JP6333415B2

JP6333415B2 - 測位装置および測位方法

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Publication number: JP6333415B2
Application number: JP2016571602A
Authority: JP
Inventors: 卓磨角谷
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Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
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Description

この発明は、列車、自動車等の移動体に搭載されＧＰＳ衛星からの信号を使用して測位を行う測位装置および測位方法に関する。

ＧＰＳ(Global Positioning System)衛星からの信号を使用した測位では、複数のＧＰＳ衛星からの信号に従って各ＧＰＳ衛星と測位装置とのそれぞれの距離を求め、さらに求めた距離から測位装置の位置を求める。またその際、求めた測位結果の精度を示す精度指標が求められる。そして精度指標に従って測位結果の利用可否が判断されている。
例えばＲＴＫ測位においては、測位計算において、ＦＩＸかＦＬＯＡＴかの判定を精度指標とし、ＦＩＸ解のみを使用している。

特開２００８−０７６１２３号公報

しかしながら、このような方式において課題となるのは、
(１)高精度の測位結果のみを使用することにより測位結果の利用率が低下する、
(２)誤った高精度測位結果(例えばＲＴＫ測位における誤ったＦＩＸ解)が発生した場合に誤った位置を使用してしまう
ことである。

なお従来のＧＰＳ衛星からの信号を使用した測位装置において、自車位置判定の精度を向上させる測位装置として以下のものがある。
この測位装置では、ＧＰＳ受信手段を二系統用いる。そして切替手段が、２つのＧＰＳ受信機による測位精度が所定基準以上に良好で、かつ、第１の自車位置情報と第２の自車位置情報の位置同士が所定範囲内に近接し、かつ、この所定範囲内に道路情報(例えば道路リンク)が存在しない場合に、マップマッチングの結果に代えて、第１の自車位置情報と第２の自車位置情報の平均値(位置及び方位)を算出して自車位置として採用している(上記特許文献１参照)。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、測位結果の利用率の向上および誤測位の低減を図った測位装置および測位方法を提供することを目的とする。

この発明は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する複数のアンテナと、前記アンテナ毎に測位を行い、アンテナの位置を示す測位結果と前記測位結果の精度を示す精度指標とを求める測位演算装置と、判定装置であって、前記複数のアンテナのうちの２つのアンテナのそれぞれの前記精度指標が、第１の閾値より精度が高いことを判定する第１の判定と、前記２つのアンテナの測位結果の差に従ったアンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が、第２の閾値より小さいことを判定する第２の判定と、を行い、前記第１及び第２の判定の結果に従って最終測位結果および信頼度指標となる利用可否フラグを求める判定部と、前記最終測位結果と利用可否フラグに従って、結果を知らせるヒューマンインターフェースを制御する測位情報を生成する出力信号生成部と、を含むものと、を備え、前記判定部は、前記第１の判定で２つ以上のアンテナが前記第１の閾値より精度が高いと判定された時に、前記第２の判定で複数のアンテナに対して前記アンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が第２の閾値より小さければ、前記最終測位結果の利用可を示す利用可否フラグを生成して、前記第１の閾値より精度が高く、前記第２の閾値より測定距離と既知の距離の差が小さいと判定されたアンテナの前記測位結果と共に出力し、前記第２の判定で前記アンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が第２の閾値以上のアンテナがあれば、測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグを生成して、前記第１の閾値より精度が高く、測定距離と既知の距離の差が前記第２の閾値以上と判定されたアンテナの前記測位結果と共に出力し、前記第１の判定で前記第１の閾値より精度が高いと判定されたアンテナがない時に、測位結果を出力せず、測位精度が得られなかったことを示す利用可否フラグを出力する測位装置等にある。

