JPH0334034B2 - - Google Patents
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- JPH0334034B2 JPH0334034B2 JP25748384A JP25748384A JPH0334034B2 JP H0334034 B2 JPH0334034 B2 JP H0334034B2 JP 25748384 A JP25748384 A JP 25748384A JP 25748384 A JP25748384 A JP 25748384A JP H0334034 B2 JPH0334034 B2 JP H0334034B2
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- Japan
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- satellites
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- vehicle
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- satellite
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 42
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
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
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Navigation (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、グローバルポジシヨンニグシステ
ム(以下、GPSと略称する)を用いた車両用位
置計測装置に関する。
ム(以下、GPSと略称する)を用いた車両用位
置計測装置に関する。
近年、GPSを利用した位置計測装置が活用さ
れるようになつてきた。
れるようになつてきた。
GPSは、各衛星の3次元位置を情報とする航
法データを所定タイミングの電波に乗せて発信す
る衛星と、これら衛星からの電波を受信するアン
テナと、内蔵時計を用いて所定タイミングで受信
された複数衛星からの航法データを解析し、位置
を演算する演算装置等からなる。そして、上記航
法データから得られる衛星位置情報、及び、前記
の電波の所定タイミングの受信に基づく伝播遅延
時間の計測情報を利用して多元連立方程式を立て
位置座標を求めるようにしている。
法データを所定タイミングの電波に乗せて発信す
る衛星と、これら衛星からの電波を受信するアン
テナと、内蔵時計を用いて所定タイミングで受信
された複数衛星からの航法データを解析し、位置
を演算する演算装置等からなる。そして、上記航
法データから得られる衛星位置情報、及び、前記
の電波の所定タイミングの受信に基づく伝播遅延
時間の計測情報を利用して多元連立方程式を立て
位置座標を求めるようにしている。
ところで、上記の多元連立方程式は、例えば位
置を3次元に求めようとした場合、3次元位置に
関する3つの未知数に前記内蔵時計の原子時計に
対するずれ(以下オフセツトタイムと呼ぶ)の1
つの未知数を加えて4つの未知数に対して立てね
ばならず、この場合受信可能の衛星数は4以上必
要である。又、例えば位置を2次元的に求めよう
とした場合、上記の理由で未知数は3となり受信
可能の衛星数は3以上必要であつた(電子通信学
会技術研究報告SANE84−11「GPS受信機の開発
と測定実験結果」参照)。
置を3次元に求めようとした場合、3次元位置に
関する3つの未知数に前記内蔵時計の原子時計に
対するずれ(以下オフセツトタイムと呼ぶ)の1
つの未知数を加えて4つの未知数に対して立てね
ばならず、この場合受信可能の衛星数は4以上必
要である。又、例えば位置を2次元的に求めよう
とした場合、上記の理由で未知数は3となり受信
可能の衛星数は3以上必要であつた(電子通信学
会技術研究報告SANE84−11「GPS受信機の開発
と測定実験結果」参照)。
しかしながら、GPSに利用できる衛星数には
限りがあり(現状では6個)、特定地域において
観測できる衛星数は3以下であることがしばしば
であり、従来よりのGPSによる計測装置にあつ
ては、このような場合、上記の3次元的位置計測
が不可能となるという問題があつた。
限りがあり(現状では6個)、特定地域において
観測できる衛星数は3以下であることがしばしば
であり、従来よりのGPSによる計測装置にあつ
ては、このような場合、上記の3次元的位置計測
が不可能となるという問題があつた。
このような場合としては、時間帯により観測可
能の衛星数が減少する場合の他、特に車両に搭載
して市街地や山間地を走行するような場合にビル
や山の影となつて衛星よりの電波を受けることが
できなくなるような場合がある。
能の衛星数が減少する場合の他、特に車両に搭載
して市街地や山間地を走行するような場合にビル
や山の影となつて衛星よりの電波を受けることが
できなくなるような場合がある。
この発明は上記問題点を改善し、所定数の衛星
を用いて所定の演算方式で車両の位置を求めるに
際し、観測される衛星数が所定数より1だけ少な
くとも、精度良く、略同一の演算方式で前記車両
の位置を求めることのできる車両用位置計測装置
を提供することを目的とする。
を用いて所定の演算方式で車両の位置を求めるに
際し、観測される衛星数が所定数より1だけ少な
くとも、精度良く、略同一の演算方式で前記車両
の位置を求めることのできる車両用位置計測装置
を提供することを目的とする。
上記目的を達成するためのこの発明は、第1図
に示したように、複数の衛星から航法データを受
信する受信手段1と、該受信手段1の受信結果か
ら受信可能の衛星数を知り衛星の数が所定の演算
を行うに足りるか否かを判別する衛星数判別手段
3と、該衛星数判別手段3で検出された衛星数が
所定の演算を行うに足りると判別したとき前記受
信手段1から所定数の衛星からの航法データを受
け車両の位置を所定の演算方式で演算する第1演
算手段5と、該第1演算手段5が演算した前記車
両位置の少なくとも地球中心から車両位置までの
距離(以下高さ位置データと称す)を記憶する高
さ位置データ記憶手段7と、前記衛星数判別手段
3が前記所定の演算を行うには衛星数が1個不足
すると判別したとき前記高さ位置データ記憶手段
7から高さ位置データを受けると共に前記受信手
段1から前記所定数より1個少ない衛星から航法
データを受け前記高さ位置データを一定値として
前記所定の演算方式に略従つて前記車両の位置を
演算する第2演算手段9と、前記第1演算手段5
及び前記第2演算手段9で求めた車両位置を適宜
出力する出力手段11とを具備して成る車両用位
置計測装置である。
に示したように、複数の衛星から航法データを受
信する受信手段1と、該受信手段1の受信結果か
ら受信可能の衛星数を知り衛星の数が所定の演算
を行うに足りるか否かを判別する衛星数判別手段
3と、該衛星数判別手段3で検出された衛星数が
所定の演算を行うに足りると判別したとき前記受
信手段1から所定数の衛星からの航法データを受
け車両の位置を所定の演算方式で演算する第1演
算手段5と、該第1演算手段5が演算した前記車
両位置の少なくとも地球中心から車両位置までの
距離(以下高さ位置データと称す)を記憶する高
さ位置データ記憶手段7と、前記衛星数判別手段
3が前記所定の演算を行うには衛星数が1個不足
すると判別したとき前記高さ位置データ記憶手段
7から高さ位置データを受けると共に前記受信手
段1から前記所定数より1個少ない衛星から航法
データを受け前記高さ位置データを一定値として
前記所定の演算方式に略従つて前記車両の位置を
演算する第2演算手段9と、前記第1演算手段5
及び前記第2演算手段9で求めた車両位置を適宜
出力する出力手段11とを具備して成る車両用位
置計測装置である。
以下、この発明の実施例を説明する。
第2図に経路誘導装置と組み合わされて用いら
れる車両用位置計測装置のブロツク図を示した。
れる車両用位置計測装置のブロツク図を示した。
13は衛星からの信号を受信するアンテナ、1
5は高周波増幅を行うRFフロントエンド、17
は中間周波を増幅するIFアンプである。19は
4つのチヤンネルCH1、CH2、CH3、CH4を有
する航法データ検出部であり、各チヤンネルはそ
の内部にスペクトラム逆拡散を行う復調回路2
1、ローパスフイルタ23、PN発生器25、同
期回路27、そして航法データ検出回路29をそ
れぞれ備えている。31はメインコンピユター、
33は経路誘導装置を示す。
5は高周波増幅を行うRFフロントエンド、17
は中間周波を増幅するIFアンプである。19は
4つのチヤンネルCH1、CH2、CH3、CH4を有
する航法データ検出部であり、各チヤンネルはそ
の内部にスペクトラム逆拡散を行う復調回路2
1、ローパスフイルタ23、PN発生器25、同
期回路27、そして航法データ検出回路29をそ
れぞれ備えている。31はメインコンピユター、
33は経路誘導装置を示す。
第1図と第2図を対照するに、受信手段1は、
アンテナ13、RFフロントエンド15、IFアン
プ17、そして航法データ検出装置19とで形成
され、衛星数判別手段3、第1及び第2の演算手
段5,9、並びに高さ位置データ記憶手段7はい
ずれもメインコンピユータ31内に形成される。
演算結果の出力手段11は、メインコンピユータ
の記憶装置を適具に利用しつつ、演算結果を経路
誘導装置33に提供するインタフエイスであり、
第2図には直接図示していない。第2図におい
て、各チヤンネルCH1〜CH4は各衛星からの電
波を独自に受け各航法データを検出する。検出さ
れた航法データはメインコンピユータ31で解
析、演算され、車両位置が求められることにな
る。
アンテナ13、RFフロントエンド15、IFアン
プ17、そして航法データ検出装置19とで形成
され、衛星数判別手段3、第1及び第2の演算手
段5,9、並びに高さ位置データ記憶手段7はい
ずれもメインコンピユータ31内に形成される。
演算結果の出力手段11は、メインコンピユータ
の記憶装置を適具に利用しつつ、演算結果を経路
誘導装置33に提供するインタフエイスであり、
第2図には直接図示していない。第2図におい
て、各チヤンネルCH1〜CH4は各衛星からの電
波を独自に受け各航法データを検出する。検出さ
れた航法データはメインコンピユータ31で解
析、演算され、車両位置が求められることにな
る。
第3図に収束演算方式による演算処理のフロー
チヤートを示した。これらの処理はメインコンピ
ユータ31内で行われる。
チヤートを示した。これらの処理はメインコンピ
ユータ31内で行われる。
演算開始に先立つて、ステツプ303で初期値
を設定する、初期値は車両の現在位置の推測値
x′、y′、z′及びオフセツトタイムの推測値Δtu′で
ある。オフセツトタイムとは内蔵時計の絶対時間
(原子時計)に対する誤差である。現在位置の推
測値としては、車両停止時の前の位置データをそ
のまま利用することができる。即ち、車両停止
時、イグニツシヨンスイツチを切る時の車両位置
をメインコンピユータ31の記憶装置に記憶して
おき、この記憶している位置データを、次の車両
走行開始時にそのまま利用することができる。手
動入力も可能であることは勿論である。
を設定する、初期値は車両の現在位置の推測値
x′、y′、z′及びオフセツトタイムの推測値Δtu′で
ある。オフセツトタイムとは内蔵時計の絶対時間
(原子時計)に対する誤差である。現在位置の推
測値としては、車両停止時の前の位置データをそ
のまま利用することができる。即ち、車両停止
時、イグニツシヨンスイツチを切る時の車両位置
をメインコンピユータ31の記憶装置に記憶して
おき、この記憶している位置データを、次の車両
走行開始時にそのまま利用することができる。手
動入力も可能であることは勿論である。
ステツプ305で衛星数の判断を行う。本例に
おいては4個の衛星を用いて3次元位置を求める
ことを基準とし、ここでは観測可能の衛星数が4
個であるか、又はそれより1だけ少ない3個であ
るかが判別される。4個である場合にはステツプ
311に移り、3個であればステツプ307を介
してステツプ309へ移る。
おいては4個の衛星を用いて3次元位置を求める
ことを基準とし、ここでは観測可能の衛星数が4
個であるか、又はそれより1だけ少ない3個であ
るかが判別される。4個である場合にはステツプ
311に移り、3個であればステツプ307を介
してステツプ309へ移る。
ステツプ311は第1図に示した第1演算手段
5による演算が行われる。ここでは、収束演算方
式による推測位置の誤差が演算されこの誤差はス
テツプ313で評価される。
5による演算が行われる。ここでは、収束演算方
式による推測位置の誤差が演算されこの誤差はス
テツプ313で評価される。
ステツプ307は高さ位置データを援用する処
理である。ここで車両とは通常地球の表面を走行
するものであり、地球走行による変位置に比べ、
高さ位置の変位置が少ないため、高さ位置データ
を援用しても大きな誤差を生じないものである。
理である。ここで車両とは通常地球の表面を走行
するものであり、地球走行による変位置に比べ、
高さ位置の変位置が少ないため、高さ位置データ
を援用しても大きな誤差を生じないものである。
ステツプ311の第1演算手段の処理は4個の
衛星からの情報に基づく4元連立方程式を基準と
するのに対し、ステツプ309の第2演算手段の
処理は3個の衛生からの情報に基づく3個の方程
式に加えて高さ位置データhが固定である情報、
即わち、方程式 x2+y2+z2=h が追加されて上記の4元連立方程式とされる点の
みが異なる。なお、ここでは直角座標でXYZで
演算されることとしているが、地球中心を中点と
する球座標R、θ、ψ(θは経度、ψは緯度に相
当)で演算する場合には、第2演算手段におい
て、R=hとして演算されることになる。
衛星からの情報に基づく4元連立方程式を基準と
するのに対し、ステツプ309の第2演算手段の
処理は3個の衛生からの情報に基づく3個の方程
式に加えて高さ位置データhが固定である情報、
即わち、方程式 x2+y2+z2=h が追加されて上記の4元連立方程式とされる点の
みが異なる。なお、ここでは直角座標でXYZで
演算されることとしているが、地球中心を中点と
する球座標R、θ、ψ(θは経度、ψは緯度に相
当)で演算する場合には、第2演算手段におい
て、R=hとして演算されることになる。
ステツプ313で評価関数による評価が行なわ
れる。これは、前記推測位置x′、y′、z′が実際位
置に対してどれだけずれているかを評価するもの
である。
れる。これは、前記推測位置x′、y′、z′が実際位
置に対してどれだけずれているかを評価するもの
である。
ステツプ315で収束判別を行う。即ち、ステ
ツプ313における評価結果が良好、即ち、推測
位置が実際位置と大きくずれていない場合にはス
テツプ319へ移る。又、ステツプ313におけ
る評価結果が不良、即ち、推測位置が実際位置と
大きくずれている場合にはステツプ317へ移
る。
ツプ313における評価結果が良好、即ち、推測
位置が実際位置と大きくずれていない場合にはス
テツプ319へ移る。又、ステツプ313におけ
る評価結果が不良、即ち、推測位置が実際位置と
大きくずれている場合にはステツプ317へ移
る。
ステツプ317では推測位置x′、y′、z′及び推
測オフセツトタイムΔtu′を選定し直し、双度、上
記ステツプ305へ返すもので、ステツプ305
からステツプ313にかけての処理はステツプ3
05で収束状況が良好であると判別されるまで繰
返し行われる。
測オフセツトタイムΔtu′を選定し直し、双度、上
記ステツプ305へ返すもので、ステツプ305
からステツプ313にかけての処理はステツプ3
05で収束状況が良好であると判別されるまで繰
返し行われる。
ステツプ315で収束状況が良好であると判別
された場合にはステツプ319へ移り、ここで車
両の現在位置xyz及び時計のオフセツトタイム
Δtuが決定され、ステツプ321で終了する。
された場合にはステツプ319へ移り、ここで車
両の現在位置xyz及び時計のオフセツトタイム
Δtuが決定され、ステツプ321で終了する。
以上の処理による演算結果(車両位置xyz)は
第1図に示した出力手段11から第2図に示した
経路誘導装置33へ出力され、経路誘導装置33
においてその位置が表示されたり、その他の処理
に用いられたりする。なお、演算結果による高さ
位置データhは第1図に示した位置データ記憶手
段に保存されるが、第1換算手段で演算されたこ
とを判別して、この場合にのみ前の値を更新する
ようにしても良いが、第1演算手段で演算された
か、或いは第2演算手段で演算されたかを問わず
前の位置データを更新して記憶するようにしても
良い。又、車両に高度形を設けて、高度位置デー
タの補正を行なう事も考えられる。
第1図に示した出力手段11から第2図に示した
経路誘導装置33へ出力され、経路誘導装置33
においてその位置が表示されたり、その他の処理
に用いられたりする。なお、演算結果による高さ
位置データhは第1図に示した位置データ記憶手
段に保存されるが、第1換算手段で演算されたこ
とを判別して、この場合にのみ前の値を更新する
ようにしても良いが、第1演算手段で演算された
か、或いは第2演算手段で演算されたかを問わず
前の位置データを更新して記憶するようにしても
良い。又、車両に高度形を設けて、高度位置デー
タの補正を行なう事も考えられる。
なお、上記の実施例においてはオフセツトタイ
ムΔtuを未知数としたが高精度な時計を用いる等
によりこのオフセツトタイムを少なくするか、又
はオフセツトタイムも前回の測定値を援用する。
ムΔtuを未知数としたが高精度な時計を用いる等
によりこのオフセツトタイムを少なくするか、又
はオフセツトタイムも前回の測定値を援用する。
或いは、考慮しなくとも良いようにした場合に
は3次元演算においても3個の衛星が観測できれ
ばよいことになる。従つて、このような場合に
は、第3図フローチヤートのステツプ305の判
断において、4個を3個に、3個を2個に判別す
れば良いことになる。
は3次元演算においても3個の衛星が観測できれ
ばよいことになる。従つて、このような場合に
は、第3図フローチヤートのステツプ305の判
断において、4個を3個に、3個を2個に判別す
れば良いことになる。
以上説明したこの発明によれば、所定の数の衛
星を用いて所定の演算方式で車両位置を求めるに
際し、観測される衛星数が前記所定数より1だけ
少なくとも、精度良く、略同一の演算方式で前記
車両の位置を求めることのできる車両位置計測装
置を提供することができる。
星を用いて所定の演算方式で車両位置を求めるに
際し、観測される衛星数が前記所定数より1だけ
少なくとも、精度良く、略同一の演算方式で前記
車両の位置を求めることのできる車両位置計測装
置を提供することができる。
第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図及
び第3図はこの発明の実施例を示し、第2図は車
両位置計測装置のブロツク図、第3図はマイクロ
コンピユータで行われる演算処理のフローチヤー
トである。 1……受信手段、3……衛星数判別手段、5…
…第1演算手段、7……高さ位置データ記憶手
段、9……第2演算手段、11……出力手段、1
9……航法データ検出装置、31……メインコン
ピユータ、33……経路誘導装置。
び第3図はこの発明の実施例を示し、第2図は車
両位置計測装置のブロツク図、第3図はマイクロ
コンピユータで行われる演算処理のフローチヤー
トである。 1……受信手段、3……衛星数判別手段、5…
…第1演算手段、7……高さ位置データ記憶手
段、9……第2演算手段、11……出力手段、1
9……航法データ検出装置、31……メインコン
ピユータ、33……経路誘導装置。
Claims (1)
- 1 複数の衛星から航法データを受信する受信手
段と、該受信手段の受信結果から受信可能の衛星
数を知り衛星の数が所定の演算を行うに足りるか
否かを判別する衛星数判別手段と、該衛星数判別
手段で検出された衛星数が所定の演算を行うに足
りると判別したとき前記受信手段から所定数の衛
星からの航法データを受け車両の位置を所定の演
算方式で演算する第1演算手段と、該第1演算手
段が演算した前記車両位置の少なくとも高さ位置
データを記憶する高さ位置データ記憶手段と、前
記衛星数判別手段が前記所定の演算を行うには衛
星数が一個不足すると判別したとき前記高さ位置
データ記憶手段から高さ位置データを受けると共
に前記受信手段から前記所定数より一個少ない衛
星からの航法データを受け前記高さ位置データを
利用して前記所定の演算方式に略従つて前記車両
の位置を演算する第2演算手段と、前記第1演算
手段及び前記第2演算手段で求めた車両位置を適
宜出力する出力手段とを具備して成る車両用位置
計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25748384A JPS61137086A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 車両用位置計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25748384A JPS61137086A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 車両用位置計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61137086A JPS61137086A (ja) | 1986-06-24 |
JPH0334034B2 true JPH0334034B2 (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=17306921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25748384A Granted JPS61137086A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 車両用位置計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61137086A (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0766051B2 (ja) * | 1985-02-27 | 1995-07-19 | 日本無線株式会社 | Gps航法装置 |
JPS62285084A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-10 | Japan Radio Co Ltd | 衛星航法装置 |
JP2537802B2 (ja) * | 1986-07-07 | 1996-09-25 | 松下電器産業株式会社 | Gps受信機 |
JPS6391584A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | Japan Radio Co Ltd | Gps航法装置 |
JP2661904B2 (ja) * | 1987-01-26 | 1997-10-08 | 三菱電機株式会社 | Gps航法装置 |
JP2945006B2 (ja) * | 1987-01-26 | 1999-09-06 | 三菱電機株式会社 | Gps航法装置 |
JPH0827340B2 (ja) * | 1987-04-09 | 1996-03-21 | 日本無線株式会社 | Gps航法装置 |
US5434574A (en) * | 1993-01-13 | 1995-07-18 | Pioneer Electronic Corporation | System for detecting an altitude of a vehicle dependent on a global positioning system |
-
1984
- 1984-12-07 JP JP25748384A patent/JPS61137086A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61137086A (ja) | 1986-06-24 |
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