JP4059193B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＧＰＳ受信機により受信したＧＰＳ情報及び通信手段により受信した測位用データ（補正情報）から自局の位置を検出する相対測位を行うように構成されたナビゲーション装置に関する。

例えば陸上用、海上用、航空用のナビゲーション装置に利用される測位システムとしては、ＲＴＫ−ＧＰＳといった、キネマティック干渉測位方式が考えられている（例えば特許文献１参照）。しかし、このような従来の干渉測位方式においては、本来的に、２つの受信機間（基準局と移動局との間）の距離が大きくなるに従って位置精度が劣化する事情がある。
特開平７−１９０７６９号公報

そこで、近年では、ＶＲＳ，ＦＫＰ方式といった、任意の位置に仮想的な基準点を設け、その基準点（Ｖ1）を元に干渉測位を行う方法が提案されている。これを用いると、移動局が移動する毎に、新たな基準点（Ｖ２）を移動局の位置付近に設けることができるので、２つの受信機間（基準局と移動局との間）の距離を極力小さくすることができ、測位精度の大幅な向上を図ることができるのである。

ところが、このような干渉測位方式、特にキャリア位相を用いたＲＴＫ−ＧＰＳ測位方式においては、基準点がＶ１からＶ２に切替わることに伴って初期化動作（位相アンビギュイティを算出する作業）が必要となる事情がある。そのため、十分な測位精度を確保しながらも、基準点の切替を極力少なくするように、基準点を効率的に設定（配置）する必要がある。ちなみに、初期化動作は、演算式上、理論的に３０秒程度経過しない限り解を得ることができない。また、初期化動作が完了しない限り、ＲＴＫ−ＧＰＳ測位で位置を求めることはできない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、仮想基準点を任意に設定する相対測位を行うものにあって、仮想基準点を効率的に配置することができるナビゲーション装置を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明のナビゲーション装置は、出発地から目的地までの移動経路を探索し案内するルートガイダンス機能を有すると共に、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信機と、情報センタに対し任意の仮想基準点における測位用データの送信を要求すると共に、実基準局にてＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ情報に基づいて求められた仮想基準点の測位用データを情報センタから受信することが可能な通信手段と、ＧＰＳ受信機により受信したＧＰＳ情報及び通信手段により受信した測位用データから自局の位置を検出する相対測位手段とを具備するものにあって、ルートガイダンス機能による自局の予測移動経路に応じて仮想基準点を設定する仮想基準点設定手段を設けたところに特徴を有する（請求項１の発明）。

本発明においては、ルートガイダンス機能の実行により予め自局の予測移動経路が判ることを利用し、仮想基準点を任意に設定する相対測位を行うにあたって、仮想基準点設定手段により、ルートガイダンス機能による自局の予測移動経路に応じて仮想基準点が設定される。このとき、仮想基準点を、自局の移動経路に沿って配置することができ、しかも、その仮想基準点の配置の間隔についても、予め必要に応じてつまり要求される測位精度が得られる範囲で容易に設定することができる。この結果、必要最小限の仮想基準点を効率的に配置することができ、ひいては基準点の切替を少ない回数で済ませることが可能となるものである。

より具体的には、仮想基準点設定手段を、出発地である開始点Ｐ0 から目的地である終了点Ｐk に向けて予測移動経路を直線距離２Ｄ毎に区切っていくことにより、測位用データを用いる仮想基準点Ｖnを切替えるべき切替点Ｐ1 〜Ｐk-1 を設定すると共に、隣合う切替点Ｐn-1 、Ｐn （但し、ｎ＝1〜ｋ）の中間地点に、仮想基準点Ｖn を設定するように構成することができる（請求項２の発明）。これによれば、出発地から目的地に到達するまでの間に、常に自局の予測移動経路近傍に位置し、且つ、仮想基準点と自局との間の距離を常に距離Ｄ以下とする位置に、仮想基準点Ｖn を効率的に設定することができる。

このとき、本発明では、移動中に次に切替えられるべき仮想基準点Ｖn+1 が既に判明しているので、自局の位置が次の切替点Ｐn に至る前の段階で、次の仮想基準点Ｖn+1 の測位用データを要求し、仮想基準点Ｖn の測位用データを用いた相対測位と、次の仮想基準点Ｖn+1 に関する位相アンビギュイティを算出する初期化動作との並行動作を実行することが可能となる（請求項３の発明）。これによれば、自局の位置が次の切替点Ｐn に至る前に、次の仮想基準点Ｖn+1 に関する初期化動作を開始することができるので、初期化動作を行うために干渉測位が実行できなくなるいわばロス時間をなくす或いは短くすることが可能となる。