この発明では、測位結果の利用率の向上および誤測位の低減を図った測位装置および測位方法を提供できる。

この発明の実施の形態１による測位装置の構成を示す図である。図１のアンテナの配置例を示す図である。図１の測位演算装置および判定装置の機能ブロック図である。図３の判定部における動作フローチャートである。図１のヒューマンインターフェースでの表示例を示す図である。この発明の実施の形態２による測位装置の構成を示す図である。図６のアンテナの配置例を示す図である。図６の測位演算装置および判定装置の機能ブロック図である。図８の判定部における動作フローチャートである。図８の判定部における動作フローチャートである。

以下、この発明による測位装置および測位方法を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、また重複する説明は省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による測位装置の構成を示す図である。図２は図１のアンテナの配置例を示す図である。図１はＧＰＳ衛星からの信号を受信するアンテナを例えば２つ設けた場合の構成を示す。第１のアンテナ１ａおよび第２のアンテナ２ａはＧＰＳ衛星からの信号を受信する。これらのアンテナは例えば図２に示すように、列車、自動車等からなる移動体の車体等の剛体１００上に予め設定された距離ａの間隔をあけて固定されている。第１のアンテナ１ａおよび第２のアンテナ２ａからのＲＦ信号は第１および第２の測位演算装置１ｂ，２ｂでそれぞれ測位計算を実施し、さらにそれぞれの測位結果が判定装置４に入力される。アンテナと測位演算装置で１つのＧＰＳ受信機を構成する。

判定装置４はプロセッサで構成され、基本的構成として、演算処理部である例えばＣＰＵ４ａ、ＣＰＵ４ａで実行するプログラム、データ等を格納した不揮発性メモリであるＲＯＭ４ｂ、データ等を一時的に記憶する揮発性メモリであるＲＡＭ４ｃを備える。第１および第２の測位演算装置１ｂ，２ｂからの測位結果および精度指標は判定装置４へ入力される際にそれぞれインターフェース(Ｉ／Ｆ)４ｄ，４ｅを介して入力される。判定装置４の最終測位結果等を含む測位情報は、Ｉ／Ｆ４ｆを介して表示装置等からなるヒューマンインターフェース(ＨＩ)５に出力される。ＨＩ５では、予め設定された形態で測位情報に従って表示や音によるアナウンスを行う。

図３は図１の第１および第２の測位演算装置１ｂ，２ｂおよび判定装置４の機能ブロック図である。判定装置４での各機能ブロックの処理は、予めＲＯＭ４ｂに格納されたプログラムに従って行われる。測位演算装置１ｂ，２ｂおよび判定装置４における処理について説明する。
第１の測位演算装置１ｂでは、第１のアンテナ１ａで受信された信号に基づき、複数のＧＰＳ衛星と第１のアンテナ１ａとのそれぞれの距離に従って、第１のアンテナ１ａの位置を示す測位結果１と、この測位結果１の精度指標１が求められる。
同様に、第２の測位演算装置２ｂでは、第２のアンテナ２ａで受信された信号に基づき、複数のＧＰＳ衛星と第２のアンテナ２ａとのそれぞれの距離に従って、第２のアンテナ２ａの位置を示す測位結果２と、この測位結果２の精度指標２が求められる。
なお、ここでのＧＰＳ衛星を使用した測位方法は、測位結果とこの測位結果の精度指標を求める方法であればいずれの方法でもよい。また、第１および第２の測位演算装置１ｂ，２ｂは１つの測位演算装置としてもよい。

判定部４０１では、第１および第２の測位演算装置１ｂ，２ｂで求められたそれぞれの測位結果とその精度指標に従って、以下の工程に従って最終測位結果とこの最終測位結果の信頼度指標である利用可否フラグを求める。

