JP2002022818A - Ｇｐｓ受信機及びナビゲーションシステム - Google Patents
Ｇｐｓ受信機及びナビゲーションシステムInfo
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- JP2002022818A JP2002022818A JP2000204326A JP2000204326A JP2002022818A JP 2002022818 A JP2002022818 A JP 2002022818A JP 2000204326 A JP2000204326 A JP 2000204326A JP 2000204326 A JP2000204326 A JP 2000204326A JP 2002022818 A JP2002022818 A JP 2002022818A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＧＰＳ測位解にマルチパスによる影響が含ま
る場合であっても、マルチパスの影響度に応じた的確な
誤差推定値を出力することのできるＧＰＳ受信機を提供
する。 【解決手段】 誤差係数設定手段が、マルチパスによる
影響の度合いを検出するとともにその度合いに応じた疑
似距離誤差係数Ｅｍを出力し、誤差推定手段は、誤差係
数設定手段から得られる疑似距離誤差係数Ｅｍに基づい
て、 ＤＲＭＳ＝ＨＤＯＰ＊（σＵＥＲＥ ２＋Ｅｍ２）１／２ の定義で、誤差推定値ＤＲＭＳを算出する。ナビゲーシ
ョンシステムは、このマルチパスによる影響度が反映さ
れたＤＲＭＳを用いて、ＧＰＳ測位解の精度評価を行う
ことができる。
る場合であっても、マルチパスの影響度に応じた的確な
誤差推定値を出力することのできるＧＰＳ受信機を提供
する。 【解決手段】 誤差係数設定手段が、マルチパスによる
影響の度合いを検出するとともにその度合いに応じた疑
似距離誤差係数Ｅｍを出力し、誤差推定手段は、誤差係
数設定手段から得られる疑似距離誤差係数Ｅｍに基づい
て、 ＤＲＭＳ＝ＨＤＯＰ＊（σＵＥＲＥ ２＋Ｅｍ２）１／２ の定義で、誤差推定値ＤＲＭＳを算出する。ナビゲーシ
ョンシステムは、このマルチパスによる影響度が反映さ
れたＤＲＭＳを用いて、ＧＰＳ測位解の精度評価を行う
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＰＳ（Global P
ositioning System）受信機及びそれを搭載したナビゲ
ーションシステムに関する。
ositioning System）受信機及びそれを搭載したナビゲ
ーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星から放射さ
れるＧＰＳ信号を受信してＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機自
身との距離（疑似距離）を測定し、複数の衛星からのＧ
ＰＳ信号を同時に受信することによりＧＰＳ受信機自身
の位置（ＧＰＳ測位解）を算出するＧＰＳ測位演算を実
行する。このとき、４つ以上のＧＰＳ衛星からの信号が
受信できると、３次元（緯度、経度、高度）の測位解が
得られる。ＧＰＳ測位解は、車速センサ、ジャイロセン
サ等を用いたデッドレコニング（推測航法）結果よりも
一般に高精度であり、デッドレコニングとＧＰＳ測位を
併用する移動体ナビゲーションシステムでは、ＧＰＳ測
位解がデッドレコニング結果を補正する為に用いられて
いる。
れるＧＰＳ信号を受信してＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機自
身との距離（疑似距離）を測定し、複数の衛星からのＧ
ＰＳ信号を同時に受信することによりＧＰＳ受信機自身
の位置（ＧＰＳ測位解）を算出するＧＰＳ測位演算を実
行する。このとき、４つ以上のＧＰＳ衛星からの信号が
受信できると、３次元（緯度、経度、高度）の測位解が
得られる。ＧＰＳ測位解は、車速センサ、ジャイロセン
サ等を用いたデッドレコニング（推測航法）結果よりも
一般に高精度であり、デッドレコニングとＧＰＳ測位を
併用する移動体ナビゲーションシステムでは、ＧＰＳ測
位解がデッドレコニング結果を補正する為に用いられて
いる。
【０００３】ＧＰＳ受信機はＧＰＳ測位解の算出ととも
に、そのＧＰＳ測位解に含まれる誤差推定値を算出す
る。ＧＰＳ受信機を利用する移動体ナビゲーションシス
テムでは、新たなＧＰＳ測位解が得られたとき、相対位
置であるデッドレコニング結果と、絶対位置であるＧＰ
Ｓ測位解とを比較し、デッドレコニング結果がＧＰＳ測
位解に対する誤差推定値の範囲を超えている場合には、
デッドレコニング結果が正常でないと見なし、移動***
置としてＧＰＳ測位解を採用し、デッドレコニングのた
めの基点をＧＰＳ測位解に修正してデッドレコニングを
続行させる。一方、デッドレコニング結果がＧＰＳ測位
解に対する誤差推定値の範囲内である場合には、移動体
位置として相対位置をそのまま使用する。
に、そのＧＰＳ測位解に含まれる誤差推定値を算出す
る。ＧＰＳ受信機を利用する移動体ナビゲーションシス
テムでは、新たなＧＰＳ測位解が得られたとき、相対位
置であるデッドレコニング結果と、絶対位置であるＧＰ
Ｓ測位解とを比較し、デッドレコニング結果がＧＰＳ測
位解に対する誤差推定値の範囲を超えている場合には、
デッドレコニング結果が正常でないと見なし、移動***
置としてＧＰＳ測位解を採用し、デッドレコニングのた
めの基点をＧＰＳ測位解に修正してデッドレコニングを
続行させる。一方、デッドレコニング結果がＧＰＳ測位
解に対する誤差推定値の範囲内である場合には、移動体
位置として相対位置をそのまま使用する。
【０００４】このように、誤差推定値はＧＰＳ測位解の
精度を評価する重要な指標として用いられている。従
来、ＧＰＳ受信機では、誤差推定値として、ＤＲＭＳ
（Distance Root Mean Square）或いは２ＤＲＭＳが用
いられている。ＤＲＭＳは、ＧＰＳ測位解について水平
方向（緯度、経度）測位誤差を表しており、次の数２の
ように定義されている。
精度を評価する重要な指標として用いられている。従
来、ＧＰＳ受信機では、誤差推定値として、ＤＲＭＳ
（Distance Root Mean Square）或いは２ＤＲＭＳが用
いられている。ＤＲＭＳは、ＧＰＳ測位解について水平
方向（緯度、経度）測位誤差を表しており、次の数２の
ように定義されている。
【数２】 ここで、ＨＤＯＰは、ＧＰＳ衛星の擬似距離（ＧＰＳ受
信機が測定したＧＰＳ衛星とＧＰＳレシーバ間の距離）
測定誤差の測位解誤差への拡大係数であるＤＯＰ（Dilu
tion Of Precision）についての水平方向の成分であ
る。σＵＥＲＥは、ＵＥＲＥ（User Equivalent Range
Error；利用者等価測距誤差）と呼ばれるものであり、
擬似距離測定誤差についての１σ値（標準偏差）を表
し、通常は、全てのＧＰＳ衛星に対して共通の定数とさ
れる。なお、ＵＥＲＥの要因として、衛星軌道情報誤
差、衛星時計誤差、電離層伝搬誤差、対流圏伝搬誤差、
受信機ノイズ誤差などが、経験的に知られている。
信機が測定したＧＰＳ衛星とＧＰＳレシーバ間の距離）
測定誤差の測位解誤差への拡大係数であるＤＯＰ（Dilu
tion Of Precision）についての水平方向の成分であ
る。σＵＥＲＥは、ＵＥＲＥ（User Equivalent Range
Error；利用者等価測距誤差）と呼ばれるものであり、
擬似距離測定誤差についての１σ値（標準偏差）を表
