JP2015052486A - Satellite positioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置に関する。 The present invention relates to a satellite positioning device that uses both high-precision positioning and high-speed positioning.
高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置が、特許文献1等で知られている。最初に、衛星測位装置は、高精度測位において、長い時間T1の間隔で、衛星測位により自己の位置及び速度を算出する。次に、衛星測位装置は、高速測位において、短い時間T2の間隔で、時間T2毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、時間T2毎の自己の移動量を算出する。最後に、衛星測位装置は、高精度測位における自己の位置及び高速測位における時間T2毎の自己の移動量に基づいて、時間T2毎の自己の位置を算出する。
A satellite positioning device using both high-precision positioning and high-speed positioning is known from
衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、自己の移動量を算出する方法は、特許文献1〜3等で知られている。ここで、衛星信号がノイズや遮蔽や反射に影響され、自己の移動量の精度が劣化して、自己の位置の精度が劣化することがある。しかし、特許文献2では、衛星信号に対する悪影響が考慮されていない。また、特許文献1では、衛星信号に対する悪影響が考慮されており、高速測位における自己の速度が異常であるか否かは、高精度測位における自己の速度との比較で判定される。また、特許文献3では、衛星信号に対する悪影響が考慮されており、時間エポック毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果のうち、異常である結果が判定されて排除される。しかし、特許文献1、3では、高速測位における自己の速度が、高精度測位における自己の速度と比較して、どの程度相違すれば異常であるかは、具体的には記載も示唆もされていない。
A method for calculating the amount of movement of itself based on the integration result of the carrier phase of the satellite signal is known from
ところで、自動車等は、進行方向には大きく加減速するが、横方向には直進の際はもちろん転回の際であってもあまり加減速しない。よって、高速測位における自動車等の進行方向の速度は、高精度測位における自動車等の進行方向の速度と比較して、大きく変化しなければ正常である、と判定することが望ましい。つまり、自動車等の進行方向の速度変化に対して、異常判定閾値を大きくすることが望ましい。そして、高速測位における自動車等の横方向の速度は、高精度測位における自動車等の横方向の速度と比較して、大きく変化したときは異常である、と判定することが望ましい。つまり、自動車等の横方向の速度変化に対して、異常判定閾値を小さくすることが望ましい。 By the way, an automobile or the like greatly accelerates / decelerates in the traveling direction, but does not accelerate / decelerate much in the lateral direction even when the vehicle goes straight. Therefore, it is desirable to determine that the speed in the traveling direction of an automobile or the like in high-speed positioning is normal if it does not change significantly compared to the speed in the traveling direction of an automobile or the like in high-precision positioning. That is, it is desirable to increase the abnormality determination threshold with respect to a speed change in the traveling direction of an automobile or the like. Then, it is desirable to determine that the lateral speed of the automobile or the like in the high-speed positioning is abnormal when it greatly changes compared to the lateral speed of the automobile or the like in the high-precision positioning. That is, it is desirable to make the abnormality determination threshold small with respect to a lateral speed change of an automobile or the like.
しかし、従来技術では、地球座標系の各次元方向について、位置や速度や移動量を同等に算出している。つまり、従来技術では、地球座標系の各次元方向について、自動車等の速度変化に対して、異常判定閾値を同等に設定している。よって、従来技術では、自動車等の進行方向の速度変化に対して、本来は正常であるが誤って異常であると判定することが生じうる。そして、従来技術では、自動車等の横方向の速度変化に対して、本来は異常であるが誤って正常であると判定することが生じうる。このように、従来技術では、高速測位における自己の速度が異常であるか否かを、高精度測位における自己の速度との比較で判定する際に、判定の誤りが生じうるため、測位の誤りも生じうる。 However, in the prior art, the position, speed, and amount of movement are calculated equally for each dimension of the earth coordinate system. That is, in the prior art, the abnormality determination threshold is set to be equal to the speed change of the automobile or the like in each dimension direction of the earth coordinate system. Therefore, in the prior art, it may be determined that the speed change in the traveling direction of an automobile or the like is normally normal but erroneously abnormal. In the prior art, it may be determined that the vehicle is originally abnormal but erroneously normal with respect to a lateral speed change of an automobile or the like. Thus, in the prior art, when determining whether or not the own speed in high-speed positioning is abnormal by comparing with the own speed in high-precision positioning, a determination error may occur. Can also occur.
