JP2003294825A - Method and system for detection of own position of train - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a system for detecting a position of a train or the like on the basis of GPS information or the like transmitted by radio waves from a plurality of GPS satellites revolving around the earth. <P>SOLUTION: A DGPS is applied to a moving-body running system, the train 2 is run for an information measurement, and a railroad information database is created. In an operational running operation, an information processing part 22 uses a DGPS distance when the reliability of a reception is high, it uses the DGPS distance as an initial value when the reliability of the reception is medium, it computes an operational railroad curvature so as to be compared with a known railroad curvature, it specifies a distance, it uses an axle distance as an initial value when the reliability of the reception is low, and it specifies the distance by comparing the operational railroad curvature with the known railroad curvature. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、地球を周回する複
数のＧＰＳ衛星から電波によって送信されるＧＰＳ情報
等に基づいて列車の位置を検出する方法及びシステムに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and system for detecting the position of a train based on GPS information or the like transmitted by radio waves from a plurality of GPS satellites orbiting the earth.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、鉄道において、列車の走行してい
る位置を検出する方法として、車輪の径を既知値とし、
車輪の回転数を検出し、車輪が１回転するごとに、車輪
の外周となる円の円周１個分だけ列車が移動するとし
て、走行距離を積算する原理を採用し、線路近傍に設置
されたＡＴＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｓｔ
ｏｐ：自動列車停止装置）の地上子等を基準の位置と
し、ＡＴＳ地上子等の位置からの積算走行距離によって
線路における自車の現在位置（例えば、その線路の起点
からの距離程）を算出する方法が知られている。この方
法では、ＡＴＳ地上子等の位置座標等は、あらかじめ計
測され既知となっている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of detecting the position where the train is running in a railway, the diameter of the wheel is set to a known value,
The number of rotations of the wheel is detected, and it is assumed that the train will move by one circumference of the circle that is the outer circumference of the wheel every time the wheel makes one rotation. ATS (Automatic Train St)
Op: Automatic train stop) is used as a reference position, and the current position of the vehicle on the track (for example, the distance from the starting point of the track) is calculated based on the accumulated travel distance from the position of the ATS ground stop. It is known how to do it. In this method, the position coordinates and the like of the ATS ground element and the like are previously measured and known.

【０００３】上記した車輪の回転数は、列車の車軸など
に取り付けられた速度発電機等によって検出され算出さ
れる。列車に搭載された位置検出装置は、得られた車軸
等の回転数から、列車の移動距離を積算し、ＡＴＳ地上
子等の位置座標から、列車の線路における現在位置を特
定する。The number of rotations of the wheels described above is detected and calculated by a speed generator or the like attached to the axle of a train or the like. The position detection device mounted on the train integrates the travel distance of the train from the obtained rotation speeds of the axles and the like, and specifies the current position on the track of the train from the position coordinates of the ATS ground element or the like.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の自車位置検出方法においては、列車の車輪は、
走行により摩耗するため、すべての車両で正確な車輪径
値を当初の設定値に維持することは困難であり、列車走
行期間の経過に伴って誤差が生じるという問題がある。
また、車輪の空転、滑走などにより、積算走行距離に誤
差が混入する場合もある。また、保守作業や工事等によ
り、ＡＴＳ地上子等が当初の位置から他の位置へ移設さ
れる場合があり、この場合には、移設後の位置座標を計
測し、移設後のデータを上記の位置検出システムに再設
定しておかないと、得られた自車位置は正確なものでは
なくなってしまう、という問題があった。また、自車の
現在位置を一度見失うと、座標等が既知な特定駅に到達
したときでないと、現在位置を検出できず、システムが
復帰できない、という問題もあった。However, in the above conventional vehicle position detecting method, the wheels of the train are
It is difficult to maintain the correct wheel diameter value at the initial set value for all vehicles due to wear due to running, and there is a problem that an error occurs as the train running period elapses.
In addition, an error may be included in the total traveled distance due to wheel slipping or sliding. In addition, due to maintenance work or construction, the ATS ground element etc. may be relocated from the initial position to another position. In this case, the position coordinates after the relocation are measured, and the data after the relocation is recorded as above. There was a problem that the obtained vehicle position would not be accurate unless it was reset in the position detection system. Further, if the current position of the own vehicle is lost, the current position cannot be detected and the system cannot be restored unless the current position reaches a specific station whose coordinates are known.

【０００５】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、地
球を周回する複数のＧＰＳ衛星から電波によって送信さ
れるＧＰＳ情報等に基づいて列車等の位置を検出する方
法及びシステムを提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is based on GPS information or the like transmitted by radio waves from a plurality of GPS satellites orbiting the earth. It is to provide a method and system for detecting the position of a train or the like.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に係る列車自己位置検出方法は、
列車に搭載される列車搭載装置と、地球を周回する複数
のＧＰＳ衛星を用い、前記列車の線路における現在位置
を前記列車搭載装置により検出する方法であって、前記
列車搭載装置に、前記ＧＰＳ衛星から電波によって送信
されるＧＰＳ情報を受信し、前記ＧＰＳ情報に基づいて
ＧＰＳ位置座標を算出するＧＰＳ受信手段と、前記列車
走行時の車体又は台車のヨー角速度を検出するヨー角速
度検出手段と、前記列車の車軸回転数を検出する車軸回
転数検出手段と、緯度及び経度と、前記線路の曲率であ
る既知線路曲率と、距離程とを関係づける線路情報デー
タベースを保存する情報記憶手段と、情報処理手段を設
け、前記列車が前記線路を運用走行する際には、前記情
報処理手段は、前記ＧＰＳ情報の受信時点での信頼性の
程度である受信信頼度を表す受信信頼度係数を演算し、
前記受信信頼度が高程度と判別される場合には、前記情
報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づいて前記走行
区間における列車の現在位置を特定し、前記受信信頼度
が中程度と判別される場合には、前記情報処理手段は、
前記ＧＰＳ位置座標に基づく距離程を初期値とし、運用
走行時の各時点での前記ヨー角速度と、前記車軸回転数
より得られる列車走行速度から運用走行時の線路曲率で
ある運用時線路曲率を演算し、前記線路情報データベー
ス内の既知線路曲率との比較を行うことにより、前記走
行区間における列車の現在位置を特定し、前記受信信頼
度が低程度と判別される場合には、前記情報処理手段
は、前記車軸回転数に基づく距離程を初期値とし、運用
走行時の各時点での前記ヨー角速度と、前記車軸回転数
より得られる列車走行速度から運用走行時の線路曲率で
ある運用時線路曲率を演算し、前記線路情報データベー
ス内の既知線路曲率との比較を行うことにより、前記走
行区間における列車の現在位置を特定することを特徴と
する。In order to solve the above problems, a train self-position detecting method according to claim 1 of the present invention comprises:
A method for detecting the current position on the track of the train by the train-mounted device by using a train-mounted device mounted on a train and a plurality of GPS satellites that orbit the earth. GPS receiving means for receiving GPS information transmitted by radio waves from the above, and calculating GPS position coordinates based on the GPS information; yaw angular velocity detecting means for detecting a yaw angular velocity of the vehicle body or bogie when the train is running; Axle rotation speed detection means for detecting the axle rotation speed of the train, information storage means for storing a track information database that correlates latitude and longitude, known track curvature that is the curvature of the track, and distance, and information processing Means is provided, and when the train is operating on the track, the information processing means receives a reception signal indicating the degree of reliability at the time of receiving the GPS information. Calculates the reception reliability coefficient representing the degree,
When the reception reliability is determined to be high, the information processing unit specifies the current position of the train in the traveling section based on the GPS position coordinates, and the reception reliability is determined to be medium. In the case of
With the distance based on the GPS position coordinates as an initial value, the yaw angular velocity at each time point during operation travel and the train travel speed that is the track curvature during operation travel from the train travel speed obtained from the axle rotation speed By calculating and comparing with the known track curvature in the track information database, the current position of the train in the travel section is specified, and when the reception reliability is determined to be low, the information processing is performed. The means uses the distance based on the axle speed as an initial value, and the yaw angular velocity at each time point during operation and the train travel speed obtained from the axle speed, which is the track curvature during operation. The present invention is characterized in that the present position of the train in the traveling section is specified by calculating the track curvature and comparing it with the known track curvature in the track information database.

【０００７】また、本発明の請求項２に係る列車自己位
置検出方法は、請求項１に記載の列車自車位置検出方法
において、前記列車による情報測定用走行を行い、前記
情報処理手段は、各時点での前記ＧＰＳ位置座標に基づ
いて走行区間の各位置を検出するとともに、前記車軸回
転数に基づいて基準位置からの走行距離を演算し、か
つ、各時点での前記ヨー角速度と、前記車軸回転数より
得られる列車走行速度から前記走行区間の各位置におけ
る線路曲率を演算し既知線路曲率として前記線路情報デ
ータベースに記憶させることを特徴とする。A train self-position detecting method according to a second aspect of the present invention is the train self-vehicle position detecting method according to the first aspect, in which the train for information measurement is performed, and the information processing means Each position of the traveling section is detected based on the GPS position coordinates at each time point, the traveling distance from the reference position is calculated based on the axle rotation speed, and the yaw angular velocity at each time point and the It is characterized in that the track curvature at each position of the travel section is calculated from the train travel speed obtained from the axle speed and stored as a known track curvature in the track information database.

【０００８】また、本発明の請求項３に係る列車自己位
置検出方法は、請求項２に記載の列車自車位置検出方法
において、位置が計測されている基準位置局を備え、前
記ＧＰＳ受信手段は、前記ＧＰＳ衛星から電波によって
送信されるＧＰＳ情報と、前記基準位置局から電波によ
って送信される位置補正情報を受信し、前記ＧＰＳ情報
及び前記位置補正情報に基づいてＤＧＰＳ位置座標を算
出し、前記情報処理手段は、前記列車が前記線路を走行
する際には、前記ＧＰＳ情報及び前記位置補正情報の受
信時点での信頼性の程度である受信信頼度を表す受信信
頼度係数を演算することを特徴とする。A train self-position detecting method according to a third aspect of the present invention is the train self-vehicle position detecting method according to the second aspect, further comprising a reference position station whose position is measured, and the GPS receiving means. Receives GPS information transmitted by radio waves from the GPS satellites and position correction information transmitted by radio waves from the reference position station, calculates DGPS position coordinates based on the GPS information and the position correction information, When the train travels on the track, the information processing means calculates a reception reliability coefficient representing a reception reliability which is a degree of reliability at the time of receiving the GPS information and the position correction information. Is characterized by.

【０００９】また、本発明の請求項４に係る列車自己位
置検出方法は、請求項２に記載の列車自車位置検出方法
において、前記受信信頼度係数は、前記ＧＰＳ情報の受
信に用いた前記ＧＰＳ衛星の個数ｎの関数であり、前記
ｎが大きいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第
１項と、地球上の観測点における水平方向での位置精度
の低下率であるＨＤＯＰの関数であり、前記ＨＤＯＰが
小さいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第２項
のうちの少なくとも１つを有して構成される関数である
ことを特徴とする。Further, a train self-position detecting method according to a fourth aspect of the present invention is the train self-vehicle position detecting method according to the second aspect, wherein the reception reliability coefficient is used for receiving the GPS information. It is a function of the number n of GPS satellites, and the first term expressing that the reception reliability is higher as the value of n is larger, and the function of HDOP which is a reduction rate of the position accuracy in the horizontal direction at an observation point on the earth. And a function configured to include at least one of the second terms expressing that the smaller the HDOP is, the higher the reception reliability is.

【００１０】また、本発明の請求項５に係る列車自己位
置検出方法は、請求項２に記載の列車自車位置検出方法
において、前記受信信頼度係数は、前記ＧＰＳ情報の受
信に用いた前記ＧＰＳ衛星の個数ｎの関数であり、前記
ｎが大きいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第
１項と、地球上の観測点における水平方向での位置精度
の低下率であるＨＤＯＰの関数であり、前記ＨＤＯＰが
小さいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第２項
と、前記位置補正情報を受信した最近の時刻と、前記受
信信頼度係数の演算時刻との時間差であるディファレン
シャル補正データ更新時間ｔの関数であり、前記ｔが小
さいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第３項の
うちの少なくとも１つを有して構成される関数であるこ
とを特徴とする。Further, a train self-position detecting method according to a fifth aspect of the present invention is the train self-vehicle position detecting method according to the second aspect, wherein the reception reliability coefficient is used for receiving the GPS information. It is a function of the number n of GPS satellites, and the first term expressing that the reception reliability is higher as the value of n is larger, and the function of HDOP which is a reduction rate of the position accuracy in the horizontal direction at an observation point on the earth. And the differential correction that is the time difference between the second term expressing that the reception reliability is higher as the HDOP is smaller, the latest time when the position correction information is received, and the calculation time of the reception reliability coefficient. It is a function of the data update time t, and is a function configured to have at least one of the third terms expressing that the smaller the t is, the higher the reception reliability is.

【００１１】また、本発明の請求項６に係る列車自己位
置検出方法は、前記ディファレンシャル補正データ更新
時間ｔの値は、非常に大きな値に設定されることを特徴
とする。The train self-position detecting method according to claim 6 of the present invention is characterized in that the value of the differential correction data update time t is set to a very large value.

【００１２】また、本発明の請求項７に係る列車自己位
置検出方法は、請求項５に記載の列車自車位置検出方法
において、前記受信信頼度係数は、前記第１項と前記第
２項の和に、前記第３項を乗算することにより得られる
関数であることを特徴とする。A train self-position detecting method according to a seventh aspect of the present invention is the train self-vehicle position detecting method according to the fifth aspect, wherein the reception reliability coefficient is the first and second items. Is a function obtained by multiplying the sum of the above by the third term.

【００１３】また、本発明の請求項８に係る列車自己位
置検出方法は、請求項３に記載の列車自車位置検出方法
において、前記情報処理手段は、前記ＤＧＰＳ位置座標
に基づいて前記走行区間における列車の現在位置を特定
する場合には、前記情報測定用走行により前記情報記憶
手段に記憶されたＤＧＰＳ座標情報のうち、運用走行時
のＧＰＳ情報及び位置補正情報から得られた位置である
第１位置に近い２つの座標情報の位置である第２位置と
第３位置を選択し、当該第２位置と第３位置を結ぶ線分
に前記第１位置からおろした垂線が前記線分と交わる位
置をもって列車の現在位置とすることを特徴とする。A train self-position detecting method according to an eighth aspect of the present invention is the train self-vehicle position detecting method according to the third aspect, wherein the information processing means is based on the DGPS position coordinates. In the case of specifying the current position of the train in, the position is the position obtained from the GPS information and the position correction information at the time of the operation traveling, out of the DGPS coordinate information stored in the information storage means by the traveling for information measurement. A second position and a third position, which are positions of two coordinate information close to one position, are selected, and a perpendicular line drawn from the first position intersects with the line segment connecting the second position and the third position. It is characterized by setting the position as the current position of the train.

【００１４】また、本発明の請求項９に係る列車自己位
置検出方法は、請求項３に記載の列車自車位置検出方法
において、前記情報処理手段は、前記運用時線路曲率と
前記既知線路曲率との比較を行う場合には、前記既知線
路曲率データ群と前記運用時線路曲率データ群とを、あ
る距離だけずらし、前記運用時線路曲率データと前記既
知線路曲率データの差の２乗値の総和である偏差係数が
最小となるか、又は前記運用時線路曲率データと前記既
知線路曲率データの相互相関係数の値が最大となる場合
に対応する距離程を前記列車の線路における現在位置と
して特定することを特徴とする。Further, a train self-position detecting method according to a ninth aspect of the present invention is the train self-vehicle position detecting method according to the third aspect, wherein the information processing means includes the operational track curvature and the known track curvature. When comparing with, the known line curvature data group and the operating line curvature data group are shifted by a certain distance, and the squared value of the difference between the operating line curvature data and the known line curvature data is calculated. The distance corresponding to the case where the deviation coefficient that is the sum is the minimum or the value of the cross-correlation coefficient between the operational track curvature data and the known track curvature data is the maximum is the current position on the train track. It is characterized by specifying.

【００１５】また、本発明の請求項１０に係る列車自己
位置検出方法は、請求項３に記載の列車自車位置検出方
法において、前記情報処理手段は、前記受信信頼度が高
程度と判別される場合には、前記ＤＧＰＳ位置座標によ
り演算した走行距離と、前記車軸回転数により演算した
走行距離の比に応じて、前記車軸回転数から前記列車の
走行距離を演算する際の前記列車の車輪径の値を補正す
ることを特徴とする。A train self-position detecting method according to a tenth aspect of the present invention is the train self-vehicle position detecting method according to the third aspect, wherein the information processing means determines that the reception reliability is high. In this case, the wheels of the train when calculating the traveling distance of the train from the axle rotation speed according to the ratio of the traveling distance calculated by the DGPS position coordinates and the traveling distance calculated by the axle rotation speed. It is characterized in that the value of the diameter is corrected.

