JPH08101265A - Failure detection method of satellite for measuring position and position-measurement system - Google Patents
Failure detection method of satellite for measuring position and position-measurement systemInfo
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- JPH08101265A JPH08101265A JP23660594A JP23660594A JPH08101265A JP H08101265 A JPH08101265 A JP H08101265A JP 23660594 A JP23660594 A JP 23660594A JP 23660594 A JP23660594 A JP 23660594A JP H08101265 A JPH08101265 A JP H08101265A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、測位用衛星から送信
される電波を受信して受信点の測位を行う際、測位用衛
星の異常を検知する方法および異常な測位用衛星を用い
ないで測位を行う測位システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention does not use an abnormal positioning satellite and a method of detecting an abnormality of the positioning satellite when positioning the receiving point by receiving radio waves transmitted from the positioning satellite. The present invention relates to a positioning system that performs positioning.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、例えばＧＰＳ（Global Posit
ioning System ）等の測位システムにおいて、受信点の
位置を求める場合に、各測位用衛星から受信点までの距
離を観測するための情報および各測位用衛星の位置を算
出するための情報を各測位用衛星から送信される測位用
信号から抽出して、３次元測位に要する数の測位用衛星
からの測位用信号を用いて、各測位用衛星の位置と各測
位用衛星から受信点までの距離とを求め、これらの各測
位用衛星の位置と各測位用衛星から受信点までの距離と
から受信点の緯度，経度，高さを求めている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, GPS (Global Position
In a positioning system such as an ioning system), when determining the position of the receiving point, information for observing the distance from each positioning satellite to the receiving point and information for calculating the position of each positioning satellite are provided for each positioning. The position of each positioning satellite and the distance from each positioning satellite to the receiving point are extracted from the positioning signals transmitted from the positioning satellites and the positioning signals from the positioning satellites required for three-dimensional positioning are used. And the latitude, longitude, and height of the receiving point are obtained from the position of each positioning satellite and the distance from each positioning satellite to the receiving point.
【０００３】このように各測位用衛星から受信点までの
距離を観測して受信点の位置を正しく求めるためには、
測位に用いる測位用衛星から送信される測位用信号の電
波およびその電波に重畳されている航法メッセージの軌
道情報等のデータが正しくなければならない。そこでＧ
ＰＳにおいては、前記航法メッセージに衛星の健康状態
を表すデータ（ヘルスデータ）を設けておき、受信機が
そのヘルスデータを抽出し、異常な衛星からの測位用信
号は用いないで、健康な衛星からの測位用信号のみを用
いて測位演算を行うようにしている。Thus, in order to accurately obtain the position of the receiving point by observing the distance from each positioning satellite to the receiving point,
Data such as the orbit information of the positioning signal transmitted from the positioning satellite used for positioning and the navigation message superimposed on the signal must be correct. So G
In the PS, the navigation message is provided with data (health data) indicating the health condition of the satellite, the receiver extracts the health data, and the positioning signal from the abnormal satellite is not used. The positioning calculation is performed using only the positioning signal from the.
【０００４】ＧＰＳの衛星制御施設では、モニター局が
各衛星の軌道等を測定し、主制御局が各衛星の軌道値を
計算し、送信局が各衛星に航法メッセージを送信するよ
うに構成していて、モニター局が各衛星の状態（衛星時
計、パワー等）をモニタリングして異常を検知すれば、
主制御局は送信局を介して衛星の異常状態に応じたヘル
スデータを有する航法メッセージを各衛星へ送信（アッ
プロード）するようにしている。また例えば、衛星制御
施設が各衛星の調整（衛星時計の調整等）を行う場合に
も、その調整前に対象とする衛星のヘルスデータを正常
でない状態に書き換えてからその調整作業を開始する。
このことによりＧＰＳ受信機は、衛星のヘルスデータを
参照することによって、調整中の衛星を測位に用いるこ
ともない。In the GPS satellite control facility, the monitor station measures the orbits of each satellite, the main control station calculates the orbital value of each satellite, and the transmitting station transmits the navigation message to each satellite. However, if the monitor station monitors the status of each satellite (satellite clock, power, etc.) and detects an abnormality,
The main control station transmits (uploads) a navigation message having health data according to an abnormal state of the satellite to each satellite via the transmitting station. Further, for example, when the satellite control facility adjusts each satellite (adjustment of the satellite clock, etc.), the adjustment work is started after the health data of the target satellite is rewritten to an abnormal state before the adjustment.
As a result, the GPS receiver does not use the satellite being adjusted for positioning by referring to the satellite health data.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、衛星が
偶発的に故障した場合、上記ヘルスデータによっては直
ちに対応することはできなかった。すなわち、まず上記
偶発的故障の生じた衛星がモニター局のモニタリング可
能な領域に達するまでに時間を要する場合があり、ま
た、モニター局が衛星の異常を検知してから実際に航法
メッセージのヘルスデータを書き換えるまでには一定の
時間を必要とし、さらに、ＧＰＳの場合、衛星のヘルス
データは航法メッセージのエフェメリス（自衛星が発信
する自衛星の詳細な軌道データ）とアルマナック（自衛
星と他衛星のおおまかな軌道データ）にあり、これらの
データを収集し、より新しいデータへ更新するために
は、エフェメリスで３０秒、アルマナックで１２．５分
を必要とし、衛星が故障してから実際にヘルスデータが
書き換えられるまでにはこれらの時間が必要となる。し
たがって、このような過渡時においては故障の生じた異
常な衛星であるにも拘らず、その衛星についてのヘルス
データが正常状態を示すことになり、受信機がその異常
衛星を測位に用いれば、測位結果に大きな誤差が生じ、
しかもその異常な測位が継続することになる。However, if the satellite accidentally fails, it cannot be immediately dealt with by the above health data. That is, it may take some time for the satellite in which the accidental failure occurs to reach the monitorable area of the monitor station, and the health data of the navigation message is actually detected after the monitor station detects the satellite abnormality. It takes a certain amount of time to rewrite, and in the case of GPS, the satellite health data includes the navigation message Ephemeris (detailed orbit data of the satellite from the satellite) and almanac (the satellite and other satellites). Rough orbit data), it takes 30 seconds for ephemeris and 12.5 minutes for almanac to collect these data and update to newer data, and the actual health data after satellite failure It will take these times before is rewritten. Therefore, in such a transient time, despite the abnormal satellite that has failed, the health data for that satellite indicates a normal state, and if the receiver uses the abnormal satellite for positioning, A big error occurs in the positioning result,
Moreover, the abnormal positioning continues.
【０００６】この発明の目的は、測位用衛星の送信する
航法メッセージに含まれるヘルスデータを参照すること
なく、測位用衛星からの測位用信号を基にして各測位用
衛星の異常を速やかに検知する、測位用衛星の異常検知
方法を提供することにある。An object of the present invention is to quickly detect an abnormality of each positioning satellite based on a positioning signal from the positioning satellite without referring to health data contained in a navigation message transmitted by the positioning satellite. It is to provide a method for detecting an abnormality of a positioning satellite.
【０００７】この発明の他の目的は、基地局で異常な測
位用衛星を検知し、これを移動局へ放送することによっ
て、移動局側で異常な測位用衛星を用いないで正しく測
位を行えるようにした測位システムを提供することにあ
る。Another object of the present invention is to detect an abnormal positioning satellite in a base station and broadcast it to a mobile station so that the mobile station can perform accurate positioning without using the abnormal positioning satellite. It is to provide the positioning system which did.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る測位用衛星の異常検知方法は、それぞれ軌道情報が重
畳されている複数の測位用衛星からの測位用信号を受信
し、各測位用衛星の測位用信号が受信点に伝搬するまで
の時間を観測して、各測位用衛星から受信点までの観測
距離を求め、各測位用衛星の前記軌道情報と前記測位用
信号を受信した時刻の情報とから各測位用衛星の位置情
報を求めるとともに、この各測位用衛星の位置情報と既
知である受信点の位置情報とに基づいて、各測位用衛星
から受信点までの計算距離を求め、さらにこの計算距離
と前記観測距離との差を求めて、その差が予め定めたし
きい値を超える測位用信号を送信した測位用衛星を異常
状態と見なすことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a positioning satellite abnormality detection method, which receives positioning signals from a plurality of positioning satellites on which orbit information is superimposed, and receives each positioning signal. The time until the positioning signal of the positioning satellite propagates to the receiving point is observed, the observation distance from each positioning satellite to the receiving point is obtained, and the orbit information and the positioning signal of each positioning satellite are received. The position information of each positioning satellite is obtained from the time information, and the calculated distance from each positioning satellite to the receiving point is calculated based on the position information of each positioning satellite and the known position information of the receiving point. Further, it is characterized in that the difference between the calculated distance and the observed distance is obtained, and the positioning satellite that has transmitted the positioning signal whose difference exceeds a predetermined threshold value is regarded as an abnormal state.
