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▶ エアバス・ディフェンス・アンド・スペース・ゲーエムベーハーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-22
(45)【発行日】2024-07-30
(54)【発明の名称】地上時間仮想参照型測位およびタイミングシステム
(51)【国際特許分類】
H04J 13/10 20110101AFI20240723BHJP
G01S 19/10 20100101ALI20240723BHJP
B64G 3/00 20060101ALI20240723BHJP
【ＦＩ】
H04J13/10
G01S19/10
B64G3/00
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2019162777
(22)【出願日】2019-09-06
(65)【公開番号】P2020043562
(43)【公開日】2020-03-19
【審査請求日】2022-07-01
(31)【優先権主張番号】18192934.0
(32)【優先日】2018-09-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】503195311
【氏名又は名称】エアバス・ディフェンス・アンド・スペース・ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】フランシス スクアレ
(72)【発明者】
【氏名】ジーン－ジャック フロック
(72)【発明者】
【氏名】トーマス ベイ
【審査官】川口 貴裕
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０５８８６６６６（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２００４－２９７８１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２１００９０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－０４８０５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２０７８９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０９８７２２６８（ＵＳ，Ｂ２）
【文献】特開２００１－０４２０２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００２／０００３４９２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－１９８２２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｊ １３／１０
Ｇ０１Ｓ １９／１０
Ｂ６４Ｇ ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
拡散符号系列を生成するようにされた信号生成ユニットであって、前記拡散符号系列は立上りエッジおよび立下りエッジを有する基準チップを有し、前記信号生成ユニットはさらに、前記拡散符号系列を調整して、前記基準チップの前記立上りエッジまたは立下りエッジが所定時刻（ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳ）に仮想タイミング基準局ＶＴＲＳに到達するようにされ、調整前の前記拡散符号系列の長さは前記ＶＴＲＳおよび他の仮想タイミング基準局ＶＴＲＳを含む一組のＶＴＲＳのうちのＶＴＲＳ同士の間の距離に基づく、信号生成ユニットと、前記信号生成ユニットと協働するようにされるとともに前記拡散符号系列を送信するようにされた送信ユニットと、
を含むプラットホーム。
【請求項2】
前記ＶＴＲＳはセルの中心を形成し、前記拡散符号系列は前記拡散符号系列の前記基準チップが前記ＶＴＲＳに対応するように調整される、請求項１に記載のプラットホーム。
【請求項3】
前記ＶＴＲＳは地上のまたは宇宙空間内の仮想点である、請求項１または２に記載のプラットホーム。
【請求項4】
前記信号生成ユニットは、前記基準チップの前記立上りエッジまたは前記立下りエッジが前記他の仮想タイミング基準局ＶＴＲＳごとの所定時刻に前記他の仮想タイミング基準局ＶＴＲＳに到達するということを保証するために前記拡散符号系列を調整するようにされる、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラットホーム。
【請求項5】
調整前の前記拡散符号系列の長さは、前記ＶＴＲＳおよび前記他の仮想タイミング基準局ＶＴＲＳを含む前記一組のＶＴＲＳのうちのＶＴＲＳ同士の間の最短距離に基づく、請求項４に記載のプラットホーム。
【請求項6】
前記信号生成ユニットは前記プラットホームのローカル時間と対応全地球的航行衛星システムＧＮＳＳのシステム時間との間のクロックオフセットを補償するようにされる、請求項１～５のいずれか一項に記載のプラットホーム。
【請求項7】
前記信号生成ユニットは前記所定時刻（ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳ）の前記ＶＴＲＳにおける対流圏および電離層遅延を補償するようにされる、請求項１～６のいずれか一項に記載のプラットホーム。
【請求項8】
前記送信された拡散符号系列は、前記基準チップを含む第１の拡散符号から始まる変調された複数の符号期間であって、符号系列カウンタが変調された複数の符号期間を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のプラットホーム。
【請求項9】
前記信号生成ユニットは前記ＶＴＲＳにおけるドップラーを補償するようにされる、請求項１～８のいずれか一項に記載のプラットホーム。
【請求項10】
前記ＶＴＲＳは地上の固定点でなく地上の移動点である、請求項１～９のいずれか一項に記載のプラットホーム。
【請求項11】
前記プラットホームは、中周回軌道ＭＥＯ、低周回軌道ＬＥＯ、またはＧＥＯ静止衛星ＧＥＯにおける航行衛星などの宇宙ベース局である、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプラットホーム。
【請求項12】
前記プラットホームは、高高度プラットホームＨＡＰＳ、成層圏バルーン、またはドローンである、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプラットホーム。
【請求項13】
前記プラットホームは、地上モバイルネットワークインフラストラクチャに適応化された基地局ＢＴＳなどまたは地文航法ビーコン（特に疑似の衛星すなわち擬似衛星）などの静的地上プラットホームである、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプラットホーム。
【請求項14】
請求項１～１３のいずれか一項に記載の前記プラットホームから前記拡散符号系列を受信するようにされるとともに前記拡散符号系列に基づき取得を行うようにされたユーザ装置であって、前記ＶＴＲＳは前記ユーザ装置により先験的に知られている、ユーザ装置。
【請求項15】
前記ＶＴＲＳは前記ユーザ装置に知られている軌道を形成し、前記拡散符号系列の前記基準チップの到達に対応する前記軌道上の正確な位置が知られている、請求項１４に記載のユーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
例は、地上時間仮想参照型測位およびタイミングシステム（ｇｒｏｕｎｄ ｔｉｍｅ ｖｉｒｔｕａｌｌｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｔｉｍｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）およびそのアプリケーションを提供するための概念に関し、特に、ユーザ装置に拡散符号系列を提供するためのプラットホームに関する。
【背景技術】
【0002】
航行における一般的問題は、その幾何学的座標（Ｘ、ＹおよびＺ）を判断するために３つの見通し線（ＬｏＳ：Ｌｉｎｅｓ－ｏｆ－Ｓｉｇｈｔ）と「従来の」全地球衛星航行システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）または地域衛星航行システム（ＲＮＳＳ：Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の時間スケールに対するそのクロックオフセットを判断するために１つの見通し線（ＬｏＳ）との少なくとも４つの見通し線（ＬｏＳ）を必要とする「従来の」ＧＮＳＳまたはＲＮＳＳにより送信される信号に基づきユーザがその位置を判断する必要があることである。
【0003】
その位置の判断の要件は４つのＬｏＳの利用可能性である。これは、光学的地平線が障害物（例えば木々または建物）により遮られない環境では難しくない。しかし、この状況は都市地域などの他の環境では保証されない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】"Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ＧＰＳ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ"，Ｋａｐｌａｎ Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ Ｐｕｂｌｉｓｈ，ＩＳＢＮ０－８９００６－７９３－７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
位置判断技術は都市地域などの環境に関して最適化される必要があり得る。それにもかかわらず、ユーザ装置の取得段階を強化することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0006】
強化取得段階によりユーザ装置へ拡散符号列を提供するプラットホームの概念を提供する要求があり得る。
【0007】
このような要求は特許請求の範囲の主題により満足され得る。
【0008】
第１の態様によると、プラットホームが提供される。プラットホームは信号生成ユニットおよび送信ユニットを含む。信号生成ユニットは拡散符号系列を生成するようにされる。拡散符号系列は立上りエッジおよび立下りエッジを有する基準チップを有する。信号生成ユニットは、基準チップの立上りエッジまたは立下りエッジが所定時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳに（専用）仮想タイミング基準局（ＶＴＲＳ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｔｉｍｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）に到達するということを保証するために拡散符号系列を調整するようにされる。送信ユニットは、信号生成ユニットと協働するようにされるとともに拡散符号系列を送信するようにされる。
【0009】
基準チップの立上りエッジまたは立下りエッジの到達は、空間（特に空域または生物圏）内の様々な点においてプラットホームが拡散符号系列を送信することにより基準チップの立上りエッジまたは立下りエッジをＶＴＲＳへ提供することができるように、様々な（時）点に関して保証され得る。ＶＴＲＳは受信時の同期に使用される人工的または仮想的位置を表し得る。したがって、ＶＴＲＳは、ユーザ装置（通常のユーザ装置）により見られ得る空間（特に空域および／または生物圏）内の仮想点として理解され得る。
【0010】
信号生成ユニットは符号およびドップラー補償を適用するようにされ得る。結局、ユーザ装置の取得は、試験される符号およびドップラー仮説（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｈｙｐｏｔｈｅｓｅｓ）の数を低減することにより促進され得る。
【0011】
ＶＴＲＳはセルの中心を形成し得る。拡散符号系列は、拡散符号系列の各基準チップが１つのＶＴＲＳに対応するように調整され得る。
【0012】
ＶＴＲＳは一組の複数ＶＴＲＳの一部であり得る。一組の複数ＶＴＲＳの各ＶＴＲＳがセルの中心を形成し得る。拡散符号系列は、拡散符号系列の各基準チップが一組のＶＴＲＳの別のＶＴＲＳに対応するように調整され得る。
【0013】
ＶＴＲＳは地上または空間（特に生物圏または空域）上の仮想点であり得る。ＶＴＲＳはまた、特定時刻（例えば所定時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳ）の第４の座標を有する特定３次元座標であり得る。したがって、多くのＶＴＲＳまたは単一の移動ＶＴＲＳの軌道が可能である。特定時点に関し、特定３次元座標がＶＴＲＳに適用される。同じことは必要な変更を加えて一組のＶＴＲＳへ適用される。したがって、ユーザ装置は、その粗位置を導出するために十分な情報が前もって提供され得る。
【0014】
信号生成ユニットは、対応全地球的航行衛星システムＧＮＳＳのシステム時間と信号生成ユニットローカル時間との間のクロックオフセットを考慮するようにされ得る。したがって、クロックオフセットはユーザ装置により後で考慮されなくてもよい。信号生成ユニットはプラットホームとＶＴＲＳとの間の幾何学的距離を考慮するようにされ得る。信号生成ユニットは衛星ローカル時間と対応全地球的航行衛星システムＧＮＳＳのシステム時間との間のクロックオフセットを補償するようにされ得る。
【0015】
信号生成ユニットは所定時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳのＶＴＲＳにおける対流圏および電離層遅延を考慮するようにされ得る。同じことは必要な変更を加えて一組のＶＴＲＳに適用される。信号生成ユニットは所定時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳのＶＴＲＳにおける対流圏および電離層遅延を補償するようにされ得る。
【0016】