そしてこの場合、前記仮想基準点Ｖn の測位用データを利用するカバーエリアが、その仮想基準点Ｖn を中心とし、距離Ｄにオーバーラップ量ΔＤを加算した半径Ｄｓの円の範囲内に設定されることにより、切替点Ｐn の前後に該切替点Ｐn を中心とした半径ΔＤの円からなるオーバーラップ領域が設けられ、自局の位置がそのオーバーラップ領域に侵入したときに、上記した並行動作を実行するように構成することができる（請求項４の発明）。これによれば、オーバーラップ量ΔＤを適切に設定することにより、仮想基準点の切替時に発生する初期化動作のオーバーヘッドをなくすことができる。

従ってこの場合、上記オーバーラップ量ΔＤを、切替点Ｐn を通過する際の予測移動速度に応じて設定することが望ましく（請求項５の発明）、これにより、初期化動作に必要十分な時間に応じたオーバーラップ量ΔＤを設定することが可能となる。例えば、自局の予測移動速度をｖ、初期化動作に要する時間をＴi （例えば３０秒）とすると、２ΔＤ＝ｖ＊Ｔi の計算式で設定することができる。

また、上記並行動作の実行中に、仮想基準点Ｖn に関する測位用データの受信が遮断された場合、あるいは、自局の位置が仮想基準点Ｖn のカバーエリアから外れた場合には、仮想基準点Ｖn+1 に関する初期化動作の完了していない時点であっても、仮想基準点Ｖn の測位用データを利用した相対測位を停止するように構成することができる（請求項６の発明）。これにより、仮想基準点Ｖn+1 に関する初期化動作の実行中に、仮想基準点Ｖn に関する初期化動作を再度実行してしまうといったことを防止することができる。

さらに、距離Ｄの値を、移動経路の地理的条件により変化させるように構成することも可能である（請求項７の発明）。ここで、例えば、道路の密集するような都市部や交通の要衝では、測位精度を十分に高めることが望ましいが、辺地においては、実用上それほど高い測位精度は要求されない。従って、移動経路にそのような都市部と辺地との双方を含むような場合には、辺地における距離Ｄの値を都市部よりも大きくすることによって、測位精度面での不都合を招くことなく、その分だけ仮想基準点の数つまり切替回数を少なくすることが可能となる。

ところで、ルートガイダンス機能による移動経路の案内中であっても、何らかの理由で自局の位置が案内中の移動経路を外れてしまうことがしばしば起こるため、自局の位置が案内中の移動経路を外れた場合に目的地までの移動経路を再探索する再探索機能を備えるものがある。このような再探索機能を備えるものにあっては、仮想基準点Ｖn のカバーエリア走行中に自局位置が移動経路を外れた場合に、仮想基準点設定手段を、再探索された移動経路に基づいて、切替点Ｐn 以降及び仮想基準点Ｖn+1 以降を再設定するように構成することができる（請求項８の発明）。これにより、自局の位置が案内中の移動経路を外れた場合でも、適切な切替点Ｐn 以降及び仮想基準点Ｖn+1 以降を再設定して相対測位を続行していくことができる。

以下、本発明をカーナビゲーション装置に適用した一実施例について、図面を参照しながら説明する。
まず、図７は、本実施例におけるＧＰＳを用いた相対測位システム（ＲＴＫ−ＧＰＳ測位システム）の構成を概略的に示している。ここで、地球上空の衛星軌道上には、複数個のＧＰＳ衛星１が周回しており、時刻情報や航法メッセージ等のＧＰＳ情報を電波信号により送出している。一方、地上には、複数の実基準局２、及び、情報センタとしての補正情報生成センタ３が設けられる。また、本実施例では、本システムを利用して自位置の測位を行う移動局として、自動車４に搭載されるカーナビゲーション装置５を具体例としており、このカーナビゲーション装置５は、例えば移動通信網（セルラー網等）の基地局６を介して、前記補正情報生成センタ３との間で双方向通信（無線通信）がなされるようになっている。

前記実基準局２は、ＧＰＳ受信機を備えて構成され、正確に測量され緯度、経度、高度が既知の固定位置（電子基準点）に設置されている。この場合、複数の実基準局２が、適当な間隔（例えば５０ｋｍ〜１００ｋｍ程度）で配置されている。各実基準局２のＧＰＳ受信機は、適切な４個のＧＰＳ衛星１を捕捉し、それらからのＧＰＳ情報を常時受信するようになっている。そして、複数の実基準局２は、専用回線やインターネット網等の回線７を介して前記補正情報生成センタ３に接続され、同時受信した観測データ（搬送波位相データ）を、例えば１秒毎にリアルタイムで補正情報生成センタ３に送信するようになっている。

前記補正情報生成センタ３は、コンピュータやデータ通信手段を備え、専用回線やインターネット網等の回線８を介して前記移動通信網（基地局６）に接続されている。この補正情報生成センタ３は、前記各実基準局２から送られてきた観測データ（搬送波位相データ）に基づいて位相差を計測し、各実基準局２の位置における誤差成分を検出する。そして、後述するように、カーナビゲーション装置５から要求のあった仮想基準点Ｖについての測位用データ（補正情報）を生成（更新）し、その測位用データを例えば１秒毎にリアルタイムで移動通信網（基地局６）を介して該カーナビゲーション装置５に送信するようになっている。

そして、本実施例に係るカーナビゲーション装置５は、出発地から目的地までの移動経路を探索し案内するルートガイダンス機能を有すると共に、前記ＧＰＳ衛星１からＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信機と、前記補正情報生成センタ３との間で前記移動通信網（基地局６）を介した双方向通信を行うための通信手段と、ＧＰＳ受信機により受信したＧＰＳ情報（搬送波位相データ）及び通信手段により受信した測位用データ（補正情報）から、干渉測位（ＲＴＫ−ＧＰＳ）方式により自局の位置を検出する相対測位手段とを具備して構成される。

図６は、このカーナビゲーション装置５の要部の電気的構成を概略的に示しており、カーナビゲーション装置５は、ＧＰＳ衛星１からのＧＰＳ情報を受信するＧＰＳアンテナ９、その受信信号を処理するＧＰＳ−ＲＦ(Radio Frequency) 部１０及びＧＰＳ−ＢＢ(Base Band) 部１１、前記移動通信網の基地局６との間で送受信（無線通信）を行うためのセルラーアンテナ１２、その送受信信号を処理するセルラーＲＦ部１３及びセルラーＢＢ部１４、アプリケーションＣＰＵ１５、ユーザが各種操作入力を行うための操作部１６、例えばフルカラー液晶ディスプレイからなり道路地図等の各種表示を行なうための表示部１７等を備えて構成されている。

この場合、前記ＧＰＳアンテナ９、ＧＰＳ−ＲＦ部１０及びＧＰＳ−ＢＢ部１１等からＧＰＳ受信機が構成され、また、前記セルラーアンテナ１２、セルラーＲＦ部１３及びセルラーＢＢ部１４等から通信手段が構成されている。尚、詳しく図示はしていないが、カーナビゲーション装置５は、地図データ入力手段を備えており、この地図データ入力手段としては、例えば、道路地図データやそれに付随する目的地データ（施設データ）などの各種データを記憶した地図データ記録メディア（ＤＶＤやＨＤの大容量記憶媒体）からデータを読出すためのドライブ装置から構成される。前記道路地図データは、基本的には、自動車４の走行が可能な道路に関する道路形状、道路幅、道路名、信号、踏切、駐車場、建造物、各種施設、地名、地形等のデータを含むと共に、その道路地図を表示部１７の画面上に再生するためのデータを含んでいる。

このとき、前記アプリケーションＣＰＵ１５は、メモリなどを含んで構成され、主としてそのソフトウエア的構成（制御プログラムの実行）により、自局（自車）の現在位置の測位（キネマティック干渉測位）を行う相対測位手段として機能すると共に、ユーザの操作部１６の操作に基づいて、現在地（出発地）から指定された目的地までの推奨する走行経路を探索し、案内するルートガイダンス機能を実現するようになっている。

前記ルートガイダンス機能は、周知のように、表示部１７の画面に、道路地図に重ね合せて、測位された自局の現在位置（現在地マーク）と共に求められた（走行すべき）経路を目立つ色で表示して目的地まで案内するものであり、また、これと併せて、必要に応じて音声合成機能により例えば「２００ｍ先の交差点を左です」といった音声案内も行なわれる。さらに、本実施例では、自局位置が案内中の移動経路を外れた場合に、目的地までの移動経路を再探索する再探索（オートリルート）機能を備えるものとされている。

詳しい説明は省略するが、上記した仮想基準点を任意に設定するキネマティック干渉測位は、前記補正情報生成センタ３に対して任意の仮想基準点（地図データから得られる緯度、経度、高度）を指定してその仮想基準点における測位用データ（補正情報）の送信を要求し、補正情報生成センタ３にて生成された該仮想基準点における測位用データを受信し、自らが４個のＧＰＳ衛星１から受信したＧＰＳ情報（搬送波位相データ）と受信した測位用データとに基づいて、自局の三次元位置（緯度、経度、高度）を求めるものである。その測位結果（自車の現在位置）は、前記表示部１７に、道路地図と共に出力（表示）されるようになっている。尚、この仮想基準点を任意に設定する干渉測位方式では、仮想基準点が切替わることに伴って初期化動作（位相アンビギュイティを算出する作業）が必要となり、その初期化動作には例えば３０秒程度を要するものとなっている。

