的信號“r(t，ω3) ”相乘時，則在經(jīng)過40毫秒的期間內(nèi)獲得正的相關(guān)值。根據(jù)上述，得知對特定頻率的信號的相關(guān)運算(第一相關(guān)運算)結(jié)果和對零頻率的信號的相關(guān)運算(第二相關(guān)運算)結(jié)果與導航電文數(shù)據(jù)的位反相的影響有關(guān)，并示出相反的性質(zhì)。換言之，可以說對特定頻率的信號的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)和對零頻率的信號的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)是導航電文數(shù)據(jù)的位反相的有無所導致的符號變化的方式(符號變化的模式)逆轉(zhuǎn)了的數(shù)據(jù)。著眼于該性質(zhì)，在本實施方式中，將積算對特定頻率的信號的相關(guān)運算結(jié)果而得的結(jié)果和積算對零頻率的信號的相關(guān)運算結(jié)果而得的結(jié)果進行合計，并基于其結(jié)果獲得的合計積算相關(guān)值捕獲GPS衛(wèi)星信號。也就是說，邊使復制碼的相位變化邊進行計算出合計積算相關(guān)值的處理，并通過檢測出合計積算相關(guān)值成為最大的復制碼的相位而捕獲GPS衛(wèi)
星信號。 這時，由于對符號變化的模式逆轉(zhuǎn)后的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)進行重疊，所以能夠使導航電文數(shù)據(jù)的位反相的影響無效化。其原因是由于不管導航電文數(shù)據(jù)的位反相是有還是無，總有一方的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)成為符號一致的數(shù)據(jù)，所以當積算相關(guān)值時則值變大。因此，即使另一方的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)的符號不一致，積算相關(guān)值時值變小了，但是作為整個合計積算相關(guān)值，值變大了。根據(jù)以上原理，可在比導航電文數(shù)據(jù)的位長長的相關(guān)累計時間內(nèi)連續(xù)積算相關(guān)值。2.實施例接著，對將本發(fā)明應(yīng)用于作為具備衛(wèi)星信號捕獲裝置(信號捕獲裝置)及位置計算裝置的電子設(shè)備的一種的便攜式電話機時的實施例進行說明。另外，當然可適用本發(fā)明的實施例并不限定于以下說明的實施例。2-1.功能構(gòu)成圖5是示出本實施例的便攜式電話機1的功能構(gòu)成的一例的框圖。便攜式電話機 1包括GPS天線5、GPS接收部10、主機CPU (Central Processing Unit 中央處理器)30、操作部40、顯示部50、便攜電話用天線60、便攜電話用無線通信電路部70及存儲部80。GPS天線5是接收從GPS衛(wèi)星發(fā)送的包含GPS衛(wèi)星信號的RF (Radio Frequency 射頻)信號的天線，并向GPS接收部10輸出接收信號。GPS接收部10是基于從GPS天線5輸出的信號來測量便攜式電話機1的位置的位置計算電路或位置計算裝置，并是相當于所謂的GPS接收裝置的功能塊。GPS接收部10被構(gòu)成為包括RF接收電路部11及基帶處理電路部20。另外，RF接收電路部11及基帶處理電路部20既可以作為各自獨立的LSI (Large Scale Integration 大規(guī)模集成電路)進行制造，又可以作為一個芯片進行制造。RF接收電路部11是RF信號的接收電路。作為電路構(gòu)成，諸如也可以構(gòu)成為通過 A/D轉(zhuǎn)換器將從GPS天線5輸出的RF信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并處理數(shù)字信號的接收電路。并且，也可以是將從GPS天線5輸出的RF信號仍進行模擬信號的信號處理、并最后通過進行 A/D轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號輸出給基帶處理電路部20的構(gòu)成。在為后者時，諸如能夠構(gòu)成下面那樣的RF接收電路部11。也就是說，通過將規(guī)定的振蕩信號分頻或倍乘，生成RF信號乘法用的振蕩信號。而且，通過將已生成的振蕩信號與從GPS天線5輸出的RF信號相乘，使RF信號降頻成中間頻率的信號(以下稱為 “IF(Intermediate Frequency 中頻)信號”)，并在將IF信號放大等之后通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，從而輸出給基帶處理電路部20?；鶐幚黼娐凡?0是如下處理電路塊，即對從RF接收電路部11輸出的接收信號進行相關(guān)處理等從而捕獲GPS衛(wèi)星信號，并基于從GPS衛(wèi)星信號提取的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)和時刻數(shù)據(jù)等，進行規(guī)定的位置算出計算從而計算出便攜式電話機1的位置(位置坐標)的?；鶐幚黼娐凡?0具有作為從接收信號中捕獲GPS衛(wèi)星信號的衛(wèi)星信號捕獲裝置的功能。