JP2001124840A

JP2001124840A - Ｇｐｓ受信機および測位方法

Info

Publication number: JP2001124840A
Application number: JP30668199A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Miyano; 暁史宮野; Toshihiro Ishigaki; 敏弘石垣; Masahiro Sasaki; 雅広佐々木; Manabu Tsuchiya; 学土屋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】マルチパスや反射波を受信したことを検出し
て異常な測位結果を除去し、測位精度の向上を図ったＧ
ＰＳ受信機を提供することを目的とする。【解決手段】ＧＰＳ衛星からの信号を受信して（Ｓ
１）測位演算部でドップラーシフトを利用して速度ベク
トルを算出し（Ｓ２）、擬似距離を利用して位置を算出
する（Ｓ３）。位置変位ベクトル算出部は前回の測位位
置と今回の測位位置から位置変位ベクトルを算出する
（Ｓ４）。角度算出部は測位演算部で算出した速度ベク
トルの方位と位置変位ベクトル算出部で算出した位置変
位ベクトルの方位の角度差を算出し（Ｓ５）、その角度
差が一定値異常であるとき異常検出部が異常と判定する
（Ｓ６）。測位判定部は異常検出部での異常検出の結果
によって測位の有効無効を判定する（Ｓ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＧＰＳ衛星からの信
号を受信して位置や速度を測定するＧＰＳ受信機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１１は特開平６−６６９１６号公報に
示されている従来のＧＰＳ受信機の構成を示している。
図１１において、１は衛星の信号を受信するＧＰＳアン
テナ、２は測位演算を行う測位演算部、３は測位結果を
記憶する測位結果記憶部、４は測位結果の異常検出を行
う異常検出部、５は測位の有効無効判定を行う測位判定
部である。

【０００３】つぎに、上記従来例の動作について説明す
る。ＧＰＳアンテナ１はＧＰＳ衛星の電波を受信する。
測位演算部２は受信した電波によって測位演算を行い位
置および速度を算出する。測位結果記憶部３は測位演算
部２で演算された測位結果を記憶しておく。異常検出部
４は測位結果記憶部３に記憶されている前回の測位結果
と測位演算部２で新たに算出した測位結果の比較を行
い、比較結果に移動体の運動性能以上の変化が認められ
た場合に異常と判定する。測位判定部５は異常検出部４
での異常検出の結果によって測位の有効無効を判定す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＧＰＳ受信機では、移動体の運動性能の限界以下の
異常を判定できず、低速度移動時にマルチパスを受信し
た場合のような徐々に変化するような異常を検出できな
いと言う問題があった。

【０００５】本発明はこのような問題を解決するもので
あり、マルチパスや反射波を受信した場合に、マルチパ
ス或いは反射波を受信したことを検出して測位結果の有
効無効判定を行い、異常な測位結果を除去して測位精度
の向上を可能とするＧＰＳ受信機を提供することを目的
とする。

【０００６】また本発明は、移動体の運動性能の限界以
下の異常であっても検出できるＧＰＳ受信機を提供する
ことを目的とする。

【０００７】また本発明は、徐々に変化するような異常
であっても検出可能なＧＰＳ受信機を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明のＧＰＳ受信
機は、衛星の信号を受信するＧＰＳアンテナと、ドップ
ラーシフトを利用して速度ベクトルを算出し、擬似距離
を利用して位置を算出する測位演算部と、前回の測位位
置を記憶する測位位置記憶部と、前回の測位位置と今回
の測位位置から位置の変位ベクトルを算出する位置変位
ベクトル算出部と、測位演算部で算出した速度ベクトル
の方位と位置変位ベクトルの方位の角度を算出する角度
算出部と、角度算出部で算出した角度によって測位の異
常を検出する異常検出部と、測位の有効無効を判定する
測位判定部とを備えた構成を有している。この構成によ
れば、マルチパス或いは反射波を受信した場合でも異常
検出部で位置変位ベクトルの方位と速度ベクトルの方位
を比較することにより測位結果の有効無効判定を行い、
異常な測位結果を除去することにより測位精度の向上を
図ることができる。

【０００９】第２の発明のＧＰＳ受信機は、第１の発明
において、角度算出部が速度ベクトルの仰角と位置変位
ベクトルの仰角も含む３次元的な角度を算出する構成を
有している。この構成によれば、３次元的な角度を算出
することにより異常判定をより精度良く行うことができ
る。

【００１０】第３の発明のＧＰＳ受信機は、第１および
第２の発明のいずれかにおいて、測位位置記憶部と位置
変位ベクトル算出部の代わりに方位センサー部を備え、
方位センサー部で検出した方位と測位演算部で算出した
速度ベクトルの方位との比較により異常検出を行う構成
を有している。この構成によれば、方位センサー部で検
出した方位と測位演算部で算出した速度ベクトルの方位
との比較により異常検出を行うので、異常判定をより精
度良く行うことができる。

【００１１】第４の発明のＧＰＳ受信機は、第１および
第２の発明のいずれかにおいて、さらに方位センサー部
を備え、方位センサー部で検出した方位と位置変位ベク
トルの方位との比較により異常検出を行う構成を有して
いる。この構成によれば、方位センサー部で検出した方
位と位置変位ベクトルの方位との比較により異常検出を
行うので、異常判定をより精度良く行うことができる。

【００１２】第５の発明のＧＰＳ受信機は、第１および
第２の発明のいずれかにおいて、測位位置記憶部と位置
変位ベクトル算出部の代わりに道路データが蓄積してあ
る地図データ部を備え、地図データ部の道路の方位と測
位演算部で算出した速度ベクトルの方位との比較により
異常検出を行う構成を有している。この構成によれば、
地図データ部の道路の方位と測位演算部で算出した速度
ベクトルの方位との比較により異常検出を行うので、異
常判定をより精度良く行うことができる。