し、通常は、全てのＧＰＳ衛星に対して共通の定数とさ
れる。なお、ＵＥＲＥの要因として、衛星軌道情報誤
差、衛星時計誤差、電離層伝搬誤差、対流圏伝搬誤差、
受信機ノイズ誤差などが、経験的に知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＧＰＳ信号
の受信では、建物等によって反射した信号が受信される
マルチパスが問題となる。図４は、マルチパスによる影
響を受けているＧＰＳ受信機４５を示している。図のよ
うに、ＧＰＳ受信機４５には、直接波Ｓのみでなく、建
物４４で反射した反射波Ｓｍが受信されている。反射波
Ｓｍは、直接波Ｓよりも飛行時間が長いため、直接波Ｓ
よりも送れてＧＰＳ受信機に到来する。すなわち、時刻
ｔ０にＧＰＳ衛星４１から発射された直接波Ｓが、ＧＰ
Ｓ受信機４５に到来する時刻をｔ１とすると、反射波Ｓ
ｍは、遅れ時間δ経過後の時刻（ｔ１＋δ）にＧＰＳ受
信機４５に到来する。
の受信では、建物等によって反射した信号が受信される
マルチパスが問題となる。図４は、マルチパスによる影
響を受けているＧＰＳ受信機４５を示している。図のよ
うに、ＧＰＳ受信機４５には、直接波Ｓのみでなく、建
物４４で反射した反射波Ｓｍが受信されている。反射波
Ｓｍは、直接波Ｓよりも飛行時間が長いため、直接波Ｓ
よりも送れてＧＰＳ受信機に到来する。すなわち、時刻
ｔ０にＧＰＳ衛星４１から発射された直接波Ｓが、ＧＰ
Ｓ受信機４５に到来する時刻をｔ１とすると、反射波Ｓ
ｍは、遅れ時間δ経過後の時刻（ｔ１＋δ）にＧＰＳ受
信機４５に到来する。
【０００６】この場合、直接波Ｓを用いて求められる疑
似距離は、ｃ＊（ｔ１−ｔ０）であるが（ただし、ｃは
光速）、反射波Ｓｍを用いて求められる疑似距離は、ｃ
＊（ｔ１＋δ−ｔ０）となる。すなわち、反射波Ｓｍを
用いて求められた疑似距離は、本来の直接波で求められ
る疑似距離よりも大きくなり、すなわち、含まれる誤差
が大きくなる。ＧＰＳ受信機４５が、反射波Ｓｍによっ
て求めた疑似距離を含めてＧＰＳ測位演算を行った場
合、得られるＧＰＳ測位解に含まれる誤差が大きくな
る。
似距離は、ｃ＊（ｔ１−ｔ０）であるが（ただし、ｃは
光速）、反射波Ｓｍを用いて求められる疑似距離は、ｃ
＊（ｔ１＋δ−ｔ０）となる。すなわち、反射波Ｓｍを
用いて求められた疑似距離は、本来の直接波で求められ
る疑似距離よりも大きくなり、すなわち、含まれる誤差
が大きくなる。ＧＰＳ受信機４５が、反射波Ｓｍによっ
て求めた疑似距離を含めてＧＰＳ測位演算を行った場
合、得られるＧＰＳ測位解に含まれる誤差が大きくな
る。
【０００７】また、このときＧＰＳ受信機４５において
誤差推定値は、上記数２にしたがって算出される。σ
ＵＥＲＥは定数であり、また、ＨＤＯＰはＧＰＳ信号を
復調して得られる、衛星の軌道情報に基づいて算出され
る。たとえ反射波であっても得られる軌道情報自体には
変わりが無いため、ＤＲＭＳは、直接波のみでＧＰＳ測
位解が算出される場合であっても、反射波が含まれた状
態でＧＰＳ測位解が算出される場合であっても同じ値に
なる。
誤差推定値は、上記数２にしたがって算出される。σ
ＵＥＲＥは定数であり、また、ＨＤＯＰはＧＰＳ信号を
復調して得られる、衛星の軌道情報に基づいて算出され
る。たとえ反射波であっても得られる軌道情報自体には
変わりが無いため、ＤＲＭＳは、直接波のみでＧＰＳ測
位解が算出される場合であっても、反射波が含まれた状
態でＧＰＳ測位解が算出される場合であっても同じ値に
なる。
【０００８】ＧＰＳ測位解がマルチパスによる影響を受
け、大きな誤差を含み、デッドレコニング結果と比較し
てかなりの開きができた場合であっても、多くの場合、
誤差推定値はその開き以内になっていると推定される。
この場合、デッドレコニング結果がＧＰＳ測位解の誤差
範囲を超えているので、移動***置としてＧＰＳ測位解
が用いられ、以後のデッドレコニングの基点としてその
ＧＰＳ測位解の位置が使用されることになる。図５は、
このような状態を示している。図５において、デッドレ
コニング測位による位置がＰｄであり、マルチパスの影
響を受けたＧＰＳ測位解がＰｇである。Ｐｄが誤差推定
値ＤＲＭＳの範囲を表す円Ｃ０の外側にあるため、移動
***置は、Ｐｇの位置とされ、デッドレコニングの基点
はＰｇの位置に補正される。
け、大きな誤差を含み、デッドレコニング結果と比較し
てかなりの開きができた場合であっても、多くの場合、
誤差推定値はその開き以内になっていると推定される。
この場合、デッドレコニング結果がＧＰＳ測位解の誤差
範囲を超えているので、移動***置としてＧＰＳ測位解
が用いられ、以後のデッドレコニングの基点としてその
ＧＰＳ測位解の位置が使用されることになる。図５は、
このような状態を示している。図５において、デッドレ
コニング測位による位置がＰｄであり、マルチパスの影
響を受けたＧＰＳ測位解がＰｇである。Ｐｄが誤差推定
値ＤＲＭＳの範囲を表す円Ｃ０の外側にあるため、移動
***置は、Ｐｇの位置とされ、デッドレコニングの基点
はＰｇの位置に補正される。
【０００９】位置Ｐｇは、マルチパスに影響された、誤
った位置であるため、このような場合、ナビゲーション
システムの表示画面では、移動体の表示位置が突然誤っ
た位置に移動してしまう所謂位置飛びを起こす。
った位置であるため、このような場合、ナビゲーション
システムの表示画面では、移動体の表示位置が突然誤っ
た位置に移動してしまう所謂位置飛びを起こす。
【００１０】また、ＧＰＳ受信機は、一般にカルマンフ
ィルタなどの推定フィルタを用い、ＧＰＳ測位解の平滑
化を行っている。ＧＰＳ測位解がしばらくの間マルチパ
スによる影響を受ける位置にあった後に、マルチパスに
よる影響が無い位置に移動しても、推定フィルタには過
去の軌道データが蓄積されるため、フィルタ出力は直ち
にはマルチパスの影響の無い正しい位置には近づかな
い。すなわち、推定フィルタには、マルチパスによる影
響が解消された後もしばらくマルチパスによる誤った情
報が残ることになる。
ィルタなどの推定フィルタを用い、ＧＰＳ測位解の平滑
化を行っている。ＧＰＳ測位解がしばらくの間マルチパ
スによる影響を受ける位置にあった後に、マルチパスに
よる影響が無い位置に移動しても、推定フィルタには過
去の軌道データが蓄積されるため、フィルタ出力は直ち
にはマルチパスの影響の無い正しい位置には近づかな
い。すなわち、推定フィルタには、マルチパスによる影
響が解消された後もしばらくマルチパスによる誤った情
報が残ることになる。
【００１１】本発明は以上のような事情に鑑みてなされ
た。すなわち、本発明は、ＧＰＳ測位演算がマルチパス
による影響を受けた場合であっても、その影響に応じた
正しい誤差推定値を出力することのできるＧＰＳ受信機
を提供すること。また、マルチパスによる影響が解消さ
れた際に、速やかに正しいＧＰＳ測位解を出力するＧＰ
Ｓ受信機を提供することを目的とする。
た。すなわち、本発明は、ＧＰＳ測位演算がマルチパス
による影響を受けた場合であっても、その影響に応じた
正しい誤差推定値を出力することのできるＧＰＳ受信機
を提供すること。また、マルチパスによる影響が解消さ
れた際に、速やかに正しいＧＰＳ測位解を出力するＧＰ
Ｓ受信機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載のＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ測位解とともにＧＰＳ測位
解に対する誤差推定値を出力するＧＰＳ受信機であっ
て、マルチパスによる影響の有無を判定する判定手段