信号生成ユニットは、基準チップの立上りエッジまたは立下りエッジが様々な所定時刻に他の仮想タイミング基準局ＶＴＲＳに到達するということを保証するために拡散符号系列を調整するようにされ得る。拡散符号系列の長さは一組のＶＴＲＳのうちのＶＴＲＳ同士間の最短距離に基づく。一組のＶＴＲＳは当該ＶＴＲＳと他のＶＴＲＳとを含み得る。拡散符号系列の長さは一組のＶＴＲＳの密度を判断し得る。
【0017】
送信された拡散符号系列は、基準チップを含む第１の拡散符号から始まる多くの拡散符号を含む拡散符号カウンタを含む。基準チップはいくつかの基準チップのうちの１つであり得る。いくつかの基準チップは、一組のＶＴＲＳのうちのそれぞれのＶＴＲＳに対応するために信号生成ユニットにより調整され得る。
【0018】
信号生成ユニットはＶＴＲＳにおけるドップラーを補償するようにされ得る。同じことは必要な変更を加えて一組のＶＴＲＳへ適用される。したがって、ドップラー（曖昧性）は、ユーザ装置に関してではなく（空中の異なる点における）ＶＴＲＳに関して補償され得る。ＶＴＲＳはユーザ装置の位置とは異なり得る。
【0019】
ＶＴＲＳは地球上の移動点であり、固定点でないかもしれない。一組のＶＴＲＳは、地上および／または地上近く（例えば空中）の一組の様々な３次元点であり得る。
【0020】
プラットホームは宇宙ベース局であり得る。プラットホームは中周回軌道（ＭＥＯ：Ｍｅｄｉｕｍ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）の航行衛星であり得る。プラットホームは低周回軌道（ＬＥＯ：Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｂｉｔ）であり得る。プラットホームはＧＥＯ静止衛星（ＧＥＯ：ＧＥＯ ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）であり得る。
【0021】
プラットホームは近地上プラットホームであり得る。プラットホームは高高度プラットホーム（ＨＡＰＳ：Ｈｉｇｈ－Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）であり得る。プラットホームは（成層圏）バルーンまたはドローンであり得る。
【0022】
プラットホームは静的地上プラットホームであり得る。プラットホームは基地局（ＢＴＳ：Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）であり得る。ＢＴＳは地上モバイルネットワークインフラストラクチャ用に適応化され得る。プラットホームは地文航法ビーコンであり得る。プラットホームは擬似衛星（Ｐｓｅｕｄｏ－ｓａｔｅｌｌｉｔｅまたはＰｓｅｕｄｏｌｉｔｅ）であり得る。
【0023】
第２の態様によると、ユーザ装置が提供される。ユーザ装置は第１の態様によるプラットホームから拡散符号系列を受信するようにされる。ユーザ装置は拡散符号系列に基づき取得を行うようにされ、ＶＴＲＳ（その位置および時間と共に）はユーザ装置により先験的に知られている。
【0024】
ＶＴＲＳはユーザ装置に知られている軌道を形成し得、拡散符号系列の基準チップの到達に対応する軌道上の正確な位置は知られている。さらに、一組のＶＴＲＳもまたユーザ装置により先験的に知られ得る。
【0025】
対応補償は所謂仮想基準時間局（ＶＴＲＳ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）に対して計算され得る。特に、符号補償は、拡散符号系列の基準チップ（例えば、規則に依存して第１のチップ）の立上りエッジ（または規則に依存して立下りエッジ）がＶＴＲＳにおいて特定エポックｔｒｅｆ，ＶＴＲＳに到達するということを保証することにより導出され得る。用語「特定エポック」は本明細書では用語「所定時刻」としても使用され得る。このようにして、対応信号を取得するとユーザ装置がシステム時間と非常に高精度に同期されることが可能である。この速い取得は、符号およびドップラー補償のおかげで、試験される符号およびドップラー仮説の数の低減により容易にされ得る。
【0026】
一組のＶＴＲＳの各ＶＴＲＳは、通信システムに関するものと同じ用語を使用することにより、セルの中心に対応し得る。航行信号へ変調される拡散符号の長さはセル間距離に関して寸法決めされ得る。航行信号を取得するために使用される拡散符号系列とその第１のチップ（例えば）がｔｒｅｆ，ＶＴＲＳにＶＴＲＳにおいて同期するために使用される第１の分散系列との間の曖昧性を解決することを容易にするために、拡散符号カウンタが、航行メッセージの一部として航行信号へ直接変調される、または所謂符号シフトキーイング技術を使用することにより変調され得る。拡散符号系列は結局、信号生成ユニットにより送信される航行信号の一部であり得る。
【0027】
ユーザ装置は、ＶＴＲＳの正確な位置および基準時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳに関する知識を有し得る。このような情報は、航行メッセージ内でユーザに利用可能にされ得、したがってユーザ装置内で実現またはハード符号化され得るおよび／またはインターネットなどの第３の通信チャネルを介しユーザに利用可能にされ得る。セル（のネットワーク）の場合、ユーザ装置は、セル中心のうちの各セル中心の正確な位置だけでなくセル中心のうちの各セル中心の基準到達時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳも知り得る。ＶＴＲＳがユーザ装置にも知られた所定軌道に追随するということと、基準時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳもまたＶＴＲＳがその軌道内の所定位置にある場合に知られるということとを考慮することも可能である。
【0028】
電離層および対流圏誤差（遅延）もまた補償に取り込むことが可能である（が強制的でない）。そうすることにより、ユーザ装置におけるそれらの影響を低減することも可能である。ユーザがＶＴＲＳから離れれば離れるほど電離層および対流圏誤差の対応余波の振幅は大きくなる。
【0029】
符号補償の計算は送信源（例えば航行衛星）のクロックオフセットを取り込み得るので、対応モデルは、航行メッセージサイズの大幅な低下に対応する航行メッセージへ変調される必要は無い。
【0030】
したがって、本開示は、符号およびドップラー不確定性探索を低減することにより、取得するための時間を著しく低減し得る技術を提供する。符号探索の低減は、衛星がＶＴＲＳの天頂にありかつユーザがＶＴＲＳに近い場合は数マイクロ秒（すなわちチップ）に帰着し得る（通常、符号探索は数ミリ秒にわたる）。ドップラー補償を適用すると、試験されるドップラー仮説の数は６～１２に低下し得る。符号およびドップラー仮説の低減を組み合わせることで、ユーザがシステム時間および衛星位置のいかなる知識も有しなくても符号およびドップラー探索空間の著しい低減（ウォームまたはホット取得条件と比較され得る）を生じ得る。
【0031】
最後に、符号およびドップラー不確定性探索は、特に低下された安定性を有するローカルユーザ発振器の寄与により引き起こされるものに帰着し得る。
【0032】
ＶＴＲＳに対する衛星の仰角が高ければ高いほど、ユーザ装置はＶＴＲＳにより近くなり得、衛星高度はより高くなり得、取得性能だけでなく時間転送性能もより良くなり得る。
【0033】
電離層および対流圏遅延を取り込むことにより、擬似距離への大気の寄与は、ＶＴＲＳの近傍内に位置するいかなるユーザに関しても無視可能となり得る。
【0034】
衛星クロックオフセットを符号補償の判断に取り込む際、ユーザ航行メッセージは衛星クロックオフセットの対応予測モデルを調節する必要がない。これは、必要とされる航行メッセージサイズの大幅な低下（軌道予測モデルとクロック予測モデルとの両方を通常は含む全体メッセージの１／３まで見積られる）に繋がる。
【0035】
第３の態様によると、第１の態様によるプラットホームと第２の態様によるユーザ装置とを含むシステムか提供され得る。ユーザ装置は，ＶＴＲＳに関する情報を使用するようにそして取得段階ではＶＴＲＳに基づき第１の仮説を計算するようにされ得る。したがって、取得のための時間は、取得に必要な第１の仮説を計算するためのより良い出発点とユーザ装置の追跡段階の開始とのおかげで、低減され得る。
【0036】
ハードウェア回路、ソフトウェア手段、またはそれらの組み合せの使用下の本明細書に記載の事項が実現され得るということは当業者にとって明らかである。ソフトウェア手段は、プログラムされたマイクロプロセッサ、または一般的コンピュータ、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、および／またはＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に関係し得る。例えば、ユーザ装置、プラットホーム、信号生成ユニット、および送信ユニットは、コンピュータ、論理回路、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、プロセッサ（例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ（μＣ）またはアレイプロセッサ）／コア／ＣＰＵ（中央処理ユニット）、ＦＰＵ（浮動小数点ユニット：Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ Ｕｎｉｔ）、ＮＰＵ（数値処理ユニット：Ｎｕｍｅｒｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＬＵ（数値演算ユニット：Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｌｏｇｉｃａｌ Ｕｎｉｔ）、コプロセッサ（主プロセッサ（ＣＰＵ）を支援するための別のマイクロプロセッサ）、ＧＰＧＰＵ（グラフィック処理ユニット上の汎用計算：Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｏｎ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マルチコアプロセッサ（複数の主プロセッサおよび／またはグラフィックプロセッサ上で算術演算を同時に行うことなどの並列計算のための）、またはＤＳＰとして部分的に実現され得る。本明細書で述べた詳細が方法の観点で説明されたとしても、これらの詳細はまた、好適な装置、コンピュータプロセッサ、またはプロセッサへ接続されるメモリであってプロセッサにより実行されると本方法を行う１つまたは複数のプログラムを備え得るメモリで実施または実現され得るということは当業者にとってさらに明確である。そのために、スワッピングおよびページングのような方法が配備され得る。
【0037】
上に述べた態様のうちのいくつかがプラットホームを参照して説明されたとしても、これらの態様はまたユーザ装置およびシステムに適用し得る。同様に、ユーザ装置との関連で上に述べた態様は対応するやり方でプラットホームおよびシステムへ適用可能かもしれない。さらに、本システムとの関連で上に述べた態様は対応するやり方でプラットホームおよびユーザ装置へ適用可能かもしれない。
【0038】
本明細書で使用される用語は、個々の実施形態を説明する目的のためのものであって、限定するように意図されていないということも理解すべきである。特に明記しない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本開示の関連する技術分野の当業者の一般的理解に対応する意味を有しており、したがって余りに広くまたは余りに狭く理解されてはならない。専門用語が本開示内で不正確に使用され、したがって本開示の技術的概念を反映しなければ、これらは、本開示の関連技術分野の当業者へ正しい理解を伝える専門用語により置換されるべきである。本明細書で使用される一般用語は、辞書または文脈内の定義に基づき解釈されるべきである。余りに狭い解釈は回避されるべきである。
【0039】
例えば「含む」または「有する」などの用語は、説明した特徴、数、操作、行為、部品、部分またはそれらの組み合せの存在を意味し、したがって１つまたは複数のさらなる特徴、数、操作、行為、部品、部分またはそれらの組み合わせの存在または可能な追加を排除しないということを理解すべきである。
【0040】
「第１」または「第２」などの用語は、様々な部品または特徴を説明するために使用され得るが、これらの部品または特徴はこれらの用語に限定されない。上記用語により、１つの部品だけが他のものから識別されるべきである。例えば、第１の部品は本開示の範囲から逸脱することなく第２の部品と呼ばれ得、第２の部品もまた第１の部品と呼ばれて得る。用語「および／または」は、複数の関連特徴と複数の説明された複数の特徴のうちの任意の特徴との両方の組み合わせを含む。
【0041】
この場合、部品が別の部品「へ接続」される、「と連通」する、または「へアクセス」すれば、これは、他の部品へ直接接続されるまたはそれへ直接アクセスすることを意味し得るが、別の部品がその間に存在し得るということに注意すべきである。一方、部品が別の部品に「直接接続」されればまたは他の部品に「直接アクセス」すれば、いかなる別の部品もその間に存在しないということを理解すべきである。
【0042】
以下では、本開示の好適な実施形態は添付図面を参照して説明され、同じ部品には常に同じ参照符号が与えられる。
【0043】
本開示の説明において、既知の接続された機能または構造の詳細説明は、本開示から不必要に逸脱しない限り省略されるが、このような機能および構造は本開示の技術分野の当業者にとって理解可能である。添付図面は、本開示の例示であり、したがって制限として解釈されるべきではない。本開示の技術的考えは、添付図面に加えて、すべてのこのような修正、変形および改良形態を含むものとして解釈されるべきである。
【0044】
他の目的、特徴、利点および応用は、添付図面に関する非限定的実施形態の以下の明細書から明らかになる。添付図面では、すべての説明および／または図示された特徴は、特許請求の範囲またはそれらの関係／参照におけるそれらのグループ化に関係なく、単独でまたは任意の組み合わせで、本明細書で開示される主題を形成する。添付図面に示される部品または部分の寸法および比率は必ずしも原寸に比例してなく、これらの寸法および比率は添付図面および実施される実施形態における図解と異なり得る。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】航行衛星上に実装される典型的ＧＮＳＳ信号生成チェーンを概略的に示す。