【００１３】第６の発明のＧＰＳ受信機は、第１および
第２の発明のいずれかにおいて、さらに道路データが蓄
積してある地図データ部を備え、地図データ部の道路の
方位と位置変位ベクトルの方位との比較により異常検出
を行う構成を有している。この構成によれば、地図デー
タ部の道路の方位と位置変位ベクトルの方位との比較に
より異常検出を行うので、異常判定をより精度良く行う
ことができる。

【００１４】第７の発明のＧＰＳ受信機は、衛星の信号
を受信するＧＰＳアンテナと、ドップラーシフトを利用
して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を
算出する測位演算部と、方位センサー部と、車速センサ
ー部と、方位センサー部および車速センサー部の情報か
ら速度ベクトルを生成する速度ベクトル生成部と、速度
ベクトル生成部からの速度ベクトルと測位演算部で算出
された速度ベクトルとの差分ベクトルを算出する差分ベ
クトル算出部とを備え、前記差分ベクトルの大きさによ
り異常検出を行う構成を有している。この構成によれ
ば、速度ベクトル生成部の速度ベクトルと測位演算部で
算出された速度ベクトルとの差分ベクトルの大きさによ
り異常検出を行うので、異常判定をより精度良く行うこ
とができる。

【００１５】第８の発明のＧＰＳ受信機は、第７の発明
において、さらに前回の測位位置を記憶する測位位置記
憶部と、前回の測位位置と今回の測位位置から位置の変
位ベクトルを算出する位置変位ベクトル算出部とを備
え、速度ベクトル生成部からの速度ベクトルと位置変位
ベクトル算出部からの変位ベクトルの差分ベクトルの大
きさにより異常検出を行う構成を有している。この構成
によれば、速度ベクトル生成部の速度ベクトルと位置変
位ベクトルの方位との差分ベクトルの大きさにより異常
検出を行うので、異常判定をより精度良く行うことがで
きる。

【００１６】第９の発明のＧＰＳ受信機は、第１から第
８の発明のいずれかにおいて、移動体が一定速度以上で
ある場合に測位の有効および無効を判定する構成を有し
ている。この構成によれば、測位有効無効判定を一定速
度以上に限定することにより、方位の精度が低い低速度
での誤判定を減少させることができる。

【００１７】第１０の発明のＧＰＳ受信機は、第１から
第９の発明のいずれかにおいて、異常を検出したとき測
位結果に時定数の大きいフィルターをかける構成を有し
ている。この構成によれば、異常を検出したら測位結果
に時定数の大きいフィルターをかけることにより測位頻
度を落とさずに測位精度を向上させることができる。

【００１８】第１１の発明のＧＰＳ受信機は、第１から
第１０の発明のいずれかにおいて、異常を検出したとき
その結果を表示する表示部を備えた構成を有している。
この構成によれば、異常を検出したとき異常であること
を使用者が確実に確認することが出来る。

【００１９】第１２の発明の側位方法は、ＧＰＳ衛星か
らのＧＰＳ信号を受信するステップと、ドップラーシフ
トを利用して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用し
て位置を算出するステップと、前回の測位位置と今回の
測位位置により位置変位ベクトルを算出するステップ
と、前記速度ベクトルの方位と位置変位ベクトルの方位
の角度を算出するステップと、算出した角度の大きさが
一定値以上であるか否かを判定するステップと、前記角
度が一定値以上であるとき異常と判定し測位を無効とす
るステップとを含む構成を有している。この構成によれ
ば、マルチパス或いは反射波を受信した場合に位置変位
ベクトルの方位と速度ベクトルの方位を比較することに
より測位結果の有効無効判定を行い、異常な測位結果を
除去することにより測位精度の向上を図ることができ
る。

【００２０】第１３の発明の側位方法は、ＧＰＳ衛星か
らのＧＰＳ信号を受信するステップと、ドップラーシフ
トを利用して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用し
て位置を算出するステップと、移動体の進行方位を検出
するステップと、検出した方位と前記速度ベクトルの方
位の角度を算出するステップと、算出した角度の大きさ
が一定値以上であるか否かを判定するステップと、前記
角度が一定値以上であるとき異常と判定し測位を無効と
するステップとを含む構成を有している。この構成によ
れば、移動体の進行方位と速度ベクトルの方位との比較
により異常検出を行うので、異常判定をより精度良く行
うことができる。

【００２１】第１４の発明の側位方法は、ＧＰＳ衛星か
らのＧＰＳ信号を受信するステップと、ドップラーシフ
トを利用して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用し
て位置を算出するステップと、前回の測位位置と今回の
測位位置により位置変位ベクトルを算出するステップ
と、移動体の進行方位を検出するステップと、検出した
方位と前記位置変位ベクトルの方位の角度を算出するス
テップと、算出した角度の大きさが一定値以上であるか
否かを判定するステップと、前記角度が一定値以上であ
るとき異常と判定し測位を無効とするステップとを含む
構成を有している。この構成によれば、移動体の進行方
位と位置変位ベクトルの方位との比較により異常検出を
行うので、異常判定をより精度良く行うことができる。

【００２２】第１５の発明の側位方法は、ＧＰＳ衛星か
らのＧＰＳ信号を受信するステップと、ドップラーシフ
トを利用して第１の速度ベクトルを算出し、擬似距離を
利用して位置を算出するステップと、移動体の進行方位
を検出するステップと、移動体の速度を検出するステッ
プと、前記移動体の進行方位と移動体の速度により第２
の速度ベクトルを生成するステップと、前記第１および
第２の速度ベクトルの差分ベクトルを算出するステップ
と、前記差分ベクトルの大きさが一定値以上であるか否
かを判定するステップと、前記差分ベクトルが一定値以
上であるとき異常と判定し測位を無効とするステップと
を含む構成を有している。この構成によれば、第１およ
び第２の速度ベクトルの差分ベクトルの大きさにより異
常検出を行うので、異常判定をより精度良く行うことが
できる。

【００２３】第１６の発明の側位方法は、ＧＰＳ衛星か
らのＧＰＳ信号を受信するステップと、ドップラーシフ
トを利用して第１の速度ベクトルを算出し、擬似距離を
利用して位置を算出するステップと、前回の測位位置と
今回の測位位置により位置の変位ベクトルを算出するス
テップと、移動体の進行方位を検出するステップと、移
動体の速度を検出するステップと、前記移動体の進行方
位と移動体の速度により第２の速度ベクトルを生成する
ステップと、前記位置変位ベクトルと第２の速度ベクト
ルの差分ベクトルを算出するステップと、前記差分ベク
トルの大きさが一定値以上であるか否かを判定するステ
ップと、前記差分ベクトルが一定値以上であるとき異常
と判定し測位を無効とするステップとを含む構成を有し
ている。この構成によれば、位置変位ベクトルの方位と
第２の速度ベクトルとの差分ベクトルの大きさにより異
常検出を行うので、異常判定をより精度良く行うことが
できる。

【００２４】第１７の発明の側位方法は、第１２から第
１４のいずれかの発明において、移動体の速度が一定値
以上であるか否かを判定するステップと、前記速度が一
定値以上であるとき前記角度の大きさが一定値以上であ
るか否かを判定するステップと、前記角度が一定値以上
であるとき異常と判定し測位を無効とするステップとを
含む構成を有している。この構成によれば、測位有効無
効判定を一定速度以上に限定することにより、方位の精
度が低い低速度での誤判定を減少させることができる。

【００２５】第１８の発明の側位方法は、第１５および
第１６のいずれかの発明において、移動体の速度が一定
値以上であるか否かを判定するステップと、前記速度が
一定値以上であるとき前記差分ベクトルの大きさが一定
値以上であるか否かを判定するステップと、前記差分ベ
クトルが一定値以上であるとき異常と判定し測位を無効
とするステップとを含む構成を有している。この構成に
よれば、測位有効無効判定を一定速度以上に限定するこ
とにより、方位の精度が低い低速度での誤判定を減少さ
せることができる。

【００２６】第１９の発明の側位方法は、第１２および
第１８のいずれかの発明において、異常を検出したとき
測位結果に時定数の大きいフィルターをかけるステップ
を含む構成を有している。この構成によれば、異常を検
出したら測位結果に時定数の大きいフィルターをかけて
出力しないようにしているので、測位頻度を落とさずに
測位精度を向上させることができる。

【００２７】第２０の発明の側位方法は、第１２および
第１９のいずれかの発明において、異常を検出したとき
その結果を表示するステップを含む構成を有している。
この構成によれば、異常を検出したとき異常であること
を使用者が確実に確認することが出来る。

【００２８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図1は本発明の
第1の実施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すも
のである。図1において、１０１は衛星の信号を受信す
るＧＰＳアンテナ、１０２はドップラーシフトを利用し
て速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を算
出する測位演算部、１０３は測位演算部１０２で演算し
た前回の測位位置を記憶する測位位置記憶部、１０４は
前回の測位位置と今回の測位位置から位置の変位ベクト
ルを算出する位置変位ベクトル算出部、１０５は測位演
算部１０２で算出した速度ベクトルの方位と位置変位ベ
クトルの方位の差を２次元的な角度として算出する角度
算出部、１０６は角度算出部１０５で算出した角度によ
って測位の異常を検出する異常検出部、１０７は異常検
出部１０６の検出結果に応じて測位の有効無効を判定す
る測位判定部である。

【００２９】つぎに、図１に示した第１の実施の形態に
よるＧＰＳ受信機の動作について、図２のフローチャー
トとともに説明する。

【００３０】ステップ（以下Ｓと記す）１において、Ｇ
ＰＳアンテナ１０１はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受
信する。Ｓ２において、測位演算部１０２はドップラー
シフトを利用して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利
用して位置を算出して測位位置記憶部１０３および位置
変位ベクトル算出部１０４に供給する。位置変位ベクト
ル算出部１０４は、Ｓ３において測位位置記憶部１０３
に記憶されている前回の測位位置と今回の測位位置によ
り位置の変位ベクトルを算出し、角度算出部１０５に供
給する。角度算出部１０５は、Ｓ４において測位演算部
１０２で算出した速度ベクトルの方位と位置変位ベクト
ルの方位の差を角度で算出する。異常検出部１０６はＳ
５で角度算出部１０５で算出した角度の大きさが一定値
以上であるか否かを判定し、その角度が一定値以上であ
るときはＳ６で異常と判定し、表示部１３０に異常であ
ることを表示する。この角度はマルチパス或いは反射波
を受信した場合に大きくなる。測位判定部１０７は、異
常検出部１０６での判定結果が異常と判定された場合は
Ｓ７で測位を無効と判定して測位結果を出力しない。一
方、判定結果が異常と判定していない場合にはＳ８で測
位を有効と判定し測位演算部１０２の演算結果を測位結
果として出力する。

【００３１】このように、第１の実施の形態によれば、
マルチパス或いは反射波を受信した場合に、異常検出部
で位置変位ベクトルの方位と速度ベクトルの方位を比較
することによりマルチパス或いは反射波を受信したこと
を検出して測位結果の有効無効判定を行い、異常な測位
結果を除去する事により、測位精度の向上を図ることが
できる。

【００３２】（実施の形態２）図３は本発明の第２の実
施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものであ
る。図３において、ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算部
１０２、測位位置記憶部１０３、位置変位ベクトル算出
部１０４、異常検出部１０６、測位判定部１０７および
表示部１３０は図１の対応する各部と同様のものであ
る。１０８は速度ベクトルの仰角と位置変位ベクトルの
仰角も含めた3次元的な角度を算出する角度算出部であ
る。