と、該判定結果を加味してＧＰＳ測位解に対する誤差推
定値を算出する誤差推定手段とを備えることを特徴とす
る。マルチパスによる影響を受けてＧＰＳ測位解に含ま
れる誤差が変化するとき、誤差推定値を変化させること
が可能である。
載のＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ測位解とともにＧＰＳ測位
解に対する誤差推定値を出力するＧＰＳ受信機であっ
て、マルチパスによる影響の有無を判定する判定手段
と、該判定結果を加味してＧＰＳ測位解に対する誤差推
定値を算出する誤差推定手段とを備えることを特徴とす
る。マルチパスによる影響を受けてＧＰＳ測位解に含ま
れる誤差が変化するとき、誤差推定値を変化させること
が可能である。
【００１３】マルチパスによる反射波は、直接波よりも
送れて到着するか、又は直接波よりも信号強度が低くな
っている。したがって、判定手段は、同一のＧＰＳ衛星
からのＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで受信し、同
一のＧＰＳ衛星からの信号であって、到着時間、信号強
度の少なくともいずれか一方が異なっている信号が得ら
れた場合には、マルチパスによる影響が有ると判定する
ことが可能である（請求項２）。
送れて到着するか、又は直接波よりも信号強度が低くな
っている。したがって、判定手段は、同一のＧＰＳ衛星
からのＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで受信し、同
一のＧＰＳ衛星からの信号であって、到着時間、信号強
度の少なくともいずれか一方が異なっている信号が得ら
れた場合には、マルチパスによる影響が有ると判定する
ことが可能である（請求項２）。
【００１４】また、請求項３に記載のＧＰＳ受信機は、
誤差推定手段が、マルチパスによる影響が有ると判定さ
れる場合の方が、マルチパスによる影響が無いと判定さ
れる場合よりも大きな値となるように誤差推定値を算出
する。マルチパスによる影響が有るときには、ＧＰＳ測
位解に含まれる誤差も大きくなるが、誤差推定値が大き
な値として算出されるので、この誤差推定値を用いれ
ば、ＧＰＳ測位解に含まれる誤差を適切に評価すること
が可能である。
誤差推定手段が、マルチパスによる影響が有ると判定さ
れる場合の方が、マルチパスによる影響が無いと判定さ
れる場合よりも大きな値となるように誤差推定値を算出
する。マルチパスによる影響が有るときには、ＧＰＳ測
位解に含まれる誤差も大きくなるが、誤差推定値が大き
な値として算出されるので、この誤差推定値を用いれ
ば、ＧＰＳ測位解に含まれる誤差を適切に評価すること
が可能である。
【００１５】また、ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ測位解を平
滑化するための推定フィルタをさらに備え、該推定フィ
ルタは、判定手段によって、マルチパスの影響が無くな
ったことが検出されたときには、該推定フィルタに蓄積
される過去の軌跡データを消去して、現在のＧＰＳ測位
解をフィルタ出力とすることが好ましい。この場合、マ
ルチパスの影響が無くなった時点で、ＧＰＳ受信機から
出力されるＧＰＳ測位解が、直ちに、マルチパスの影響
の無い正しい値になる（請求項４）。
滑化するための推定フィルタをさらに備え、該推定フィ
ルタは、判定手段によって、マルチパスの影響が無くな
ったことが検出されたときには、該推定フィルタに蓄積
される過去の軌跡データを消去して、現在のＧＰＳ測位
解をフィルタ出力とすることが好ましい。この場合、マ
ルチパスの影響が無くなった時点で、ＧＰＳ受信機から
出力されるＧＰＳ測位解が、直ちに、マルチパスの影響
の無い正しい値になる（請求項４）。
【００１６】請求項５に記載のＧＰＳ受信機は、受信し
たＧＰＳ信号に基づきＧＰＳ測位解を算出するＧＰＳ受
信装置であって、マルチパスによる影響の有無を判定す
る判定手段と、ＧＰＳ測位解を平滑化するための推定フ
ィルタとを備え、該推定フィルタは、判定手段によって
マルチパスの影響が無くなったことが判定されたときに
は、該推定フィルタに蓄積される過去の軌跡データを消
去して、現在のＧＰＳ測位解をフィルタ出力とする初期
化を行う。この場合、マルチパスの影響が無くなったと
判定された時点で、ＧＰＳ受信機から出力されるＧＰＳ
測位解が、直ちにマルチパスの影響を含まない正しい値
になる。
たＧＰＳ信号に基づきＧＰＳ測位解を算出するＧＰＳ受
信装置であって、マルチパスによる影響の有無を判定す
る判定手段と、ＧＰＳ測位解を平滑化するための推定フ
ィルタとを備え、該推定フィルタは、判定手段によって
マルチパスの影響が無くなったことが判定されたときに
は、該推定フィルタに蓄積される過去の軌跡データを消
去して、現在のＧＰＳ測位解をフィルタ出力とする初期
化を行う。この場合、マルチパスの影響が無くなったと
判定された時点で、ＧＰＳ受信機から出力されるＧＰＳ
測位解が、直ちにマルチパスの影響を含まない正しい値
になる。
【００１７】請求項６に記載のＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ
測位解とともにＧＰＳ測位解に対する誤差推定値を出力
するＧＰＳ受信機であって、マルチパスによる影響の度
合いを検出するとともにその度合いに応じた疑似距離誤
差係数を設定する誤差係数設定手段と、該疑似距離誤差
係数を加味してＧＰＳ測位解に対する誤差推定値を算出
する誤差推定手段とを備えることを特徴とする。マルチ
パスの影響が強いとき、誤差推定値を大きくし、ＧＰＳ
測位解含まれる誤差を適切に反映した誤差推定値を出力
することが可能である。
測位解とともにＧＰＳ測位解に対する誤差推定値を出力
するＧＰＳ受信機であって、マルチパスによる影響の度
合いを検出するとともにその度合いに応じた疑似距離誤
差係数を設定する誤差係数設定手段と、該疑似距離誤差
係数を加味してＧＰＳ測位解に対する誤差推定値を算出
する誤差推定手段とを備えることを特徴とする。マルチ
パスの影響が強いとき、誤差推定値を大きくし、ＧＰＳ
測位解含まれる誤差を適切に反映した誤差推定値を出力
することが可能である。
【００１８】誤差係数設定手段は、マルチパスの影響が
無い場合には、疑似距離誤差係数を０に設定する（請求
項７）。
無い場合には、疑似距離誤差係数を０に設定する（請求
項７）。
【００１９】また、前記誤差係数設定手段は、同一のＧ
ＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで受
信し、同一のＧＰＳ衛星からの信号であって、到着時
間、信号強度の少なくともいずれか一方が異なっている
信号が得られた場合には、該得られた信号の到着時間が
遅ければ遅いほど、又は、信号強度が低ければ低いほど
疑似距離誤差係数を大きく設定するのが好ましい（請求
項８）。この場合、マルチパスの影響の度合いが大きい
ほど疑似距離誤差係数も大きくなるので、誤差推定手段
は、その疑似距離誤差係数が大きくなることに応じて、
誤差推定値を大きな値として算出する。
ＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで受
信し、同一のＧＰＳ衛星からの信号であって、到着時
間、信号強度の少なくともいずれか一方が異なっている
信号が得られた場合には、該得られた信号の到着時間が
遅ければ遅いほど、又は、信号強度が低ければ低いほど
疑似距離誤差係数を大きく設定するのが好ましい（請求
項８）。この場合、マルチパスの影響の度合いが大きい