【００１６】また、本発明の請求項１１に係る列車自己
位置検出システムは、列車に搭載される列車搭載装置
と、地球を周回する複数のＧＰＳ衛星を有し、前記列車
の線路における現在位置を前記列車搭載装置により検出
するシステムであって、前記列車搭載装置は、前記ＧＰ
Ｓ衛星から電波によって送信されるＧＰＳ情報を受信
し、前記ＧＰＳ情報に基づいてＧＰＳ位置座標を算出す
るＧＰＳ受信手段と、前記列車走行時の車体又は台車の
ヨー角速度を検出するヨー角速度検出手段と、前記列車
の車軸回転数を検出する車軸回転数検出手段と、緯度及
び経度と、前記線路の曲率である既知線路曲率と、距離
程とを関係づける線路情報データベースを保存する情報
記憶手段と、情報処理手段を備え、前記列車が前記線路
を運用走行する際には、前記情報処理手段は、前記ＧＰ
Ｓ情報の受信時点での信頼性の程度である受信信頼度を
表す受信信頼度係数を演算し、前記受信信頼度が高程度
と判別される場合には、前記情報処理手段は、前記ＧＰ
Ｓ位置座標に基づいて前記走行区間における列車の現在
位置を特定し、前記受信信頼度が中程度と判別される場
合には、前記情報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基
づく距離程を初期値とし、運用走行時の各時点での前記
ヨー角速度と、前記車軸回転数より得られる列車走行速
度から運用走行時の線路曲率である運用時線路曲率を演
算し、前記線路情報データベース内の既知線路曲率との
比較を行うことにより、前記走行区間における列車の現
在位置を特定し、前記受信信頼度が低程度と判別される
場合には、前記情報処理手段は、前記車軸回転数に基づ
く距離程を初期値とし、運用走行時の各時点での前記ヨ
ー角速度と、前記車軸回転数より得られる列車走行速度
から運用走行時の線路曲率である運用時線路曲率を演算
し、前記線路情報データベース内の既知線路曲率との比
較を行うことにより、前記走行区間における列車の現在
位置を特定することを特徴とする。Further, a train self-position detection system according to claim 11 of the present invention has a train-mounted device mounted on a train and a plurality of GPS satellites that orbit the earth, and determines the current position of the train on the track. A system for detecting by the train mounting device, wherein the train mounting device is the GP.
GPS receiving means for receiving GPS information transmitted by radio waves from the S satellite and calculating GPS position coordinates based on the GPS information; and yaw angular velocity detecting means for detecting the yaw angular velocity of the vehicle body or bogie when the train is running. An axle rotation speed detecting means for detecting an axle rotation speed of the train, a latitude and a longitude, a known railroad curvature which is a curvature of the railroad track, and an information storage means for storing a railroad track information database that correlates a distance. When the train is running on the track, the information processing means is provided with the information processing means.
When a reception reliability coefficient representing the reception reliability, which is the degree of reliability at the time of receiving the S information, is calculated, and when it is determined that the reception reliability is high, the information processing unit causes the GP to operate.
When the current position of the train in the travel section is specified based on the S position coordinates and the reception reliability is determined to be medium, the information processing unit sets the distance value based on the GPS position coordinates to an initial value. Then, the yaw angular velocity at each point during operation, and the operation track curvature that is the track curvature during operation, calculated from the train travel speed obtained from the axle speed, and the known track in the track information database. When the current position of the train in the traveling section is specified by comparing with the curvature, and the reception reliability is determined to be low, the information processing unit determines the distance based on the axle rotation speed. As an initial value, the yaw angular velocity at each point during operation, and the track curvature during operation, which is the track curvature during operation, is calculated from the train travel speed obtained from the axle speed, and the track information is calculated. By comparing with the known line curvature in the database, and identifies the current position of the train in the running section.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１８】図１は、本発明の一実施形態である列車自
車位置検出システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a train vehicle position detection system which is an embodiment of the present invention.

【００１９】図１に示すように、この列車自車位置検出
システム１００は、列車搭載装置２０と、基準位置局３
と、ＧＰＳ衛星Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｎを備えて構
成されている。As shown in FIG. 1, this train vehicle position detection system 100 includes a train mounting device 20 and a reference position station 3.
, And GPS satellites G1, G2, G3, ..., Gn.

【００２０】列車搭載装置２０は、鉄道線路１を走行す
る列車２に搭載されている。また、基準位置局３は、公
的な基準局であり、基準位置局３の位置は、あらかじめ
計測等により既知である。基準位置局３は、送信アンテ
ナ３１を有しており、基準位置局３の位置や時間等に関
する位置補正情報を電波によって送信している。The train mounting device 20 is mounted on the train 2 traveling on the railroad track 1. The reference position station 3 is an official reference station, and the position of the reference position station 3 is known in advance by measurement or the like. The reference position station 3 has a transmission antenna 31, and transmits position correction information regarding the position, time, etc. of the reference position station 3 by radio waves.

【００２１】また、複数のＧＰＳ衛星Ｇ１〜Ｇｎは、地
球を周回する人工衛星であり、その測位用コード、送信
元のＧＰＳ衛星の軌道情報（送信元のＧＰＳ衛星の三次
元位置座標と時間等に関する情報を含む）などのＧＰＳ
情報を電波によって送信している。Further, the plurality of GPS satellites G1 to Gn are artificial satellites that orbit the earth, and their positioning codes, orbit information of the sender GPS satellite (three-dimensional position coordinates and time of the sender GPS satellite, etc.). GPS (including information about
Information is transmitted by radio waves.

【００２２】したがって、列車搭載装置２０と複数のＧ
ＰＳ衛星Ｇ１〜Ｇｎと基準基地局３により、ＤＧＰＳ
（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉ
ｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：差動地球測位システ
ム）が構成されている。Therefore, the train mounting device 20 and a plurality of Gs
DGPS by the PS satellites G1 to Gn and the reference base station 3
(Differential Global Posi
(Dictionary Global Positioning System) is configured.

【００２３】上記した列車搭載装置２０は、情報処理部
２２と、情報記憶部２３と、第１アンテナ２４と、第２
アンテナ２５と、ＧＰＳ処理部２６と、ディファレンシ
ャル受信部２７と、ヨー角速度検出部２８と、車軸回転
数検出部２９を有している。ここに、情報処理部２２
は、特許請求の範囲における情報処理手段に相当し、情
報記憶手段２３は、特許請求の範囲における情報記憶手
段に相当している。また、第１アンテナ２４とＧＰＳ処
理部２６と第２アンテナ２５とディファレンシャル受信
部２７は、特許請求の範囲におけるＧＰＳ受信手段に相
当している。また、ヨー角速度検出部２８は、特許請求
の範囲におけるヨー角速度検出手段に相当している。ま
た、車軸回転数検出部２９は、特許請求の範囲における
車軸回転数検出手段に相当している。The train mounting device 20 described above includes an information processing section 22, an information storage section 23, a first antenna 24, and a second antenna.
It has an antenna 25, a GPS processing unit 26, a differential receiving unit 27, a yaw angular velocity detecting unit 28, and an axle rotational speed detecting unit 29. Here, the information processing unit 22
Corresponds to the information processing means in the claims, and the information storage means 23 corresponds to the information storage means in the claims. The first antenna 24, the GPS processing unit 26, the second antenna 25, and the differential receiving unit 27 correspond to GPS receiving means in the claims. Further, the yaw angular velocity detecting section 28 corresponds to the yaw angular velocity detecting means in the claims. The axle rotation speed detection unit 29 corresponds to the axle rotation speed detection means in the claims.

【００２４】上記の第１アンテナ２４は、ＧＰＳ衛星Ｇ
１等から送信される電波を検出し、ＧＰＳ処理部２６に
出力する。また、第２アンテナ２５は、基準位置局３か
ら送信される電波を検出し、ディファレンシャル受信部
２７に出力する。ディファレンシャル受信部２７は、第
２アンテナ２５が検出した電波により位置補正情報を得
て、これをＧＰＳ処理部２６に出力する。ＧＰＳ処理部
２６は、これらＧＰＳ情報と位置補正情報を用いて自車
の位置座標を検出し、情報処理部２２に出力する。The first antenna 24 is a GPS satellite G.
The radio waves transmitted from the first and the like are detected and output to the GPS processing unit 26. The second antenna 25 also detects radio waves transmitted from the reference position station 3 and outputs the radio waves to the differential receiving unit 27. The differential receiving unit 27 obtains position correction information from the radio wave detected by the second antenna 25, and outputs this to the GPS processing unit 26. The GPS processing unit 26 detects the position coordinates of the vehicle using the GPS information and the position correction information, and outputs the position coordinates to the information processing unit 22.

【００２５】また、ヨー角速度検出部２８は、ヨーレー
ト・ジャイロセンサ（図示せず）を有している。ヨーレ
ート・ジャイロセンサは、いわゆるジャイロセンサの一
つであり、振動型、ガス型、回転型、光型等の種類があ
り、ヨー角速度を検出する。ヨー角速度とは、物体がヨ
ーイングする場合のヨー方向の回転の角速度である。ヨ
ーイングとは、元来、水上の船の回転（揺れ）を表現す
るローリング、ピッチング等のうちの一つであり、船に
たとえた場合に、船の甲板に直立するマスト（帆柱）の
中心軸線の回りに回転する運動をいう。列車２の場合
は、線路の曲線区間を列車２が走行すると、ヨー角速度
が生じる。ヨー角速度検出部２８の検出したヨー角速度
を示す出力は、情報処理部２２に送られる。The yaw angular velocity detecting section 28 has a yaw rate / gyro sensor (not shown). The yaw rate / gyro sensor is one of so-called gyro sensors, and there are various types such as a vibration type, a gas type, a rotary type, and an optical type, and detects a yaw angular velocity. The yaw angular velocity is the angular velocity of rotation in the yaw direction when the object yaws. Yawing is originally one of rolling, pitching, etc. that expresses the rotation (sway) of a ship on the water, and when compared to a ship, the central axis of the mast (sail pillar) that stands upright on the deck of the ship. A motion that rotates around. In the case of the train 2, the yaw angular velocity is generated when the train 2 travels along the curved section of the track. The output indicating the yaw angular velocity detected by the yaw angular velocity detector 28 is sent to the information processor 22.

【００２６】また、車軸回転数検出部２９は、速度発電
機（図示せず）を有している。速度発電機は、列車２の
車軸２１ａに取り付けられた装置であり、車軸２１ａの
回転数に応じてパルス（例えば１回転ごとにν個のパル
ス。ν：正の整数。）を発生させる。このパルスによ
り、車軸２１ａの回転数が検出される。車軸回転数を示
す出力は、情報処理部２２に送られる。The axle speed detector 29 has a speed generator (not shown). The speed generator is a device attached to the axle 21a of the train 2 and generates a pulse (for example, ν pulses per revolution. Ν: a positive integer) according to the rotation speed of the axle 21a. The rotation speed of the axle 21a is detected by this pulse. The output indicating the axle rotation speed is sent to the information processing unit 22.

【００２７】情報処理部２２は、ＧＰＳ処理部２６から
送られてくるＧＰＳ情報と位置補正情報を処理・解析す
る部分である。この情報処理部２２は、図示はしていな
いが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）、ＲＡＭ、データ・指
令入力部、画像表示部、出力部等を有している。The information processing section 22 is a section for processing and analyzing the GPS information and the position correction information sent from the GPS processing section 26. Although not shown, the information processing unit 22 has a CPU (Central Processing).
Unit: central processing unit), RAM, data / command input unit, image display unit, output unit, and the like.

【００２８】ＣＰＵは、図示はしていないが、各種デー
タに対して、四則演算（加算、減算、乗算、及び除算）
を行い、又は論理演算（論理積、論理和、否定、排他的
論理和など）を行い、又はデータ比較、若しくはデータ
シフトなどの処理を実行する部分である。Although not shown, the CPU performs four arithmetic operations (addition, subtraction, multiplication, and division) on various data.
Is performed, or a logical operation (logical product, logical sum, negation, exclusive logical sum, etc.) is performed, or processing such as data comparison or data shift is executed.

【００２９】情報記憶部２３は、図示はしていないが、
ハードディスク装置（ＨＤＤ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏ
ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：読出し専用メモリ）等を有して
おり、ＣＰＵを制御するための制御プログラムや、ＣＰ
Ｕが用いる各種データ等を格納している部分である。ま
た、ＲＯＭは、一般に、半導体チップ等により構成され
る。The information storage unit 23 is not shown in the figure,
Hard disk drive (HDD), ROM (Read O
nly Memory: a read-only memory) and the like, and a control program for controlling the CPU and a CP
This is a part that stores various data used by U. The ROM is generally composed of a semiconductor chip or the like.

【００３０】また、情報処理部２２は、図示はしていな
いが、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏ
ｒｙ：随時書込み読出しメモリ）等を有している。ＲＡ
Ｍは、ＣＰＵにより演算された途中のデータ等を一時記
憶する部分である。ＲＡＭは、一般に、半導体チップ等
により構成される。Although not shown, the information processing section 22 is a RAM (Random Access Memory).
ry: write / read memory as needed) and the like. RA
M is a portion for temporarily storing data and the like in the process of being calculated by the CPU. The RAM is generally composed of a semiconductor chip or the like.

【００３１】また、情報処理部２２は、図示はしていな
いが、キーボードや各種キーやスイッチ等のデータ・入
力部と、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：
陰極線管表示装置）モニタや液晶表示パネル等の画像表
示部を有している。また、情報処理部２２は、図示はし
ていないが、出力部を有している。出力部は、プリン
タ、外部出力端子、モデムなどの通信装置、ＬＡＮ（Ｌ
ｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ポート等を有し
ており、ＣＰＵの演算結果や処理したデータを、紙等に
印字したり、あるいは電気信号として外部へ出力又は送
信する部分である。なお、外部出力端子に、フレキシブ
ル・ディスク（ＦＤ）装置、ＭＯやＣＤ−ＲＷ等の光磁
気ディスク装置、ＩＣカード装置等の外部記録装置を接
続すれば、録音した打撃音データや、ＣＰＵが処理した
結果データ等をディスク等の記録媒体に記録して外部に
取り出すことができる。Although not shown, the information processing unit 22 includes a data / input unit such as a keyboard, various keys and switches, and a CRT (Cathode Ray Tube:
A cathode ray tube display device) has an image display unit such as a monitor or a liquid crystal display panel. The information processing unit 22 has an output unit (not shown). The output unit includes a printer, an external output terminal, a communication device such as a modem, a LAN (L
This is a part that has an oCal Area Network) port, etc., and prints the calculation result of the CPU or processed data on paper or the like, or outputs or transmits it as an electric signal to the outside. If an external recording device such as a flexible disk (FD) device, a magneto-optical disk device such as MO or CD-RW, or an IC card device is connected to the external output terminal, the recorded impact sound data and the CPU process the data. The resulting data can be recorded on a recording medium such as a disk and taken out.

【００３２】また、本実施形態の列車自車位置検出シス
テム１００におけるＧＰＳ処理部２６も、図示はしてい
ないが、上記したものと同様の構成及び作用を有するＣ
ＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、データ・指令入力部、出力部等
を有している。Although not shown, the GPS processing unit 26 in the train vehicle position detection system 100 according to the present embodiment also has a configuration and operation similar to those described above.
It has a PU, a RAM, a ROM, a data / command input unit, an output unit, and the like.

【００３３】上記した情報処理部２２は、車軸回転数検
出部２９から送られてくる出力から車軸回転数を検出す
る。また、情報処理部２２は、単位時間当たりの車軸回
転数から、車軸の回転速度を演算する。情報処理部２２
は、演算された車軸の回転速度と、既知の値である車輪
２１の径から、列車２の走行速度を演算する。The above-mentioned information processing unit 22 detects the axle rotation speed from the output sent from the axle rotation speed detection unit 29. Further, the information processing unit 22 calculates the rotation speed of the axle from the number of axle rotations per unit time. Information processing unit 22
Calculates the traveling speed of the train 2 from the calculated rotation speed of the axle and the known diameter of the wheel 21.