圖6是示出基帶處理電路部20的電路構(gòu)成的一例的圖，并是以本實施例所涉及的電路塊為中心記載的圖?；鶐幚黼娐凡?0諸如包括具有第一乘法器211及第二乘法器 212的乘法部21、具有第一載波去除用信號產(chǎn)生部221及第二載波去除用信號產(chǎn)生部222 的載波去除用信號產(chǎn)生部22、具有第一相關(guān)器231及第二相關(guān)器232的相關(guān)部23、復制碼產(chǎn)生部24、處理部25及存儲部27。第一乘法器211通過將通過第一載波去除用信號產(chǎn)生部221生成/產(chǎn)生的第一載波去除用信號與接收信號相乘，將接收信號降頻轉(zhuǎn)換為作為特定頻率的信號的第一接收信號(特定頻率信號)，并輸出給第一相關(guān)器231。第一乘法器211可以說是將接收信號的頻率頻率轉(zhuǎn)換成與導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率的頻率轉(zhuǎn)換部(第一轉(zhuǎn)換部)。第一載波去除用信號產(chǎn)生部221是生成頻率從GPS衛(wèi)星信號的載波信號的頻率只偏離特定頻率的第一載波去除用信號的電路，諸如具有載波NCCKNumerical Controlled Oscillator 數(shù)控振蕩器)等的振蕩器。另外，只要當從RF接收電路部11輸出的信號是IF 信號時，生成從IF頻率只偏離特定頻率的信號就可以。這樣，在RF接收電路部11將接收信號降頻轉(zhuǎn)換成IF信號時，可實質(zhì)相同地適用本實施方式。第二乘法器212通過將通過第二載波去除用信號產(chǎn)生部222生成/產(chǎn)生了的第二載波去除用信號與接收信號相乘，使接收信號降頻轉(zhuǎn)換為作為零頻率的信號的第二接收信號(零頻率信號)，并輸出給第二相關(guān)器232。第二乘法器212可以說是將接收信號的頻率頻率轉(zhuǎn)換成零頻率的頻率轉(zhuǎn)換部(第二轉(zhuǎn)換部)。第二載波去除用信號產(chǎn)生部222是生成與GPS衛(wèi)星信號的載波信號的頻率相同頻率的第二載波去除用信號的電路，諸如通過具有載波NCO等的振蕩器而構(gòu)成。另外，當從RF 接收電路部11輸出的信號是IF信號時，生成IF頻率的信號就可以。第一相關(guān)器231是進行從第一乘法器211輸出的第一接收信號和通過復制碼產(chǎn)生部24生成的復制碼的相關(guān)運算、并將作為特定頻率的相關(guān)值的第一相關(guān)值(特定頻率相關(guān)值)輸出給處理部25的相關(guān)運算部(第一相關(guān)運算部)。第二相關(guān)器232是進行從第二乘法器212輸出的第二接收信號和通過復制碼產(chǎn)生部24生成的復制碼的相關(guān)運算、并將作為零頻率的相關(guān)值的第二相關(guān)值(零頻率相關(guān)值) 輸出給處理部25的相關(guān)運算部(第二相關(guān)運算部)。復制碼產(chǎn)生部24是生成模擬作為GPS衛(wèi)星信號的擴散碼的CA碼而得的復制碼 (復制CA碼)的電路部，并通過具有諸如碼NCO等的振蕩器而構(gòu)成。復制碼產(chǎn)生部24根據(jù)所指示的相位來調(diào)整輸出相位(時間)從而生成與從處理部25指示的PRN編號(衛(wèi)星編號)對應(yīng)的復制碼，并輸出給相關(guān)部23。相關(guān)部23 (第一相關(guān)器231及第二相關(guān)器232)分別對接收信號的IQ成份進行與從復制碼產(chǎn)生部24輸入的復制碼的相關(guān)運算。另外，省略對進行接收信號的IQ成份的分離(IQ分離)的電路塊的圖示，無論怎樣構(gòu)成電路塊都可以。例如，也可以在RF接收電路部11中將接收信號降頻轉(zhuǎn)換成IF信號時，通過將相位不同90度的局部振蕩信號乘以接收信號進行IQ分離。處理部25是集中地控制基帶處理電路部20的各功能部的控制裝置，諸如通過具有CPU等處理器而構(gòu)成。處理部25具有作為積算從相關(guān)部23輸出的相關(guān)運算結(jié)果的積算部的功能以及用已積算的相關(guān)運算結(jié)果捕獲GPS衛(wèi)星信號的捕獲部的功能。作為主要的功能部，處理部25具有衛(wèi)星信號捕獲部251及位置計算部253。
衛(wèi)星信號捕獲部251分別對應(yīng) 規(guī)定的相關(guān)積算時間積算從第一相關(guān)器231輸出的第一相關(guān)值及從第二相關(guān)器232輸出的第二相關(guān)值，并基于合計了這些的合計積算相關(guān)值捕獲GPS衛(wèi)星信號。位置計算部253是利用通過衛(wèi)星信號捕獲部251捕獲的GPS衛(wèi)星信號進行公知的位置算出計算從而計算出便攜式電話機1的位置的計算部，并將計算出的位置輸出給主機 CPU 30。存儲部27 包括 R0M(Read Only Memory 只讀存儲器)或閃存 ROM、RAM (Random Access Memory 隨機存取存儲器)等存儲裝置(存儲器)，存儲基帶處理部20的系統(tǒng)程序和用于實現(xiàn)衛(wèi)星信號捕獲功能、位置計算功能等各種功能的各種程序、數(shù)據(jù)等。并且，具有暫時地存儲各種處理的處理中的數(shù)據(jù)、處理結(jié)果等的工作區(qū)。例如，如圖6所示，在存儲部27中，作為程序，存儲有通過處理部25讀出的、并作為基帶處理(參照圖7)執(zhí)行的基帶處理程序271?；鶐幚沓绦?71具有作為相關(guān)處理 (參照圖8)而執(zhí)行的相關(guān)處理程序2711，作為子程序。并且，在存儲部27中，作為暫時的存儲數(shù)據(jù)，諸如存儲有衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)272、相關(guān)積算時間273、累積時間274、相關(guān)值數(shù)據(jù)275、積算相關(guān)值數(shù)據(jù)276及合計積算相關(guān)值數(shù)據(jù) 277。基帶處理是如下的處理，即處理部25執(zhí)行對作為捕獲對象的各個GPS衛(wèi)星(以下稱為“捕獲對象衛(wèi)星”)進行相關(guān)處理進而捕獲GPS衛(wèi)星信號的處理，并執(zhí)行利用捕獲到的 GPS衛(wèi)星信號進行位置算出計算從而計算出便攜式電話機1的位置的處理。在后面用流程圖詳細地描述基帶處理。衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)272是存儲了全部的GPS衛(wèi)星的概略的衛(wèi)星軌道信息的歷書、分別對各GPS衛(wèi)星存儲了詳細的衛(wèi)星軌道信息的星歷表等數(shù)據(jù)。除通過解碼從GPS衛(wèi)星接收到的GPS衛(wèi)星信號取得衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)272外，還諸如從便攜式電話機1的基站或輔助服務(wù)器作為輔助數(shù)據(jù)取得衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)272。相關(guān)積算時間273是為了求得用于GPS衛(wèi)星信號的捕獲的積算相關(guān)值而對相關(guān)值進行積算的時間，諸如基于接收信號的信號強度、接收環(huán)境等信息而可變地設(shè)定。將在后面詳細描述相關(guān)積算時間273的設(shè)定方法，但是能夠設(shè)定比導航電文數(shù)據(jù)的位長(20毫秒) 長的相關(guān)積算時間的這一點是本實施方式的典型特征。累積時間274是用于暫時地積算從相關(guān)部23輸出的第一相關(guān)值及第二相關(guān)值的單位時間。累積時間274只要是比相關(guān)積算時間273短的時間就可以，諸如設(shè)定成相關(guān)積算時間273的l/m(m> 1)的時間。相關(guān)值數(shù)據(jù)275是分別對應(yīng)累積時間274累積從第一相關(guān)器231輸出的第一相關(guān)值和從第二相關(guān)器232輸出的第二相關(guān)值的數(shù)據(jù)。當然，也要按復制碼的相位存儲相關(guān)值的數(shù)據(jù)。積算相關(guān)值數(shù)據(jù)276是分別存儲有對累積了相應(yīng)累積時間274的第一相關(guān)值進行積算而得的第一積算相關(guān)值和累積了相應(yīng)累積時間274的第二相關(guān)值進行積算而得的第二積算相關(guān)值的數(shù)據(jù)。當然，也要按復制碼的相位存儲積算相關(guān)值的數(shù)據(jù)。合計積算相關(guān)值數(shù)據(jù)277是用于捕獲GPS衛(wèi)星信號的合計積算相關(guān)值的數(shù)據(jù)。在以下說明中，將通過在累積時間274單位內(nèi)對第一積算相關(guān)值及第二積算相關(guān)值進行合計而計算出的合計積算相關(guān)值定義為“短時間合計積算相關(guān)值”。另一方面，將對分別對各累積時間274計算出的短時間合計積算相關(guān)值收集了相關(guān)積算時間273份并積算而得的合計積算相關(guān)值定義為“長時間合計積算相關(guān)值”。當然，也要按復制碼的相位存儲合計積算相關(guān)值的數(shù)據(jù)。返回到圖5的功能框圖，主機CPU 30是按照存儲部80所存儲的系統(tǒng)程序等各種程序，集中地控制便攜式電話機1的各部的處理器。主機CPU 30基于從基帶處理電路部20 輸出的位置坐標，使顯示部50顯示指示當前位置的地圖，或?qū)⑵湮恢米鴺擞糜诟鞣N應(yīng)用處
理。
操作部40是諸如由觸摸面板或按鈕開關(guān)等構(gòu)成的輸入裝置，并將按下的鍵或按鈕的信號輸出給主機CPU 30。通過該操作部40的操作，實現(xiàn)通話請求或電子郵件發(fā)送接收請求、位置計算請求等各種指示輸入。顯示部50由LCD (Liquid Crystal Display 液晶顯示器)等構(gòu)成，是進行基于從主機CPU 30輸入的顯示信號的各種顯示的顯示裝置。顯示部50顯示有位置顯示畫面、時