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置において、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高速測位の可否判定の誤りが生じないようにすることを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a satellite positioning device that uses both high-precision positioning and high-speed positioning. The purpose is to prevent an error in determining whether positioning is possible.
上記目的を達成するために、高速測位における移動量から導かれる移動方向が、所定角速度以上の変化をしたとき、高速測位における移動量を異常と判定することとした。 In order to achieve the above object, the moving amount in the high-speed positioning is determined to be abnormal when the moving direction derived from the moving amount in the high-speed positioning changes more than a predetermined angular velocity.
具体的には、本発明は、第1時間の間隔で、衛星測位により自己の位置及び速度を算出する位置速度算出部と、前記第1時間より短い第2時間の間隔で、前記第2時間毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、前記第2時間毎の自己の移動量を算出する移動量算出部と、前記位置速度算出部が算出した自己の位置及び前記移動量算出部が算出した前記第2時間毎の自己の移動量に基づいて、前記第2時間毎の自己の位置を算出する測位補正部と、前記移動量算出部が算出した前記第2時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が算出した前記第2時間毎の自己の移動量を異常と判定する移動量異常判定部と、を備えることを特徴とする衛星測位装置である。 Specifically, the present invention provides a position / velocity calculation unit that calculates its own position and velocity by satellite positioning at a first time interval, and a second time interval that is shorter than the first time. A movement amount calculation unit for calculating the movement amount of the satellite signal for each second time based on the integration result of the carrier wave phase of each satellite signal; the own position calculated by the position speed calculation unit; and the movement amount calculation unit Based on the movement amount of the self for each second time calculated by the positioning correction unit that calculates the position of the self for the second time, and the self of the movement for each second time calculated by the movement amount calculation unit. A movement amount abnormality determination unit that determines that the movement amount of the self for each second time calculated by the movement amount calculation unit is abnormal when the movement direction of the self derived from the movement amount changes by a predetermined angular velocity or more; It is a satellite positioning device characterized by comprising.
この構成によれば、自動車等の移動方向の変化度合に対して、異常判定閾値を設定しているため、自動車等の進行方向/横方向の速度変化に対して、異常判定閾値を大きく/小さく設定することができる。よって、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置において、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高速測位の可否判定の誤りが生じないようにすることができる。 According to this configuration, since the abnormality determination threshold is set with respect to the degree of change in the moving direction of the automobile or the like, the abnormality determination threshold is increased / decreased with respect to the speed change in the traveling direction / lateral direction of the automobile or the like. Can be set. Therefore, in a satellite positioning device that uses both high-accuracy positioning and high-speed positioning, avoid errors in determining whether high-speed positioning is possible for automobiles that greatly accelerate and decelerate in the direction of travel but do not significantly accelerate or decelerate in the lateral direction. be able to.
また、本発明は、前記移動量異常判定部は、前記移動量算出部が最新に算出した前記第2時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、前記位置速度算出部が直近に算出した自己の速度から導かれる自己の移動方向と比較して、前記所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が前記位置速度算出部の直近の算出の後に算出した前記第2時間毎の自己の移動量を異常と判定することを特徴とする衛星測位装置である。 Further, according to the present invention, the movement amount abnormality determination unit is configured so that the position / velocity calculation unit is the closest to the movement direction derived from the movement amount of the second time calculated by the movement amount calculation unit. The second amount calculated by the movement amount calculation unit after the most recent calculation of the position / velocity calculation unit when a change equal to or greater than the predetermined angular velocity is made in comparison with the own movement direction derived from the own velocity calculated in step (b). It is a satellite positioning device characterized in that its own movement amount per time is determined to be abnormal.
この構成によれば、直近の高精度測位を重んじたうえで、最新の高速測位を直近の高精度測位と比較して異常と判定したとき、直近の高精度測位の後の高速測位を破棄する。 According to this configuration, after valuing the latest high-precision positioning, when the latest high-speed positioning is judged to be abnormal compared to the latest high-precision positioning, the high-speed positioning after the latest high-precision positioning is discarded. .
また、本発明は、前記測位補正部は、前記移動量異常判定部が異常と判定した前記移動量算出部が前記位置速度算出部の直近の算出の後に算出した前記第2時間毎の自己の移動量から導かれる自己の速度を、前記位置速度算出部が直近に算出した自己の速度に置き換えて、前記第2時間毎の自己の位置を算出することを特徴とする衛星測位装置である。 Further, according to the present invention, the positioning correction unit is configured so that the movement amount calculation unit that is determined to be abnormal by the movement amount abnormality determination unit is self-calculated every second time that is calculated after the latest calculation of the position / speed calculation unit. The satellite positioning apparatus is characterized in that its own speed derived from a moving amount is replaced with its own speed calculated by the position / velocity calculation unit most recently, and its own position is calculated every second time.