【００３３】つぎに、図３に示した第２の実施の形態に
よるＧＰＳ受信機の動作について、図２のフローチャー
トとともに説明する。

【００３４】ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算部１０
２、測位位置記憶部１０３、位置変位ベクトル算出部１
０４の各動作は図1の当該部における動作、すなわち図
２のＳ１からＳ３の動作と同様である。角度算出部１０
８は測位演算部１０２で算出した速度ベクトルの仰角と
位置変位ベクトルの仰角も考慮した3次元的な角度を算
出する。すなわち、第１の実施の形態では図２のＳ４で
２次元的な角度を算出したが、第２の実施の形態におい
ては3次元的な角度を算出する。

【００３５】異常検出部１０６、測位判定部１０７およ
び表示部１３０の動作は図１と同様であり、角度算出部
１０８で算出した角度の大きさを図２のＳ５で判定し、
その結果に応じて測位の有効無効の判定を行う。

【００３６】このように、第２の実施の形態によれば、
速度ベクトルの仰角と位置変位ベクトルの仰角も考慮し
た３次元的な角度を算出する角度算出部１０８を備え、
３次元的な角度を算出することにより、異常判定をより
精度良く行うことができる。

【００３７】（実施の形態３）図４は本発明の第３の実
施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものであ
る。図４において、ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算部
１０２、異常検出部１０６、測位判定部１０７および表
示部１３０は図１の対応する各部と同様のものである。
１０９はジャイロ、地磁気センサーなどを利用した方位
センサー部、１１０は方位センサー部１０９で検出した
方位と測位演算部１０２で算出した速度ベクトルの方位
の差を算出する角度算出部である。

【００３８】つぎに、図４に示した第３の実施の形態に
よるＧＰＳ受信機の動作について、図５のフローチャー
トとともに説明する。

【００３９】ステップ１１において、ＧＰＳアンテナ１
０１はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。Ｓ１２
において、測位演算部１０２はドップラーシフトを利用
して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を
算出する。

【００４０】一方、方位センサー部１０９は、Ｓ１３で
ジャイロ、地磁気センサー等を利用して移動体の進行方
位を検出し、角度算出部１１０はＳ１４で方位センサー
部１０９で検出した方位と測位演算部１０２で算出した
速度ベクトルの方位の角度を算出する。異常検出部１０
６は角度算出部１１０で算出した角度の大きさが一定値
以上であるか否かをＳ１５で判定し、その角度が一定値
以上であればＳ１６で異常と判定し、表示部１３０に異
常であることを表示する。測位判定部１０７では、異常
検出部１０６の判定結果が以上であるときは、Ｓ１７に
おいて測位を無効して測位結果を出力しない。異常検出
部１０６が異常と判定していない場合にはＳ１８で測位
を有効と判定する。

【００４１】このように、第３の実施の形態によれば、
方位センサー部１０９で検出した方位と測位演算部１０
２で算出した速度ベクトルの方位との比較により異常検
出を行うことにより、異常判定をより精度良く行うこと
ができる。

【００４２】（実施の形態４）図６は本発明の第４の実
施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものであ
る。図６において、ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算部
１０２、測位位置記憶部１０３、位置変位ベクトル算出
部１０４、異常検出部１０６、測位判定部１０７および
表示部１３０は図１の対応する各部と同様のものであ
る。また、方位センサー部１０９は図４の方位センサー
部１０９と同様のものである。１１１は方位センサー部
１０９で検出した方位と位置変位ベクトル算出部１０４
で算出した位置変位ベクトルの方位の差を算出する角度
算出部である。

【００４３】つぎに、図６に示した第４の実施の形態に
よるＧＰＳ受信機の動作について、図７のフローチャー
トとともに説明する。

【００４４】ステップ２１において、ＧＰＳアンテナ１
０１はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。Ｓ２２
において、測位演算部１０２はドップラーシフトを利用
して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を
算出する。位置変位ベクトル算出部１０４は、Ｓ２３に
おいて測位位置記憶部１０３に記憶されている前回の測
位位置と今回の測位位置により位置変位ベクトルを算出
し、角度算出部１１１に供給する。方位センサー部１０
９は、Ｓ２４でジャイロ、地磁気センサー等を利用して
移動体の進行方位を検出する。

【００４５】角度算出部１１１はＳ２５で方位センサー
部１０９で検出した方位と位置変位ベクトル算出部１０
４で算出した位置変位ベクトルの方位の角度を算出す
る。異常検出部１０６はＳ２６において、角度算出部１
１１で算出した角度の大きさが一定値以上であるか否か
を判定し、その角度が一定値以上になったらＳ２７で異
常と判定し、表示部１３０に異常であることを表示し、
さらに測位判定部１０７がＳ２８で測位を無効と判定し
て測位結果を出力しない。Ｓ２６において異常検出部１
０６が異常と判定していない場合にはＳ２９で測位を有
効と判定して測位結果を出力する。

【００４６】このように、第４の実施の形態によれば、
方位センサー部１０９で検出した方位と位置変位ベクト
ル算出部１０４で算出した位置変位ベクトルの方位とを
比較して異常検出を行うことにより、異常判定をより精
度良く行うことができる。

【００４７】（実施の形態５）図８は本発明の第５の実
施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものであ
る。図８において、ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算部
１０２、異常検出部１０６、測位判定部１０７および表
示部１３０は図１の対応する各部と同様のものである。
１１２は道路データが蓄積してあるＣＤ−ＲＯＭなどの
地図データ部、１１３は地図データ部１１２の道路の方
位と測位演算部１０２で算出した速度ベクトルの方位の
差を算出する角度算出部である。

【００４８】つぎに、図８に示した第５の実施の形態に
よるＧＰＳ受信機の動作について、図５のフローチャー
トとともに説明する。

【００４９】ステップ１１において、ＧＰＳアンテナ１
０１はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。Ｓ１２
において、測位演算部１０２はドップラーシフトを利用
して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を
算出する。

