JP4623027B2 - 測距装置及び測位装置並びに測距方法及び測位方法 - Google Patents
測距装置及び測位装置並びに測距方法及び測位方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4623027B2 JP4623027B2 JP2007055474A JP2007055474A JP4623027B2 JP 4623027 B2 JP4623027 B2 JP 4623027B2 JP 2007055474 A JP2007055474 A JP 2007055474A JP 2007055474 A JP2007055474 A JP 2007055474A JP 4623027 B2 JP4623027 B2 JP 4623027B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- incoming
- estimation
- estimated
- delay time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
- G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
MMTは、直接波1波とマルチパス1波の信号モデルにおいて、最尤推定法により信号モデルのパラメータ推定を行うことにより、従来困難であった遅延距離の短いマルチパスの影響を低減できることで知られている。
図1は本発明の実施の形態1における測位および測距を行うフローチャートである。複数の送信機(例えば、人工衛星)から送信された信号を信号受信手段によって受信し(ST10)、受信した信号を信号推定手段により推定する。さらに、推定した信号から伝播遅延時間算出手段により信号の伝播遅延時間を算出する(ST14)。算出した伝播遅延時間から位置算出手段により受信機の位置を算出する(ST15)。
なお、信号推定手段は、初期値算出手段と信号モデルパラメータ推定手段と信号モデル推定手段とからなる。初期値算出手段が信号モデルのパラメータ初期値を算出し(ST11)、信号モデルパラメータ推定手段が信号モデルのパラメータを周波数領域で推定する(ST12)。信号モデル推定手段は情報量基準を利用して、信号モデルすなわち受信信号に含まれる信号の数を推定する(ST12)。信号推定手段は、信号モデル推定手段によって推定された信号モデルにおける、信号モデルパラメータ推定手段によって推定された信号モデルパラメータを伝播遅延時間算出手段に出力する(ST13)。また、信号モデル推定として妥当な推定結果が得られるまでST11、ST12を繰り返す(ST13)。
α=(α1,・・・,αP)T
θ=(θ1,・・・,θP)T
τ=(τ1,・・・,τP)T
とする。
すなわち、αpeiθp=ap+ibpとなるよう変数変換を行う。以降、
a=(a1,・・・,aP)T
b=(b1,・・・,bP)T
とする。
受信したベースバンド信号は、ノイズを含むので、r(j)=q(j)+n(j)と仮定する。ここで、n(j)は複素数のホワイトノイズである。
ここで、最尤推定とは、尤度を手持ちの観測データのもとで、あるパラメータ値が得られる確率とみなして (つまり尤度が未知パラメータの関数とみなして)、尤度を最大化するようなパラメータ値を探索する推定方法をいう。ここでは、r(j)−q(j)を複素数のホワイトノイズとして、その生起確率を尤度として、受信信号に対する信号モデルパラメータa、b、τを推定する。
ここで、標本数をNとするとNΛ=Λ´となる。
(5)式を展開すると、次式となる。
ここで、Re[・]は・の実部を、M*(ω)はM(ω)の共役複素数を表す。
まず、τk(k=1,・・・,P)の初期値を設定する(ST20)。次に、連立一次方程式を解くことによりak、bk(k=1,…,P)を算出する(ST21)。τkの更新を行う(ST22)。更新されたτkが収束したかの収束判定を行う(ST23)。τkが収束するまでST21とST22を繰り返す。τkが収束した時点でのak、bkを算出する(ST24)。
具体的には、まず(12)式を、fk(τ)と置く。fk(τ)をτk、τlで偏微分するとそれぞれ次式となる(k、lは1〜Pまでの値)。
ここで、σは、最小化した(5)式の値をNの二乗で除算し、平方根をとることにより算出される残差の標準偏差である。(18)式の右辺第一項は、σを複素数のホワイトノイズに関する標準偏差として用いて、複素数のホワイトノイズの生起確率を算出し、その値を最大尤度Θとすることにより算出される。(18)式の右辺第二項は、(1)式の信号モデルにおいて、信号1波に対して、独立変数がαk,θk,τkの3つ含まれることから導出される。
信号モデル推定手段は、初期値算出手段と信号モデルパラメータ推定手段をP=1から順に繰り返し、BIC(P)<BIC(P+1)となるPを受信したベースバンド信号r(j)に含まれる信号の数(信号モデル)とする。
位置算出手段は、複数のGPS衛星からの信号の伝播遅延時間と、RAM7に保存された航法データを用いて、通常のGPS受信機と同様に受信機位置を算出する。
実施の形態2は、実施の形態1に比べ、信号モデル推定手段と伝播遅延時間算出手段とが異なる。
直接波の信号強度がマルチパス波よりも十分に大きいと想定される場合には、信号モデル推定手段が所定の信号数の信号モデルを選択し、伝播遅延時間算出手段が、その信号モデルにおける、信号モデルパラメータ推定手段が推定した信号の中で、信号強度が一番大きな信号を直接波として、伝播遅延時間を算出する。これによって、受信機位置を更に正確に算出することができる。実施の形態2は、信号帯域幅が狭く、推定できる信号の数が少ない場合においても好適である。特に、直接波の信号強度がマルチパス波よりも十分大きい場合に、直接波に対する相対遅延時間が小さいマルチパス波が含まれている場合に有効である。
Claims (11)
- 送信機から送信された信号を受信する信号受信手段と、
前記信号受信手段で受信した前記信号を推定する信号推定手段と、
前記信号推定手段によって推定した前記信号から前記信号の伝播遅延時間を算出する伝播遅延時間算出手段と、
前記伝播遅延時間から前記送信機と前記信号受信手段との測距をする測距手段とを備え、前記信号推定手段は、前記信号受信手段で受信した前記信号に含まれる各到来信号の振幅、位相、コード遅延量を周波数領域で前記各到来信号の振幅及び位相を表す変数値の算出並びに前記各到来信号のコード遅延量の更新を繰り返すことにより最尤推定したことを特徴とする測距装置。 - 信号推定手段は、信号受信手段で受信した信号に到来信号を1波含む信号として推定する場合には、相関器によって算出されたコード遅延量を前記到来信号の振幅及び位相を表す変数値の算出並びに前記到来信号のコード遅延量の更新の繰り返しの初期値として利用したことを特徴とする請求項1に記載の測距装置。
- 信号推定手段は、信号受信手段で受信した信号に複数の到来信号を含む信号として推定する場合には、1波少ない前記到来信号を含む信号として推定した各到来信号のコード遅延量を前記各到来信号の振幅及び位相を表す変数値の算出並びに前記各到来信号の前記コード遅延量の更新の繰り返しの初期値として利用したことを特徴とする請求項1に記載の測距装置。