【００３４】例えば、単位時間当たりの車軸回転数がＮ
（回／秒）の場合、車軸の角速度ωは、ω＝２πＮ（ラ
ジアン／秒）となる。ここに、πは円周率を示してい
る。この場合、列車２の車輪２１の直径をＤ（メート
ル）とすると、車輪２１の外周での速度Ｖ_Oは、Ｖ_O＝
（Ｄ／２）×ω＝πＮＤ（メートル／秒）と表される。
車輪２１とレール１１の間に滑りなどがないとしている
ので、列車２の走行速度は、速度Ｖ_Oと等しくなる。For example, the number of axle rotations per unit time is N
In the case of (times / second), the angular velocity ω of the axle becomes ω = 2πN (radian / second). Here, π indicates the pi. In this case, assuming that the diameter of the wheels 21 of the train 2 is D (meter), the speed V _O at the outer circumference of the wheels 21 is V _O =
It is expressed as (D / 2) × ω = πND (meter / second).
Since there is no slippage between the wheels 21 and the rails 11, the traveling speed of the train 2 is equal to the speed V _O.

【００３５】情報処理部２２は、車軸回転数検出部２９
からのパルス数を積算する。例えば、列車２の車輪２１
の直径をＤ（メートル）とすると、車輪２１の外周（円
周）の長さは、πＤ（メートル）となる。また、車軸の
１回転でν個のパルスを車軸回転数検出部２９が発生す
る場合には、情報処理部２２は、積算されたパルスの個
数がＭ個の場合には、πＭＤ／ν（メートル）を算出
し、車輪２１とレール１１の間に滑りなどはないものと
し、πＭＤ／ν（メートル）の値を列車２の移動距離と
して出力する。また、情報処理部２２は、算出された移
動距離を用いて、起点（距離程：零）から当該地点まで
の距離程や、距離程が既知な中間地点から当該地点まで
の距離程を計算する。ここに、「距離程」とは、直線距
離ではなく、鉄道線路１に沿って移動した長さであり、
いわゆる「道のり」に相当する値である。また、上記し
た各演算結果は、情報記憶部２３、あるいは情報処理部
２２内のＲＡＭ等に記憶される。上記のように車軸の回
転から求められた距離程を、以下、「車軸距離程」とい
う。The information processing unit 22 includes an axle rotation speed detection unit 29.
Add up the number of pulses from. For example, the wheels 21 of the train 2
When the diameter of the wheel 21 is D (meter), the length of the outer circumference (circle) of the wheel 21 is πD (meter). When the axle rotation speed detection unit 29 generates ν pulses for one rotation of the axle, the information processing unit 22 determines πMD / ν (meters) when the number of accumulated pulses is M. ) Is calculated, and it is assumed that there is no slip between the wheels 21 and the rails 11, and the value of πMD / ν (meter) is output as the travel distance of the train 2. Further, the information processing unit 22 uses the calculated movement distance to calculate the distance from the starting point (distance: zero) to the point, or the distance from the intermediate point where the distance is known to the point. . Here, the "distance" is not a straight distance, but a length moved along the railroad track 1,
It is a value that corresponds to the so-called “way”. Further, the above-mentioned respective calculation results are stored in the information storage unit 23, the RAM in the information processing unit 22, or the like. The distance distance obtained from the rotation of the axle as described above is hereinafter referred to as "axle distance distance".

【００３６】次に、上記した列車自車位置検出システム
１００の行う作用について、図２ないし図３を参照しつ
つ、さらに詳細に説明する。Next, the operation of the train vehicle position detection system 100 described above will be described in more detail with reference to FIGS.

【００３７】列車自車位置検出システム１００の行う作
用の説明に先立ち、ＤＧＰＳの構成及び作用について説
明を行う。Prior to the description of the operation performed by the train vehicle position detection system 100, the configuration and operation of the DGPS will be described.

【００３８】ＧＰＳ衛星Ｇ１等は、地球の上空約２００
００ｋｍで地球を取り巻く軌道上を周回する人工衛星で
ある。軌道は、６個の異なる軌道があり、それぞれの軌
道は、地球の赤道面を横切る経度が６０度ずつずらされ
ている。ＧＰＳ衛星の総数は２４個であり、各軌道には
ＧＰＳ衛星がそれぞれ４個ずつ配置されている。このよ
うな構成により、地球上のどの地点においても、４個以
上のＧＰＳ衛星が視界に入るようになっている。The GPS satellites G1 and the like are about 200 above the earth.
It is an artificial satellite that orbits the earth at 00 km. The orbit has six different orbits, and the orbits of the orbits are shifted by 60 degrees in longitude across the equatorial plane of the earth. The total number of GPS satellites is 24, and four GPS satellites are arranged in each orbit. With such a configuration, four or more GPS satellites can be seen at any point on the earth.

【００３９】それぞれのＧＰＳ衛星Ｇ１等からは、測位
用の電波信号が発信されている。この電波信号は、ディ
ジタル信号であり、このディジタル信号の中には、所定
周期（例えば１ミリ秒）ごとに繰り返される測位用コー
ド、発信されたＧＰＳ衛星の軌道情報などが含まれてい
る。この測位用コードは、ＧＰＳ処理部２６の内部でも
生成されている。このため、ＧＰＳ衛星Ｇ１等が搭載し
ている時計の時刻と、受信する側（例えばＧＰＳ処理部
２６）の時計の時刻が誤差なく一致していれば、測位用
コードの時間のずれ（以下、「時間差」という。）を検
出することにより、受信したＧＰＳ衛星と、受信した装
置の位置の間の距離（以下、「疑似距離」という。）を
算出することができる。Radio signals for positioning are transmitted from the respective GPS satellites G1 and the like. This radio wave signal is a digital signal, and the digital signal includes a positioning code repeated every predetermined period (for example, 1 millisecond), orbit information of the transmitted GPS satellite, and the like. This positioning code is also generated inside the GPS processing unit 26. Therefore, if the time of the clock mounted on the GPS satellite G1 or the like and the time of the clock of the receiving side (for example, the GPS processing unit 26) match without error, the time difference of the positioning code (hereinafter, By detecting the “time difference”), the distance between the received GPS satellite and the position of the received device (hereinafter, referred to as “pseudo distance”) can be calculated.

【００４０】すなわち、ＧＰＳ衛星からの電波受信位置
から、あるＧＰＳ衛星までの疑似距離は、上記の時間差
に電波の速度（光速度）を乗算することにより得ること
ができる。各時刻におけるＧＰＳ衛星の三次元位置座標
は、上記したディジタル信号中の軌道情報から算出する
ことができる。ある時刻におけるあるＧＰＳ衛星の三次
元位置座標を（α，β，γ）とし、ＧＰＳ電波受信位置
の三次元位置座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、その時刻にお
ける疑似距離をＲとすれば、下式（１）が成立する。 （ｘ−α）²＋（ｙ−β）²＋（ｚ−γ）²＝Ｒ²………（１）That is, the pseudo distance from the radio wave reception position from the GPS satellite to a certain GPS satellite can be obtained by multiplying the time difference by the radio wave velocity (light velocity). The three-dimensional position coordinates of the GPS satellite at each time can be calculated from the above orbit information in the digital signal. If the three-dimensional position coordinate of a GPS satellite at a certain time is (α, β, γ), the three-dimensional position coordinate of the GPS radio wave reception position is (x, y, z), and the pseudo distance at that time is R. , The following equation (1) is established. (X-α) ² + (y-β) ² + (z-γ) ² = R ² ......... (1)

【００４１】ＧＰＳ電波受信位置の三次元位置座標
（ｘ，ｙ，ｚ）の変数の個数は３個であるから、同時に
異なる３個のＧＰＳ衛星からの電波を受信して疑似距離
を算出し、上式（１）と同様の関係式を３個求め、これ
らを解くことにより、ｘ，ｙ，ｚの値を得ることができ
ることになる。しかし、ＧＰＳ衛星の時計と、受信装置
の時計との間には時間の誤差があるため、算出された疑
似距離Ｒには、誤差ΔＲが含まれる。このため、上記の
方法では、ｘ，ｙ，ｚの値を一義的に決定することはで
きない。Since the number of variables of the three-dimensional position coordinates (x, y, z) of the GPS radio wave reception position is three, radio waves from three different GPS satellites are simultaneously received to calculate the pseudo distance, By obtaining three relational expressions similar to the above equation (1) and solving them, the values of x, y, z can be obtained. However, since there is a time error between the GPS satellite clock and the receiving device clock, the calculated pseudorange R includes an error ΔR. Therefore, the above method cannot uniquely determine the values of x, y, and z.

【００４２】これを解決するためには、同時に異なる少
なくとも４個のＧＰＳ衛星からの電波を受信して疑似距
離を算出し、上式（１）と同様の関係式を少なくとも４
個求めれば、ΔＲを考慮しつつ、ｘ，ｙ，ｚの値を一義
的に決定することができる。本実施形態の列車自車位置
検出システム１００におけるＧＰＳ処理部２６は、受信
したＧＰＳ衛星の個数ｎを情報処理部２２に出力するよ
うに構成されている。In order to solve this, radio waves from at least four different GPS satellites are simultaneously received to calculate a pseudorange, and at least four relational expressions similar to the above equation (1) are calculated.
If the number is obtained, the values of x, y, and z can be uniquely determined while considering ΔR. The GPS processing unit 26 in the train own vehicle position detection system 100 of the present embodiment is configured to output the number n of the received GPS satellites to the information processing unit 22.

【００４３】４個以上のＧＰＳ衛星を捕捉して、その電
波信号を得ても、ＧＰＳ衛星どうしの相対的な配置状態
によっては、測位精度はかえって低下する。これは、幾
何学的な性質によるものである。このため、このような
場合の精度を、幾何学的精度低下率（Ｇｅｏｍｅｔｒｉ
ｃ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：以
下、「ＧＤＯＰ」という。）という。Even if four or more GPS satellites are captured and their radio signals are obtained, the positioning accuracy is rather lowered depending on the relative arrangement of the GPS satellites. This is due to its geometrical nature. For this reason, the accuracy in such a case is determined by the geometric accuracy reduction rate (Geometry).
c Direction of Precision: Hereinafter referred to as "GDOP". ).

【００４４】ＧＤＯＰの値が小さいほど精度は高くな
る。例えば、ＧＰＳ電波信号の受信位置と、各ＧＰＳ衛
星を結ぶ線どうしが作る相対角度が大きいほど、ＧＤＯ
Ｐの値は小さくなる。したがって、４つのＧＰＳ衛星を
結んで作成される四面体の体積が大きいほどＧＤＯＰ値
は小さくなる。このため、ＧＰＳ処理部２６において
は、５個以上のＧＰＳ衛星を捕捉した場合には、ＧＤＯ
Ｐ値が最小となるような４個のＧＰＳ衛星の組み合わせ
を選択し、これを測位計算に採用するようにしている。The smaller the value of GDOP, the higher the accuracy. For example, the greater the relative angle between the GPS radio signal reception position and the lines connecting the GPS satellites, the greater the GDO.
The value of P becomes smaller. Therefore, the larger the volume of the tetrahedron created by connecting the four GPS satellites, the smaller the GDOP value. Therefore, in the GPS processing unit 26, when five or more GPS satellites are captured, the GDO
A combination of four GPS satellites that minimizes the P value is selected, and this is adopted for positioning calculation.

【００４５】また、上記のＧＤＯＰは、下式（２）で表
される。 ＧＤＯＰ²＝ＰＤＯＰ²＋ＴＤＯＰ²………（２）The above GDOP is represented by the following equation (2). GDOP ² = PDOP ² + TDOP ² ………… (2)

【００４６】上式（２）において、ＰＤＯＰは、地球上
の観測点における位置精度の低下率（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ
Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：以
下、「位置精度低下率」という。）を示しており、ＴＤ
ＯＰは、時刻の精度低下率（Ｔｉｍｅ Ｄｉｌｕｔｉｏ
ｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：以下、「時刻精度低下
率」という。）を示している。In the above equation (2), PDOP is the deterioration rate (Position) of the position accuracy at the observation point on the earth.
Dilution of Precision: Hereinafter referred to as "position accuracy reduction rate". ) Is shown, and TD
OP is the time accuracy reduction rate (Time Dilutio).
no of Precision: Hereinafter referred to as "time accuracy deterioration rate". ) Is shown.

【００４７】また、ＰＤＯＰは、下式（３）で表され
る。 ＰＤＯＰ²＝ＨＤＯＰ²＋ＶＤＯＰ²………（３）PDOP is represented by the following equation (3). PDOP ² = HDOP ² + VDOP ² ……… (3)

【００４８】上式（３）において、ＨＤＯＰは、地球上
の観測点における水平方向での位置精度の低下率（Ｈｏ
ｒｉｚｏｎｔａｌ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃ
ｉｓｉｏｎ：以下、「水平方向位置精度低下率」とい
う。）を示しており、ＶＤＯＰは、地球上の観測点にお
ける垂直方向での位置精度の低下率（Ｖｅｒｔｉｃａｌ
Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：以下、
「垂直方向位置精度低下率」という。）を示している。In the above equation (3), HDOP is the rate of decrease in the horizontal position accuracy (Ho)
rizontal dilution of prec
Ision: Hereinafter referred to as "horizontal position accuracy reduction rate". ), VDOP is the rate of decrease in vertical position accuracy (Vertical) at an observation point on the earth.
Dilution of Precision: Below,
This is called the "vertical position accuracy reduction rate." ) Is shown.

【００４９】本実施形態の列車自車位置検出システム１
００におけるＧＰＳ処理部２６は、所定の比例定数を用
いて算出したＨＤＯＰ値を情報処理部２２に出力するよ
うに構成されている。Train own vehicle position detection system 1 of this embodiment
The GPS processing unit 26 in 00 is configured to output the HDOP value calculated using a predetermined proportional constant to the information processing unit 22.

【００５０】上記の説明は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐ
ｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：地球測位システ
ム）の一般的な構成と作用に関するものである。通常の
ＧＰＳ衛星からの電波信号の中には、電離層や対流層の
影響による電波の遅延、ＧＰＳ受信装置側の時計の誤
差、ＧＰＳ衛星内の時計の誤差が含まれる。このため、
これらの影響により、測位結果にも誤差が含まれるよう
になる。このような誤差を低減し、測位結果の精度を高
めることを目的としたものがＤＧＰＳである。The above explanation is based on the GPS (Global P
(positioning System: Global Positioning System). A radio signal from a normal GPS satellite includes a delay of a radio wave due to the influence of an ionosphere and a convection layer, an error of a clock on the GPS receiving device side, and an error of a clock on the GPS satellite. For this reason,
Due to these influences, the positioning result also includes an error. The purpose of DGPS is to reduce such errors and increase the accuracy of positioning results.

【００５１】ＤＧＰＳでは、ＧＰＳ衛星と受信装置に加
え、正確な位置データ（緯度、経度、地球楕円体上の高
さ）が測量等によって計測されている基準位置におい
て、上記のＧＰＳによる測位（単独測位）を行う。これ
により、基準位置の既知の位置データ（基準位置デー
タ）と、その時点のＧＰＳによる位置データ（ＧＰＳ位
置データ）の両方が得られる。基準位置データとＧＰＳ
位置データの差は、他の位置における補正量として用い
ることが可能である。In the DGPS, in addition to the GPS satellite and the receiving device, accurate positioning data (latitude, longitude, height on the ellipsoid of the earth) is measured at the reference position by the above-mentioned GPS positioning (single). Positioning). As a result, both known position data of the reference position (reference position data) and position data by the GPS at that time (GPS position data) are obtained. Reference position data and GPS
The difference in position data can be used as a correction amount at another position.

【００５２】このため、この基準位置データとＧＰＳ位
置データの差のデータを、リアルタイムで演算し、位置
補正情報として電波により発信すれば、この位置補正情
報を受信した他の箇所においては、ＧＰＳの単独測位に
より算出された位置座標から位置補正情報に示す補正量
の分だけ差し引く補正を行うことにより、さらに高精度
の三次元位置座標を算出し、この三次元位置座標から、
地球上の緯度と経度に変換した位置座標（以下、「ＤＧ
ＰＳ位置座標」という。）の値を得ることができる。こ
のようなシステムがＤＧＰＳである。本実施形態の列車
自車位置検出システム１００においては、基準位置局３
の位置が既知であり、基準位置局３がリアルタイムで位
置補正情報を送信している。ここに、ＤＧＰＳ位置座標
は、特許請求の範囲におけるＧＰＳ位置座標に相当して
いる。Therefore, if the data of the difference between the reference position data and the GPS position data is calculated in real time and transmitted as the position correction information by radio waves, the GPS of the position correction information is received at other locations. By performing correction by subtracting the correction amount shown in the position correction information from the position coordinates calculated by independent positioning, three-dimensional position coordinates with higher accuracy are calculated, and from this three-dimensional position coordinate,
Position coordinates converted to latitude and longitude on the earth (hereinafter "DG
PS position coordinates ". ) Value can be obtained. Such a system is DGPS. In the train own vehicle position detection system 100 of the present embodiment, the reference position station 3
, The reference position station 3 transmits the position correction information in real time. Here, the DGPS position coordinates correspond to the GPS position coordinates in the claims.