【図2】単純な航行信号構造の生成を概略的に示す。
【図3】第１の航行信号構造の別の進化を概略的に示す。
【図4】第１および第２の航行信号構造の別の進化を概略的に示す。
【図5】様々なエポックにおける１つの航行衛星の位置を概略的に示す。
【図6】衛星アンテナ位相中心に対する様々なチップの伝搬を概略的に示す。
【図7】衛星アンテナ位相中心に対する全方向の様々なチップの伝搬を概略的に示す。
【図8】衛星アンテナ位相中心に対する全方向の様々なチップの伝搬を概略的に示す。
【図9】航行信号成分の遅延送信を概略的に示す。
【図10】符号補償の原理を概略的に示す。
【図11】符号補償と仮想時間基準局（セル）の導入とを概略的に示す。
【図12】地球表面の接線としてＶＴＲＳと衛星との間の見通し線を概略的に示す。
【図13】地球表面に対して直角であるＶＴＲＳと衛星との間の見通し線を概略的に示す。
【図14】ＶＴＲＳに正確に位置するユーザ装置ＡとＶＴＲＳから距離ｌに位置するユーザ装置Ｂとの間の受信時刻の差異を定量的に判断するために使用されるパラメータを概略的に示す。
【図15】ユーザ装置ＢとＶＴＲＳとの間の様々な距離の衛星高度にわたる受信時刻の差異を概略的に示す。
【図16】ＶＴＲＳと地球表面に対し傾斜された衛星との間の見通し線を概略的に示す。
【図17】地球表面に対して傾斜された衛星のＶＴＲＳに正確に位置するユーザ装置ＡとＶＴＲＳから距離ｌに位置するユーザ装置Ｂとの間の受信時刻の差異を定量的に判断するために使用されるパラメータを概略的に示す。
【図18】ユーザ装置とＶＴＲＳとの間の距離を考慮した仰角に応じた同期誤差を概略的に示す。
【図19】ユーザ緯度にわたる特定仰角の上の少なくとも１つの衛星を見る確率とユーザ緯度にわたる特定仰角の上の少なくとも２つの衛星を見る確率とを概略的に示す。
【図20】地球の区分化を概略的に示す。
【図21】より小さなセル半径を有する地球の区分化を概略的に示す。
【図22】測位信号を送信する衛星およびユーザ装置の幾何学的位置を概略的に示す。
【図23】衛星とＶＴＲＳとの間の時間伝搬を概略的に示す。
【図24】地球表面の上の密メッシュを形成する受動的取得モジュールを概略的に示す。
【図25】セル間距離に等しい拡散符号系列の持続時間（左側部）とセル間距離より短い拡散符号系列の持続時間（右側部）とを概略的に示す。
【図26】最大拡散符号系列長（左側）、最適拡散符号系列長（中央）、および不十分な拡散符号系列長（右側）の３つの状況を概略的に示す。
【図27】符号系列カウンタの第１の実施形態を概略的に示す。
【図28】符号系列カウンタの第２の実施形態を概略的に示す。
【図29】実際に受信されたドップラー（５°の最小仰角）の地理的変動を概略的に示す。
【図30】実際に受信されたドップラー（４０°の最小仰角）の地理的変動を概略的に示す。
【図31】各セル内のドップラー変動を概略的に示す。
【図32】補償後の最大ドップラー変動を概略的に示す。
【図33】ユーザ装置により知られた基準軌道を有する移動ＶＴＲＳを概略的に示す。
【図34】補償技術を実施するためのプラットホームとしてバルーンを概略的に示す。
【図35】補償技術を実施するためのプラットホームとして高高度プラットホームステーションを概略的に示す。
【図36】補償技術を実施するためのプラットホームとして地上局を概略的に示す。
【図37】ＨＡＰＳへ適用された場合の符号補償の応用を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0046】
添付図面は部分的に概略的であり、前記本質的特性および結果は、機能、能動的原理、実施形態および技術特性を部分的に明確にするために拡大または縮小されて明確に示される。添付図面または本文内で開示されるあらゆる動作、あらゆる原理、あらゆる技術的態様、およびあらゆる特徴は、全ての可能な組み合わせが、説明される装置および方法へ割り当てられるように、すべての特許請求の範囲、本文および他の図面内の各特徴、動作の他のモード、原理、技術的改良形態、および本開示内に含まれるまたはそれをから生じる特徴と組み合わせられる／組み合わせられ得る。全ての可能な組み合わせはまた、本文内（すなわち本明細書の各セクション内、特許請求の範囲内、本文内の様々な変形、特許請求の範囲内の様々な変形、および添付図面内の様々な変形間の組み合わせ内）のすべての個別コメントの組み合わせを含み、別の特許請求の範囲の主題にされ得る。特許請求の範囲は、本開示、およびしたがって特許請求の範囲自体同士間のすべての識別された特徴の可能な組み合わせを制限しない。すべての開示された特徴は明示的にまた個々に、本明細書に開示されるすべての他の特徴と組み合わせられる。
【0047】
したがって、別の例は様々な修正および代替形式を採用することができ、そのいくつかの特定例が添付図面に示され、その後、詳細に説明されることになる。しかし、この詳細説明は別の例を、説明される特定形式に限定しない。別の例は、本開示の範囲に入るすべての修正、等価物および代替案をカバーし得る。同様な参照符号は添付図面の説明を通して同様な要素を指し、同様な要素は、同一または類似の機能を提供する一方で互いに比較された場合に同一的にまたは修正された形式で実現され得る。
【0048】
要素が別の要素に「接続」または「結合」されたものとして参照される場合、要素は直接接続または結合されてもよいし１つまたは複数の介在要素を介し接続または結合されてもよいということが理解される。２つの要素ＡとＢが「または」を使用することにより組み合わせられれば、これは全ての可能な組み合わせ（すなわちＡだけ、Ｂだけ、並びにＡおよびＢ）を開示するものと理解されるべきである。同じ組み合わせの代替語法は「ＡとＢのうちの少なくとも１つ」である。同じことは、２を超える要素の組み合わせに適用される。
【0049】
特定例だけを説明する目的のために本明細書で使用される用語は、別の例を制限するようには意図されていない。冠詞および不定冠詞の単数形式が使用され、単一要素だけを使用することが強制的であるように明示的にまたは暗黙的にのいずれでも定義されない場合はいつも、別の例もまた同じ機能を実現するために複数要素を使用し得る。同様に、機能が複数の要素を使用して実現されるものとしてその後説明される場合、別の例は、単一要素を使用することによりまたはエンティティを処理することにより同じ機能を実現し得る。用語「含む」は、本明細書で使用される場合、記載された特徴、完全体、工程、動作、処理、行為、要素、および／または部品の存在を規定するが、１つまたは複数の他の特徴、完全体、工程、動作、処理、行為、要素、部品、および／またはこれらのいかなるグループの存在または追加を排除するものではないということもさらに理解されるべきである。
【0050】
特に明記しない限り、すべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、例が属する従来技術のそれらの通常の意味でここでは使用される。
【0051】
次に、プラットホーム、補償技術、システム、およびユーザ装置が実施形態に関して説明されることになる。
【0052】
以下では、それに制約されること無く、具体的詳細が、本開示の完全な理解を助けるために記載される。しかし、本開示は以下に述べられる詳細とは異なり得る他の実施形態において使用され得るということは当業者にとって明らかである。
【0053】
本開示は、その宇宙部分が中周回軌道（ＭＥＯ）衛星を含む全地球的航行衛星システム（ＧＮＳＳ）をしばしば指し得、特にＭＥＯ衛星に基づく図解を使用し得る。これは根底概念の理解を容易にする。しかし、本開示はこのタイプのＭＥＯプラットホームへ制約されなく、低周回軌道（ＬＥＯ）または静止地球軌道（ＧＥＯ）衛星などの他のタイプの宇宙ベースプラットホーム、または高高度プラットホームステーション（ＨＡＰＳ：Ｈｉｇｈ Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｓｔａｔｉｏｎ）、バルーン、またはドローンなどの任意の代替の近地上プラットホームにも適用され得る。本開示は、地上モバイルネットワークインフラストラクチャのために一般的に使用される基地局（ＢＴＳ）など、または擬似衛星とも呼ばれる地文航法ビーコンなどの地上「静的」プラットホームのために提案され得る。
【0054】
図１は、航行衛星上に実装される典型的ＧＮＳＳ信号生成チェーンを概略的に示す。図１のＧＮＳＳ信号生成チェーンは、１つまたは複数の高安定時計（通常は原子時計）を包含するとともにチェーン（ペイロードユニットとも呼ばれる）の他の要素へ非常に安定したタイミングまたは周波数源を提供する責任を負うオンボード周波数および時間生成ユニット（ＦＴＧＵ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ Ｔｉｍｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）を含む。
【0055】
図１のＧＮＳＳ信号生成チェーンはさらに、衛星により送信される航行信号を生成する責任を負うオンボード航行信号生成ユニット（ＮＳＧＵ：Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）を含む。上述の信号生成ユニットは本明細書ではＮＳＧＵと呼ばれることがある。衛星は１つまたは複数の航行信号を同時に送信し得る。したがって、ＮＳＧＵは、信号成分とも呼ばれるそれらの航行信号を生成することができる。例えば、ＧＰＳシステムの衛星は、ｆｃａｒｒｉｅｒ＝１５７５．７４２ＭＨｚの基準搬送波周波数を有する周波数帯域［１５５９～１５９１ＭＨｚ］内のＧＰＳ－Ｃ／Ａ，Ｌ１Ｃ信号を生成および送信し、一方、ガリレオシステムは同じ周波数帯域内のＥ１－ＢおよびＥ１－Ｃ成分を生成および送信する。以下では、ＮＳＧＵは特に、ベースバンドにおける対応信号成分を生成し、それらをＲＦ周波数（例えば１５７５．７４２ＭＨｚ）へアップコンバートして多重化するする責任を負う。前述の機能（ＢＢ生成、アップコンバーションおよび多重化）の物理的実施形態は、各航行システム／衛星に固有であり、独立なユニットまたは組み合わせられたユニットで行われ得、アナログ－デジタルインターフェース（デジタルアナログ変換器ＤＡＣを有する）がまた、信号生成チェーンの様々な場所で発生し得る。それにもかかわらず、前述の機能はすべて一般的航行信号生成ユニット内で遭遇され得る。
【0056】
図１のＧＮＳＳ信号生成チェーンはさらに、生成された航行信号成分を地上へ向かって放射する責任を負う航行アンテナを含む。アンテナ位相中心は航行信号送信の幾何学的基準点であり得る。上述の送信ユニットはＮＳＧＵおよび航行アンテナの一部であってもよいし、航行アンテナであってもよい。
【0057】
ＧＮＳＳ衛星の一般的信号生成チェーンはＬＥＯ、ＨＡＰＳまたはドローン上に採用され得る。主要差異は、アンテナの寸法と、恐らく対応する航行信号の送信電力の範囲とであり得る。この一般的信号生成チェーンはまた、基地局（ＢＴＳ）または疑似衛星において使用され得る。
【0058】
ＧＮＳＳでは、ベースバンドにおける各航行信号成分の構造は、チップとも呼ばれるＮ個の基本２進シンボルからなる拡散系列を含む。各拡散系列はシンボルにより変調され得るが、そのようにされる必要は無い。シンボル変調が無い場合すなわち拡散系列が変調されない場合、対応するシンボル無し信号成分はパイロット成分と呼ばれる。シンボルは、（航行信号において最も遭遇されるタイプの符号化である）畳み込み符号化またはＬＤＰＣなどの所謂符号化技術を適用することにより２進データへマッピングされ得るがそのようにされる必要は無い。符号化技術は符号化性能を改善するために特に適している。拡散系列自体は、一次符号と呼ばれる第１層の拡散符号からなり得る、または代替的に、一次符号層と第２層の二次符号とを組み合わせることにより取得され得、ここでは、各一次符号系列は２次符号系列の１つのチップにより変調される。さらに、一次系列の各チップのパルス波形は、単純な２進位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ：Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）波形、または２進オフセット搬送波（ＢＯＣ：Ｂｉｎａｒｙ－ｏｆｆｓｅｔ－Ｃａｒｒｉｅｒ）などのより複雑な波形、または明示的に説明されない別のタイプの波形の形式をとり得る。
【0059】
【0060】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図１に示す実施形態は、以下（例えば図２～３７）に説明される提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0061】
図２は、Ｎ個のチップを含む２進系列からなるとともにシンボルにより変調される単純な航行信号構造の生成を概略的に示す。チップレートｆｃはＮ×ｆ０に等しい、ここで、ｆ０は１，０２３ＭＣｐに等しく、シンボルレートはｆｓ＝ｆｃ／Ｎに等しい。チップ持続時間Ｔｃはチップレートの逆数に等しい：Ｔｃ＝１／ｆｃ。図２はＮｓ個の異なるシンボルエポックを表す。データレートｆｄを有する２進データを基準にシンボルを生成するために使用される符号化処理もまた図２に表される。符号化レート（ＣＲ：Ｃｏｄｉｎｇ Ｒａｔｅ）はデータレートとシンボルレートとの比を表す（符号化レートは、例えばＧＰＳまたはガリレオデータ信号成分により適用される典型的畳み込み符号化レートに関し１／２である）。符号化が無い場合、１つの２進データは１つの２進シンボルにより直接表される。シンボル変調が無い場合、ベースバンドにおける航行信号構造は互いに連結された一次符号の単なる繰り返しであり、パイロットまたはデータ無し成分を生じる。一次符号生成の機能ブロックとシンボルデータ生成は両方とも、ＦＴＧＵにより生成されるクロック信号を供給される。
【0062】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２に示す実施形態は、上述の（例えば図１）または以下の（例えば図３～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0063】