【００５０】一方、地図データ部１１２には道路の方位
などの道路データが蓄積されており、Ｓ１３で移動体の
進行方位をこの道路データの道路方位で検出する。角度
算出部１１３はＳ１４で地図データ部１１２で検出した
方位と測位演算部１０２で算出した速度ベクトルの方位
の差を算出する。異常検出部１０６は角度算出部１１３
で算出した角度の大きさをＳ１５で判定し、その角度が
一定値以上になったらＳ１６で異常と判定し、表示部１
３０に異常であることを表示する。測位判定部１０７で
は、Ｓ１５において異常検出部１０６が異常と判定した
場合はＳ１７で測位を無効と判定して測位結果を出力し
ない。Ｓ１５で異常と判定していない場合にはＳ１８で
測位を有効と判定して測位結果を出力する。

【００５１】このように、第５の実施の形態によれば、
地図データ部の道路の方位と測位演算部で算出した速度
ベクトルの方位とを比較して異常検出を行うことによ
り、異常判定をより精度良く行うことができる。

【００５２】（実施の形態６）図９は本発明の第６の実
施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものであ
る。図９において、ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算部
１０２、測位位置記憶部１０３、位置変位ベクトル算出
部１０４、異常検出部１０６、測位判定部１０７および
表示部１３０は図１の対応する各部と同様のものであ
る。また、地図データ部１１２は図８の地図データ部１
１２と同様のものである。１１４は地図データ部１１２
の道路の方位と位置変位ベクトル算出部１０４で算出し
た位置変位ベクトルの方位の差を算出する角度算出部で
ある。

【００５３】つぎに、図９に示した第６の実施の形態に
よるＧＰＳ受信機の動作について、図７のフローチャー
トとともに説明する。

【００５４】ステップ２１において、ＧＰＳアンテナ１
０１はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。Ｓ２２
において、測位演算部１０２はドップラーシフトを利用
して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を
算出する。位置変位ベクトル算出部１０４は、Ｓ２３に
おいて測位位置記憶部１０３に記憶されている前回の測
位位置と今回の測位位置により位置の変位ベクトルを算
出し、角度算出部１０５に供給する。

【００５５】地図データ部１１２には道路の方位などの
道路データが蓄積されており、Ｓ２４で移動体の進行方
位をこの道路データの道路方位で検出する。

【００５６】角度算出部１１４はＳ２５で地図データ部
１１２で検出した道路の方位と位置変位ベクトル算出部
１０４で算出した位置変位ベクトルの方位の角度を算出
する。異常検出部１０６は角度算出部１１４で算出した
角度の大きさをＳ２６で判定し、その角度が一定値以上
になったらＳ２７で異常と判定し、表示部１３０に異常
であることを表示する。測位判定部１０７では、Ｓ２７
において異常と判定した場合はＳ２８で測位を無効と判
定して測位結果を出力しない。Ｓ２７において異常と判
定していない場合にはＳ２９で測位を有効と判定しして
測位結果を出力する。

【００５７】このように、第６の実施の形態によれば、
地図データ部１１２で検出した方位と位置変位ベクトル
算出部１０４で算出した位置変位ベクトルの方位とを比
較して異常検出を行うことにより、異常判定をより精度
良く行うことができる。

【００５８】（実施の形態７）図１０は本発明の第７の
実施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものであ
る。図１０において、図１０において、ＧＰＳアンテナ
１０１、測位演算部１０２、測位判定部１０７および表
示部１３０は図１の対応する各部と同様のものである。
また、方位センサー部１０９は図４の方位センサー部１
０９と同様のものである。１１５は車速パルスやレーダ
ー等を利用して自動車などの速度を検出する車速センサ
ー部、１１６は方位センサー部１０９で測定した方位と
車速センサー部１１５で測定した車速より速度ベクトル
を生成する速度ベクトル生成部、１１７は速度ベクトル
生成部１１６で得られた速度ベクトルと測位演算部１０
２で算出された速度ベクトルとの差分ベクトルを算出す
る差分ベクトル算出部、１１８は差分ベクトルの大きさ
が一定値以上であった場合に異常であると判定する異常
検出部である。

【００５９】つぎに、図１０に示した第７の実施の形態
によるＧＰＳ受信機の動作について、図１１のフローチ
ャートとともに説明する。

【００６０】ステップ３１において、ＧＰＳアンテナ１
０１はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。Ｓ３２
において、測位演算部１０２はドップラーシフトを利用
して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を
算出する。方位センサー部１０９は、Ｓ３３でジャイ
ロ、地磁気センサー等を利用して自動車の進行方位を検
出し、車速センサー部１１５はＳ３４で車速パルスやレ
ーダー等を利用して車速を検出する。速度ベクトル生成
部１１６は方位センサー部１０９が検出した自動車の進
行方位と速度センサー部１１５が検出した自動車の速度
によりＳ３５で速度ベクトルを生成する。

【００６１】差分ベクトル算出部１１７はＳ３６で速度
ベクトル生成部１１６で生成した速度ベクトルと、測位
演算部１０２で算出した速度ベクトルとの差分ベクトル
を算出する。異常検出部１１８は差分ベクトル算出部１
１７で算出した差分ベクトルの大きさが一定値以上であ
るか否かをＳ３７で判定し、その大きさが一定値以上に
なったらＳ３８で異常と判定し、表示部１３０に異常で
あることを表示する。測位判定部１０７では、Ｓ３８に
おいて異常検出部１１８が異常と判定した場合はＳ３９
で測位を無効と判定して測位結果を出力しない。Ｓ３８
で異常検出部１１８が異常と判定していない場合にはＳ
４０で測位を有効と判定して測位結果を出力する。