【０００９】請求項２に係る測位用衛星の異常検知方法
は、前記軌道情報を収集した時刻からの時間経過にとも
ない前記しきい値を増大させることを特徴とする。A method for detecting an abnormality of a positioning satellite according to a second aspect is characterized in that the threshold value is increased with the lapse of time from the time when the orbit information was collected.
【００１０】請求項３に係る測位用衛星の異常検知方法
は、請求項１記載のものにおいて、前記軌道情報に含ま
れている軌道情報の更新時刻からの時間経過にともない
前記しきい値を増大させることを特徴とする。A method for detecting an abnormality of a positioning satellite according to a third aspect is the method according to the first aspect, wherein the threshold value is increased with the lapse of time from the update time of the orbit information included in the orbit information. It is characterized by
【００１１】請求項４に係る測位用衛星の異常検知方法
は、それぞれ軌道情報が重畳されている複数の測位用衛
星からの測位用信号を受信し、各測位用衛星の測位用信
号が受信点に伝搬するまでの時間を観測して、各測位用
衛星から受信点までの観測距離を求め、各測位用衛星の
前記軌道情報と前記測位用信号を受信した時刻の情報と
から各測位用衛星の位置情報を求めるとともに、この各
測位用衛星の位置情報と既知である受信点の位置情報と
に基づいて、各測位用衛星から受信点までの計算距離を
求め、さらにこの計算距離と前記観測距離との差を求め
て、一定時間当たりの前記差の変化量が予め定めたしき
い値を超える測位用信号を送信した測位用衛星を異常状
態と見なすことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a positioning satellite abnormality detection method, wherein positioning signals are received from a plurality of positioning satellites on which orbit information is superimposed, and the positioning signals of the respective positioning satellites are received as reception points. By observing the time until it propagates to each positioning satellite, the observation distance from each positioning satellite to the receiving point is obtained, and each positioning satellite is calculated from the orbit information of each positioning satellite and the information of the time when the positioning signal is received. Position information of each positioning satellite and a known receiving point position information, a calculated distance from each positioning satellite to the receiving point is calculated, and the calculated distance and the observation A feature is characterized in that a difference from the distance is obtained, and a positioning satellite that has transmitted a positioning signal in which the amount of change in the difference per constant time exceeds a predetermined threshold value is considered to be in an abnormal state.
【００１２】請求項５に係る測位用衛星の異常検知方法
は、請求項１，２，３または４記載のものにおいて、前
記測位用信号には全ての測位用衛星についての軌道情報
が重畳されていて、前記計算距離の算出に用いる軌道情
報は異常検知対象でない複数の測位用衛星の測位用信号
に重畳されている同一の異常検知対象測位用衛星の軌道
情報を用いることを特徴とする。A method for detecting an abnormality of a positioning satellite according to a fifth aspect is the method for detecting an abnormality of a positioning satellite according to the first, second, third or fourth aspect, wherein orbit information for all the positioning satellites is superimposed on the positioning signal. The orbit information used for calculating the calculated distance is the orbit information of the same positioning satellite for anomaly detection that is superimposed on the positioning signals of a plurality of positioning satellites that are not anomaly detection targets.
【００１３】請求項６に係る測位システムは、それぞれ
軌道情報が重畳されている複数の測位用衛星からの測位
用信号を受信し、各測位用衛星の測位用信号が基地局に
伝搬するまでの時間を観測して、各測位用衛星から基地
局までの観測距離を求める観測距離測定手段と、前記各
測位用信号に重畳されている各測位用衛星の軌道情報を
収集する軌道情報収集手段と、これらの軌道情報と前記
測位用信号を受信した時刻の情報とから各測位用衛星の
位置情報を求めるとともに、この各測位用衛星の位置情
報と既知である基地局の位置情報とに基づき、各測位用
衛星から基地局までの計算距離を求める計算距離抽出手
段と、前記計算距離と前記観測距離との差を求めて、そ
の差が予め定めたしきい値を超える測位用信号を送信し
た測位用衛星を異常状態として判定する異常判定手段
と、この異常判定手段により異常と見なされた測位用衛
星の識別情報を送信する異常衛星識別情報送信手段とを
基地局に設け、前記基地局から前記異常衛星識別情報を
受信する異常衛星識別情報受信手段と、複数の測位用衛
星から測位用信号を受信し、異常状態であると判定され
た測位用衛星の測位用信号を除く他の測位用衛星の測位
用信号に基づいて移動局の位置を求める測位演算手段と
を移動局に設けて成ることを特徴とする。A positioning system according to claim 6 receives positioning signals from a plurality of positioning satellites on which orbit information is superimposed, and the positioning signals of the respective positioning satellites are propagated to a base station. Observation distance measuring means for observing time to obtain an observation distance from each positioning satellite to the base station, and orbit information collecting means for collecting orbit information of each positioning satellite superimposed on each positioning signal. , The position information of each positioning satellite is obtained from these orbit information and the information of the time when the positioning signal is received, and based on the position information of each positioning satellite and the known position information of the base station, Calculated distance extracting means for calculating the calculated distance from each positioning satellite to the base station, and for calculating the difference between the calculated distance and the observed distance, and transmitting the positioning signal whose difference exceeds a predetermined threshold value. Different positioning satellites An abnormality determining means for determining the state and an abnormal satellite identification information transmitting means for transmitting the identification information of the positioning satellite regarded as abnormal by the abnormality determining means are provided in the base station, and the abnormal satellite identification information is transmitted from the base station. Abnormal satellite identification information receiving means for receiving a positioning signal from a plurality of positioning satellites, and positioning signals of other positioning satellites other than the positioning signal of a positioning satellite determined to be in an abnormal state. The mobile station is provided with a positioning calculation means for determining the position of the mobile station based on the above.
【００１４】請求項７に係る測位システムは、請求項６
記載のものにおいて、前記軌道情報収集手段が軌道情報
を収集した時刻からの時間経過にともない前記しきい値
を増大させる手段を設けたことを特徴とする。A positioning system according to claim 7 is the positioning system according to claim 6.
In the above description, a means for increasing the threshold value with the lapse of time from the time when the orbit information collecting means collects the orbit information is provided.
【００１５】請求項８に係る測位システムは、請求項６
記載のものにおいて、前記軌道情報から該軌道情報が更
新された時刻の情報を抽出するとともに、前記軌道情報
が更新されてからの時間経過にともない前記しきい値を
増大させる手段を設けたことを特徴とする。The positioning system according to claim 8 is the positioning system according to claim 6.
In the described one, the means for extracting the information of the time when the orbit information is updated from the orbit information and increasing the threshold value with the lapse of time after the orbit information is updated. Characterize.
【００１６】請求項９に係る測位システムは、それぞれ
軌道情報が重畳されている複数の測位用衛星からの測位
用信号を受信し、各測位用衛星の測位用信号が基地局に
伝搬するまでの時間を観測して、各測位用衛星から基地
局までの観測距離を求める観測距離測定手段と、前記各
測位用信号に重畳されている各測位用衛星の軌道情報を
収集する軌道情報収集手段と、これらの軌道情報と前記
測位用信号を受信した時刻の情報とから各測位用衛星の
位置情報を求めるとともに、この各測位用衛星の位置情
報と既知である基地局の位置情報とに基づき、各測位用
衛星から基地局までの計算距離を求める計算距離抽出手
段と、前記計算距離と前記観測距離との差を求めて、一
定時間当たりの前記差の変化量が予め定めたしきい値を
超える測位用信号を送信した測位用衛星を異常状態とし
て判定する異常判定手段と、この異常判定手段により異
常と見なされた測位用衛星の識別情報を送信する異常衛
星識別情報送信手段とを基地局に設け、複数の測位用衛
星から測位用信号を受信する測位用信号受信手段と、前
記基地局から前記異常衛星識別情報を受信する異常衛星
識別情報受信手段と、異常状態であると判定された測位
用衛星の測位用信号を除く他の測位用衛星の測位用信号
に基づいて移動局の位置を求める測位演算手段とを移動
局に設けて成ることを特徴とする。A positioning system according to a ninth aspect receives positioning signals from a plurality of positioning satellites on which orbit information is superimposed, until the positioning signals of the respective positioning satellites propagate to a base station. Observation distance measuring means for observing time to obtain an observation distance from each positioning satellite to the base station, and orbit information collecting means for collecting orbit information of each positioning satellite superimposed on each positioning signal. , The position information of each positioning satellite is obtained from these orbit information and the information of the time when the positioning signal is received, and based on the position information of each positioning satellite and the known position information of the base station, Calculated distance extracting means for obtaining a calculated distance from each positioning satellite to the base station, and a difference between the calculated distance and the observed distance is obtained, and a change amount of the difference per constant time is set to a predetermined threshold value. Positioning signal exceeding The base station is provided with an abnormality determining means for determining the transmitted positioning satellite as an abnormal state, and an abnormal satellite identification information transmitting means for transmitting the identification information of the positioning satellite regarded as abnormal by the abnormality determining means. Positioning signal receiving means for receiving a positioning signal from a positioning satellite, abnormal satellite identification information receiving means for receiving the abnormal satellite identification information from the base station, and positioning of the positioning satellite determined to be in an abnormal state The mobile station is provided with a positioning calculation means for determining the position of the mobile station based on the positioning signals of the positioning satellites other than the positioning signals.