刻信息等。便攜電話用天線60是在與便攜式電話機1的通信運營商所設(shè)置的無線基站之間進行便攜電話用無線信號的發(fā)送接收的天線。便攜電話用無線通信電路部70是包括RF變換電路、基帶處理電路等的便攜電話的通信電路部，通過進行便攜電話用無線信號的調(diào)制/解調(diào)等，實現(xiàn)通話或發(fā)送接收電子郵件等。存儲部80是存儲主機CPU 30用于控制便攜式電話機1的系統(tǒng)程序或用于執(zhí)行各種應(yīng)用處理的各種程序和數(shù)據(jù)等的存儲裝置。2-2.處理的流程圖7是示出存儲部27所存儲的基帶處理程序271通過由處理部25讀出從而在基帶處理電路部20中執(zhí)行的基帶處理的流程的流程圖。首先，衛(wèi)星信號捕獲部251進行捕獲對象衛(wèi)星判定處理(步驟Al)。具體地說，在通過未圖示的計時部計時的當前時刻，用存儲部27所存儲的歷書和星歷表等衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)272判定位于給予的基準位置的天空的GPS衛(wèi)星，確定捕獲對象衛(wèi)星?；鶞饰恢弥T如可通過如下方法等設(shè)定，即在電源接通后的初次的位置計算時，設(shè)為通過所謂的服務(wù)器輔助從輔助服務(wù)器取得的位置，在第二次以后的位置計算時，設(shè)為最新的計算位置。接著，衛(wèi)星信號捕獲部251分別對在步驟Al中判定出的各捕獲對象衛(wèi)星執(zhí)行循環(huán) A的處理(步驟A3 A17)。在循環(huán)A的處理中，衛(wèi)星信號捕獲部251對所述捕獲對象衛(wèi)星設(shè)定相關(guān)積算時間273及累積時間274(步驟A5)。相關(guān)積算時間的設(shè)定可以通過各種方法來實現(xiàn)。例如，可以基于從所述捕獲對象衛(wèi)星接收到的GPS衛(wèi)星信號的信號強度設(shè)定相關(guān)積算時間。通常，如果不是信號強度越弱就在越長的時間內(nèi)連續(xù)積算相關(guān)值，則相關(guān)值的峰檢測困難。因此，以信號強度越弱使相關(guān)積算時間越長的方式設(shè)定相關(guān)積算時間是適當?shù)?。并且，也可以判定GPS衛(wèi)星信號的接收環(huán)境，并基于判定出的接收環(huán)境設(shè)定相關(guān)積算時間。例如，可以考慮到在接收環(huán)境是“室內(nèi)環(huán)境(indoor environment)”時，將相關(guān)積算時間設(shè)定為長的“1000毫秒”，在接收環(huán)境是“室外環(huán)境(outdoor environment) ”時，將相關(guān)積算時間設(shè)定為短的“200毫秒”等。另外，這些相關(guān)積算時間的設(shè)定方法是一個例子，可適當變更設(shè)定。并且，以設(shè)定比相關(guān)積算時間短的時間的方式實現(xiàn)累積時間的設(shè)定。例如，以相關(guān)積算時間成為累積時間的整數(shù)倍的時間的方式設(shè)定，將相關(guān)積算時間的1/m倍(m> 1)的時間設(shè)定為累積時間?！癿”的值可以適當確定。例如，將相關(guān)積算時間設(shè)定為“1000毫秒”， 在"m = 25”時，將“40毫秒”設(shè)定為累積時間。接著，衛(wèi)星信號捕獲部251設(shè)定復制碼的初始相位(步驟A7)。而且，將指示所述捕獲對象衛(wèi)星的PRN編號和復制碼的相位的指示信號輸出給復制碼產(chǎn)生部24 (步驟A9)。 而且，衛(wèi)星信號捕獲部251通過讀出并執(zhí)行存儲部27所存儲的相關(guān)處理程序2711，進行相關(guān)處理(步驟All)。圖8是示出相關(guān)處理的流程的流程圖。首先，衛(wèi)星信號捕獲部251累積在步驟A5中設(shè)定的累積時間274份的從第一相關(guān)器231輸出的相關(guān)值并存儲，并積算這些從而計算出第一積算相關(guān)值(步驟Bi)。并且，累積了累積時間274份的從第二相關(guān)器232輸出的相關(guān)值并存儲，并積算這些從而計算出第二積算相關(guān)值(步驟B3)。接著，衛(wèi)星信號捕獲部251通過合計在步驟Bl中計算出的第一積算相關(guān)值和在步驟B3中計算出的第二積算相關(guān)值，計算出所述累積時間274的短時間合計積算相關(guān)值(步驟B5)。而且，將計算出的短時間合計積算相關(guān)值與最新的長時間合計積算相關(guān)值相加，從而更新合計積算相關(guān)值數(shù)據(jù)277 (步驟B7)。衛(wèi)星信號捕獲部251重復執(zhí)行步驟Bl B7的處理，直到經(jīng)過在步驟A5中設(shè)定的相關(guān)積算時間273為之，(步驟B9 ；否一步驟Bi)。而且，在經(jīng)過了相關(guān)積算時間273的時刻(步驟B9;是)，結(jié)束相關(guān)處理。返回到圖7的基帶處理，在進行相關(guān)處理之后，衛(wèi)星信號捕獲部251進行對合計積算相關(guān)值數(shù)據(jù)277所存儲的長時間合計積算相關(guān)值的峰檢測(步驟A13)，在判定出為未檢測出峰時(步驟A13;否)，變更復制碼的相位(步驟A15)，返回到步驟A9。并且，在判定出檢測出峰時(步驟A13 ；是)，衛(wèi)星信號捕獲部251將處理過渡到下一捕獲對象衛(wèi)星。而且，在對全部的捕獲對象衛(wèi)星進行步驟A5 A15的處理之后，結(jié)束循環(huán)A的處理(步驟A17)。之后，位置計算部253執(zhí)行利用對各捕獲對象衛(wèi)星捕獲到的GPS衛(wèi)星信號的位置算出計算(步驟A19)。位置算出計算能夠利用便攜式電話機1與各捕獲衛(wèi)星間的偽距，通過進行使用諸如最小二乘法或卡爾曼濾波的公知的收斂運算來實現(xiàn)。偽距能夠如以下那樣計算出。即，利用從衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)272求得的捕獲衛(wèi)星的衛(wèi)星位置和便攜式電話機1的最新的計算位置，計算出偽距的整數(shù)部分。并且，利用與在步驟 A13中檢測出的合計積算相關(guān)值的峰相當?shù)膹椭拼a的相位(碼相位)，計算出偽距的余數(shù)部分。能夠通過合計這樣求得的整數(shù)部分和余數(shù)部分，計算出偽距。接著，位置計算部253將計算出的位置(位置坐標)輸出給主機CPU30(步驟A21)。 而且，處理部25判定是否結(jié)束處理(步驟A23)，在判定為還未結(jié)束時(步驟A23 ；否)，返回到步驟Al。并且，在判定為結(jié)束處理時(步驟A23;是)，結(jié)束基帶處理。2-3.實驗結(jié)果
