JP2012052905A - Position measuring device and position measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体の絶対位置を取得する位置測定装置等に関するものである。 The present invention relates to a position measuring device that acquires an absolute position of a moving body.
従来の移動体の絶対位置を取得する技術である非特許文献１から非特許文献４の技術について、図８を用いて説明する。図８において、移動体の位置測定装置１０はＧＰＳ受信アンテナ１５を経由して、ＧＰＳ衛星１１、１２、１３、１４からの測位信号を受信し、擬似距離計測モジュール１６で擬似距離を計測する。オプションであるＭＰ波（マルチパス波）検知・排除モジュール１９は、衛星ごとに受信波がマルチパス波であるかどうかを判断し、排除する。オプションである速度・移動方向検知モジュール１７は車速パルスまたは加速度センサーで速度を算出し、電子地図又はジャイロで移動方向を算出する。位置算出モジュール１８は、マルチパス波を排除した擬似距離を用いて位置を算出する。または、使用できる衛星の数が少なくて単独測位できない場合、速度と移動方向を用いて位置を予測し、計測した擬似距離を用いて予測した位置を更新する。 The techniques of Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 4 that are techniques for acquiring the absolute position of a conventional moving body will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the position measuring apparatus 10 of the moving body receives positioning signals from the GPS satellites 11, 12, 13, and 14 via the GPS receiving antenna 15, and measures the pseudo distance by the pseudo distance measuring module 16. An optional MP wave (multipath wave) detection / exclusion module 19 determines whether or not the received wave is a multipath wave for each satellite and eliminates it. The optional speed / moving direction detection module 17 calculates the speed with a vehicle speed pulse or an acceleration sensor, and calculates the moving direction with an electronic map or gyro. The position calculation module 18 calculates a position using the pseudo distance excluding the multipath wave. Alternatively, when the number of usable satellites is small and single positioning cannot be performed, the position is predicted using the speed and the moving direction, and the predicted position is updated using the measured pseudo distance.
非特許文献１、２において、移動体の位置算出モジュール１８で、受信できる衛星の数が少なく単独測位ができない場合、移動体の位置を予測する手法が提案されている。非特許文献１、２において、移速度・移動方向検知モジュール１７により、車速パルスや加速度計などを用いて速度を取得する。また、位置測定装置１０が電子地図やジャイロなどを備える場合、３Ｄ移動方向を取得できる。そして、速度と移動方向の情報を用いて、位置算出モジュール１８により位置を予測する。 Non-Patent Documents 1 and 2 propose a method for predicting the position of a moving object when the position calculation module 18 of the moving object has a small number of satellites that can be received and cannot perform single positioning. In Non-Patent Documents 1 and 2, the moving speed / moving direction detection module 17 acquires the speed using a vehicle speed pulse, an accelerometer, or the like. Further, when the position measurement device 10 includes an electronic map, a gyro, or the like, the 3D moving direction can be acquired. Then, the position calculation module 18 predicts the position using the information on the speed and the moving direction.
非特許文献３において、移動体のマルチパス波検知・排除モジュール１９により、移動体と基準局での衛星受信信号強度を基に受信波がマルチパス波であるかどうかを判断することによって測位直前にマルチパス波を排除する。 In Non-Patent Document 3, the mobile multipath wave detection / exclusion module 19 determines whether or not the received wave is a multipath wave based on the satellite received signal strengths at the mobile body and the reference station. Eliminate multipath waves.
非特許文献４において、移動体のマルチパス波検知・排除モジュール１９により、赤外線全周カメラ２０を用いて実際に衛星が可視かどうかを判断することによって直接に見えない衛星を排除してから測位を行う。 In Non-Patent Document 4, the multipath wave detection / exclusion module 19 of the moving body uses the infrared all-around camera 20 to determine whether the satellite is actually visible or not, thereby removing the invisible satellite and positioning. I do.
しかしながら、従来の位置測定装置においては、簡単に移動体の絶対位置を精度高く取得できなかった。 However, in the conventional position measuring device, the absolute position of the moving body cannot be easily obtained with high accuracy.
つまり、非特許文献１、２の技術は、マルチパス波を区別しないので、測位中にマルチパス波を使用してしまう場合は、大きい誤差が発生する。 That is, the techniques of Non-Patent Documents 1 and 2 do not distinguish multipath waves, so that if a multipath wave is used during positioning, a large error occurs.
また、非特許文献３の技術では、マルチパス波を判断するときに、外部装置である高価な基準局が必要である。さらに、非特許文献４の技術では、外部装置である高価な赤外線カメラと複雑な画像処理技術が必要である。 Further, the technique of Non-Patent Document 3 requires an expensive reference station that is an external device when determining a multipath wave. Furthermore, the technique of Non-Patent Document 4 requires an expensive infrared camera that is an external device and a complicated image processing technique.
なお、例えば、高い建物が隣立する市街地では、ＧＰＳ衛星からの信号が建物によって遮蔽され、受信できる衛星の数が三つ以下になることが度々発生する。このような場合、ＧＰＳ単独測位では位置情報の精度を保つことが難しい。路側の建物の反射によって直接波の代わりに、反射波を受信してしまうと位置情報の誤差が更に増える。 For example, in an urban area where a high building is adjacent, a signal from a GPS satellite is often shielded by the building, and the number of satellites that can be received is often three or less. In such a case, it is difficult to maintain the accuracy of the position information in the GPS single positioning. If the reflected wave is received instead of the direct wave due to the reflection of the building on the roadside, the positional information error further increases.
本第一の発明の位置測定装置は、移動体の最新の位置情報を格納し得る位置情報格納部と、移動速度と移動方向を含む移動体の移動に関する情報である移動情報を取得する移動情報取得部と、位置情報と移動情報とを用いて、移動体の現在の位置である予測位置情報を取得する予測位置情報取得部と、２以上の衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信部と、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号受信部が受信したＧＰＳ信号を用いて、移動体と各衛星との擬似距離を取得する擬似距離取得部と、２以上の各衛星の擬似距離を用いて、位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出する新位置情報算出部と、新位置情報と予測位置情報との距離を算出する距離算出部と、距離が第一閾値を超えないか否かを判断する判断部と、判断部が第一閾値を超えないと判断した場合に、新位置情報を最新の位置情報として、位置情報格納部に書き込む位置情報更新部と、新位置情報算出部、距離算出部、判断部、および位置情報更新部の処理を繰り返えさせる制御部とを具備する位置測定装置である。 The position measuring device according to the first aspect of the present invention includes a position information storage unit that can store the latest position information of a moving body, and movement information that acquires movement information that is information relating to movement of the moving body including a moving speed and a moving direction. Using an acquisition unit, position information and movement information, a predicted position information acquisition unit that acquires predicted position information that is the current position of the mobile object, and a GPS signal reception unit that receives GPS signals from two or more satellites; Using a GPS signal received by the GPS signal receiving unit for each of two or more satellites, using a pseudo distance acquisition unit that acquires a pseudo distance between the moving object and each satellite, and using a pseudo distance of each of the two or more satellites A new position information calculation unit that updates the position information in the position information storage unit and calculates new position information that is new position information, a distance calculation unit that calculates a distance between the new position information and the predicted position information, and a distance Whether or not does not exceed the first threshold A position information update unit that writes the new position information as the latest position information to the position information storage unit, a new position information calculation unit, and a distance calculation when the determination unit determines that the first threshold value is not exceeded. And a control unit that repeats the processes of the determination unit, the determination unit, and the position information update unit.
かかる構成により、移動体の絶対位置を、簡易な構成で精度高く取得できる。特に、都市部等のマルチパス波を受けやすい場所で、マルチパス波の除外によって車両等の移動体の位置情報取得の精度を向上させる。 With this configuration, the absolute position of the moving body can be obtained with high accuracy with a simple configuration. In particular, the accuracy of acquiring positional information of a moving body such as a vehicle is improved by excluding the multipath wave in a place where the multipath wave is easily received, such as in an urban area.
また、本第二の発明の位置測定装置は、第一の発明に対して、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号の受信ＳＮＲを取得する受信ＳＮＲ取得部と、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号の仰角を取得する仰角取得部と、２以上の衛星ごとに、受信ＳＮＲと仰角とを用いて、擬似距離誤差を算出する擬似距離誤差算出部と、２以上の各衛星の擬似距離誤差を用いて、最も擬似距離誤差が小さい衛星を最も信頼性の高い衛星として選択する衛星選択部とをさらに具備し、新位置情報算出部は、最初に、最も信頼性の高い衛星の擬似距離を用いて、位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出し、制御部は、最も信頼性の高い衛星については、判断部の判断に関わらず、位置情報更新部に、新位置情報を最新の位置情報として、位置情報格納部に書き込ませる位置測定装置である。 Further, the position measuring device of the second aspect of the invention provides a reception SNR acquisition unit that acquires a reception SNR of a GPS signal for each of two or more satellites and a GPS for each of the two or more satellites. The elevation angle acquisition unit that acquires the elevation angle of the signal, the pseudo-range error calculation unit that calculates the pseudo-range error using the received SNR and the elevation angle for each of two or more satellites, and the pseudo-range error of each of the two or more satellites And a satellite selection unit that selects the satellite with the smallest pseudorange error as the most reliable satellite, and the new position information calculation unit first uses the pseudorange of the most reliable satellite. Then, the position information in the position information storage unit is updated to calculate new position information that is new position information, and the control unit updates the position information for the most reliable satellite regardless of the determination of the determination unit. The new location information as the latest location information. A position measuring device for writing the position information storage unit.
かかる構成により、移動体の絶対位置を、簡易な構成で精度高く取得できる。 With this configuration, the absolute position of the moving body can be obtained with high accuracy with a simple configuration.