【００１７】請求項１０に係る測位システムは、請求項
６，７，８または９記載のものにおいて、前記測位用信
号には全ての測位用衛星についての軌道情報が重畳され
ていて、前記各測位用衛星の位置情報を求める手段が計
算距離の算出に用いる軌道情報として、異常検知対象で
ない複数の測位用衛星の測位用信号に重畳されている同
一の異常検知対象測位用衛星の軌道情報を用いることを
特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the positioning system according to the sixth, seventh, eighth or ninth aspect, the orbit information for all the positioning satellites is superimposed on the positioning signal, and each of the positioning signals. The orbit information of the same positioning satellite for anomaly detection, which is superimposed on the positioning signals of a plurality of positioning satellites that are not anomaly detection targets, is used as the orbital information used by the means for obtaining the position information of the satellites for calculation of the calculation distance. It is characterized by
【００１８】[0018]
【作用】ここで測位用衛星と受信点の位置およびその両
者間の距離の関係を図１に示す。図１において測位用衛
星ｉの位置（緯度，経度，高さ）は（Ｘｓｉ，Ｙｓｉ，
Ｚｓｉ）、受信点の位置（緯度，経度，高さ）は（Ｘ
ｕ，Ｙｕ，Ｚｕ）である。測位用衛星から受信点までの
計算距離をＲｏｉとすれば、これは次式で示される。The relationship between the positioning satellite and the position of the receiving point and the distance between them is shown in FIG. In FIG. 1, the position (latitude, longitude, height) of the positioning satellite i is (Xsi, Ysi,
Zsi), the position of the receiving point (latitude, longitude, height) is (X
u, Yu, Zu). If the calculated distance from the positioning satellite to the reception point is Roi, this is expressed by the following equation.
【００１９】 Ｒｏｉ＝√｛（Ｘｓｉ−Ｘｕ)2＋（Ｙｓｉ−Ｙｕ)2＋（Ｚｓｉ−Ｚｕ)2｝ …（式１） また測位用衛星ｉからの測位用信号を受信し、その測位
用信号が受信点に伝搬するまでの時間から求めた観測距
離Ｒｉは次式で示される。Roi = √ {(Xsi-Xu) 2 + (Ysi-Yu) 2 + (Zsi-Zu) 2 } (Equation 1) Further, the positioning signal from the positioning satellite i is received and the positioning signal is used. The observation distance Ri obtained from the time until the signal propagates to the receiving point is shown by the following equation.
【００２０】 Ｒｉ＝Ｒｏｉ＋ＣΔｔｉ＋Ｃ（Δｔｕ−Δｔｓｉ） …（式２） ここでΔｔｉは測位用衛星ｉから受信点までの電波伝搬
遅延時間、ΔｔｕはＧＰＳ受信機の時計のオフセット、
Δｔｓｉは測位用衛星の時計のオフセット、Ｃは光速で
ある。このように計算距離Ｒｏｉとの観測距離Ｒｉとは
測位用衛星から受信点までの電波伝搬遅延時間とＧＰＳ
受信機側の時計と衛星側の時計のオフセットとの差によ
って生じるが、これらの値は、通常予測される範囲内の
値である。Ri = Roi + CΔti + C (Δtu−Δtsi) (Equation 2) where Δti is the radio wave propagation delay time from the positioning satellite i to the receiving point, Δtu is the offset of the clock of the GPS receiver,
Δtsi is the offset of the clock of the positioning satellite, and C is the speed of light. Thus, the calculated distance Roi and the observation distance Ri are the radio wave propagation delay time from the positioning satellite to the receiving point and the GPS.
These values are within the normally expected range, caused by the difference between the receiver-side clock and the satellite-side clock offset.
【００２１】請求項１に係る測位用衛星の異常検知方法
では、もし測位用衛星ｉの時計が異常となって、上記Δ
ｔｓｉが非常に大きな値となれば、計算距離Ｒｏｉと観
測距離Ｒｉとの差が著しく大きくなり、その差の値が予
め定めたしきい値を超える時、測位用衛星ｉを異常状態
と見なす。In the abnormality detecting method for the positioning satellite according to the first aspect, if the clock of the positioning satellite i becomes abnormal, the above Δ
If tsi takes a very large value, the difference between the calculated distance Roi and the observation distance Ri becomes extremely large, and when the value of the difference exceeds a predetermined threshold value, the positioning satellite i is considered to be in an abnormal state.
【００２２】ところで、一般に衛星の軌道は漸次変化し
ており、衛星の軌道情報を収集してから時間が経過する
程、上記測位用衛星ｉの計算上の位置（Ｘｓｉ，Ｙｓ
ｉ，Ｚｓｉ）の誤差が増大するため、古い軌道情報を用
いる程、観測距離Ｒｉに対する計算距離Ｒｏｉの差が大
きくなる。そこで請求項２に係る測位用衛星の異常検知
方法では、軌道情報を収集してから時間が経過する程、
前記しきい値を増大させる。これにより、軌道情報を収
集してからの時間経過に拘らず、計算距離と観測距離と
の差から異常判定を行う際の厳しさを略一定とすること
ができる。ここで上記計算距離と観測距離との差から異
常の有無を検知する際のしきい値の例を図３に示す。図
３において縦軸は計算距離と観測距離との差（残差）、
横軸は軌道情報の収集時刻からの経過時間である。例え
ば軌道情報収集時刻からの経過時間が０であれば、計算
距離と観測距離との差が１５００ｍを超える時、その測
位用衛星は異常であるとみなす。また例えば軌道情報収
集時刻から１２時間が経過していれば、計算距離と観測
距離との差が２２００ｍを超える時、その衛星を異常と
みなす。By the way, the orbit of the satellite generally changes gradually, and as the time elapses after the orbit information of the satellite is collected, the calculated position (Xsi, Ys) of the positioning satellite i is calculated.
Since the error of i, Zsi) increases, the older the orbit information is, the larger the difference between the calculated distance Roi and the observation distance Ri becomes. Therefore, in the abnormality detection method for a positioning satellite according to claim 2, as the time elapses after the orbit information is collected,
Increase the threshold. This makes it possible to make the severity of abnormality determination substantially constant based on the difference between the calculated distance and the observation distance, regardless of the time elapsed after collecting the orbit information. Here, FIG. 3 shows an example of the threshold value for detecting the presence or absence of abnormality from the difference between the calculated distance and the observation distance. In FIG. 3, the vertical axis represents the difference between the calculated distance and the observed distance (residual error),
The horizontal axis is the elapsed time from the time when the orbit information was collected. For example, if the elapsed time from the orbit information collection time is 0, and the difference between the calculated distance and the observed distance exceeds 1500 m, the positioning satellite is considered to be abnormal. Also, for example, if 12 hours have passed since the orbit information collection time, the satellite is considered to be abnormal when the difference between the calculated distance and the observed distance exceeds 2200 m.
【００２３】また、一般に、測位用衛星の軌道情報は、
測位用衛星の実際の軌道の変化に対応して一定時間ごと
に更新されるため、その軌道情報の更新時刻からの時間
経過に伴って、上記測位用衛星ｉの計算上の位置（Ｘｓ
ｉ，Ｙｓｉ，Ｚｓｉ）の誤差が増大し、計算距離と観測
距離との差（残差）も軌道情報の更新時刻からの時間経
過に伴って増大することになる。そこで、請求項３に係
る測位用衛星の異常検知方法では、軌道情報が更新され
てから時間が経過する程、前記しきい値を増大させる。
これにより、軌道情報が更新されてからの時間経過に拘
らず、計算距離と観測距離との差から異常判定を行う際
の厳しさを略一定とすることができる。Generally, the orbit information of the positioning satellites is
Since the positioning satellite is updated at regular time intervals corresponding to changes in the orbit of the positioning satellite, the calculated position (Xs
The error (i, Ysi, Zsi) increases, and the difference (residual difference) between the calculated distance and the observed distance also increases with the passage of time from the update time of the orbit information. Therefore, in the abnormality detection method for a positioning satellite according to a third aspect, the threshold value is increased as time elapses after the orbit information is updated.
This makes it possible to make the severity of abnormality determination substantially constant based on the difference between the calculated distance and the observation distance, regardless of the time elapsed since the trajectory information was updated.