図４には判定部４０１における動作フローチャートを示す。各記号は以下のものを示す。
ｓ：精度指標の予め設定された判定閾値、但しここでの精度指標は値が小さい程、精度が高い
ｂ：ｂ＝|測位結果１−測位結果２|、すなわち、第１のアンテナ１ａと第２のアンテナ２ａとの距離を測位結果１と測位結果２から求めた測定距離
ｃ：第１のアンテナ１ａと第２のアンテナ２ａとの実際の距離ａと上記ｂとの差の判定閾値
なお、ｓ，ｂは測位を適用するカーナビゲーションシステム、トレインナビゲーションシステム等のアプリケーション従って適当な値を設定する。カーナビゲーションシステムの場合、ｓは後述するように、車線幅を３ｍとすると例えば５０ｃｍ以下に設定する。またｃは例えばｓの設定値の２倍の値を設定する。

判定部４０１では、第１のアンテナ１ａの精度指標１が閾値ｓ未満、すなわち閾値より精度が高く(ステップＳ１)、第２のアンテナ２ａの精度指標２が閾値ｓ未満、すなわち閾値より精度が高く(ステップＳ２)、測位結果１と測位結果２から求めた第１のアンテナ１ａと第２のアンテナ２ａとの測定距離ｂと実際の距離ａの差が閾値ｃより小さい、すなわち閾値より精度が高ければ(ステップＳ３)、測位結果１，２を最終測位結果として出力すると共に、信頼度指標として所望の測位精度が確保できていることを示す利用可否フラグ１を出力する(ステップＳ５)。

またステップＳ３で、測定距離ｂと実際の距離ａの差が閾値ｃ以上の場合、すなわち精度が閾値以下の場合は、測位結果１，２を最終測位結果として出力すると共に、測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグ２を信頼度指標として出力する(ステップＳ６)。
またステップＳ２で、第１のアンテナ１ａの精度指標１が閾値ｓ未満であるが、第２のアンテナ２ａの精度指標２が閾値ｓ以上の場合は、測位結果１を最終測位結果として出力すると共に、測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグ２を信頼度指標として出力する(ステップＳ４)。

またステップＳ１で、第１のアンテナ１ａの精度指標１が閾値ｓ以上の場合は、ステップＳ７で、第２のアンテナ２ａの精度指標２が閾値ｓ未満であれば、測位結果２を最終測位結果として出力すると共に、測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグ２を信頼度指標として出力する(ステップＳ８)。またステップＳ７で、第２のアンテナ２ａの精度指標２も閾値ｓ以上であれば、測位結果を出力せず、測位精度が得られなかったことを示す利用可否フラグ３を信頼度指標として出力する(ステップＳ９)。従ってこの例では、利用可否フラグ３の場合は測位結果が使用されない。
以上の処理は予め設定された周期で繰り返される。

出力信号生成部４０２は、判定部４０１からの最終測位結果および利用可否フラグに従ってＨＩ５を駆動制御させるための出力信号である測位情報を生成し、ＨＩ５へ出力する。

ＨＩ５では、出力信号生成部４０２からの測位情報に従って表示や音によるアナウンスを行う。この際ＨＩ５は、それぞれのアンテナの位置を考慮した処置を行う。

図５にＨＩ５での表示例を示す。
例えば測位情報の最終測位結果の位置を、利用可否フラグのランクに従って異なる形の記号(例えば二重丸、一重丸、△、□、…)で示す。
または、利用可否フラグのランクを、ランクに従った数のランプ(ＬＥＤ)を点灯させる(例えば、ランクが精度が高い程多くのランプを点灯させる)。またはランクに従って異なる色(青、緑、黄、赤、…)のＬＥＤを点灯させる。または１つのＬＥＤを色を変えて点灯させて示す。

この発明の測位装置を適当するアプリケーションに関し、例えば、現在は方路単位で行われているカーナビゲーションシステムにおいて、車線毎のナビゲーションを行おうとすると車両のいる車線を判別する必要がある。車線幅を３ｍとすると、その半分の１．５ｍ以下の精度で位置を特定する必要がある。そこで、判定閾値による判定精度を１．５ｍと設定することで車線判別が可能になる。