また、本第三の発明の位置測定装置は、第一または第二の発明に対して、衛星選択部は、２以上の各衛星の擬似距離誤差の小さい順に、順次、衛星を選択し、新位置情報算出部は、衛星選択部が選択した衛星の順に、衛星の擬似距離を用いて、位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出し、制御部は、衛星選択部、新位置情報算出部、距離算出部、判断部、および位置情報更新部の処理を繰り返させる位置測定装置である。 Further, in the position measuring device according to the third aspect of the present invention, in contrast to the first or second aspect of the invention, the satellite selecting unit sequentially selects the satellites in order of increasing pseudorange error of each of the two or more satellites. The position information calculation unit updates the position information in the position information storage unit using the pseudoranges of the satellites in the order of the satellites selected by the satellite selection unit, calculates new position information as new position information, and Is a position measurement device that repeats the processes of the satellite selection unit, the new position information calculation unit, the distance calculation unit, the determination unit, and the position information update unit.
かかる構成により、移動体の絶対位置を、簡易な構成で精度高く取得できる。 With this configuration, the absolute position of the moving body can be obtained with high accuracy with a simple configuration.
また、本第四の発明の位置測定装置は、第三の発明に対して、制御部は、受信されたＧＰＳ信号に対応する衛星の数の回数だけ、衛星選択部、新位置情報算出部、距離算出部、判断部、および位置情報更新部の処理を繰り返させる位置測定装置である。 Further, in the position measuring device according to the fourth aspect of the present invention, in contrast to the third aspect of the invention, the control unit has the number of satellites corresponding to the received GPS signal as many times as the number of satellites, the new position information calculating unit, This is a position measurement device that repeats the processes of a distance calculation unit, a determination unit, and a position information update unit.
かかる構成により、移動体の絶対位置を、簡易な構成で極めて精度高く取得できる。 With this configuration, the absolute position of the moving body can be acquired with a very high accuracy with a simple configuration.
また、本第五の発明の位置測定装置は、第三の発明に対して、制御部は、判断部が、距離が閾値を超えると判断した後、位置更新の処理を終了させる位置測定装置である。 Further, the position measuring device according to the fifth aspect of the present invention is the position measuring device according to the third aspect, wherein the control unit terminates the position updating process after the determining unit determines that the distance exceeds the threshold value. is there.
かかる構成により、移動体の絶対位置を、簡易な構成で精度高く、かつ高速に取得できる。 With this configuration, the absolute position of the moving body can be obtained with high accuracy and high speed with a simple configuration.
また、本第六の発明の位置測定装置は、第五の発明に対して、制御部は、判断部が、距離が閾値を超えると判断した後、それまでに有効に適用したＧＰＳ信号の数が予め決められた第二閾値以上であるか否かを判断し、第二閾値以上である場合に位置更新の処理を終了する位置測定装置である。 In the position measurement device of the sixth aspect of the invention, in contrast to the fifth aspect of the invention, after the control unit determines that the distance exceeds the threshold, the number of GPS signals effectively applied so far Is a position measuring device that determines whether or not is greater than or equal to a predetermined second threshold value, and ends the position update process when it is equal to or greater than the second threshold value.
かかる構成により、移動体の絶対位置を、簡易な構成でさらに精度高く、かつ高速に取得できる。 With this configuration, the absolute position of the moving body can be acquired with high accuracy and high speed with a simple configuration.
また、本第七の発明の位置測定装置は、第一から第六いずれかの発明に対して、第一閾値は、動的に変化する位置測定装置である。 Further, the position measuring device according to the seventh aspect of the invention is a position measuring device in which the first threshold value is dynamically changed with respect to any one of the first to sixth aspects.
かかる構成により、移動体の絶対位置を、簡易な構成で極めて精度高く取得できる。 With this configuration, the absolute position of the moving body can be acquired with a very high accuracy with a simple configuration.
また、本第八の発明の位置測定装置は、第七の発明に対して、判断部は、判断処理を行うごとに、予め決められた算出式により、第一閾値を動的に変更する位置測定装置である。 Further, the position measuring device according to the eighth aspect of the present invention is the position where the determination unit dynamically changes the first threshold value by a predetermined calculation formula every time the determination process is performed. It is a measuring device.
かかる構成により、移動体の絶対位置を、簡易な構成で極めて精度高く取得できる。 With this configuration, the absolute position of the moving body can be acquired with a very high accuracy with a simple configuration.
また、本第九の発明の位置測定装置は、第七の発明に対して、判断部は、距離算出部が算出した距離であり、位置情報更新部が位置情報を更新した場合の最も近い判断時の距離を第一閾値とする位置測定装置である。 Further, the position measuring device of the ninth aspect of the present invention is the closest determination to the case of the seventh aspect, in which the determination unit is the distance calculated by the distance calculation unit and the position information update unit updates the position information. This is a position measuring device using the hour distance as a first threshold value.
かかる構成により、移動体の絶対位置を、簡易な構成で極めて精度高く取得できる。 With this configuration, the absolute position of the moving body can be acquired with a very high accuracy with a simple configuration.
本発明による位置測定装置によれば、移動体の絶対位置を、簡易な構成で精度高く取得できる。 According to the position measuring apparatus of the present invention, the absolute position of the moving body can be obtained with high accuracy with a simple configuration.
以下、位置測定装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of a position measuring device and the like will be described with reference to the drawings. In addition, since the component which attached | subjected the same code | symbol in embodiment performs the same operation | movement, description may be abbreviate | omitted again.
（実施の形態１） (Embodiment 1)
本実施の形態において、移動体の速度と移動方向を用いて予測位置を取得し、２以上の衛星の信号を用いて、各衛星と移動体との擬似距離を算出し、当該擬似距離を用いて、算出位置を取得し、予測位置と算出位置との差が閾値を超えない場合に、位置を算出位置で更新する位置測定装置について説明する。 In the present embodiment, the predicted position is acquired using the speed and moving direction of the moving body, the pseudo distance between each satellite and the moving body is calculated using the signals of two or more satellites, and the pseudo distance is used. A position measurement apparatus that acquires a calculated position and updates the position with the calculated position when the difference between the predicted position and the calculated position does not exceed the threshold will be described.
本実施の形態における位置測定装置が行う手法では、マルチパス波の排除と位置予測とを組み合わせて、位置精度を向上させる。この手法では、基準局や外部の赤外線カメラなどを使用せずに、通常の補正センサー（速度と移動方向を取得）を使用して、マルチパス誤差を低減させる。具体的には、移動体は前の時刻で計測した位置情報と移動速度を基に現在の位置を予測し、計測した衛星の疑似距離を用いて予測した位置情報を更新する。更に衛星ごとに信頼度を算出し、計測した疑似距離情報を、順次に用いて予測した位置情報を更新しながら、誤差の大きい衛星を排除する。この手法は、特に新たに衛星から受信する場合、その受信波がマルチパス波であるかどうかを判断するために有効である。 In the method performed by the position measurement apparatus according to the present embodiment, the accuracy of position is improved by combining the elimination of multipath waves and position prediction. In this method, a multipath error is reduced by using a normal correction sensor (acquisition of speed and moving direction) without using a reference station or an external infrared camera. Specifically, the moving body predicts the current position based on the position information and moving speed measured at the previous time, and updates the predicted position information using the measured pseudorange of the satellite. Further, the reliability is calculated for each satellite, and the position information predicted by sequentially using the measured pseudorange information is updated while the satellite having a large error is excluded. This technique is effective for determining whether or not the received wave is a multipath wave, particularly when newly receiving from a satellite.
なお、移動体とは、移動する物体であれば何でも良く、自動車、二輪車等の車両、電車などの輸送機器、携帯端末や携帯電話などの移動体端末等を含む。 Note that the moving body may be anything that moves, and includes vehicles such as automobiles and motorcycles, transportation equipment such as trains, and mobile terminals such as mobile terminals and mobile phones.
図１は、本実施の形態における位置測定装置１を含むシステムのブロック図である。位置測定装置１は、ＧＰＳ受信アンテナ１５を経由して、ＧＰＳ衛星１１、１２、１３、１４等からのＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ信号は、測位信号とも言う。なお、位置測定装置１は、移動体自体であっても良いし、移動体に設置され、当該移動体とともに移動する装置であっても良い。 FIG. 1 is a block diagram of a system including a position measuring apparatus 1 according to the present embodiment. The position measuring device 1 receives GPS signals from GPS satellites 11, 12, 13, 14, etc. via a GPS receiving antenna 15. The GPS signal is also called a positioning signal. The position measuring device 1 may be the moving body itself, or may be a device that is installed on the moving body and moves together with the moving body.
位置測定装置１は、位置情報格納部１０１、移動情報取得部１０２、予測位置情報取得部１０３、ＧＰＳ信号受信部１０４、擬似距離取得部１０５、受信ＳＮＲ取得部１０６、仰角取得部１０７、擬似距離誤差算出部１０８、衛星選択部１０９、新位置情報算出部１１０、距離算出部１１１、判断部１１２、位置情報更新部１１３、および制御部１１４を具備する。 The position measurement device 1 includes a position information storage unit 101, a movement information acquisition unit 102, a predicted position information acquisition unit 103, a GPS signal reception unit 104, a pseudo distance acquisition unit 105, a received SNR acquisition unit 106, an elevation angle acquisition unit 107, a pseudo distance. An error calculation unit 108, a satellite selection unit 109, a new position information calculation unit 110, a distance calculation unit 111, a determination unit 112, a position information update unit 113, and a control unit 114 are provided.
位置情報格納部１０１は、移動体の位置情報を格納し得る。位置情報は、通常、移動体の最新の位置情報である。ただし、最新の位置情報は、現在より前の時点の位置情報である。また、位置情報とは、位置を示す情報であり、例えば、（経度，緯度）や領域を特定する領域ＩＤなどである。なお、位置情報の初期値は、公知の単独測位技術によって算出した位置情報である。 The position information storage unit 101 can store position information of the moving object. The position information is usually the latest position information of the moving body. However, the latest position information is position information before the present time. Further, the position information is information indicating a position, and is, for example, (longitude, latitude) or an area ID for specifying an area. Note that the initial value of the position information is position information calculated by a known single positioning technique.