- 信号推定手段は、信号受信手段で受信した信号に複数の到来信号を含む信号として推定する場合には、1波少ない前記到来信号を含む信号として推定した各到来信号のコード遅延量をサンプリング時刻上に丸め、残りの1波の前記コード遅延量をサンプリング時刻上から算出し、前記各到来信号の振幅及び位相を表す変数値の算出並びに前記各到来信号の前記コード遅延量の更新の繰り返しの初期値として利用したことを特徴とする請求項1に記載の測距装置。
- 信号推定手段は、信号受信手段で受信した信号に含まれる到来信号数を1から増やしながら最尤推定及び前記最尤推定の残差からの情報量規準の算出を繰り返し、前記情報量規準が増加した場合には、前記情報量規準が増加する前の前記到来信号数を前記信号受信手段で受信した前記信号に含まれる前記到来信号の数として推定し、前記推定した前記到来信号数で推定した各到来信号の振幅、位相、コード遅延量を推定結果としたことを特徴とする請求項1に記載の測距装置。
- 伝搬遅延時間算出手段は、信号推定手段で推定した各到来信号のコード遅延量から最初に到来した信号を直接波として伝播遅延時間を算出したことを特徴とする請求項5に記載の測距装置。
- 伝搬遅延時間算出手段は、信号推定手段で推定した各到来信号の振幅及びコード遅延量から信号強度が所定の閾値を越えて最初に到来した信号を直接波として伝播遅延時間を算出したことを特徴とする請求項5に記載の測距装置。
- 信号推定手段は、直接波の信号強度がマルチパス波よりも十分に大きいと想定される場合には、信号受信手段で受信した信号に含まれる到来信号の数を所定の数とし、各到来信号の振幅、位相、コード遅延量を推定し、
伝搬遅延時間算出手段は、前記信号推定手段で推定した前記各到来信号の振幅から信号強度が一番大きな前記信号を直接波として伝播遅延時間を算出したことを特徴とする請求項1に記載の測距装置。 - 信号受信手段は、少なくとも3個の送信機から送信された信号を受信し、
請求項1から8のいずれか1項に記載の測距装置を用いて信号受信手段の位置を測位したことを特徴とする測位装置。 - 送信機から送信された信号を受信機で受信する信号受信工程と、
前記信号受信工程で受信した前記信号を推定する信号推定工程と、
前記信号推定工程によって推定した前記信号から前記信号の伝播遅延時間を算出する伝播遅延時間算出工程と、
前記伝播遅延時間から前記送信機と前記受信機との測距をする測距工程とを備え、
前記信号推定工程は、前記信号受信工程で受信した前記信号に含まれる各到来信号の振幅、位相、コード遅延量を周波数領域で前記各到来信号の振幅及び位相を表す変数値の算出並びに前記各到来信号のコード遅延量の更新を繰り返すことにより最尤推定したことを特徴とする測距方法。 - 受信機は少なくとも3個の送信機から送信された信号を受信し、
請求項10に記載の測距方法を用いて前記受信機の位置を測位する測位工程を備えたことを特徴とする測位方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007055474A JP4623027B2 (ja) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | 測距装置及び測位装置並びに測距方法及び測位方法 |
US12/026,902 US20110170576A1 (en) | 2007-03-06 | 2008-02-06 | Ranging apparatus, positioning apparatus, and methods of ranging and positioning therefor |
DE200810012347 DE102008012347B4 (de) | 2007-03-06 | 2008-03-03 | Entfernungsmessvorrichtung, Positionsbestimmungsvorrichtung und Verfahren zum Messen einer Entfernung und zum Bestimmen einer Position |
CN2008100852129A CN101261316B (zh) | 2007-03-06 | 2008-03-06 | 测距装置与定位装置及测距方法与定位方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007055474A JP4623027B2 (ja) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | 測距装置及び測位装置並びに測距方法及び測位方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008216111A JP2008216111A (ja) | 2008-09-18 |
JP4623027B2 true JP4623027B2 (ja) | 2011-02-02 |
Family
ID=39836318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007055474A Expired - Fee Related JP4623027B2 (ja) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | 測距装置及び測位装置並びに測距方法及び測位方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110170576A1 (ja) |
JP (1) | JP4623027B2 (ja) |
CN (1) | CN101261316B (ja) |
DE (1) | DE102008012347B4 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101049512B1 (ko) * | 2009-02-04 | 2011-07-15 | 연세대학교 산학협력단 | 기준 디바이스의 위치 오차를 포함하는 무선 환경에서의 최대우도함수 기반 위치 추정 방법 및 장치 |
JP5967587B2 (ja) * | 2011-10-04 | 2016-08-10 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 復号方法及び復号装置 |
US20130155102A1 (en) | 2011-12-20 | 2013-06-20 | Honeywell International Inc. | Systems and methods of accuracy mapping in a location tracking system |
KR101267483B1 (ko) | 2012-01-26 | 2013-05-31 | 숭실대학교산학협력단 | 단말의 위치 측정 장치 및 방법과 이를 기록한 기록매체 |
CN102647785A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-22 | 广州市香港科大***研究院 | 一种在无线信号强度测距技术中区分无线传输多径的方法 |
