定位装置、电子设备的制作方法

专利名称：定位装置、电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及定位装置、电子设备。
背景技术：
目前，作为利用人造卫星的定位系统，公知GPS (Global Positioning System:全J求卫星定位系统)#1用于汽车导航装置等。 GPS是从来自多个GPS卫星接收的接收信号之中捕捉、提取GPS 卫星信号，基于从所述GPS卫星信号中读出的导航信息等，进行定 位计算，从而对当前位置进行定位。
GPS卫星信号是^皮称为C/A码(Coarse and Acquisition:粗捕 获码)的频谱扩散调制的信号，公知该C/A码根据导航信息每隔"20 毫秒(ms )"极性反转一次(例如、日本特开平11-258326号公报)。
为了从接收的RF信号中捕捉、提取GPS卫星信号，在接收信 号(或转换为中频信号之后的信号)中使用滤波器除去不需要的频 率部分，提高接收灵敏度(以下仅称"灵敏度")。特别地，由于 GPS卫星信号为规定的频率，所以使滤波器的通频带变窄以使只提 :取该频率附近(或者转换为中频信号时的GPS卫星信号的频率)， 提高灵敏度。
不过，即佳7人GPS卫星发送的发送时的频率为失见定的频率，也 因为由于随着GPS卫星在地J求周围移动而产生多普勒频移、信号通
过电离层或大气层时的影响，多路径的影响等，由GPS接收机接收 时的频率不是^L定的GPS频率。因此，如果过于变窄滤波器的通频 带，就会损失一部分频谱扩散的GPS卫星信号，定位精度(以下仅 称为"精度")有降低的可能性。
因此，如果加宽滤波器的通频带，则GPS卫星信号以外的噪音 (噪声)成分增加，S/N比例恶化，接收灵敏度降低。也就是说， 精度和灵壽丈度就是^U軒的关系，目前，只有对滤波器进4亍:没计以确 保两者。

发明内容
本发明的第一方面涉及一种定位装置，包括多个滤波器，各 个滤波器的通频带各不相同，用于从通过接收GPS卫星信号的RF 接收电路部接收的信号中，提取规定频带的信号；存储部，与所述 各个滤波器对应，用于存储从所述多个滤波器中的各个滤波器输出 的信号；以及定位处理部，从所述存储部之中择一地选择存储部， 基于该选中的存4诸部中所存储的信号进4亍失见定的定位处理。


图1是表示一实施例的便携式电话机的结构框图。
图2是基带处理电路部的处理的概略的说明图。
图3A表示ROM的结构图；图3B表示RAM的结构图。
图4表示区分卫星的信号系统数据的数据结构例图。
图5表示卫星数据的数据结构例图。
图6表示基带处理的流程的流程图。 图7表示信号系统转才灸处理的流程的流考呈图。 图8表示在第二实施例的便携式电话机的结构框图。 图9A表示ROM的结构图。图9B表示RAM的结构图。 图IO表示第二基带处理的流程的流禾呈图。 图11表示通频带变更处理的流程的流程图。 图12表示在变形例的便携式电话机的结构框图。
具体实施例方式
本发明的第一方面涉及一种定位装置，包括多个滤波器，各 个滤波器的通频带各不相同，用于从通过接收GPS卫星信号的RF 接收电路部接收的信号中，提取规定频带的信号；存储部，与所述 各个滤波器对应，用于存储从所述多个滤波器中的各个滤波器输出 的4言号；以及定位处理部，/人所述存4诸部之中择一地选择存<诸部， 基于该选中的存储部中所存储的信号进行规定的定位处理。
另外，本发明还涉及一种程序，用于使装置的处理器发挥定位 处理部的作用，所迷装置包括多个滤波器，各个滤波器的通频带 各不相同，从通过接收GPS卫星信号的RF接收电路部接收的信号 中提取规定频带的信号；存储部，与各个滤波器对应，存储从所述 多个滤波器的各个滤波器输出的信号；所述处理器，可#1行程序， 其中所述处理器从存储部之中择一地选取存储部，基于在该选中的 存储部中所存储的信号进行规定的定位处理。
根据该构成，能够从与各个滤波器对应的、用于存储从通频带 各不相同的多个滤波器输出的信号的存储部中，才奪一地选择存储部， 基于该选中的存储部中所存储的信号进行规定的定位处理。诸如预 备通频带窄的滤波器和通频带宽的滤波器两种滤波器，使通过各个 滤波器的信号在对应的存储部中存储。而且，当信号的4妄收状况比 较差时，可以通过选择与通频带窄的滤波器对应的存储部，来提高 灵敏度等，当信号的接收状况比较好时，通过选择与通频带宽的滤 波器对应的存储部来提高精度等。
另外，在上述实施例中，所述定位处理部可以才艮据所述选中的 存储部改变相干累计时间，对于该选中的存储部中所存储的信号进 ^亍相干累计处理，捕捉卫星信号，进行所述失见定的定位处理。
另外，在上述的程序中，编写程序以^使所述定位处理部可以才艮 据所述选中的存4诸部改变相干累计时间，对于该选中的存4诸部中所 存储的信号进行相干累计处理，捕捉卫星信号，进行所述规定的定 位处理。
据此，对应选中的存储部可以改变相干累计时间。而且，对于 在其选中的存储部中存储的信号进行相干累计处理，捕捉卫星信号 进4亍所述失见定的定位处理。
另外，在上述实施例中，所述多个滤波器的通频带是包含关系， 的信号，就越以长的相干累计时间进^f亍相干累计处理。
另外，在上述的程序中，所述多个滤波器的通频带是包含关系
日v《
的信号，就越以长的相干累计时间进行相干累计处理,
据此，所述多个滤波器的通频带是包含关系，越是与通频带越 窄的滤波器对应的存储部中存储的信号，就越以长的相干累计时间 进行相干累计处理。在一般地情况下相干累计时间越长，越能够使 对于信号的噪声的振幅衰减，具有高灵敏度。因此，根据使用存储 在对应通频带窄的滤波器的存^f诸器中的信号而进^f于的定^f立，附加上 由于是窄频带的高灵敏度化，从而能够实现基于长的相干累计时间 的高灵敏度化。
另外，在上述实施例中，在通过所述RF接收电路部接收的GPS 卫星信号中包含有多个卫星的各个卫星发送的信号，所述定位处理 部对应各个捕捉及/或追踪对象的卫星，选择存储部以及进行来自该 卫星的卫星信号的捕捉及/或追踪。