移動情報取得部１０２は、移動速度と移動方向を含む移動体の移動に関する情報である移動情報を取得する。移動情報取得部１０２は、例えば、車速パルスまたは加速度センサーにより移動速度を算出する。また、移動情報取得部１０２は、例えば、ジャイロまたは電子地図で移動方向を算出する。 The movement information acquisition unit 102 acquires movement information that is information related to movement of the moving object including the movement speed and the movement direction. The movement information acquisition unit 102 calculates the movement speed using, for example, a vehicle speed pulse or an acceleration sensor. In addition, the movement information acquisition unit 102 calculates the movement direction using, for example, a gyro or an electronic map.
予測位置情報取得部１０３は、位置情報と移動情報とを用いて、移動体の現在の位置である予測位置情報を取得する。予測位置情報は、例えば、（緯度，経度）である。ただし、予測位置情報は、高度の情報を有しても良い。 The predicted position information acquisition unit 103 uses the position information and the movement information to acquire predicted position information that is the current position of the moving object. The predicted position information is, for example, (latitude, longitude). However, the predicted position information may include altitude information.
ＧＰＳ信号受信部１０４は、２以上の衛星からＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ信号受信部１０４は、ＧＰＳ受信アンテナ１５を含むと考えても良いし、ＧＰＳ受信アンテナ１５からＧＰＳ信号を受け付けると考えても良い。 The GPS signal receiving unit 104 receives GPS signals from two or more satellites. The GPS signal receiving unit 104 may be considered to include the GPS receiving antenna 15, or may be considered to receive a GPS signal from the GPS receiving antenna 15.
擬似距離取得部１０５は、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号受信部１０４が受信したＧＰＳ信号を用いて、移動体と各衛星との擬似距離を取得する。擬似距離取得部１０５の処理は、公知技術であるので詳細な説明を省略する。 The pseudo distance acquisition unit 105 acquires the pseudo distance between the moving object and each satellite using the GPS signal received by the GPS signal receiving unit 104 for every two or more satellites. Since the process of the pseudo distance acquisition unit 105 is a known technique, a detailed description thereof is omitted.
受信ＳＮＲ取得部１０６は、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号の受信ＳＮＲを取得する。受信ＳＮＲ取得部１０６が受信ＳＮＲ（信号雑音比（ＳＮＲ））を取得する技術は公知技術であるので詳細な説明を省略する。 The reception SNR acquisition unit 106 acquires the reception SNR of the GPS signal for every two or more satellites. Since the technique in which the reception SNR acquisition unit 106 acquires the reception SNR (signal to noise ratio (SNR)) is a known technique, detailed description thereof is omitted.
仰角取得部１０７は、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号の仰角を取得する。仰角取得部１０７が仰角を取得する技術は公知技術であるので詳細な説明を省略する。 The elevation angle acquisition unit 107 acquires the elevation angle of the GPS signal for every two or more satellites. Since the technique by which the elevation angle acquisition unit 107 acquires the elevation angle is a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
擬似距離誤差算出部１０８は、２以上の衛星ごとに、受信ＳＮＲと仰角とを用いて、擬似距離誤差を算出する。擬似距離誤差算出部１０８は、通常、受信ＳＮＲが小さいほど擬似距離誤差が大きくなるように擬似距離誤差を算出する。また、擬似距離誤差算出部１０８は、通常、仰角が小さいほど擬似距離誤差が大きくなるように擬似距離誤差を算出する。擬似距離誤差算出部１０８は、受信ＳＮＲと仰角とをパラメータとする演算式により、擬似距離誤差を算出しても良いし、受信ＳＮＲおよび仰角と、擬似距離誤差との対応表を用いて、擬似距離誤差を算出しても良い。その他、擬似距離誤差算出部１０８の擬似距離誤差の算出方法は問わない。 The pseudorange error calculation unit 108 calculates a pseudorange error using the received SNR and the elevation angle for every two or more satellites. The pseudorange error calculation unit 108 normally calculates the pseudorange error so that the pseudorange error increases as the reception SNR decreases. In addition, the pseudo distance error calculation unit 108 normally calculates the pseudo distance error so that the pseudo distance error increases as the elevation angle decreases. The pseudorange error calculation unit 108 may calculate the pseudorange error by an arithmetic expression using the reception SNR and the elevation angle as parameters, or by using a correspondence table of the reception SNR and elevation angle and the pseudorange error, A distance error may be calculated. In addition, the calculation method of the pseudo distance error of the pseudo distance error calculation unit 108 does not matter.
衛星選択部１０９は、２以上の各衛星から、処理に使用するＧＰＳ信号の衛星を選択する。衛星選択部１０９は、例えば、２以上の各衛星の擬似距離誤差の小さい順に、順次、衛星を選択する。衛星選択部１０９は、例えば、２以上の各衛星の擬似距離誤差を用いて、最も擬似距離誤差が小さい衛星を最も信頼性の高い衛星として、最初に選択する。ここで、２以上の各衛星の擬似距離誤差の小さい順の選択することとは、例えば、擬似距離誤差をキーとして衛星を昇順にソートし、上位から選択することである。衛星をソートする処理とは、衛星に対応するＧＰＳ信号や、ＧＰＳ信号に関するデータをソートする処理と考えても良い。かかる場合、擬似距離誤差が衛星の信頼度に相当する。擬似距離誤差が小さいほど、衛星の信頼度は大きい。 The satellite selection unit 109 selects a GPS signal satellite to be used for processing from two or more satellites. For example, the satellite selection unit 109 sequentially selects satellites in order of increasing pseudorange error of each of two or more satellites. For example, the satellite selection unit 109 first selects the satellite with the smallest pseudorange error as the most reliable satellite using the pseudorange error of each of two or more satellites. Here, the selection of the two or more satellites in ascending order of the pseudorange error means, for example, that the satellites are sorted in ascending order using the pseudorange error as a key and selected from the top. The process of sorting the satellites may be considered as a process of sorting GPS signals corresponding to the satellites or data related to the GPS signals. In such a case, the pseudorange error corresponds to the reliability of the satellite. The smaller the pseudorange error, the greater the reliability of the satellite.
新位置情報算出部１１０は、２以上の各衛星の擬似距離を用いて、位置情報格納部１０１の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出する。新位置情報は、例えば、（緯度，経度）である。ただし、新位置情報は、高度の情報を有しても良い。なお、新位置情報算出部１１０は、最初に、最も信頼性の高い衛星の擬似距離を用いて、位置情報格納部１０１の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出することは好適である。また、新位置情報算出部１１０は、衛星選択部１０９が選択した衛星の順に、衛星の擬似距離を用いて、位置情報格納部１０１の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出ことは好適である。 The new position information calculation unit 110 updates the position information in the position information storage unit 101 using the pseudo distances of two or more satellites, and calculates new position information that is new position information. The new position information is, for example, (latitude, longitude). However, the new position information may include altitude information. The new position information calculation unit 110 first updates the position information in the position information storage unit 101 using the pseudo-range of the most reliable satellite, and calculates new position information that is new position information. That is preferred. In addition, the new position information calculation unit 110 updates the position information in the position information storage unit 101 using the pseudoranges of the satellites in the order of the satellites selected by the satellite selection unit 109, and new position information that is new position information. Is preferably calculated.
距離算出部１１１は、新位置情報と予測位置情報との距離を算出する。この距離とは、水平距離である。なお、２点の位置情報から、２点の距離を算出する処理は公知技術である。 The distance calculation unit 111 calculates the distance between the new position information and the predicted position information. This distance is a horizontal distance. The process of calculating the distance between the two points from the position information of the two points is a known technique.
判断部１１２は、距離算出部１１１が算出した距離が第一閾値を超えないか否かを判断する。第一閾値または第一閾値の初期値は、例えば、単独測位する場合の位置水平誤差である。また、判断部１１２は、第一閾値を動的に変更することは好適である。判断部１１２は、例えば、判断処理を行うごとに、予め決められた算出式により、第一閾値を動的に変更する。ここで、算出式とは、例えば、「Ｘ（ｎ＝０の場合），Ｘ／（ｎ＋１）（ｎ＞＝１の場合）」である。算出式の「Ｘ」は初期値、「ｎ」は位置情報更新部１１３が位置情報を更新した回数である。さらに、判断部１１２は、距離算出部１１１が算出した距離であり、最も信頼性の高い衛星の疑似距離を用いる場合、判断時の距離を第一閾値としても良い。 The determination unit 112 determines whether the distance calculated by the distance calculation unit 111 does not exceed the first threshold value. The first threshold or the initial value of the first threshold is, for example, a position horizontal error in the case of single positioning. Further, it is preferable that the determination unit 112 dynamically changes the first threshold value. For example, each time the determination process is performed, the determination unit 112 dynamically changes the first threshold value using a predetermined calculation formula. Here, the calculation formula is, for example, “X (when n = 0), X / (n + 1) (when n> = 1)”. In the calculation formula, “X” is an initial value, and “n” is the number of times the position information update unit 113 has updated the position information. Further, the determination unit 112 may be the distance calculated by the distance calculation unit 111, and when using the pseudo-range of the most reliable satellite, the determination time may be the first threshold value.
位置情報更新部１１３は、判断部１１２が第一閾値を超えないと判断した場合に、新位置情報を最新の位置情報として、位置情報格納部１０１に書き込む。位置情報更新部１１３は、最も信頼性の高い衛星については、判断部１１２の判断に関わらず、新位置情報を最新の位置情報として、位置情報格納部１０１に書き込んでも良い。ここで、「判断部１１２の判断に関わらず」とは、通常、距離算出部１１１は新位置情報と予測位置情報との距離を算出せず、かつ、判断部１１２は判断処理を行わない、ことである。ただし、距離算出部１１１は距離を算出し、判断部１１２は判断処理を行うが、判断部１１２の判断結果を用いないことも含む。 If the determination unit 112 determines that the first threshold value is not exceeded, the position information update unit 113 writes the new position information as the latest position information in the position information storage unit 101. For the most reliable satellite, the position information update unit 113 may write the new position information as the latest position information in the position information storage unit 101 regardless of the determination of the determination unit 112. Here, “regardless of the determination of the determination unit 112” usually means that the distance calculation unit 111 does not calculate the distance between the new position information and the predicted position information, and the determination unit 112 does not perform the determination process. That is. However, the distance calculation unit 111 calculates the distance, and the determination unit 112 performs the determination process, but includes that the determination result of the determination unit 112 is not used.