WO2014002211A1 (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | 三菱電機株式会社 | 測位装置 |
JP5606656B2 (ja) * | 2012-06-27 | 2014-10-15 | 三菱電機株式会社 | 測位装置 |
CN103207381A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-07-17 | 公安部第三研究所 | 应用于基于信号强度室内定位的多径干扰消除方法 |
KR101790864B1 (ko) | 2016-01-28 | 2017-10-26 | 영남대학교 산학협력단 | 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법 및 그 장치 |
CN107167771B (zh) * | 2017-04-28 | 2018-10-26 | 深圳市无牙太赫兹科技有限公司 | 一种微波成像***的直达波抑制方法及*** |
US10594541B2 (en) | 2017-09-04 | 2020-03-17 | Comcast Cable Communications, Llc | Remote evaluation of content delivery service |
CN107635284A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-01-26 | 北京锐安科技有限公司 | 一种无线定位方法、装置、设备及存储介质 |
CN108169710A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-06-15 | 捷开通讯(深圳)有限公司 | 基于可重构天线的定位方法及定位*** |
US10788582B2 (en) * | 2018-05-11 | 2020-09-29 | Silc Technologies, Inc. | Optical sensor chip |
CN110118979B (zh) * | 2018-11-26 | 2023-02-28 | 太原理工大学 | 基于广义互熵的改进差分进化算法估计多径参数的方法 |
WO2021046714A1 (zh) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 西门子股份公司 | 视线距确定方法、装置、电子设备、介质以及程序产品 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000286764A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Masami Akaike | 遅延歪除去方式 |
JP2002501323A (ja) * | 1998-01-12 | 2002-01-15 | エリクソン インコーポレイテッド | 直接スペクトル拡散通信システムにおけるマルチパス遅延推定方法および装置 |
JP2003337594A (ja) * | 2002-03-14 | 2003-11-28 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 音声認識装置、その音声認識方法及びプログラム |
JP2006098485A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 音声表現方法、その装置およびプログラムとその記録媒体 |
JP2008216112A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | パッシブレーダ装置 |
JP2008219571A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | マルチパス抑制装置およびマルチパス抑制方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000511278A (ja) * | 1995-08-09 | 2000-08-29 | マゲラン コーポレーション | 位置決定応用のスペクトル拡散受信機における多経路誤差の減少 |
US6031881A (en) * | 1996-09-19 | 2000-02-29 | Weill; Lawrence | Method for mitigating multipath effects in radio ranging systems |
US6009334A (en) * | 1997-11-26 | 1999-12-28 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson | Method and system for determining position of mobile radio terminals |
ATE286601T1 (de) * | 2001-05-04 | 2005-01-15 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Verfahren zur verringerung der mehrwegstörungen in einem navigationsempfänger |
US6762712B2 (en) * | 2001-07-26 | 2004-07-13 | Time Domain Corporation | First-arriving-pulse detection apparatus and associated methods |
CN1307426C (zh) * | 2002-07-23 | 2007-03-28 | 华为技术有限公司 | 一种抑制多径影响的角度估计方法 |
EP1609283A1 (en) * | 2003-03-28 | 2005-12-28 | Intel Corporation | Method and apparatus for ofdm symbol timing synchronization |
DE102004041121B3 (de) * | 2004-08-24 | 2006-01-19 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zum Untersuchen eines Funkkanals |
US7486745B2 (en) * | 2005-06-20 | 2009-02-03 | Benjamin Fisher | Method for improving multipath mitigator low path separation error behavior |
US20090296783A1 (en) * | 2005-07-07 | 2009-12-03 | Yihong Qi | Delay estimation apparatus and method |
-
2007
- 2007-03-06 JP JP2007055474A patent/JP4623027B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-02-06 US US12/026,902 patent/US20110170576A1/en not_active Abandoned