【００２４】請求項４に係る測位用衛星の異常検知方法
では、測位用衛星ｉが故障した時点で観測距離Ｒｉが急
激に変化することにより計算距離Ｒｏｉと前記観測距離
Ｒｉとの差が急激に変化する現象を利用して、計算距離
Ｒｏｉと観測距離Ｒｉとの差の一定時間当たりの変化量
が予め定めたしきい値を超えるとき測位用衛星ｉを異常
状態と見なす。In the method for detecting an abnormality of the positioning satellite according to the fourth aspect, the difference between the calculated distance Roi and the observation distance Ri becomes abrupt because the observation distance Ri changes abruptly when the positioning satellite i fails. By utilizing the changing phenomenon, the positioning satellite i is considered to be in an abnormal state when the amount of change in the difference between the calculated distance Roi and the observation distance Ri per constant time exceeds a predetermined threshold value.
【００２５】請求項５に係る測位用衛星の異常検知方法
では、各測位用衛星から送信される測位用信号に全ての
測位用衛星についての軌道情報が重畳されていて、異常
検知対象である測位用衛星から受信点までの計算距離の
算出に用いる軌道情報としては、異常検知対象でない複
数の測位用衛星の測位用信号に重畳されている同一の異
常検知対象測位用衛星の軌道情報が用いられる。すなわ
ち、例えば衛星番号７の測位用衛星が異常であるか否か
を検知する際、例えば衛星番号１の測位用衛星から送信
された測位用信号に重畳されている衛星番号７の測位用
衛星の軌道情報と例えば衛星番号５の測位用衛星から送
信された測位用信号に重畳されている衛星番号７の測位
用衛星の軌道情報とを比較し、同一であれば、衛星番号
７の測位用衛星に関する軌道情報が正しいものと見なし
て、その軌道情報を用いて、衛星番号５の測位用衛星か
らの測位用信号を受信した時刻から衛星番号５の位置情
報を求める。このように異常検知対象でない測位用衛星
からの測位用信号に重畳されている、異常検知対象であ
る測位用衛星の同一の軌道情報を用いることにより、異
常検知対象である測位用衛星が実際に異常状態であっ
て、誤った軌道情報を送信していても、受信側でその誤
った軌道情報の影響を受けることなく、異常検知対象測
位用衛星から受信点までの観測距離および計算距離をそ
れぞれ求めて、異常検知を行うことができる。In the abnormality detection method for a positioning satellite according to a fifth aspect of the present invention, the orbit information of all the positioning satellites is superimposed on the positioning signal transmitted from each positioning satellite, and the positioning is an abnormality detection target. The orbit information of the same positioning satellite for anomaly detection, which is superimposed on the positioning signals of a plurality of positioning satellites that are not anomaly detection targets, is used as the orbit information used to calculate the calculated distance from the satellite for reception to the receiving point . That is, for example, when detecting whether or not the positioning satellite with the satellite number 7 is abnormal, for example, the positioning satellite with the satellite number 7 superimposed on the positioning signal transmitted from the positioning satellite with the satellite number 1 is detected. The orbit information and the orbit information of the positioning satellite of satellite number 7 superimposed on the positioning signal transmitted from the positioning satellite of satellite number 5, for example, are compared, and if they are the same, the positioning satellite of satellite number 7 is compared. The orbit information regarding the satellite is regarded as correct, and the orbit information is used to obtain the position information of the satellite number 5 from the time when the positioning signal from the positioning satellite of the satellite number 5 is received. In this way, by using the same orbit information of the positioning satellite that is the abnormality detection target, which is superimposed on the positioning signal from the positioning satellite that is not the abnormality detection target, the positioning satellite that is the abnormality detection target is actually used. Even if the incorrect orbit information is transmitted in an abnormal state, the receiving side is not affected by the incorrect orbit information, and the observation distance and calculation distance from the anomaly detection target positioning satellite to the receiving point are calculated. Anomaly detection can be performed by obtaining it.
【００２６】次に、この発明の請求項６に係る測位シス
テムの構成例を図２に示す。基地局は複数の測位用衛星
からの測位用信号を受信して、各測位用衛星の測位用信
号が受信点に伝搬するまでの時間を観測して、各測位用
衛星から受信点までの観測距離をまず求める。また、各
測位用衛星の測位用信号に重畳されている軌道情報とそ
の測位用信号を受信した時刻の情報とから各測位用衛星
の位置情報を求め、各測位用衛星から受信点までの計算
距離を求め、さらにこの計算距離と前記観測距離との差
が予め定めたしきい値を超える衛星を異常な衛星とみな
す。さらにこの基地局は異常と見なした測位用衛星の衛
星番号等の識別情報を移動局へ送信する。移動局側では
この異常衛星の識別情報を受信して、異常な測位用衛星
を用いないで、他の正常な測位用衛星の測位用信号に基
づいて移動局の測位を行う。Next, FIG. 2 shows an example of the configuration of a positioning system according to claim 6 of the present invention. The base station receives positioning signals from multiple positioning satellites, observes the time until the positioning signals of each positioning satellite propagate to the receiving point, and observes from each positioning satellite to the receiving point. First find the distance. Further, the position information of each positioning satellite is obtained from the orbit information superimposed on the positioning signal of each positioning satellite and the information of the time when the positioning signal is received, and the calculation from each positioning satellite to the receiving point is performed. A distance is obtained, and a satellite in which the difference between the calculated distance and the observed distance exceeds a predetermined threshold is regarded as an abnormal satellite. Further, this base station transmits identification information such as the satellite number of the positioning satellite which is considered to be abnormal to the mobile station. The mobile station side receives the identification information of the abnormal satellite and performs positioning of the mobile station based on the positioning signals of other normal positioning satellites without using the abnormal positioning satellites.
【００２７】請求項７に係る測位システムでは、軌道情
報を収集してから時間が経過する程、前記しきい値が増
大するため、軌道情報を収集してからの時間経過に拘ら
ず、計算距離と観測距離との差から異常判定を行う際の
厳しさを略一定とすることができる。In the positioning system according to the seventh aspect, the threshold value increases as time elapses after the orbit information is collected, so that the calculated distance is irrespective of the time elapsed since the orbit information is collected. From the difference between the observation distance and the observation distance, it is possible to make the severity of the abnormality determination substantially constant.
【００２８】請求項８に係る測位用衛星の異常検知方法
では、軌道情報が更新されてから時間が経過する程、前
記しきい値が増大するため、軌道情報が更新されてから
の時間経過に拘らず、計算距離と観測距離との差から異
常判定を行う際の厳しさを略一定とすることができる。In the abnormality detecting method for a positioning satellite according to the eighth aspect, the threshold value increases as time elapses after the orbit information is updated. Therefore, the time elapses after the orbit information is updated. Regardless, it is possible to make the severity of the abnormality determination substantially constant from the difference between the calculated distance and the observation distance.
【００２９】請求項９に係る測位システムでは、基地局
は各測位用衛星から基地局までの観測距離と計算距離を
それぞれ求めて、その差が急激に変化した場合に、その
測位用衛星を異常とみなす。その他の作用は請求項６に
係る測位システムと同様である。In the positioning system according to the ninth aspect, the base station obtains the observation distance and the calculated distance from each positioning satellite to the base station, and when the difference suddenly changes, the positioning satellite becomes abnormal. To consider. Other functions are the same as those of the positioning system according to claim 6.
【００３０】請求項１０に係る測位システムでは、各測
位用衛星から送信される測位用信号に全ての測位用衛星
についての軌道情報が重畳されていて、異常検知対象で
ある測位用衛星から受信点までの計算距離の算出に用い
る軌道情報としては、異常検知対象でない複数の測位用
衛星の測位用信号に重畳されている同一の異常検知対象
測位用衛星の軌道情報が用いられる。したがって、異常
検知対象である測位用衛星が実際に異常状態であって、
誤った軌道情報を送信していても、受信側でその誤った
軌道情報の影響を受けることなく、異常検知対象測位用
衛星から受信点までの観測距離および計算距離をそれぞ
れ求めて、異常検知を行うことができる。In the positioning system according to the tenth aspect of the invention, the orbit information of all the positioning satellites is superimposed on the positioning signals transmitted from the respective positioning satellites, and the receiving points are received from the positioning satellites which are the objects of abnormality detection. The orbit information of the same positioning satellite for anomaly detection, which is superimposed on the positioning signals of a plurality of positioning satellites that are not anomaly detection targets, is used as the orbital information used to calculate the calculated distances up to. Therefore, the positioning satellite that is the target of abnormality detection is actually in an abnormal state,
Even if incorrect orbit information is transmitted, the receiving side is not affected by the incorrect orbit information, and the anomaly detection is performed by obtaining the observation distance and calculated distance from the anomaly detection target positioning satellite to the receiving point. It can be carried out.
【００３１】[0031]
【実施例】この発明の実施例である測位システムの構成
を図４〜図１３に示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of a positioning system which is an embodiment of the present invention is shown in FIGS.