制御部１１４は、新位置情報算出部１１０、距離算出部１１１、判断部１１２、および位置情報更新部１１３に、各構成要素の処理を繰り返えさせる。制御部１１４は、最も信頼性の高い衛星については、判断部１１２の判断に関わらず、位置情報更新部１１３に、新位置情報を最新の位置情報として、位置情報格納部１０１に書き込ませることは好適である。また、制御部１１４は、衛星選択部１０９、新位置情報算出部１１０、距離算出部１１１、判断部１１２、および位置情報更新部１１３に、各構成要素の処理を繰り返させても良い。また、制御部１１４は、受信されたＧＰＳ信号に対応する衛星の数の回数だけ、衛星選択部１０９、新位置情報算出部１１０、距離算出部１１１、判断部１１２、および位置情報更新部１１３の処理を繰り返させることは好適である。また、制御部１１４は、判断部１１２が、距離が閾値を超えると判断した後、位置更新の処理を終了させても良い。さらに、制御部１１４は、判断部１１２が、距離が閾値を超えると判断した後、それまでに有効に適用したＧＰＳ信号の数が予め決められた第二閾値以上であるか否かを判断し、第二閾値以上である場合に位置更新の処理を終了させても良い。上記の「繰り返えさせる」とは、最大、受信したＧＰＳ信号に対応する衛星の数の回数だけ、処理（上記の位置の更新処理）を繰り返させることである。なお、第二閾値とは、例えば、「３」である。また、上記の「処理を終了させる」とは、その時点で、移動体の最新の位置情報が確定することである。 The control unit 114 causes the new position information calculation unit 110, the distance calculation unit 111, the determination unit 112, and the position information update unit 113 to repeat the processing of each component. Regardless of the determination by the determination unit 112, the control unit 114 causes the position information update unit 113 to write the new position information as the latest position information to the position information storage unit 101 for the most reliable satellite. Is preferred. In addition, the control unit 114 may cause the satellite selection unit 109, the new position information calculation unit 110, the distance calculation unit 111, the determination unit 112, and the position information update unit 113 to repeat the processing of each component. Further, the control unit 114 performs the satellite selection unit 109, the new position information calculation unit 110, the distance calculation unit 111, the determination unit 112, and the position information update unit 113 as many times as the number of satellites corresponding to the received GPS signal. It is preferable to repeat the process. Further, the control unit 114 may end the position update process after the determination unit 112 determines that the distance exceeds the threshold. Further, after the determination unit 112 determines that the distance exceeds the threshold, the control unit 114 determines whether or not the number of GPS signals that have been effectively applied so far is equal to or greater than a predetermined second threshold. The position update processing may be terminated when the second threshold value is exceeded. The above-mentioned “repeating” means that the process (the position update process) is repeated as many times as the number of satellites corresponding to the received GPS signal. The second threshold value is “3”, for example. Further, the above-mentioned “end the processing” means that the latest position information of the moving object is determined at that time.
位置情報格納部１０１は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。 The location information storage unit 101 is preferably a non-volatile recording medium, but can also be realized by a volatile recording medium.
移動情報取得部１０２は、加速度センサーや、ジャイロ又は電子地図などにより実現され得る。 The movement information acquisition unit 102 can be realized by an acceleration sensor, a gyro, an electronic map, or the like.
予測位置情報取得部１０３、擬似距離取得部１０５、受信ＳＮＲ取得部１０６、仰角取得部１０７、擬似距離誤差算出部１０８、衛星選択部１０９、新位置情報算出部１１０、距離算出部１１１、判断部１１２、位置情報更新部１１３、および制御部１１４は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。予測位置情報取得部１０３等の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。 Predicted position information acquisition unit 103, pseudo distance acquisition unit 105, received SNR acquisition unit 106, elevation angle acquisition unit 107, pseudo distance error calculation unit 108, satellite selection unit 109, new position information calculation unit 110, distance calculation unit 111, determination unit 112, the position information update unit 113, and the control unit 114 can be usually realized by an MPU, a memory, or the like. The processing procedure of the predicted position information acquisition unit 103 and the like is usually realized by software, and the software is recorded on a recording medium such as a ROM. However, it may be realized by hardware (dedicated circuit).
次に、位置測定装置１の動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。 Next, operation | movement of the position measuring apparatus 1 is demonstrated using the flowchart of FIG.
（ステップＳ２０１）移動情報取得部１０２は、移動速度と移動方向を含む移動体の移動情報を取得する。 (Step S201) The movement information acquisition unit 102 acquires movement information of a moving body including a movement speed and a movement direction.
（ステップＳ２０２）予測位置情報取得部１０３は、位置情報格納部１０１から、移動体の前の時点の位置情報を読み出す。 (Step S <b> 202) The predicted position information acquisition unit 103 reads position information at a previous time point of the moving object from the position information storage unit 101.
（ステップＳ２０３）予測位置情報取得部１０３は、ステップＳ２０２で読み出した位置情報と、ステップＳ２０１で取得された移動速度と移動方向とを用いて、現在の位置情報を予測する。つまり、予測位置情報取得部１０３は、予測位置情報（Ｘｍ −）を取得し、当該予測位置情報をバッファに一時格納する。 (Step S203) The predicted position information acquisition unit 103 predicts the current position information using the position information read in step S202 and the movement speed and direction acquired in step S201. That is, the predicted position information acquisition unit 103 acquires predicted position information (X m − ), and temporarily stores the predicted position information in the buffer.
（ステップＳ２０４）擬似距離取得部１０５は、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号受信部１０４が受信したＧＰＳ信号を用いて、移動体と各衛星との擬似距離を取得し、バッファに一時格納する。 (Step S204) The pseudo distance acquisition unit 105 acquires the pseudo distance between the moving object and each satellite using the GPS signal received by the GPS signal receiving unit 104 for every two or more satellites, and temporarily stores it in the buffer. .
（ステップＳ２０５）受信ＳＮＲ取得部１０６は、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号の受信ＳＮＲを取得し、バッファに一時格納する。 (Step S205) The reception SNR acquisition unit 106 acquires the reception SNR of the GPS signal for each of two or more satellites, and temporarily stores it in the buffer.
（ステップＳ２０６）仰角取得部１０７は、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号の仰角を取得し、バッファに一時格納する。 (Step S206) The elevation angle acquisition unit 107 acquires the elevation angle of the GPS signal for each of two or more satellites and temporarily stores it in the buffer.
（ステップＳ２０７）擬似距離誤差算出部１０８は、２以上の衛星ごとに、受信ＳＮＲと仰角とを用いて、擬似距離誤差を算出し、バッファに一時格納する。擬似距離誤差算出部１０８は、例えば、「擬似距離誤差＝ｆ１（受信ＳＮＲ）＋ｆ２（仰角）」により、擬似距離誤差を算出する。ここで、ｆ１は、例えば、受信ＳＮＲをパラメータとする減少関数である。また、ｆ２は、例えば、仰角をパラメータとする減少関数である。 (Step S207) The pseudorange error calculation unit 108 calculates a pseudorange error using the received SNR and the elevation angle for each of two or more satellites, and temporarily stores it in the buffer. The pseudo distance error calculation unit 108 calculates the pseudo distance error by, for example, “pseudo distance error = f1 (reception SNR) + f2 (elevation angle)”. Here, f1 is, for example, a decreasing function using the received SNR as a parameter. Also, f2 is a decreasing function with the elevation angle as a parameter, for example.
（ステップＳ２０８）衛星選択部１０９は、ステップＳ２０７で算出した２以上の衛星ごとの擬似距離誤差をキーとして、擬似距離誤差の昇順に衛星をソートする。なお、ここでは、信頼性の高い順に衛星をソートしたこととなる。 (Step S208) The satellite selection unit 109 sorts the satellites in ascending order of the pseudorange error using the pseudorange error for each of two or more satellites calculated in step S207 as a key. Here, the satellites are sorted in descending order of reliability.
（ステップＳ２０９）制御部１１４は、カウンタｉに１を代入する。第1閾値にその初期値を代入する。 (Step S209) The control unit 114 substitutes 1 for a counter i. Substitute the initial value for the first threshold.
（ステップＳ２１０）制御部１１４は、ｉ番目の衛星の擬似距離（ステップＳ２０４で算出）を用いて、新位置情報を算出するように、新位置情報算出部１１０に指示する。そして、新位置情報算出部１１０は、ステップS２０３で算出した予測位置情報（Ｘｍ −）とｉ番目の衛星の擬似距離を用いて、新位置情報を算出する。 (Step S210) The control unit 114 instructs the new position information calculation unit 110 to calculate new position information using the pseudorange of the i-th satellite (calculated in step S204). Then, the new position information calculation unit 110 calculates new position information using the predicted position information (X m − ) calculated in step S203 and the pseudo distance of the i-th satellite.
（ステップＳ２１１）制御部１１４は、位置情報更新部１１３に位置情報の更新を指示する。そして、位置情報更新部１１３は、ステップＳ２１０で算出した新位置情報を、位置情報格納部１０１に書き込む。なお、この新位置情報は、位置情報格納部１０１の最新の位置情報である。 (Step S211) The control unit 114 instructs the position information update unit 113 to update the position information. Then, the position information update unit 113 writes the new position information calculated in step S210 in the position information storage unit 101. The new position information is the latest position information in the position information storage unit 101.