この構成によれば、上述のように直近の高精度測位の後の高速測位を破棄した後に、直近の高精度測位の後の高速測位での速度を、直近の高精度測位での速度で代用する。 According to this configuration, after discarding the high-speed positioning after the most recent high-precision positioning as described above, the speed at the high-speed positioning after the most recent high-precision positioning is substituted with the speed at the most recent high-precision positioning. To do.
また、本発明は、前記移動量異常判定部は、前記移動量算出部が最新に算出した前記第2時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、前記移動量算出部が直近に算出した前記第2時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向と比較して、前記所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が最新に算出した前記第2時間毎の自己の移動量を異常と判定することを特徴とする衛星測位装置である。 Further, according to the present invention, the movement amount abnormality determination unit is configured so that the movement amount calculation unit is closest to a movement direction derived from the movement amount of the self every second time calculated by the movement amount calculation unit. When the change is greater than the predetermined angular velocity compared to the direction of movement of the self derived from the amount of movement of the self for every second time calculated in the above, It is a satellite positioning device characterized in that its own movement amount is determined to be abnormal.
この構成によれば、直近の高速測位を正常と判定したうえで、最新の高速測位を直近の高速測位と比較して異常と判定したとき、最新の高速測位を破棄する。 According to this configuration, when the latest high-speed positioning is determined to be normal and the latest high-speed positioning is compared with the latest high-speed positioning and determined to be abnormal, the latest high-speed positioning is discarded.
また、本発明は、前記測位補正部は、前記移動量異常判定部が異常と判定した前記移動量算出部が最新に算出した前記第2時間毎の自己の移動量から導かれる自己の速度を、前記移動量算出部が直近に算出した前記第2時間毎の自己の移動量から導かれる自己の速度に置き換えて、前記第2時間毎の自己の位置を算出することを特徴とする衛星測位装置である。 Further, according to the present invention, the positioning correction unit is configured to determine the own speed derived from the own movement amount every second time calculated by the movement amount calculation unit that is determined to be abnormal by the movement amount abnormality determination unit. The satellite positioning is calculated by replacing the self-speed derived from the self-movement amount at the second time most recently calculated by the movement amount calculating unit with the second time. Device.
この構成によれば、上述のように最新の高速測位を破棄した後に、最新の高速測位での速度を、直近の高速測位での速度で代用する。 According to this configuration, after discarding the latest high-speed positioning as described above, the speed at the latest high-speed positioning is substituted with the speed at the latest high-speed positioning.
このように、本発明は、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置において、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高速測位の可否判定の誤りが生じないようにすることができる。 As described above, the present invention is a satellite positioning apparatus that uses both high-precision positioning and high-speed positioning. Can be prevented from occurring.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
本発明の衛星測位装置の構成を図1に示す。本発明の衛星測位装置の処理を図2に示す。衛星測位装置Sは、高精度測位及び高速測位を併用し、高精度測位部1、高速測位部2、測位補正部3及び移動量異常判定部4から構成される。
The configuration of the satellite positioning device of the present invention is shown in FIG. The processing of the satellite positioning device of the present invention is shown in FIG. The satellite positioning device S uses both high-precision positioning and high-speed positioning, and includes a high-
高精度測位部1は、長い時間T1の間隔で、衛星測位により自己の位置及び速度を算出し、上記の位置速度算出部に対応する。高速測位部2は、短い時間T2の間隔で、時間T2毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、時間T2毎の自己の移動量を算出し、上記の移動量算出部に対応する。測位補正部3は、高精度測位における自己の位置及び高速測位における時間T2毎の自己の移動量に基づいて、時間T2毎の自己の位置を算出する。移動量異常判定部4は、高速測位における時間T2毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、所定角速度ωT以上の変化をしたとき、高速測位における時間T2毎の自己の移動量を異常と判定する。所定角速度ωTは、自動車等が転回の際に採り得る最大限度角速度ωMや安全基準角速度ωS等、様々に設定可能である。
移動量正常判定時の測位補正の処理を図3に示す。時刻t0では、高精度測位が行われ、自己の位置はP0であり、自己の速度はV0である。時刻t0から時刻t1では、高速測位が行われ、自己の移動量はM1であり、移動量M1の方向は速度V0の方向と比較して、時計回りにθ1だけ変化している。時刻t1では、自己の位置はP1である。時刻t1から時刻t2では、高速測位が行われ、自己の移動量はM2であり、移動量M2の方向は移動量M1の方向と比較して、時計回りにθ2だけ変化している。時刻t2では、自己の位置はP2である。時刻t2から時刻t3では、高速測位が行われ、自己の移動量はM3であり、移動量M3の方向は移動量M2の方向と比較して、時計回りにθ3だけ変化している。時刻t3では、自己の位置はP3である。時刻t3での自己の位置P3は、正しい位置である。 FIG. 3 shows a positioning correction process when the movement amount is normal. At time t 0 , high-accuracy positioning is performed, and the own position is P 0 and the own speed is V 0 . From time t 0 to time t 1 , high-speed positioning is performed, the amount of movement of the self is M 1 , and the direction of the amount of movement M 1 changes by θ 1 clockwise compared to the direction of the speed V 0. ing. At time t 1, the position of the self is a P 1. At time t 2 from time t 1, high-speed positioning is performed, the amount of movement of the self is M 2, the direction of the movement amount M 2 is compared to the direction of the movement amount M 1, only theta 2 clockwise change doing. At time t 2, the position of the self is a P 2. At time t 3 from the time t 2, the high-speed positioning is performed, the amount of movement of the self is M 3, the direction of the movement amount M 3 are compared with the direction of the movement amount M 2, only theta 3 clockwise change doing. At time t 3 , the position of the self is P 3 . Position P 3 of the self at time t 3 is the correct position.
第1の移動量異常判定時の測位補正の処理を図4に示す。最新の高速測位における時刻t2から時刻t3での自己の移動量M3から導かれる自己の移動方向は、直近の高精度測位における時刻t0での自己の速度V0から導かれる自己の移動方向と比較して、時計回りに(θ1+θ2+θ3)/(3T2)の角速度で変化している。この角速度(θ1+θ2+θ3)/(3T2)は、所定角速度ωT以上であり、自動車等の転回速度としては大きい。 FIG. 4 shows a positioning correction process at the time of determining the first movement amount abnormality. The direction of movement of self-derived from the time t 2 in the latest high-speed positioning from the self-moving amount M 3 at time t 3, the self-derived from the speed V 0 which Self at time t 0 in the most recent high-precision positioning Compared with the moving direction, it changes clockwise at an angular velocity of (θ 1 + θ 2 + θ 3 ) / (3T 2 ). This angular velocity (θ 1 + θ 2 + θ 3 ) / (3T 2 ) is equal to or greater than a predetermined angular velocity ω T and is large as a turning speed of an automobile or the like.
そこで、移動量異常判定部4は、直近の高精度測位の後の高速測位における、時刻t0から時刻t1での自己の移動量M1、時刻t1から時刻t2での自己の移動量M2、及び、時刻t2から時刻t3での自己の移動量M3、を異常と判定する。そして、測位補正部3は、移動量異常判定部4が異常と判定した、直近の高精度測位の後の高速測位における、時刻t0から時刻t1での自己の移動量M1、時刻t1から時刻t2での自己の移動量M2、及び、時刻t2から時刻t3での自己の移動量M3、から導かれる自己の速度を、直近の高精度測位における時刻t0での自己の速度V0に置き換える。よって、測位補正部3は、時刻t3での自己の位置を、位置P3から位置P3’(位置P0から速度V0の方向へと距離V0・3T2だけ離れた位置)へと正しく補正することができる。
Therefore, the movement amount abnormality determination unit 4 performs its own movement amount M 1 from time t 0 to time t 1 and its movement from time t 1 to time t 2 in high-speed positioning after the latest high-precision positioning. The amount M 2 and the amount of movement M 3 from time t 2 to time t 3 are determined as abnormal. The
第2の移動量異常判定時の測位補正の処理を図5に示す。最新の高速測位における時刻t2から時刻t3での自己の移動量M3から導かれる自己の移動方向は、直近の高速測位における時刻t1から時刻t2での自己の移動量M2から導かれる自己の移動方向と比較して、時計回りにθ3/T2の角速度で変化している。この角速度θ3/T2は、所定角速度ωT以上であり、自動車等の転回速度としては大きい。 FIG. 5 shows a positioning correction process at the time of determining the second movement amount abnormality. The direction of movement of self-derived from its own movement amount M 3 at time t 3 from the time t 2 in the latest high-speed positioning from the self-moving amount M 2 at time t 2 from time t 1 in the most recent high-speed positioning Compared with the direction of movement of the guided self, it changes clockwise at an angular velocity of θ 3 / T 2 . This angular velocity θ 3 / T 2 is equal to or higher than a predetermined angular velocity ω T and is large as a turning speed of an automobile or the like.