【００３２】図４は図２に示した基地局の構成を示すブ
ロック図であり、ＣＰＵ１はＲＯＭ２に予め書き込んだ
プログラムを実行して、後述する処理によって異常な測
位用衛星の検知およびその識別情報の送信のための処理
を行う。ＲＡＭ３はその際のワーキングエリアとして用
いる。ＧＰＳ受信機５は複数の測位用衛星からの測位用
信号をＧＰＳアンテナ４で受信して、各測位用衛星まで
の観測距離およびその観測距離を求めた時の各測位用衛
星の位置を求める。ＣＰＵ１はインタフェース６を介し
てこれらの情報を読み取る。送信機８は異常な測位用衛
星の識別情報を送信するために用い、ＣＰＵ１はインタ
フェース７を介して送信すべき異常衛星の識別情報を送
信機８へ出力する。受信機１０は移動局から送信された
各移動局の位置情報を受信するために用い、ＣＰＵ１は
インタフェース９を介して各移動局の位置情報を受信機
１０から読み取る。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the base station shown in FIG. 2, in which the CPU 1 executes a program written in advance in the ROM 2 to detect an abnormal positioning satellite and its identification information by the processing described later. Process for sending. The RAM 3 is used as a working area at that time. The GPS receiver 5 receives positioning signals from a plurality of positioning satellites by the GPS antenna 4, and obtains an observation distance to each positioning satellite and a position of each positioning satellite when the observation distance is obtained. The CPU 1 reads these pieces of information via the interface 6. The transmitter 8 is used to transmit the identification information of the abnormal positioning satellite, and the CPU 1 outputs the identification information of the abnormal satellite to be transmitted to the transmitter 8 via the interface 7. The receiver 10 is used to receive the position information of each mobile station transmitted from the mobile station, and the CPU 1 reads the position information of each mobile station from the receiver 10 via the interface 9.
【００３３】図５は図２に示した移動局の構成を示すブ
ロック図である。図５においてＣＰＵ２１はＲＯＭ２２
に予め書き込んだプログラムを実行して、後述する処理
によって測位を行い、移動局の設けられた移動体の位置
情報を基地局へ送信する。ＲＡＭ２３はその際のワーキ
ングエリアとして用いる。ＧＰＳ受信機２５は複数の測
位用衛星からの測位用信号をＧＰＳアンテナ２４で受信
して、各測位用衛星までの観測距離およびその観測距離
を求めた時の各測位用衛星の位置を求める。ＣＰＵ２１
はインタフェース２６を介してこれらの情報を読み取
る。送信機２８は移動局の位置情報を送信するために用
い、ＣＰＵ２１はインタフェース２７を介して送信すべ
き位置情報を送信機２８へ出力する。受信機３０は基地
局から送信された異常衛星の識別情報を受信するために
用い、ＣＰＵ２１はインタフェース２９を介して異常衛
星の識別情報を受信機３０から読み取る。方位センサ３
３は移動局の設けられている移動体の移動方向の方位を
検出するセンサであり、ＣＰＵ２１はインタフェース３
２を介して方位角データを読み取る。移動距離センサ３
５は上記移動体の移動距離を検出するセンサであり、Ｃ
ＰＵ２１はインタフェース３４を介してその移動距離情
報を読み取る。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the mobile station shown in FIG. In FIG. 5, the CPU 21 is the ROM 22
A program written in advance is executed, positioning is performed by the processing described later, and position information of the mobile body provided with the mobile station is transmitted to the base station. The RAM 23 is used as a working area at that time. The GPS receiver 25 receives positioning signals from a plurality of positioning satellites by the GPS antenna 24, and obtains the observation distance to each positioning satellite and the position of each positioning satellite when the observation distance is obtained. CPU 21
Reads this information via interface 26. The transmitter 28 is used to transmit the position information of the mobile station, and the CPU 21 outputs the position information to be transmitted to the transmitter 28 via the interface 27. The receiver 30 is used to receive the identification information of the abnormal satellite transmitted from the base station, and the CPU 21 reads the identification information of the abnormal satellite from the receiver 30 via the interface 29. Direction sensor 3
Reference numeral 3 denotes a sensor for detecting the azimuth in the moving direction of the moving body provided with the mobile station.
Read the azimuth data via 2. Moving distance sensor 3
Reference numeral 5 is a sensor for detecting the moving distance of the moving body.
The PU 21 reads the moving distance information via the interface 34.
【００３４】図６は図４におけるＧＰＳ受信機５または
図５におけるＧＰＳ受信機２５の構成を示すブロック図
である。図６においてアナログ信号処理回路４２ａはＧ
ＰＳ受信アンテナ１からの信号を中間周波変換し、ＡＤ
コンバータ４２ｂはその信号をディジタルデータに変換
する。信号処理ゲートアレイ４３はＡＤコンバータ４２
ｂからディジタルデータを入力し、ＣＰＵ４５からＣ／
Ａコードパターンデータ、Ｃ／Ａコード位相データおよ
びキャリア位相データなどを入力し、Ｃ／Ａコードパタ
ーンの発生およびＣ／Ａコードとの相関演算などを行
う。時計回路４４は基準発振器を備え、その基準発振信
号を分周して現在時刻を計時する。ＣＰＵ４５はＲＯＭ
４６に予め書き込んだプログラムを実行して、信号処理
ゲートアレイ４３から相関データを読み取り、所定のル
ープフィルタの演算を行い、信号処理ゲートアレイ４３
に対してＣ／Ａコードパターンデータ、Ｃ／Ａコード位
相データおよびキャリア位相データを与えることによっ
てＣ／Ａコード位相およびキャリア位相の同期をとり、
さらに航法メッセージデータを抽出する。またＣＰＵ４
５は航法メッージデータからアルマナック（各衛星の軌
道情報）を抽出し、各衛星の位置情報を求め、また各衛
星までの観測距離を求めて、受信点の位置を算出する。
さらにこのＧＰＳ受信機が基地局におけるＧＰＳ受信機
である場合、ＣＰＵ４５はデータ伝送インタフェース４
８を介して、アルマナック、各衛星までの観測距離およ
び各衛星の位置情報を出力する。また、このＧＰＳ受信
機が移動局におけるＧＰＳ受信機である場合、ＣＰＵ４
５はデータ伝送インタフェース４８を介して、異常衛星
の識別情報を入力し、各衛星の位置情報を出力する。Ｒ
ＡＭ４７はこれらの処理の実行に際してワーキングエリ
アとして用いる。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the GPS receiver 5 in FIG. 4 or the GPS receiver 25 in FIG. In FIG. 6, the analog signal processing circuit 42a is G
Intermediate frequency conversion of the signal from PS receiving antenna 1
The converter 42b converts the signal into digital data. The signal processing gate array 43 is the AD converter 42.
Digital data is input from b, and C / C
A code pattern data, C / A code phase data, carrier phase data, etc. are input, and the C / A code pattern is generated and the correlation calculation with the C / A code is performed. The clock circuit 44 includes a reference oscillator and divides the reference oscillation signal to measure the current time. CPU45 is ROM
By executing the program written in advance in 46, the correlation data is read from the signal processing gate array 43, a predetermined loop filter is calculated, and the signal processing gate array 43 is calculated.
To the C / A code pattern data, the C / A code phase data and the carrier phase data to synchronize the C / A code phase and the carrier phase,
Further, the navigation message data is extracted. CPU4
5 extracts the almanac (orbit information of each satellite) from the navigation message data, obtains the position information of each satellite, and also obtains the observation distance to each satellite to calculate the position of the receiving point.
Further, when the GPS receiver is the GPS receiver in the base station, the CPU 45 has the data transmission interface 4
Through 8, the almanac, the observation distance to each satellite, and the position information of each satellite are output. If this GPS receiver is a GPS receiver in a mobile station, the CPU 4
Reference numeral 5 inputs the identification information of the abnormal satellite through the data transmission interface 48 and outputs the position information of each satellite. R
The AM 47 is used as a working area when executing these processes.
【００３５】次に、ＧＰＳ受信機の主な処理内容をフロ
ーチャートとして図７および図８に示す。これらの処理
は基地局側のＧＰＳ受信機と移動局側のＧＰＳ受信機と
で基本的に同一である。Next, the main processing contents of the GPS receiver are shown as flowcharts in FIGS. These processes are basically the same for the GPS receiver on the base station side and the GPS receiver on the mobile station side.
【００３６】図７に示すように、航法メッセージ抽出処
理では、まずＧＰＳ受信機は各測位用衛星からの測位用
信号に重畳されている航法メッセージのエフェメリス
（自衛星が発信する自衛星の詳細な軌道データ）とアル
マナック（自衛星と他衛星のおおまかな軌道データ）か
ら軌道情報を抽出し、これを編集して各測位用衛星ごと
に軌道情報をデータベースとして記憶する。As shown in FIG. 7, in the navigation message extraction process, first, the GPS receiver ephemeris of the navigation message superimposed on the positioning signal from each positioning satellite (details of the own satellite transmitted by the own satellite). Orbital data) and almanac (rough orbital data of own satellite and other satellites) are extracted and edited to store the orbital information as a database for each positioning satellite.