參照圖9至圖20，對進行捕獲GPS衛(wèi)星信號的實驗的實驗結(jié)果進行說明。本申請的發(fā)明人在各種條件下進行了實驗，在這里，作為一例，對使累積時間為“40毫秒”、使相關(guān)積算時間為“1秒(1000毫秒)”進行相關(guān)處理從而捕獲GPS衛(wèi)星信號的實驗的結(jié)果進行說明。圖9至圖14是示出按照現(xiàn)有的相關(guān)處理方法捕獲了 GPS衛(wèi)星信號的實驗結(jié)果的一例的圖。圖9至圖11是示出分別對頻率方向和相位方向求出積算了累積時間份的相關(guān)值的積算相關(guān)值(以下，作為“短時間積算相關(guān)值”進行說明)的實驗結(jié)果的圖。并且，圖 12至圖14是示出了通過計算積算相關(guān)值獲得的實驗結(jié)果的圖，所述積算相關(guān)值通過在相關(guān)積算時間內(nèi)積算針對各累積時間算出的短時間積算相關(guān)值而獲得(以下，作為“長時間積算相關(guān)值”進行說明)。圖9是三維地圖繪了相位方向及頻率方向的短時間積算相關(guān)值的曲線圖。在圖9 中，右后走行方向示出了接收CA碼的相位與復制碼的相位的相位差，左后走行方向示出了接收信號的頻率與載波去除用信號的頻率的頻率差(頻率偏移)。并且，縱軸示出了短時間積算相關(guān)值。圖10是從圖9的曲線圖中提取頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果而得的曲線圖，圖 11是從圖9的曲線圖中提取相位方向的相關(guān)處理結(jié)果的曲線圖。從圖11的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果可得知，在相位差“0”的部分出現(xiàn)短時間積算相關(guān)值的峰。然而，從圖10的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果可得知，在頻率差“0Hz”的部分未出現(xiàn)短時間積算相關(guān)值的峰，而在從“0Hz”分別向左右方向稍偏離的頻率差下出現(xiàn)了峰。研究了出現(xiàn)該峰的頻率差，是相當于作為特定頻率的“士25Hz”的頻率差。這是由于在作為累積時間的“40毫秒”的期間中由于產(chǎn)生了導航電文數(shù)據(jù)的位反相從而使特定頻率的頻率成份包含在了相關(guān)值中的緣故。圖12是三維地圖繪了相位方向及頻率方向的長時間積算相關(guān)值的曲線圖。圖13 是提取圖12的曲線圖中的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果而得的曲線圖，圖14是提取圖12的曲線圖中的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果而得的曲線圖是。從圖14的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果可得知，與圖11的情況同樣，在相位差“0”的部分出現(xiàn)長時間積算相關(guān)值的峰。另一方面，從圖13的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果來看，雖然沒有如圖10那樣在相當于“士25Hz”的部分出現(xiàn)峰，但是在從“0Hz”向右方向稍偏離的頻率差的部分而不是在頻率差“0Hz”的部分出現(xiàn)了峰。由于在頻率差“0Hz”的部分未出現(xiàn)峰，所以可以說在現(xiàn)有的方法中，對GPS衛(wèi)星信號的捕獲是失敗的。圖15至圖20是示出按照本實施例的相關(guān)運算方法捕獲了 GPS衛(wèi)星信號的實驗結(jié)果的一例的圖。圖15至圖17是示出分別對頻率方向和相位方向求出短時間合計積算相關(guān)值的實驗結(jié)果的圖。并且，圖18至圖20是示出分別對頻率方向和相位方向求出長時間合計積算相關(guān)值的實驗結(jié)果的圖。圖15是三維地繪制了相位方向及頻率方向的短時間合計積算相關(guān)值的曲線圖， 圖16是提取圖15的曲線圖中的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果而得的曲線圖，圖17是提取圖15 的曲線圖中的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果而得的曲線圖。曲線圖的表示方法與圖9至圖11 分別相同。從圖17的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果可得知，在相位差“0”的部分出現(xiàn)短時間合計積算相關(guān)值的峰。