さて、本実施例では、後の作用説明でも述べるように、前記アプリケーションＣＰＵ１５は、干渉測位のための仮想基準点を設定するにあたり、前記ルートガイダンス機能による自局の予測移動経路に応じて仮想基準点を設定するようになっている。従って、アプリケーションＣＰＵ１５が、仮想基準点設定手段として機能するようになっている。具体的には、予測移動経路Ｒを、出発地である開始点Ｐ0 から目的地である終了点Ｐk に向けて直線距離２Ｄ（Ｄ＝Ｄｓ−ΔＤ）毎に区切っていくことにより、測位用データを用いる仮想基準点Ｖnを切替えるべき切替点Ｐ1 〜Ｐk-1 を設定すると共に、隣合う切替点Ｐn-1 、Ｐn （但し、ｎ＝1〜ｋ）の中間地点に、前記仮想基準点Ｖn を設定するようになっている（図２参照）。

そして、本実施例では、自局の位置が次の切替点Ｐn に至る前の段階で、次の仮想基準点Ｖn+1 の測位用データを要求し、仮想基準点Ｖn の測位用データを用いた相対測位と、次の仮想基準点Ｖn+1 に関する初期化動作との並行動作を実行するようになっている。この際、仮想基準点Ｖn の測位用データを利用するカバーエリアが、その仮想基準点Ｖn を中心とし、距離Ｄにオーバーラップ量ΔＤを加算した半径Ｄｓの円の範囲内に設定されることにより、切替点Ｐn の前後に該切替点Ｐn を中心とした半径ΔＤの円からなるオーバーラップ領域Ｏが設けられ、自局の位置がそのオーバーラップ領域に侵入したときに、その並行動作を実行するようになっている（図１参照）。

尚、前記半径Ｄｓは、許容される誤差内（必要とする測位精度が得られる範囲内）であり、且つ、極力大きい値に設定される。また、オーバーラップ量ΔＤは、初期化動作に必要十分な時間に応じた値に設定され、例えば、自局の予測移動速度（平均的な速度）をｖ、初期化動作に要する時間をＴi （例えば３０秒）とすると、２ΔＤ＝ｖ＊Ｔi の計算式で求めることができる。

また、本実施例では、上記並行動作の実行中に、仮想基準点Ｖn に関する測位用データの受信が遮断された場合、あるいは、自局の位置が仮想基準点Ｖn のカバーエリアから外れた場合には、仮想基準点Ｖn+1 に関する初期化動作が完了していない時点であっても、仮想基準点Ｖn の測位用データを利用した相対測位を停止する（仮想基準点Ｖn に関する再初期化動作を行わない）ように構成されている。さらに本実施例では、仮想基準点Ｖn のカバーエリアの走行中に自局位置が移動経路Ｒを外れた場合に、再探索機能により再探索された移動経路に基づいて、切替点Ｐn 以降及び仮想基準点Ｖn+1 以降を再設定するようになっている。

次に、上記構成の作用について、図１ないし図５も参照して述べる。図３及び図４は、カーナビゲーション装置５のアプリケーションＣＰＵ１５が実行する、自車の位置検出（測位）に関する処理手順を示している。図５は、その処理を実行する際の初期における、カーナビゲーション装置５と、補正情報生成センタ３との間の通信シーケンスを示している。尚、図３及び図４のフローチャートは、本来一連の処理の流れを示しているが、スペースの関係上、２つの図に分けて記載している。また、以下の説明においては、図２（及び図１）に示すような、出発地Ｓから目的地Ｇまでの移動経路Ｒの場合を具体例としながら説明する。

まず、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１にてユーザによる目的地Ｇの設定がなされると、ステップＳ２にて経路探索が実行され移動経路Ｒが決定される。次のステップＳ３では、仮想基準点Ｖ1 〜Ｖk 及び切替点Ｐ1 〜Ｐk-1の設定が行われる。ここで、この仮想基準点Ｖ1 〜Ｖk 及び切替点Ｐ1 〜Ｐk-1の設定の詳細な手法について、図２の移動経路Ｒを具体例としながら説明する。