【００３７】またＧＰＳ受信機は図８に示すように、各
測位用衛星から受信点までの電波伝搬時間に基づき、各
測位用衛星から受信点までの観測距離を求め、各測位用
衛星の既に求めている軌道情報および上記観測距離抽出
時の時刻から各測位用衛星の位置を算出する。そして、
各測位用衛星の位置と各測位用衛星から受信点までの観
測距離とから、受信点の緯度，経度，高さを求める。Further, as shown in FIG. 8, the GPS receiver obtains the observation distance from each positioning satellite to the receiving point based on the radio wave propagation time from each positioning satellite to the receiving point, and determines whether each positioning satellite has already received the observation distance. The position of each positioning satellite is calculated from the obtained orbit information and the time when the observation distance is extracted. And
From the position of each positioning satellite and the observation distance from each positioning satellite to the receiving point, the latitude, longitude, and height of the receiving point are obtained.
【００３８】次に、基地局の処理手順をフローチャート
として図９および図１０に示す。図９に示すように、基
地局は基地局のＧＰＳ受信機より各衛星のアルマナック
を読み取り、異常検知対象とする衛星の軌道情報をその
他の衛星から送信された測位用信号に重畳されていたア
ルマナックから抽出する。例えば図２に示した測位用衛
星７の異常検知を行う場合に、その測位用衛星７の軌道
情報を抽出する際、測位用衛星７以外の測位用衛星１，
５，１０，２１から送信された測位用信号に重畳されて
いる航法メッセージからそれぞれ測位用衛星７に関する
軌道情報を抽出し、それらのうち２つ以上一致する軌道
情報を測位用衛星７の軌道情報として用いる。例えば測
位用衛星１と測位用衛星５の送信した測位用信号に重畳
されていた航法メッセージからそれぞれ測位用衛星７に
関する軌道情報を抽出し、両者が一致した時、その軌道
情報を後述する異常検知に用いる。Next, the processing procedure of the base station is shown as a flowchart in FIGS. 9 and 10. As shown in FIG. 9, the base station reads the almanac of each satellite from the GPS receiver of the base station, and the orbit information of the satellite that is the abnormality detection target is superimposed on the positioning signal transmitted from the other satellites. Extract from. For example, in the case of detecting the abnormality of the positioning satellite 7 shown in FIG. 2, when extracting the orbit information of the positioning satellite 7, the positioning satellites 1 other than the positioning satellite 7 are detected.
Orbit information regarding the positioning satellite 7 is extracted from each of the navigation messages superimposed on the positioning signals transmitted from the satellites 5, 10, and 21, and the orbit information that matches two or more of them is the orbit information of the positioning satellite 7. Used as. For example, the orbit information regarding the positioning satellite 7 is extracted from each of the navigation messages superimposed on the positioning signals transmitted by the positioning satellite 1 and the positioning satellite 5, and when the two match, the orbit information is detected as an abnormality described later. Used for.
【００３９】基地局は、図１０に示すように、各測位用
衛星までの観測距離を基地局側のＧＰＳ受信機から読み
取り（ｎ１）、またその観測距離抽出時の各測位用衛星
の位置情報をＧＰＳ受信機から読み取る（ｎ２）。続い
て、各測位用衛星から基地局までの計算距離を式１に基
づき算出する（ｎ３）。そして、各衛星ごとに計算距離
と観測距離との差を残差として算出し一時記憶する（ｎ
４）。その後、異常検知対象である衛星のアルマナック
の収集時刻からの経過時間、またはアルマナックが更新
された時刻からの経過時間に基づいて異常判定のための
しきい値を決定する（ｎ５）。その後、前回のステップ
ｎ４で求めた残差に対する今回のステップｎ４で求めた
残差の変化量を算出する（ｎ６）。続いて各衛星ごとに
求めた残差および残差変化量から各衛星の正常／異常判
定を行う（ｎ７）。すなわち残差がステップｎ５で求め
たしきい値を超えるか、または残差の変化量が予め定め
たしきい値を超えるとき、その衛星を異常とみなす（ｎ
８）。もし異常な衛星を検知すれば、その異常衛星の識
別情報を移動局へ無線送信する（ｎ９）。以降、図１０
に示した処理を繰り返し行う。As shown in FIG. 10, the base station reads the observation distance to each positioning satellite from the GPS receiver on the base station side (n1), and the position information of each positioning satellite at the time of extracting the observation distance. Is read from the GPS receiver (n2). Then, the calculated distance from each positioning satellite to the base station is calculated based on Expression 1 (n3). Then, for each satellite, the difference between the calculated distance and the observed distance is calculated as a residual and temporarily stored (n
4). Then, the threshold value for abnormality determination is determined based on the elapsed time from the collection time of the almanac of the satellite which is the abnormality detection target or the elapsed time from the time when the almanac is updated (n5). After that, the amount of change in the residual calculated in step n4 this time with respect to the residual calculated in the previous step n4 is calculated (n6). Subsequently, the normality / abnormality of each satellite is determined from the residual and the residual change amount obtained for each satellite (n7). That is, when the residual error exceeds the threshold value obtained in step n5 or the residual change amount exceeds a predetermined threshold value, the satellite is considered to be abnormal (n
8). If an abnormal satellite is detected, the identification information of the abnormal satellite is wirelessly transmitted to the mobile station (n9). After that, FIG.
The process shown in is repeated.
【００４０】次に、移動局の処理手順をフローチャート
として図１１〜図１３に示す。移動局はまず図１１に示
すように、基地局から異常衛星の識別情報を受信し、そ
の識別情報を、測位に用いない衛星を指示する情報とし
て移動局側のＧＰＳ受信機に設定する。また、移動局で
はＧＰＳ測位が不能となった場合に備えて、図１２に示
す手順で推測測位を行う。すなわち、まず図５に示した
方位センサ３３および移動距離センサ３５の検出結果を
読み取り、移動体の相対移動ベクトルを求め、前回求め
た位置にベクトル加算することによって現在の推測位置
を求める。この処理を繰り返すことによって各時点にお
ける移動体の推測位置を求める。但し、後述するように
ＧＰＳ測位が可能である状態では、推測測位による現在
位置をＧＰＳ測位の結果により更新することによって、
累積誤差を低減する。Next, the processing procedure of the mobile station is shown as a flow chart in FIGS. As shown in FIG. 11, the mobile station first receives the identification information of the abnormal satellite from the base station, and sets the identification information in the GPS receiver of the mobile station as the information indicating the satellite not used for positioning. In addition, in preparation for the case where GPS positioning becomes impossible in the mobile station, speculative positioning is performed by the procedure shown in FIG. That is, first, the detection results of the azimuth sensor 33 and the movement distance sensor 35 shown in FIG. 5 are read, the relative movement vector of the moving body is obtained, and the current estimated position is obtained by adding the vector to the previously obtained position. By repeating this process, the estimated position of the moving body at each time point is obtained. However, as will be described later, in a state where GPS positioning is possible, by updating the current position of the estimated positioning by the result of GPS positioning,
Reduce cumulative error.
【００４１】移動局は測位結果を出力する際、図１３に
示すように、まずＧＰＳ受信機から移動局の位置情報を
読み取るが（ｎ１１）、必要な数の測位用衛星が捕捉さ
れてＧＰＳ測位が行われた状態では、ＧＰＳ受信機によ
り求められた移動局の位置情報を基地局へ無線送信し
（ｎ１２→ｎ１３）、また推測測位による位置情報をそ
のＧＰＳ測位による位置情報によって更新する（ｎ１
４）。また、捕捉された測位用衛星の数が測位に必要な
数に満たないでＧＰＳ測位が行われなかった場合には、
図１２に示した推測測位による位置情報を基地局へ無線
送信する（ｎ１５）。When the mobile station outputs the positioning result, as shown in FIG. 13, first, the position information of the mobile station is read from the GPS receiver (n11), but the required number of positioning satellites are captured and the GPS positioning is performed. In the state where the GPS positioning is performed, the position information of the mobile station obtained by the GPS receiver is wirelessly transmitted to the base station (n12 → n13), and the position information obtained by the estimated positioning is updated by the position information obtained by the GPS positioning (n1).
4). If the number of captured positioning satellites is less than the number required for positioning and GPS positioning is not performed,
The position information based on the estimated positioning shown in FIG. 12 is wirelessly transmitted to the base station (n15).