【００６２】このように、第７の実施の形態によれば、
方位センサー部１０９および車速センサー１１５の出力
により生成された速度ベクトルと測位演算部１０２で算
出された速度ベクトルとの差分ベクトルの大きさによっ
て異常検出を行うことにより、異常判定をより精度良く
行うことができる。

【００６３】（実施の形態８）図１２は本発明の第８の
実施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものであ
る。図１２において、ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算
部１０２、測位位置記憶部１０３、位置変位ベクトル算
出部１０４、測位判定部１０７および表示部３０は図１
の対応する各部と同様のものである。また、方位センサ
ー部１０９、車速センサー部１１５、速度ベクトル生成
部１１６および以上検出部１１８は図１０の対応する各
部と同様のものである。１１９は速度ベクトル生成部１
１６で生成した速度ベクトルと、位置変位ベクトル算出
部１０４が算出した位置変位ベクトルとの差分ベクトル
を算出する差分ベクトル算出部である。

【００６４】つぎに、図１０に示した第７の実施の形態
によるＧＰＳ受信機の動作について、図１３のフローチ
ャートとともに説明する。

【００６５】ステップ４１において、ＧＰＳアンテナ１
０１はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。Ｓ４２
において、測位演算部１０２はドップラーシフトを利用
して速度ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を
算出する。位置変位ベクトル算出部１０４は、Ｓ４３に
おいて測位位置記憶部１０３に記憶されている前回の測
位位置と今回の測位位置により位置変位ベクトルを算出
し、差分ベクトル算出部１１９に供給する。

【００６６】方位センサー部１０９は、Ｓ４４でジャイ
ロ、地磁気センサー等を利用して自動車の進行方位を検
出し、車速センサー部１１５はＳ４５で車速パルスやレ
ーダー等を利用して車速を検出する。速度ベクトル生成
部１１６は方位センサー部１０９が検出した自動車の進
行方位と速度センサー部１１５が検出した自動車の速度
によりＳ４６で速度ベクトルを生成する。

【００６７】差分ベクトル算出部１１９はＳ４７で速度
ベクトル生成部１１６で生成した速度ベクトルと、測位
演算部１０２で算出した速度ベクトルとの差分ベクトル
を算出する。異常検出部１１８は差分ベクトル算出部１
１９で算出した差分ベクトルの大きさが一定値以上であ
るか否かをＳ４８で判定し、その大きさが一定値以上で
あればＳ４９で異常と判定し、表示部１３０に異常であ
ることを表示する。測位判定部１０７では、Ｓ４９にお
いて異常検出部１１８が異常と判定した場合はＳ５０で
測位を無効と判定して測位結果を出力しない。Ｓ４８で
異常検出部１１８が異常と判定していない場合にはＳ５
１で測位を有効と判定して測位結果を出力する。

【００６８】このように、第８の実施の形態によれば、
方位センサー部１０９および車速センサー１１５の出力
により生成された速度ベクトルと位置変位ベクトル算出
部１０４で算出された位置変位ベクトルとの差分ベクト
ルの大きさによって異常検出を行うことにより、異常判
定をより精度良く行うことができる。

【００６９】（実施の形態９）図１４は本発明の第９の
実施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すものであ
る。図１４において、ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算
部１０２、測位位置記憶部１０３、位置変位ベクトル算
出部１０４、角度算出部１０５、異常検出部１０６およ
び表示部１３０は図１の対応する各部と同様のものであ
る。１２０は測位演算部１０２で算出した速度が一定値
以上の場合にのみ測位の有効無効判定を行う測位判定部
である。

【００７０】つぎに、図１４に示した第９の実施の形態
によるＧＰＳ受信機の動作について、図１５のフローチ
ャートとともに説明する。

【００７１】ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算部１０
２、測位位置記憶部１０３、位置変位ベクトル算出部１
０４、角度算出部１０５の各動作は図1の当該部におけ
る動作、すなわち図２のＳ１からＳ４の動作と同様であ
る。異常検出部１０６では、Ｓ５５において測位演算部
１０２で測定した移動体の速度が一定値以上であるか否
かを判定し、一定値以上であるときはＳ５６で角度算出
部１０５が算出した角度の大きさが一定値以上であるか
否かを判定する。移動体の速度が一定値未満であると
き、および一定値以上であるときでも角度が一定値以上
である場合は異常検出部１０６はＳ５７で測位演算部の
演算結果が異常であると判定し、表示部１３０に表示す
る。そして測位判定部１２０はＳ５８で測位を無効と判
定し測位結果を出力しない。

【００７２】Ｓ５５で移動体の速度が一定値以上であ
り、Ｓ５６で角度が一定値未満であるときは、異常検出
部１０６は測位演算部１０２の測位が正常であると判定
し、測位判定部１２０はＳ５９で測位演算部１０２の測
位結果を有効判定し出力する。

【００７３】このように、第９の実施の形態によれば、
測位の有効判定を一定速度以上に限定することにより、
方位の精度が悪い低速度での誤判定を減少させることが
できるという効果を有する。

【００７４】なお、本実施の形態９は図１の実施の形態
１に適用した場合について説明したが、上記実施の形態
２から８のいずれにも適用できる。

【００７５】（実施の形態１０）図１６は本発明の第１
０の実施の形態におけるＧＰＳ受信機の構成を示すもの
である。図１６において、ＧＰＳアンテナ１０１、測位
演算部１０２、測位位置記憶部１０３、位置変位ベクト
ル算出部１０４、角度算出部１０５、異常検出部１０６
および表示部１３０は図１の対応する各部と同様のもの
である。１２１は１２１は異常検出部１０６で異常を検
出した場合に測位演算部１０２で算出した測位情報に時
定数の大きいフィルターをかけるフィルター部である。

