JPH08184451A - 移動体測位システム - Google Patents
移動体測位システムInfo
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- JPH08184451A JPH08184451A JP6340597A JP34059794A JPH08184451A JP H08184451 A JPH08184451 A JP H08184451A JP 6340597 A JP6340597 A JP 6340597A JP 34059794 A JP34059794 A JP 34059794A JP H08184451 A JPH08184451 A JP H08184451A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gps satellites
- gps
- broadcast
- waves
- broadcasting
- Prior art date
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- Traffic Control Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 障害物の影響を受けない安価な移動体測位シ
ステムを提供する。 【構成】 ＧＰＳ衛星からの通信波を受信するＧＰＳ受
信機１３Ａと、放送局からの放送波を受信するＦＭ受信
機１３Ｂとを有し、ＣＰＵ１５は、ＧＰＳ衛星からの受
信の可不可を判定して、所定数以上のＧＰＳ衛星が受信
可能な時には、これらＧＰＳ衛星からの測位情報に基づ
いて車両１の移動位置を算出するとともに、算出された
移動位置に基づいて各放送局からの放送波の位相補正値
を得る。受信可能なＧＰＳ衛星が所定数以下の時には、
必要数の放送局からの放送波をそれぞれ上記位相補正値
で補正して、ＧＰＳ衛星からの測位情報と併せて車両１
の移動位置を算出する。
ステムを提供する。 【構成】 ＧＰＳ衛星からの通信波を受信するＧＰＳ受
信機１３Ａと、放送局からの放送波を受信するＦＭ受信
機１３Ｂとを有し、ＣＰＵ１５は、ＧＰＳ衛星からの受
信の可不可を判定して、所定数以上のＧＰＳ衛星が受信
可能な時には、これらＧＰＳ衛星からの測位情報に基づ
いて車両１の移動位置を算出するとともに、算出された
移動位置に基づいて各放送局からの放送波の位相補正値
を得る。受信可能なＧＰＳ衛星が所定数以下の時には、
必要数の放送局からの放送波をそれぞれ上記位相補正値
で補正して、ＧＰＳ衛星からの測位情報と併せて車両１
の移動位置を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は移動体測位システムに関
し、特に建物等の陰になって必要数のＧＰＳ（Ｇｌｏｂ
ａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星の
通信波が受信できない場合にも正確な移動***置を知る
ことが可能な移動体測位システムに関する。
し、特に建物等の陰になって必要数のＧＰＳ（Ｇｌｏｂ
ａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星の
通信波が受信できない場合にも正確な移動***置を知る
ことが可能な移動体測位システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＧＰＳ衛星からの測位情報を使用
して移動位置を決定し、これを地図上に表示するＧＰＳ
ナビゲーション装置が広く車両に搭載されつつある。こ
れは、地球を１２時間で周回する２４個の衛星のうち３
個以上を使用して、三角測量の原理により移動体たる車
両の緯度、経度、高度（衛星４個を使用した場合）を正
確に知るものである。
して移動位置を決定し、これを地図上に表示するＧＰＳ
ナビゲーション装置が広く車両に搭載されつつある。こ
れは、地球を１２時間で周回する２４個の衛星のうち３
個以上を使用して、三角測量の原理により移動体たる車
両の緯度、経度、高度（衛星４個を使用した場合）を正
確に知るものである。
【０００３】ところで、ＧＰＳ衛星からの通信波は障害
物により大きく減衰するため、特に市街地を走行する場
合に高い建物等の陰に入ると、測位に必要な数のＧＰＳ
衛星からの通信波が受信できないことが往々にしてあ
る。
物により大きく減衰するため、特に市街地を走行する場
合に高い建物等の陰に入ると、測位に必要な数のＧＰＳ
衛星からの通信波が受信できないことが往々にしてあ
る。
【０００４】一方、移動体測位システムとして、テレビ
ジョン放送波の同期信号を使用したものが提案されてお
り（例えば特開平５−１１９１４５号公報）、これは比
較的障害物の影響を受けないＦＭ波を複数の放送局から
受信して三角測量の原理で移動位置を算出するものであ
る。
ジョン放送波の同期信号を使用したものが提案されてお
り（例えば特開平５−１１９１４５号公報）、これは比
較的障害物の影響を受けないＦＭ波を複数の放送局から
受信して三角測量の原理で移動位置を算出するものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、放送波を使用
したものでは、各放送局からの放送波の絶対的な位相差
を検出するために位置固定の監視局を設けて、この監視
局から各移動体へ検出した位相差を転送する必要があ
る。したがって、監視局の設置や各移動体への新たな通
信機の搭載等に多大の費用を要するという問題がある。
したものでは、各放送局からの放送波の絶対的な位相差
を検出するために位置固定の監視局を設けて、この監視
局から各移動体へ検出した位相差を転送する必要があ
る。したがって、監視局の設置や各移動体への新たな通
信機の搭載等に多大の費用を要するという問題がある。
【０００６】そこで、本発明はかかる課題を解決するも
ので、多くの車両に搭載されつつあるＧＰＳ測位システ
ムを利用して、監視局の設備を不要とした安価な移動体
測位システムを提供することを目的とする。
ので、多くの車両に搭載されつつあるＧＰＳ測位システ
ムを利用して、監視局の設備を不要とした安価な移動体
測位システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成で
は、図７に示すように、複数のＧＰＳ衛星２Ａ〜２Ｄか
らの通信波を受信するＧＰＳ受信手段Ｍ１と、複数の放
送局３Ａ〜３Ｄからの放送波を受信する放送波受信手段
Ｍ２と、ＧＰＳ衛星からの受信の可不可を判定する判定
手段Ｍ３と、所定数以上のＧＰＳ衛星が受信可能な時
に、これらＧＰＳ衛星からの測位情報に基づいて移動体
１の移動位置を算出する第１の移動位置算出手段Ｍ４
と、第１の移動位置算出手段Ｍ４により算出された移動
位置に基づいて各放送局からの放送波の位相補正値を得
る位相補正値算出手段Ｍ５と、受信可能なＧＰＳ衛星が
所定数以下の時に、必要数の放送局からの放送波をそれ
ぞれ上記位相補正値で補正して、ＧＰＳ衛星からの測位
情報と併せて移動体１の移動位置を算出する第２の移動
位置算出手段Ｍ６とを具備している。
は、図７に示すように、複数のＧＰＳ衛星２Ａ〜２Ｄか
らの通信波を受信するＧＰＳ受信手段Ｍ１と、複数の放
送局３Ａ〜３Ｄからの放送波を受信する放送波受信手段
Ｍ２と、ＧＰＳ衛星からの受信の可不可を判定する判定
手段Ｍ３と、所定数以上のＧＰＳ衛星が受信可能な時
に、これらＧＰＳ衛星からの測位情報に基づいて移動体
１の移動位置を算出する第１の移動位置算出手段Ｍ４
と、第１の移動位置算出手段Ｍ４により算出された移動
位置に基づいて各放送局からの放送波の位相補正値を得
る位相補正値算出手段Ｍ５と、受信可能なＧＰＳ衛星が
所定数以下の時に、必要数の放送局からの放送波をそれ
ぞれ上記位相補正値で補正して、ＧＰＳ衛星からの測位
情報と併せて移動体１の移動位置を算出する第２の移動
位置算出手段Ｍ６とを具備している。
【０００８】本発明の第２の構成では、上記放送波とし
てＦＭラジオのパイロット信号波を使用する。
てＦＭラジオのパイロット信号波を使用する。
【０００９】本発明の第３の構成では、上記第２の移動
位置算出手段は、受信可能なＧＰＳ衛星が３個以下の時
に、全体として４個のＧＰＳ衛星の不足分を補うに必要
な数の放送局からの放送波を併せて、移動体の移動位置
を算出する。
位置算出手段は、受信可能なＧＰＳ衛星が３個以下の時
に、全体として４個のＧＰＳ衛星の不足分を補うに必要
な数の放送局からの放送波を併せて、移動体の移動位置
を算出する。
【００１０】本発明の第４の構成では、複数のＧＰＳ衛
星からの通信波を受信するＧＰＳ受信手段と、複数の放
送局からの放送波を受信する放送波受信手段と、ＧＰＳ
衛星からの受信の可不可を判定する第１の判定手段と、
所定数以上のＧＰＳ衛星が受信可能な時に、これらＧＰ
Ｓ衛星からの測位情報に基づいて移動体の移動位置を算
出する第１の移動位置算出手段と、第１の移動位置算出
手段により算出された移動位置に基づいて各放送局から
の放送波の位相補正値を得る位相補正値算出手段と、放
送波の受信の可不可を判定する第２の判定手段と、所定
数以上の放送局からの受信が可能な時に、これら放送局
からの放送波をそれぞれ上記位相補正値で補正して移動
体の移動位置を算出するとともに、受信可能な放送局が
所定数以下の時に、必要数のＧＰＳ衛星からの測位情報
を併せて移動体の移動位置を算出する第２の移動位置算
出手段とを具備している。
星からの通信波を受信するＧＰＳ受信手段と、複数の放
送局からの放送波を受信する放送波受信手段と、ＧＰＳ
衛星からの受信の可不可を判定する第１の判定手段と、
所定数以上のＧＰＳ衛星が受信可能な時に、これらＧＰ
Ｓ衛星からの測位情報に基づいて移動体の移動位置を算
出する第１の移動位置算出手段と、第１の移動位置算出
手段により算出された移動位置に基づいて各放送局から
の放送波の位相補正値を得る位相補正値算出手段と、放
送波の受信の可不可を判定する第２の判定手段と、所定
数以上の放送局からの受信が可能な時に、これら放送局
からの放送波をそれぞれ上記位相補正値で補正して移動
体の移動位置を算出するとともに、受信可能な放送局が
所定数以下の時に、必要数のＧＰＳ衛星からの測位情報
を併せて移動体の移動位置を算出する第２の移動位置算
出手段とを具備している。
【００１１】
【作用】上記第１の構成においては、第２の移動位置算
出手段により、受信可能なＧＰＳ衛星が所定数以下の時
には、必要数の放送局からの放送波をそれぞれ位相補正
値で補正して、ＧＰＳ衛星からの測位情報と合わせて移
動体１の移動位置を算出するようにしたから、建物等の
陰になって一時的にＧＰＳ衛星からの受信が途絶えて
も、車両位置を正確に決定することができる。また、従
来の放送測位の如き、固定監視局の設置やこれとの通信
を行う車両通信機の設置等も不要であるから、システム
全体が安価に実現される。
出手段により、受信可能なＧＰＳ衛星が所定数以下の時
には、必要数の放送局からの放送波をそれぞれ位相補正
値で補正して、ＧＰＳ衛星からの測位情報と合わせて移
動体１の移動位置を算出するようにしたから、建物等の
陰になって一時的にＧＰＳ衛星からの受信が途絶えて
も、車両位置を正確に決定することができる。また、従
来の放送測位の如き、固定監視局の設置やこれとの通信
を行う車両通信機の設置等も不要であるから、システム
全体が安価に実現される。
【００１２】上記第２の構成においては、各ＦＭラジオ
放送で共通のパイロット信号波によって、ＧＰＳ測位を
代替する放送波測位が簡易な構成で実現される。
放送で共通のパイロット信号波によって、ＧＰＳ測位を
代替する放送波測位が簡易な構成で実現される。
【００１３】上記第３の構成においては、４個のＧＰＳ
衛星のうち、受信不能なものの不足分が放送局からの放
送波で補われて、常に移動体の３次元座標位置を得るこ
とができる。
衛星のうち、受信不能なものの不足分が放送局からの放
送波で補われて、常に移動体の３次元座標位置を得るこ
とができる。
【００１４】ＧＰＳ測位に比して放送波測位は一般に精
度は良い。そこで、上記第４の構成においては、所定数
以上のＧＰＳ衛星が受信可能な間に放送波の位相補正値
を得ておく。そして、所定数以上の放送局が受信可能と
なった場合には上記位相補正値に基づいて放送波測位を
行うとともに、受信可能な放送局が不足する場合にはＧ
ＰＳ測位で補う。これにより、道路が入り組んだ市街地
で、より高精度な移動体の位置測定が可能となる。本構
成においても、固定監視局の設置やこれとの通信を行う
車両通信機の設置等は不要であるから、システム全体が
安価に実現される。
度は良い。そこで、上記第４の構成においては、所定数
以上のＧＰＳ衛星が受信可能な間に放送波の位相補正値
を得ておく。そして、所定数以上の放送局が受信可能と
なった場合には上記位相補正値に基づいて放送波測位を
行うとともに、受信可能な放送局が不足する場合にはＧ
ＰＳ測位で補う。これにより、道路が入り組んだ市街地
で、より高精度な移動体の位置測定が可能となる。本構
成においても、固定監視局の設置やこれとの通信を行う
車両通信機の設置等は不要であるから、システム全体が
安価に実現される。
【００１５】
（実施例１）図１において、移動体たる車両１にはＧＰ
Ｓ受信アンテナ１１が設けられて、最低４個のＧＰＳ衛
星２Ａ〜２Ｄからの通信波を受信している。車両１には
またＦＭ受信アンテナ１２が設けられて、最低４つのＦ
Ｍ放送局３Ａ〜３Ｄからの放送波を受信している。一般
に使用できるＧＰＳ衛星２Ａ〜２Ｄの通信波は、疑似雑
音符号（Ｃ／Ａコード）で拡散スペクトラム変調された
Ｌ１帯（１．５７５４２ＧＨｚ）波で、２４個のＧＰＳ
衛星をこれらに割り当てられたＣ／Ａコードにより識別
することができる。各ＧＰＳ衛星の通信波に含まれる測
位情報は、当該衛星からの電波発射時刻、当該衛星の軌
道情報、時計の補正値、電離層の補正係数等である。ま
た、放送波としてＦＭラジオのステレオ放送用パイロッ
ト信号波を使用する場合には、その周波数は１９ＫＨｚ
であり、１波長分が放送波による測位可能な範囲である
から、放送局（放送発信局）を中心とした半径１５〜１
６Ｋｍ以内の地域で放送波測位が可能である。都市部で
は放送発信局の数が多いから、この程度の測位可能範囲
で十分である。
Ｓ受信アンテナ１１が設けられて、最低４個のＧＰＳ衛
星２Ａ〜２Ｄからの通信波を受信している。車両１には
またＦＭ受信アンテナ１２が設けられて、最低４つのＦ
Ｍ放送局３Ａ〜３Ｄからの放送波を受信している。一般
に使用できるＧＰＳ衛星２Ａ〜２Ｄの通信波は、疑似雑
音符号（Ｃ／Ａコード）で拡散スペクトラム変調された
Ｌ１帯（１．５７５４２ＧＨｚ）波で、２４個のＧＰＳ
衛星をこれらに割り当てられたＣ／Ａコードにより識別
することができる。各ＧＰＳ衛星の通信波に含まれる測
位情報は、当該衛星からの電波発射時刻、当該衛星の軌
道情報、時計の補正値、電離層の補正係数等である。ま
た、放送波としてＦＭラジオのステレオ放送用パイロッ
ト信号波を使用する場合には、その周波数は１９ＫＨｚ
であり、１波長分が放送波による測位可能な範囲である
から、放送局（放送発信局）を中心とした半径１５〜１
６Ｋｍ以内の地域で放送波測位が可能である。都市部で
は放送発信局の数が多いから、この程度の測位可能範囲
で十分である。
【００１６】図２には本発明になる移動体測位システム
を利用した車両搭載のナビゲーション装置の機器構成を
示す。ＧＰＳ受信アンテナ１１の受信信号はＧＰＳ受信
機１３Ａにより復調され、入力インターフェース１４Ａ
を経てＣＰＵ１５に入力する。また、ＦＭ受信アンテナ
１２の受信信号はＦＭ受信機１３Ｂにより復調されて、
入力インターフェース１４Ｂを経てＣＰＵ１５に入力す
る。ＣＰＵ１５は後述する処理動作により車両１の位置
を確定し、ナビゲーション表示処理を施してディスプレ
イ１６上に表示する。
を利用した車両搭載のナビゲーション装置の機器構成を
示す。ＧＰＳ受信アンテナ１１の受信信号はＧＰＳ受信
機１３Ａにより復調され、入力インターフェース１４Ａ
を経てＣＰＵ１５に入力する。また、ＦＭ受信アンテナ
１２の受信信号はＦＭ受信機１３Ｂにより復調されて、
入力インターフェース１４Ｂを経てＣＰＵ１５に入力す
る。ＣＰＵ１５は後述する処理動作により車両１の位置
を確定し、ナビゲーション表示処理を施してディスプレ
イ１６上に表示する。
【００１７】ここで、ＧＰＳ測位の原理を以下に説明す
る。４個のＧＰＳ衛星２Ａ〜２Ｄの座標（地球中心を原
点とする３次元右手系直交座標系）をそれぞれ（ｘ1 ，
ｙ1，ｚ1 ）（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）（ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3
）（ｘ4 ，ｙ4 ，ｚ4 ）とし、現在の車両位置を（ｘ0
，ｙ0 ，ｚ0 ）として、上記各衛星までの疑似距離を
ｒ1 〜ｒ4 とすると、以下の各式が成立する。 ｒ1 ＝√｛（ｘ1 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ1 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ1 −ｚ0 ）2 ｝……(1) ｒ2 ＝√｛（ｘ2 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ2 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ2 −ｚ0 ）2 ｝……(2) ｒ3 ＝√｛（ｘ3 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ3 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ3 −ｚ0 ）2 ｝……(3) ｒ4 ＝√｛（ｘ4 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ4 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ4 −ｚ0 ）2 ｝……(4) ｒ1 ＝Ｃ・（ｔ1 ＋Δｔ）……(5) ｒ2 ＝Ｃ・（ｔ2 ＋Δｔ）……(6) ｒ3 ＝Ｃ・（ｔ3 ＋Δｔ）……(7) ｒ4 ＝Ｃ・（ｔ4 ＋Δｔ）……(8) ここで、ｔ1 〜ｔ4 は各衛星から車両までの電波到達時
間、Δｔは各衛星と車両の時計時刻のずれ、Ｃは光速で
ある。かくして、ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，Δｔを変数とし
て、上式(1) 〜(8) より最小二乗法で解を計算すること
により、現在の車両位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）が知られ
る。
る。４個のＧＰＳ衛星２Ａ〜２Ｄの座標（地球中心を原
点とする３次元右手系直交座標系）をそれぞれ（ｘ1 ，
ｙ1，ｚ1 ）（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）（ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3
）（ｘ4 ，ｙ4 ，ｚ4 ）とし、現在の車両位置を（ｘ0
，ｙ0 ，ｚ0 ）として、上記各衛星までの疑似距離を
ｒ1 〜ｒ4 とすると、以下の各式が成立する。 ｒ1 ＝√｛（ｘ1 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ1 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ1 −ｚ0 ）2 ｝……(1) ｒ2 ＝√｛（ｘ2 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ2 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ2 −ｚ0 ）2 ｝……(2) ｒ3 ＝√｛（ｘ3 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ3 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ3 −ｚ0 ）2 ｝……(3) ｒ4 ＝√｛（ｘ4 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ4 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ4 −ｚ0 ）2 ｝……(4) ｒ1 ＝Ｃ・（ｔ1 ＋Δｔ）……(5) ｒ2 ＝Ｃ・（ｔ2 ＋Δｔ）……(6) ｒ3 ＝Ｃ・（ｔ3 ＋Δｔ）……(7) ｒ4 ＝Ｃ・（ｔ4 ＋Δｔ）……(8) ここで、ｔ1 〜ｔ4 は各衛星から車両までの電波到達時
間、Δｔは各衛星と車両の時計時刻のずれ、Ｃは光速で
ある。かくして、ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，Δｔを変数とし
て、上式(1) 〜(8) より最小二乗法で解を計算すること
により、現在の車両位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）が知られ
る。
【００１８】放送波測位の原理は基本的に上記ＧＰＳ測
位と同一であるが、疑似距離の算出に信号位相を使用す
る点が異なる。すなわち、４つの放送発信局の座標をそ
れぞれ（ｘ5 ，ｙ5 ，ｚ5 ）（ｘ6 ，ｙ6 ，ｚ6 ）（ｘ
7 ，ｙ7 ，ｚ7 ）（ｘ8 ，ｙ8 ，ｚ8 ）とし、車両から
上記各放送発信局までの疑似距離をｒ5 〜ｒ8 とする
と、以下の各式が成立する。 ｒ5 ＝√｛（ｘ5 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ5 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ5 −ｚ0 ）2 ｝……(9) ｒ6 ＝√｛（ｘ6 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ6 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ6 −ｚ0 ）2 ｝……(10) ｒ7 ＝√｛（ｘ7 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ7 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ7 −ｚ0 ）2 ｝……(11) ｒ8 ＝√｛（ｘ8 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ8 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ8 −ｚ0 ）2 ｝……(12) ｒ5 ＝Ｃ・（ｔ5 ＋Δｔ）……(13) ｒ6 ＝Ｃ・（ｔ6 ＋Δｔ）……(14) ｒ7 ＝Ｃ・（ｔ7 ＋Δｔ）……(15) ｒ8 ＝Ｃ・（ｔ8 ＋Δｔ）……(16) ｔ5 ＝｛（φ5 −φh5）／２π｝／ｆ……(17) ｔ6 ＝｛（φ6 −φh6）／２π｝／ｆ……(18) ｔ7 ＝｛（φ7 −φh7）／２π｝／ｆ……(19) ｔ8 ＝｛（φ8 −φh8）／２π｝／ｆ……(20) ここで、ｔ5 〜ｔ8 は各放送発信局から車両までの電波