実用化の際には安全率を考えて例えば、３ｓ＝１．５ｍ(一般的には３σ＝１．５ｍで示されている)とし、上記判定閾値ｓを５０ｃｍ以下に設定する。トレインナビゲーションシステムでも隣接する路線(例えば複線の場合の上りと下りの間の幅)から同様に上記判定閾値ｓが設定できる。
この判定精度を利用し、例えばカーナビゲーションシステムにおいて、上記フラグ１−３とは別に又は上記フラグ１−３に加えて、車線判別可能な精度が得られているときは(利用可否フラグＣ)、車線毎のナビゲーションが可能であるとして、図５のＬＥＤ１を青点灯とし、必要な精度が得られていない場合は従来どおり方路毎のナビゲーションとしてＬＥＤ１を赤点灯に切替え、ユーザーに通知することでシステムを運用することができる。
この場合は、精度指標＜ｓの条件を満たしている図４のステップＳ５，Ｓ６，Ｓ４，Ｓ８において利用可否フラグＣを出力する。

第１および第２の測位演算装置１ｂ，２ｂにおける測位結果と精度指標を求めるＧＰＳ衛星を使用した測位方法としては、例えば、単独測位、ＤＧＰＳ(Differential GPS：相対測位方式)、ＲＴＫ測位(Real Time Kinematic GPS：干渉測位方式)等がある。

単独測位は、ＧＰＳ衛星からのＬ１Ｃ／Ａコードにより、上述のアンテナを設けた測位演算装置に相当する、ＧＰＳ受信機にて算出する疑似距離を用いて測位計算を行う。ＧＰＳ受信機にて算出される疑似距離は、「Ｃ／Ａコードの観測により得られたＧＰＳ衛星からの電波の伝搬時間」×「光速」によって得られる。ＧＰＳ衛星の位置はＧＰＳ衛星からの軌道情報からＧＰＳ受信機で求める。そして位置を求めた複数のＧＰＳ衛星と、アンテナとのそれぞれの擬似距離からアンテナの位置が得られる。この際、測位計算にカルマンフィルタ用いるが、カルマンフィルタにより測位位置を得た際の誤差共分散が上述の精度指標として使用される。

しかしながら実際の光速は電離層や対流圏により遅延し、真空中の光速とは異なることから、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機すなわちアンテナの真の距離より疑似距離は大きな値となって算出される。そこで、座標値(地球上の位置)が既知の基準局を用いられる。基準局では疑似距離を算出し、真の距離(軌道情報に基づき計算により算出されるＧＰＳ衛星の座標と既知である基準局の座標から算出)と疑似距離の差を算出する。そしてこの差を補正情報として用いることで、電離層、対流圏遅延による誤差を除くことができる。これが一般的にＤＧＰＳと呼ばれる手法である。

これに対して、Ｃ／ＡコードだけではなくＧＰＳ衛星からの電波の搬送波の位相情報を用いることでセンチメータ級の高精度測位を行うのがＲＴＫである。ＲＴＫにおいてはＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機すなわちアンテナの距離をＮ×λ＋θとし、この波数または整数値バイアスと呼ばれるＮを求めることで、高精度な測位を可能とするものである。ここでλは搬送波の波長でありθはＧＰＳ受信機で観測可能な搬送波の位相である。

ＲＴＫにおいては、このＮが整数解として定まった状態をＦＩＸと呼び、このときの測位結果をＦＩＸ解と呼ぶ。また、Ｎが整数に定まっていない状態をＦＬＯＡＴと呼び、その際の測位結果をＦＬＯＡＴ解とする。
ＦＩＸ解はセンチメータ精度であるのに対して、ＦＬＯＡＴ解は数十センチから数メータの精度となる。