（ステップＳ２１２）制御部１１４は、判断部１１２に第一閾値の更新を指示する。そして、判断部１１２は、第一閾値を更新する。例えば、判断部１１２は、「新しい第一閾値＝第一閾値の初期値／（i+1）」により、第一閾値を更新する。なお、ここで、ステップ２０３で算出した予測位置情報が示す予測位置と、ステップＳ２１０で算出した新位置情報が示す位置との間の水平距離を第一閾値の初期値に代入してもよい。 (Step S212) The control unit 114 instructs the determination unit 112 to update the first threshold value. Then, the determination unit 112 updates the first threshold value. For example, the determination unit 112 updates the first threshold value by “new first threshold value = initial value of first threshold value / (i + 1)”. Here, the horizontal distance between the predicted position indicated by the predicted position information calculated in step 203 and the position indicated by the new position information calculated in step S210 may be substituted for the initial value of the first threshold value.
（ステップＳ２１３）制御部１１４は、カウンタｉを１、インクリメントする。 (Step S213) The control unit 114 increments the counter i by one.
（ステップＳ２１４）制御部１１４は、ステップＳ２０８でソートされた衛星の中に、ｉ番目の衛星が存在するか否かを判断する。ｉ番目の衛星が存在すればステップＳ２１５に行き、存在しなければステップＳ２０１に戻る。 (Step S214) The control unit 114 determines whether or not the i-th satellite is present among the satellites sorted in step S208. If the i-th satellite is present, the process goes to step S215, and if not, the process returns to step S201.
（ステップＳ２１５）制御部１１４は、ｉ番目の衛星の擬似距離（ステップＳ２０４で算出）を用いた新位置情報算出処理を行うように、新位置情報算出部１１０に指示する。そして、新位置情報算出部１１０は、ステップＳ２１１で位置情報格納部１０１に書き込んだ位置情報とｉ番目の衛星の擬似距離を用いて、新位置情報を算出する。 (Step S215) The control unit 114 instructs the new position information calculation unit 110 to perform a new position information calculation process using the pseudo distance of the i-th satellite (calculated in step S204). Then, the new position information calculation unit 110 calculates new position information using the position information written in the position information storage unit 101 in step S211 and the pseudo distance of the i-th satellite.
（ステップＳ２１６）制御部１１４は、距離算出部１１１に、距離算出処理を行うように指示する。そして、距離算出部１１１は、ステップＳ２１５で取得された新位置情報と位置情報格納部１０１に書き込んだステップＳ２１１で取得された位置情報との水平距離を算出する。 (Step S216) The control unit 114 instructs the distance calculation unit 111 to perform a distance calculation process. Then, the distance calculation unit 111 calculates the horizontal distance between the new position information acquired in step S215 and the position information acquired in step S211 written in the position information storage unit 101.
（ステップＳ２１７）制御部１１４は、判断部１１２に判断処理を行うように指示する。判断部１１２は、ステップＳ２１６で算出された距離が第一閾値を超えないか否かを判断する。第一閾値を超えない場合はステップＳ２１８に行き、第一閾値を超える場合はステップＳ２２０に行く。なお、第一閾値を超える場合は、受信されたＧＰＳ信号は、マルチパス波であると考えられる。また、第一閾値を超えない、という
条件は、第一閾値未満と置き換えても良い。
(Step S217) The control unit 114 instructs the determination unit 112 to perform determination processing. The determination unit 112 determines whether the distance calculated in step S216 does not exceed the first threshold value. When it does not exceed the first threshold value, it goes to step S218, and when it exceeds the first threshold value, it goes to step S220. In addition, when exceeding a 1st threshold value, the received GPS signal is considered to be a multipath wave. The condition that the first threshold value is not exceeded may be replaced with less than the first threshold value.
（ステップＳ２１８）制御部１１４は、位置情報更新部１１３に位置情報の更新を指示する。そして、位置情報更新部１１３は、ステップＳ２１５で算出した新位置情報を、位置情報格納部１０１に書き込む。なお、この新位置情報は、位置情報格納部１０１の最新の位置情報である。 (Step S218) The control unit 114 instructs the position information update unit 113 to update the position information. Then, the position information update unit 113 writes the new position information calculated in step S215 in the position information storage unit 101. The new position information is the latest position information in the position information storage unit 101.
（ステップＳ２１９）制御部１１４は、判断部１１２に第一閾値の更新を指示する。そして、判断部１１２は、「第一閾値の初期値／（ｉ＋１）」により、第一閾値を更新する。 (Step S219) The control unit 114 instructs the determination unit 112 to update the first threshold value. Then, the determination unit 112 updates the first threshold value by “initial value of first threshold value / (i + 1)”.
（ステップＳ２２０）制御部１１４は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ２１４に戻る。 (Step S220) The controller 114 increments the counter i by 1. The process returns to step S214.
なお、図２のフローチャートにおいて、制御部１１４の指示とは、指示対象の構成要素（例えば、判断部１１２）に必要なデータを渡したり、構成要素を起動したりすること等と考えても良い。 In the flowchart of FIG. 2, the instruction of the control unit 114 may be considered to pass necessary data to the instruction target component (for example, the determination unit 112) or to activate the component. .
また、図２のフローチャートにおいて、信頼性の最も高い衛星のＧＰＳ信号は、無条件に適用して、位置情報を更新した。しかし、信頼性の最も高い衛星のＧＰＳ信号も、２番目以降の信頼性のＧＰＳ信号と同様に、ステップＳ２１６、Ｓ２１７の処理を行い、距離が第一閾値以下の場合のみ、適用する等しても良い。 In the flowchart of FIG. 2, the GPS signal of the satellite with the highest reliability is applied unconditionally to update the position information. However, the GPS signal of the satellite with the highest reliability is also applied to only when the distance is equal to or less than the first threshold value by performing the processing of steps S216 and S217, as with the second and subsequent reliability GPS signals. Also good.
また、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。 In the flowchart of FIG. 2, the process is ended by power-off or a process end interrupt.
以下、本実施の形態における位置測定装置１の具体的な動作について説明する。 Hereinafter, a specific operation of the position measurement apparatus 1 in the present embodiment will be described.
今、位置情報格納部１０１には、移動体の前時点（ｍ−１）の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）が格納されている。この位置情報は、ＥＣＥＦ座標である。 Now, the position information storage unit 101 stores position information (x, y, z) of the previous time point (m−1) of the moving object. This position information is ECEF coordinates.
かかる状況において、移動情報取得部１０２は、車速パルスまたは加速度センサーにより、移動速度を取得し、ジャイロまたは電子地図を用いて移動方向を計測した、とする。そして、移動速度と移動方向から３次元速度（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）を算出する。そして、かかる段階での移動体の位置情報ベクトル（（ｘ，ｙ，ｚ）：ＥＣＥＦ座標、δ：時刻誤差に相当する部分、（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）：ＥＣＥＦ座標系における３次元速度）Ｘが得られる。Xは、以下の数式１の通りである。
次に、予測位置情報取得部１０３は、読み出した前時点（ｍ−１）の情報（Ｘｍ−１ ＋，Ｐｍ−１ ＋）と、取得された移動速度と移動方向とを用いて、現在の位置情報を予測し、予測位置情報（Ｘｍ −）を取得し、バッファに一時格納する。なお、Ｘｍ−１ ＋，は前の時点の移動体の位置情報ベクトルであり、Ｐｍ−１ ＋は前の時点のＸｍ−１ ＋の７×７のco-variance matrixであり、その７個のdiagonal elementはＸｍ−１ ＋の各elementの誤差を示す。 Next, the predicted position information acquisition unit 103 uses the read information (X m-1 + , P m-1 + ) of the previous time point (m-1) and the acquired moving speed and moving direction, Current position information is predicted, predicted position information (X m − ) is acquired, and temporarily stored in a buffer. X m-1 + , is a position information vector of the moving body at the previous time point, P m-1 + is a 7 × 7 co-variance matrix of X m-1 + at the previous time point, and Seven diagonal elements indicate errors of each element of X m-1 + .
次に、擬似距離取得部１０５は、２以上の衛星ごとに、ＧＰＳ信号受信部１０４が受信したＧＰＳ信号を用いて、移動体と各衛星との擬似距離を取得する。ここで、ｎ個の衛星の擬似距離を（ｐ１，ｐ２，・・・，ｐｎ）とする。 Next, the pseudo distance acquisition unit 105 acquires the pseudo distance between the moving object and each satellite using the GPS signal received by the GPS signal receiving unit 104 for every two or more satellites. Here, it is assumed that the pseudoranges of n satellites are (p 1 , p 2 ,..., Pn ).
また、移動体の計測情報（疑似距離と速度）ベクトルＹは、計測したn個の衛星の疑似距離と移動体の３次元速度からなる。つまり、移動体の計測情報ベクトルＹは、数式２である。
なお、位置測定装置１は、は間隔τ＝１秒で位置情報を算出する、とする。また、ここで、時刻ｍ秒のときの予測位置をＸｍ −とし、疑似距離を用いた更新後の位置をＸｍ ＋とする。 Note that the position measuring apparatus 1 calculates position information at an interval τ = 1 second. Here, the predicted position at time m seconds is X m −, and the updated position using the pseudorange is X m + .
かかる場合、予測位置情報取得部１０３は、以下の数式３に従って、予測位置情報を算出する。
なお、数式３において、位置情報の初期値（Ｘ０ ＋）は、最初のＧＰＳ単独測位結果である。また、「Ｐ０ ＋＝Ｉ７・σ」は、最初の誤差マトリクスである。また、σは、パラメータである。Φは従来位置と移動速度を用いて現在位置を予測するmatrixである。Qはstate randomness matrixであり、ζσ ２、ζｖｙ ２、ζｖｘ ２はそれぞれ時刻変動幅、３次元速度の変動幅を表す。 In Equation 3, the initial value (X 0 + ) of the position information is the first GPS single positioning result. “P 0 + = I 7 · σ” is the first error matrix. Σ is a parameter. Φ is a matrix that predicts the current position using the conventional position and the moving speed. Q is a state randomness matrix, and ζ σ 2 , ζ vy 2 , and ζ vx 2 represent the time fluctuation width and the three-dimensional speed fluctuation width, respectively.
次に、擬似距離取得部１０５は、衛星ごとに擬似距離を取得する。また、受信ＳＮＲ取得部１０６は、衛星ごとの受信ＳＮＲを取得する。さらに、仰角取得部１０７は、衛星ごとの仰角を取得する。なお、通常、受信ＳＮＲの低い衛星や仰角の低い衛星の疑似距離の誤差が大きい。 Next, the pseudo distance acquisition unit 105 acquires a pseudo distance for each satellite. The reception SNR acquisition unit 106 acquires the reception SNR for each satellite. Furthermore, the elevation angle acquisition unit 107 acquires the elevation angle for each satellite. Usually, the error of the pseudorange of a satellite with a low reception SNR or a satellite with a low elevation angle is large.
そして、擬似距離誤差算出部１０８は、図３に示す受信ＳＮＲに対する擬似距離の誤差推定表を格納している、とする。また、擬似距離誤差算出部１０８は、図４に示す仰角に対する擬似距離の誤差推定表を格納している、とする。そして、擬似距離誤差算出部１０８は、例えば、「ｆ（ＳＮＲ，仰角）＝ｆ１（ＳＮＲ）＋ｆ２（仰角）」により、疑似距離誤差を算出する、とする。その際、ｆ１は図３の表により、ｆ２は図４の表による。つまり、擬似距離誤差算出部１０８は、測位中、衛星ごとに、その受信ＳＮＲから疑似距離誤差ｆ１と仰角から疑似距離誤差ｆ２を検出し、その総和を疑似距離誤差として算出する。 Then, it is assumed that the pseudorange error calculation unit 108 stores a pseudorange error estimation table for the received SNR shown in FIG. Further, it is assumed that the pseudo distance error calculation unit 108 stores a pseudo distance error estimation table with respect to the elevation angle shown in FIG. The pseudo distance error calculation unit 108 calculates the pseudo distance error by, for example, “f (SNR, elevation angle) = f1 (SNR) + f2 (elevation angle)”. In that case, f1 is based on the table of FIG. 3, and f2 is based on the table of FIG. That is, the pseudorange error calculation unit 108 detects the pseudorange error f1 from the received SNR and the pseudorange error f2 from the elevation angle for each satellite during positioning, and calculates the sum as a pseudorange error.
次に、衛星選択部１０９は、算出された２以上の衛星ごとの擬似距離誤差をキーとして、擬似距離誤差の昇順に衛星をソートする。 Next, the satellite selection unit 109 sorts the satellites in ascending order of the pseudorange error using the calculated pseudorange error for each of the two or more satellites as a key.
そして、位置測定装置１は、ソートされた衛星の順に、各衛星の擬似距離を用いて、以下のように位置情報を更新する。 Then, the position measurement device 1 updates the position information as follows using the pseudoranges of the satellites in the order of the sorted satellites.
まず、新位置情報算出部１１０は、移動体の位置情報を含む情報（Ｘｍ −，Ｐｍ −）とｎ番目の衛星の位置（Ｚｎ）を用いて、擬似距離を推測する。次に、新位置情報算出部１１０は、計測した擬似距離と推測した擬似距離との差（Δに含まれている）を用いて、数式４、および数式５により、位置情報とその誤差マトリクスを更新する。
また、一番目の衛星に対して、Ｈｍ、Δは、数式６である。
また、ｎ番目（ｎ＞＝２）の衛星に対して、Ｈｍ、Δは、数式７である。
次に、距離算出部１１１は、位置情報の水平変動量（水平距離）を算出する。つまり、具体的には、距離算出部１１１は、例えば、以下の数式８を用いてECEF座標系の位置情報の更新量ΔＥＣＥＦを算出し、公知の技術を用いて、ＥＮＵ座標「ΔＥＮＵ＝（ΔＥ，ΔＮ，ΔＵ）」に変換し、移動体の水平位置変動ｄｈを数式９に示すように算出する。
次に、判断部１１２は、その水平変動量が既定の第一閾値を超えているかどうかを判断する。 Next, the determination unit 112 determines whether the horizontal fluctuation amount exceeds a predetermined first threshold value.
そして、判断部１１２が、水平変動量が既定の第一閾値を超えていないと判断した場合、位置情報更新部１１３は、位置情報格納部１０１にＸｍ ＋を書き込み、位置情報を更新する。つまり、「Ｘｍ −←Ｘｍ ＋」となる。 When the determination unit 112 determines that the horizontal variation amount does not exceed the predetermined first threshold, the position information update unit 113 writes X m + in the position information storage unit 101 and updates the position information. That is, “X m − ← X m + ”.
また、判断部１１２が、水平変動量が既定の第一閾値を超えていると判断した場合、位置情報更新部１１３は、位置を更新せずにその衛星を排除する。 If the determination unit 112 determines that the horizontal fluctuation amount exceeds the predetermined first threshold, the position information update unit 113 excludes the satellite without updating the position.
そして、制御部１１４は、使用していない衛星が残っているかどうかを判断する。使用していない衛星が残っている場合、衛星選択部１０９は、次の衛星を選択して、上記の処理と同様に、位置更新処理が行われる。また、使用していない衛星が残っていない場合、全ての衛星に対する処理が終了したこととなるので、Ｘｍ −をＸｍ ＋にして、最終の位置情報が位置情報格納部１０１に格納される。 And the control part 114 judges whether the satellite which is not used remains. If there are remaining unused satellites, the satellite selection unit 109 selects the next satellite, and the position update process is performed in the same manner as the above process. Also, if there are no remaining satellites is not used, since the fact that the processing for all satellites has been completed, X m - and to X m +, the final position information of is stored in the position information storage unit 101 .
以下、順次に位置情報を更新する例を、図５を用いて説明する。図５において、数式３を用いて、５０１で、前時点（ｍ−１）の位置Ｘｍ−１ ＋から現時点（ｍ）の位置を予測する。予測した位置Ｘｍ −は５０２である。次に、衛星１１の疑似距離を用いて、移動体の位置を５０２から５０６へ更新する。次に、衛星１２の疑似距離を用いて、移動体の位置を５０６から５１０へ更新する。次に、衛星１３の疑似距離を用いて移動体の位置を５１０から５１４へ更新する。次に、衛星１４の疑似距離を用いて移動体の位置を５１４から５１８へ更新するときに、更新量が大きくて閾値を超えているので、その衛星を排除して、５１４を最終の位置とする。なお、衛星選択部１０９が、擬似距離誤差をキーとして、擬似距離誤差の昇順に衛星をソートした場合、衛星１１、衛星１２、衛星１３、衛星１４の順に衛星が並び替えられた、とする。 Hereinafter, an example of sequentially updating the position information will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the current position (m) is predicted from the position X m−1 + of the previous time point (m−1) at 501 using Equation 3. The predicted position X m − is 502. Next, the position of the moving object is updated from 502 to 506 using the pseudorange of the satellite 11. Next, the position of the moving object is updated from 506 to 510 using the pseudorange of the satellite 12. Next, the position of the moving body is updated from 510 to 514 using the pseudorange of the satellite 13. Next, when the position of the moving object is updated from 514 to 518 using the pseudorange of the satellite 14, since the update amount is large and exceeds the threshold, the satellite is excluded and 514 is set as the final position. To do. Note that when the satellite selection unit 109 sorts the satellites in the ascending order of the pseudorange error using the pseudorange error as a key, it is assumed that the satellites are rearranged in the order of the satellite 11, the satellite 12, the satellite 13, and the satellite 14.
以上、本実施の形態によれば、移動体の絶対位置を、簡易な構成で精度高く取得できる。 As described above, according to the present embodiment, the absolute position of the moving body can be obtained with high accuracy with a simple configuration.
なお、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、記録媒体に、移動体の最新の位置情報を格納しており、コンピュータを、移動速度と移動方向を含む移動体の移動に関する情報である移動情報を取得する移動情報取得部と、前記位置情報と前記移動情報とを用いて、移動体の現在の位置である予測位置情報を取得する予測位置情報取得部と、２以上の衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信部と、前記２以上の衛星ごとに、前記ＧＰＳ信号受信部が受信したＧＰＳ信号を用いて、前記移動体と各衛星との擬似距離を取得する擬似距離取得部と、前記２以上の各衛星の擬似距離を用いて、前記位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出する新位置情報算出部と、前記新位置情報と前記予測位置情報との距離を算出する距離算出部と、前記距離が第一閾値を超えないか否かを判断する判断部と、前記判断部が第一閾値を超えないとの判断の場合に、新位置情報を最新の位置情報として、前記記録媒体に書き込む位置情報更新部と、前記新位置情報算出部、前記距離算出部、前記判断部、および前記位置情報更新部の処理を繰り返えさせる制御部として機能させるためのプログラム、である。 Note that the processing in the present embodiment may be realized by software. Then, this software may be distributed by software download or the like. Further, this software may be recorded and distributed on a recording medium such as a CD-ROM. This also applies to other embodiments in this specification. Note that the software that implements the information processing apparatus according to the present embodiment is the following program. That is, this program stores the latest position information of the moving body on the recording medium, and the movement information acquisition unit acquires the movement information that is information related to the movement of the moving body including the moving speed and the moving direction. A predicted position information acquisition unit that acquires predicted position information that is a current position of the mobile object using the position information and the movement information; and a GPS signal reception unit that receives GPS signals from two or more satellites; , For each of the two or more satellites, using a GPS signal received by the GPS signal receiving unit, a pseudo distance acquisition unit that acquires a pseudo distance between the mobile body and each satellite; Using the distance, the position information in the position information storage unit is updated, a new position information calculation unit that calculates new position information that is new position information, and a distance between the new position information and the predicted position information is calculated. Distance In the case of determination that the exit unit, the determination unit determines whether the distance does not exceed the first threshold, and the determination unit does not exceed the first threshold, the new position information is the latest position information, A position information update unit that writes to the recording medium, and a program for functioning as a control unit that repeats the processes of the new position information calculation unit, the distance calculation unit, the determination unit, and the position information update unit, is there.