ほど疑似距離誤差係数も大きくなるので、誤差推定手段
は、その疑似距離誤差係数が大きくなることに応じて、
誤差推定値を大きな値として算出する。
【００２０】或いは、前記誤差係数設定手段は、同一の
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで
受信し、同一のＧＰＳ衛星からの信号であって到着時間
の遅れが有り、且つ、信号強度δが低く、ただし信号強
度の絶対値が所定の閾値以上である、という条件を満た
す信号が得られた場合には、該得られた信号の到着時間
が遅ければ遅いほど、又は、信号強度δが低ければ低い
ほど疑似距離誤差係数を大きな値に設定しても良い（請
求項９）。
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで
受信し、同一のＧＰＳ衛星からの信号であって到着時間
の遅れが有り、且つ、信号強度δが低く、ただし信号強
度の絶対値が所定の閾値以上である、という条件を満た
す信号が得られた場合には、該得られた信号の到着時間
が遅ければ遅いほど、又は、信号強度δが低ければ低い
ほど疑似距離誤差係数を大きな値に設定しても良い（請
求項９）。
【００２１】誤差推定手段は、誤差係数設定手段が出力
する疑似距離誤差係数Ｅｍを用い、誤差推定値ＤＲＭＳ
を上記数１の定義、 で算出することが好ましい（請求項１０）。誤差推定値
としてのＤＲＭＳに、擬似距離誤差係数の変化が適切に
反映される。
する疑似距離誤差係数Ｅｍを用い、誤差推定値ＤＲＭＳ
を上記数１の定義、 で算出することが好ましい（請求項１０）。誤差推定値
としてのＤＲＭＳに、擬似距離誤差係数の変化が適切に
反映される。
【００２２】また、この場合も、ＧＰＳ測位解を平滑化
するための推定フィルタをさらに備え、該推定フィルタ
は、誤差係数設定手段によって、マルチパスの影響が無
くなったことが検出されたときには、該推定フィルタに
蓄積される過去の軌跡データを消去して、現在のＧＰＳ
測位解をフィルタ出力とするのが好ましい（請求項１
１）。
するための推定フィルタをさらに備え、該推定フィルタ
は、誤差係数設定手段によって、マルチパスの影響が無
くなったことが検出されたときには、該推定フィルタに
蓄積される過去の軌跡データを消去して、現在のＧＰＳ
測位解をフィルタ出力とするのが好ましい（請求項１
１）。
【００２３】請求項１２に記載のＧＰＳ受信機は、受信
したＧＰＳ信号に基づきＧＰＳ測位解を算出するＧＰＳ
受信装置であって、マルチパスによる影響の度合いを検
出するとともにその度合いに応じた疑似距離誤差係数を
設定する誤差係数設定手段と、ＧＰＳ測位解を平滑化す
るための推定フィルタとを備え、該推定フィルタは、疑
似距離誤差係数が所定値以下となったときには、該推定
フィルタに蓄積される過去の軌跡データを消去して、現
在のＧＰＳ測位解をフィルタ出力とする初期化を行う。
この場合、マルチパスの影響の度合いが所定値以下に低
下したと判定された時点で、ＧＰＳ受信機から出力され
るＧＰＳ測位解が、直ちにマルチパスの影響を含まない
正しい値になる。
したＧＰＳ信号に基づきＧＰＳ測位解を算出するＧＰＳ
受信装置であって、マルチパスによる影響の度合いを検
出するとともにその度合いに応じた疑似距離誤差係数を
設定する誤差係数設定手段と、ＧＰＳ測位解を平滑化す
るための推定フィルタとを備え、該推定フィルタは、疑
似距離誤差係数が所定値以下となったときには、該推定
フィルタに蓄積される過去の軌跡データを消去して、現
在のＧＰＳ測位解をフィルタ出力とする初期化を行う。
この場合、マルチパスの影響の度合いが所定値以下に低
下したと判定された時点で、ＧＰＳ受信機から出力され
るＧＰＳ測位解が、直ちにマルチパスの影響を含まない
正しい値になる。
【００２４】以上で述べたＧＰＳ受信機を備えるナビゲ
ーションシステムを構成した場合、このようなナビゲー
ションシステムでは、ＧＰＳ測位解とともに送られてく
る誤差推定値を用いることで、マルチパスによる影響が
ある場合であってもＧＰＳ測位解の精度評価を正しく行
うことができ、ナビゲーションシステムとしての位置推
定精度を高めることが可能となる（請求項１３）。
ーションシステムを構成した場合、このようなナビゲー
ションシステムでは、ＧＰＳ測位解とともに送られてく
る誤差推定値を用いることで、マルチパスによる影響が
ある場合であってもＧＰＳ測位解の精度評価を正しく行
うことができ、ナビゲーションシステムとしての位置推
定精度を高めることが可能となる（請求項１３）。
【００２５】また、このようなナビゲーションシステム
は、相対位置としてのデッドレコニング結果が、絶対位
置としてのＧＰＳ測位解の誤差推定値の範囲外である場
合に、移動体の最終的なナビゲーション出力を該絶対位
置とする補正を行う補正手段を有することが好ましい
（請求項１４）。ＧＰＳ測位解がマルチパスによる影響
を受け、絶対位置としてのＧＰＳ測位解が相対位置に対
して遠ざかった場合でも、影響度に応じて誤差推定値も
大きくなっているので、移動体の最終的なナビゲーショ
ン出力が、誤った位置に補正されてしまう可能性が減少
する。すなわち、ナビゲーションシステムの位置推定精
度が向上する。
は、相対位置としてのデッドレコニング結果が、絶対位
置としてのＧＰＳ測位解の誤差推定値の範囲外である場
合に、移動体の最終的なナビゲーション出力を該絶対位
置とする補正を行う補正手段を有することが好ましい
（請求項１４）。ＧＰＳ測位解がマルチパスによる影響
を受け、絶対位置としてのＧＰＳ測位解が相対位置に対
して遠ざかった場合でも、影響度に応じて誤差推定値も
大きくなっているので、移動体の最終的なナビゲーショ
ン出力が、誤った位置に補正されてしまう可能性が減少
する。すなわち、ナビゲーションシステムの位置推定精
度が向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態として
の、ＧＰＳ受信機５０及びこのＧＰＳ受信機５０を搭載
したナビゲーションシステム９０のブロック図である。
図１のＧＰＳ受信機５０には、搬送波周波数１，５７
５．４２ＭＨｚで送信されてくるＧＰＳ信号をベースバ
ンド信号に復調処理する機能を持つ受信チャンネル２９
が、合計８つ設けられている。なお、受信チャンネル２
９は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）の機
能として実現されている。ＣＰＵ１１は、受信チャンネ
ル２９で夫々同時に受信される複数のＧＰＳ信号を用い
て疑似距離を測定するとともに、ＧＰＳ測位演算、マル
チパスの影響の検出、ＧＰＳ測位解に対する誤差推定値
の演算等を実行する。さらに、ＣＰＵ１１は時計機能を
有している。
の、ＧＰＳ受信機５０及びこのＧＰＳ受信機５０を搭載
したナビゲーションシステム９０のブロック図である。
図１のＧＰＳ受信機５０には、搬送波周波数１，５７
５．４２ＭＨｚで送信されてくるＧＰＳ信号をベースバ
ンド信号に復調処理する機能を持つ受信チャンネル２９
が、合計８つ設けられている。なお、受信チャンネル２
９は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）の機
能として実現されている。ＣＰＵ１１は、受信チャンネ
ル２９で夫々同時に受信される複数のＧＰＳ信号を用い
て疑似距離を測定するとともに、ＧＰＳ測位演算、マル
チパスの影響の検出、ＧＰＳ測位解に対する誤差推定値
の演算等を実行する。さらに、ＣＰＵ１１は時計機能を
有している。