ＦＬＯＡＴ解の活用
一般的にはＲＴＫを利用する場合はＦＩＸ解のみを採用し、ＦＬＯＡＴ解は使用しないことが多い。しかし、その場合はＦＩＸ解が得られない場合は解なしとなり、測位率(測位結果利用率)が低くなってしまう。
アプリケーションによっては、数十センチの測位精度で十分な用途も考えられるため、上述のようなこの発明による、精度指標の閾値との比較、およびアンテナ間距離の測定値と真値との比較、を行うことにより、ＦＩＸ解のみならずＦＬＯＡＴ解も含めて精度を判定することで、測位率(測位結果利用率)を高めることができる。
すなわちＦＩＸ解およびＦＬＯＡＴ解に無関係に、カルマンフィルタでの測位計算時に得られた誤差共分散を精度指標とし、精度指標を閾値と比較して精度を判定して、測位結果を利用するか否かを判断することで、測位率(測位結果利用率)を高めることができる。

なお、単独測位と同様に、ＤＧＰＳ、ＲＴＫ測位においても、カルマンフィルタによる測位計算の際に、誤差共分散が求められる。そしてこの誤差共分散が上述の精度指標として使用される。

以上のように測位装置を構成することで、
(１) ２つのアンテナの測位演算時に求められる精度指標(例えばカルマンフィルタで得られた誤差共分散等)に閾値を定めて精度を判定する(第１の判定)、
(２) ２つのアンテナのそれぞれの測位を行い、２つのアンテナの距離を測位結果から求め、測定距離と真の距離との差を閾値を定めて精度を判定する(第２の判定)
ことにより、測位結果と共にその測位結果の精度を出力し、また精度の低い測位結果は出力しない等として、アプリケーションにて必要な精度が確保されていると判定された測位結果を利用することができる。
これにより、
・ＦＩＸ解等の高精度の測位結果のみを利用した場合より測位結果の利用率が向上する
・ミスＦＩＸ等の測定誤りが発生した場合にもこれを除去することが可能
となる。また、上記(１)と(２)を併用することにより、従来起こり得た、測位精度が悪い場合に偶然、(２)において閾値未満と判定されるような場合にも、(１)により除外することができる。

なお、上記判定部４０１からの最終精度指標および利用可否フラグ(信頼度指標)の出力については、測位装置が適当されるアプリケーションに合わせて出力を行えばよく、上述の例に限定されない。例えば、必要に応じて図４のステップＳ９において精度の悪い最終測位結果を出力してもよい。また出力信号生成部４０２も、アプリケーションに合わせて測位情報を生成してＨＩ５に出力するようにしてもよい。

実施の形態２．
この発明による測位装置および測位方法では、アンテナの数は２つに限らず複数のアンテナを設けた場合にも適用可能である。そこで３つのアンテナを設けた場合の例を以下に説明する。

図６はこの発明の実施の形態２による測位装置の構成を示す図である。図７は図６のアンテナの配置例を示す図である。図６はＧＰＳ衛星からの信号を受信するアンテナを３つ設けた場合の構成を示す。第１のアンテナ１ａ，第２のアンテナ２ａ，第３のアンテナ３ａは図７に示すように、車体の剛体１００上に予め設定された距離の間隔をあけて固定されている。

第１のアンテナ１ａと第２のアンテナ２ａの間を距離ａ１２、第２のアンテナ２ａと第３のアンテナ３ａの間を距離ａ２３、第１のアンテナ１ａと第３のアンテナ３ａの間を距離ａ１３とする。なお図７では３つのアンテナンが二等辺三角形の各頂点に位置するように設置されているが、アンテナ間の距離に制限はなく、３つの距離が同じでも、それぞれ異なっていてもよい。

第１，第２，第３のアンテナ１ａ，２，ａ３からのＲＦ信号は第１，第２，第３の測位演算装置１ｂ，２ｂ，３ｂでそれぞれ測位計算を実施し、さらにそれぞれの測位結果が判定装置４に入力される。第１，第２，第３の測位演算装置１ｂ，２ｂ，３ｂからの測位結果は判定装置４へ入力される際にそれぞれＩ／Ｆ４ｄ，４ｅ，４ｇを介して入力される。