図３は、前述の拡散系列の２つの層を含むので、第１の航行信号構造の別の進化（第２の航行信号構造）を概略的に示す。Ｎ個のチップを含む一次符号は、Ｎｓｃ個の二次符号を含む第２の系列のシンボルにより変調される。この場合、データレートｆｄは、（Ｎ×Ｎｓｃ）により除算され符号化レートＣＲを掛けられたチップレート（一次系列の）に等しい。
【0064】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図３に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２）または以下の（例えば図４～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0065】
図４は、２進系列（すなわち一次系列）のチップのパルス波形の適用を含むので第１および第２の航行信号構造の別の進化を概略的に示す。例示のために、ＢＯＣ（１，１）のパルス波形が適用される。この場合、持続時間Ｔｃの各２進チップは、持続時間Ｔｃ／２の２つの平坦部（＋１の振幅を有するものと－１の振幅を有する第２のもの）によりそれぞれ置換される（このことはまた図３の下に表される）。
【0066】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図４に示す実施形態は、上述の（例えば図１～３）または以下の（例えば図５～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0067】
ＧＮＳＳ信号の生成および送信は通常、ＧＮＳＳ衛星の時間および経路全体にわたって連続的に行われ、このことは、「シンボルで変調された拡散系列の連結」としての航行信号のストリームが航行アンテナの位相中心から連続的に離れるということを意味する。このことは、様々なエポックｔ１、ｔ２およびｔ３における右から左への変位方向の１つの航行衛星の位置だけでなく１つの航行信号成分の拡散系列の指標１およびＫを有する２つの特定チップの伝搬も描写する図５に示される。この具体例に関し、Ｋは持続時間Ｔｃ＝１μｓを有する１０２３個のチップを含む拡散系列の最後のチップを表す。Ｋはまた、拡散系列のチップのうちの任意のものであり得る。黒色セルによりハイライトされた指標１のチップは、対応する航行信号成分の拡散系列の第１のチップを表し、これは後で「基準チップ」として使用される。Ｋ番目＝１０２３番目チップは灰色セルによりハイライトされる。図５では、（各エポックにおいて）衛星から地球中心に向かう信号伝播の方向も示される。エポックｔ１、ｔ２およびｔ３が近い（数秒で表わされる差である）場合、信号伝播の対応方向はほぼ同一直線上であり得る。しかし、地球半径に対する円軌道の小さな半径（この例示的図解における）のおかげで対応方向は「平行」でない。これは、この例示的図解に使用される寸法の結果に過ぎない。さらに、エポックｔ１、ｔ２およびｔ３の第１のチップの位置が図５内に示される。これは、Ｋ番目のチップが送信される場合の実際の衛星位置は、第１番目のチップが衛星のトラック沿い速度に依存する距離により１０２３個のチップ（等価的に１ｍｓ）早く送信された場合の衛星位置に対して変化したかもしれないということを意味する。例えば、２６４００ｋｍの半長軸（ＳＭＡ：Ｓｅｍｉ－Ｍａｊｏｒ Ａｘｉｓ）を有するＧＰＳ衛星に関しては、トラック沿い速度は次式により与えられる：
【数1】
【0068】
ｆｃ＝１ＭＣｐｓのチップレート（すなわち等価的にＴｃ＝１μｓ）のチップ持続時間を仮定すると、衛星は１チップの送信中に３．９ｍｍだけ移動したかもしれない。１０２３個のチップ（１番目と１０２３番目チップ間の送信に対応する）すなわち１ｍｓに関して、前述の距離は３．９ｍになる。同様に、８００ｋｍ（７１８０ｋｍのＳＭＡ）の高度におけるＬＥＯ衛星に関しては、ＬＥＯ衛星は１チップの送信中に７．４５ｍｍだけ、そして１０２３個のチップの拡散系列の送信中に７．４５ｍだけ移動したかもしれない。単純化の目的のために、衛星はＫ番目＝１０２３番目チップを送信する際に同じ位置にいると仮定される。さらに、地球自転に起因するサニャック効果はこの単純化の理由で考慮されない。
【0069】
さらに、エポックｔ１～ｔ２中に、２つの追加チップ（Ｋ＋１およびＫ＋２）が衛星から送信されたかもしれない。同様に、ｔ２～ｔ３の間に、２つの追加チップ（Ｋ＋３およびＫ＋４）が衛星から送信されたかもしれない。したがって、エポック間に送信される追加チップの正確な数は衛星軌道（速度、高度）およびこの仮定では秒で表されるエポック（ｔ１～ｔ２）または（ｔ２～ｔ３）間の間隔時間に依存する。
【0070】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図５に示す実施形態は、上述の（例えば図１～４）または以下の（例えば図６～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0071】
図６は、衛星アンテナ位相中心に対する様々なチップの伝搬を概略的に示す。この別の表現は図５の拡大図である。図５に加えて、各エポックにおける衛星と地球中心とを結ぶ線と地球表面自体との交点もこの交点周囲の円と共に表される。この例に関し、チップ１の立上りエッジは、エポックｔ１の第１番目エポックにおける衛星と地球中心とを結ぶ線と地球表面との交点（「位置Ａ」で示す）に到達する。
【0072】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図６に示す実施形態は、上述の（例えば図１～５）または以下の（例えば図７～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0073】
図７と図８（拡大図）は、図５と図６に補足して、衛星アンテナ位相中心に対する全ての方向の様々なチップの伝搬を概略的に示す。このような伝搬は、媒体内の伝搬が等方であると考えられるので、破線の円弧により象徴される。それらの円弧は、アンテナ位相中心を中心としており、所与のエポックにおけるアンテナ位相中心とチップの立上りエッジとの間の距離に等しい半径を有する。興味ある１つの特定方向はアンテナの位相中心と位置Ａとの間の方向である。仮定された幾何学形状に関して、エポックｔ２またはエポックｔ３において「位置Ａ」を通過したチップの数は、衛星軌道（例えば高度）、チップレートだけでなく特定エポックｔ２またはｔ３における位置Ａとそれらの衛星との間の距離などの幾何学的パラメータにも依存する。これは、エポックｔ１における拡散系列の第１のチップの受信に起因する。図８では、１１個のチップが、エポックｔ１における第１のチップの受信以来位置Ａにおいてエポックｔ２に通過したかもしれない。
【0074】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図７、８に示す実施形態は、上述の（例えば図１～６）または以下の（例えば図９～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0075】
１つまたは複数の態様では、航行信号成分および特に内在チップストリームの送信は、後者が特定位置および特定時刻エポックに到達するようなやり方で訓練され得る。これを図９に示す。図９は、航行信号成分の遅延された送信を概略的に示す。航行信号成分の送信は、航行信号成分の第１のチップの立上りエッジが所与の基準時刻に「位置Ａ」に到達するようなやり方で「遅延」され得る。これを実現するために、所謂「符号補償」がエポックｔ２前に航行信号生成ユニットへ適用され得る。対応する「符号補償」もまた図９に表される。符号補償は、基準エポックにおける衛星位置と位置Ａとの間の方向へ投影される未補償拡散系列（灰色セル）の「チップＫ」と補償された拡散系列の「チップＫ」との間の距離と理解され得る。対応する符号補償は、図８にも表されるエポックｔ１における第１のチップの受信以来エポックｔ２において「位置Ａ」を通過したチップの数と同じ値を有する。同様な符号補償がまた、航行信号成分の第１番目チップの立上りエッジが到達するということを保証するために図９に示すようにエポックｔ３（ｔ２の代わりに）において「位置Ａ」に表され得る。
【0076】
図９は、エポックｔ１、ｔ２またはｔ３におけるチップ１の立上りエッジの受信を保証するために適用されるべき補償を表す。
【0077】
エポックｔ１に関して、第１のチップの立上りエッジが位置Ａに既に到達しているので、対応する符号補償を適用することは必要ではない。エポックｔ２およびｔ３に関して、第１のチップの立上りエッジが位置Ａに到達することを保証するために対応符号補償を適用することが必要である。
【0078】
前の説明では、第１のチップの立上りエッジは符号補償のために選択される。代替的に、第１のチップの立下りエッジを考慮することが可能である。さらに、拡散系列の第１のチップは、衛星上に適用される符号補償を導出するために使用される。拡散系列の別のチップは、その定義が拡散系列内で曖昧でない限り「基準チップ」として適所に使用される可能性がある。これは、定期的でない拡散系列（暗号化された拡散系列のケース）に特に当てはまる。
【0079】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図９に示す実施形態は、上述の（例えば図１～８）または以下の（例えば図１０～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0080】
図１０は、符号補償の原理を概略的に（より広いスケールで）示す。符号補償の概念は特定地上位置の受信時の同期を保証することである。「基準チップ」の立上りエッジが所与エポックに受信される地上の正確な位置は仮想時間基準局（ＶＴＲＳ）と呼ばれ得る。いかなる「物理的」基準局（すなわち受信器、施設等）もＶＴＲＳの位置に位置する必要は無い。さらに、「基準チップ」の立上りエッジがＶＴＲＳにおいて受信されるエポックは基準エポックｔｒｅｆ，ＶＴＲＳと呼ばれ得る。当該呼称が図１１に導入される。
【0081】
航行信号取得モードと追跡モードの両方では、受信器は通常、受信信号とそのレプリカとの間の相関を計算する。レプリカは、同じ拡散系列により生成され、実際の符号遅延τａｃｔを推定する所謂符号遅延推定τｅｓｔによりオフセットされ、実際の（または見かけの）搬送波周波数ｆｃａｒｒｉｅｒ，ａｃｔおよび搬送波位相推定τｅｓｔを推定する推定搬送波周波数ｆｃａｒｒｉｅｒ，ｅｓｔからなる指数関数により乗算される：
【数2】
【0082】
前者の表現では、
はＮｃチップからなる拡散符号を表す。各チップ値はｃｉに等しく、パルス波形ｐｃ（例えばＢＰＳＫまたはＢＯＣ）により変調される。さらに、関数ΠＴは、間隔［０，Ｔ］内では１でありその外では０である所謂「時間ドア（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｄｏｏｒ）」である。
【数3】
【0083】
以下の区別は取得工程と追跡処理工程との間に適用する。取得の際、ユーザ装置は、先験的に存在しなければ未知である符号遅延（符号遅延推定τｅｓｔを有する）と搬送波周波数（搬送波周波数推定ｆｃａｒｒｉｅｒ，ｅｓｔを有する）との両方の粗推定を提供することを目的としている。実際の搬送波周波数ｆｃａｒｒｉｅｒ，ａｃｔの正確な推定無しには、搬送波位相τｅｓｔは推定されない。受信器（例えばユーザ装置）は、送信時の基準搬送波周波数ｆｃａｒｒｉｅｒを知っているが衛星とユーザ装置間の動力学特性（速度）に起因する追加ドップラー（通常は－５ＫＨｚ～＋５ＫＨｚの範囲）もローカルクロック安定性に起因する実際の周波数誤差オフセット（通常は－１ＫＨｚ～＋１ＫＨｚの範囲）も知らない。したがって、ｆｃａｒｒｉｅｒ，ｅｓｔは［ｆｃａｒｒｉｅｒ＋ｆＤｏｐｐｌｅｒ，ｅｓｔ］として表され得る。ここで、ｆＤｏｐｐｌｅｒ，ｅｓｔはドップラー推定とローカルクロック周波数推定との両方を包含する。取得モードでは、符号遅延推定誤差（すなわちτｅｓｔの自乗平均（ｒ．ｍ．ｓ．））の精度は通常はチップの一定割合であり：１／２チップ（Ｔｃ／２）または１／４チップ（Ｔｃ／４）毎に離間された符号遅延仮説が通常、試験される。同様に、見かけドップラー推定誤差（すなわちｆｃａｒｒｉｅｒ，ｅｓｔのｒ．ｍ．ｓ．）の精度はヘルツ／１０で表され、ドップラー仮説同士は通常は１０～５０Ｈｚで離間される。符号およびドップラー仮説の精度に加えて、様々な取得モードを導入することも必要かもしれない。所謂コールド（ｃｏｌｄ）取得モードでは、ユーザ装置はその位置およびそのローカル時間に関する先験的知識を有しない。これは、ユーザ装置が全ての可能なドップラーオフセットだけでなく拡散符号系列に対応する符号オフセットも試験する必要があるということを意味する。次にＧＰＳ Ｃ／Ａ信号成分に関する１０２３の拡散符号系列（ガリレオＥ１－ＢまたはＥ１－Ｃ信号成分に関する４０９６チップそれぞれ）を仮定すると、１／２チップ離間符号仮説の１０２３×２（４０９６×２それぞれ）が試験され得る。ウォーム（ｗａｒｍ）またはホット（ｈｏｔ）取得モードでは、受信器は、所謂年鑑内に提供される送信航行衛星の位置と共にその位置および時間に関するより良い知識を有する。限定数の符号およびドップラー仮説だけが試験され得る。
【0084】
追跡の際、ユーザ装置は、例えば周波数ロックループ（ＦＬＬ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）により実際の搬送波周波数ｆｃａｒｒｉｅｒ，ａｃｔの非常に良好な推定ｆｃａｒｒｉｅｒ，ｅｓｔ（すなわち、ドップラー効果を含む）と例えば遅延ロックループ（ＤＬＬ：Ｄｅｌａｙ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）により符号遅延の非常に良好な推定τｅｓｔとを既に得ている。取得することと比較して、符号遅延推定誤差の精度は大きさの程度としてメートル（または等価的にＴｃ／１００）で表される。同様に、ドップラー推定誤差はＨｚで表される。追跡モードでは、例えば位相ロックループ（ＰＬＬ）またはコスタス（Ｃｏｓｔａｓ）ループにより搬送波位相φｅｓｔ（取得段階と反対に）を推定することが可能でありかつ必要である。搬送波位相推定は、拡散系列へ変調されるシンボルまたはデータを判断するために、または位相推定がユーザ装置の非常に精密な位置（数デシメートルの精度）を提供するために符号推定との組み合わせで使用される非常に精密な測位のために使用される。
【0085】
取得段階と追跡段階の両方に関して、ユーザ装置は、受信された信号と（追跡に適用可能な）符号遅延、搬送波周波数および搬送波位相の推定により生成されるレプリカとの間の相関を計算し得る：
【数4】
【0086】
上記式では：
－ｒｒｘ（ｔ）は、簡単のために本明細書では単一航行信号成分に帰着される受信された航行信号を表す；
－ｒｒｅｐ（ｔ）は、ユーザ装置において生成されるレプリカを表す；
－Ｔｉｎｔは、通常は拡散符号期間（または拡散符号期間の一定割合）に等しくとられるコヒーレント積分時間または符号期間（データ変調されたＧＮＳＳ信号に適用可能な）を表す；
－Δτ、Δｆｃａｒｒｉｅｒ、およびΔφはそれぞれ、推定された符号遅延（τｅｓｔ）と実際の符号遅延（τａｃｔ）、推定された搬送波周波数（ｆｃａｒｒｉｅｒ，ｅｓｔ）と実際の搬送波周波数（ｆｃａｒｒｉｅｒ，ａｃｔ）、および推定された搬送波位相（φｅｓｔ）と実際の搬送波位相（φａｃｔ）との差異としての符号、実際の搬送波周波数、および搬送波位相の推定誤差を表す。
－ｒｒｘ（ｔ）は、簡単のために本明細書では単一航行信号成分に帰着される受信された航行信号を表す；
－ｒｒｅｐ（ｔ）は、ユーザ装置において生成されるレプリカを表す；
－Ｔｉｎｔは、通常は拡散符号期間（または拡散符号期間の一定割合）に等しくとられるコヒーレント積分時間または符号期間（データ変調されたＧＮＳＳ信号に適用可能な）を表す；
－Δτ、Δｆｃａｒｒｉｅｒ、およびΔφはそれぞれ、推定された符号遅延（τｅｓｔ）と実際の符号遅延（τａｃｔ）、推定された搬送波周波数（ｆｃａｒｒｉｅｒ，ｅｓｔ）と実際の搬送波周波数（ｆｃａｒｒｉｅｒ，ａｃｔ）、および推定された搬送波位相（φｅｓｔ）と実際の搬送波位相（φａｃｔ）との差異としての符号、実際の搬送波周波数、および搬送波位相の推定誤差を表す。
【0087】
符号、搬送波周波数、および搬送波位相推定の「粒度」は上に説明したように取得または追跡段階に依存し得る。
【0088】
取得段階では、受信器は、符号とドップラー仮説の対毎に評価される絶対相関関数の２乗（搬送波位相に対する依存性をこのように抑制する）を計算し得、基本電力検出器を生じる。検出性能を改善するために、様々な基本電力検出器が、非コヒーレントに追加され得、すべては同じ符号およびドップラー仮説に関して計算され、総電力検出器を生じる。
【0089】
追跡段階では、受信器は、推定された符号遅延τｅｓｔ周囲の様々な符号オフセットの相関関数を計算し得る。推定された符号遅延（τｅｓｔ）未満の符号オフセット例えばτｅｓｔ－Ｔｃ／２および／またはτｅｓｔ－Ｔｃ／４および／またはτｅｓｔ－Ｔｃ／Ｕ（Ｕは整数）等々に関して、対応する相関関数は「早期（Ｅａｒｌｙ）相関関数」と呼ばれ、「早期相関チャネル」とも呼ばれる。推定された符号遅延（τｅｓｔ）を越える符号オフセット例えばτｅｓｔ＋Ｔｃ／２および／またはτｅｓｔ＋Ｔｃ／４および／またはτｅｓｔ＋Ｔｃ／Ｕ（Ｕは整数）等々に関して、対応する相関関数は「後期（Ｌａｔｅ）相関関数」と呼ばれ「後期相関チャネル」とも呼ばれる。次に、受信器は、例えば符号遅延ロックループ（ＤＬＬ）内で符号遅延τｅｓｔを推定するために役立ち得る所謂弁別器出力を生成するために対応早期相関関数と後期相関関数とを組み合わせ得る。符号遅延推定τｅｓｔにより計算される所謂「プロンプト（Ｐｒｏｍｐｔ）相関チャネル」は、航行信号成分へ変調されるシンボルの極性を取り出すために使用される、これは復調技術によりデータ情報を導出するために後で使用される。前に説明したように、「プロンプト相関チャネル」はまた、例えばａｔａｎ演算子をプロンプト相関チャネルの虚部と実部との比へ適用することにより搬送波位相φｅｓｔを推定するために役立ち得る：φｅｓｔ＝ａｔａｎ（Ｉｍａｇ（ＲＰｒｏｍｐｔ）／Ｒｅａｌ（ＲＰｒｏｍｐｔ））、これはコスタスループにより適用される搬送波位相推定子に対応する（本文書において開示されない他のアルゴリズムが、搬送波位相を取り出すために使用され得る）。
【0090】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図１０、１１に示す実施形態は、上述の（例えば図１～９）または以下の（例えば図１２～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0091】
図１２、図１３および図１６はＶＴＲＳの近傍のユーザ装置を概略的に示す。図１２では、ＶＴＲＳと衛星との間の見通し線（ＬｏＳ）は地球表面に接している。図１３では、ＬｏＳは地球表面に対して完全に直交する。図１６では、ＬｏＳは地球表面に対して傾く。さらに、各図で、チップの立上りエッジに対応する波頭は円弧により表される。
【0092】
図１２では、様々なユーザ装置がＶＴＲＳの近傍に表される。最初に、「ユーザ装置Ａ」がＶＴＲＳに正確に位置すると仮定される。対応するユーザ装置は、τｅｓｔ＝０の場合、「未シフト」拡散系列
により生成されるレプリカｒｒｅｐ（ｔ）との相関を計算し得る。これは、チップストリームが拡散系列の第１番目のチップ１から開始するように理解され得る。さらに、このレプリカは受信信号が相関エンジンに連続的に入る間不変のままであり、これにより様々な符号仮説をサンプルレートで試験することを可能にする。このタイプの取得技術はまた、ユーザ装置は「受信信号が取得モジュール内で準備された未シフト拡散系列と同期されるようになる」ことを「待つ」ので、「受動的取得」と呼ばれる。このようにして生成された相関関数がピークに達すると、これは、受信信号ｒｒｘ（ｔ）の拡散系列の立上りエッジがＶＴＲＳ（すなわちユーザ装置）にそしてｔｒｅｆ，ＶＴＲＳエポックに正確に到達するということを意味する。これは、システム時間が、この事象に基づきシステム時間を導出し得るユーザ装置へ提供または「転送」された、ということを意味する。この「理想」ケースに対する強い制限は、ユーザ装置が通常、その正確な位置を特にコールド取得において無視するということである。
【数5】
【0093】
本開示は、受動的取得技術のケースに限定されなく、能動的取得技術にも役立ち得る。典型的能動的取得技術では、ユーザ装置は、レプリカを不変なままにしないが、試験される符号およびドップラー仮説に従って様々なレプリカを生成し、この新たに生成されたレプリカと完全な新しい一群の受信信号サンプルとを関連付ける。その結果は、受動的取得技術と比較すると、符号およびドップラー仮説を試験するためのより低いレートであるがより低い複雑性である。能動的取得を適用する際、受動的取得の対応航行信号の始めよりむしろ、補償されて送信された航行信号の一部分を取得することが可能である。航行信号のこの部分が拡散符号カウンタなどの時間タグ解決策を使用することによりその始まりに関係付けられ得るということを考慮すると、または非常に長い拡散系列を考慮すると、この代替の時間転送手法を介しユーザ装置をシステム時間へ同期させることも可能である。
【0094】
さらに、「ユーザ装置Ｂ」は「１チップ距離」（例えば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号の１μｓに等しいチップ期間Ｔｃを考慮すれば３００ｍ）に位置しＬｏＳは地球表面に接する（図１２）。「ユーザ装置Ｂ」がＶＴＲＳから３００ｍに位置し、ＶＴＲＳと衛星との間に位置すれば、「ユーザ装置Ｂ」とＶＴＲＳ間の受信時刻の差異は、ＶＴＲＳと「ユーザ装置Ｂ」間の距離に対応し、秒の代数値として表され得る。これは、未シフト拡散系列により計算される相関ピークが「絶対」時間スケール上でｔｒｅｆ，ＶＴＲＳ－Ｔｃに観測され得るということを意味する。ユーザ装置Ｂが、ＶＴＲＳから「１チップ距離」離れ、かつ衛星に対して反対側に位置すれば、相関ピークは「絶対」時間スケール上でｔｒｅｆ，ＶＴＲＳ＋Ｔｃに観測され得る。これは、図１２に示すようなユーザ装置の様々な位置に関し繰り返され得る。したがって、この図はまた、基準チップの立上りエッジに対応する波頭が、ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳを表す所謂「基準等時線（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｉｓｏ－ｃｈｒｏｎｅ）」を定義するということを示す。「基準等時線」から１チップ進んだまたは遅れて見られる任意の波頭はＶＴＲＳを基準にｔｒｅｆ，ＶＴＲＳに対し進んだまたは遅れた１μｓに対応し得る。
【0095】
図１３では、衛星はＶＴＲＳの天頂に正確に位置する。図１３では、ＶＴＲＳに正確に位置する「ユーザ装置Ａ」および「ユーザ装置Ａ」（すなわちＶＴＲＳ）に対して同じ位置に位置する「ユーザ装置Ｂ」は前の図１２のものと同じであり得る。「ユーザ装置Ａ」および「ユーザ装置Ｂ」はそれぞれまた、「未シフト」拡散系列
により生成されるレプリカｒｒｅｐ（ｔ）を用意する（本明細書では受動的取得戦略を考慮する）。図１２に対する主要差異は、ＶＴＲＳと衛星間の見通し線の非常に高い傾斜のおかげで、ＶＴＲＳ（すなわちユーザ装置Ａ）および「ユーザ装置Ｂ」において基準チップに対応する波頭の受信時刻の差異は図１２の場合よりもはるかに小さいかもしれない。受信時刻のこの差異は、相関関数がユーザ装置Ａにおいてピークに達しかつ相関関数がユーザ装置Ｂにおいてピークに達するときの時刻の差異（絶対時間スケール上の）として測定され得る。受信時刻に対応する差異は衛星高度に応じ、ユーザ装置の天頂に位置する衛星高度が高ければ高いほど、受信時刻の差異はより小さい。
【数6】
【0096】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図１２、１３に示す実施形態は、上述の（例えば図１～１１）または以下の（例えば図１４～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0097】
図１４は、衛星がＶＴＲＳの天頂にあるときの特定ケースの、ＶＴＲＳに正確に位置するユーザ装置ＡとＶＴＲＳから距離ｌに位置するユーザ装置Ｂとの間の受信時刻の差異を定量的に判断するために使用されるパラメータを概略的に示す。特に、Ｌは、衛星と半径Ｒの完全な球としてモデル化された地球の中心との間の距離を表す。衛星とＶＴＲＳにおよび衛星の天底に位置するユーザ装置Ａとの間の距離はＰである。ＶＴＲＳとユーザ装置Ｂとの間の距離はｌで表される。ＱおよびＳは、衛星、地球中心、およびユーザ装置Ｂにより定義される面内のＶＴＲＳの左（Ｓ）側または右（Ｑ）側のいずれかに位置する時の衛星とユーザ装置Ｂ間の距離を表す。対称的構成のおかげで、これは衛星がＶＴＲＳの天頂にある（Ｑ＝Ｓ）場合に適用可能である。
【0098】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図１４に示す実施形態は、上述の（例えば図１～１３）または以下の（例えば図１５～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0099】
図１５は、ユーザ装置ＢとＶＴＲＳとの間の様々な距離の衛星高度にわたる受信時刻の差異を概略的に示す。図１４において説明されたモデルに基づき、図１５は、ＧＮＳＳシステムに対応する典型的衛星高度（２０Ｅ３ｋｍ～２５Ｅ３ｋｍ）に関し、受信時刻の差異は１５０ｋｍ以下の距離ｌでは８μｓ未満であるということを示す。受信時刻のこの差異は時間転送（システム時間と同期した）の最大誤差に対応する。この差異は３００ｋｍでは２５μｓまで増加し、１０００ｋｍでは３００μｓに達する。受信時刻の差異は、ＧＥＯ衛星同士の同程度の時刻を示すが、衛星とＶＴＲＳ（例えばユーザ装置Ａ）との間のより長い距離のおかげで依然として若干小さい。ＧＥＯ衛星の特定ケースに関しては、ＧＥＯ衛星の天底におけるユーザが赤道面に属するということに言及する価値がある。反対に、ＬＥＯ衛星に関して、受信時刻の差異は、ＬＥＯ衛星とＶＴＲＳ（例えばユーザ装置Ａ）との間のより短い距離の直接的結果として増加する。この場合、「地球表面平坦性」の主仮定はユーザ装置ＢとＶＴＲＳ（例えばユーザ装置Ａ）間のより短い距離ｌに当てはまる。ＨＡＰＳ、成層圏バルーンまたはドローンなどの地上により近い他のプラットホームに関して、「地球表面平坦性」条件を満足する距離ｌはさらに短くなる。それにもかかわらず、提案された方式は、各ＨＡＰＳ、バルーンまたはドローンプラットホームのすぐ下のより小さな表面領域内で提供されるサービスに依然として適用され得る。
【0100】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図１５に示す実施形態は、上述の（例えば図１～１４）または以下の（例えば図１６～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0101】
図１６は、衛星との見通し線が地球表面に対して傾いたときの状況を説明する。上の図と同様に、「ユーザ装置Ａ」はＶＴＲＳに正確に位置し、「ユーザ装置Ｂ」は「ユーザ装置Ａ」（すなわちＶＴＲＳ）に対して同じ位置に位置する。図１４と同様に、ＶＴＲＳに正確に位置するユーザ装置ＡとＶＴＲＳから距離ｌに位置するユーザ装置Ｂとの間の受信の差異を定量的に判断するために使用されるパラメータが図１７に表される。特に重要なのは、ＶＴＲＳに対するユーザ装置Ｂの相対位置に基づく特定幾何学的構成の時間転送誤差に対応する（Ｓ－Ｑ）および（Ｓ－Ｐ）によりそれぞれ識別される距離である。これらのパラメータに基づき、図１８は、ユーザ装置とＶＴＲＳ間の距離を考慮した仰角に応じた同期誤差を概略的に示す。ここで、以下の距離が考慮される：３００ｍ、３ｋｍ、３０ｋｍ、１５０ｋｍ、１９２．９６ｋｍ、３８０．６５ｋｍおよび１５００ｋｍ。定量的評価のために、中周回軌道（ＭＥＯ）軌道における典型的ＧＮＳＳシステムの軌道パラメータが考察される。図１８の黒色曲線は、ユーザ装置がＶＴＲＳと衛星との間に位置する場合（ケース「Ｓ－Ｐ」）の状況の対応し、一方、灰色曲線はＶＴＲＳがユーザ装置と衛星との間に位置する場合（ケース「Ｑ－Ｐ」）の状況に対応する。凡例では、衛星が、ＶＴＲＳの天頂にある（ＶＴＲＳから９０°仰角）場合、または地上に接する（ＶＴＲＳからの０°仰角）場合、最後に、ＶＴＲＳからの５０°仰角を示す場合の最大同期誤差も示される。ＶＴＲＳからの衛星仰角が０°である場合、同期誤差はユーザ装置とＶＴＲＳ間の距離ｌに正確に対応し、これは図１２のケースに対応する。同期誤差は衛星がＶＴＲＳの天頂にある場合最小であり、これは図１３のケースに対応する。１９２．９６ｋｍ（３８０．６５ｋｍそれぞれ）に等しい距離ｌは、±０．５ｍｓ（それぞれ±１ｍｓ）の同期誤差に対応するので、動作点を表す。
【0102】
「典型的ＧＮＳＳコンステレーションに関して、前述の確率が９０％から下方へ低下する２５°未満の緯度に位置するユーザおよび前述の確率がまた９０％から下方へ低下する８０°を越えるユーザを除いた任意のユーザとしたがってＶＴＲＳとは５０°以下の仰角により１００％確率で衛星を見る」ということが示されるので、ＶＴＲＳに対して５０°の仰角の特別なケースが選択された。特定仰角を越える２つの衛星を見る確率も図１９に提示される。ここでは、２つの衛星を見る確率ははるかに小さくなる。
【0103】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図１６、１７、１８、１９に示す実施形態は、上述の（例えば図１～１５）または以下の（例えば図２０～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0104】
図２０は、３８０．６５ｋｍの半径と２×３８０．６５ｋｍ＝７６１．３ｋｍのセル中心間の距離とを有するセルを有する地球の区分化を表す。各ＶＴＲＳは半径３８０．６５ｋｍを有する「セル」の中心にある。この値は、ＶＴＲＳから離れたいかなるユーザも±０．５ｍｓの誤差を有するシステム時間を復元することができるということを示す前述の計算に関して選択される。Ｐ＝１４３１個のこのようなセルが存在するということが示され得る。Ｐは地球表面をカバーするセルの数を表す。さらに、図２０は、５０°の仰角マスキング角度を考慮したＱ＝２４個のＧＮＳＳ衛星のそれぞれのフットプリントを示す。さらに、ＱはＧＮＳＳの衛星の数を表す。ＧＮＳＳ衛星の主要軌道特性は２６４００ｋｍの半長軸および５５度の傾斜である。ここでは、様々な灰色が、２４個のフットプリントのそれぞれを表すために使用される。例えば、８０個のＶＴＲＳとしたがってセルとは、５０°の最小仰角を有する衛星の可視フットプリントの一部として定義され得る。
【0105】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２０に示す実施形態は、上述の（例えば図１～１９）または以下の（例えば図２１～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0106】
図２１は、３８０．６５ｋｍの代わりに１９２．９６ｋｍのセル半径の同様な表現を表す。ここで、このセルに属する各ユーザは±１ｍｓの最大同期誤差を有することになる。この場合、セルの数はＰ＝５４０８セルまで増加し、そして平均で６１５個のセルが仰角５０度を有する可視フットプリントに属する。
【0107】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２１に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２０）または以下の（例えば図２２～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0108】
図２２は、測位信号を送信する衛星の幾何学的位置、ユーザ装置（本明細書ではユーザ装置とも呼ばれる）の幾何学的位置、および例示的ＬＯＳの疑似範囲への様々な寄与を概略的に示す。本明細書では、同様な表記が適用される（非特許文献１）を参照する。これは特に、図２２において適用され以下のように説明される以下のパラメータおよび変数に関係する：
－
は、衛星とユーザ装置間の真の（「物理的」）距離を表す；
－ｔｓはシステム時間スケールで表わされる送信の時間を表す；
－ｔｒはシステム時間スケールで表わされる受信の時間を表す；
－τｓは衛星ローカル時間スケールとシステム時間スケール間のクロックオフセットを表し、送信時に評価される。慣例により、クロックオフセットはクロックが時間スケールに対して遅延された場合は正である；
－τｒは、受信器ローカル時間スケールとシステム時間スケール間のクロックオフセットを表し、受信時に評価される；
－
は伝播遅延への電離層の寄与を表す；
－
は伝播遅延への対流圏の寄与を表す；
－
は伝播遅延推定へのローカルマルチパスの寄与を表す；
－
は伝播遅延推定へのローカル無線周波妨害（ＲＦＩ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）の寄与を表す；
－
は伝播遅延推定への熱雑音の寄与を表す；
－［ｘｒ ｙｒ ｚｒ］Ｔは推定されるユーザ装置の座標ベクトルを表す；
－［ｘｓ ｙｓ ｚｓ］Ｔは真の衛星位置の座標ベクトルを表す；
－
は、航行システムの集中処理施設において計算され航行信号へ符号化されるモデルに基づき通常は計算（推定）される予測衛星位置の座標ベクトルを表す。
－
【数7】
－ｔｓはシステム時間スケールで表わされる送信の時間を表す；
－ｔｒはシステム時間スケールで表わされる受信の時間を表す；
－τｓは衛星ローカル時間スケールとシステム時間スケール間のクロックオフセットを表し、送信時に評価される。慣例により、クロックオフセットはクロックが時間スケールに対して遅延された場合は正である；
－τｒは、受信器ローカル時間スケールとシステム時間スケール間のクロックオフセットを表し、受信時に評価される；
－
【数8】
－
【数9】
－
【数10】
－
【数11】
－
【数12】
－［ｘｒ ｙｒ ｚｒ］Ｔは推定されるユーザ装置の座標ベクトルを表す；
－［ｘｓ ｙｓ ｚｓ］Ｔは真の衛星位置の座標ベクトルを表す；
－
【数13】
【0109】
代替的に、予測衛星位置はまた、別の航行サービスオペレータにより提供されインターネットなどの別の手段を介しユーザ装置に利用可能にされるモデルに基づき計算され得る。代替的に、予測された衛星位置はまた、軌道伝搬関数に基づきユーザ装置自体により生成され得る。
【0110】
「理想的」衛星および受信器／ユーザ装置クロック（ドリフト無し）を仮定すると、衛星とユーザ装置間の距離は次式により与えられる：
ここで、ｃ０は光速度を表す。
【数14】
【0111】
衛星およびユーザ装置におけるクロックオフセットのおかげで、追加摂動寄与の無い疑似範囲（ＰＲ：ｐｓｅｕｄｏ－ｒａｎｇｅ）表現は、次のように前の式により導出され得る：
【数15】
【0112】
真の衛星・ツー・ユーザ装置距離は次式のように表され得る。
【数16】
【0113】
（式２）は、疑似範囲測定へのすべての他の寄与を考慮すると次のように書き換えられ得る：
【数17】
【0114】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２２に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２１）または以下の（例えば図２３～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0115】
図２３は衛星とＶＴＲＳ間の時間伝搬を概略的に示す。基準局は仮想的であり、以下の同様な疑似範囲測定パラメータが表され得る：
－ＶＴＲＳにおけるマルチパスの寄与
と熱雑音の寄与
τｒとの両方は本明細書では適用されない；
－ＶＴＲＳにおける時間オフセットτＶＴＲＳは零であると仮定される、このことは「ＶＴＲＳは、ＶＴＲＳがシステム時間を反映する（ドリフト無しに）ので測距信号の受信時のシステム時間と正確に同期される」ということを意味する。
－ＶＴＲＳにおけるマルチパスの寄与
【数18】
【数19】
－ＶＴＲＳにおける時間オフセットτＶＴＲＳは零であると仮定される、このことは「ＶＴＲＳは、ＶＴＲＳがシステム時間を反映する（ドリフト無しに）ので測距信号の受信時のシステム時間と正確に同期される」ということを意味する。
【0116】
遅延への電離層の寄与
および対流圏の寄与
に関して、２つの選択肢が提供される。
【数20】
【数21】
【0117】
第１の選択肢は、両方の寄与がＶＴＲＳにおける符号補償の一部ではないということを考慮する。この場合、ユーザ装置は、衛星により送信されるとともに符号補償を含む測距信号と同期する際に両方の影響からなる「絶対」誤差の影響を受ける。それにもかかわらず、ユーザ側における電離層影響（例えばＮｅｃｑｕｉｃｋモデル）と対流圏影響（天頂静水圧遅延および天頂湿潤遅延による）との両方の影響の推定モデルの適用は対応寄与の低下を可能にする。
【0118】
第２の選択肢は、両方の寄与がＶＴＲＳにおける符号補償の一部であるということを考慮する。これは「ＶＴＲＳ自体に位置するユーザ装置Ａは、電離層遅延と対流圏遅延との両方が補償において既に考慮されているのでこれらを考慮（または補正）する必要が無い」ということを意味する。ＶＴＲＳに正確に位置しないユーザ装置Ｂに関して、同期誤差はユーザ装置Ｂにおける実際の電離層／対流圏遅延とＶＴＲＳにおける電離層／対流圏遅間の差の和に等しい。ユーザ装置ＢがＶＴＲＳから離れれば離れるほどこれらの影響は大きくなる。
【0119】
これらの仮定に基づき、ＶＴＲＳにおける疑似範囲の表現は以下のようになる：
選択肢１、対流圏遅延および電離層遅延（ＶＴＲＳにおける）がＶＴＲＳにおいて補償されなければ：
選択肢２、対流圏遅延および電離層遅延（ＶＴＲＳにおける）がＶＴＲＳにおいて補償されれば：
選択肢１、対流圏遅延および電離層遅延（ＶＴＲＳにおける）がＶＴＲＳにおいて補償されなければ：
【数22】
【数23】
【0120】
これらの導入作業に基づき、符号補償を導出するために使用される方法が提示され得る。いかなる電離層および対流圏寄与も仮定しなければ、拡散系列の第１のチップは、この第１のチップが受信基準時刻
においてＶＴＲＳに達するために衛星アンテナ位相中心を時刻
に離れる必要がある。ここで、
はシステム時間基準で表される。衛星ローカル時間（すなわちクロック）とシステム時間基準との間のクロックオフセットτｓのおかげで、拡散系列の第１のチップは次の時刻ｔｓ
ｌｏｃａｌ
に離れる必要がある。
ここで、
はローカルシステム時間基準で表される。同様に、電離層寄与および対流圏寄与を考慮する際、拡散系列の第１のチップは、システム時間基準で表された場合の次の時刻
およびローカルシステム時間基準で表された次の時刻に離れる必要がる。
クロックオフセットτｓは、後の同報通信のために衛星において利用可能であるユーザ航行メッセージから直接衛星によりアクセスされる、または、専用通信リンクにより衛星へ提供される。
【数24】
【数25】
【数26】
【数27】
ここで、
【数28】
【数29】
【数30】
【0121】
次に、符号補償τｃｏｍｐは、送信のエポック（ｔｓ
ｇｌｏｂａｌまたはｔｓ
ｌｏｃａｌ）とｔＶＴＲＳ，ｒｅｆのＶＴＲＳにおける送信基準時刻との間の遅延に対応する。符号補償は、拡散系列の第１のチップがｔｓ
ｇｌｏｂａｌ（ＧＮＳＳシステム時間で表されれば）またはｔｓ
ｌｏｃａｌ（衛星ローカル時間で表されれば）におけるアンテナ位相中心を離れる場合に拡散系列の第１のチップがｔＶＴＲＳ，ｒｅｆにＶＴＲＳに到達するように拡散系列の送信をトリガするのに役立つ。この後のケースは、衛星が拡散系列の送信をトリガするためにそのローカル時間を使用することになるのでより現実的な実施形態に対応することになる。したがって、符号補償は、物理的遅延τｃｏｍｐを実際の衛星クロックオフセットτｃｓへ適用するように構成される。式（式５）および（式６）に基づき、対応符号補償は（式７）に等しい。電離層遅延および対流圏遅延が補償される場合（式８）。電離層および対流圏遅延が補償されない場合。
【数31】
【0122】
以下では、測定された疑似範囲は、符号補償により生成される航行信号を追跡するユーザ装置のために導出される。ユーザーレベルにおける符号擬似距離の一般的表現（式４）は、符号補償が適用されると、次式となる：
【数32】
【0123】
対流圏および電離層遅延を包含しない符号補償を適用する（（式８）を参照）と、前の式は次式となる：
【数33】
【0124】
対流圏および電離層遅延（（式７）を参照）を包含する符号補償を適用すると、前の式は次式となる：
【数34】
【0125】
（式１０）および（式１１）から、符号補償は、衛星クロックオフセットτｓが符号補償により消えるのでそれをユーザへ提供することを回避できるようにするということが観察され得る。さらに、ユーザ擬似距離へのローカルおよび大気寄与を無視すると、前の表現は次式に帰着する
【数35】
【0126】
この表現は、衛星により送信された際のＶＴＲＳとユーザ装置との間の到達の時間差（ＴＤＯＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）に対応する。
【0127】
符号補償の計算に関する別の選択肢は、衛星クロックオフセットτｓと対流圏および電離層遅延とのいずれも補償しなく、以下に説明されるように衛星とＶＴＲＳとの間の伝播時間だけを考慮することからなる。
【数36】
【0128】
この場合、ユーザ装置の測定された疑似範囲の表現は次式のようになる：
【数37】
【0129】
１つまたは複数の態様において、符号取得探索は、図２０と図２１に示すようにセル再区分が地球表面を一様にカバーするということと特定拡散系列がセル衛星の対毎に割り当てられるということとを考慮することにより低減され得る。これは、「識別子Ｓａｔ－ＩＤ－ｑを有する衛星が識別子Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｐを有するセルへ航行信号成分を送信する場合、当該信号は特定拡散系列ＰＲＮＳａｔ－ＩＤ－ｑ，Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｐにより変調される」ということを意味する。この拡散系列ＰＲＮＳａｔ－ＩＤ－ｑ，Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｐ１は、識別子Ｓａｔ－ＩＤ－ｑを有する衛星により識別子セルＩＤ－ｐ２を有するセルに向かって送信される航行信号成分を変調するために使用される拡散系列ＰＲＮＳａｔ－ＩＤ－ｑ，Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｐ２とは異なる。拡散系列ＰＲＮＳａｔ－ＩＤ－ｑ１，Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｐは、Ｓａｔ－ＩＤ－ｑ２を有する衛星により識別子Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｐを有するセルに向かって送信される航行信号成分を変調するために使用される拡散系列ＰＲＮＳａｔ－ＩＤ－ｑ２，Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｐとは異なり得るが、そうである必要は無い。したがって、Ｐ個のセルとＱ個の衛星との間の拡散符号割り振りのための参照テーブルが存在する。「従来の衛星航行システムに関しては、単一拡散系列が各航行信号成分の衛星毎に割り当てられる」ということが思い出される。Ｓａｔ－ＩＤ－ｑを有する衛星により送信される信号の取得のための１つの候補実施形態は、ｐ番目セルおよびｑ番目衛星に対応する未シフト拡散系列ＰＲＮＳａｔ－ＩＤ－ｑ，Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｐに基づくレプリカをそれぞれが有するｐ個の受動的取得モジュールで作られた取得バンクである。同様なアーキテクチャは、ＰＲＮＳａｔ－ＩＤ－ｑ，Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｐのそれぞれに対応する異なる一組の符号およびドップラー仮説をそれぞれが試験する一揃いの能動的取得モジュールであり得る。