また、上記プログラムにおいて、コンピュータを、前記２以上の衛星ごとに、前記ＧＰＳ信号の受信ＳＮＲを取得する受信ＳＮＲ取得部と、前記２以上の衛星ごとに、前記ＧＰＳ信号の仰角を取得する仰角取得部と、前記２以上の衛星ごとに、前記受信ＳＮＲと前記仰角とを用いて、擬似距離誤差を算出する擬似距離誤差算出部と、前記２以上の各衛星の擬似距離誤差を用いて、最も擬似距離誤差が小さい衛星を最も信頼性の高い衛星として選択する衛星選択部としてさらに機能させ、前記新位置情報算出部は、最初に、前記最も信頼性の高い衛星の擬似距離を用いて、前記位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出し、前記制御部は、前記最も信頼性の高い衛星については、前記判断部の判断に関わらず、前記位置情報更新部に、新位置情報を最新の位置情報として、前記記録媒体に書き込ませるためのプログラムであることは好適である。 In the above program, the computer acquires a reception SNR acquisition unit that acquires the reception SNR of the GPS signal for each of the two or more satellites, and obtains an elevation angle of the GPS signal for each of the two or more satellites. A pseudorange error calculation unit that calculates a pseudorange error using the received SNR and the elevation angle for each of the two or more satellites, and a pseudorange error of each of the two or more satellites, Further functioning as a satellite selection unit that selects a satellite having a small pseudorange error as the most reliable satellite, the new position information calculation unit first uses the pseudorange of the most reliable satellite, The position information in the position information storage unit is updated to calculate new position information which is new position information, and the control unit determines the most reliable satellite regardless of the determination of the determination unit. On the position information updating unit, the new position information as the latest position information, it is preferable that a program for causing written on the recording medium.
また、上記プログラムにおいて、前記衛星選択部は、前記２以上の各衛星の擬似距離誤差の小さい順に、順次、衛星を選択し、前記新位置情報算出部は、前記衛星選択部が選択した衛星の順に、衛星の擬似距離を用いて、前記位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出し、前記制御部は、前記衛星選択部、前記新位置情報算出部、前記距離算出部、前記判断部、および前記位置情報更新部の処理を繰り返させるものとして、コンピュータを機能させるためのプログラムであることは好適である。 Further, in the above program, the satellite selection unit sequentially selects satellites in order from the smallest pseudo distance error of each of the two or more satellites, and the new position information calculation unit includes the satellites selected by the satellite selection unit. In order, using the pseudo-range of the satellite, the position information in the position information storage unit is updated to calculate new position information that is new position information, and the control unit is configured to calculate the satellite selection unit and the new position information. Preferably, the program is for causing a computer to function as a unit that repeats the processing of the distance calculation unit, the determination unit, and the position information update unit.
また、上記プログラムにおいて、前記制御部は、前記受信されたＧＰＳ信号に対応する衛星の数の回数だけ、前記衛星選択部、前記新位置情報算出部、前記距離算出部、前記判断部、および前記位置情報更新部の処理を繰り返させるものとして、コンピュータを機能させるためのプログラムであることは好適である。 Further, in the program, the control unit has the satellite selection unit, the new position information calculation unit, the distance calculation unit, the determination unit, and the number of times corresponding to the number of satellites corresponding to the received GPS signal. The program for causing the computer to function is suitable for causing the processing of the position information update unit to be repeated.
また、上記プログラムにおいて、前記制御部は、前記判断部が、前記距離が閾値を超えると判断した後、位置更新の処理を終了させるものとして、コンピュータを機能させるためのプログラムであることは好適である。 In the above program, it is preferable that the control unit is a program for causing a computer to function as an end of position update processing after the determination unit determines that the distance exceeds a threshold value. is there.
また、上記プログラムにおいて、前記制御部は、前記判断部が、前記距離が閾値を超えると判断した後、それまでに有効に適用したＧＰＳ信号の数が予め決められた第二閾値以上であるか否かを判断し、第二閾値以上である場合に位置更新の処理を終了するものとして、コンピュータを機能させるためのプログラムであることは好適である。 In the above program, after the determination unit determines that the distance exceeds a threshold value, whether the number of GPS signals effectively applied so far is equal to or greater than a predetermined second threshold value. It is preferable that the program is a program for causing a computer to function as determining whether or not to end the position update process when it is equal to or greater than the second threshold.
また、上記プログラムにおいて、前記判断部は、判断処理を行うごとに、予め決められた算出式により、前記第一閾値を動的に変更するものとして、コンピュータを機能させるためのプログラムであることは好適である。 Further, in the above program, the determination unit is a program for causing a computer to function as the first threshold value is dynamically changed by a predetermined calculation formula every time determination processing is performed. Is preferred.
また、上記プログラムにおいて、前記判断部は、前記距離算出部が算出した距離であり、最も信頼性の高い衛星を用いる場合、判断時の距離を第一閾値とするものとして、コンピュータを機能させるためのプログラムであることは好適である。 In the above program, the determination unit is a distance calculated by the distance calculation unit. When using the most reliable satellite, the determination unit uses the distance at the time of determination as a first threshold value to cause the computer to function. It is preferable that the program is.
また、図６は、本明細書で述べたプログラムを実行して、上述した実施の形態の位置測定装置１を実現するコンピュータの外観を示す。上述の実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムで実現され得る。図６は、このコンピュータシステム３４０の概観図であり、図７は、コンピュータシステム３４０のブロック図である。 FIG. 6 shows the external appearance of a computer that executes the program described in this specification to realize the position measurement apparatus 1 according to the above-described embodiment. The above-described embodiments can be realized by computer hardware and a computer program executed thereon. FIG. 6 is an overview diagram of the computer system 340, and FIG. 7 is a block diagram of the computer system 340.
図６において、コンピュータシステム３４０は、ＦＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブを含むコンピュータ３４１と、キーボード３４２と、マウス３４３と、モニタ３４４とを含む。 In FIG. 6, the computer system 340 includes a computer 341 including an FD drive and a CD-ROM drive, a keyboard 342, a mouse 343, and a monitor 344.
図７において、コンピュータ３４１は、ＦＤドライブ３４１１、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２に加えて、ＭＰＵ３４１３と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２及びＦＤドライブ３４１１に接続されたバス３４１４と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのＲＯＭ３４１５とに接続され、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶するとともに一時記憶空間を提供するためのＲＡＭ３４１６と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するためのハードディスク３４１７とを含む。ここでは、図示しないが、コンピュータ３４１は、さらに、ＬＡＮへの接続を提供するネットワークカードを含んでも良い。 In FIG. 7, in addition to the FD drive 3411 and the CD-ROM drive 3412, the computer 341 stores an MPU 3413, a bus 3414 connected to the CD-ROM drive 3412 and the FD drive 3411, and a program such as a bootup program. A RAM 3416 for temporarily storing application program instructions and providing a temporary storage space; and a hard disk 3417 for storing application programs, system programs, and data. Although not shown here, the computer 341 may further include a network card that provides connection to the LAN.
コンピュータシステム３４０に、上述した実施の形態の位置測定装置の機能を実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、またはＦＤ３５０２に記憶されて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２またはＦＤドライブ３４１１に挿入され、さらにハードディスク３４１７に転送されても良い。これに代えて、プログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ３４１に送信され、ハードディスク３４１７に記憶されても良い。プログラムは実行の際にＲＡＭ３４１６にロードされる。プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、ＦＤ３５０２またはネットワークから直接、ロードされても良い。 A program for causing the computer system 340 to execute the function of the position measuring apparatus of the above-described embodiment is stored in the CD-ROM 3501 or FD 3502, inserted into the CD-ROM drive 3412 or FD drive 3411, and further stored in the hard disk 3417. May be forwarded. Alternatively, the program may be transmitted to the computer 341 via a network (not shown) and stored in the hard disk 3417. The program is loaded into the RAM 3416 at the time of execution. The program may be loaded directly from the CD-ROM 3501, the FD 3502, or the network.
プログラムは、コンピュータ３４１に、上述した実施の形態の位置測定装置の機能を実行させるオペレーティングシステム（ＯＳ）、またはサードパーティープログラム等は、必ずしも含まなくても良い。プログラムは、制御された態様で適切な機能（モジュール）を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいれば良い。コンピュータシステム３４０がどのように動作するかは周知であり、詳細な説明は省略する。 The program does not necessarily include an operating system (OS), a third-party program, or the like that causes the computer 341 to execute the function of the position measurement device of the above-described embodiment. The program only needs to include an instruction portion that calls an appropriate function (module) in a controlled manner and obtains a desired result. How the computer system 340 operates is well known and will not be described in detail.
また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。 Further, the computer that executes the program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
また、上記各実施の形態において、各処理（各機能）は、単一の装置（システム）によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。 In each of the above embodiments, each process (each function) may be realized by centralized processing by a single device (system), or by distributed processing by a plurality of devices. May be.
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.
以上のように、本発明にかかる位置測定装置は、移動体の絶対位置を簡易な構成で精度高く取得できる、という効果を有し、ナビゲーション装置等として有用である。 As described above, the position measuring device according to the present invention has an effect that the absolute position of the moving body can be obtained with high accuracy with a simple configuration, and is useful as a navigation device or the like.