即ち、まず、出発地Ｓを開始点Ｐ0 とし、そこから目的地Ｇ（終了点Ｐk ）に向けて移動経路Ｒ上をたどり、開始点Ｐ0 からの距離が２Ｄである点を見つけ、これを切替点Ｐ1 とする。同様に、切替点Ｐ1 からの距離が２Ｄである点を見つけ、これを切替点Ｐ2 とする。距離２Ｄの点が見つからなくなるまでこれを繰返していくことにより、切替点Ｐ2 、Ｐ3 ‥を見つけて行き、最後に目的地Ｇを終了点Ｐk （この場合ｋ＝４）とする。そして、隣合う切替点Ｐn-1 、Ｐn （但し、ｎ＝1〜ｋ）を結ぶ線分の中点を、仮想基準点Ｖn （ｎ＝1〜ｋ）とする。これにて、各切替点Ｐn-1 、Ｐn は、仮想基準点Ｖn を中心とした半径Ｄの円Ｃ0n（二点鎖線で示す）の円周上に位置し、また、移動経路Ｒはそれら各円Ｃ0n内に含まれた形態となる。

そして、本実施例では、図１に一部を例示するように、仮想基準点Ｖn の測位用データを利用するカバーエリアが、その仮想基準点Ｖn を中心とし、距離Ｄにオーバーラップ量ΔＤを加算した半径Ｄｓの円Ｃn の範囲内に設定されるようになっている。このカバーエリア（円Ｃn ）は、前記円Ｃ0nよりも一回り大きくなっており、これにより、切替点Ｐn の前後に該切替点Ｐn を中心とした半径ΔＤの円からなるオーバーラップ領域Ｏが設けられるようになっている。

図３に戻って、次のステップＳ４では、変数ｎを１として、補正情報生成センタ３に対し、仮想基準点Ｖn （Ｖ1 ）の位置（緯度、経度、高度）が送信され、仮想基準点Ｖn （Ｖ1 ）に関する補正情報（測位用データ）の送信開始の要求が行われる。引続きステップＳ５にて、仮想基準点Ｖn （Ｖ1 ）に関する初期化処理（位相アンビキュイティの算出処理）が開始され、ステップＳ６では、補正情報生成センタ３から仮想基準点Ｖnに関する補正情報（測位用データ）が受信される。

ここで、図５に示すように、前記補正情報生成センタ３には、常に（１秒毎に）、複数の実基準局２から観測データ（搬送波位相データ）が送られており、補正情報生成センタ３は、要求のあった仮想基準点Ｖn についての測位用データ（補正情報）を生成（更新）し、その測位用データを例えば１秒毎にリアルタイムでカーナビゲーション装置５に送信する。

ステップＳ７では、仮想基準点Ｖn に関する初期化処理が完了したかどうかが判断される。上述のように、この初期化処理は、演算式上、理論的に３０秒程度を要するものとなっている。図５にも示すように、初期化処理が完了しないうちは（ステップＳ７にてＮｏ）、ステップＳ８にて、コード位相測位による現在地の算出が行われる。初期化処理が完了すると（ステップＳ７にてＹｅｓ）、ステップＳ９にて、仮想基準点Ｖn についての測位用データ（補正情報）を利用したＲＴＫ測位により現在地の算出が行われる。

ステップＳ１０では、ステップＳ８あるいはステップＳ９にて求められた現在地に基づいて、地図表示及び経路案内が実行される。ステップＳ１１では、自車位置が移動経路Ｒを逸脱したかどうかが判断され、逸脱していない場合には（ステップＳ１１にてＮｏ）、ステップＳ１２にて、目的地Ｇに到達したかどうかが判断される。目的地Ｇに到達していない場合には（ステップＳ１２にてＮｏ）、ステップＳ１３にて、自車位置が切替点Ｐn からΔＤ以内の距離（オーバーラップ領域Ｏ内）に到達したかどうかが判断される。切替点Ｐn からΔＤ以内の距離に到達していない場合には（ステップＳ１３にてＮｏ）、ステップＳ６からの処理が繰返される。尚、上記ステップＳ１１にて、自車位置が移動経路Ｒを逸脱したと判断された場合には（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、後述するステップＳ２６に進む。

これにて、図１（及び図５）に示すように、出発地Ｓからしばらくは、仮想基準点Ｖ1 に関する初期化処理が実行され、この間だけはコード位相測位が行われるため、測位の精度がやや劣るものとなるが、仮想基準点Ｖ1 に関する初期化処理完了後は、自車の走行経路の近傍に位置する仮想基準点Ｖn についての測位用データ（補正情報）を利用したＲＴＫ測位が行われるため、高精度で自車位置の測位を行うことができるのである。

そして、自車位置が切替点Ｐn からΔＤ以内の距離、つまりオーバーラップ領域Ｏに到達した場合には（ステップＳ１３にてＹｅｓ）、図４のフローチャートに進んで、ステップＳ１４にて、変数ｎの値が１だけインクリメントされると共に、補正情報生成センタ３に対し、次の仮想基準点Ｖn の位置（緯度、経度、高度）が送信され、その仮想基準点Ｖn に関する補正情報（測位用データ）の送信開始の要求が行われる。