另外，在上述的程序中，在通过所述RF接收电路部接收的GPS 卫星信号中包含有多个卫星的各个卫星发送的信号，所述定位处理 部对应各个捕4足及/或追踪对象的卫星，选择存^f诸部以及进4于来自该 卫星的卫星信号的捕捉及/或追踪。
据此，对应捕捉及/或追踪对象的各个卫星，进行选择存储部及 来自该卫星的卫星信号的捕捉及/或追踪。因此，为了对一个卫星确 保精度而对另外的卫星确保灵敏度等，可以对应每个卫星进行精度 和灵敏度谋求的转换。
另外，在上迷实施例中，所述定位处理部可以包括转换判定部， 所述转换判定部当在所述定位处理中使用的捕捉对象的卫星发生 变化时、或者对应周期地进行的所述定位处理，进行选中的所述存 储部的转换判定，所述定位处理部在该转换判定部进行转换判定以 后，选择才艮据该转换判定而^皮转换的存储部。 另外，在上述的程序中，所述定位处理部可以包4舌转:换判定部， 所述转换判定部当在所述定位处理中使用的捕捉对象的卫星发生 变化时、或者对应周期地进行的所述定位处理，进4于选中的所述存 储部的转换判定，所述定位处理部在该转换判定部进4亍转换判定以 后，选择根据该转换判定而被转换的存储部。
据此，当在定位处理中使用的捕捉对象的卫星发出变化时、或 对应周期地进行的定位处理，进行选择存储部的转换判定。
另外，在上述实施例中，所述转换判定部#4居通过基于所述选 中的存储部所对应的相干累计时间的相干累计处理而求得的信号 强度，进行之后选中的存储部的转换判定。
另外，在上述的程序中，所述转换判定部根据通过基于所述选 中的存储部所对应的相干累计时间内的相干累计处理而求得的信 号强度，进行之后选中的存储部的转换判定。
的相干累计时间的相干累计处理而求得的信号强度，进行之后选中 的存储部的转换判定。因此，当信号强度强时判断为容易捕捉卫星 信号的状况，可以选择与更宽频带的滤波器对应的存储部，当信号 强度弱时判断为不容易捕捉卫星信号的状况，可以选择与较窄频带 的滤波器对应的存储部。
另外，在上述实施例中，所述转换判定部进行如下转换判定， 当信号强度满足规定的高强度条件时，转换为与更宽频带的滤波器 对应的存储部，当所述信号强度满足规定的低强度条件时，转换为 与更窄频带的滤波器对应的存储器，所述信号强度是指通过基于所
述选中的存^f诸部所只十应的相干累计时间的相干累计处j里而求;彈的 信号强度。
另外，在上述的程序中，所述转换判定部进行如下转换判定， 当信号强度满足规定的高强度条件时，转换为与更宽频带的滤波器 对应的存储部，当所述信号强度满足规定的低强度条件时，转换为 与更窄频带的滤波器对应的存储器，所述信号强度是指通过基于所 述选中的存^f诸部所对应的相干累计时间的相干累计处理而求;得的 信号强度。
据此，当通过相干累计处理求得的信号强度满足规定的高强度 条件时，转换与更宽频带的滤波器对应的存储部，当满足规定的低 强度条件时转换与更窄频带的滤波器对应的存储部。因此，在容易 捕捉卫星信号的状况下，可以通过选择与宽频带的滤波器对应的存 储部优先确保精度，在不容易捕捉卫星信号的状况下，可以选择与 窄频带的滤波器对应的存储部优先捕捉卫星信号。
另外，在本发明中，还提供有具有上述的定位装置的电子设备。
在本实施例中，还存々者有上述的程序的计算才几可读存〗诸介质。
下面，参照附图将内置定位装置、具有导4元功能的《更携式电话 机，作为电子设备的一例进行说明。但适用本发明的实施例并不限 定于此。
1.第一实施例
1-1.结构以及动作
图1是表示在第一实施例的便携式电话机1的功能构成的框
图。便携式电话才几1包括GPS天线10、 GPS 4妄收部20、主才几CPU (Central Processing Unit:中央处理装置)110、才喿作部120、显示 部130、《更携用无线通4言部140、 ROM (Read Only Memory:只读
存<诸器)150、以及RAM ( Random Access Memory:随才几存取存力者 器)160。
GPS天线10是接收RF信号的天线，将接收的RF信号输出给 GPS接收部20，其中，RF信号包含有从GPS卫星发送的GPS卫 星信号。
GPS接收部20包括SAW (Surface Acoustic Wave:声表 面波质量传感器)30、 LNA (Low Noise Amplifier: ^/喿声i文大器) 40、 TCXO (Temperature Controlled Crystal Oscillators:温度^卜 偿晶体振荡器)50 、 RF ( Radio Frequency:射频)4妄收电路部60 、 滤波器部70、存储器部80、以及基带处理电路部90，构成本实施 例的特^正结构、即定位装置100。
在GPS 4妄收部20中，RF ^妄收电-各部60和基带处理电^各部90 可以作为各自的LSI ( Large Scale Integration:大類L才莫集成电路)分 别制造，也可以作为一个芯片制造。还可以是将包含有SAW30、 LNA 40、 TCXO 50、滤波部70、以及存卞者器部80的GPS接收部 20整体作为一个芯片进行制造。
SAW 30是在由GPS天线10接收的RF信号中，仅使规定的频 带成分通过的频带通过滤波器(带通滤波器)，将通过的信号输出 给LNA 40。
LNA 40是放大通过SAW 30的信号的低噪声放大器，将放大 的信号输出给RF接收电路部60。
TCXO 50是生成具有规定的振荡频率的振荡信号的温度补偿 式晶体振荡器，将生成的振荡信号输出给RF接收电路部60。
RF接收电路60通过对从TCXO 50输入的振荡信号进行分频 或增倍，生成RF信号乘法用的振荡信号。而且，通过生成的振荡
信号和由LNA40放大的信号相乘，将通过GPS天线10、 SAW 30、 以及LNA 40的RF信号降频转换为中频信号(以下称为"IF信号")。 而且，对IF信号进行放大等之后，由A/D转换器转换为数字信号 丰叙出给滤波器部70。
滤波器部70是在从RF接收电路部60输出的IF信号中，使A见 定的截止频率以下(小于等于截止频率)的频带成分通过的多个的 低通过滤波器(低通滤波器)组成的电路部，包括高灵敏度滤波器 71及高精度滤波器73。
高灵壽丈度滤波器71诸如是截止频率为600 〔kHz〕， 乂人IF信号 中衰减超过600 〔kHz〕的频带成分。另一方面，高津青度滤波器73 诸如是截止频率为2 〔MHz〕，从IF信号中衰减超过2 〔MHz〕的 频带成分。也就是说，高精度滤波器73的一方比高灵敏度滤波器 71频带宽。
因此，可以说通过高灵壽文度滤波器71的信号与通过高精度滤 波器73的信号相比，噪音(噪声)少。另一方面，可以说通过高 精度滤波器73的信号与通过高灵敏度滤波器71的信号相比，除去 的信号少，所以包含有更多的信息。
存储器部80包括存储有取样通过滤波器部70的信号的数据的 多个存储领域，包括存储通过高灵每丈度滤波器71的信号的数据的 长累计时间用存储器81、以及存储通过高精度滤波器73的信号的 数据的短累计时间用存4渚器83。
长累计时间用存储器81是存储"20毫秒"的信号的存储器。 也就是说，短累计时间用存储器83的容量是长累计时间用存储器 81的容量的二分之一。长累计时间用存储器81是在相干累计时间 为20毫秒的相干累计处理中使用的存储器，短累计时间用存储器 83是在相干累计时间为10毫秒的相干累计处理中使用的存储器。
另夕卜，在从RF接收电路部60输出的IF信号中，将通过高灵 敏度滤波器71及长累计时间用存储器81的信号的流程S1称为"高 灵敏度系统"，将通过高精度滤波器73及短累计时间用存储器83 的信号的流程S2称为"高精度系统"。
基带处理电路部90是从存储在存储器部80的IF信号中捕捉、 提取GPS卫星信号译码数据，通过读取导航信息、时间信息等，进 行伪距的计算、定位计算等的电路部。
图2是用于说明基带处理电路部90进行处理的概略图。基带 处理电路部90基于接收信号的信号强度，择一地选择长累计时间 用滤波器81及短累计时间用滤波器83的任意一个，基于存储在该 选中的存储器中的信号，进行定位处理。另一方面表现为，基带处 理电路部90基于接收信号的信号强度，进行转换在定位处理中使 用的信号系统的处理(以下称为"信号系统转换处理")。
具体地进4亍i兌明，基带处理电路部90基于对应当前i殳置的信 号系统在存储器中存储的信号，每经过规定的相干累计时间就实施 相干累计处理。相干累计处理是将在存储器中存储的相干累计时间 对应的信号的I成分及Q成分的平方后相加的计算处理，按照下面 的公式(1)计算出相干累计值Pi。
Pi = I2 +Q2 (1)
但添加的字母"i，，表示相干累计的符号。另外，在当前的信号 系统为"高灵敏度系统"时，改变相干累计时间为"20毫秒"，在 当前的信号系统是"高精度系统"时，改变相干累计时间为"10毫 秒"。
之后，基带处理电路部90每经过定位间隔(例如"l秒，，)，实 施非相干累计处理。非相干累计处理是将相干累计值Pi加在一起的 计算处理，按照下面的公式(2)计算出信号强度P。
P = S iPi ( 2 )
因此，当信号系统为"高精度系统"时，相干累计值Pi(i-l 100;定位间隔1秒时)的合计值是信号强度，当信号系统为"高 灵敏度系统"时，相干累计1直fi (i= 1 ~50;定位间隔为l秒时) 的合计值是信号强度。
而且，基带处理电路部90对于由非相干累计处理求得的信号 强度P进行阈值判定，当大于等于阈值时为满足高强度条件，将信 号系统转换为"高精度系统"，当小于阈值时为满足低强度条件， 将信号系统转换为"高灵敏度系统"。关于该信号系统转换处理， 在"l-2.处理的流程"进行详细地说明。
另外，基带处理电路部90与信号系统转换处理不同，根据转 换的信号系统的信号，进行GPS卫星信号的捕捉。GPS卫星信号 的捕捉是从IF信号之中提取GPS卫星信号的处理，对于IF信号进 4亍FFT(Fast Fourier Transform:快速《專立叶專争:换)计算等，进 行相关处理来实现。更具体地i兌，通过进4亍相干累计处理，计算出 虚拟产生的扩散代码(复制码)和IF信号之间的相关值，通过提取 最大振幅频率成分，指定接收信号的载频频率。
在计算出相关值的相干累计处理中，当信号系统为"高灵敏度 系统"时，用"20毫秒"的累计时间进4亍累计，当信号系统为"高 精度系统"时，用「10毫秒」的累计时间进行累计。这样，"高灵 敏度系统"时的相干累计时间作为"高精度系统"时的2倍，是因
为通过加长相千累计时间能够衰减包含在信号中的噪音(噪声)的 振幅。
如一旦捕4足到GPS卫星信号，基带处理电3各部90就进4于捕捉 到的GPS卫星信号的追踪。GPS卫星信号的追踪是并列地进4亍捕 捉到的多个GPS卫星信号的同步保持的处理，诸如使用公知的码环 作为延迟锁定环(DLL ), <吏用7>知的载频环作为相位锁定环(PLL )， 追踪包含在卫星信号中的C/A码及载频的相位实现。
之后，基带处理电路部卯译码包含在GPS卫星信号中的数据 读取导航信息，进行伪距的计算、定位计算等、进行定位便携式电 话机1的当前位置的处理(以下称为"定位处理")。
基带处理电路部90具有总括地控制用于进行相关处理的电路、 产生相关计算的扩散代码(复制码)的电路、译码数据的电路的其 他基带处理电路部90至RF接收电路部60的各个部，包括用于进 行包含有后述的基带处理的各种计算处理的CPU91、 ROM 93、以 及RAM 95。
图3A、图3B是表示基带处理电路部卯具有的ROM 93及RAM 95中存储的数据的一例图。在ROM 93中存储有基带处理程序931， 通过CPU 91读出，作为基带处理(参照图6)来运行。另外，在 基带处理程序931中，包含有作为子程序的信号系统转换程序932， 作为信号系统转换处理(参照图7)来运行。
基带处理就是CPU 91关于成为捕捉对象的各个GPS卫星(以 下称为"捕捉对象卫星")，根据接收的信号进行转换用于定位的信 号系统的处理，通过进4亍基于转换的信号系统的信号的定位处理， 对便携式电话才几l的当前位置进行定位的处理。关于该基带处理后 面使用流程图进行详细地描述。
信号系统转换处理就是通过CPU 91对应进4亍定位的时间间隔 (以下称为"定位间隔")，计算出从各个捕捉对象卫星接收的信号 的信号强度，对于该信号强度进行阈值判定，来转换信号系统的处 理。关于该信号系统转4灸处理后面也4吏用流程图进4亍详细地描述。
在RAM95中，存<诸有区分卫星的4言号系统教:据951、卫星翁: 据953及定位凄t据955。
图4是表示区分卫星的信号系统数据951的凄t据构成例。区分 卫星的信号系统数据951对应存^f诸有捕捉对象卫星的号码9511、 乂人 该捕捉对象卫星接收的信号的信号强度9513、以及对应该捕捉对象 卫星当前^皮i殳置的信号系统9515。
图5是表示卫星数据953的凄t据构成例。卫星数据953对应存 储有捕4足对象卫星的号码9531、以及所述捕4足对象卫星的位置、速 度及移动方向构成的卫星信息9533。捕捉对象卫星的位置诸如由地 球基准坐标系的三维的坐标值表示，移动方向诸如由地球基准坐标 系的三维的单位矢量表示。在基带处理中，通过计算出卫星信息随 时更新该卫星^U居953。
定位数据955是关于被定位的便携式电话机1的位置的数据， 诸如存储在地球基准坐标系的三维的坐标值。在基带处理中，由定 位处理求得的当前位置被按照时序存储在该定位数据955中。
主才几CPU 110是4安照在ROM 150中存4诸的系统程序等的各种 程序，总括地控制便携式电话机l的各个部的处理器，除掌管主要 作为电话机的功能外，将图示通过基带处理电路部卯定位的^f更携 式电i舌才几l的当前4立置的导^t画面显示在显示部130上。
操作部120是由操作键和按钮开关等构成的输入装置，将这些 压入信号输出给CPUllO。通过该操作部120的操作，输入通话要 求或导航画面的显示要求等的各种指示。
显示部130是通过LCD ( Liquid Crystal Display:液晶显示器) 等构成，基于从主机CPU 110输入的显示信号进行各种显示的显示 装置。在显示部130上显示日期及时间的信息、或导航画面等。
便携用无线通信部140是在与便携式电话机的通信服务从业者 所设置的无线基站之间通过进行接收发送无线信号的天线、RF转 换器等来实现的公知的通信电路，基于主机CPU 110的控制进行无 线信号的发送接收，实现通话和邮件的发送接收。
ROM 150是只读存储器，存储用于总括地控制i"更携式电话机1 的系统程序、用于实现通话和邮件的发送接收的程序、用于实现导 4元功能的程序等的各种程序和数据。主才几CPU 110才艮据这些程序和 凄t据^U于处理。
RAM 160是可读写的存储装置，形成暂时地存储通过主机CPU IIO执行的系统程序、各种处理程序、各种处理的处理中数据及处 理结果等的工作区。
1-2.处理的流程
图6是表示通过CPU 91读出ROM 93的基带处理程序931, 并执行，从而在基带处理电路部90中执行的基带处理流程的流程 图。另夕卜，在基带处理中，在GPS接收部20中，经过GPS天线 10接收的RF信号和4艮据RF接收电路部60向IF信号降频转换等， 使通过滤波器70的信号的数据处于被随时存储在存储器80中的状 态。
另外，省略图示，4旦与信号系统转换处理不同，CPU 91在当 前设置的信号系统的信号中施行FFT计算等，通过进行相干累计处 理进行相关处理，进行GPS卫星信号的捕捉、追踪。
首先，CPU 91作为初始设置，进行以下的设置(步骤Al )。 也就是说，CPU91将全部的GPS卫星的信号系统9515设置为"高 精度系统"，存储在RAM 95的区分卫星的信号系统数据951中。 另外，作为进行信号系统的转换定时(以下称为"信号系统转换定 时")，没置定位间隔为"每隔1秒"。
接着，CPU 91进行捕捉对象卫星判定处理(步骤A3)。具体 地说，基于概略星历等的GPS卫星的轨道信息，判定可以接收GPS 卫星〗言号的GPS卫星，再增加新的4甫捉7十象卫星、或乂人4t捉^f象卫 星除去考虑不可能捕捉到位置的GPS卫星。而且，CPU91通过寺丸 4亍读出ROM 93的信号系统转换程序932，进4亍4言号系统转:换处理 (步骤A5 )。
图7是表示信号系统转换处理的流程的流程图。
首先，CPU 91分别对各个捕捉对象卫星执行环A (步骤Bl至 B29)。在环A中，CPU91判定存储在RAM95的区分卫星的信号 系统数据951中的该捕捉对象卫星的当前的信号系统9515 (步骤 B3),当判定为"高精度系统，，时(步骤B3;高精度系统)，判定 是否经过了相干累计时间、即"10毫秒"(步骤B5)。
而且，当判定还没经过"10毫秒，，时(步骤B5;否)，CPU 91 返回步骤B3，当判定经过"10毫秒"时(步骤B5;是)，基于存 储在存储器部80的短累计时间用存储器83的信号，进行相干累计 时间为"10毫秒"的相干累计处理，计算出相干累计值Pi (步骤 B7 )。
而且，CPU 91判定是否为信号系统转换定时(步骤B9)，当 判定还不是信号系统转换定时时(步骤B9;否)，返回步骤B3。另 一方面，当判定是信号系统转换定时时(步骤B9;是)，CPU 91 执行非相干累计处理，计算出从该捕捉对象卫星接收的信号的信号 强度P (步骤Bll ),更新RAM 95的区分卫星的信号系统数据951。
接着，CPU 91判定计算出的信号强度是否大于等于规定的"高 精度阈值"(步骤B13),当判定为大于等于"高精度阈值"时(步 骤B13;是)，向下个捕捉对象卫星转移处理。此外，当判定小于 "高精度阔值，，时(步骤B13;否)，CPU91将所述捕捉对象卫星 的信号系统9515转换为"高灵敏度系统"(步骤B15),更新RAM 95的区分卫星的信号系统数据951。而且，CPU 91向下个捕捉对 象卫星转移处理。
另一方面，在步骤B3中，当判定所述捕捉对象卫星的信号系 统9515为"高灵敏度系统，，时(步骤B3;高灵敏度系统)，CPU 91 判定是否经过相干累计时间、即"20毫秒"(步骤B17)。
而且，当判定还没经过"20毫秒，，时(步骤B17;否)，CPU91 返回步骤B3，当判定经过"20毫秒"时(步骤B17;是)，基于存 储在存储器部80的长累计时间用存储器81的信号，进行相干累计 时间为"20毫秒"的相干累计处理，计算出相干累计值Pi (步骤 B19)。
而且，CPU91判定是否为信号系统转换定时(步骤B21)，当 判定还不是信号系统转换定时时(步骤B21;否)，返回步骤B3。 另一方面，当判定是信号系统转换定时时(步骤B21;是)，CPU 91 执行非相干累计处理，计算出从所述捕捉对象卫星接收的信号的信
号强度P (步骤B23 )，更新RAM 95的区分卫星的信号系统数据 951。
接着，CPU 91判定计算出的信号强度是否大于等于规定的"高 精度转换阈值"(步骤B25)。而且，当判定信号强度小于"高精度 转换阈值"时(步骤B25;否)，判断还是高灵敏度系统，CPU 91 向下个捕捉对象卫星转移处理。
另一方面，当判定为大于等于"高精度转换阔值"时(步骤 B25;是)，CPU91将该捕捉对象卫星的信号系统9515转换为"高 精度系统"(步骤B27),更新RAM95的区分卫星的信号系统数据 951。而且，CPU91向下个捕才足对象卫星转移处理。CPU91对全部 的捕捉对象卫星进行以上处理之后，结束环A，结束信号系统转换 处理。
返回图6的基带处理，在进4亍信号系统转才奂处理之后，CPU 91 从存储在RAM 95的区分卫星的信号系统数据951的各个捕捉对象 卫星的信号系统9515的信号中，读取导航/f言息。而且，CPU91基 于所述导航信息计算出各个捕捉对象卫星的位置、速度、以及移动 方向，作为卫星信息9533 (步骤A7),该捕捉对象卫星的号码9531 对应存^f诸在RAM95的卫星凄t据953中。
而且，在步骤A7中，CPU 91基于计算出的卫星信息9533进 行公知的定位计算，进行定位便携式电话机1的当前位置的定位(步 骤A9 )。而且，CPU 91将定位的当前位置存4诸在RAM 95的定位 数据955中。
之后，CPU91判定是否结束处理(步骤All )。具体地说，通 过操作部120，诸如进行把导航功能设置"OFF"的指示操作、或 把便携式电话机1的电源设置"OFF"的指示操作，当从主机CPU 1101Ir入结束处理的信号时，判定结束处理。
而且，当判定还没有结束处理时(步骤All;否)，CPU91返 回步骤A3，当判定结束处理时(步骤A11;是)，结束基带处理。
1-3.作用岁文果
才艮据本实施例，/人滤波器部70的通频带不同的两种滤波器各 个滤波器中输出的信号分别存储在存储器部80的不同的存储器中， 基于在该存储器中存储的信号进行定位处理。具体地说，通过进行 相干累计处理及非相干累计处理，计算出接收信号的信号强度，通 过对所述信号强度进行阈值判定，将用于定位的信号系统择一地转 换为高灵敏度系统Sl或高精度系统S2。因此，当信号的接收状况 比较差时，通过将信号系统转换为"高灵壽文度系统"能够确保灵敏 度，当信号的接收状况比较好时，通过将信号系统转换"高精度系 统"可以确保津*度。
1-4.变形例
1-4-1.主4几CPU
主机CPU 110也可以通过软件进行基带处理电路部90的CPU 91所进4亍的处理的一部分或全部。诸如主才几CPU 110也可以进4亍信 号系统转换处理，基带处理电路部卯的CPU 91基于通过主机CPU 110而被转换的信号系统的信号，进行GPS卫星信号的捕捉、追踪 处理、以及定位处理等。另外，也可以基于通过CPU 91捕捉、追 踪的GPS卫星信号，主才几CPU110进行定位处理。
1-4-2. RF接收电路部
在本实施例中，RF接收电路部60和滤波器部70作为单独的 单元进行了说明，但也可以对巴滤波器70编入RF接收电^各部60中。
这时，也可以将滤波器部70作为数字滤波器，使IF信号转换为数 字信号之后通过滤波器部70,也可以将滤波器部70作为4莫拟滤波 器，使IF信号通过滤波器部70之后转换为数字信号。
1_4-3.信号系统转才灸定时
在本实施例中，信号系统转换定时是作为定位间隔、即"每 间隔1秒，，进行说明，但既可以是在信号系统为"高灵敏度系统" 时的相干累计时间、即"每间隔20毫秒"，又可以是在信号系统为 "高精度系统"时的相干累计时间、即"每间隔10毫秒"。
另夕卜，当捕捉对象卫星改变时，可以进行信号系统的转换。具 体地说，当在捕捉对象卫星判定处理中判定为本次捕捉对象的卫星 数和种类与作为上次捕捉对象卫星相同时，不进行信号系统的转换 判定，当与作为上次捕捉对象的卫星不同时，进行信号系统的转换 判定。而且，基于转换信号系统的信号进行定位处理。
1_4-4. 4言号系鍵j
在本实施例中，将信号系统作为"高灵敏度系统"及"高精度 系统，，的两个个系统进行说明，^f旦也可以作为大于等于3个的系统。 具体地i兌，诸如准备截止频率都不同的三种带通滤波器构成滤波器 部，准备存储从各个滤波器输出的信号的三种存储器构成存储部。 而且，作为用于转换系统的条件(转换条件)，设置应满足信号强 度的三种值的范围(条件)，按照由非相干累计处理计算出的信号 强度包含在哪个范围内，来转换信号系统。
这时，与上述的第一实施例的情况相同，设计各个带通滤波器 以使通频带是包含关系。另外，在一般情况下相干累计时间越长， 越能够衰减对于信号的噪声的振幅，成为高灵每文度。因此，对与通
频带窄的滤波器对应的存储器中存储的信号，通过以长的相干累计 时间进行相干累计处理，附加由于是窄频带的高灵敏度化，从而能 够实现基于长的相干累计时间的高灵壽文度化。
1-4-5.转换条件
在本实施例中，关于各个捕捉对象卫星，通过对当前的信号强 度进行阈值判定，判定是否具备高强度条件或低强度条件，作为转 换信号系统进行了说明，但也可以基于信号强度的履历转换信号系 统。具体地说，诸如当信号强度连续"10次"为小于高精度阈值时， 将信号系统改变为"高灵敏系统，，，当连续"10次"为大于等于高 精度转换阈值时，将信号系统转换为"高精度系统"。
1— 4-6.阈^f直
对于"高灵敏度系统"的信号的信号强度的阈值(高精度转换 阈值)和对于"高精度系统"的信号的信号强度的阈值(高精度阈 值)可以为相同值，也可以一方比另一方大。i者如从防止"高灵壽文 度系统"和"高精度系统"之间的频繁地转换(所谓的摆动)的角 度，可以将高精度转换阈值设置得比高精度阈值高。
2.第二实施例
2- 1.构成及动作
图8是表示在第二实施例的便携式电话机2的功能构成框图。 ^更携式电话4几2包括GPS天线10、 GPS接收部22、主才几CPU 110、 才喿作部120、显示部130、 ^更携用无线通4言部140、 ROM 150、以及 RAM 160。另夕卜，对与在第一实施例的i"更携式电话才几l相同的构成 要素，附加相同的标记在此省略其i兌明。
GPS接收部22是包4舌SAW30、 LNA40、 TCXO50、 RF 4妾收 电路部60、通频带可变滤波器72、存储器82、以及基带处理电3各 部92的电^各部，构成本实施例的特4i的结构、即定^'立装置102。
通频带可变滤波器72是在从RF接收电路部60输出的IF信号 中，可改变通过的频带成分的滤波器。在本实施例中，通频带可变 滤波器72规定为转换高灵敏度用的通频带、即"高灵每丈度频带"、 以及高精度用的通频带、即"高精度频带，，的两种通频带。高灵敏 度频带诸如是将截止频率^L为l[MHz]的通频带，高精度频带诸如 是将截止频率纟见为2[MHz]的通频带。
存储器82是存储通过通频带可变滤波器72的信号的电路部， 诸如存储"20毫秒"的信号的数据。
便携式电话机2与便携式电话机1较大的不同点是从RF接收 电路部60输出的信号到基带处理电路部92的路径为一个，所以没 有转换每个捕捉对象卫星的信号系统这点。也就是说，对全部的补
充对象卫星在定位中4吏用的信号，衰减、除去相同的频带成分。
基带处理电路部92基于从捕捉对象卫星接收的信号的信号强 度的平均值，通过一边改变通频带可变滤波器72的通频带， 一边 对通频带可变滤波器72的IF信号，从而进行FFT计算等，进行相 关处理，对GPS卫星信号进行捕捉、追踪。而且，译码捕捉到的 GPS卫星信号的数据读出导航信息和时间信息等，进行伪距的计 算、定位计算等。
GPS卫星信号的捕才足与第一实施例一样，通过进4于相干累计处 理实现，这时的相干累计时间在通频带可变滤波器72的通频带为 "高灵敏度频带"时视为"20毫秒"，为"高精度频带"时视为"10 毫秒"。也就是说，_没置的通频带可变滤波器72的通频带越窄，越以长的相干累计时间进行相干累计处理，从而捕捉GPS卫星信号进 行定位处理。
该理由如第 一 实施例所述，越加长相干累计时间越能够衰减噪: 音(噪声)的振幅，能够实现更加高灵敏度化。
在本实施例中，基带处理电路部92包括进行包含有后述的第 二基带处理的各种计算处理的CPU91、 ROM94、以及RAM96。
图9A、图9B是表示存〗诸在基带处理电if各部92所具有的ROM 94及RAM 96中的数据的一例。在ROM 94中存储通过CPU 91读 出的作为第二基带处理(参照图10)而被执行的第二基带处理程序 941，另外，在第二基带处理程序941中，包含有作为通频带变更 处理(参照图11)而被执行的通频带变更程序942,作为子程序。
第二基带处理就是CPU 91改变通频带可变滤波器72的通频带 的同时，基于通过通频带可变滤波器72的信号，进4于定位处理， 从而对便携式电话机l的当前位置进行定位的处理。关于该第二基 带处理，后面将使用流程图详细地进行说明。
通频带变更处理就是CPU 91对应定位间隔，计算出乂人各个捕 捉对象卫星接收的信号的信号强度的平均值(以下称为"信号强度 平均值，，)，通过对该信号强度平均值进行阈值判定，改变通频带可 变滤波器72的通频带的处理。关于该通频带变更处理下面也使用 流程图详细地进行说明。
在RAM 96中存储卫星数据953、定位数据955、通频带数据 961、以及信号强度平均佳Jt据963。
通频带数据961是涉及通频带可变滤波器72的当前的通频带 的数据，存储有作为通频带的"高灵敏度频带"或"高精度频带"。 该通频带lt据961在通频带变更处理中，通过改变通频带而^皮随时 更新。
信号强度平均值数据963是存储信号强度平均值的数据。该信 号强度平均值数据963在通频带变更处理中，通过计算出信号强度 平均j直而-皮随时更新。
2-2.处理流程
图10是表示通过CPU91读出存储在ROM94中的第二基带处 理程序941而^皮执^f亍的第二基带处理的流程的流禾呈图。
首先，CPU 91进4亍以下的i殳置作为初始i殳置(步骤Cl)。也 就是说，将通频带可变滤波器72的通频带设置为"高精度频带"， 存储在RAM96的通频带凄t据961中。另外，作为改变通频带可变 滤波器72的通频带的定时(以下称为"通频带变更定时")，没置 定4立间隔、即"每间隔1秒"。
接着，CPU 91进行捕捉对象卫星判定处理(步骤C3)。具体 地说，基于概略星历等的GPS卫星的轨道信息，对可以接收GPS 卫星信号的GPS卫星进行判定，或是追加新的捕捉对象卫星、或从 捕才足对象卫星除去i人为不可能捕捉到位置的GPS卫星。4妄着，CPU 91读出ROM 94的通频带变更程序942并执行，进4亍通频带变更处 理(步骤C5 )。
图11是表示通频带变更处理的流程的流程图。
首先，CPU 91对各个捕捉对象卫星，执行环B (步骤Dl至 D15 )。在环B中，CPU 91对存储在RAM 96的通频带凝:据961中 的通频带可变滤波器72的当前的通频带进行判定(步骤D3),当 判定通频带为"高精度频带"时(步骤D3;高精度频带)，判定是 否经过相干累计时间、即"10毫秒"(步骤D5)。
而且，当判定还没经过"10毫秒"时(步骤D5;否)CPU 91 返回步骤D3，当判定经过"10亳秒"时(步骤D5;是)，基于在 存储器82中存储的信号，执行将相干累计时间视为"10毫秒"的 相干累计处理，/人而计算出相干累计^直Pi (步骤D7)。
另外，在步驶iD3中，当判定通频带可变滤波器72的当前的通 频带为"高灵敏度频带"时(步骤D3;高灵敏度频带)，CPU 91 判定是否经过相干累计时间、即"20毫秒"(步骤D9)。
而且，当判定还没经过"20毫秒，，时(步骤D9;否)CPU 91 返回步骤D3，当判定经过"20毫秒"时(步骤D9;是)，基于在 存储器82中存储的信号，通过执行将相干累计时间视为"20毫秒" 的相干累计处理，计算出相干累计^直Pi (步骤DIO)。
在步骤D7或D10中，执行相干累计处理以后，CPU 91判定 是否为通频带变更定时(步骤Dll )。也就是i兌，CPU 91判定是否 经过定4立间隔、即"1秒、"。
而且，当判定还不是通频带变更定时时(步骤D11;否)，CPU 91返回到步骤D3，当判定是通频带变更定时时(步骤D11;是)， 执行非相千累计处理，计算出从该捕捉对象卫星接收的信号的信号
强度P(步骤D13)。而且，CPU 91对全部的捕捉对象卫星进行处 理之后，结束环B。
结束环B时，CPU 91通过平均各个捕捉对象卫星在步骤D13 中计算出的信号强度P，计算出信号强度平均值(步骤D17),存储 在RAM 96的信号强度平均值数据963中。
而且，CPU 91判定计算出的信号强度平均值是否为大于等于 规定的阈值(步骤D19)，当判定为小于阈值时(步骤D19;否)， 判定存储在RAM 96的通频带凌t据961中的通频带可变滤波器72 的当前的通频带(步骤D21)。
而且，当判定通频带为"高精度频带，，时(步骤D21;高精度 频带)，CPU 91将通频带可变滤波器72的通频带改变为"高灵敏 度频带"(步骤D23 ),更新RAM 96的通频带凄t据961，结束通频 带变更处理。
另一方面，在步骤D19中，当判定信号强度平均值为大于等于 阈值时(步骤D19;是)，CPU 91判定存储在RAM 96的通频带数 据961中的通频带可变滤波器72的当前的通频带(步骤D25)。
而且，当判定通频带为"高灵敏度频带"时(步骤D25;高灵 敏度频带)，CPU 91将通频带可变滤波器72的通频带改变为"高 精度频带"(步骤D27),更新RAM 96的通频带凄t据961,结束通
频带变更处理。
另外，在步骤D21中当判定通频带为"高灵敏度频带"时(步 骤D21;高灵敏度频带)、或在步骤D25中当判定通频带为"高精 度频带"时(步骤D25;高精度频带)，CPU91结束通频带变更处 理。
返回到图10的第二基带处理，在进4亍通频带变更处理之后， CPU 91从通过通频带可变滤波器72的信号读出导航信息。而且，
基于该导航信息计算出各个捕捉对象卫星的卫星信息9533 (步骤 C7 )，更新RAM 96的卫星凄t才居953。
之后，CPU91基于在步骤C7中计算出的卫星信息，通过进行 7>知的定位计算，进行定位i"更携式电话才几l的当前位置的处理(步 骤C9 )。而且，CPU 91将定位的当前位置存储在RAM 96的定位数 据955中。
接着，CPU91判定是否结束处理(步骤Cll),当判定还没结 束时(步骤C11;否)，返回步骤C3，当判定结束处理时(步築《C11; 是)结束第二基带处理。
2-3.作用效果
才艮据本实施例，基于从通频带可变滤波器72输出的信号的强 度，可变地设置通频带可变滤波器72的通频带，基于从通频带可 变滤波器72输出的信号进行定位处理。具体地说，对于各个捕捉 对象卫星进4亍相干累计处理及非相干累计处理，计算出4妄收信号的 信号强度，对其平均值进行阈值判定，乂人而改变通频带可变滤波器 72的通频带为"高灵敏度频带，，或"高精度频带"。因此，在信号 的接收状况不好时，通过变窄通频带可变滤波器72的通频带，从 而可以确保灵敏度，在信号的接收状况良好时，通过变宽通频带可 变滤波器72的通频带，可以确保(谋求)精度。
2-4.变形例
2-4-1.主机CPU
主才几CPU 110也可以以软件得方式进行基带处理电3各部92的 CPU91所进4亍的处理的一部分或全部。诸如主4几CPU 110进4亍通频
带变更处理，基带处理电路部92的CPU 91也可以基于通过通频带 可变滤波器72的信号，进行GPS卫星信号的捕捉并追踪处理、以 及定位处理等。另外，也可以基于通过CPU 91捕4足并追踪的GPS 卫星信号，主才几CPU 110进行定位处理。
2-4-2. RF^妾收电路部
在本实施例中，RF接收电路部60和通频带可变滤波器72,作 为不同的单元进行了说明，但也可以4巴通频带可变滤波器72编入 RF接收电路部60之中。这时，也可以将通频带可变滤波器72作 为数字滤波器，使IF信号转换为数字信号之后通过滤波器部70， 也可以将通频带可变滤波器72作为模拟滤波器，使IF信号通过通 频带可变滤波器72之后转换为数字信号。
2-4-3.通频带变更定时