図８は図６の測位演算装置および判定装置の機能ブロック図である。第３の測位演算装置３ｂでも他の測位演算部と同様に、第３のアンテナ３ａで受信された信号に従って、複数のＧＰＳ衛星と第３のアンテナ３ａとのそれぞれの距離に従って、第３のアンテナ３ａの位置を示す測位結果３と、この測位結果３の精度指標３が求められる。

図９および図１０には図８の判定部４０１における動作フローチャートを示す。各記号は以下のものを示す。
ｓ：精度指標の予め設定された判定閾値、但し精度指標は値が小さい程、精度が高い
ｂｘｙ：ｂ＝|測位結果ｘ−測位結果ｙ|、すなわち、第ｘのアンテナｘａと第ｙのアンテナｙａとの距離を測位結果ｘと測位結果ｙから求めた測定距離
ｃｘｙ：第ｘのアンテナｘａと第ｙのアンテナｙａとの実際の距離ａｘｙと上記ｂｘｙとの差の判定閾値
なお、ｓ，ｂｘｙは上記実施の形態と同様に、測位を適用するカーナビゲーションシステム、トレインナビゲーションシステム等のアプリケーションに従って適当な値を設定する。

判定部４０１では、第１、第２、第３のアンテナ１ａ，２ａ，３ａの精度指標１，２，３が共に閾値ｓ未満、すなわち閾値より精度が高い場合(図９のステップＳ１)、図１０へ移る。図１０において、第１と第２のアンテナ１ａ，２ａ、第２と第３のアンテナ２ａ，３ａ、第１と第３のアンテナ１ａ，３ａ、の３つのそれぞれのアンテナ対において、測定距離(ｂ１２，ｂ２３，ｂ１３)と実際の距離(ａ１２，ａ２３，ａ１３)の差が，それぞれのアンテナ対の間の閾値(ｃ１２，ｃ２３，ｃ１３)より小さい、すなわち閾値より精度が高ければ(ステップＳ５１)、測位結果１，２，３を最終測位結果として出力すると共に、信頼度指標として所望の測位精度が確保できていることを示す利用可否フラグ１を出力する(ステップＳ５２)。

また上記３つのアンテナ対のうちの１つのアンテナ対で測定距離と実際の距離の差が閾値以上であれば(ステップＳ５３，Ｓ５５，Ｓ５７)、ペアのアンテナとの測定距離と実際の距離の差が全て閾値未満のアンテナの測位結果を最終測位結果として出力すると共に、信頼度指標として所望の測位精度が確保できていることを示す利用可否フラグ１を出力する(ステップＳ５４，Ｓ５６，Ｓ５８)。

また上記３つのアンテナ対のうちの２つのアンテナ対で測定距離と実際の距離の差が閾値以上であれば(ステップＳ５９，Ｓ６１，Ｓ６３)、ペアのアンテナとの測定距離と実際の距離の差が閾値未満のアンテナ対のそれぞれの測位結果を最終測位結果として出力すると共に、信頼度指標として測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグ２を出力する(ステップＳ６０，Ｓ６２，Ｓ６４)。

また上記３つのアンテナ対の全てのアンテナ対で測定距離と実際の距離の差が閾値以上であれば(ステップＳ６５)、全てのアンテナ測位結果を最終測位結果として出力すると共に、信頼度指標として測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグ２を出力する(ステップＳ６６)。