【００２７】ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号は、
アンテナ１で捉えられ、周波数変換回路２に入力され
る。周波数変換回路２は、アンテナ１から入力されるＧ
ＰＳ信号と、基準周波数発生器４の発振周波数をもとに
シンセサイザ３が発生する局部発振周波数とを乗算する
ことで、アンテナ１から入力されるＧＰＳ信号の搬送波
周波数を、中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートす
る。この中間周波数の信号は、ＡＤ変換部５によってデ
ジタル信号に変換される。
アンテナ１で捉えられ、周波数変換回路２に入力され
る。周波数変換回路２は、アンテナ１から入力されるＧ
ＰＳ信号と、基準周波数発生器４の発振周波数をもとに
シンセサイザ３が発生する局部発振周波数とを乗算する
ことで、アンテナ１から入力されるＧＰＳ信号の搬送波
周波数を、中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートす
る。この中間周波数の信号は、ＡＤ変換部５によってデ
ジタル信号に変換される。
【００２８】ＡＤ変換部５でデジタル信号に変換された
信号は、受信チャンネル２９の夫々に入力される。受信
チャンネル２９は、ＧＰＳ信号を捕捉・追尾する機能を
持つ。受信チャネル２９は計８つ有るので、ＧＰＳ信号
を同時に計８つ受信することが可能である。なお、ＧＰ
Ｓ受信機５０では、受信チャンネル２９の数が合計８つ
であるとしているが、受信チャンネルの数をさらに増加
させてＧＰＳ受信機５０を構成しても良い。
信号は、受信チャンネル２９の夫々に入力される。受信
チャンネル２９は、ＧＰＳ信号を捕捉・追尾する機能を
持つ。受信チャネル２９は計８つ有るので、ＧＰＳ信号
を同時に計８つ受信することが可能である。なお、ＧＰ
Ｓ受信機５０では、受信チャンネル２９の数が合計８つ
であるとしているが、受信チャンネルの数をさらに増加
させてＧＰＳ受信機５０を構成しても良い。
【００２９】ＡＤ変換部５からの信号は、キャリア相関
部６に入力され、キャリアＮＣＯ（NCO;数値制御発振
器）７で発生されるクロック信号と乗算される。キャリ
ア相関部６からの出力信号はＣＰＵ１１に入力され、Ｃ
ＰＵ１１は、ＡＤ変換部５からキャリア相関部６に入力
される搬送波周波数と、キャリＮＣＯ７で発生されるク
ロック信号の周波数及び位相が等しくなるように、キャ
リアＮＣＯ制御信号１８によってキャリアＮＣＯ７を制
御する。以上の制御により、キャリア相関部６からは搬
送波周波数成分が除去された信号が、ＣＡコード相関部
８に対して出力される。
部６に入力され、キャリアＮＣＯ（NCO;数値制御発振
器）７で発生されるクロック信号と乗算される。キャリ
ア相関部６からの出力信号はＣＰＵ１１に入力され、Ｃ
ＰＵ１１は、ＡＤ変換部５からキャリア相関部６に入力
される搬送波周波数と、キャリＮＣＯ７で発生されるク
ロック信号の周波数及び位相が等しくなるように、キャ
リアＮＣＯ制御信号１８によってキャリアＮＣＯ７を制
御する。以上の制御により、キャリア相関部６からは搬
送波周波数成分が除去された信号が、ＣＡコード相関部
８に対して出力される。
【００３０】ＣＡコード相関部８では、キャリ相関部８
からの信号と、コードＮＣＯ（NCO;数値制御発振器）１
０で発生されるＣ／Ａコードのクロック周波数をもとに
ＣＡコード発生部９で発生される擬似ランダムコード信
号とが乗算される。また、ＣＡコード相関部８からの出
力信号はＣＰＵ１１に入力され、ＣＰＵ１１は、キャリ
ア相関部６からＣＡコード相関部８に入力される信号
と、コードＮＣＯ及びＣＡコード発生部９で発生される
擬似ランダムコード信号の周波数及び位相が等しくなる
ように、コードＮＣＯ制御信号１９によって、コードＮ
ＣＯ１０及びＣＡコード発生部９を制御する。なお、Ｃ
Ａコード発生部９では、捕捉対象とするＧＰＳ衛星固有
のＣ／Ａコードが発生される。以上の制御により、受信
チャンネル２９からＣＰＵ１１に入力される信号は、Ｃ
／Ａコードの成分が除去されたベースバンド信号とな
る。
からの信号と、コードＮＣＯ（NCO;数値制御発振器）１
０で発生されるＣ／Ａコードのクロック周波数をもとに
ＣＡコード発生部９で発生される擬似ランダムコード信
号とが乗算される。また、ＣＡコード相関部８からの出
力信号はＣＰＵ１１に入力され、ＣＰＵ１１は、キャリ
ア相関部６からＣＡコード相関部８に入力される信号
と、コードＮＣＯ及びＣＡコード発生部９で発生される
擬似ランダムコード信号の周波数及び位相が等しくなる
ように、コードＮＣＯ制御信号１９によって、コードＮ
ＣＯ１０及びＣＡコード発生部９を制御する。なお、Ｃ
Ａコード発生部９では、捕捉対象とするＧＰＳ衛星固有
のＣ／Ａコードが発生される。以上の制御により、受信
チャンネル２９からＣＰＵ１１に入力される信号は、Ｃ
／Ａコードの成分が除去されたベースバンド信号とな
る。
【００３１】ＣＰＵ１１は、ベースバンド信号２２か
ら、衛星時計の時刻情報、衛星位置情報（ephemeris）
等を含む航法データを抽出する。また、ＣＰＵ１１は、
ＧＰＳ信号の到着時間をもとに擬似距離を算出し、４つ
のＧＰＳ衛星からの擬似距離に基づいて測位演算を実行
する。メモリ１２には、ＣＰＵ１１が実行すべきプログ
ラムその他の情報が記憶される。
ら、衛星時計の時刻情報、衛星位置情報（ephemeris）
等を含む航法データを抽出する。また、ＣＰＵ１１は、
ＧＰＳ信号の到着時間をもとに擬似距離を算出し、４つ
のＧＰＳ衛星からの擬似距離に基づいて測位演算を実行
する。メモリ１２には、ＣＰＵ１１が実行すべきプログ
ラムその他の情報が記憶される。
【００３２】ＣＰＵ１１で算出されたＧＰＳ測位解は、
ナビゲーションＣＰＵ２０に入力される。また、ナビゲ
ーションＣＰＵ２０へは、ＧＰＳ測位解とともに、その
ＧＰＳ測位解に含まれる誤差範囲を表す誤差推定値も入
力される。ナビゲーションＣＰＵ２０は、車速センサ２
１からの車速パルス信号及びジャイロセンサ２２からの
信号をもとにデッドレコニングを実行する。また、地図
データベース２３に基づくマップマッチングも実行す
る。デッドレコニングにより得られた移動体の相対位置
は、ＧＰＳ受信機５０から得られたＧＰＳ測位解と比較
され、比較された結果が誤差推定値よりも多き場合に
は、移動体の位置はＧＰＳ測位解が示す位置とされ、Ｇ
ＰＳ測位解は、次のデッドレコニングのための基点とさ
れる。
ナビゲーションＣＰＵ２０に入力される。また、ナビゲ
ーションＣＰＵ２０へは、ＧＰＳ測位解とともに、その
ＧＰＳ測位解に含まれる誤差範囲を表す誤差推定値も入
力される。ナビゲーションＣＰＵ２０は、車速センサ２
１からの車速パルス信号及びジャイロセンサ２２からの
信号をもとにデッドレコニングを実行する。また、地図
データベース２３に基づくマップマッチングも実行す
る。デッドレコニングにより得られた移動体の相対位置
は、ＧＰＳ受信機５０から得られたＧＰＳ測位解と比較
され、比較された結果が誤差推定値よりも多き場合に
は、移動体の位置はＧＰＳ測位解が示す位置とされ、Ｇ
ＰＳ測位解は、次のデッドレコニングのための基点とさ
れる。
【００３３】ＣＰＵ１１は、受信チャンネル２９のうち
ｃｈ１〜ｃｈ４の４つを使用して、４つのＧＰＳ衛星か
らの信号を受信させる。このとき受信される４つの衛星
をＳ １，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とする。また、ＣＰＵ１１
は、ｃｈ１〜ｃｈ４で受信された信号に基づいてＧＰＳ
測位演算を実行し、ＧＰＳ測位解をナビゲーションＣＰ
Ｕ２０に対して出力する。さらにＣＰＵ１１は、残りの
４つの受信チャンネルｃｈ５〜ｃｈ８に対して、ｃｈ１
〜ｃｈ４で受信されている４つのＧＰＳ衛星と同じ衛星
からの信号を受信させる。マルチパスによる反射波は、
直接波よりも遅れて到来し、しかも直接波より強度が低
い。したがって、４つのＧＰＳ衛星（Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３，Ｓ４）からの直接波を、Ｓ１（ｔ），Ｓ
２（ｔ），Ｓ３（ｔ），Ｓ４（ｔ）と表すと、それらの
反射波は、夫々Ｓ１ｍ（ｔ）＝α１（ｔ＋δ１），Ｓ２
ｍ（ｔ）＝α２（ｔ＋δ２），Ｓ３ｍ（ｔ）＝α３（ｔ
＋δ３），Ｓ４ｍ（ｔ）＝α４（ｔ＋δ４）と表され
る。
ｃｈ１〜ｃｈ４の４つを使用して、４つのＧＰＳ衛星か
らの信号を受信させる。このとき受信される４つの衛星
をＳ １，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とする。また、ＣＰＵ１１
は、ｃｈ１〜ｃｈ４で受信された信号に基づいてＧＰＳ
測位演算を実行し、ＧＰＳ測位解をナビゲーションＣＰ
Ｕ２０に対して出力する。さらにＣＰＵ１１は、残りの
４つの受信チャンネルｃｈ５〜ｃｈ８に対して、ｃｈ１
〜ｃｈ４で受信されている４つのＧＰＳ衛星と同じ衛星
からの信号を受信させる。マルチパスによる反射波は、
直接波よりも遅れて到来し、しかも直接波より強度が低
い。したがって、４つのＧＰＳ衛星（Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３，Ｓ４）からの直接波を、Ｓ１（ｔ），Ｓ
２（ｔ），Ｓ３（ｔ），Ｓ４（ｔ）と表すと、それらの
反射波は、夫々Ｓ１ｍ（ｔ）＝α１（ｔ＋δ１），Ｓ２
ｍ（ｔ）＝α２（ｔ＋δ２），Ｓ３ｍ（ｔ）＝α３（ｔ
＋δ３），Ｓ４ｍ（ｔ）＝α４（ｔ＋δ４）と表され
る。
【００３４】ＣＰＵ１１は、ｃｈ５〜ｃｈ８に対して、
Ｓ１ｍ（ｔ）、Ｓ３ｍ（ｔ）、Ｓ３ｍ（ｔ）、Ｓ４ｍ
（ｔ）で表される信号の受信を行わせる。このとき、衛
星Ｓｎからの信号であって、Ｓｎ（ｔ）に対して、信号
強度αｎ、及び遅れ時間δｎが次の条件、 １＞αｎ＞閾値Ｋ、かつ、δｎ≠０ すなわち、信号Ｓｎ（ｔ）よりも遅れて到来し、かつ信
号Ｓｎ（ｔ）よりも信号の強度が低い、ただし信号強度
は所定の閾値Ｋよりも大きいという条件を満たす信号が
受信されたときには、ＣＰＵ１１は、移動体がマルチパ
スの影響が発生する地域にあるものと判定し、疑似距離
誤差係数Ｅｍを所定の値に設定する。なお、ＣＰＵ１１
は、上記条件を満たす信号がｃｈ５〜ｃｈ８で受信され
ないときは、マルチパスによる影響がないものと判定し
Ｅｍを０に設定する。
Ｓ１ｍ（ｔ）、Ｓ３ｍ（ｔ）、Ｓ３ｍ（ｔ）、Ｓ４ｍ
（ｔ）で表される信号の受信を行わせる。このとき、衛
星Ｓｎからの信号であって、Ｓｎ（ｔ）に対して、信号
強度αｎ、及び遅れ時間δｎが次の条件、 １＞αｎ＞閾値Ｋ、かつ、δｎ≠０ すなわち、信号Ｓｎ（ｔ）よりも遅れて到来し、かつ信
号Ｓｎ（ｔ）よりも信号の強度が低い、ただし信号強度
は所定の閾値Ｋよりも大きいという条件を満たす信号が
受信されたときには、ＣＰＵ１１は、移動体がマルチパ
スの影響が発生する地域にあるものと判定し、疑似距離
誤差係数Ｅｍを所定の値に設定する。なお、ＣＰＵ１１
は、上記条件を満たす信号がｃｈ５〜ｃｈ８で受信され
ないときは、マルチパスによる影響がないものと判定し
Ｅｍを０に設定する。
【００３５】ＣＰＵ１１は、ＧＰＳ測位解の算出ととも
に、疑似距離誤差係数Ｅｍを用いて、誤差推定値を上記
数１の定義、 で算出する。ここで、ＨＤＯＰはＤＯＰの水平方向成分
を表し、σＵＥＲＥは、ＵＥＲＥ（User Equivalent Ra
nge Error；利用者等価測距誤差）である。上記数１の
定義で算出されるＤＲＭＳは、マルチパスの影響がある
と判定されているときは、マルチパスの影響がないと判
定されているときよりも大きな値となる。なお、マルチ
パスによる影響が無いと判定されている場合には、ＤＲ
ＭＳは、従来用いられていた定義、 と等しくなる。
に、疑似距離誤差係数Ｅｍを用いて、誤差推定値を上記
数１の定義、 で算出する。ここで、ＨＤＯＰはＤＯＰの水平方向成分
を表し、σＵＥＲＥは、ＵＥＲＥ（User Equivalent Ra
nge Error；利用者等価測距誤差）である。上記数１の
定義で算出されるＤＲＭＳは、マルチパスの影響がある
と判定されているときは、マルチパスの影響がないと判
定されているときよりも大きな値となる。なお、マルチ
パスによる影響が無いと判定されている場合には、ＤＲ
ＭＳは、従来用いられていた定義、 と等しくなる。
【００３６】なお、ＣＰＵ１１は、疑似距離測定誤差Ｅ
ｍの値を、遅れ時間δｎの値に比例させて大きくさせる
のが好ましく。また、信号強度αｎが小さいほど大きく
させても良い。この場合、マルチパスの影響度が大きい
ほどＥｍの値が大きくなり、それにしたがって、ＤＲＭ
Ｓの値も大きくなる。
ｍの値を、遅れ時間δｎの値に比例させて大きくさせる
のが好ましく。また、信号強度αｎが小さいほど大きく
させても良い。この場合、マルチパスの影響度が大きい
ほどＥｍの値が大きくなり、それにしたがって、ＤＲＭ
Ｓの値も大きくなる。
【００３７】図２（ａ）は、マルチパスの影響が無い場
合のＧＰＳ測位解と誤差推定値の範囲の例を、図２
（ｂ）は、マルチパスの影響がある場合のＧＰＳ測位解
と誤差推定値の範囲の例を表している。図２において矢
印Ｖが移動体の走行軌跡である。図２（ａ）において、
Ｐｄ１がデッドレコニング結果であり、Ｐｇ１がＧＰＳ
測位解、誤差円Ｃ１は、ＤＲＭＳで規定されるＰｇ１の
誤差範囲である。ＧＰＳ測位解Ｐｇ１は、実際の移動体
の軌跡と同じ結果を示しているデッドレコニング結果Ｐ
ｄ１から多少離れているが、Ｐｄ１の位置は誤差円Ｃ１
の範囲内であるため、ナビゲーションＣＰＵ２０は、こ
の場合移動体の位置を修正することなく、Ｐｄ１を移動
体の位置としてそのまま採用する。
合のＧＰＳ測位解と誤差推定値の範囲の例を、図２
（ｂ）は、マルチパスの影響がある場合のＧＰＳ測位解
と誤差推定値の範囲の例を表している。図２において矢
印Ｖが移動体の走行軌跡である。図２（ａ）において、
Ｐｄ１がデッドレコニング結果であり、Ｐｇ１がＧＰＳ
測位解、誤差円Ｃ１は、ＤＲＭＳで規定されるＰｇ１の
誤差範囲である。ＧＰＳ測位解Ｐｇ１は、実際の移動体
の軌跡と同じ結果を示しているデッドレコニング結果Ｐ
ｄ１から多少離れているが、Ｐｄ１の位置は誤差円Ｃ１
の範囲内であるため、ナビゲーションＣＰＵ２０は、こ
の場合移動体の位置を修正することなく、Ｐｄ１を移動
体の位置としてそのまま採用する。
【００３８】図２（ｂ）に示すように、移動体がマルチ
パスの影響を受けた場合、ＧＰＳ測位解Ｐｇ２は、実際
の走行軌跡Ｖから図２（ａ）の場合よりも大きく離れ
る。このとき、誤差推定値ＤＲＭＳが、マルチパスの影
響を考慮しないときの上記数２の定義で算出されると、
誤差円はＣ１’のようになる。この場合、正しい位置を
示しているデッドレコニング結果Ｐｄ２が、Ｐｇ２の誤
差円Ｃ１’の外側になるため、誤って移動体の位置がＰ
ｇ２の位置に補正され、デッドレコニングの基点もＰｇ
２の位置になってしまう。
パスの影響を受けた場合、ＧＰＳ測位解Ｐｇ２は、実際
の走行軌跡Ｖから図２（ａ）の場合よりも大きく離れ
る。このとき、誤差推定値ＤＲＭＳが、マルチパスの影
響を考慮しないときの上記数２の定義で算出されると、
誤差円はＣ１’のようになる。この場合、正しい位置を
示しているデッドレコニング結果Ｐｄ２が、Ｐｇ２の誤
差円Ｃ１’の外側になるため、誤って移動体の位置がＰ
ｇ２の位置に補正され、デッドレコニングの基点もＰｇ
２の位置になってしまう。
【００３９】一方、誤差推定値ＤＲＭＳを上記数１の定
義によって算出すれば、誤差円はＣ２のようになる。こ
の場合Ｐｄ２は、誤差円Ｃ２の範囲内となり、誤った補
正は行われない。
義によって算出すれば、誤差円はＣ２のようになる。こ
の場合Ｐｄ２は、誤差円Ｃ２の範囲内となり、誤った補
正は行われない。
【００４０】なお、疑似距離誤差係数Ｅｍは、例えば経
験的に、マルチパスによる疑似距離測定への影響が３ｍ
程度と見込まれる場合には、Ｅｍの最大値もそれ以内に
設定することが好ましい。或いは、経験的に見込まれる
デッドレコニング結果の誤差を、ＤＲＭＳが超えてしま
わないように、Ｅｍの上限を設定するのが好ましい。
験的に、マルチパスによる疑似距離測定への影響が３ｍ
程度と見込まれる場合には、Ｅｍの最大値もそれ以内に
設定することが好ましい。或いは、経験的に見込まれる
デッドレコニング結果の誤差を、ＤＲＭＳが超えてしま
わないように、Ｅｍの上限を設定するのが好ましい。
【００４１】ＧＰＳ受信機５０内部のＣＰＵ１１は、通
常、ＧＰＳ測位解を平滑化するための推定フィルタを備
え、フィルタ処理後の値をナビゲーションＣＰＵ２０に
対して出力している。推定フィルタとしてカルマンフィ
ルタが知られている。カルマンフィルタは、例えば、次
のような定義で推定を行う。 Ｘ（ｔ）＝Ｋ（ｔ）｛Ｙ（ｔ）−Ｘ（ｔ−１）｝＋Ｘ
（ｔ−１） ここで、Ｘ（ｔ）；現在の推定値出力 Ｘ（ｔ−１）；直前の推定結果 Ｙ（ｔ）；現在のＧＰＳ測位解 Ｋ（ｔ）；カルマンゲイン
常、ＧＰＳ測位解を平滑化するための推定フィルタを備
え、フィルタ処理後の値をナビゲーションＣＰＵ２０に
対して出力している。推定フィルタとしてカルマンフィ
ルタが知られている。カルマンフィルタは、例えば、次
のような定義で推定を行う。 Ｘ（ｔ）＝Ｋ（ｔ）｛Ｙ（ｔ）−Ｘ（ｔ−１）｝＋Ｘ
（ｔ−１） ここで、Ｘ（ｔ）；現在の推定値出力 Ｘ（ｔ−１）；直前の推定結果 Ｙ（ｔ）；現在のＧＰＳ測位解 Ｋ（ｔ）；カルマンゲイン
【００４２】推定フィルタには、過去の軌跡データが蓄
積されているので、移動体がしばらくの間マルチパスの
影響を受け、その後マルチパスの影響が解消されても、
しばらくの間、マルチパスの影響が残ることになる。図
３（ａ）は、そのような状態を示している。図３（ａ）
において、時刻ｔ１０までの間マルチパスの影響がある
ため、測位点Ｐｍは、実際の移動体の走行軌跡Ｖに対し
て離れた位置で推移しており、推定フィルタによる推定
軌跡Ｅも、走行軌跡Ｖから離れたい位置で推移してい
る。時刻ｔ１０でマルチパスによる影響が解消されて
も、推定軌跡Ｅは、直ちには実際の走行軌跡Ｖには接近
しない。
積されているので、移動体がしばらくの間マルチパスの
影響を受け、その後マルチパスの影響が解消されても、
しばらくの間、マルチパスの影響が残ることになる。図
３（ａ）は、そのような状態を示している。図３（ａ）
において、時刻ｔ１０までの間マルチパスの影響がある
ため、測位点Ｐｍは、実際の移動体の走行軌跡Ｖに対し
て離れた位置で推移しており、推定フィルタによる推定
軌跡Ｅも、走行軌跡Ｖから離れたい位置で推移してい
る。時刻ｔ１０でマルチパスによる影響が解消されて
も、推定軌跡Ｅは、直ちには実際の走行軌跡Ｖには接近
しない。
【００４３】ＧＰＳ受信機５０内部のＣＰＵ１１は、マ
ルチパスによる影響が無くなったと判定したとき、一時
的に、推定値出力Ｘ（ｔ）を現在の測位結果Ｙ（ｔ）に
する初期化を行う。図３（ｂ）は、ＣＰＵ１１がこのよ
うな処理を行った場合の推定値Ｅ’の軌跡を表してい
る。この場合、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１０で
マルチパスの影響が無くなると、推定軌跡Ｅ’は、時刻
ｔ１０後の次の測定点の位置に直ちに移る。なお、ＣＰ
Ｕ１１が、疑似距離測定誤差Ｅｍが所定値以下に低下し
た場合、すなわちマルチパスの影響が低下したと判定さ
れる場合に、一時的に、推定値出力Ｘ（ｔ）を現在の測
位結果Ｙ（ｔ）にする初期化を行っても、同様の効果が
得られる。
ルチパスによる影響が無くなったと判定したとき、一時
的に、推定値出力Ｘ（ｔ）を現在の測位結果Ｙ（ｔ）に
する初期化を行う。図３（ｂ）は、ＣＰＵ１１がこのよ
うな処理を行った場合の推定値Ｅ’の軌跡を表してい
る。この場合、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１０で
マルチパスの影響が無くなると、推定軌跡Ｅ’は、時刻
ｔ１０後の次の測定点の位置に直ちに移る。なお、ＣＰ
Ｕ１１が、疑似距離測定誤差Ｅｍが所定値以下に低下し
た場合、すなわちマルチパスの影響が低下したと判定さ
れる場合に、一時的に、推定値出力Ｘ（ｔ）を現在の測
位結果Ｙ（ｔ）にする初期化を行っても、同様の効果が
得られる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を適用した
ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ測位解にマルチパスによる影響
が含まれる場合に、誤差推定値を増加させる。このと
き、誤差推定値は、マルチパスの影響度に応じて値が大
きくなる。したがって、このようなＧＰＳ受信機を利用
するナビゲーションシステムでは、マルチパスによる影
響がある場合であっても、ＧＰＳ測位解に対し正しく精
度評価を行うことができる。それにより、ナビゲーショ
ンシステムの表示画面で、移動体の表示位置が突然誤っ
た位置に移動する位置飛びが防止される。また、マルチ
パス環境下から非マルチパス環境下に移った場合、推定
フィルタが初期化されるので、迅速に正確な移動体の位
置が得られる。
ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ測位解にマルチパスによる影響
が含まれる場合に、誤差推定値を増加させる。このと
き、誤差推定値は、マルチパスの影響度に応じて値が大
きくなる。したがって、このようなＧＰＳ受信機を利用
するナビゲーションシステムでは、マルチパスによる影
響がある場合であっても、ＧＰＳ測位解に対し正しく精
度評価を行うことができる。それにより、ナビゲーショ
ンシステムの表示画面で、移動体の表示位置が突然誤っ
た位置に移動する位置飛びが防止される。また、マルチ
パス環境下から非マルチパス環境下に移った場合、推定
フィルタが初期化されるので、迅速に正確な移動体の位
置が得られる。
【図１】本発明によるＧＰＳ受信機及びそれを搭載した
ナビゲーションシステムのブロック図である。
ナビゲーションシステムのブロック図である。
【図２】本発明によるＧＰＳ受信機によって出力される
ＧＰＳ測位解と誤差推定値の範囲の例を説明するための
図である。
ＧＰＳ測位解と誤差推定値の範囲の例を説明するための
図である。
【図３】本発明による推定フィルタの推定軌跡を説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】マルチパスの概念を表す図である。
【図５】ナビゲーションシステムによる、誤差推定値を
用いた、移動体の位置の補正を表す図である。
用いた、移動体の位置の補正を表す図である。
１ アンテナ ２ 周波数変換回路 ３ シンセサイザ部 ４ 基準周波数発生器 ５ 変換部 ６ キャリア相関部 ８ ＣＡコード相関部 １１ ＣＰＵ ２０ ナビゲーションＣＰＵ ２１ 車速センサ ２２ ジャイロセンサ ２９ 受信チャンネル ５０ ＧＰＳ受信機 ９０ ナビゲーションシステム