引続きステップＳ１５にて、新たな（次の）仮想基準点Ｖn に関する初期化処理が開始される。図５にも示すように、この時点では、仮想基準点Ｖn-1 に関する補正情報の受信（補正情報生成センタ３からの送信）は停止されておらず、仮想基準点Ｖn-1 についての測位用データを利用したＲＴＫ測位と、仮想基準点Ｖn に関する初期化処理とが並行して実行されることになる。補正情報生成センタ３からは、仮想基準点Ｖnに関する補正情報と、仮想基準点Ｖn-1 に関する補正情報との双方が送信されるようになり、ステップＳ１６では、仮想基準点Ｖn に関する補正情報と、仮想基準点Ｖn-1 に関する補正情報との双方が受信される。

次のステップＳ１７では、次の仮想基準点Ｖｎ に関する初期化処理が完了したかどうかが判断される。上述のように、この初期化処理はある程度の時間を要するものであり、初期化処理が完了しないうちは（ステップＳ１７にてＮｏ）、まずステップＳ１８にて、想基準点Ｖn-1 に関する初期化が完了しているかどうかが判断される。これは、この並行動作実行中に、例えば電波の遮断などの要因により仮想基準点Ｖn-1 に関する初期化が戻ってしまうケースに対処するものであり、仮想基準点Ｖn-1 に関する初期化が戻ってしまった場合には（ステップＳ１８にてＮｏ）、後述するステップＳ２４に進む。

仮想基準点Ｖn-1 に関する初期化が完了している場合には（ステップＳ１８にてＹｅｓ）、ステップＳ１９にて、自車の現在位置が切替点Ｐn-1 を中心とする半径ΔＤの円内（オーバーラップ領域Ｏ内）から逸脱していないかどうかが判断される。逸脱していない場合には（ステップＳ１９にてＮｏ）、ステップＳ２０にて、引き続いて仮想基準点Ｖn-1 についての測位用データ（補正情報）を利用したＲＴＫ測位により現在地の算出が引続いて行われ、ステップＳ２１にて、求められた現在地に基づいて、地図表示及び経路案内が実行され。ステップＳ２２では、自車位置が移動経路Ｒを逸脱したかどうかが判断され、逸脱していない場合には（ステップＳ２２にてＮｏ）、ステップＳ１６からの処理が繰返される。

これにて、図１及び図５にも示すように、自車位置が、仮想基準点Ｖn-1 のカバーエリアと仮想基準点Ｖn のカバーエリアとのオーバーラップ領域Ｏに入ったところで、仮想基準点Ｖn-1 に関する補正情報を用いた相対測位と、次の仮想基準点Ｖｎ に関する初期化処理とが並行して行われる。そして、自車位置がオーバーラップ領域Ｏを抜けるまでに、初期化処理が完了すると（ステップＳ１７にてＹｅｓ）、ステップＳ２３にて、並行動作が終了され、補正情報生成センタ３に対して、仮想基準点Ｖn-1 の測位用データの送信停止の要求がなされる。図５に示すように、補正情報生成センタ３では、その要求があると、仮想基準点Ｖn-1 に関する補正情報の送信を停止し、以後は仮想基準点Ｖn に関する補正情報のみの送信を行う。

この後、カーナビゲーション装置５側では、以下図３のステップＳ９からの処理が繰返され、新たな仮想基準点Ｖn に関する補正情報を用いた相対測位が実行される。この場合、上記したオーバーラップ量ΔＤを適切に設定することにより、自車位置が仮想基準点Ｖn-1 のカバーエリアを抜けるまでに、次の仮想基準点Ｖn に関する初期化動作が完了し、切替点Ｐn-1 付近でロス時間なく仮想基準点Ｖn に関する補正情報を用いた測位に切替えることができる。尚、図１及び図５では、仮想基準点Ｖ1 、Ｖ2 のカバーエリアに関しての処理を例示しているが、以下、仮想基準点Ｖ3 、Ｖ4 、‥の切替えについても同様の処理が行われることは勿論である。

また、上記並行動作中に、仮想基準点Ｖn-1 に関する初期化が戻ってしまった場合（ステップＳ１８にてＮｏ）、又は、自車位置が切替点Ｐn-1 を中心とする半径ΔＤの円内から逸脱した場合（ステップＳ１９にてＹｅｓ）には、ステップＳ２４にて、並行動作が終了され、補正情報生成センタ３に対して、仮想基準点Ｖn-1 の測位用データの送信停止の要求がなされる。そしてこの後は、図３のステップＳ８に進み、次の仮想基準点Ｖn に関する初期化動作が完了するまでは、コード位相測位が行われる。

さらに、上記並行動作中に、自車位置が移動経路Ｒを逸脱してしまった場合には（ステップＳ２２にてＹｅｓ）、ステップＳ２５にて、やはり、並行動作が終了され、補正情報生成センタ３に対して、仮想基準点Ｖn-1 の測位用データの送信停止の要求がなされ、その上で、図３のステップＳ２６に進む。また、上記したように図３のフローチャートのステップＳ１１において、自車位置が移動経路Ｒを逸脱したと判断された場合にも（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、ステップＳ２６に進む。

図３に戻って、ステップＳ２６では、現在地から目的地Ｇまでの経路を再探索する処理が実行され、新たな移動経路Ｒが設定（更新）される。引続きステップＳ２７では、再探索された移動経路Ｒに基づいて、切替点Ｐn 以降及び仮想基準点Ｖn+1 以降を再設定（更新）する処理が実行される。この後、ステップＳ６に進み、上記と同様の処理が実行される。これにより、自局の位置が案内中の移動経路Ｒを外れた場合でも、移動経路Ｒが再探索されると共に、適切な切替点Ｐn 以降及び仮想基準点Ｖn+1 以降が再設定され、相対測位が続行されるようになるのである。

そして、上記したような経路案内及び自車位置の測位が行われて、自車が目的地Ｇに到達すると（ステップＳ１２にてＹｅｓ）、ステップＳ２８にて、経路案内が終了し、補正情報生成センタ３に対して、仮想基準点Ｖn の測位用データの送信停止の要求がなされ、この処理が終了する。これにより、出発地Ｓにおける初期化動作の時間を除いて、自車の移動経路Ｒの近傍に設定される仮想基準点Ｖに関する測位用データを利用して、常にＲＴＫ測位を高精度で行うことができるのである。

このように本実施例によれば、ルートガイダンス機能の実行により予め自局の移動経路Ｒが判ることを利用し、仮想基準点Ｖを任意に設定する相対測位を行うにあたって、自局の予測移動経路Ｒに応じて設定する、つまり、仮想基準点Ｖを、自局の移動経路Ｒに沿って配置すると共に、それら仮想基準点Ｖの配置の間隔（距離Ｄｓあるいは距離Ｄ）についても、予め必要に応じてつまり測位精度を劣化させない範囲内で容易に設定することができた。この結果、本実施例によれば、必要最小限の仮想基準点Ｖを効率的に配置することができ、ひいては仮想基準点Ｖの切替を少ない回数で済ませることが可能となるという優れた効果を得ることができる。

しかも本実施例では、初期化動作に時間がかかるＲＴＫ測位を行うにあたり、自局の位置が次の切替点Ｐn に至る前の段階で、次の仮想基準点Ｖn+1 の測位用データを要求し、仮想基準点Ｖn の測位用データを用いた相対測位と、次の仮想基準点Ｖn+1 に関する位相アンビギュイティを算出する初期化動作との並行動作を実行するようにしたので、初期化動作を行うために干渉測位が実行できなくなるいわばロス時間をなくす（あるいは短くする）ことができるものである。

尚、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
即ち、上記実施例では、目的地Ｇまでの移動経路Ｒ全体に対し、切替点Ｐを求めるための距離Ｄ（あるいは距離Ｄｓ）を一定の値としたが、距離Ｄ（Ｄｓ）の値を、移動経路Ｒ中の地理的条件により変化させるように構成することも可能である（請求項７に対応）。ここで、例えば、道路の密集するような都市部や交通の要衝では、測位精度を十分に高めることが望ましいが、辺地においては、実用上それほど高い測位精度は要求されない。従って、移動経路Ｒにそのような都市部と辺地との双方を含むような場合には、辺地における距離Ｄ（Ｄｓ）の値を都市部よりも大きくすることによって、測位精度面での不都合を招くことなく、その分だけ仮想基準点Ｖの数つまり切替回数を少なくすることが可能となる。

１つの移動経路Ｒに対して、前記オーバーラップ量ΔＤを変化させるように構成することも可能である。この場合、ΔＤの値を切替点Ｐn を通過する際の予測移動速度に応じて設定することができるので、例えば、高速道路などを走行している場合には大きく、一般道路を走行している場合には小さく、渋滞が予測される場合には更に小さくするといったことが可能である。

また、上記実施例では、ＲＴＫ測位を行う場合を具体例としたが、仮想基準点を設定し、その仮想基準点に関する補正情報を得て相対測位を行うものであれば、ディファレンシャル方式などであっても本発明を適用することができる。ディファレンシャル方式の場合、初期化動作に時間を要することはないので、ΔＤの設定は不要となり、切替点Ｐにおいて、単純に用いるべき補正情報（仮想基準点）を切替えれば済み、この場合も、本発明を適用することによって、仮想基準点を効率的に配置することができる効果が得られる。

その他、本発明のナビゲーション装置は、陸上用（自動車用や歩行者用）だけでなく、海上用や航空用（船舶や航空機）にも利用でき、さらには、カーナビゲーション装置５のハードウエア構成や、ソフトウエア構成などについても種々の変形が可能である等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

本発明の一実施例を示すもので、カバーエリアとオーバーラップ領域との関係を説明するための図 移動経路、仮想基準点、切替点の具体例を示す図 カーナビゲーション装置が実行する測位に関する処理手順を示すフローチャート（その１） カーナビゲーション装置が実行する測位に関する処理手順を示すフローチャート（その２） カーナビゲーション装置と補正情報生成センタとの間の通信シーケンスを示す図 カーナビゲーション装置の電気的構成を概略的に示すブロック図 システムの全体構成を概略的に示す図

符号の説明

図面中、１はＧＰＳ衛星、２は実基準局、３は補正情報生成センタ（情報センタ）、４は自動車、５はカーナビゲーション装置、６は基地局、１５はアプリケーションＣＰＵ（相対測位手段、仮想基準点設定手段）、Ｖは仮想基準点、Ｐは切替点を示す。

Claims (8)

1. 出発地から目的地までの移動経路を探索し案内するルートガイダンス機能を有すると共に、
   ＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報を受信するＧＰＳ受信機と、
   情報センタに対し任意の仮想基準点における測位用データの送信を要求すると共に、実基準局にてＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ情報に基づいて求められた前記仮想基準点の測位用データを前記情報センタから受信することが可能な通信手段と、
   前記ＧＰＳ受信機により受信したＧＰＳ情報及び前記通信手段により受信した測位用データから自局の位置を検出する相対測位手段とを具備するナビゲーション装置であって、
   前記ルートガイダンス機能による自局の予測移動経路に応じて前記仮想基準点を設定する仮想基準点設定手段を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
2. 前記仮想基準点設定手段は、前記予測移動経路を、出発地である開始点Ｐ0 から目的地である終了点Ｐk に向けて直線距離２Ｄ毎に区切っていくことにより、測位用データを用いる仮想基準点Ｖnを切替えるべき切替点Ｐ1 〜Ｐk-1 を設定すると共に、隣合う切替点Ｐn-1 、Ｐn （但し、ｎ＝1〜ｋ）の中間地点に、前記仮想基準点Ｖn を設定することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
3. 自局の位置が次の切替点Ｐn に至る前の段階で、次の仮想基準点Ｖn+1 の測位用データを要求し、仮想基準点Ｖn の測位用データを用いた相対測位と、次の仮想基準点Ｖn+1 に関する位相アンビギュイティを算出する初期化動作との並行動作を実行することを特徴とする請求項２記載のナビゲーション装置。
4. 前記仮想基準点Ｖn の測位用データを利用するカバーエリアが、その仮想基準点Ｖn を中心とし、距離Ｄにオーバーラップ量ΔＤを加算した半径Ｄｓの円の範囲内に設定されることにより、切替点Ｐn の前後に該切替点Ｐn を中心とした半径ΔＤの円からなるオーバーラップ領域が設けられ、自局の位置がそのオーバーラップ領域に侵入したときに、前記並行動作を実行することを特徴とする請求項３記載のナビゲーション装置。
5. 前記オーバーラップ量ΔＤは、前記切替点Ｐn を通過する際の予測移動速度に応じて設定されることを特徴とする請求項４記載のナビゲーション装置。
6. 上記並行動作の実行中に、仮想基準点Ｖn に関する測位用データの受信が遮断された場合、あるいは、自局の位置が仮想基準点Ｖn のカバーエリアから外れた場合には、仮想基準点Ｖn+1 に関する初期化動作の完了していない時点であっても、仮想基準点Ｖn の測位用データを利用した相対測位を停止することを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のナビゲーション装置。
7. 距離Ｄの値を、移動経路の地理的条件により変化させることを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載のナビゲーション装置。
8. 自局の位置が案内中の移動経路を外れた場合に目的地までの移動経路を再探索する再探索機能を備えるものであって、仮想基準点Ｖn のカバーエリア走行中に自局位置が移動経路を外れた場合に、前記仮想基準点設定手段は、再探索された移動経路に基づいて、切替点Ｐn 以降及び仮想基準点Ｖn+1 以降を再設定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のナビゲーション装置。
   
   

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