図９に戻り、上記３つのアンテナ対のうちの２つのアンテナで精度指標が閾値ｓ未満である場合(ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４)、精度指標が閾値ｓ未満であるアンテナ間に関して、測定距離と実際の距離の差が閾値未満であれば(ステップＳ９，Ｓ１２，Ｓ１５)、アンテナ間の測定距離と実際の距離の差が閾値未満のアンテナ対のそれぞれの測位結果を最終測位結果として出力すると共に、信頼度指標として所望の測位精度が確保できていることを示す利用可否フラグ１を出力する(ステップＳ１１，Ｓ１４，Ｓ１７)。
またステップＳ９，Ｓ１２，Ｓ１５において、測定距離と実際の距離の差が閾値以上であれば、アンテナ間の測定距離と実際の距離の差が閾値以上のアンテナ対のそれぞれの測位結果を最終測位結果として出力すると共に、信頼度指標として測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグ２を出力する(ステップＳ１０，Ｓ１３，Ｓ１６)。

上記３つのアンテナ対のうちの１つのアンテナ対のみで精度指標が閾値ｓ未満である場合(ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７)、精度指標が閾値ｓ未満のアンテナの測位結果を最終測位結果として出力すると共に、信頼度指標として測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグ２を出力する(ステップＳ１８，Ｓ１９，Ｓ２０)。

また、全てのアンテナ１ａ，２ａ，３ａの精度指標１，２，３が閾値ｓ以上であれば(ステップＳ８)、測位結果を出力せず、測位精度が得られなかったことを示す利用可否フラグ３を出力する(ステップＳ２１)。従ってこの例では、利用可否フラグ３の場合は測位結果が使用されない。
以上の処理は予め設定された周期で繰り返される。

以上のように測位装置を構成しても同様な効果が得られる。

なお、上記判定部４０１からの最終精度指標および利用可否フラグ(信頼度指標)の出力については、測位装置が適当されるアプリケーションに合わせて出力を行えばよく、上述の例に限定されない。例えば、必要に応じて図９のステップＳ２１において精度の悪い最終測位結果を出力してもよい。また出力信号生成部４０２も、アプリケーションに合わせて測位情報を生成してＨＩ５に出力するようにしてもよい。

また、アンテナの数を４つ以上に増やして、同様にそれぞれのアンテナについて第１の判定により精度指標の精度を判定し、各アンテナ対について第２の判定により測定距離と実際の距離の差の精度(大きさ)を判定し、判定結果に基づき、原則、精度指標の判定基準を満たした測位結果を最終測位結果とすると共に(複数ある場合には平均値としてもよい)、第１および第２の判定結果に従って利用可否フラグ等からなる信頼度指標を生成し、最終測位結果と信頼度指標に従って所望の出力を行えば同様の効果が得られる。
なお、使用するアンテナの数は移動体の大きさや用途に応じて選択するのが望ましい。

産業上の利用の可能性

この発明による測位装置および測位方法は種々の分野の測位に利用可能である。

１ａ，２ａ，３ａアンテナ、１ｂ，２ｂ，３ｂ測位演算装置、４判定装置、４ａＣＰＵ、４ｂＲＡＭ、４ｃＲＯＭ、４ｄ−４ｇインターフェース(Ｉ／Ｆ)、５ヒューマンインターフェース(ＨＩ)、１００剛体、４０１判定部、４０２出力信号生成部。