并且，從圖16的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果可得知，在頻率差“0Hz”的部分和相當于作為特定頻率的“士25Hz”的頻率差的部分的三處出現(xiàn)短時間合計積算相關(guān)值的峰。這是由進行對相當于特定頻率的積算相關(guān)值(第一積算相關(guān)值)和相當于零頻率的積算相關(guān)值(第二積算相關(guān)值)合計的處理而導致的出現(xiàn)的峰。也就是說，對相關(guān)值的時間變化所包含的零頻率成份(直流成份)和特定頻率成份兩種頻率成份進行提取的結(jié)果， 在相當于其的頻率差下出現(xiàn)了峰。圖18是三維地繪制了相位方向及頻率方向的長時間合計積算相關(guān)值的曲線圖， 圖19是提取圖18的曲線圖中的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果而得的曲線圖，圖20是提取圖18 的曲線圖中的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果而得的曲線圖。曲線圖的表示方法與圖12至圖14 分別相同。從圖20的相位方向的相關(guān)處理結(jié)果可得知，與圖17的情況同樣，在相位差“0”的部分出現(xiàn)長時間合計積算相關(guān)值的峰。并且，從圖19的頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果也可得知，在頻率差“0Hz”的部分出現(xiàn)長時間合計積算相關(guān)值的峰。相位及頻率完全一致，可以說在本實施例的方法中，對GPS衛(wèi)星信號的捕獲是成功的。尤其，對頻率方向的相關(guān)處理結(jié)果，由于在頻率差“0Hz”的部分出現(xiàn)尖銳的峰，所以能夠確認本實施例的GPS衛(wèi)星信號的捕獲方法的有效性。2-4.作用效果在基帶處理電路部20中，通過在第一乘法器211中將由第一載波去除用信號產(chǎn)生部211生成/產(chǎn)生的第一載波去除用信號與接收信號相乘，接收信號的頻率變換成特定頻率。并且，通過在第二乘法器212中將由第二載波去除用信號產(chǎn)生部222生成/產(chǎn)生的第二載波去除用信號與接收信號相乘，接收信號的頻率變換成零頻率。而且，在通過第一相關(guān)器231進行對特定頻率的信號的相關(guān)運算從而計算出第一相關(guān)值的同時，通過第二相關(guān)器 232進行對零頻率的信號的相關(guān)運算從而計算出第二相關(guān)值。而且，合計第一相關(guān)值的積算結(jié)果及第二相關(guān)值的積算結(jié)果，并使用該合計積算相關(guān)值捕獲GPS衛(wèi)星信號。當在作為導航電文數(shù)據(jù)的位長的20毫秒以上的任意的時間內(nèi)連續(xù)對GPS衛(wèi)星信號的接收信號進行相關(guān)處理時，即使與正確的頻率一致地進行了捕獲，也變成了存在符號變化的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)。然而，當將頻率只錯開與導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率 (25Hz)進行捕獲時，則如在原理中已說明的那樣，可獲得因?qū)Ш诫娢臄?shù)據(jù)的位反相的有無導致的相關(guān)值的符號變化的方式(符號變化的模式)不同的相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)。這里，在將接收信號的頻率變換成特定頻率的同時變換成零頻率。而且，如果進行對變換后的各信號的相關(guān)運算并合計各相關(guān)值，則由于彼此符號變化的模式不同的相關(guān)值重疊，所以能夠使導航電文數(shù)據(jù)的位反相的影響無效化。也就是說，由于不管導航電文數(shù)據(jù)的位反相是有還是沒有，都成為一方的相關(guān)值補償另一方的相關(guān)值的關(guān)系，所以能夠抑制在積算相關(guān)值時符號不同的相關(guān)值相互抵消的影響。因此，可在任意的相關(guān)積算時間內(nèi)連續(xù)積算相關(guān)值。3.變形例3-1.電子設(shè)備在上述的實施例中，雖然以對將本發(fā)明應(yīng)用于作為電子設(shè)備的一種的便攜式電話機的情況為例進行了說明，但是可應(yīng)用本發(fā)明的電子設(shè)備并不限定于此。例如，也能夠應(yīng)用于車載導航裝置或便攜式導航裝置、計算機、PDA (Personal Digital Assistant 個人數(shù)字助理)、手表等其他的電子設(shè)備。3-2.位置計算系統(tǒng)并且，在上述的實施方式中，作為位置計算系統(tǒng)以GPS為例進行了說明，但也可以是利用 WAAS(Wide Area Augmentation System 廣域增強系統(tǒng))、QZSS(Quasi Zenith Satellite System 準天頂衛(wèi)星系統(tǒng))、GLONASS(Global Navigation Satellite System 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))及GALILEO等其他的衛(wèi)星定位系統(tǒng)的位置計算系統(tǒng)。3-3.特定頻率在上述的實施方式中，雖然將特定頻率設(shè)成與導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的25Hz 進行處理的情況進行了說明，但是也可以將其他的頻率設(shè)成特定頻率進行處理。當對相關(guān)值的時序數(shù)據(jù)進行頻率解析時，雖然在圖I(B)中省略了圖示，但是在比作為特定頻率的25Hz低的頻率也能出現(xiàn)功率值的峰。這是因為導航電文數(shù)據(jù)的位反相定時未必就是每20毫秒的定時。也就是說，當導航電文數(shù)據(jù)的位反相定時以比20毫秒長的期間到來時，對應(yīng)該期間的相關(guān)值的周期不是40毫秒，而是變成比其長的周期。當周期比 40毫秒長時，則頻率比25Hz低。例如，當導航電文數(shù)據(jù)的位反相定時以40毫秒的間隔到來時，與該間隔(期間) 對應(yīng)的相關(guān)值的周期變成80毫秒，頻率變成12. 5Hz。因此，如將比25Hz低的頻率(例如， 25Hz的1/n倍(η > 1)的頻率)加在特定頻率上進行處理，則能夠更準確地進行GPS衛(wèi)星信號的捕獲。圖21是示出在該種情況下的基帶處理電路部20的電路構(gòu)成的一例的框圖。另外， 對與圖6相同的構(gòu)成標記相同的符號并省略說明。在圖21的基帶處理電路部20中，設(shè)置有將接收信號的頻率變換成第一特定頻率進行相關(guān)運算的第一信號路徑、將接收信號的頻率變換成零頻率進行相關(guān)運算的第二信號路徑及將接收信號的頻率變換成第二特定頻率進行相關(guān)運算的第三信號路徑的三條信號路徑。作為在這種情況下的特定頻率，諸如可以將第一特定頻率設(shè)成25Hz、將第二特定頻率設(shè)成第一特定頻率的二分之一的12. 5Hz。也就是，第一乘法器211通過將由第一載波去除用信號產(chǎn)生部221生成/產(chǎn)生的第一載波去除用信號與接收信號相乘，使接收信號降頻轉(zhuǎn)換成作為第一特定頻率的信號的第一接收信號(第一特定頻率信號)，并輸出給第一相關(guān)器231。第二乘法器212通過將由第二載波去除用信號產(chǎn)生部222生成/產(chǎn)生的第二載波去除用信號與接收信號相乘，使接收信號降頻轉(zhuǎn)換成作為零頻率的信號的第二接收信號(零頻率信號)，并輸出給第二相關(guān)器232。而且，第三乘法器213通過將由第三載波去除用信號產(chǎn)生部223生成/產(chǎn)生的第三載波去除用信號與接收信號相乘，使接收信號降頻轉(zhuǎn)換成作為第二特定頻率的信號的第三接收信號(第二特定頻率信號)，并輸出給第三相關(guān)器233。當設(shè)成這樣的電路構(gòu)成時，處理部25合計從第一相關(guān)器231輸出的第一特定頻率的相關(guān)值(第一相關(guān)值)的積算結(jié)果(第一相關(guān)運算的結(jié)果)、從第二相關(guān)器232輸出的零頻率的相關(guān)值(第二相關(guān)值)的積算結(jié)果(第二相關(guān)運算的結(jié)果)及從第三相關(guān)器233輸出的第二特定頻率的相關(guān)值(第三相關(guān)值)的積算結(jié)果(第三相關(guān)運算的結(jié)果)，并使用該合計積算相關(guān)值捕獲GPS衛(wèi)星信號。另外，也可以設(shè)置第k乘法器、第k載波去除用信號產(chǎn)生部及第k相關(guān)器(k彡4)， 將諸如25Hz的1/n倍(η > 2)的頻率同樣地加在特定頻率上進行處理。
并且，在上述的實施方式中，雖然著眼于正的頻率進行了處理，但是也可以著眼于負的頻率進行處理。這時也可以例如將使用圖6說明的特定頻率設(shè)成“-25Hz”進行處理。并且，也可以考慮正的頻率及負的頻率的兩個來進行處理。這時也可以例如將使用圖21說明的第一特定頻率設(shè)成“+25Hz”、將第二特定頻率設(shè)成“-25Hz”等進行處理。通過考慮正負兩個頻率，能夠更準確地進行GPS衛(wèi)星信號的捕獲。當然，即使使用12. 5Hz等的除25Hz以外的頻率時，也可以同樣地考慮負的頻率。3-4. GPS衛(wèi)星信號的捕獲在上述的實施方式中，對合計積算對特定頻率的信號的相關(guān)運算結(jié)果而得的結(jié)果和對積算零頻率的信號的相關(guān)運算結(jié)果而得的結(jié)果、并使用所述合計積算相關(guān)值來捕獲 GPS衛(wèi)星信號的情況進行了說明。然而，合計終歸只是一個例子，諸如也可以使用在積算對特定頻率的信號的相關(guān)運算結(jié)果而得的結(jié)果和積算對零頻率的信號的相關(guān)運算結(jié)果而得的結(jié)果中的值大的一個的積算結(jié)果來捕獲GPS衛(wèi)星信號。圖22是示出在這種情況下基帶處理電路部20的存儲部27所存儲的數(shù)據(jù)的一例的圖。另外，對與圖6的存儲部27相同的數(shù)據(jù)標記相同的符號并省略說明。圖22的存儲部27存儲有長時間積算相關(guān)值數(shù)據(jù)278，作為存儲了收集相關(guān)積算時間273份的對各累積時間274計算出的第一相關(guān)值并進行積算而得的第一長時間積算相關(guān)值和收集相關(guān)積算時間273份的對各累積時間274計算出的第二相關(guān)值并進行積算而得的第二長時間積算相關(guān)值的數(shù)據(jù)。