【００７６】つぎに、図１６に示した第９の実施の形態
によるＧＰＳ受信機の動作について説明する。

【００７７】ＧＰＳアンテナ１０１、測位演算部１０
２、測位位置記憶部１０３、位置変位ベクトル算出部１
０４、角度算出部１０５および異常検出部１０６の各動
作は図1の当該部における動作、すなわち図２のＳ１か
らＳ５の動作と同様である。異常検出部１０６が異常を
検出したときは、表示部１３０に表示するとともに、フ
ィルター部１２１で測位演算部１０２で算出した測位情
報を遮断して測位結果を出力しない。異常検出部１０６
が異常を検出しないときは、測位演算部１０２で算出し
た測位情報はフィルター部１２１を通過し、出力され
る。

【００７８】このように、第１０の実施の形態によれ
ば、異常検出部１０６が異常を検出したら測位結果をフ
ィルター部１２１で遮断することにより、測位頻度を落
とさずに測位精度を向上させることができる。

【００７９】なお、本実施の形態１０は図１の実施の形
態１に適用した場合について説明したが、上記実施の形
態２から９のいずれにも適用できる。

【００８０】

【発明の効果】以上のように本発明のＧＰＳ受信機によ
れば、マルチパス或いは反射波を受信した場合でも異常
検出部で測位結果が正常であるか異常であるかを検出
し、その結果に応じて測位判定部で測位結果の有効無効
判定を行い、異常な測位結果を除去することにより、測
位精度の向上を図ることができるという効果を有する。

【００８１】また、本発明のＧＰＳ受信機によれば、速
度ベクトル生成部の速度ベクトルと、測位演算部で算出
された速度ベクトルとの差分ベクトルの大きさにより異
常検出を行うことにより、異常判定をより精度良く行う
ことができるという効果を有する。

【００８２】また、本発明のＧＰＳ受信機によれば、測
位有効無効判定を一定速度以上に限定することにより、
方位の精度が低い低速度での誤判定を減少させることが
できるという効果を有する。

【００８３】また、本発明のＧＰＳ受信機によれば、異
常を検出したら測位結果に時定数の大きいフィルターを
かけることにより、測位頻度を落とさずに測位精度を向
上させることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の第1の実施の形態におけるＧＰＳ受信機
の概略ブロック図

【図2】本発明の第１の実施の形態におけるＧＰＳ受信
機の動作を説明するフロー図

【図３】本発明の第２の実施の形態におけるＧＰＳ受信
機の概略ブロック図

【図４】本発明の第３の実施の形態におけるＧＰＳ受信
機の概略ブロック図

【図５】本発明の第３の実施の形態におけるＧＰＳ受信
機の動作を説明するフロー図

【図６】本発明の第４の実施の形態におけるＧＰＳ受信
機の概略ブロック図

【図７】本発明の第４の実施の形態におけるＧＰＳ受信
機の動作を説明するフロー図

【図８】本発明の第５の実施の形態におけるＧＰＳ受信
機の概略ブロック図

【図９】本発明の第６の実施の形態におけるＧＰＳ受信
機の概略ブロック図

【図１０】本発明の第７の実施の形態におけるＧＰＳ受
信機の概略ブロック図

【図１１】本発明の第７の実施の形態におけるＧＰＳ受
信機の動作を説明するフロー図

【図１２】本発明の第８の実施の形態におけるＧＰＳ受
信機の概略ブロック図

【図１３】本発明の第８の実施の形態におけるＧＰＳ受
信機の動作を説明するフロー図

【図１４】本発明の第９の実施の形態におけるＧＰＳ受
信機の概略ブロック図

【図１５】本発明の第９の実施の形態におけるＧＰＳ受
信機の動作を説明するフロー図

【図１６】本発明の第１０の実施の形態におけるＧＰＳ
受信機の概略ブロック図

【図１７】従来のＧＰＳ受信機の概略ブロック図

【符号の説明】

１０１ＧＰＳアンテナ１０２測位演算部１０３測位位置記憶部１０４位置変位ベクトル算出部１０５，１０８、１１０、１１１、１１３、１１４角
度算出部１０６、１１８異常検出部１０７、１２０測位判定部１０９方位センサー部１１２地図データ部１１５車速センサー部１１６速度ベクトル生成部１１７、１１９差分ベクトル算出部１２１フィルター部