【0130】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２３に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２２）または以下の（例えば図２４～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0131】
ユーザ装置が地球表面上のその粗位置に関する先験的知識（すなわちユーザ装置が場合によってはその一部であり得る候補セル）を有すれば、この先験的知識に属するセルに対応する取得モジュールのサブセットだけが必要である。地球表面の上の高濃度メッシュを形成する１３個のセルに対応する１３の個々の受動的取得モジュールを含む対応する取得バンクの高レベル説明が図２４に示される。衛星Ｓａｔ－ＩＤ－ｑにより送信された航行信号成分を受信すると、Ｑ個のうちのただ１つのモジュールが相関ピークを経験する。図２４のユーザ装置はセルＩＤ－１０を有するセルに属し、受動的取得モジュール１０の出力がピークを経験する。受動的取得モジュールの１つの出力において観察されるピークが対応セル内のユーザ装置位置に関する情報を既に提供しているので、拡散符号のセルへの割り振りにより全体の時間不確定性を低減することが可能になる。この特徴は、以下に説明されるように拡散符号系列の長さを寸法決めすることを可能にする。
【0132】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２４に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２３）または以下の（例えば図２５～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0133】
図１２において、地球表面（正確に）に接する衛星のＶＴＲＳ（すなわちユーザ装置Ａ）と「ユーザ装置Ｂ」における基準チップに対応する波面の受信時刻の差異は、ＶＴＲＳとユーザ装置Ｂとの間の距離（時間の単位で表されると）に対応する。実際、拡散系列は、セル中心に中心を有する円形領域を規定し、半径は拡散符号期間（メートルで表されると）に等しい。以下では、この領域は「符号取得探索領域・ツー・Ｃｅｌｌ－ＩＤ－ｑ」と呼ばれる。コールド取得では（すなわちユーザ装置がその位置に関する先験知識を有しない場合）、精査される最大時間不確定性は拡散符号系列長さに等しい。実際、時間転送は近隣領域の中心により（恐らく対応ｔＲｅｆ，ＶＴＲＳ＊の別の基準時刻により）実現され得ると考えられる（ここで、ＶＴＲＳ＊は近隣セルの中心のＶＴＲＳを表す）。したがって、最大時間不確定性と内在拡散系列期間は、２つの近隣セル間の距離（セル間距離とも呼ばれる）だけでなく地球表面を十分に「カバー」する符号取得探索領域の能力にも依存する。最大で、拡散符号系列の持続時間はセル間距離に等しい（時間の単位で表されると）。これは、最大重畳が近隣セルへ関連付けられた取得探索領域同士間に適用される図２５の左側部分に表される。例えば、３８０．６５ｋｍ（図２０のように）のセル間距離とＲｃ＝１ＭＣｐｓすなわちＴｃ＝１μｓまたは３００ｍのチップレートを仮定すると、内在拡散系列の長さは１２６８個のチップとなる。図２５における右側部分では、拡散符号長はメートルで表されると、セル間距離より小さい。同じチップレートに関して、これは例えば１０２３個のチップの拡散符号長に対応する。これは、両方の近隣セルへ関連付けられた取得探索領域間のより小さな重畳を生じる。これは、符号長が十分ではないかもしれないということを意味する。
【0134】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２５に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２４）または以下の（例えば図２６～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0135】
最後に、最小および最適拡散符号長は、すべてのセルへ関連付けられた取得探索領域の重畳が全地球表面をカバーするということを保証する必要があるかもしれない。このとき、これは最適符号長に対応し得る。これは図２６の中央部分に示される。図２６は、左側部分に、最大拡散符号系列長さに対応する状況を、中央部分に、最適拡散符号系列長さに対応する状況を、そして右側の部分に、拡散符号系列長さが十分でない状況を示す。後者の場合、ユーザ装置は任意の取得探索領域の一部ではない（その取得性能が強く劣化させられることを意味する）ということが観察され得る。
【0136】
拡散符号長がセル間距離に基づき最適に寸法決めされると、「ユーザ装置が、第１の拡散系列以来ユーザ装置を通過した拡散系列の数と、航行信号ストリームを成功裡に取得および追跡するために使用されてきた拡散系列の数とを、識別する」ことを容易にする必要がある。実際、取得プロセスから、ユーザ装置は、ローカルに生成されシフトされたレプリカと、受信信号と（特に第１の送信された拡散系列から「ｒ」個の拡散系列だけ離れた拡散系列を含む受信信号であってその第１のチップがＶＴＲＳにおいてｔｒｅｆ，ＶＴＲＳに到達する受信信号の一部分と）を同期させ得る。次に、ユーザ装置は、ＤＬＬにより、航行信号に同期するとそれを追跡することになる。したがって、第１の拡散系列以来ユーザ装置により現在処理されている拡散系列の実際の発生に関係する曖昧性は、ｒを導出しこれによりユーザ装置がシステム時間に同期することを可能にするために、解決される必要があり得る。
【0137】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２６に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２５）または以下の（例えば図２７～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0138】
１つまたは複数の態様では、航行信号は、第１の拡散系列の符号系列カウンタの情報であってｒを導出することを可能にする情報を含み得る。第１および第２の実施形態はこの目的のために使用され得る。
【0139】
図２７では、第１の実施形態は、符号系列カウンタを航行データの一部として拡散系列へ変調する。同図において、ユーザ装置が同期される拡散系列の実際の発生（すなわち、相関関数の明確なピークが観察される）はｒ＝５（例示目的のための）に等しい。これは、第１の拡散系列の第１のチップがＶＴＲＳ（すなわちセル中心）に到達してから５つの拡散系列が発生したということを意味する。
【0140】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２７に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２６）または以下の（例えば図２８～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0141】
図２８では、第２の実施形態は、第１の拡散系列以来の拡散系列発生ｒに依存するシフトを各新しい拡散系列エポック（ｒ）の拡散系列へ適用する。拡散系列カウンタは符号シフトキーイングとも呼ばれ得る。拡散系列の５（再び図解目的のために使用される値）番目発生に同期後、ユーザ装置は、様々な連続拡散系列間に適用する様々なシフトから、拡散系列の実際の発生の値を導出することができる。
【0142】
１つまたは複数の態様では、ドップラー取得探索は、送信信号の実際の搬送波周波数ｆｃａｒｒｉｅｒ，ＲＦと基準搬送波周波数ｆｃａｒｒｉｅｒ（例えばＧＰＳ Ｌ１ Ｃ／Ａ信号成分に関し１５７５．４５ＭＨｚ）との間のオフセットを、ＶＴＲＳにおいて観察される実際のドップラーが零となるようなやり方で制御することにより低減され得る。
【0143】
次式は、衛星により送信された信号を受信する際に地上ユーザにおいて経験されるドップラーの一般的表現を提供する。
ここで、
－ｆｃａｒｒは衛星により送信される搬送波周波数を示す。
－ΔｆＤｏｐｐは受信された周波数ｆｃａｒｒと送信された搬送波周波数ｆｃａｒｒ間の差異としてのオフセットドップラーを示す。
－
（
それぞれ）は受信器（送信器それぞれ）の位置ベクトルを示す。
－
（
それぞれ）は受信器（送信器それぞれ）の速度ベクトルを示す。
【数38】
－ｆｃａｒｒは衛星により送信される搬送波周波数を示す。
－ΔｆＤｏｐｐは受信された周波数ｆｃａｒｒと送信された搬送波周波数ｆｃａｒｒ間の差異としてのオフセットドップラーを示す。
－
【数39】
【数40】
－
【数41】
【数42】
【0144】
前の表現をＶＴＲＳに適用することで、ＶＴＲＳにおいて経験されるドップラーオフセットを導出することを可能にする。ドップラー補償の適用は、「実際の送信された周波数が、ＶＴＲＳの位置および速度により計算されたΔｆＤｏｐｐ（ＶＴＲＳ）により減じることによりΔｆｃａｒｒ，ｃｏｍｐにより補正されるべきである」いうことを意味する。
【0145】
ドップラー補償がＶＴＲＳに対して行われるということを強調する価値があり、ここでは、いかなる物理的装置も存在する必要が無く、これは提案概念の１つの特殊性である。
【0146】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２８に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２７）または以下の（例えば図２９～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0147】
図２９は、衛星において送信されたＲＦ信号の周波数が基準搬送波周波数（例えば１５７５．４５ＭＨｚ）に等しい場合の、実際に受信されたドップラーの地理的変動を実際に受信された搬送波周波数と基準搬送波周波数との間の差異として概略的に示す。実際に受信されたドップラーの判断はユーザ動力学特性もユーザ装置クロックの安定性も考慮しない。実際に受信されたドップラーの地理的変動はＧＮＳＳ衛星１の５°の最小仰角に基づき可視フットプリント内に表される。図２９では、次の２つの表現が示される：セル中心を見ることを可能にするドップラーの等値線に基づく第１の表現と、実際のドップラーが前述の等値線により定義された範囲に属する塗潰し領域を示す第２の表現。３８０．６ｋｍのセル半径および５°の最小仰角に関して、４８１個のセルが対応可視フットプリント内に含まれる。さらに、衛星可視フットプリント内では、ドップラーは約－４００１Ｈｚ～＋４００１Ｈｚにわたり、８００２Ｈｚの全変動を生じる。衛星・ツー・ユーザリンクの動力学特性に起因するこの大きな範囲のドップラーの結果は、ユーザが多数のドップラー仮説を試験する必要があり得るということである。例えば５０Ｈｚの２つの連続ドップラー仮説間の間隔（ドップラービン幅（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｂｉｎ ｗｉｄｔｈ）とも呼ばれる）を仮定することで、１６０個のドップラー仮説を試験することを生じ得る。
【0148】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図２９に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２８）または以下の（例えば図３０～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0149】
図３０は、依然としてＧＮＳＳ衛星１の４０°の最小仰角に基づく可視フットプリントを考慮する際の図２９と同様な表現を概略的に示す。３８０．６ｋｍのセル半径および４０°の最小仰角に関して、１６１個のセルが対応可視フットプリント内に含まれるということがわかる。
【0150】
当該数のドップラー仮説を低減するために、衛星において送信されるＲＦ信号の搬送波周波数は、前述の説明によるＶＴＲＳを表すセル中心において実際に受信された搬送波周波数がヌルとなるように値Δｆｃａｒｒ，ｃｏｍｐだけオフセットされる。これは、「衛星が各セルへ伝達される場合、衛星レベルにおける前述の搬送波周波数オフセットは衛星の絶対速度およびＶＴＲＳの位置（すなわちセル中心）に依存し得、したがってセル中心毎に変動し得る」ということを意味する。
【0151】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図３０に示す実施形態は、上述の（例えば図１～２９）または以下の（例えば図３１～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0152】
図３１は、ドップラー補償を適用する際の前述の１６１個のセルのそれぞれのセル内のドップラーの変動を概略的に示す。各セル内の対応ドップラー変位（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ）の低下をより良く示すために、可視フットプリントの下部に位置する１つのセルおよび可視フットプリントの中央部分の別のセルの２つの拡大図が提供される。第１のセルに関して、ドップラー変動は６８４０Ｈｚ（ドップラー補償無し）から３６８．５Ｈｚ（係数約１９）まで低下し、一方、第２のセルに関して、ドップラー変動は３８４０Ｈｚ（ドップラー補償無し）から５６５．５Ｈｚ（係数約１２）まで低下する。第１のセルに関し、対応セル内に位置するユーザは、最大８個のドップラービンにおいて試験する必要があるかもしれなく、一方、第２のセルに関し、対応セル内に位置するユーザは、５０Ｈｚのドップラービン幅に関し最大１２個のドップラービンにおいて試験する必要があるということも意味する。