在這種情況下，衛(wèi)星信號捕獲部251對存儲部27的長時間積算相關(guān)值數(shù)據(jù)278所存儲的各個長時間積算相關(guān)值進行峰檢測。而且，當對某一個長時間積算相關(guān)值檢測出峰時，基于檢測出的峰檢測出碼相位，從而捕獲GPS衛(wèi)星信號。并且，當對兩個長時間積算相關(guān)值檢測出峰時，采用其中的值大的一個峰檢測出碼相位，從而捕獲GPS衛(wèi)星信號。3-5.累積時間在上述的實施例中，雖然說明了對每一累積時間計算出短時間合計積算相關(guān)值， 并通過合計這些相關(guān)值計算出相關(guān)積算時間份的長時間合計積算相關(guān)值，但是也可以從相關(guān)積算時間份的相關(guān)值直接地計算出長時間合計積算相關(guān)值。也就是說，也可以對累積了相關(guān)積算時間份的第一相關(guān)值及第二相關(guān)值分別積算，計算出第一積算相關(guān)值及第二積算相關(guān)值，并合計這些的相關(guān)值，計算出長時間合計積算相關(guān)值。3-6.接收信號的變換及相關(guān)運算在上述的實施方式中，雖然說明了用將載波去除用信號與接收信號相乘的電路構(gòu)成(硬件)執(zhí)行接收信號的頻率向特定頻率的變換和向零頻率的變換，但是也可以通過數(shù)字信號處理以軟件的方式進行。并且，關(guān)于對特定頻率的信號的相關(guān)運算和對零頻率的信號的相關(guān)運算，也可以同樣地不通過使用相關(guān)器的電路構(gòu)成以硬件的方式進行，而通過數(shù)字信號處理以軟件的方式進行。
權(quán)利要求
1.一種信號捕獲方法，包括將作為從定位用衛(wèi)星接收到的衛(wèi)星信號的接收信號的頻率頻率變換成與所述衛(wèi)星信號所傳送的導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率；對所述頻率變換后的所述特定頻率的信號進行第一相關(guān)運算； 在比所述位長長的規(guī)定時間內(nèi)積算所述第一相關(guān)運算的結(jié)果；以及使用積算所得的所述結(jié)果捕獲所述衛(wèi)星信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號捕獲方法，還包括 將所述接收信號的頻率頻率變換成零頻率；對所述頻率變換后的所述零頻率的信號進行第二相關(guān)運算；以及在所述規(guī)定時間內(nèi)積算所述第二相關(guān)運算的結(jié)果，捕獲所述衛(wèi)星信號包括使用將積算所述第一相關(guān)運算的結(jié)果所得的結(jié)果及積算所述第二相關(guān)運算的結(jié)果所得的結(jié)果合計而得的合計值來捕獲所述衛(wèi)星信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號捕獲方法，還包括 將所述接收信號的頻率頻率變換成零頻率；對所述頻率變換后的所述零頻率的信號進行第二相關(guān)運算；以及在所述規(guī)定時間內(nèi)積算所述第二相關(guān)運算的結(jié)果，捕獲所述衛(wèi)星信號包括使用積算所述第一相關(guān)運算的結(jié)果所得的結(jié)果和積算所述第二相關(guān)運算的結(jié)果所得的結(jié)果中的任一積算所得的結(jié)果來捕獲所述衛(wèi)星信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號捕獲方法，其中， 所述特定頻率是25Hz。
5.一種信號捕獲裝置，包括從定位用衛(wèi)星接收衛(wèi)星信號的接收部；將通過所述接收部接收到的接收信號的頻率變換成與所述衛(wèi)星信號所傳送的導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率的頻率變換部；對經(jīng)所述頻率變換部頻率變換后的所述特定頻率的信號進行相關(guān)運算的相關(guān)運算部；在比所述位長長的規(guī)定時間內(nèi)積算所述相關(guān)運算的結(jié)果的積算部；以及使用經(jīng)所述積算部積算所得的所述相關(guān)運算的結(jié)果來捕獲所述衛(wèi)星信號的捕獲部。
6.一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備具備權(quán)利要求5所述的信號捕獲裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了信號捕捉方法、信號捕獲裝置和電子設(shè)備。本發(fā)明的信號捕捉方法包括將作為從定位用衛(wèi)星接收到的衛(wèi)星信號的接收信號的頻率頻率變換成與上述衛(wèi)星信號所傳送的導航電文數(shù)據(jù)的位長對應(yīng)的特定頻率；對上述頻率變換后的上述特定頻率的信號進行第一相關(guān)運算；在比上述位長長的規(guī)定時間內(nèi)積算上述第一相關(guān)運算的結(jié)果；以及使用積算所得的上述結(jié)果捕獲上述衛(wèi)星信號。
文檔編號G01S19/25GK102221701SQ201110072580
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者水落俊一 申請人:精工愛普生株式會社