【００４２】[0042]
【発明の効果】この発明の請求項１および請求項４に係
る測位用衛星の異常検知方法によれば、測位用信号に重
畳されている航法メッージ中のヘルスデータを参照する
ことなく、異常検知の対象とする測位用衛星から受信点
までの計算距離と観測距離との差から異常な測位用衛星
を検知するようにしたため、上記ヘルスデータが書き換
えられるまでに速やかに異常な測位用衛星を検知するこ
とができる。これにより、常に正常な測位用衛星のみを
用いて受信点の測位精度を常に高く保つことができる。According to the abnormality detecting method of the positioning satellite according to the first and the fourth aspects of the present invention, the abnormality is detected without referring to the health data in the navigation message superimposed on the positioning signal. Since an abnormal positioning satellite is detected from the difference between the calculated distance from the target positioning satellite to the receiving point and the observation distance, an abnormal positioning satellite is detected promptly before the health data is rewritten. can do. As a result, the positioning accuracy of the receiving point can always be kept high by using only normal positioning satellites.
【００４３】請求項２に係る測位用衛星の異常検知方法
によれば、軌道情報を収集してからの時間経過に拘ら
ず、計算距離と観測距離との差から異常判定を行う際の
厳しさを略一定とすることができる。According to the abnormality detection method for a positioning satellite in accordance with a second aspect, the strictness of the abnormality determination based on the difference between the calculated distance and the observation distance regardless of the passage of time after the orbit information is collected. Can be substantially constant.
【００４４】請求項３に係る測位用衛星の異常検知方法
によれば、軌道情報が更新されてからの時間経過に拘ら
ず、計算距離と観測距離との差から異常判定を行う際の
厳しさを略一定とすることができる。According to the abnormality detecting method for a positioning satellite according to the third aspect, the strictness of the abnormality determination based on the difference between the calculated distance and the observation distance regardless of the time elapsed after the orbit information is updated. Can be substantially constant.
【００４５】請求項５に係る測位用衛星の異常検知方法
によれば、異常検知対象でない測位用衛星からの測位用
信号に重畳されている、異常検知対象である測位用衛星
の同一の軌道情報を用いることにより、異常検知対象で
ある測位用衛星が実際に異常状態であって、誤った軌道
情報を送信していても、受信側でその誤った軌道情報の
影響を受けることなく、異常検知対象測位用衛星から受
信点までの観測距離および計算距離をそれぞれ求めて、
異常検知を正しく行うことができる。According to the abnormality detecting method of the positioning satellite of the fifth aspect, the same orbit information of the positioning satellite which is the abnormality detecting target is superimposed on the positioning signal from the positioning satellite which is not the abnormality detecting target. By using, even if the positioning satellite that is the target of abnormality detection is actually in an abnormal state and transmits incorrect orbit information, the receiving side is not affected by the incorrect orbit information Obtain the observation distance and calculated distance from the target positioning satellite to the receiving point,
Anomaly detection can be performed correctly.
【００４６】請求項６および請求項９に係る測位システ
ムによれば、基地局は複数の測位用衛星から基地局まで
の計算距離と観測距離との差をそれぞれ求めて異常な衛
星を検知し、検知した異常衛星の識別情報を移動局へ送
信し、移動局がこの異常衛星の識別情報を受信して、異
常な測位用衛星を用いないで、他の正常な測位用衛星の
測位用信号に基づいて移動局の測位を行うため、基地局
と移動局からなる測位システム全体が異常な測位用衛星
の影響を受けずに正しく測位を行うことができる。According to the positioning system of claims 6 and 9, the base station detects an abnormal satellite by obtaining the difference between the calculated distance from the plurality of positioning satellites to the base station and the observed distance, The identification information of the detected abnormal satellite is transmitted to the mobile station, and the mobile station receives the identification information of this abnormal satellite and uses it as the positioning signal of another normal positioning satellite without using the abnormal positioning satellite. Since the positioning of the mobile station is performed based on this, the entire positioning system including the base station and the mobile station can perform positioning correctly without being affected by an abnormal positioning satellite.
【００４７】請求項７に係る測位システムによれば、軌
道情報を収集してからの時間経過に拘らず、計算距離と
観測距離との差から異常判定を行う際の厳しさを略一定
とすることができる。According to the positioning system of the seventh aspect, the severity of the abnormality determination based on the difference between the calculated distance and the observed distance is made substantially constant regardless of the time elapsed after the orbit information is collected. be able to.
【００４８】請求項８に係る測位システムによれば、軌
道情報が更新されてからの時間経過に拘らず、計算距離
と観測距離との差から異常判定を行う際の厳しさを略一
定とすることができる。According to the positioning system of the eighth aspect, the severity of the abnormality determination based on the difference between the calculated distance and the observation distance is made substantially constant regardless of the time elapsed since the trajectory information was updated. be able to.
【００４９】請求項１０に係る測位システムによれば、
異常検知対象でない測位用衛星からの測位用信号に重畳
されている、異常検知対象である測位用衛星の同一の軌
道情報を用いることにより、異常検知対象である測位用
衛星が実際に異常状態であって、誤った軌道情報を送信
していても、受信側でその誤った軌道情報の影響を受け
ることなく、異常検知対象測位用衛星から受信点までの
観測距離および計算距離をそれぞれ求めて、異常検知を
正しく行うことができる。According to the positioning system of claim 10,
By using the same orbit information of the positioning satellite that is the anomaly detection target, which is superimposed on the positioning signal from the positioning satellite that is not the anomaly detection target, the positioning satellite that is the anomaly detection target is actually in an abnormal state. Therefore, even if incorrect orbit information is transmitted, the receiving side is not affected by the incorrect orbit information, and the observation distance and calculated distance from the anomaly detection target positioning satellite to the receiving point are obtained, Anomaly detection can be performed correctly.
【図１】測位用衛星と受信点の位置および両者間の距離
の関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the positions of positioning satellites and receiving points, and the distance between them.
【図２】この発明の測位システムの構成例を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a positioning system of the present invention.
【図３】計算距離と観測距離との差を基に測位用衛星の
異常判定の際に用いるしきい値の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a threshold value used in determining an abnormality of a positioning satellite based on a difference between a calculated distance and an observation distance.
【図４】この発明の実施例に係る基地局の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a base station according to the embodiment of the present invention.
【図５】この発明の実施例に係る移動局の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a mobile station according to an embodiment of the present invention.
【図６】ＧＰＳ受信機の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a GPS receiver.
【図７】ＧＰＳ受信機の行う航法メッセージ抽出処理の
手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of a navigation message extraction process performed by a GPS receiver.
【図８】ＧＰＳ受信機の行う測位処理の手順を示すフロ
ーチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of positioning processing performed by a GPS receiver.
【図９】基地局の行う軌道情報の処理の手順を示すフロ
ーチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure of processing orbit information performed by a base station.
【図１０】基地局の行う異常検知の処理手順を示すフロ
ーチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of abnormality detection performed by a base station.
【図１１】移動局の行う受信処理の手順を示すフローチ
ャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of reception processing performed by a mobile station.
【図１２】移動局の行う推測測位の手順を示すフローチ
ャートである。FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of estimated positioning performed by a mobile station.
【図１３】移動局の行う測位データ送信処理の手順を示
すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing a procedure of positioning data transmission processing performed by a mobile station.
４−ＧＰＳアンテナ １１−送受信アンテナ ２４−ＧＰＳアンテナ ３１−送受信アンテナ 4-GPS antenna 11-transmission / reception antenna 24-GPS antenna 31-transmission / reception antenna
Claims (10)
の測位用衛星からの測位用信号を受信し、各測位用衛星
の測位用信号が受信点に伝搬するまでの時間を観測し
て、各測位用衛星から受信点までの観測距離を求め、各
測位用衛星の前記軌道情報と前記測位用信号を受信した
時刻の情報とから各測位用衛星の位置情報を求めるとと
もに、この各測位用衛星の位置情報と既知である受信点
の位置情報とに基づいて、各測位用衛星から受信点まで
の計算距離を求め、さらにこの計算距離と前記観測距離
との差を求めて、その差が予め定めたしきい値を超える
測位用信号を送信した測位用衛星を異常状態と見なす、
測位用衛星の異常検知方法。1. Receiving positioning signals from a plurality of positioning satellites on which orbit information is superimposed, observing the time until the positioning signals of each positioning satellite propagate to a receiving point, and The observation distance from the positioning satellite to the reception point is obtained, and the position information of each positioning satellite is obtained from the orbit information of each positioning satellite and the information of the time when the positioning signal is received. Based on the position information of and the known position information of the receiving point, the calculated distance from each positioning satellite to the receiving point is calculated, and the difference between the calculated distance and the observation distance is calculated, and the difference is calculated in advance. A positioning satellite that has transmitted a positioning signal that exceeds a specified threshold is considered to be in an abnormal state,
Anomaly detection method for positioning satellites.
経過にともない前記しきい値を増大させることを特徴と
する請求項１記載の測位用衛星の異常検知方法。2. The abnormality detection method for a positioning satellite according to claim 1, wherein the threshold value is increased with the lapse of time from the time when the orbit information was collected.