【0153】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図３１に示す実施形態は、上述の（例えば図１～３０）または以下の（例えば図３２～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0154】
図３２は、１６１個のセルのそれぞれのセルのドップラー補償を適用する際の最大ドップラー変動を概略的に示す。３６８．５Ｈｚおよび５６５．５Ｈｚの値は同図から同様に効果的に取り出され得る。ドップラースパンは３００Ｈｚ（すなわち６つのドップラー仮説）～５６２．５（すなわち１２のドップラー仮説）の範囲に広がるということが検証され得る。
【0155】
第１および第２の実施形態が対応ドップラー補償のために使用され得る。第１の実施形態は、ｆｆｔｇｕ，ａｃｔ＝ｆｆｔｇｕ＋Δｆｆｔｇｕとなるように、周波数および時間生成ユニット（ＦＴＧＵ）により生成される周波数ｆｆｔｇｕ，ａｃｔをオフセットΔｆｆｔｇｕによりオフセットし得る。ここでは、当該オフセットは送信されたＲＦ搬送波へ適用されるオフセットΔｆｃａｒｒ，ｃｏｍｐに比例する。当該オフセットは、ＦＴＧＵの公称周波数ｆｆｔｇｕと基準搬送波周波数ｆｃａｒｒとの間の様々な段階のアップコンバーションから生じ得る。第２の実施形態は、オフセットを航行信号生成ユニット（ＮＳＧＵ）内で生成される信号へ適用し得る。次に、ＮＳＧＵは、未修正公称周波数ｆｆｔｇｕ，ａｃｔ＝ｆｆｔｇｕを与えられ、アナログ領域においてまたはデジタル領域においてのいずれかにおいて（ＮＳＧＵの実際の構成に依存して）オフセットΔｆｎｓｇｕを出力信号の周波数へ適用し得、ＮＳＧＵ出力の実際の搬送波周波数を生じる：ｆｎｓｇｕ，ａｃｔ＝ｆｎｓｇｕ＋Δｆｎｓｇｕ、ここで、対応オフセットΔｆｎｓｇｕは、送信されたＲＦ搬送波へ適用されるオフセットΔｆｃａｒｒ，ｃｏｍｐに比例する。
【0156】
さらに、ドップラー補償は、航行信号生成チェーンにおいて時間的に連続に適用され得る。
【0157】
さらに、ユーザ装置は、ＶＴＲＳの正確な位置だけでなく基準時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳも知り得る（予め）。セル（のネットワーク）を考慮する際、各セル中心においてそれぞれがＶＴＲＳの正確な位置（等価的にセル中心）と基準時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳとを含む対の組み合せがユーザ装置に利用可能にされ得る。ここでは、ＶＴＲＳ位置および基準時刻の参照テーブルが生成され得る。このような情報は、例えばユーザ航行メッセージ内に提供され、ユーザ装置へ早期に送信され得、これにより、対応参照テーブルを更新することを可能にする。対応情報はまた、例えば地上通信ネットワークを使用することにより、ユーザ装置において利用可能である所謂第３のチャネルまたは通信チャネルを介し利用可能にされ得る。対応情報はまたユーザ装置内に「ハード符号化」され得、対応参照テーブルを修正する可能性を小さくさせる。各ＶＴＲＳの様々な基準時刻は、時間の経過に伴って、時間転送を保証し取得を容易にするために、適用され得るということがさらに概説される。
【0158】
さらに、ＶＴＲＳは、「静的ＶＴＲＳ」であり得る、または軌道がユーザ装置により予め知らされ得るとともに第１のチップの立上りエッジが既知の軌道に従って移動ＶＴＲＳに到達する基準時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳにより予め知らされ得る「移動ＶＴＲＳ」であり得る。この状況は図３３に示される。
【0159】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図３２、３３に示す実施形態は、上述の（例えば図１～３１）または以下の（例えば図３４～３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0160】
図３４、図３５および図３６は、本開示による符号補償を実施する信号生成チェーンをホストするために使用される可能性がある代替プラットホームを示す。図３４は（成層圏）バルーンのケースを示す。図３５は高高度プラットホームステーション（ＨＡＰＳ）のケースを示す。図３６は、地上局（本明細書では基地局）のケースを示すが、その代わりに疑似衛星のケースもまた考えられ得る。
【0161】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図３４、３５、３６に示す実施形態は、上述の（例えば図１～３３）または以下の（例えば図３７）提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0162】
図３７は、ＨＡＰＳへ適用された場合の符号補償の応用を概略的に示す。この例では、その距離が、高速取得を保証するために必要な拡散符号長に関係する評価と整合する３つのＨＡＰＳおよび３つのＶＴＲＳが表される。衛星に関して、ＨＡＰＳの利点はそれらの開発、配備、および操作に必要な低投資と共にそれらの低動力学特性である。さらに、ＨＡＰＳの別の利点は、要求に応じ、（人口の多い）領域の上でＨＡＰＳを運用させる可能性である。このようにして、この需要の無い領域の上でＨＡＰＳプラットホームを「浪費する」ことが回避される。正確な符号およびドップラー補償を保証するために精密なＨＡＰＳ位置が必要である。この課題を解決する１つの手法は、多重ＧＮＳＳ受信器をＨＡＰＳプラットホーム上に実装することにその本質があり得、これはＧＮＳＳ時間スケール基準に対する時間だけでなく正確な位置も提供することになる。これらの情報に基づき、ＶＴＲＳにおける同期を保証するために符号およびドップラー補償を生成することが可能である。符号およびドップラー補償の生成の原理は図９に提示されたものと似ている。
【0163】
さらなる詳細と態様は、上に述べたまたは以下に述べる実施形態に関連して言及される。図３７に示す実施形態は、上述の（例えば図１～３６）または以下の提案概念または１つまたは複数の実施形態に関連して述べられる１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の任意選択的追加特徴を含み得る。
【0164】
１つまたは複数の実施形態では、基準チップの立上りまたは立下りエッジが所謂仮想タイミング基準局（ＶＴＲＳ）における時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳに到達するということを保証する符号補償が行われ得る。
【0165】
１つまたは複数の実施形態では、その中心がＶＴＲＳであるセル（のネットワーク）が提供され得る。
【0166】
１つまたは複数の実施形態では、符号補償判断は、システム時間に対する航行信号源のクロックオフセット、航行信号生成の位置およびＶＴＲＳの位置、および基準時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳを考慮し得る。しかし、符号補償判断は、ＶＴＲＳにおいておよびｔｒｅｆ，ＶＴＲＳにおいて経験される電離層および対流圏遅延を考慮する必要は無い。
【0167】
１つまたは複数の実施形態では、符号長はセル間距離に基づき導出され得る。
【0168】
１つまたは複数の実施形態では、航行信号は、基準チップを含む第１の拡散符号以来の拡散符号の数をカウントする拡散符号カウンタを含み得る。
【0169】
１つまたは複数の実施形態では、ドップラー補償は、実際のドップラーがＶＴＲＳにおいて零であるということを保証し得る。ドップラー補償は正確なＶＴＲＳ位置、衛星軌道、および基準搬送波周波数を考慮し得る。
【0170】
１つまたは複数の実施形態では、ＶＴＲＳの正確な位置および基準時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳはユーザ装置に利用可能にされてもよいしハード符号化されてもよい。
【0171】
１つまたは複数の実施形態では、ＶＴＲＳはユーザ装置から知らされる軌道に追随し得、基準チップが基準時刻ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳに基準軌道に到達したときの正確な位置がまたユーザ装置により知らされる。
【0172】
１つまたは複数の実施形態では、対応信号特徴だけでなく符号およびドップラー補償も実現する航行信号生成をホストするプラットホームは、中周回軌道（ＭＥＯ）、低周回軌道（ＬＥＯ）、またはＧＥＯ静止衛星（ＧＥＯ）における航行衛星などの宇宙ベース局であり得る。プラットホームはまた、高高度プラットホーム（ＨＡＰＳ）などの近地上プラットホーム、（成層圏）バルーンまたはドローンであり得る。プラットホームはまた、地上モバイルネットワークインフラストラクチャに一般的に使用される基地局（ＢＴＳ）など、または擬似衛星とも呼ばれる地文航法ビーコンなどの静的地上プラットホームであり得る。
【0173】
既に詳述された例および図のうちの１つまたは複数と共に述べられ説明された態様および特徴は、他の例の同様な特徴を置換するためにまたは特徴を他の例の追加的に導入するために他の例のうちの１つまたは複数と合成され得る。
【0174】
例はさらに、コンピュータプログラムがコンピュータまたはプロセッサ上で実行されると上記方法のうちの１つまたは複数を行うためのプログラム符号を有するコンピュータプログラムに関係し得る。様々な上記方法の工程、操作、または処理は、プログラムされたコンピュータまたはプロセッサにより行われ得る。例はまた、機械、プロセッサまたはコンピュータ可読であり命令の機械実行可能、プロセッサ実行可能またはコンピュータ実行可能プログラムを符号化するデジタルデータ記憶媒体などのプログラム記憶装置をカバーし得る。命令は、上記方法の行為の一部またはすべてを行うまたは行わせる。プログラム記憶装置は、例えばデジタルメモリ、磁気ディスクおよび磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードディスクドライブ、または光学的可読デジタルデータ記憶媒体を含んでもよいしそれ自体であってもよい。別の例はまた、上記方法の行為を実行するようにプログラムされたプロセッサまたは制御ユニット、または上記方法の行為を実行するようにプログラムされた（フィールド）プログラマブルロジックアレイ（Ｆ）（ＰＬＡ）、または（フィールド）プログラマブルゲートアレイ（Ｆ）（ＰＧＡ）をカバーし得る。
【0175】
本明細書と添付図面は本開示の原理を例示するだけである。さらに、本開示に列挙されたすべての例は原理的に、本技術をさらに進めるために、読者が本発明の原理と本発明者により寄与される概念とを理解するのを支援する教育的目的のためだけであるということを明示的に意図するようにされている。本開示の原理、態様、および例だけでなくその具体例についても本明細書において列挙するすべての記載はそれらの等価物を包含するように意図されている。
【0176】
ブロック図は例えば、本開示の原理を実施する高位回路図を示し得る。同様に、フローチャート、フローダイアグラム、状態遷移図、擬似符号などは、例えばコンピュータ可読媒体内で実質的に表され、したがってコンピュータまたはプロセッサ（このようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に示されても示されなくても）により実行され得る様々な処理、操作、または工程を表し得る。本明細書または特許請求の範囲に開示される方法はこれらの方法のそれぞれの行為のそれぞれを行う手段を有する装置により実施され得る。
【0177】
本明細書または特許請求の範囲に開示される多数の行為、処理、操作、工程または機能の開示は、例えば技術的理由のために明示的または暗黙的に別途述べない限り、特定の順序であると解釈されてはならないということを理解すべきである。したがって、多数の行為または機能の開示は、このような行為または機能が技術的理由のために互に交換可能でない限り、これらを特定の順序に限定するものではない。さらに、いくつかの例では、単一行為、機能、処理、操作、または工程は多数の副行為、機能、処理、操作、または工程をそれぞれ含み得るまたはそれらに分解され得る。このような副行為は、明示的に除外されない限り、この単一行為の開示に含まれ得、この単一工程の開示の一部であり得る。
【0178】
さらに、以下の特許請求の範囲は、本明細書内の「発明を実施するための形態」に組み込まれ、各請求項はそのまま別個の例として成立し得る。各請求項はそれぞれ別個の例としてそのまま成立し得るが、従属請求項は特許請求の範囲において１つまたは複数の請求項との特定組み合せを指し得るが他の例もまた従属請求項の他の各従属または独立請求項の主題との組み合せを含み得るということに留意すべきである。このような組み合せは、特定の組み合せが意図されていないということが明示されない限り、本明細書に明示的に提案される。さらに、請求項の特徴は、この請求項が任意の他の独立請求項に依存して直接なされなかったとしても、この任意の他の独立請求項に対する請求項の特徴を含むように意図されている。
【0179】
本開示は、上述の実施形態にいかなるやり方でも限定されない。逆に、添付の特許請求の範囲に定義される本開示の内在する考えから逸脱することなく当業者にとって明白であるその修正形態の多くの可能性がある。
【符号の説明】
【0180】
ＧＥＯ ＧＥＯ静止衛星
ＨＡＰＳ 高高度プラットホーム
ＬＥＯ 低周回軌道
ＭＥＯ 中周回軌道
ＧＮＳＳ 全地球衛星航行システム
ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳ 基準エポック
ＶＴＲＳ 仮想タイミング基準局
ＨＡＰＳ 高高度プラットホーム
ＬＥＯ 低周回軌道
ＭＥＯ 中周回軌道
ＧＮＳＳ 全地球衛星航行システム
ｔｒｅｆ，ＶＴＲＳ 基準エポック
ＶＴＲＳ 仮想タイミング基準局
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】