そこで、移動量異常判定部4は、最新の高速測位における時刻t2から時刻t3での自己の移動量M3を異常と判定する。そして、測位補正部3は、移動量異常判定部4が異常と判定した、最新の高速測位における時刻t2から時刻t3での自己の移動量M3から導かれる自己の速度を、直近の高速測位における時刻t1から時刻t2での自己の移動量M2から導かれる自己の速度V2に置き換える。よって、測位補正部3は、時刻t3での自己の位置を、位置P3から位置P3’(位置P2から速度V2の方向へと距離V2・T2だけ離れた位置)へと正しく補正することができる。
Therefore, the movement amount abnormality determination unit 4 determines that the own movement amount M 3 from time t 2 to time t 3 in the latest high-speed positioning is abnormal. The
以上に説明したように、自動車等の移動方向の変化度合に対して、異常判定閾値を設定しているため、自動車等の進行方向/横方向の速度変化に対して、異常判定閾値を大きく/小さく設定することができる。よって、高精度測位及び高速測位を併用する衛星測位装置において、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高速測位の可否判定の誤りが生じないようにすることができる。 As described above, since the abnormality determination threshold is set for the degree of change in the moving direction of an automobile or the like, the abnormality determination threshold is increased / increased with respect to the speed change in the traveling direction / lateral direction of the automobile or the like. Can be set small. Therefore, in a satellite positioning device that uses both high-accuracy positioning and high-speed positioning, avoid errors in determining whether high-speed positioning is possible for automobiles that greatly accelerate and decelerate in the direction of travel but do not significantly accelerate or decelerate in the lateral direction. be able to.
本発明の衛星測位装置は、進行方向には大きく加減速するが横方向にはあまり加減速しない自動車等について、高精度測位及び高速測位を併用する目的で適用可能である。 The satellite positioning device of the present invention is applicable for the purpose of using both high-precision positioning and high-speed positioning for an automobile or the like that greatly accelerates / decelerates in the traveling direction but does not significantly accelerate / decelerate in the lateral direction.
S:衛星測位装置
1:高精度測位部
2:高速測位部
3:測位補正部
4:移動量異常判定部
S: Satellite positioning device 1: High-precision positioning unit 2: High-speed positioning unit 3: Positioning correction unit 4: Movement amount abnormality determination unit
Claims (5)
前記第1時間より短い第2時間の間隔で、前記第2時間毎の衛星信号の搬送波位相の積算結果に基づいて、前記第2時間毎の自己の移動量を算出する移動量算出部と、
前記位置速度算出部が算出した自己の位置及び前記移動量算出部が算出した前記第2時間毎の自己の移動量に基づいて、前記第2時間毎の自己の位置を算出する測位補正部と、
前記移動量算出部が算出した前記第2時間毎の自己の移動量から導かれる自己の移動方向が、所定角速度以上の変化をしたとき、前記移動量算出部が算出した前記第2時間毎の自己の移動量を異常と判定する移動量異常判定部と、
を備えることを特徴とする衛星測位装置。 A position / velocity calculation unit that calculates its own position and velocity by satellite positioning at an interval of a first time;
A movement amount calculation unit that calculates a movement amount of itself for each second time based on an integration result of a carrier wave phase of the satellite signal for each second time at an interval of a second time shorter than the first time;
A positioning correction unit that calculates its own position every second time based on its own position calculated by the position speed calculation unit and its own movement amount calculated by the movement amount calculation unit every second time; ,
When the direction of movement of the self derived from the amount of movement of the self for each second time calculated by the movement amount calculation unit has changed by more than a predetermined angular velocity, the amount of movement for the second time calculated by the movement amount calculation unit is calculated. A movement amount abnormality determination unit that determines that the movement amount of itself is abnormal;
A satellite positioning device comprising:
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