在本实施例中，通频带变更定时是作为定位间隔、即"每间隔 1秒，，进行说明，但既可以是在通频带为"高灵敏度频带"时的相 干累计时间、即"每隔20毫秒"，又可以是在通频带为"高精度频 带，，时的相干累i十时间、即"每隔10毫秒"。
另外，在捕捉对象卫星进4于变化时，也可以进4于通频带的变更。 具体地说，在捕捉对象卫星判定处理中，当判定成为本次捕捉对象 的卫星数和种类与作为上次捕捉对象的卫星相同时，不进行通频带 的变更判定，当与作为上次捕捉对象的卫星不同时，进^f亍通频带的 变更判定。2-4-4.通频带
在本实施例中，以通频带为"高灵敏度频带"及"高精度频带" 的两种频带进行说明，但通频带也可以大于等于三种频带。具体地 说，诸如准备三种不同的频带作为通频带，作为用于变更通频带的 条件(变更条件)，事先设置应当满足信号强度平均值的三种值的 范围(条件)。而且，根据信号强度平均值包含在哪个范围内，来 改变通频带。
2-4-5.变更条件
在本实施例中，通过对全部的捕捉对象卫星的信号强度的平均 值进行阈值判定来变更通频带的情况进行了说明，但也可以计算出 对全部的捕捉对象卫星的信号强度的合计值(以下称为"信号强度 合计值")，通过对所述信号强度合计值进行阈值判定，改变通频带。
另外，还可以基于信号强度平均值和信号强度合计值的履历， 改变通频带。具体地说，诸如当信号强度平均值(信号强度合计值) 连续"10次"小于阈值时，将通频带改变为"高灵壽丈度频带"，当 连续"10次，，大于等于阈值时，将通频带改变为"高精度频带"。
2-4-6.通频带可变滤波器
通频带可变滤波器可以不是1个，也可以是大于等于2个。具 体地说，准备多个通频带可变滤波器及存储器的组合，将GPS卫星 组分配给各个组合。
如图12所示，诸如准备由第一通频带可变滤波器及第一存储 器组成的第一组合、以及由第二通频带可变滤波器及第二存储器组 成的第二组合。而且，在第一组合分配仰角位于大于等于规定角度
的位置的高仰角的GPS卫星组，在第二组合分配仰角位于小于规定 角度的位置的低仰角的GPS卫星组。而且，计算出每组接收信号的 信号强度平均值，进行阈值判定，改变对应的各个通频带可变滤波 器的通频带。
3.其他
3-1.适用例
本发明除4更携式电话-才几以外，还可以适用PDA( Personal Digital Assistants:个人凄t字助理)、 <更携式的导4元装置及汽车导^L装置等 的各种电子设备。
3-2.处理器
在上述的各个实施例中，对控制基带处理电路部的处理器是 CPU的情况进4亍说明，但当然也可以诸如是DSP (Digital Signal Processor: tt字信号处理器)等。
如上所述，对本发明的实施例进行详细说明，只要实质上不脱 离本发明的发明点和效果可以进行很多的变形，这对于本领域的技 术人员来说是显而易见的。因此，这种变形例也包含在本发明的保 护范围之内。
权利要求
1.一种定位装置，包括多个滤波器，各个滤波器的通频带各不相同，用于从通过接收GPS卫星信号的RF接收电路部接收的信号中提取规定频带的信号；存储部，与所述各个滤波器对应，用于存储从所述多个滤波器中的各个滤波器输出的信号；以及定位处理部，从所述存储部之中择一地选择存储部，基于该选中的存储部中所存储的信号进行规定的定位处理。
2. 根据权利要求1所述的定位装置，其中，所述定位处理部根据 所述选中的存储部改变相干累计时间，对于该选中的存储部中 所存储的信号进行相干累计处理，捕捉卫星信号，进行所述规 定的定4立处理。
3. 根据权利要求2所述的定位装置，其中，所述多个滤波器的通频带是包含关系，所述定位处理部对越是通频带窄的滤波器所对应的存储 部中所存储的信号，就越以长的相干累计时间进行相干累计处 理。
4. 根据权利要求2或3所述的定位装置，其中，在通过所述RF 4妄收电i 各部4妄收的GPS卫星信号中包含 有多个卫星的各个卫星发送的信号，所述定^f立处理部 t应各个捕4足及/或追^宗^"象的卫星，选 择存储部以及进行来自该卫星的卫星信号的捕捉及/或追踪。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的定位装置，其中，所述定 位处理部包括转换判定部，所述转换判定部当在所述定位处理 中使用的捕捉对象的卫星发生变化时、或者对应周期地进4亍的 所述定位处理，进4亍选中的所述存储部的转换判定，所述定位处理部在该转换判定部进4亍转:換判定以后，选择才艮据该转换判定而#:转换的存储部。
6. 根据权利要求5所述的定位装置，其中，所述转换判定部才艮据 信号强度进行之后选中的存储部的转换判定，所述信号强度是 通过基于所述选中的存储部所对应的相干累计时间的相干累 计处理而求得的信号强度。
7. 根据权利要求6所述的定位装置，其中，所述转换判定部进行 如下转换判定，当所述信号强度满足规定的高强度条件时，转 换为与更宽频带的滤波器对应的存储部；当所述信号强度满足 规定的低强度条件时，转换为与更窄频带的滤波器对应的存储 器，所述信号强度是指通过基于所述选中的存储部所对应的相 干累计时间的相干累计处理而求得的信号强度。
8. —种电子设备，包括权利要求1至7中任一项所述的定位装置。
全文摘要
本发明公开了一种定位装置，从滤波器部(70)的通频带不同的两种滤波器的各个滤波器输出的信号被分别存储到存储器部(80)的不同的存储器中，基于在所述存储器中存储的信号进行定位处理。具体地说，通过进行相干累计处理及非相干累计处理计算出接收信号的信号强度，通过对所述信号强度进行阈值判定，将用以定位的信号系统择一地转换为高灵敏度系统S1或高精度系统S2。
文档编号G01S19/37GK101169477SQ200710165519
公开日2008年4月30日 申请日期2007年10月26日 优先权日2006年10月26日
发明者木村章 申请人:精工爱普生株式会社