- 2008-03-03 DE DE200810012347 patent/DE102008012347B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2008-03-06 CN CN2008100852129A patent/CN101261316B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002501323A (ja) * | 1998-01-12 | 2002-01-15 | エリクソン インコーポレイテッド | 直接スペクトル拡散通信システムにおけるマルチパス遅延推定方法および装置 |
JP2000286764A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Masami Akaike | 遅延歪除去方式 |
JP2003337594A (ja) * | 2002-03-14 | 2003-11-28 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 音声認識装置、その音声認識方法及びプログラム |
JP2006098485A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 音声表現方法、その装置およびプログラムとその記録媒体 |
JP2008216112A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | パッシブレーダ装置 |
JP2008219571A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | マルチパス抑制装置およびマルチパス抑制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101261316A (zh) | 2008-09-10 |
DE102008012347A1 (de) | 2008-12-11 |
US20110170576A1 (en) | 2011-07-14 |
JP2008216111A (ja) | 2008-09-18 |
DE102008012347B4 (de) | 2012-09-13 |
CN101261316B (zh) | 2012-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4623027B2 (ja) | 測距装置及び測位装置並びに測距方法及び測位方法 | |
CN107645465B (zh) | 对无线电信号进行定时和定位的方法和*** | |
US9426619B2 (en) | Handling complex signal parameters by a positioning device, and apparatus | |
CN110351655B (zh) | 一种基于信号多径传播测量的室内定位方法及*** | |
US10955563B2 (en) | Position estimation in a low earth orbit satellite communications system | |
EP2441300B1 (en) | Rf fingerprinting for location estimation | |
JP6843234B2 (ja) | 到着時間(toa)の測定 | |
EP3173807B1 (en) | System and method for robust and accurate rssi based location estimation | |
JP2004242122A (ja) | 無線信号の伝搬時間差に基づく端末位置の測位方法及び測位システム | |
CN103901429A (zh) | 基于稀疏孔径的机动目标逆合成孔径雷达成像方法 | |
JP5089460B2 (ja) | 伝搬遅延時間測定装置及びレーダ装置 | |
CN108693501B (zh) | 具有多径减轻的定位***和方法 | |
US20180003827A1 (en) | TODA-Based positioning system using terrestrial wireless signal sources | |
KR101437921B1 (ko) | 실내 측위 시스템 및 방법 | |
US6646602B2 (en) | Technique for robust characterization of weak RF emitters and accurate time difference of arrival estimation for passive ranging of RF emitters | |
CN110531309A (zh) | 存在幅相误差时基于原子范数的相关信号到达角估计方法 | |
JPWO2007020693A1 (ja) | Gps測位方法及びgps測位装置 | |
CN103259638B (zh) | 一种异地本振一致性误差下的基带时差估计方法 | |
EP1449005B1 (en) | Determining location information from sampled positioning signals | |
US10123298B1 (en) | Estimating the location of a wireless terminal based on detection of whether it is moving or stationary | |
JP6607190B2 (ja) | 位置推定装置、位置推定システム、方法および記録媒体 | |
JP2008219571A (ja) | マルチパス抑制装置およびマルチパス抑制方法 | |
WO2022168294A1 (ja) | レーダ装置、レーダシステムおよびレーダ方法 | |
US12050274B2 (en) | TDOA-based positioning system using terrestrial wireless signal sources | |
Pola et al. | OFDM signal bandwidth selection for indoor positioning system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090624 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090819 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101005 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101018 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4623027 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |