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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- JP
- Japan
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- satellites
- calculation
- 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
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- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
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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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