Claims

ＧＰＳ衛星からの信号を受信する複数のアンテナと、
前記アンテナ毎に測位を行い、アンテナの位置を示す測位結果と前記測位結果の精度を示す精度指標とを求める測位演算装置と、
判定装置であって、
前記複数のアンテナのうちの２つのアンテナのそれぞれの前記精度指標が、第１の閾値より精度が高いことを判定する第１の判定と、前記２つのアンテナの測位結果の差に従ったアンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が、第２の閾値より小さいことを判定する第２の判定と、を行い、前記第１及び第２の判定の結果に従って最終測位結果および信頼度指標となる利用可否フラグを求める判定部と、
前記最終測位結果と利用可否フラグに従って、結果を知らせるヒューマンインターフェースを制御する測位情報を生成する出力信号生成部と、
を含むものと、
を備え、
前記判定部は、
前記第１の判定で２つ以上のアンテナが前記第１の閾値より精度が高いと判定された時に、
前記第２の判定で複数のアンテナに対して前記アンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が第２の閾値より小さければ、前記最終測位結果の利用可を示す利用可否フラグを生成して、前記第１の閾値より精度が高く、前記第２の閾値より測定距離と既知の距離の差が小さいと判定されたアンテナの前記測位結果と共に出力し、
前記第２の判定で前記アンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が第２の閾値以上のアンテナがあれば、測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグを生成して、前記第１の閾値より精度が高く、測定距離と既知の距離の差が前記第２の閾値以上と判定されたアンテナの前記測位結果と共に出力し、
前記第１の判定で前記第１の閾値より精度が高いと判定されたアンテナがない時に、測位結果を出力せず、測位精度が得られなかったことを示す利用可否フラグを出力する測位装置。
前記判定部は、
前記第２の判定で前記アンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が第２の閾値以上のアンテナがあれば、測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグを生成して、前記第１の閾値より精度が高く、互いに前記第２の閾値より測定距離と既知の距離の差が小さいと判定されたアンテナの前記測位結果と共に出力する、請求項１に記載の測位装置。
前記判定部は、
前記第１の判定で前記第１の閾値より精度が高いと判定されたアンテナが１つの時に、測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグを生成して、前記第１の閾値より精度が高いと判定されたアンテナの前記測位結果と共に出力する、請求項１または２に記載の測位装置。
前記測位演算装置は、ＧＰＳ衛星を使用した測位として、単独測位、ＤＧＰＳ、ＲＴＫ測位のいずれか１つの測位を行い、前記精度指標が前記測位におけるカルマンフィルタで求められた誤差共分散である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の測位装置。
前記測位情報に従って表示、または音によるアナウンスを行う前記ヒューマンインターフェースをさらに備えた請求項１から４までのいずれか１項に記載の測位装置。
前記測位演算装置がＲＴＫ測位を行い、ＦＩＸ解およびＦＬＯＡＴ解を含めて前記精度指標を求める、請求項１から５までのいずれか１項に記載の測位装置。
ＧＰＳ衛星からの信号を受信する複数のアンテナの、前記アンテナ毎に測位を行い、アンテナの位置を示す測位結果と前記測位結果の精度を示す精度指標とを求める工程と、
前記複数のアンテナのうちの２つのアンテナのそれぞれの前記精度指標が、第１の閾値より精度が高いことを判定する第１の判定と、前記２つのアンテナの測位結果の差に従ったアンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が、第２の閾値より小さいことを判定する第２の判定と、を行い、前記第１及び第２の判定の結果に従って最終測位結果および信頼度指標となる利用可否フラグを求める工程と、
前記最終測位結果と利用可否フラグに従って、結果を知らせるヒューマンインターフェースを制御する測位情報を生成する工程と、
を備え、
前記利用可否フラグを求める工程において、
前記第１の判定で２つ以上のアンテナが前記第１の閾値より精度が高いと判定された時に、
前記第２の判定で複数のアンテナに対して前記アンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が第２の閾値より小さければ、前記最終測位結果の利用可を示す利用可否フラグを生成して、前記第１の閾値より精度が高く、前記第２の閾値より測定距離と既知の距離の差が小さいと判定されたアンテナの前記測位結果と共に出力し、
前記第２の判定で前記アンテナ間の測定距離とアンテナ間の既知の距離との差が第２の閾値以上のアンテナがあれば、測位精度が十分に確保できていることは保証できない参考値であることを示す利用可否フラグを生成して、前記第１の閾値より精度が高く、測定距離と既知の距離の差が前記第２の閾値以上と判定されたアンテナの前記測位結果と共に出力し、
前記第１の判定で前記第１の閾値より精度が高いと判定されたアンテナがない時に、測位結果を出力せず、測位精度が得られなかったことを示す利用可否フラグを出力する測位方法。