【００５３】なお、ＤＧＰＳにおいては、基準位置局か
らの位置補正情報を、同時刻のＧＰＳ測位位置の補正に
用いることが理想的であるが、実際には、基準位置局か
らの位置補正情報を、ある時間が経過した時点のＧＰＳ
測位位置の補正に用いることになる。しかし、ＧＰＳ衛
星は時々刻々と移動しているため、時間が経過するにし
たがって、位置補正情報にも誤差が入ってくる。基準位
置局からの位置補正情報の送信時刻を基準としたとき
の、他の箇所の補正を行う時刻を「遅延時間」とし、τ
で表した場合、位置補正情報の誤差は、τ²に比例する
ことが知られている。本実施形態の列車自車位置検出シ
ステム１００におけるＧＰＳ処理部２６は、位置補正情
報を受信した最近の時刻と、補正を行うデータの時刻と
の時間差を、ディファレンシャル補正データ更新時間ｔ
として、情報処理部２２に出力するように構成されてい
る。In the DGPS, it is ideal to use the position correction information from the reference position station to correct the GPS positioning position at the same time, but in reality, the position correction information from the reference position station is used. , GPS at a certain time
It will be used to correct the positioning position. However, since the GPS satellites are moving every moment, an error will appear in the position correction information as time passes. The time at which other locations are corrected when the transmission time of the position correction information from the reference position station is used as the reference is the "delay time", and τ
It is known that the error of the position correction information is proportional to τ ² when expressed by. The GPS processing unit 26 in the train vehicle position detection system 100 according to the present embodiment determines the time difference between the latest time when the position correction information is received and the time of the data to be corrected as the differential correction data update time t.
Is configured to be output to the information processing unit 22.

【００５４】また、情報処理部２２は、上記したＤＧＰ
Ｓ位置座標（緯度，経度）から、距離程を求めることが
できる。すなわち、線路上の２点の距離が十分小さけれ
ば、２点の直線距離は距離程に等しいから、これを利用
して距離程を求め、これらを加算することにより、起点
からの距離程を算出することができる。このように、Ｄ
ＧＰＳ位置座標から求められた距離程を、以下、「ＤＧ
ＰＳ距離程」という。Further, the information processing section 22 uses the above-mentioned DGP.
The distance can be calculated from the S position coordinates (latitude and longitude). That is, if the distance between two points on the track is sufficiently small, the linear distance between the two points is equal to the distance. Therefore, use this to calculate the distance and add them to calculate the distance from the starting point. can do. Thus, D
The distance calculated from the GPS position coordinates is referred to as “DG
PS distance ".

【００５５】次に、上記のようなＤＧＰＳを備えた本実
施形態の列車自車位置検出システム１００の作用につい
て、さらに詳細に説明を行う。Next, the operation of the train vehicle position detection system 100 of this embodiment equipped with the DGPS as described above will be described in more detail.

【００５６】まず、線路情報のデータベースを作成する
ため、図１に示すように、列車２によって、鉄道線路１
の情報測定用走行が行われる。図１において、鉄道線路
１は、図の左右方向に設置されており、列車２は、図の
左から右へ向かって走行するように図示されている。First, in order to create a database of track information, as shown in FIG.
Traveling for information measurement is performed. In FIG. 1, the railroad track 1 is installed in the left-right direction of the drawing, and the train 2 is illustrated as traveling from the left to the right of the drawing.

【００５７】この情報測定用走行では、情報処理部２２
は、各時点での車軸回転数より得られる列車走行速度
と、各時点でのヨー角速度から、その時点での走行区間
の各位置における線路の曲率を演算する。また、その時
点での車軸距離程を算出する。In this traveling for measuring information, the information processing unit 22
Calculates the curvature of the track at each position of the traveling section at that time from the train traveling speed obtained from the axle speed at each time and the yaw angular velocity at each time. Also, the axle distance at that time is calculated.

【００５８】この場合、線路の曲率を、曲率半径（単
位：メートル）Ｒの逆数である１／Ｒと定義し、列車走
行速度（単位：メートル／秒）をｖとし、ヨー角速度
（単位：ラジアン／秒）をψとすれば、曲率１／Ｒは、
下式（４）により得られる。 １／Ｒ＝ψ／ｖ ………（４）In this case, the curvature of the line is defined as 1 / R which is the reciprocal of the radius of curvature (unit: meter) R, the train traveling speed (unit: meter / sec) is v, and the yaw angular velocity (unit: radian). / Sec) is ψ, the curvature 1 / R is
It is obtained by the following equation (4). 1 / R = ψ / v ………… (4)

【００５９】このようにして、線路上での実測距離（例
えば１メートル）の点（以下、「ポインタ」という。）
ごとに、車軸距離程と、その車軸距離程の位置における
曲率（１／Ｒ：以下、「既知線路曲率」という。）を対
応させた線路情報データベースを作成する。ポインタと
距離程と既知線路曲率を関係づけたデータテーブルを、
以下「曲率マップテーブル」という。この曲率マップテ
ーブルには、線区コードも一緒に記憶される。線区コー
ドは、鉄道の各線区を特定するためのコードであり、同
一の線区であっても、上り線と下り線では異なるコード
が割り当てられる。In this way, a point (hereinafter referred to as a "pointer") at an actually measured distance (for example, 1 meter) on the track.
For each of these, a track information database is created in which the axle distance is associated with the curvature at the position of the axle distance (1 / R: hereinafter referred to as "known rail curvature"). A data table in which the pointer, distance, and known track curvature are related,
Hereinafter referred to as "curvature map table". A line segment code is also stored in this curvature map table. The line segment code is a code for identifying each line segment of the railway, and even in the same line segment, different codes are assigned to the up line and the down line.

【００６０】また、走行距離１メートルごとの各ポイン
タにおいて、ＤＧＰＳ位置座標（緯度の値，経度の値）
が得られるが、情報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）
は、これらのデータから、ポインタと緯度データのみを
並べたデータテーブル（以下、「緯度インデックス」と
いう。）と、ポインタと経度データのみを並べたデータ
テーブル（以下、「経度インデックス」という。）を作
成し、これらを上記の線路情報データベースに組み込
む。Further, in each pointer for every 1 meter of traveled distance, DGPS position coordinates (latitude value, longitude value)
However, the CPU of the information processing unit 22 (not shown)
From these data, a data table in which only pointers and latitude data are arranged (hereinafter referred to as "latitude index") and a data table in which only pointers and longitude data are arranged (hereinafter referred to as "longitude index"). Create and incorporate these into the track information database above.

【００６１】次に、上記のようにして作成した線路情報
データベースを列車２に実装して、運用走行を行う。こ
こでは、作成された線路情報データベースは、その後、
列車２の情報記憶部２３に記憶されたものとする。この
列車２の運用走行においては、情報処理部２２内のＣＰ
Ｕ（図示せず）は、その時点でＧＰＳ処理部２６から入
力されてきたＧＰＳ情報と位置補正情報から、受信信頼
度係数を演算する。受信信頼度係数は、ＧＰＳ情報と位
置補正情報の信頼性の程度である受信信頼度を表す値で
ある。Next, the track information database created as described above is mounted on the train 2 and the running operation is performed. Here, the created track information database is
It is assumed that the information is stored in the information storage unit 23 of the train 2. When the train 2 is in operation, the CP in the information processing unit 22
U (not shown) calculates a reception reliability coefficient from the GPS information and the position correction information input from the GPS processing unit 26 at that time. The reception reliability coefficient is a value representing the reception reliability, which is the degree of reliability of the GPS information and the position correction information.

【００６２】受信信頼度係数をｃと表すと、受信信頼度
係数ｃは、下式（５）で表される。 ｃ＝｛ｆ（ｎ）＋ｇ（ＨＤＯＰ）｝×ｈ（ｔ）………（５） この場合、ｃの値が大きいほど受信の信頼性が高いこと
を示している。When the reception reliability coefficient is represented by c, the reception reliability coefficient c is represented by the following equation (5). c = {f (n) + g (HDOP)} × h (t) ... (5) In this case, the larger the value of c, the higher the reliability of reception.

【００６３】上式（５）において、第１項であるｆ
（ｎ）は、ＧＰＳ情報の受信に用いたＧＰＳ衛星の個数
ｎの関数を示している。ｆ（ｎ）の値は、ｎの値が零か
ら３までの間は、零となっている。また、ｎの値が４以
上の場合には、ｆ（ｎ）の値は、ｎに等しい。すなわ
ち、ｎの値が４の場合には、ｆ（ｎ）の値は４となり、
ｎの値が５の場合には、ｆ（ｎ）の値は５となる。以下
は同様である。In the above equation (5), the first term f
(N) shows a function of the number n of GPS satellites used for receiving GPS information. The value of f (n) is zero when the value of n is from 0 to 3. When the value of n is 4 or more, the value of f (n) is equal to n. That is, when the value of n is 4, the value of f (n) is 4.
When the value of n is 5, the value of f (n) is 5. The following is the same.

【００６４】上記したように、ＤＧＰＳにおいて受信位
置でのＤＧＰＳ位置座標を求めるためには、一般のＧＰ
Ｓの単独測位の場合と同様に、ＧＰＳ衛星の個数ｎは、
少なくとも４個は必要である。したがって、ｎが３以下
の場合には、測位の信頼性の程度は最も低いので、零と
設定した。また、ｎが４以上となれば、ＧＤＯＰ（又は
ＨＤＯＰ）が最良となるようにＧＰＳ衛星の組み合わせ
（４個）を選定することができ、ｎの値が大きくなるほ
ど、精度のよい組み合わせを選定できると考えられるた
め、測位の信頼性の程度は増加する。この性質を表すた
め、ｎが４以上の場合には、ｆ（ｎ）＝ｎとした。As described above, in order to obtain DGPS position coordinates at the receiving position in DGPS, general GP is used.
As in the case of the S single positioning, the number n of GPS satellites is
At least four are required. Therefore, when n is 3 or less, the degree of positioning reliability is the lowest, and thus it is set to zero. Further, when n is 4 or more, it is possible to select a combination (4) of GPS satellites so that the GDOP (or HDOP) is the best, and the larger the value of n, the more accurate the combination can be selected. Therefore, the degree of reliability of positioning increases. In order to express this property, when n is 4 or more, f (n) = n.

【００６５】なお、ｆ（ｎ）の関数は、上記以外のもの
であってもよい。例えば、ｎが３以下の場合には、零以
外の一定値ｋとするようにしてもよい。また、この場合
で、ｎが４以上の場合には、ｆ（ｎ）＝ｎ²＋ｋとして
もよい。あるいは、ｎが３以下の場合には、零以外の一
定値ｋとし、ｎが４以上の場合には、ｆ（ｎ）＝ｎ^a＋
ｋとしてもよい。この場合、ａは、１以上の整数であ
る。あるいは、ｎが３以下の場合には、零以外の一定値
ｋとし、ｎが４以上の場合には、ｆ（ｎ）＝ｆ１（ｎ）
＋ｋとしてもよい。この場合、ｆ１（ｎ）は、ｎが増加
するにつれて増加する関数である。要は、関数ｆ（ｎ）
は、ｎが３以下の場合には、一定値ｋであり、ｎが４以
上の場合には、ｋから増加するような関数であれば、ど
のような関数であってもよいのである。The function of f (n) may be other than the above. For example, when n is 3 or less, a constant value k other than zero may be set. Further, in this case, when n is 4 or more, f (n) = n ² + k may be set. Alternatively, when n is 3 or less, and a constant value k other than zero, when n of 4 or ^{more, f (n) = n a} +
It may be k. In this case, a is an integer of 1 or more. Alternatively, when n is 3 or less, a constant value k other than zero is set, and when n is 4 or more, f (n) = f1 (n)
It may be + k. In this case, f1 (n) is a function that increases as n increases. In short, the function f (n)
Is a constant value k when n is 3 or less, and may be any function that increases from k when n is 4 or more.

【００６６】また、上式（５）において、第２項である
ｇ（ＨＤＯＰ）は、水平方向位置精度低下率ＨＤＯＰの
関数を示している。簡単にするためにＨＤＯＰをｐと表
すと、ｇ（ｐ）は、ｐが小さくなるにつれて、その値が
大きくなるような関数となる。例えば、ｇ（ｐ）は、ｐ
に反比例する関数、ｇ（ｐ）＝１／ｐとしてもよい。あ
るいは、ｇ（ｐ）は、ｐ²に反比例する関数、ｇ（ｐ）
＝１／ｐ²としてもよい。一般に、ｇ（ｐ）は、ｐ^bに反
比例する関数、ｇ（ｐ）＝１／ｐ^bとしてもよい。この
場合、ｂは、１以上の整数である。In the above equation (5), the second term g (HDOP) represents a function of the horizontal position accuracy reduction rate HDOP. When HDOP is represented by p for simplification, g (p) is a function whose value increases as p decreases. For example, g (p) is p
The function may be inversely proportional to, g (p) = 1 / p. Alternatively, g (p) is a function inversely proportional to p ² , g (p)
= 1 / p ² may be used. In general, g (p) may be a function inversely proportional to p ^b , g (p) = 1 / p ^b . In this case, b is an integer of 1 or more.

【００６７】上記したように、ＤＧＰＳにおいて、受信
位置での水平方向の位置精度を増加させるためには、水
平方向位置精度低下率ＨＤＯＰの値が小さいほど有利で
ある。このため、ｇ（ｐ）は、ＨＤＯＰが小さいほど大
きな値となる関数となるように設定した。As described above, in the DGPS, in order to increase the horizontal position accuracy at the reception position, the smaller the horizontal position accuracy reduction rate HDOP is, the more advantageous it is. Therefore, g (p) is set to be a function that takes a larger value as HDOP becomes smaller.

【００６８】なお、ｇ（ｐ）の関数は、上記以外のもの
であってもよい。例えば、一般に、ｇ（ｐ）は、ｐ^bに
反比例するとともに、ｂが零のときに切片を持つ関数、
ｇ（ｐ）＝１／（ｐ＋ｅ）^bとしてもよい。この場合、
ｂは１以上の整数であり、ｅは正の実数である。要は、
関数ｇ（ＨＤＯＰ）は、ＨＤＯＰが小さいほど大きな値
となるような関数であれば、どのような関数であっても
よいのである。The function of g (p) may be other than the above. For example, in general, g (p) is a function that is inversely proportional to p ^b and that has an intercept when b is zero,
It may be g (p) = 1 / (p + e) ^b . in this case,
b is an integer of 1 or more, and e is a positive real number. In short,
The function g (HDOP) may be any function as long as it has a larger value as HDOP becomes smaller.

【００６９】また、上式（５）において、第３項である
ｈ（ｔ）は、ディファレンシャル補正データ更新時間ｔ
の関数を示している。ｈ（ｔ）は、ｔ²が大きくなるに
つれて、その値が小さくなり、ｔが零のときに切片を持
つような関数となる。例えば、ｈ（ｔ）は、ｈ（ｔ）＝
１／（ｔ²＋ｑ）^rとしてもよい。この場合、ｑは正の実
数であり、ｒは１以上の整数である。In the above equation (5), the third term h (t) is the differential correction data update time t.
Shows the function of. The value of h (t) decreases as t ² increases, and becomes a function having an intercept when t is zero. For example, h (t) is h (t) =
It may be 1 / (t ² + q) ^r . In this case, q is a positive real number and r is an integer of 1 or more.

【００７０】上記したように、ＤＧＰＳにおいて、受信
位置での位置精度を増加させるためには、ディファレン
シャル補正データ更新時間ｔの値が小さいほど有利であ
る。また、ｔ²の値に比例して誤差は増大する。このた
め、ｈ（ｔ）は、ｔ²が小さいほど大きな値となる関数
となるように設定した。As described above, in the DGPS, the smaller the value of the differential correction data update time t, the more advantageous it is to increase the position accuracy at the reception position. Also, the error increases in proportion to the value of t ² . Therefore, h (t) is set to be a function that takes a larger value as t ² is smaller.

【００７１】なお、ｈ（ｔ）の関数は、上記以外のもの
であってもよい。要は、関数ｈ（ｔ）は、ｔ²が小さい
ほど大きな値となるような関数であれば、どのような関
数であってもよいのである。The function of h (t) may be other than the above. In short, the function h (t) may be any function as long as t ² has a smaller value.

【００７２】なお、受信信頼度係数ｃは、上式（５）の
関数には限定されない。一般には、上式（５）の第１項
ｆ（ｎ）、第２項ｇ（ＨＤＯＰ）、第３項ｈ（ｔ）のう
ちの少なくとも１つを有して構成される関数であれば、
どのような関数であってもよい。例えば、第１項ｆ
（ｎ）と第２項ｇ（ＨＤＯＰ）と第３項ｈ（ｔ）の総和
であってもよい。あるいは、第１項ｆ（ｎ）と第２項ｇ
（ＨＤＯＰ）と第３項ｈ（ｔ）を乗算したものであって
もよい。あるいは、第１項ｆ（ｎ）と第３項ｈ（ｔ）の
和に第２項ｇ（ＨＤＯＰ）を乗算することにより得られ
る関数であってもよい。あるいは、第２項ｇ（ＨＤＯ
Ｐ）と第３項ｈ（ｔ）の和に第１項ｆ（ｎ）を乗算する
ことにより得られる関数であってもよい。あるいは、い
ずれか２つの項を乗算したものに残りの１項を加算する
ことによって得られる関数であってもよい。The reception reliability coefficient c is not limited to the function of the above equation (5). In general, if the function is configured to have at least one of the first term f (n), the second term g (HDOP), and the third term h (t) of the above equation (5),
It can be any function. For example, the first term f
It may be the sum of (n), the second term g (HDOP), and the third term h (t). Alternatively, the first term f (n) and the second term g
It may be a product of (HDOP) and the third term h (t). Alternatively, it may be a function obtained by multiplying the sum of the first term f (n) and the third term h (t) by the second term g (HDOP). Alternatively, the second term g (HDO
It may be a function obtained by multiplying the sum of P) and the third term h (t) by the first term f (n). Alternatively, it may be a function obtained by multiplying any two terms and adding the remaining one term.

【００７３】次に、情報処理部２２内のＣＰＵ（図示せ
ず）は、算出された受信信頼度係数ｃの値を、情報記憶
部２３にあらかじめ記憶されている判別値と比較する。
判別値としては、例えば、ｓ１＜ｓ２となる２つの実数
ｓ１（以下、「第１判別値」という。）とｓ２（以下、
「第２判別値」という。）が用いられる。Next, the CPU (not shown) in the information processing section 22 compares the calculated value of the reception reliability coefficient c with the discriminant value stored in the information storage section 23 in advance.
As the discriminant value, for example, two real numbers s1 (hereinafter, referred to as “first discriminant value”) satisfying s1 <s2 and s2 (hereinafter, “first discriminant value”).
It is called a "second discriminant value". ) Is used.

【００７４】この場合、情報処理部２２内のＣＰＵ（図
示せず）は、算出された受信信頼度係数ｃが第２判別値
ｓ２より大きい場合、すなわち、ｓ２＜ｃの場合には、
ＤＧＰＳの受信の信頼度が「高程度」であると判別す
る。この場合には、情報処理部２２内のＣＰＵ（図示せ
ず）は、ＤＧＰＳ位置座標に基づいて、この走行区間に
おける列車の現在位置（例えば距離程）を特定する。こ
れは、ＤＧＰＳからのデータの信頼性が高い場合には、
ＤＧＰＳのデータのみによって位置を特定する方が精度
が高いと考えられるからである。In this case, if the calculated reception reliability coefficient c is larger than the second determination value s2, that is, if s2 <c, the CPU (not shown) in the information processing unit 22
It is determined that the reliability of DGPS reception is “high”. In this case, the CPU (not shown) in the information processing unit 22 specifies the current position (for example, distance) of the train in this traveling section based on the DGPS position coordinates. This is because if the data from DGPS is reliable,
This is because it is considered that the accuracy is higher when the position is specified only by the DGPS data.

【００７５】また、算出された受信信頼度係数ｃが、第
１判別値ｓ１以上でかつ第２判別値ｓ２以下の場合、す
なわち、ｓ１≦ｃ≦ｓ２の場合には、ＤＧＰＳの受信の
信頼度が「中程度」であると判別する。この場合には、
情報処理部２２内のＣＰＵ（図示せず）は、ＤＧＰＳ位
置座標から得られるＤＧＰＳ距離程を初期値とし、運用
走行時の各時点でのヨー角速度と、車軸回転数より得ら
れる列車走行速度から運用走行時の線路曲率を演算し、
既知線路曲率との比較を行うことにより、走行区間にお
ける列車の現在位置を特定する。これは、ＤＧＰＳから
のデータの信頼性がそれほど高くない場合には、ＤＧＰ
Ｓから得られるＤＧＰＳ距離程に、ヨー角速度のデータ
を付加して位置を特定する方が、ＤＧＰＳのデータのみ
による方法よりも精度が高いと考えられるからである。When the calculated reception reliability coefficient c is not less than the first discriminant value s1 and not more than the second discriminant value s2, that is, s1≤c≤s2, the reliability of DGPS reception is high. Is "medium". In this case,
The CPU (not shown) in the information processing unit 22 uses the DGPS distance obtained from the DGPS position coordinates as an initial value, and from the yaw angular velocity at each time point during operation traveling and the train traveling speed obtained from the axle speed. Calculate the track curvature during operation,
The current position of the train in the running section is specified by comparing it with the known track curvature. This is because if the data from the DGPS is not very reliable, then the DGP
It is considered that adding the yaw angular velocity data to the position as much as the DGPS distance obtained from S to specify the position is more accurate than the method using only the DGPS data.

【００７６】また、算出された受信信頼度係数ｃが、第
１判別値ｓ１よりも小さい場合、すなわち、ｃ＜ｓ１の
場合には、ＤＧＰＳの受信の信頼度が「低程度」である
と判別する。この場合には、情報処理部２２内のＣＰＵ
（図示せず）は、車軸回転数に基づく車軸距離程を初期
値とし、運用走行時の各時点でのヨー角速度と、車軸回
転数より得られる列車走行速度から運用走行時の線路曲
率を演算し、既知線路曲率との比較を行うことにより、
走行区間における列車の現在位置を特定する。これは、
ＤＧＰＳからのデータの信頼性が低い場合には、ＤＧＰ
Ｓのデータは採用せず車軸回転数に基づく車軸距離程
に、ヨー角速度のデータを付加して位置を特定する方
が、精度が高いと考えられるからである。Further, when the calculated reception reliability coefficient c is smaller than the first discriminant value s1, that is, when c <s1, it is determined that the DGPS reception reliability is "low". To do. In this case, the CPU in the information processing unit 22
(Not shown) uses the axle distance based on the axle speed as the initial value, and calculates the track curvature during operation from the yaw angular velocity at each point during operation and the train speed obtained from the axle speed. Then, by comparing with the known line curvature,
Identify the current position of the train in the travel section. this is,
If the reliability of data from DGPS is low, DGP
This is because it is considered to be more accurate to specify the position by adding the yaw angular velocity data to the axle distance based on the axle rotation speed without adopting the S data.

【００７７】次に、上記した３つの自車現在位置特定方
法のうちの第１の方法、すなわちＤＧＰＳ位置座標に基
づいて走行区間における列車の現在位置（距離程）を特
定する方法について、さらに詳細に説明する。Next, the first method of the above-mentioned three methods for specifying the present position of the vehicle, that is, the method for specifying the current position (distance) of the train in the traveling section based on the DGPS position coordinates will be described in more detail. Explained.

【００７８】図２において、符号１は、鉄道線路の平面
形状を示している。この場合、列車は、図２の下方から
上方へ向けて走行しているとする。このとき、ＤＧＰＳ
位置座標（緯度λ，経度μ）が得られたとする。また、
この位置は、図２において、鉄道線路１の上の点ではな
い点Ｃであったとする。ここまでの過程を、以下、「第
１ステップ」という。In FIG. 2, reference numeral 1 indicates the plane shape of the railway line. In this case, it is assumed that the train is running from the bottom to the top in FIG. At this time, DGPS
It is assumed that the position coordinates (latitude λ, longitude μ) are obtained. Also,
This position is assumed to be a point C which is not a point on the railroad track 1 in FIG. The process up to this point is hereinafter referred to as the “first step”.

【００７９】この場合、情報処理部２２のＣＰＵ（図示
せず）は、上記した緯度インデックスの中から、緯度λ
が中間に含まれるようにして、緯度λよりも小さな緯度
を有するポインタをｎ個、緯度λよりも大きな緯度を有
するポインタをｎ個、合計２ｎ個のポインタを選択す
る。ここまでの過程を、以下、「第２ステップ」とい
う。In this case, the CPU (not shown) of the information processing section 22 selects the latitude λ from the above-mentioned latitude indexes.
Are included in the middle, n pointers having a latitude smaller than the latitude λ and n pointers having a latitude larger than the latitude λ, that is, a total of 2n pointers are selected. The process up to this point is hereinafter referred to as the “second step”.

【００８０】また、情報処理部２２のＣＰＵ（図示せ
ず）は、上記した経度インデックスの中から、経度μが
中間に含まれるようにして、経度μよりも小さな経度を
有するポインタをｎ個、経度μよりも大きな経度を有す
るポインタをｎ個、合計２ｎ個のポインタを選択する。
ここまでの過程を、以下、「第３ステップ」という。Further, the CPU (not shown) of the information processing section 22 makes n pointers having a longitude smaller than the longitude μ so that the longitude μ is included in the middle among the above-mentioned longitude indexes, Select n pointers having a longitude greater than the longitude μ, that is, a total of 2n pointers.
The process up to this point is hereinafter referred to as the “third step”.

【００８１】次に、情報処理部２２のＣＰＵ（図示せ
ず）は、上記のようにして選択されたポインタのうち、
一致する（同一の）ポインタのみを選び出す。次に、情
報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）は、これらのポイン
タと、上記の点Ｃとの距離を計算する。Next, the CPU (not shown) of the information processing unit 22 selects from among the pointers selected as described above.
Select only matching (same) pointers. Next, the CPU (not shown) of the information processing unit 22 calculates the distance between these pointers and the point C.

【００８２】例えば、点ＣのＤＧＰＳ位置座標を、ある
位置を基準としたｘｙ座標系に変換して（ｘ１，ｙ１）
を算出し、距離を算出する対象となるポインタのＤＧＰ
Ｓ位置座標を上記のｘｙ座標系に変換して（ｘ２，ｙ
２）を算出すれば、点Ｃとこのポインタの２点間の距離
Ｌは、下式（６）によって算出することができる。 Ｌ＝｛（ｘ２−ｘ１）²＋（ｙ２−ｙ１）²｝^1/2………（６）For example, the DGPS position coordinate of the point C is converted into an xy coordinate system with a certain position as a reference (x1, y1).
And the DGP of the pointer for which the distance is calculated
Convert the S position coordinate to the above xy coordinate system (x2, y
By calculating 2), the distance L between the point C and the two points of this pointer can be calculated by the following equation (6). L = {(x2-x1) 2 + (y2-y1) 2} 1/2 ......... (6)

【００８３】このようにして、点Ｃと各ポインタの距離
Ｌを求めた後、距離Ｌが最小となる点（ポインタ）と、
その次に距離が小さくなる点（ポインタ）の２点を選び
出す。図２においては、これらの２点（ポインタ）とし
て、点Ａと点Ｂが図示されている。この場合、点Ｂの距
離程は、点Ａの距離程よりも大きくなっている。ここま
での過程を、以下、「第４ステップ」という。In this way, after the distance L between the point C and each pointer is obtained, the point (pointer) at which the distance L becomes the minimum,
Next, two points (pointers) having the smallest distance are selected. In FIG. 2, point A and point B are shown as these two points (pointers). In this case, the distance of the point B is larger than the distance of the point A. The process up to this point is hereinafter referred to as the “fourth step”.

【００８４】図２において、点Ａと点Ｃの距離をａと
し、点Ｃと点Ｂの距離をｂとし、点Ａと点Ｂの距離をｃ
とする。この場合には、点Ｃから線分ＡＢにおろした垂
線が線分ＡＢと交差する点をＰとすると、点Ａと点Ｐの
距離ｄは、下式（７）によって算出することができる。
ここまでの過程を、以下、「第５ステップ」という。 ｄ＝（ａ²−ｂ²＋ｃ²）／２ｃ ………（７）In FIG. 2, the distance between points A and C is a, the distance between points C and B is b, and the distance between points A and B is c.
And In this case, when the point where the perpendicular line drawn from the point C to the line segment AB intersects the line segment AB is P, the distance d between the point A and the point P can be calculated by the following equation (7).
The process up to this point is hereinafter referred to as the “fifth step”. d = (a ² −b ² + c ² ) / 2c ... (7)

【００８５】情報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）は、
点Ａの距離程に、上式（７）によって算出された値ｄを
加算した距離程を、現在時点の距離程とし出力するとと
もに、情報記憶部２３に記憶させる。ここまでの過程
を、以下「第６ステップ」という。The CPU (not shown) of the information processing unit 22 is
The distance distance obtained by adding the value d calculated by the above equation (7) to the distance distance of the point A is output as the distance distance at the current time and stored in the information storage unit 23. The process up to this point is hereinafter referred to as the “sixth step”.

【００８６】上記において、点Ｃの位置は、特許請求の
範囲における第１位置に相当し、点Ａの位置は、特許請
求の範囲における第２位置に相当し、点Ｂの位置は、特
許請求の範囲における第３位置に相当している。あるい
は、点Ａの位置を、特許請求の範囲における第３位置と
し、点Ａの位置を、特許請求の範囲における第２位置と
してもよい。In the above description, the position of point C corresponds to the first position in the claims, the position of point A corresponds to the second position in the claims, and the position of point B corresponds to the claims. Corresponds to the third position in the range. Alternatively, the position of the point A may be the third position in the claims and the position of the point A may be the second position in the claims.

【００８７】なお、上記した方法の第４ステップにおい
て、選び出された各ポインタと点Ｃとの距離を計算し、
距離が最小となる点（ポインタ）と、その次に距離が小
さくなる点（ポインタ）の２点を選び出す場合には、線
区コードについても判別が行われ、線区コードに応じて
所定の処理が行われる。すなわち、選び出された各ポイ
ンタの線区コードが、列車が現在走行している線路の線
区コードと同一の場合は、上記した方法がそのまま適用
される。In the fourth step of the above method, the distance between each selected pointer and the point C is calculated,
When selecting two points, the point with the smallest distance (pointer) and the point with the next smallest distance (pointer), the line segment code is also determined, and a predetermined process is performed according to the line segment code. Is done. That is, when the line segment code of each selected pointer is the same as the line segment code of the track on which the train is currently traveling, the above method is applied as it is.

【００８８】しかし、選び出された各ポインタのうちの
いずれかが、列車が現在走行している線路の線区コード
と異なる線区コードを有する場合には、点Ｃとの距離が
算出された後、その距離値に所定のペナルティ値ｍが加
算される。ｍの値としては、例えば、ポインタどうしの
間隔が１メートルの場合に、ｍ＝２０メートルなどの大
きな値とする。これは、分岐器の箇所等において、分岐
していく別の線路の距離程と本線の距離程を混同するこ
とを防止するためである。However, if any of the selected pointers has a line segment code different from the line segment code of the track on which the train is currently traveling, the distance to the point C is calculated. Then, a predetermined penalty value m is added to the distance value. The value of m is set to a large value such as m = 20 meters when the distance between the pointers is 1 meter. This is to prevent confusion between the distance of another line that branches and the distance of the main line at the location of the branching device.

【００８９】次に、上記した３つの自車現在位置特定方
法のうちの第２の方法、すなわち、ＤＧＰＳ位置座標か
ら得られるＤＧＰＳ距離程を初期値とし、運用走行時の
各時点でのヨー角速度と、車軸回転数より得られる列車
走行速度から運用走行時の線路曲率（以下、「運用時線
路曲率」という。）を演算し、上記の線路情報データベ
ース内の既知線路曲率と比較を行うことにより、走行区
間における列車の現在位置を特定する方法について、さ
らに詳細に説明する。Next, the second method of the above three vehicle current position specifying methods, that is, the DGPS distance obtained from the DGPS position coordinates is used as an initial value, and the yaw angular velocity at each time point during operation traveling is set. By calculating the track curvature during operation (hereinafter referred to as "operation track curvature") from the train travel speed obtained from the axle rotation speed, and comparing it with the known track curvature in the track information database. The method for identifying the current position of the train in the traveling section will be described in more detail.

【００９０】この方法では、まず、ＤＧＰＳ位置座標か
ら得られるＤＧＰＳ距離程を初期値とする。これは、Ｄ
ＧＰＳのデータの信頼性は、高程度ではないが、中程度
であり、車軸回転数から求めた車軸距離程よりも、ＤＧ
ＰＳ距離程の方が初期値として信頼性が高い、と考えら
れるためである。In this method, first, the DGPS distance obtained from the DGPS position coordinates is set as the initial value. This is D
The reliability of the GPS data is not so high, but is moderate, and the DG is more reliable than the axle distance calculated from the axle speed.
This is because it is considered that the PS distance is more reliable as the initial value.

【００９１】次に、運用走行時に算出された運用時線路
曲率と、既知線路曲率との比較を行う。この方法につい
て、図３を参照しつつ詳細に説明する。Next, the track curvature during operation calculated during operation is compared with the known track curvature. This method will be described in detail with reference to FIG.

【００９２】まず、今回の運用走行では、情報処理部２
２のＣＰＵ（図示せず）は、車軸回転数より得られる列
車走行速度ｖと、ヨー角速度ψから、上式（４）によっ
て曲率１／Ｒを演算する。First, in the operation run this time, the information processing unit 2
The second CPU (not shown) calculates the curvature 1 / R from the train traveling speed v obtained from the axle speed and the yaw angular velocity ψ according to the above equation (4).

【００９３】次に、情報処理部２２のＣＰＵ（図示せ
ず）は、今回の運用走行時の線路曲率と、曲率マップテ
ーブル内の既知線路曲率との比較を行う。この場合に
は、まず、今回の運用時線路曲率と、線路情報データベ
ース内の既知線路曲率のデータについて、偏差係数を演
算する。Next, the CPU (not shown) of the information processing unit 22 compares the track curvature during the current running operation with the track curvature known in the curvature map table. In this case, first, a deviation coefficient is calculated for the current track curvature during operation and the known track curvature data in the track information database.

【００９４】この偏差係数は、以下のようにして計算さ
れる。すなわち、まず、既知曲率データの中から、距離
程初期値が含まれるある区間、例えば、曲率マップテー
ブルの距離程Ｋ₁からＫ₂までの区間を選ぶ。この区間の
中には、ｉ個（ｉ：２以上の整数）の連続するポインタ
が含まれているとする。これらのポインタの既知曲率デ
ータ値を、距離程の最小のポインタの曲率データから距
離程の最大のポインタの曲率データまで順に並べ、δ
₁1，δ₂，…，δ_iであったとする。This deviation coefficient is calculated as follows. That is, first, from the known curvature data, a certain section including the initial value of the distance is selected, for example, a section from the distance K ₁ to K ₂ of the curvature map table. It is assumed that i (i: an integer of 2 or more) continuous pointers are included in this section. The known curvature data values of these pointers are arranged in order from the curvature data of the pointer with the smallest distance to the curvature data of the pointer with the largest distance, and δ
_{It is} assumed that they are ₁ 1, δ ₂ , ..., δ _i .

【００９５】次に、今回の運用走行時において一定の距
離でサンプルされた直前のｉ個の曲率データを、距離程
の最小のポインタの曲率データから距離程の最大のポイ
ンタの曲率データまで順に並べ、ξ₁1，ξ₂，…，ξ_iで
あったとする。Next, the immediately preceding i pieces of curvature data sampled at a fixed distance during the current operation run are arranged in order from the curvature data of the pointer with the smallest distance to the curvature data of the pointer with the largest distance. , Ξ ₁ 1, ξ ₂ , ..., ξ _i .

【００９６】次に、これらの既知曲率データ値と今回曲
率データ値を用いて、互いに対応するデータ値どうしの
差の２乗値、例えば、（δ₁−ξ₁）²，（δ₂−ξ₂）²，
…，（δ_i−ξ_i）²を求める。ポインタ個数はｉである
から、これらの２乗値は、ｉ個求められる。次に、これ
らのｉ個の２乗値の総和を演算する。これが偏差係数で
あり、これをｗとすると、偏差係数ｗは、下式（８）に
よって算出することができる。 ｗ＝Σ（δ_k−ξ_k）² ………（８）Next, using the known curvature data value and the current curvature data value, the square value of the difference between the data values corresponding to each other, for example, (δ ₁ −ξ ₁ ) ² , (δ ₂ −ξ ₂ ) ² ,
…, (Δ _i −ξ _i ) ² is calculated. Since the number of pointers is i, i squared values are obtained. Next, the sum of these i squared values is calculated. This is a deviation coefficient, and if this is w, the deviation coefficient w can be calculated by the following equation (8). w = Σ (δ _k −ξ _k ) ² ……… (8)

【００９７】情報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）は、
既知曲率データ値の中から選ぶ区間の距離程を、例えば
１ポインタずつ大きくしていったり、１ポインタずつ小
さくしていったりして、その場合の偏差係数を計算す
る。その結果、偏差係数が最小となる区間が検索された
場合は、その場合の距離程の移動量（距離程初期値から
何ポインタ分ずらしたかを示す量）を求め、距離程初期
値をその分だけ増減させて比較時点における距離程とす
る。The CPU (not shown) of the information processing unit 22 is
The distance coefficient of the section selected from the known curvature data values is increased, for example, by 1 pointer or decreased by 1 pointer, and the deviation coefficient in that case is calculated. As a result, when the section with the smallest deviation coefficient is searched, the movement amount (distance indicating how many pointers are shifted from the initial value for the distance) in that case is calculated, and the initial value for the distance is calculated by that amount. It is increased / decreased to the distance at the time of comparison.

【００９８】上記の処理を図３のグラフを用いて説明す
る。図３（Ａ）は、既知線路曲率と運用時線路曲率の比
較のために切り出された既知線路曲率データの集合Ｓ１
を、走行距離との関係において図示したグラフであり、
横軸は走行距離（単位：１０ ⁴メートル）を、縦軸は曲
率（単位：１０^-3メートル^-1）を、それぞれ示してい
る。この切り出された既知線路曲率データ集合Ｓ１は、
上記の説明における距離程初期値Ｋ_cに対応する既知線
路曲率データδ_cを中心とするデータ集合であり、その
データ個数は、ｉ個よりも数倍大きいｊ個（ｊ：ｊ＞ｉ
を満たす整数）とする。図３（Ａ）においては視認しや
すいように、既知線路曲率全体を実線で示し、そこから
切り出された既知曲率データ集合Ｓ１を太実線で図示し
ている。The above processing will be described with reference to the graph of FIG.
It Figure 3 (A) shows the ratio of the known track curvature to the operational track curvature.
Set S1 of known track curvature data cut out for comparison
Is a graph illustrating the relationship with the mileage,
The horizontal axis is the mileage (unit: 10 ^FourMeters), the vertical axis is the song
Rate (unit: 10^-3Meters^-1), Respectively
It The cut-out known line curvature data set S1 is
Initial distance K in the above description_cKnown line corresponding to
Road curvature data δ_cIs a data set centered on
The number of data is j (j: j> i), which is several times larger than i.
Satisfying the integer). In FIG. 3 (A),
As you can see, the whole known track curvature is shown as a solid line, from which
The known curvature data set S1 that has been cut out is shown by a thick solid line.
ing.

【００９９】次に、図３（Ｂ）は、今回の運用走行時に
おける運用時線路曲率データのｉ個のデータ集合Ｓ２、
例えば、上記の説明におけるξ₁1，ξ₂，…，ξ_iを、走
行距離との関係において図示したグラフであり、横軸は
走行距離（単位：１０⁴メートル）を、縦軸は曲率（単
位：１０^-3メートル^-1）を、それぞれ示している。図３
（Ｂ）においては視認しやすいように、運用時線路曲率
データ集合Ｓ２を極太実線で図示している。Next, FIG. 3B shows an i-piece data set S2 of the in-operation track curvature data during the current operation run.
For example, it is a graph illustrating ξ ₁ 1, ξ ₂ , ..., ξ _i in the above description in relation to the travel distance, where the horizontal axis represents the travel distance (unit: 10 ⁴ meters) and the vertical axis represents the curvature ( Unit: 10 ^-3 m ^-1 ), respectively. Figure 3
In (B), the operational line curvature data set S2 is illustrated by a thick solid line for easy visual recognition.

【０１００】次に、図３（Ｃ）は、上記した図３（Ａ）
の切り出された既知線路曲率データ集合Ｓ１と、図３
（Ｂ）の運用時線路曲率データにｉ個のデータ集合Ｓ２
を、同時に図示したものである。図３（Ｃ）においては
視認しやすいように、既知線路曲率全体を実線で示し、
そこから切り出された既知曲率データ集合Ｓ１を太実線
で図示し、また、運用時線路曲率データ集合Ｓ２を極太
実線で図示している。Next, FIG. 3C shows the above-mentioned FIG. 3A.
Of the known track curvature data set S1 extracted from FIG.
(B) i data set S2 in the track curvature data during operation
At the same time. In FIG. 3 (C), the whole known line curvature is shown by a solid line for easy visual recognition.
The known curvature data set S1 cut out therefrom is shown by a thick solid line, and the operational line curvature data set S2 is shown by a very thick solid line.

【０１０１】これらのデータ集合Ｓ１とデータ集合Ｓ２
の波形は図３（Ｃ）において左から右へ向かう方向へ、
距離Ｕだけ移動させれば、ほぼ重なり合う。このとき、
波形がほぼ重なり合うことから、上記したように、両者
のデータによって演算した偏差係数ｗの値は最小（例え
ばほぼ零）になる。また、図３（Ｃ）において、集合Ｓ
２（運用時線路曲率データ集合）を図における左から右
へ向かう方向（距離程が増加する方向）へ補正量Ｕだけ
移動させることにより、集合Ｓ１（既知線路曲率データ
集合）と、ほぼ重ね合わせることができたのであるか
ら、今回の運用走行における比較時点の距離程初期値Ｋ
_cに、距離Ｕを加算した距離程が、この比較時点におい
て情報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）が出力する距離
程となる。These data set S1 and data set S2
Waveform in the direction from left to right in FIG.
If they are moved by a distance U, they will almost overlap. At this time,
Since the waveforms substantially overlap with each other, the value of the deviation coefficient w calculated from the data of the two becomes the minimum (for example, substantially zero) as described above. Further, in FIG. 3C, the set S
By moving 2 (operation track curvature data set) in the direction from left to right in the figure (direction in which the distance increases) by the correction amount U, the set S1 (known track curvature data set) is almost overlapped. Since it was possible, the distance K at the time of comparison in the operation run this time, the initial value K
_The distance obtained by adding the distance U to _c becomes the distance output by the CPU (not shown) of the information processing unit 22 at the time of this comparison.

【０１０２】上記した３つの自車現在位置特定方法のう
ちの第３の方法は、まず、車軸回転数から得られる車軸
距離程を初期値とする。これは、ＤＧＰＳのデータの信
頼性が低いため、ＤＧＰＳ距離程よりも、車軸距離程の
方が初期値として信頼性が高い、と考えられるためであ
る。In the third method of the above-mentioned three methods for identifying the present position of the vehicle, first, the axle distance obtained from the axle rotation speed is set as the initial value. This is because the reliability of the DGPS data is low, and it is considered that the axle distance is more reliable as the initial value than the DGPS distance.

【０１０３】また、その後の過程、すなわち、運用走行
時の各時点でのヨー角速度と、車軸回転数より得られる
列車走行速度から運用走行時の線路曲率である運用時線
路曲率を演算し、既知線路曲率との比較を行うことによ
り、走行区間における列車の現在位置を特定する方法
は、上記した第２の方法の場合と全く同様である。Further, in the subsequent process, that is, by calculating the yaw angular velocity at each time point during operation and the train speed obtained from the axle speed, the track curvature during operation, which is the track curvature during operation, is calculated and known. The method of identifying the current position of the train in the traveling section by making a comparison with the track curvature is exactly the same as in the case of the second method described above.

【０１０４】次に、本実施形態の列車自車位置検出シス
テム１００の他の機能について説明する。本実施形態の
列車自車位置検出システム１００においては、車軸距離
程を算出する際の車輪直径Ｄの値を自動的に補正する機
能を有している。Next, other functions of the train vehicle position detection system 100 of this embodiment will be described. The train vehicle position detection system 100 according to the present embodiment has a function of automatically correcting the value of the wheel diameter D when calculating the axle distance.

【０１０５】情報処理部２２は、受信信頼度が高程度と
判別される場合、例えば、上記したように、受信信頼度
係数ｃが第２判別値ｓ２より大きい場合、すなわち、ｓ
２＜ｃの場合には、ＤＧＰＳ位置座標により演算した走
行距離Ｌ_Gと、車軸回転数により演算した走行距離Ｌ_Wと
の比Ｌ_G／Ｌ_Wを演算する。The information processing unit 22 determines that the reception reliability is high, for example, as described above, when the reception reliability coefficient c is larger than the second determination value s2, that is, s.
When 2 <c, the ratio L _G / L _W between the travel distance L _G calculated by the DGPS position coordinates and the travel distance L _W calculated by the axle rotation speed is calculated.

【０１０６】上記の比Ｌ_G／Ｌ_W（以下、Ｒと表す。）の
値が１であれば、補正は行わない。それ以外の場合は、
ＤＧＰＳ位置座標により演算した走行距離Ｌ_Gが正しい
ものとして、車輪２１の直径の値Ｄを補正する。If the value of the ratio L _G / L _W (hereinafter referred to as R) is 1, no correction is made. Otherwise,
The value D of the diameter of the wheel 21 is corrected assuming that the traveling distance L _G calculated from the DGPS position coordinates is correct.

【０１０７】例えば、上記の比Ｒの値が１より大きな値
であれば、車軸回転数により演算した走行距離Ｌ_Wが、
正しい値よりも小さい、すなわち現在の演算に用いてい
る車輪直径値Ｄの値が正しい値より小さいことを示して
いる。このため、情報処理部２２は、情報記憶部２３に
記憶されている車輪直径値Ｄの値を増加させるように補
正する。補正の方法としては、その時点の記憶値Ｄに補
正率Ｅを乗算する。この補正率Ｅ１は、下式（９）で表
される。 Ｅ１＝１＋（Ｒ−１）×Ｊ１ ………（９）For example, when the value of the ratio R is larger than 1, the travel distance L _W calculated by the number of rotations of the axle is
This indicates that the value is smaller than the correct value, that is, the value of the wheel diameter value D used in the current calculation is smaller than the correct value. Therefore, the information processing unit 22 corrects the wheel diameter value D stored in the information storage unit 23 so as to increase the value. As a correction method, the stored value D at that time is multiplied by the correction rate E. This correction factor E1 is expressed by the following equation (9). E1 = 1 + (R-1) * J1 ... (9)

【０１０８】この場合、比Ｒの値は、１より大きな値で
あり、例えば１．１程度の値であるから、上式（９）の
（Ｒ−１）は、正の小さな値、例えば０．１のような値
となる。上式（９）のＪ１は、正の小さな値、例えば
０．０５や０．１といった値である。In this case, the value of the ratio R is a value larger than 1, for example, a value of about 1.1. Therefore, (R-1) in the above equation (9) is a small positive value, for example, 0. It becomes a value like 1. J1 in the above equation (9) is a small positive value, such as 0.05 or 0.1.

【０１０９】上記のように、小さなＪ１の値を（Ｒ−
１）に乗算する理由は、以下の通りである。もし、比Ｒ
の値が１．１であった場合に、その時点の車輪直径値Ｄ
に１．１を、そのまま乗算すると、車軸距離程の変化が
大きすぎる場合がある。このため、車輪直径値を徐々に
増大させるため、（Ｒ−１）の値の１／２０とか１／１
０に相当する小さな値であるＪ１を乗算するのである。
車輪直径値の増加程度が足りない場合には、次回の時点
でも比Ｒが１より大きくなるため、再度、新たな増加の
ための補正率Ｅ１を乗算すればよい。As described above, a small value of J1 is set to (R-
The reason for multiplying 1) is as follows. If the ratio R
If the value of was 1.1, the wheel diameter value D at that time
If 1.1 is multiplied by 1.1 as it is, the change in the axle distance may be too large. Therefore, in order to gradually increase the wheel diameter value, 1/20 or 1/1 of the value of (R-1)
It is multiplied by J1, which is a small value corresponding to 0.
If the degree of increase in the wheel diameter value is insufficient, the ratio R will be larger than 1 at the next time point, and therefore the correction factor E1 for a new increase may be multiplied again.

【０１１０】また、上記の比Ｒの値が１より小さな値で
あれば、車軸回転数により演算した走行距離Ｌ_Wが、正
しい値よりも大きい、すなわち現在の演算に用いている
車輪直径値Ｄの値が正しい値より大きいことを示してい
る。このため、情報処理部２２は、情報記憶部２３に記
憶されている車輪直径値Ｄの値を減少させるように補正
する。補正の方法としては、その時点の記憶値Ｄに補正
率Ｅ２を乗算する。この補正率Ｅ２は、下式（１０）で
表される。 Ｅ２＝１−（１−Ｒ）×Ｊ２ ………（１０）If the value of the ratio R is smaller than 1, the traveling distance L _W calculated by the number of rotations of the axle is larger than the correct value, that is, the wheel diameter value D used in the present calculation. Indicates that the value of is greater than the correct value. Therefore, the information processing unit 22 corrects the wheel diameter value D stored in the information storage unit 23 so as to decrease it. As a correction method, the stored value D at that time is multiplied by the correction rate E2. This correction factor E2 is expressed by the following equation (10). E2 = 1- (1-R) * J2 ... (10)

【０１１１】この場合、比Ｒの値は、１より小さな値で
あり、例えば０．９程度の値であるから、上式（１０）
の（１−Ｒ）は、正の小さな値、例えば０．１のような
値となる。上式（１０）のＪ２は、正の小さな値、例え
ば０．０５や０．１といった値である。In this case, the value of the ratio R is a value smaller than 1, for example, a value of about 0.9. Therefore, the above equation (10)
(1-R) is a small positive value, such as 0.1. J2 in the above equation (10) is a small positive value, such as 0.05 or 0.1.

【０１１２】上記のように、小さなＪ２の値を（１−
Ｒ）に乗算する理由は、上記したＪ１の場合と全く同様
である。As described above, the small value of J2 is set to (1-
The reason for multiplying R) is exactly the same as in the case of J1 described above.

【０１１３】上記したように、本実施形態の列車自車位
置検出システム１００を用いれば、ＧＰＳ衛星と基準位
置局と列車搭載装置だけで列車の距離程を検出すること
ができ、従来のシステムのようなＡＴＳ地上子等は不要
となる。このため、ＡＴＳ地上子等が当初の位置から他
の位置へ移設された場合であっても何らの支障もなく自
車位置を検出することができる、という利点を有してい
る。As described above, by using the train vehicle position detection system 100 of this embodiment, it is possible to detect the distance of a train only by the GPS satellite, the reference position station, and the train-mounted device. Such an ATS ground element is unnecessary. Therefore, there is an advantage that even if the ATS ground element or the like is relocated from the initial position to another position, the position of the own vehicle can be detected without any trouble.

【０１１４】なお、本発明は、上記した実施形態に限定
されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本
発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的
に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、
いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and has a configuration substantially the same as the technical idea described in the scope of claims of the present invention, and those having the same operational effect,
Anything is included in the technical scope of the present invention.

【０１１５】例えば、上記実施形態においては、ＧＰＳ
受信手段として、ＧＰＳ衛星から電波によって送信され
るＧＰＳ情報と、基準位置局から電波によって送信され
る位置補正情報を受信し、ＧＰＳ情報と位置補正情報に
基づいてＤＧＰＳ位置座標を算出する手段を例に挙げて
説明したが、本発明はこれには限定されず、他の構成の
ＧＰＳ受信手段、例えば、位置補正情報を利用せずにＧ
ＰＳ情報のみを受信し、ＧＰＳ情報に基づいて位置座標
（ＧＰＳ位置座標）を算出する手段を用いてもよい。For example, in the above embodiment, the GPS
An example of the receiving means is a means for receiving GPS information transmitted by radio waves from GPS satellites and position correction information transmitted by radio waves from a reference position station, and calculating DGPS position coordinates based on the GPS information and the position correction information. However, the present invention is not limited to this, and the GPS receiving means having another configuration, for example, G position information without using the position correction information is used.
A means for receiving only PS information and calculating position coordinates (GPS position coordinates) based on GPS information may be used.

【０１１６】その場合には、受信信頼度係数は、上記し
たディファレンシャル補正データ更新時間ｔの関数ｈ
（ｔ）を含まない関数とすることができる。例えば、以
下に示すｃ１、ｃ２、ｃ３などが挙げられる。 ｃ１＝ｆ（ｎ） ｃ２＝ｇ（ＨＤＯＰ） ｃ３＝ｆ（ｎ）＋ｇ（ＨＤＯＰ）In this case, the reception reliability coefficient is the function h of the differential correction data update time t described above.
It can be a function that does not include (t). For example, the following c1, c2, c3, etc. may be mentioned. c1 = f (n) c2 = g (HDOP) c3 = f (n) + g (HDOP)

【０１１７】また、ＤＧＰＳではない一般のＧＰＳの場
合には、受信信頼度係数を、ディファレンシャル補正デ
ータ更新時間ｔの関数ｈ（ｔ）を含ませるものの、ｔの
値として、無限大に近い非常に大きな数値を用いるよう
にすることができる。このようにしても、ディファレン
シャル補正データ更新時間ｔの関数ｈ（ｔ）の効果をほ
ぼ零にすることができる。In the case of a general GPS other than the DGPS, the reception reliability coefficient includes the function h (t) of the differential correction data update time t, but the value of t is very close to infinity. Larger numbers can be used. Even in this case, the effect of the function h (t) of the differential correction data update time t can be made almost zero.

【０１１８】また、上記実施形態においては、車軸回転
数検出手段として、列車の車軸に取り付けられた速度発
電機を有するものを例に挙げて説明したが、本発明はこ
れには限定されず、他の構成の車軸回転数検出手段、例
えば、列車が電気車の場合には、主電動機の回転軸に速
度発電機を取り付けてもよい。また、列車が気動車の場
合には、原動機の回転軸に速度発電機を取り付けてもよ
い。Further, in the above-mentioned embodiment, as the axle rotation speed detecting means, the one having the speed generator attached to the axle of the train is described as an example, but the present invention is not limited to this. An axle rotation speed detection means having another configuration, for example, when the train is an electric car, a speed generator may be attached to the rotation shaft of the main motor. When the train is a diesel train, a speed generator may be attached to the rotating shaft of the prime mover.

【０１１９】また、上記実施形態においては、鉄道の列
車を例に挙げて説明したが、本発明は、他の交通機関、
例えば、新交通システム、モノレール等にも応用可能で
ある。Further, in the above-mentioned embodiment, the description has been made by taking the railway train as an example. However, the present invention is not limited to this.
For example, it can be applied to a new transportation system, a monorail, etc.

【０１２０】また、情報記憶部２３は、上記した構成の
もの以外に、フレキシブル・ディスク（ＦＤ）装置、Ｍ
ＯやＣＤ−ＲＷ等の光磁気ディスク装置、ＩＣカード装
置と、これら装置に装填して情報を記録し又は読み出す
ためのディスク（記録媒体）によって構成してもよい。
この場合には、上記した線路情報データベース（緯度及
び経度と、線路の曲率である既知線路曲率と、距離程と
を関係づけるデータベース、例えば、上記の曲率マップ
テーブル、緯度インデックス、経度インデックス等。）
のデータを各ディスク等の記録媒体中に格納しておき、
線路情報データベースのデータを記録媒体から読み出す
ようにしてもよい。このように、線路情報データベース
のデータを記録媒体に記録しておけば、情報測定用走行
で得られた線路情報データベースは、その情報測定用走
行を行った列車以外の他の列車においても広く利用する
ことができ、便利である。Further, the information storage section 23 has a flexible disk (FD) device, M
It may be configured by a magneto-optical disk device such as O or CD-RW, an IC card device, and a disk (recording medium) that is loaded in these devices to record or read information.
In this case, the above-mentioned track information database (database that associates the latitude and longitude, the known track curvature that is the curvature of the track, and the distance, such as the above-mentioned curvature map table, latitude index, and longitude index).
Data is stored in a recording medium such as each disk,
You may make it read the data of a track information database from a recording medium. In this way, if the data of the track information database is recorded on the recording medium, the track information database obtained by the travel for information measurement can be widely used in other trains other than the train in which the travel for information measurement was performed. You can and conveniently.

【０１２１】また、上記実施形態における式（８）の偏
差係数ｗのかわりに、下式（１１）ないし下式（１４）
で表される相互相関係数ρを演算し、この相互相関係数
ρが最大となるように、切り出された既知線路曲率デー
タ集合Ｓ１と、運用時線路曲率データのｉ個のデータ集
合Ｓ２をずらし、ずらした移動量によって運用走行時に
得た距離程を補正してもよい。相互相関係数ρは、ρ²
≦１となる実数であり、切り出された既知線路曲率デー
タ集合Ｓ１と、運用時線路曲率データのｉ個のデータ集
合Ｓ２がほぼ重なり合う場合には、ρの値はほぼ１とな
る。Further, instead of the deviation coefficient w in the equation (8) in the above embodiment, the following equations (11) to (14) are used.
The cross-correlation coefficient ρ represented by is calculated, and the cut-out known line curvature data set S1 and the i set of operational line curvature data sets S2 are set so that the cross-correlation coefficient ρ becomes maximum. The distance obtained during the operation traveling may be corrected by shifting and shifting the moving amount. The cross-correlation coefficient ρ is ρ ²
It is a real number of ≦ 1, and when the cut-out known line curvature data set S1 and the i data set S2 of the in-operation line curvature data substantially overlap each other, the value of ρ is almost 1.

【０１２２】 ρ＝Ｖ_ab／（√Ｖ_aa×√Ｖ_bb） ……（１１） Ｖ_aa＝｛１／（ｉ−１）｝）×Σ｛（δ_k−ｍ₁）²｝………（１２） Ｖ_bb＝｛１／（ｉ−１）｝）×Σ｛（ξ_k−ｍ₂）²｝………（１３） Ｖ_ab＝｛１／（ｉ−１）｝）×Σ｛（δ_k−ｍ₁）×（ξ_k−ｍ₂）｝……（１４）Ρ = V _ab / (√V _aa × √V _bb ) (11) V _aa = {1 / (i-1)}) × Σ {(δ _k −m ₁ ) ² } ... (12) V _bb = {1 / (i-1)}) × Σ {(ξ _k −m ₂ ) ² } ... (13) V _ab = {1 / (i−1)}) × Σ { (Δ _k −m ₁ ) × (ξ _k −m ₂ )} (14)

【０１２３】上式（１２）は、δのデータ集合における
平均値ｍ₁からのばらつきの度合いを示す「分散」を表
している。また、上式（１３）は、ξのデータ集合にお
ける平均値ｍ₂からのばらつきの度合いを示す「分散」
を表している。また、上式（１４）は、２つのデータ集
合であるδのデータ集合とξのデータ集合における「共
分散」を表している。The above equation (12) represents "variance" indicating the degree of variation from the average value m ₁ in the data set of δ. Also, the above equation (13) is a “variance” that indicates the degree of variation from the average value m ₂ in the ξ data set.
Is represented. Also, the above equation (14) represents the “covariance” in the two data sets δ and ξ.

【０１２４】上式（１２）ないし上式（１４）におい
て、Σは、ｋ＝１からｋ＝ｉまでの総和を表している。
また、ｍ₁は、ｉ個のデータδ₁〜δ_iの平均値を表して
いる。また、ｍ₂は、ｉ個のデータξ₁〜ξ_iの平均値を
表している。In the above equations (12) to (14), Σ represents the total sum from k = 1 to k = i.
Further, m ₁ represents an average value of i pieces of data δ _{1 to} δ _i . Further, m ₂ represents an average value of i pieces of data ξ _{1 to} ξ _i .

【０１２５】なお、切り出された既知線路曲率データ集
合Ｓ１と、運用時線路曲率データのｉ個のデータ集合Ｓ
２を互いにずらしながら、ほぼ重なり合う状態を探索す
る方法は、上記実施形態の方法に限定されない。他の方
法でもよい。例えば、距離程初期値Ｋ_cに対応する既知
線路曲率データは、ある区間のδの集合のうちの最小と
なる値を選択してもよい。あるいは、距離程初期値Ｋ_c
に対応する既知線路曲率データは、ある区間のδの集合
のうちの最大となる値を選択してもよい。The cut-out known line curvature data set S1 and the i set of operational line curvature data S are set.
The method of searching for a substantially overlapping state while shifting 2 from each other is not limited to the method of the above embodiment. Other methods may be used. For example, as the known line curvature data corresponding to the initial distance K _c , the minimum value of the set of δ in a certain section may be selected. Alternatively, the initial distance K _c
As the known line curvature data corresponding to, the maximum value of the set of δ in a certain section may be selected.

【０１２６】[0126]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＧＰＳを列車走行システムに適用するとともに、ヨー角
速度検出手段と、車軸回転数検出手段と、緯度及び経度
と既知線路曲率と距離程とを関係づける線路情報データ
ベースを保存する情報記憶手段と、情報処理手段を設
け、情報処理手段は、列車の運用走行時には、ＧＰＳ情
報の信頼性の程度を表す受信信頼度係数を演算し、受信
信頼度が高い場合には、ＧＰＳ位置座標に基づいて距離
程を特定し、受信信頼度が中程度の場合には、ＧＰＳ距
離程を初期値とし、運用走行時の線路曲率を演算し、既
知線路曲率との比較を行うことにより距離程を特定し、
受信信頼度が低い場合には、車軸距離程を初期値とし、
運用時線路曲率を演算し、既知線路曲率との比較を行う
ことにより距離程を特定するように構成したので、ＧＰ
Ｓ衛星と基準位置局と列車搭載装置だけで列車の距離程
を検出することができ、従来のシステムのようなＡＴＳ
地上子等は不要となる。このため、ＡＴＳ地上子等が当
初の位置から他の位置へ移設された場合であっても何ら
の支障もなく自車位置を検出することができる、という
利点を有している。As described above, according to the present invention,
GPS is applied to a train traveling system, and yaw angular velocity detecting means, axle rotation speed detecting means, information storage means for storing a track information database that correlates latitude and longitude with known track curvature and distance, and information processing. The information processing means calculates a reception reliability coefficient indicating the degree of reliability of GPS information when the train is in operation. When the reception reliability is high, the information processing means calculates the distance distance based on the GPS position coordinates. When the reception reliability is medium, the GPS distance is set as an initial value, the track curvature during operation traveling is calculated, and the track distance is specified by comparing with the known track curvature,
When the reception reliability is low, the axle distance is set as the initial value,
Since the line distance is specified by calculating the line curvature during operation and comparing it with the known line curvature, GP
It is possible to detect the distance of a train only with the S satellite, the reference position station, and the train-mounted device.
The ground child etc. are unnecessary. Therefore, there is an advantage that even if the ATS ground element or the like is relocated from the initial position to another position, the position of the own vehicle can be detected without any trouble.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施形態である列車自車位置検出シ
ステムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a train vehicle position detection system that is an embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第１の図である。FIG. 2 is a first diagram illustrating the operation of the train vehicle position detection system shown in FIG.

【図３】図１に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第２の図である。FIG. 3 is a second diagram for explaining the operation of the train vehicle position detection system shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 鉄道線路 ２ 列車 ３ 基準位置局 １１ レール ２０ 列車搭載装置 ２１ 車輪 ２１ａ 車軸 ２２ 情報処理部 ２３ 情報記憶部 ２４ 第１アンテナ ２５ 第２アンテナ ２６ ＧＰＳ処理部 ２７ ディファレンシャル受信部 ２８ ヨー角速度検出部 ２９ 車軸回転数検出部 ３１ 送信アンテナ １００ 列車自車位置検出システム Ｇ１〜Ｇｎ ＧＰＳ衛星 Ｋ₁ 切り出された既知線路曲率データ集合に対応する
距離程の最小値 Ｋ₂ 切り出された既知線路曲率データ集合に対応する
距離程の最大値 Ｋ_c 距離程初期値 Ｓ１ 切り出された既知線路曲率データ集合 Ｓ２ 運用時線路曲率データのｉ個のデータ集合 Ｕ 補正量1 Railroad Track 2 Train 3 Reference Position Station 11 Rail 20 Train Mounted Device 21 Wheel 21a Axle 22 Information Processing Unit 23 Information Storage 24 First Antenna 25 Second Antenna 26 GPS Processing 27 Differential Receiver 28 Yaw Angular Velocity Detector 29 Axle Rotational speed detection unit 31 Transmission antenna 100 Train own vehicle position detection system G1 to Gn GPS satellite K ₁ Minimum distance K ₂ corresponding to the cut out known line curvature data set Corresponding to the cut out known line curvature data set i number of data set U correction amount of the maximum value K _c distance as the initial value S1 cut known line curvature data set S2 volatile line curvature data was enough distance

フロントページの続き (72)発明者 榎本 衛 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 岡本 勲 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 中野 敏 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 神山 雅子 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 菅原 能生 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H161 AA01 BB02 DD18 DD21 5J062 AA01 AA06 BB01 CC07 DD22 DD24 EE04 FF04 Continued front page    (72) Inventor Enomoto Mamoru             38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation             Corporate Railway Technical Research Institute (72) Inventor Isamu Okamoto             38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation             Corporate Railway Technical Research Institute (72) Inventor Satoshi Nakano             38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation             Corporate Railway Technical Research Institute (72) Inventor Masako Kamiyama             38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation             Corporate Railway Technical Research Institute (72) Inventor Nobuo Sugawara             38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Foundation             Corporate Railway Technical Research Institute F-term (reference) 5H161 AA01 BB02 DD18 DD21                 5J062 AA01 AA06 BB01 CC07 DD22                       DD24 EE04 FF04

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 列車に搭載される列車搭載装置と、地球
を周回する複数のＧＰＳ衛星を用い、前記列車の線路に
おける現在位置を前記列車搭載装置により検出する方法
であって、 前記列車搭載装置に、 前記ＧＰＳ衛星から電波によって送信されるＧＰＳ情報
を受信し、前記ＧＰＳ情報に基づいてＧＰＳ位置座標を
算出するＧＰＳ受信手段と、 前記列車走行時の車体又は台車のヨー角速度を検出する
ヨー角速度検出手段と、 前記列車の車軸回転数を検出する車軸回転数検出手段
と、 緯度及び経度と、前記線路の曲率である既知線路曲率
と、距離程とを関係づける線路情報データベースを保存
する情報記憶手段と、 情報処理手段を設け、 前記列車が前記線路を運用走行する際には、前記情報処
理手段は、前記ＧＰＳ情報の受信時点での信頼性の程度
である受信信頼度を表す受信信頼度係数を演算し、 前記受信信頼度が高程度と判別される場合には、前記情
報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づいて前記走行
区間における列車の現在位置を特定し、 前記受信信頼度が中程度と判別される場合には、前記情
報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づく距離程を初
期値とし、運用走行時の各時点での前記ヨー角速度と、
前記車軸回転数より得られる列車走行速度から運用走行
時の線路曲率である運用時線路曲率を演算し、前記線路
情報データベース内の既知線路曲率との比較を行うこと
により、前記走行区間における列車の現在位置を特定
し、 前記受信信頼度が低程度と判別される場合には、前記情
報処理手段は、前記車軸回転数に基づく距離程を初期値
とし、運用走行時の各時点での前記ヨー角速度と、前記
車軸回転数より得られる列車走行速度から運用走行時の
線路曲率である運用時線路曲率を演算し、前記線路情報
データベース内の既知線路曲率との比較を行うことによ
り、前記走行区間における列車の現在位置を特定するこ
とを特徴とする列車自車位置検出方法。1. A method for detecting the current position on the track of the train by the train-mounted device using a train-mounted device mounted on a train and a plurality of GPS satellites that orbit the earth, the train-mounted device. In addition, GPS receiving means for receiving GPS information transmitted by radio waves from the GPS satellite and calculating GPS position coordinates based on the GPS information; and yaw angular velocity for detecting the yaw angular velocity of the vehicle body or bogie when the train is running. Detection means, axle rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the train axle, latitude and longitude, known track curvature that is the curvature of the track, and information storage that stores a track information database that correlates distances Means and information processing means are provided, and when the train is running on the track, the information processing means has reliability at the time of receiving the GPS information. When a reception reliability coefficient representing a reception reliability that is a degree is calculated, and the reception reliability is determined to be high, the information processing unit, based on the GPS position coordinates, of the train in the traveling section. When the current position is specified and the reception reliability is determined to be medium, the information processing unit sets the distance based on the GPS position coordinate as an initial value, and the yaw at each time point during operation traveling. Angular velocity,
By calculating the track curvature during operation, which is the track curvature during operation from the train traveling speed obtained from the axle speed, and comparing it with the known track curvature in the track information database, the train in the travel section When the current position is specified and the reception reliability is determined to be low, the information processing unit sets the distance based on the axle rotation speed as an initial value, and the yaw at each time point during operation traveling. The running section is calculated by calculating the operating line curvature, which is the track curvature during the operating run, from the angular velocity and the train running speed obtained from the axle speed, and comparing the known track curvature in the track information database. A method for detecting the position of a train vehicle, characterized by identifying the current position of the train in. 【請求項２】 請求項１に記載の列車自車位置検出方法
において、 前記列車による情報測定用走行を行い、前記情報処理手
段は、各時点での前記ＧＰＳ位置座標に基づいて走行区
間の各位置を検出するとともに、前記車軸回転数に基づ
いて基準位置からの走行距離を演算し、かつ、各時点で
の前記ヨー角速度と、前記車軸回転数より得られる列車
走行速度から前記走行区間の各位置における線路曲率を
演算し既知線路曲率として前記線路情報データベースに
記憶させることを特徴とする列車自車位置検出方法。2. The train own vehicle position detection method according to claim 1, wherein the train is used for information measurement travel, and the information processing means determines each travel section based on the GPS position coordinates at each time point. Along with detecting the position, the traveling distance from the reference position is calculated based on the axle rotation speed, and the yaw angular velocity at each time point and the train traveling speed obtained from the axle rotation speed for each of the traveling sections. A train vehicle position detecting method, characterized in that a track curvature at a position is calculated and stored as a known track curvature in the track information database. 【請求項３】 請求項２に記載の列車自車位置検出方法
において、 位置が計測されている基準位置局を備え、 前記ＧＰＳ受信手段は、前記ＧＰＳ衛星から電波によっ
て送信されるＧＰＳ情報と、前記基準位置局から電波に
よって送信される位置補正情報を受信し、前記ＧＰＳ情
報及び前記位置補正情報に基づいてＤＧＰＳ位置座標を
算出し、 前記情報処理手段は、前記列車が前記線路を走行する際
には、前記ＧＰＳ情報及び前記位置補正情報の受信時点
での信頼性の程度である受信信頼度を表す受信信頼度係
数を演算することを特徴とする列車自車位置検出方法。3. The train own vehicle position detecting method according to claim 2, further comprising a reference position station whose position is measured, wherein the GPS receiving means includes GPS information transmitted by radio waves from the GPS satellites. Position correction information transmitted by radio waves from the reference position station is received, DGPS position coordinates are calculated based on the GPS information and the position correction information, and the information processing means is used when the train travels on the track. In the method, a train own vehicle position detecting method is characterized in that a reception reliability coefficient representing a reception reliability which is a degree of reliability at the time of receiving the GPS information and the position correction information is calculated. 【請求項４】 請求項２に記載の列車自車位置検出方法
において、 前記受信信頼度係数は、 前記ＧＰＳ情報の受信に用いた前記ＧＰＳ衛星の個数ｎ
の関数であり、前記ｎが大きいほど前記受信信頼度が高
いことを表現する第１項と、 地球上の観測点における水平方向での位置精度の低下率
であるＨＤＯＰの関数であり、前記ＨＤＯＰが小さいほ
ど前記受信信頼度が高いことを表現する第２項のうちの
少なくとも１つを有して構成される関数であることを特
徴とする列車自車位置検出方法。4. The train vehicle position detection method according to claim 2, wherein the reception reliability coefficient is the number n of the GPS satellites used for receiving the GPS information.
And a first term expressing that the reception reliability is higher as n is larger, and a function of HDOP that is a rate of decrease in horizontal position accuracy at an observation point on the earth. Is a function configured to include at least one of the second terms that expresses that the smaller the value is, the higher the reception reliability is. 【請求項５】 請求項２に記載の列車自車位置検出方法
において、 前記受信信頼度係数は、 前記ＧＰＳ情報の受信に用いた前記ＧＰＳ衛星の個数ｎ
の関数であり、前記ｎが大きいほど前記受信信頼度が高
いことを表現する第１項と、 地球上の観測点における水平方向での位置精度の低下率
であるＨＤＯＰの関数であり、前記ＨＤＯＰが小さいほ
ど前記受信信頼度が高いことを表現する第２項と、 前記位置補正情報を受信した最近の時刻と、前記受信信
頼度係数の演算時刻との時間差であるディファレンシャ
ル補正データ更新時間ｔの関数であり、前記ｔが小さい
ほど前記受信信頼度が高いことを表現する第３項のうち
の少なくとも１つを有して構成される関数であることを
特徴とする列車自車位置検出方法。5. The train vehicle position detection method according to claim 2, wherein the reception reliability coefficient is the number n of the GPS satellites used for receiving the GPS information.
And a first term expressing that the reception reliability is higher as n is larger, and a function of HDOP that is a rate of decrease in horizontal position accuracy at an observation point on the earth. Of the differential correction data update time t, which is the time difference between the second term expressing that the reception reliability is higher as is smaller, the latest time when the position correction information is received, and the calculation time of the reception reliability coefficient. A train own vehicle position detecting method, which is a function and is a function configured to include at least one of the third terms expressing that the smaller t is, the higher the reception reliability is. 【請求項６】 請求項５に記載の列車自車位置検出方法
において、 前記ディファレンシャル補正データ更新時間ｔの値は、
非常に大きな値に設定されることを特徴とする列車自車
位置検出方法。6. The train vehicle position detection method according to claim 5, wherein the value of the differential correction data update time t is
A train own vehicle position detection method characterized by being set to an extremely large value. 【請求項７】 請求項５に記載の列車自車位置検出方法
において、 前記受信信頼度係数は、 前記第１項と前記第２項の和に、前記第３項を乗算する
ことにより得られる関数であることを特徴とする列車自
車位置検出方法。7. The train vehicle position detection method according to claim 5, wherein the reception reliability coefficient is obtained by multiplying the sum of the first term and the second term by the third term. A method for detecting the position of a train vehicle, which is a function. 【請求項８】 請求項３に記載の列車自車位置検出方法
において、 前記情報処理手段は、前記ＤＧＰＳ位置座標に基づいて
前記走行区間における列車の現在位置を特定する場合に
は、前記情報測定用走行により前記情報記憶手段に記憶
されたＤＧＰＳ座標情報のうち、運用走行時のＧＰＳ情
報及び位置補正情報から得られた位置である第１位置に
近い２つの座標情報の位置である第２位置と第３位置を
選択し、当該第２位置と第３位置を結ぶ線分に前記第１
位置からおろした垂線が前記線分と交わる位置をもって
列車の現在位置とすることを特徴とする列車自車位置検
出方法。8. The train vehicle position detecting method according to claim 3, wherein the information processing unit measures the information when the current position of the train in the traveling section is specified based on the DGPS position coordinates. Of the DGPS coordinate information stored in the information storage means by the traveling for use, the second position which is the position of two coordinate information close to the first position which is the position obtained from the GPS information and the position correction information during the operation traveling. And a third position are selected, and the first line is connected to the line segment connecting the second position and the third position.
A method for detecting a position of a train vehicle, wherein a position where a perpendicular line drawn from the position intersects with the line segment is set as a current position of the train. 【請求項９】 請求項３に記載の列車自車位置検出方法
において、 前記情報処理手段は、前記運用時線路曲率と前記既知線
路曲率との比較を行う場合には、前記既知線路曲率デー
タ群と前記運用時線路曲率データ群とを、ある距離だけ
ずらし、前記運用時線路曲率データと前記既知線路曲率
データの差の２乗値の総和である偏差係数が最小となる
か、又は前記運用時線路曲率データと前記既知線路曲率
データの相互相関係数の値が最大となる場合に対応する
距離程を前記列車の線路における現在位置として特定す
ることを特徴とする列車自車位置検出方法。9. The train own vehicle position detection method according to claim 3, wherein the information processing unit, when performing a comparison between the operational track curvature and the known track curvature, includes the known track curvature data group. And the operating line curvature data group are shifted by a certain distance so that the deviation coefficient, which is the sum of squared values of the difference between the operating line curvature data and the known line curvature data, becomes the minimum, or A train own vehicle position detecting method, characterized in that a distance corresponding to a case where a value of a cross-correlation coefficient between the track curvature data and the known track curvature data becomes maximum is specified as a current position on the track of the train. 【請求項１０】 請求項３に記載の列車自車位置検出方
法において、 前記情報処理手段は、前記受信信頼度が高程度と判別さ
れる場合には、前記ＤＧＰＳ位置座標により演算した走
行距離と、前記車軸回転数により演算した走行距離の比
に応じて、前記車軸回転数から前記列車の走行距離を演
算する際の前記列車の車輪径の値を補正することを特徴
とする列車自車位置検出方法。10. The train vehicle position detecting method according to claim 3, wherein the information processing means, when the reception reliability is determined to be high, a travel distance calculated based on the DGPS position coordinates. A train vehicle position characterized by correcting the value of the wheel diameter of the train when calculating the traveling distance of the train from the axle rotation speed according to the ratio of the traveling distance calculated by the axle rotation speed. Detection method. 【請求項１１】 列車に搭載される列車搭載装置と、 地球を周回する複数のＧＰＳ衛星を有し、前記列車の線
路における現在位置を前記列車搭載装置により検出する
システムであって、 前記列車搭載装置は、 前記ＧＰＳ衛星から電波によって送信されるＧＰＳ情報
を受信し、前記ＧＰＳ情報に基づいてＧＰＳ位置座標を
算出するＧＰＳ受信手段と、 前記列車走行時の車体又は台車のヨー角速度を検出する
ヨー角速度検出手段と、 前記列車の車軸回転数を検出する車軸回転数検出手段
と、 緯度及び経度と、前記線路の曲率である既知線路曲率
と、距離程とを関係づける線路情報データベースを保存
する情報記憶手段と、 情報処理手段を備え、 前記列車が前記線路を運用走行する際には、前記情報処
理手段は、前記ＧＰＳ情報の受信時点での信頼性の程度
である受信信頼度を表す受信信頼度係数を演算し、 前記受信信頼度が高程度と判別される場合には、前記情
報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づいて前記走行
区間における列車の現在位置を特定し、 前記受信信頼度が中程度と判別される場合には、前記情
報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づく距離程を初
期値とし、運用走行時の各時点での前記ヨー角速度と、
前記車軸回転数より得られる列車走行速度から運用走行
時の線路曲率である運用時線路曲率を演算し、前記線路
情報データベース内の既知線路曲率との比較を行うこと
により、前記走行区間における列車の現在位置を特定
し、 前記受信信頼度が低程度と判別される場合には、前記情
報処理手段は、前記車軸回転数に基づく距離程を初期値
とし、運用走行時の各時点での前記ヨー角速度と、前記
車軸回転数より得られる列車走行速度から運用走行時の
線路曲率である運用時線路曲率を演算し、前記線路情報
データベース内の既知線路曲率との比較を行うことによ
り、前記走行区間における列車の現在位置を特定するこ
とを特徴とする列車自車位置検出システム。11. A system comprising a train-mounted device mounted on a train and a plurality of GPS satellites that orbit the earth, wherein the train-mounted device detects the current position of the train on the track. The device receives GPS information transmitted by radio waves from the GPS satellites and calculates GPS position coordinates based on the GPS information, and a yaw angle detecting yaw angular velocity of the vehicle body or the bogie when the train is running. Angular velocity detection means, axle rotation speed detection means for detecting the axle rotation speed of the train, latitude and longitude, known track curvature that is the curvature of the track, and information that saves a track information database that correlates distances A storage unit and an information processing unit are provided, and when the train is running on the railroad track, the information processing unit is provided at the time of receiving the GPS information. When a reception reliability coefficient representing the reception reliability, which is the degree of reliability, is calculated, and when the reception reliability is determined to be high, the information processing unit causes the traveling section based on the GPS position coordinates. In the case where the current position of the train in is specified and the reception reliability is determined to be medium, the information processing unit sets the distance based on the GPS position coordinates as an initial value, and at each time point during operation traveling. The yaw angular velocity of
By calculating the track curvature during operation, which is the track curvature during operation from the train traveling speed obtained from the axle speed, and comparing it with the known track curvature in the track information database, the train in the travel section When the current position is specified and the reception reliability is determined to be low, the information processing unit sets the distance based on the axle rotation speed as an initial value, and the yaw at each time point during operation traveling. The running section is calculated by calculating the operating line curvature, which is the track curvature during the operating run, from the angular velocity and the train running speed obtained from the axle speed, and comparing the known track curvature in the track information database. Train vehicle position detection system characterized by identifying the current position of the train in.