更新時刻からの時間経過にともない前記しきい値を増大
させることを特徴とする請求項１記載の測位用衛星の異
常検知方法。3. The abnormality detection method for a positioning satellite according to claim 1, wherein the threshold value is increased with the lapse of time from the update time of the orbit information included in the orbit information.
の測位用衛星からの測位用信号を受信し、各測位用衛星
の測位用信号が受信点に伝搬するまでの時間を観測し
て、各測位用衛星から受信点までの観測距離を求め、各
測位用衛星の前記軌道情報と前記測位用信号を受信した
時刻の情報とから各測位用衛星の位置情報を求めるとと
もに、この各測位用衛星の位置情報と既知である受信点
の位置情報とに基づいて、各測位用衛星から受信点まで
の計算距離を求め、さらにこの計算距離と前記観測距離
との差を求めて、一定時間当たりの前記差の変化量が予
め定めたしきい値を超える測位用信号を送信した測位用
衛星を異常状態と見なす、測位用衛星の異常検知方法。4. A positioning signal is received from a plurality of positioning satellites on which orbit information is superimposed, and the time until the positioning signal of each positioning satellite propagates to a receiving point is observed, The observation distance from the positioning satellite to the reception point is obtained, and the position information of each positioning satellite is obtained from the orbit information of each positioning satellite and the information of the time when the positioning signal is received. Based on the position information and the known position information of the receiving point, the calculated distance from each positioning satellite to the receiving point is obtained, and the difference between the calculated distance and the observation distance is obtained, and A method of detecting an abnormality in a positioning satellite, wherein a positioning satellite that has transmitted a positioning signal in which the amount of change in the difference exceeds a predetermined threshold value is considered to be in an abnormal state.
ついての軌道情報が重畳されていて、前記計算距離の算
出に用いる軌道情報は異常検知対象でない複数の測位用
衛星の測位用信号に重畳されている同一の異常検知対象
測位用衛星の軌道情報を用いる請求項１，２，３または
４記載の測位用衛星の異常検知方法。5. The orbit information for all the positioning satellites is superimposed on the positioning signal, and the orbit information used for calculating the calculated distance is used for the positioning signals of a plurality of positioning satellites that are not an abnormality detection target. The method of detecting an abnormality of a positioning satellite according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the orbit information of the same positioning satellite for which an abnormality is to be detected is used.
の測位用衛星からの測位用信号を受信し、各測位用衛星
の測位用信号が基地局に伝搬するまでの時間を観測し
て、各測位用衛星から基地局までの観測距離を求める観
測距離測定手段と、前記各測位用信号に重畳されている
各測位用衛星の軌道情報を収集する軌道情報収集手段
と、これらの軌道情報と前記測位用信号を受信した時刻
の情報とから各測位用衛星の位置情報を求めるととも
に、この各測位用衛星の位置情報と既知である基地局の
位置情報とに基づき、各測位用衛星から基地局までの計
算距離を求める計算距離抽出手段と、前記計算距離と前
記観測距離との差を求めて、その差が予め定めたしきい
値を超える測位用信号を送信した測位用衛星を異常状態
として判定する異常判定手段と、この異常判定手段によ
り異常と見なされた測位用衛星の識別情報を送信する異
常衛星識別情報送信手段とを基地局に設け、 前記基地局から前記異常衛星識別情報を受信する異常衛
星識別情報受信手段と、複数の測位用衛星から測位用信
号を受信し、異常状態であると判定された測位用衛星の
測位用信号を除く他の測位用衛星の測位用信号に基づい
て移動局の位置を求める測位演算手段とを移動局に設け
て成る測位システム。6. Receiving positioning signals from a plurality of positioning satellites on which orbit information is superimposed, observing the time until the positioning signals of each positioning satellite propagate to a base station, and Observation distance measuring means for obtaining an observation distance from the positioning satellite to the base station, orbit information collecting means for collecting orbit information of each positioning satellite superimposed on each of the positioning signals, and these orbit information and the above The position information of each positioning satellite is obtained from the information of the time when the positioning signal is received, and based on the position information of each positioning satellite and the known position information of the base station, each positioning satellite transmits to the base station. Calculation distance extraction means for calculating the calculation distance up to, the difference between the calculated distance and the observation distance, the positioning satellite that has transmitted a positioning signal the difference exceeds a predetermined threshold value as an abnormal state Abnormality judgment hand to judge And an abnormal satellite identification information transmitting means for transmitting the identification information of the positioning satellite determined to be abnormal by the abnormality determining means in the base station, and the abnormal satellite identification for receiving the abnormal satellite identification information from the base station. Based on the information receiving means and the positioning signals of the other positioning satellites except the positioning signals of the positioning satellites that have been determined to be in an abnormal state by receiving the positioning signals from the plurality of positioning satellites, A positioning system in which a mobile station is provided with a positioning calculation means for determining a position.
した時刻からの時間経過にともない前記しきい値を増大
させる手段を設けたことを特徴とする請求項６記載の測
位システム。7. The positioning system according to claim 6, further comprising means for increasing the threshold value with the lapse of time from the time when the orbit information collecting means collects the orbit information.
た時刻の情報を抽出するとともに、前記軌道情報が更新
されてからの時間経過にともない前記しきい値を増大さ
せる手段を設けたことを特徴とする請求項６記載の測位
システム。8. A means for extracting information of the time when the orbit information is updated from the orbit information and increasing the threshold value with the lapse of time after the orbit information is updated. The positioning system according to claim 6, which is characterized in that.
の測位用衛星からの測位用信号を受信し、各測位用衛星
の測位用信号が基地局に伝搬するまでの時間を観測し
て、各測位用衛星から基地局までの観測距離を求める観
測距離測定手段と、前記各測位用信号に重畳されている
各測位用衛星の軌道情報を収集する軌道情報収集手段
と、これらの軌道情報と前記測位用信号を受信した時刻
の情報とから各測位用衛星の位置情報を求めるととも
に、この各測位用衛星の位置情報と既知である基地局の
位置情報とに基づき、各測位用衛星から基地局までの計
算距離を求める計算距離抽出手段と、前記計算距離と前
記観測距離との差を求めて、一定時間当たりの前記差の
変化量が予め定めたしきい値を超える測位用信号を送信
した測位用衛星を異常状態として判定する異常判定手段
と、この異常判定手段により異常と見なされた測位用衛
星の識別情報を送信する異常衛星識別情報送信手段とを
基地局に設け、 複数の測位用衛星から測位用信号を受信する測位用信号
受信手段と、前記基地局から前記異常衛星識別情報を受
信する異常衛星識別情報受信手段と、異常状態であると
判定された測位用衛星の測位用信号を除く他の測位用衛
星の測位用信号に基づいて移動局の位置を求める測位演
算手段とを移動局に設けて成る測位システム。9. Receiving positioning signals from a plurality of positioning satellites on which orbit information is superimposed, observing the time until the positioning signals of each positioning satellite propagate to a base station, and Observation distance measuring means for obtaining an observation distance from the positioning satellite to the base station, orbit information collecting means for collecting orbit information of each positioning satellite superimposed on each of the positioning signals, and these orbit information and the above The position information of each positioning satellite is obtained from the information of the time when the positioning signal is received, and based on the position information of each positioning satellite and the known position information of the base station, each positioning satellite transmits to the base station. Calculated distance extracting means for calculating the calculated distance up to, the difference between the calculated distance and the observed distance is obtained, and a positioning signal in which the amount of change in the difference per fixed time exceeds a predetermined threshold value is transmitted. Abnormal state of positioning satellite The abnormality determining means for determining the above and the abnormal satellite identification information transmitting means for transmitting the identification information of the positioning satellites regarded as abnormal by the abnormality determining means are provided in the base station, and the positioning signals are transmitted from the plurality of positioning satellites. Positioning signal receiving means for receiving, abnormal satellite identification information receiving means for receiving the abnormal satellite identification information from the base station, and other positioning signals other than the positioning signals of the positioning satellites determined to be in an abnormal state. A positioning system in which the mobile station is provided with a positioning calculation means for determining the position of the mobile station based on a positioning signal of a satellite.
についての軌道情報が重畳されていて、前記各測位用衛
星の位置情報を求める手段が計算距離の算出に用いる軌
道情報として、異常検知対象でない複数の測位用衛星の
測位用信号に重畳されている同一の異常検知対象測位用
衛星の軌道情報を用いる請求項６，７，８または９記載
の測位システム。10. The orbit information about all the positioning satellites is superimposed on the positioning signal, and an abnormality detection is performed as the orbit information used by the means for obtaining the position information of each positioning satellite to calculate the calculated distance. The positioning system according to claim 6, 7, 8 or 9, wherein orbit information of the same positioning satellite for anomaly detection, which is superimposed on positioning signals of a plurality of positioning satellites that are not targets, is used.
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|---|---|---|---|
| JP23660594A JP3537504B2 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Positioning system |
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- 1994-09-30 JP JP23660594A patent/JP3537504B2/en not_active Expired - Fee Related
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