１ 位置測定装置
１０１ 位置情報格納部
１０２ 移動情報取得部
１０３ 予測位置情報取得部
１０４ ＧＰＳ信号受信部
１０５ 擬似距離取得部
１０６ 受信ＳＮＲ取得部
１０７ 仰角取得部
１０８ 擬似距離誤差算出部
１０９ 衛星選択部
１１０ 新位置情報算出部
１１１ 距離算出部
１１２ 判断部
１１３ 位置情報更新部
１１４ 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Position measuring apparatus 101 Position information storage part 102 Movement information acquisition part 103 Predicted position information acquisition part 104 GPS signal receiving part 105 Pseudo distance acquisition part 106 Reception SNR acquisition part 107 Elevation angle acquisition part 108 Pseudo distance error calculation part 109 Satellite selection part 110 New position information calculation unit 111 Distance calculation unit 112 Judgment unit 113 Position information update unit 114 Control unit
Claims (10)
移動速度と移動方向を含む移動体の移動に関する情報である移動情報を取得する移動情報取得部と、
前記位置情報と前記移動情報とを用いて、移動体の現在の位置である予測位置情報を取得する予測位置情報取得部と、
２以上の衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信部と、
前記２以上の衛星ごとに、前記ＧＰＳ信号受信部が受信したＧＰＳ信号を用いて、前記移動体と各衛星との擬似距離を取得する擬似距離取得部と、
前記２以上の各衛星の擬似距離を用いて、前記位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出する新位置情報算出部と、
前記新位置情報と前記予測位置情報との距離を算出する距離算出部と、
前記距離が第一閾値を超えないか否かを判断する判断部と、
前記判断部が第一閾値を超えないと判断した場合に、新位置情報を最新の位置情報として、前記位置情報格納部に書き込む位置情報更新部と、
前記新位置情報算出部、前記距離算出部、前記判断部、および前記位置情報更新部の処理を繰り返えさせる制御部とを具備する位置測定装置。 A position information storage unit capable of storing the latest position information of the moving body;
A movement information acquisition unit that acquires movement information that is information related to movement of the moving object including the movement speed and movement direction;
Using the position information and the movement information, a predicted position information acquisition unit that acquires predicted position information that is the current position of the moving body;
A GPS signal receiver that receives GPS signals from two or more satellites;
For each of the two or more satellites, using a GPS signal received by the GPS signal receiving unit, a pseudo distance acquiring unit that acquires a pseudo distance between the moving body and each satellite;
A new position information calculating unit that updates the position information in the position information storage unit using the pseudo distance of each of the two or more satellites and calculates new position information that is new position information;
A distance calculation unit for calculating a distance between the new position information and the predicted position information;
A determination unit for determining whether the distance does not exceed a first threshold;
A position information update unit that writes new position information as the latest position information to the position information storage unit when the determination unit determines that the first threshold value is not exceeded;
A position measurement device comprising: a control unit that repeats the processing of the new position information calculation unit, the distance calculation unit, the determination unit, and the position information update unit.
前記２以上の衛星ごとに、前記ＧＰＳ信号の仰角を取得する仰角取得部と、
前記２以上の衛星ごとに、前記受信ＳＮＲと前記仰角とを用いて、擬似距離誤差を算出する擬似距離誤差算出部と、
前記２以上の各衛星の擬似距離誤差を用いて、最も擬似距離誤差が小さい衛星を最も信頼性の高い衛星として選択する衛星選択部とをさらに具備し、
前記新位置情報算出部は、
最初に、前記最も信頼性の高い衛星の擬似距離を用いて、前記位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出し、
前記制御部は、
前記最も信頼性の高い衛星については、前記判断部の判断に関わらず、前記位置情報更新部に、新位置情報を最新の位置情報として、前記位置情報格納部に書き込ませる請求項１記載の位置測定装置。 A reception SNR acquisition unit that acquires a reception SNR of the GPS signal for each of the two or more satellites;
An elevation angle acquisition unit that acquires an elevation angle of the GPS signal for each of the two or more satellites;
A pseudorange error calculation unit that calculates a pseudorange error using the received SNR and the elevation angle for each of the two or more satellites;
A satellite selection unit that selects a satellite having the smallest pseudorange error as the most reliable satellite using the pseudorange error of each of the two or more satellites;
The new position information calculation unit
First, using the pseudo-range of the most reliable satellite, update the position information of the position information storage unit, calculate new position information that is new position information,
The controller is
2. The position according to claim 1, wherein for the most reliable satellite, the position information update unit writes the new position information as the latest position information to the position information storage unit regardless of the determination of the determination unit. measuring device.
前記２以上の各衛星の擬似距離誤差の小さい順に、順次、衛星を選択し、
前記新位置情報算出部は、
前記衛星選択部が選択した衛星の順に、衛星の擬似距離を用いて、前記位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出し、
前記制御部は、
前記衛星選択部、前記新位置情報算出部、前記距離算出部、前記判断部、および前記位置情報更新部の処理を繰り返させる請求項１または請求項２記載の位置測定装置。 The satellite selector is
The satellites are sequentially selected in ascending order of the pseudorange error of each of the two or more satellites,
The new position information calculation unit
In the order of the satellites selected by the satellite selection unit, the position information in the position information storage unit is updated using the pseudorange of the satellites, and new position information that is new position information is calculated.
The controller is
The position measurement device according to claim 1, wherein the processing of the satellite selection unit, the new position information calculation unit, the distance calculation unit, the determination unit, and the position information update unit is repeated.
前記受信されたＧＰＳ信号に対応する衛星の数の回数だけ、前記衛星選択部、前記新位置情報算出部、前記距離算出部、前記判断部、および前記位置情報更新部の処理を繰り返させる請求項３記載の位置測定装置。 The controller is
The process of the satellite selection unit, the new position information calculation unit, the distance calculation unit, the determination unit, and the position information update unit is repeated as many times as the number of satellites corresponding to the received GPS signal. 3. The position measuring device according to 3.
前記判断部が、前記距離が閾値を超えると判断した後、位置更新の処理を終了させる請求項３記載の位置測定装置。 The controller is
The position measurement device according to claim 3, wherein the determination unit terminates the position update process after determining that the distance exceeds a threshold value.
前記判断部が、前記距離が閾値を超えると判断した後、それまでに有効に適用したＧＰＳ信号の数が予め決められた第二閾値以上であるか否かを判断し、第二閾値以上である場合に位置更新の処理を終了する請求項５記載の位置測定装置。 The controller is
After determining that the distance exceeds the threshold, the determination unit determines whether or not the number of GPS signals effectively applied so far is equal to or greater than a predetermined second threshold, 6. The position measuring device according to claim 5, wherein the position updating process is terminated in some cases.
判断処理を行うごとに、予め決められた算出式により、前記第一閾値を動的に変更する請求項７記載の位置測定装置。 The determination unit
The position measuring device according to claim 7, wherein the first threshold value is dynamically changed by a predetermined calculation formula each time a determination process is performed.
前記距離算出部が算出した距離であり、最も信頼性の高い衛星を用いる場合、判断時の距離を第一閾値とする請求項７記載の位置測定装置。 The determination unit
The position measuring device according to claim 7, wherein the distance calculated by the distance calculation unit and the most reliable satellite is used, the distance at the time of determination is the first threshold value.
移動情報取得部、予測位置情報取得部、ＧＰＳ信号受信部、擬似距離取得部、新位置情報算出部、距離算出部、判断部、位置情報更新部、および制御部により実現される位置測定方法であって、
前記移動情報取得部が、移動速度と移動方向を含む移動体の移動に関する情報である移動情報を取得する移動情報取得ステップと、
前記予測位置情報取得部が、前記位置情報と前記移動情報とを用いて、移動体の現在の位置である予測位置情報を取得する予測位置情報取得ステップと、
前記ＧＰＳ信号受信部が、２以上の衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信ステップと、
前記擬似距離取得部が、前記２以上の衛星ごとに、前記ＧＰＳ信号受信ステップで受信されたＧＰＳ信号を用いて、前記移動体と各衛星との擬似距離を取得する擬似距離取得ステップと、
前記新位置情報算出部が、前記２以上の各衛星の擬似距離を用いて、前記位置情報格納部の位置情報を更新し、新たな位置情報である新位置情報を算出する新位置情報算出ステップと、
前記距離算出部が、前記新位置情報と前記予測位置情報との距離を算出する距離算出ステップと、
前記判断部が、前記距離が第一閾値を超えないか否かを判断する判断ステップと、
前記位置情報更新部が、前記判断ステップで第一閾値を超えないと判断された場合に、新位置情報を最新の位置情報として、前記記録媒体に書き込む位置情報更新ステップと、
前記制御部が、前記新位置情報算出部、前記距離算出部、前記判断部、および前記位置情報更新部の処理を繰り返えさせる制御ステップとを具備する位置測定方法。 The latest location information of the moving body is stored in the recording medium,
A position measurement method realized by a movement information acquisition unit, a predicted position information acquisition unit, a GPS signal reception unit, a pseudo distance acquisition unit, a new position information calculation unit, a distance calculation unit, a determination unit, a position information update unit, and a control unit. There,
A movement information acquisition step in which the movement information acquisition unit acquires movement information that is information relating to movement of a moving object including a movement speed and a movement direction;
The predicted position information acquisition unit acquires predicted position information, which is a current position of a moving object, using the position information and the movement information; and
A GPS signal receiving step in which the GPS signal receiving unit receives GPS signals from two or more satellites;
The pseudorange acquisition unit acquires a pseudorange between the mobile body and each satellite using the GPS signal received in the GPS signal reception step for each of the two or more satellites;
A new position information calculation step in which the new position information calculation unit updates the position information in the position information storage unit using the pseudo distances of the two or more satellites and calculates new position information as new position information. When,
A distance calculating step in which the distance calculating unit calculates a distance between the new position information and the predicted position information;
A determination step for determining whether or not the distance does not exceed a first threshold;
When the position information update unit determines that the first threshold value is not exceeded in the determination step, the position information update step of writing the new position information as the latest position information on the recording medium;
A position measurement method comprising: a control step in which the control unit repeats the processes of the new position information calculation unit, the distance calculation unit, the determination unit, and the position information update unit.
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