受信機の中身 — 部品とチャンネル/相関器
GNSS受信機を開けると何がある？ アンテナからPVTまでの部品と、心臓部の「チャンネル×相関器」
受信機を分解する
GNSS受信機は「微弱な電波を捕まえ、時刻と軌道を読み取り、位置を計算する」機械です。市販モジュール（u-bloxチップ、スマホ内蔵チップ）は下の部品の多くを1チップ〜1モジュールに収めています。信号の流れは 受信の流れ のページで、ここではそれぞれの部品と、心臓部のチャンネル/相関器を見ていきます。
① アンテナ
- パッチ／ヘリカル
- アクティブ（LNA内蔵）
- 右円偏波(RHCP)
② RFフロントエンド
- LNA（低雑音増幅）
- 帯域通過フィルタ
- ミキサ＋局部発振器
- ADC（デジタル化）
③ ベースバンド
- チャンネル ×多数
- 相関器（E/P/L）
- 追尾ループ DLL/PLL
- 航法データ復号
④ 航法プロセッサ
- 擬似距離を集約
- 測位演算（最小二乗/カルマン）
- PVTを算出
⑤ ホストI/F
- UART / USB / SPI
- NMEA / 独自(UBX等)
- 1PPS 出力
心臓部 — チャンネルと相関器（Early / Prompt / Late）
ベースバンドにはチャンネルがたくさんあり、1チャンネルが1つの「衛星×信号」を担当します。各チャンネルは受信信号に自分で作ったレプリカ符号（PRN）を掛けて逆拡散し、ズレを3つの相関器 Early / Prompt / Lateで測ります。下のスライダーでレプリカのコード位相をずらして、相関のようすを見てください。
相関値はPRN符号の三角形（R(τ)=1−|τ|）。Prompt（緑）が頂点＝レプリカが受信符号にピタリ一致で、逆拡散の出力が最大になります。EarlyとLateは半チップ手前／後ろの相関器で、E＝Lになる点が正しいコード位相。ズレるとE≠Lになり、その差 E−L を手がかりに DLL（遅延ロックループ）がレプリカを中央へ戻し続けます。このPromptのコード位相こそが 擬似距離 のもとです。
追尾ループ — 掴んで離さない
捕捉（アクイジション）で衛星を見つけたら、チャンネルは追尾ループでロックし続けます。役割の違う2〜3のループが同時に回ります。
DLL（遅延ロックループ）
上の E−L を使ってコード位相を追い続ける。出力＝擬似距離のもと。コード相関の話そのもの。
PLL（位相同期ループ）
搬送波の位相を追い続ける。搬送波位相測位（RTKでcm級）とデータビット復調の土台。
FLL（周波数ロックループ）
ドップラー周波数を追う。高速移動・弱信号ではまずFLLで大まかに掴んでからPLLへ渡す。
ロック外れ → 再捕捉
遮蔽・弱信号・急な加速でロックが外れると、捕捉に戻る。ビル街でナビが迷うのはこの苦労（妨害にも弱い）。
各ループは「弁別器」で今のズレを測り、ループフィルタで滑らかに補正します。ループを速くすると素早く追従できますが雑音に弱くなる——このトレードオフが受信機設計の勘所です。
受信機の種類とグレード
受信機の主なスペック
| 項目 | 意味 | 目安 |
|---|---|---|
| チャンネル数 | 同時に追尾できる「衛星×信号」の数 | 数十〜数百 |
| 対応システム/周波数 | GPS/QZSS/Galileo… と L1/L2/L5 など | 多いほど強い（都市・高精度） |
| 更新レート | 1秒に何回 位置を出すか | 1〜数十 Hz |
| TTFF（初期測位時間） | 電源ONから最初の測位まで | Hot数秒 / Cold数十秒 |
| 感度 | どこまで弱い信号を掴めるか | 捕捉 約−148dBm / 追尾 約−160dBm |
| 基準発振器 | 内部クロックの安定度 | TCXO（民生）〜恒温槽/原子（高級） |
TTFFの Hot/Warm/Cold は、直前のエフェメリス・概略位置・時刻をどれだけ覚えているかの違い。ネットから概略情報をもらう A-GNSS は捕捉サーチを激減させ、初期測位を数秒にします。自分で中身を動かしてみるなら SDR実践 や オープンソース（PocketSDR等） へ。