Claims (14)
- 【請求項１】 ＧＰＳ（Global Positioning System）
測位解とともにＧＰＳ測位解に対する誤差推定値を出力
するＧＰＳ受信機であって、 マルチパスによる影響の有無を判定する判定手段と、 該判定結果を加味してＧＰＳ測位解に対する誤差推定値
を算出する誤差推定手段と、 を備えることを特徴とするＧＰＳ受信機。 - 【請求項２】 前記判定手段は、同一のＧＰＳ衛星から
のＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで受信し、同一の
ＧＰＳ衛星からの信号であって、到着時間、信号強度の
少なくともいずれか一方が異なっている信号が得られた
場合には、マルチパスによる影響が有ると判定するこ
と、を特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ受信装置。 - 【請求項３】 前記誤差推定手段は、マルチパスによる
影響が有る判定される場合の方が、マルチパスによる影
響が無いと判定される場合よりも大きな値となるように
誤差推定値を算出することを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載のＧＰＳ受信機。 - 【請求項４】 ＧＰＳ測位解を平滑化するための推定フ
ィルタをさらに備え、 該推定フィルタは、前記判定手段によってマルチパスの
影響が無くなったことが判定されたときには、該推定フ
ィルタに蓄積される過去の軌跡データを消去して、現在
のＧＰＳ測位解をフィルタ出力とする初期化を行うこ
と、 を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の
ＧＰＳ受信機。 - 【請求項５】 受信したＧＰＳ信号に基づきＧＰＳ測位
解を算出するＧＰＳ受信装置であって、 マルチパスによる影響の有無を判定する判定手段と、 ＧＰＳ測位解を平滑化するための推定フィルタとを備
え、 該推定フィルタは、前記判定手段によってマルチパスの
影響が無くなったことが判定されたときには、該推定フ
ィルタに蓄積される過去の軌跡データを消去して、現在
のＧＰＳ測位解をフィルタ出力とする初期化を行うこ
と、 を特徴とするＧＰＳ受信機。 - 【請求項６】 ＧＰＳ測位解とともにＧＰＳ測位解に対
する誤差推定値を出力するＧＰＳ受信機であって、 マルチパスによる影響の度合いを検出するとともにその
度合いに応じた疑似距離誤差係数を設定する誤差係数設
定手段と、 該疑似距離誤差係数を加味してＧＰＳ測位解に対する誤
差推定値を算出する誤差推定手段と、 を備えること特徴とするＧＰＳ受信機。 - 【請求項７】 前記誤差係数設定手段は、マルチパスに
よる影響が無いときには疑似距離誤差係数を“０”に設
定すること、を特徴とする請求項６に記載のＧＰＳ受信
機。 - 【請求項８】 前記誤差係数設定手段は、同一のＧＰＳ
衛星からのＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで受信
し、同一のＧＰＳ衛星からの信号であって到着時間、信
号強度の少なくともいずれか一方が異なっている信号が
得られた場合には、該得られた信号の到着時間が遅けれ
ば遅いほど、又は、信号強度が低ければ低いほど疑似距
離誤差係数を大きな値に設定すること、を特徴とする請
求項６又は請求項７に記載のＧＰＳ受信装置。 - 【請求項９】 前記誤差係数設定手段は、同一のＧＰＳ
衛星からのＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで受信
し、同一のＧＰＳ衛星からの信号であって、到着時間の
遅れが有り、且つ、信号強度δが低く、但し信号強度は
所定の閾値を超える、という条件を満たす信号が得られ
た場合には、該得られた信号の到着時間が遅ければ遅い
ほど、又は、信号強度δが低ければ低いほど疑似距離誤
差係数を大きな値に設定すること、を特徴とする請求項
６又は請求項７に記載のＧＰＳ受信装置。 - 【請求項１０】 前記誤差推定手段は、誤差推定値ＤＲ
ＭＳを下記数１の定義で算出すること、を特徴とする請
求項６から請求項９のいずれかに記載のＧＰＳ受信機。 【数１】 ここで、ＨＤＯＰ:ＤＯＰ（Dilution Of Precision）の
水平方向成分 σＵＥＲＥ：利用者等価測距誤差 Ｅｍ：疑似距離誤差係数 - 【請求項１１】 ＧＰＳ測位解を平滑化するための推定
フィルタをさらに備え、 該推定フィルタは、前記誤差係数設定手段によって、マ
ルチパスの影響が無くなったことが検出されたときに
は、該推定フィルタに蓄積される過去の軌跡データを消
去して、現在のＧＰＳ測位解をフィルタ出力とする初期
化を行うこと、 を特徴とする請求項６から請求項１０のいずれかに記載
のＧＰＳ受信機。 - 【請求項１２】 受信したＧＰＳ信号に基づきＧＰＳ測
位解を算出するＧＰＳ受信装置であって、 マルチパスによる影響の度合いを検出するとともにその
度合いに応じた疑似距離誤差係数を設定する誤差係数設
定手段と、 ＧＰＳ測位解を平滑化するための推定フィルタとを備
え、 該推定フィルタは、前記疑似距離誤差係数が所定値以下
となったときには、該推定フィルタに蓄積される過去の
軌跡データを消去して、現在のＧＰＳ測位解をフィルタ
出力とする初期化を行うこと、 を特徴とするＧＰＳ受信機。 - 【請求項１３】 請求項１から請求項１２のいずれかに
記載のＧＰＳ受信機を備えること、を特徴とするナビゲ
ーションシステム。 - 【請求項１４】 デッドレコニング（推測航法）による
測位結果である相対位置が、絶対位置としてのＧＰＳ測
位解に対する前記誤差推定値の範囲外である場合に、移
動体の最終的なナビゲーション出力を該絶対位置とする
補正を行う補正手段を有すること、を特徴とする請求項
１１に記載のナビゲーションシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000204326A JP2002022818A (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | Ｇｐｓ受信機及びナビゲーションシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000204326A JP2002022818A (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | Ｇｐｓ受信機及びナビゲーションシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022818A true JP2002022818A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18701602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000204326A Pending JP2002022818A (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | Ｇｐｓ受信機及びナビゲーションシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002022818A (ja) |
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