フロントページの続き (72)発明者佐々木雅広神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内 (72)発明者土屋学神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AB07 AC02 AC05 AC12 AC14 5H180 AA01 FF05 5J062 AA12 CC07 DD21 GG02 9A001 BB06 CC02 CC05 JJ78 KK37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星の信号を受信するＧＰＳアンテナ
と、ドップラーシフトを利用して速度ベクトルを算出
し、擬似距離を利用して位置を算出する測位演算部と、
前回の測位位置を記憶する測位位置記憶部と、前回の測
位位置と今回の測位位置から位置の変位ベクトルを算出
する位置変位ベクトル算出部と、測位演算部で算出した
速度ベクトルの方位と位置変位ベクトルの方位の角度を
算出する角度算出部と、角度算出部で算出した角度によ
って測位の異常を検出する異常検出部と、測位の有効無
効を判定する測位判定部とを備えたことを特徴とするＧ
ＰＳ受信機。
【請求項２】角度算出部は速度ベクトルの仰角と位置
変位ベクトルの仰角も含む３次元的な角度を算出するこ
とを特徴とする請求項1に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項３】測位位置記憶部と位置変位ベクトル算出
部の代わりに方位センサー部を備え、方位センサー部で
検出した方位と測位演算部で算出した速度ベクトルの方
位との比較により異常検出を行うことを特徴とする請求
項１および２のいずれかに記載のＧＰＳ受信機。
【請求項４】請求項１および２のいずれかに記載のＧ
ＰＳ受信機において、さらに方位センサー部を備え、方
位センサー部で検出した方位と位置変位ベクトルの方位
との比較により異常検出を行うことを特徴とするＧＰＳ
受信機。
【請求項５】測位位置記憶部と位置変位ベクトル算出
部の代わりに道路データが蓄積してある地図データ部を
備え、地図データ部の道路の方位と測位演算部で算出し
た速度ベクトルの方位との比較により異常検出を行うこ
とを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載のＧ
ＰＳ受信機。
【請求項６】請求項１および２のいずれかに記載のＧ
ＰＳ受信機において、さらに道路データが蓄積してある
地図データ部を備え、地図データ部の道路の方位と位置
変位ベクトルの方位との比較により異常検出を行うこと
を特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項７】衛星の信号を受信するＧＰＳアンテナ
と、ドップラーシフトを利用して速度ベクトルを算出
し、擬似距離を利用して位置を算出する測位演算部と、
方位センサー部と、車速センサー部と、方位センサー部
および車速センサー部の情報から速度ベクトルを生成す
る速度ベクトル生成部と、速度ベクトル生成部からの速
度ベクトルと測位演算部で算出された速度ベクトルとの
差分ベクトルを算出する差分ベクトル算出部とを備え、
前記差分ベクトルの大きさにより異常検出を行うことを
特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項８】請求項７に記載のＧＰＳ受信機におい
て、さらに前回の測位位置を記憶する測位位置記憶部
と、前回の測位位置と今回の測位位置から位置の変位ベ
クトルを算出する位置変位ベクトル算出部とを備え、速
度ベクトル生成部からの速度ベクトルと位置変位ベクト
ル算出部からの変位ベクトルの差分ベクトルの大きさに
より異常検出を行うことを特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項９】移動体が一定速度以上である場合に測位
の有効および無効を判定することを特徴とする請求項１
から８のいずれかに記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１０】異常を検出したとき測位結果に時定数
の大きいフィルターをかけることを特徴とする請求項１
から９のいずれかに記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１１】異常を検出したときその結果を表示す
る表示部を備えたことを特徴とする請求項１から１０の
いずれかに記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１２】ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信す
るステップと、ドップラーシフトを利用して速度ベクト
ルを算出し、擬似距離を利用して位置を算出するステッ
プと、前回の測位位置と今回の測位位置により位置変位
ベクトルを算出するステップと、前記速度ベクトルの方
位と位置変位ベクトルの方位の角度を算出するステップ
と、算出した角度の大きさが一定値以上であるか否かを
判定するステップと、前記角度が一定値以上であるとき
異常と判定し測位を無効とするステップとを含むことを
特徴とする測位方法。
【請求項１３】ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信す
るステップと、ドップラーシフトを利用して速度ベクト
ルを算出し、擬似距離を利用して位置を算出するステッ
プと、移動体の進行方位を検出するステップと、検出し
た方位と前記速度ベクトルの方位の角度を算出するステ
ップと、算出した角度の大きさが一定値以上であるか否
かを判定するステップと、前記角度が一定値以上である
とき異常と判定し測位を無効とするステップとを含むこ
とを特徴とする測位方法。
【請求項１４】ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信す
るステップと、ドップラーシフトを利用して速度ベクト
ルを算出し、擬似距離を利用して位置を算出するステッ
プと、前回の測位位置と今回の測位位置により位置変位
ベクトルを算出するステップと、移動体の進行方位を検
出するステップと、検出した方位と前記位置変位ベクト
ルの方位の角度を算出するステップと、算出した角度の
大きさが一定値以上であるか否かを判定するステップ
と、前記角度が一定値以上であるとき異常と判定し測位
を無効とするステップとを含むことを特徴とする測位方
法。
【請求項１５】ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信す
るステップと、ドップラーシフトを利用して第１の速度
ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を算出する
ステップと、移動体の進行方位を検出するステップと、
移動体の速度を検出するステップと、前記移動体の進行
方位と移動体の速度により第２の速度ベクトルを生成す
るステップと、前記第１および第２の速度ベクトルの差
分ベクトルを算出するステップと、前記差分ベクトルの
大きさが一定値以上であるか否かを判定するステップ
と、前記差分ベクトルが一定値以上であるとき異常と判
定し測位を無効とするステップとを含むことを特徴とす
る測位方法。
【請求項１６】ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信す
るステップと、ドップラーシフトを利用して第１の速度
ベクトルを算出し、擬似距離を利用して位置を算出する
ステップと、前回の測位位置と今回の測位位置により位
置の変位ベクトルを算出するステップと、移動体の進行
方位を検出するステップと、移動体の速度を検出するス
テップと、前記移動体の進行方位と移動体の速度により
第２の速度ベクトルを生成するステップと、前記位置変
位ベクトルと第２の速度ベクトルの差分ベクトルを算出
するステップと、前記差分ベクトルの大きさが一定値以
上であるか否かを判定するステップと、前記差分ベクト
ルが一定値以上であるとき異常と判定し測位を無効とす
るステップとを含むことを特徴とする測位方法。
【請求項１７】移動体の速度が一定値以上であるか否
かを判定するステップと、前記速度が一定値以上である
とき前記角度の大きさが一定値以上であるか否かを判定
するステップと、前記角度が一定値以上であるとき異常
と判定し測位を無効とするステップとを含むことを特徴
とする請求項１２から１４のいずれかに記載の測位方
法。
【請求項１８】移動体の速度が一定値以上であるか否
かを判定するステップと、前記速度が一定値以上である
とき前記差分ベクトルの大きさが一定値以上であるか否
かを判定するステップと、前記差分ベクトルが一定値以
上であるとき異常と判定し測位を無効とするステップと
を含むことを特徴とする請求項１５および１６のいずれ
かに記載の測位方法。
【請求項１９】異常を検出したとき測位結果に時定数
の大きいフィルターをかけるステップを含むことを特徴
とする請求項１２から１８のいずれかに記載の測位方
法。
【請求項２０】異常を検出したときその結果を表示す
るステップを含むことを特徴とする請求項１２から１９
のいずれかに記載の即位方法。