到達時間、φ5 〜φ8 は検出信号の位相、φh5〜φh8は
後述の処理で決定される基準信号の位相、ｆは放送波の
信号周波数（１９ＫＨｚ）である。なお、Δｔは各放送
発信局と車両の時計時刻のずれであり、ＧＰＳ衛星と放
送発信局が同程度の高精度な原子時計を使用しているこ
とから、上記衛星と車両の時計時刻のずれと同一とみな
す。かくして、ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，Δｔを変数として、
上式(9) 〜(20)より最小二乗法で解を計算することによ
り、現在の車両位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）が知られる。
位と同一であるが、疑似距離の算出に信号位相を使用す
る点が異なる。すなわち、４つの放送発信局の座標をそ
れぞれ（ｘ5 ，ｙ5 ，ｚ5 ）（ｘ6 ，ｙ6 ，ｚ6 ）（ｘ
7 ，ｙ7 ，ｚ7 ）（ｘ8 ，ｙ8 ，ｚ8 ）とし、車両から
上記各放送発信局までの疑似距離をｒ5 〜ｒ8 とする
と、以下の各式が成立する。 ｒ5 ＝√｛（ｘ5 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ5 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ5 −ｚ0 ）2 ｝……(9) ｒ6 ＝√｛（ｘ6 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ6 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ6 −ｚ0 ）2 ｝……(10) ｒ7 ＝√｛（ｘ7 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ7 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ7 −ｚ0 ）2 ｝……(11) ｒ8 ＝√｛（ｘ8 −ｘ0 ）2 ＋（ｙ8 −ｙ0 ）2 ＋（ｚ8 −ｚ0 ）2 ｝……(12) ｒ5 ＝Ｃ・（ｔ5 ＋Δｔ）……(13) ｒ6 ＝Ｃ・（ｔ6 ＋Δｔ）……(14) ｒ7 ＝Ｃ・（ｔ7 ＋Δｔ）……(15) ｒ8 ＝Ｃ・（ｔ8 ＋Δｔ）……(16) ｔ5 ＝｛（φ5 −φh5）／２π｝／ｆ……(17) ｔ6 ＝｛（φ6 −φh6）／２π｝／ｆ……(18) ｔ7 ＝｛（φ7 −φh7）／２π｝／ｆ……(19) ｔ8 ＝｛（φ8 −φh8）／２π｝／ｆ……(20) ここで、ｔ5 〜ｔ8 は各放送発信局から車両までの電波
到達時間、φ5 〜φ8 は検出信号の位相、φh5〜φh8は
後述の処理で決定される基準信号の位相、ｆは放送波の
信号周波数（１９ＫＨｚ）である。なお、Δｔは各放送
発信局と車両の時計時刻のずれであり、ＧＰＳ衛星と放
送発信局が同程度の高精度な原子時計を使用しているこ
とから、上記衛星と車両の時計時刻のずれと同一とみな
す。かくして、ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，Δｔを変数として、
上式(9) 〜(20)より最小二乗法で解を計算することによ
り、現在の車両位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）が知られる。
【００１９】以下、図３、図４を参照しつつ上記ＣＰＵ
１５の処理手順を説明する。ステップ１０１ではＧＰＳ
電波の受信処理を行う。これは、１〜２４までの受信衛
星番号を逐次順番に更新するもので、続くステップ１０
２で、更新された当該番号の衛星に割り当てられたＣ／
Ａコードで受信電波を復調するようＧＰＳ受信機１３Ａ
に指令を発する。ステップ１０３では、インターフェー
ス１４Ａを介して入力した受信信号が十分なレベルを有
するか否かにより、受信可あるいは不可を判定し、受信
可能な衛星数が４個以上であればステップ１０４へ進ん
でＧＰＳ測位演算処理を行う。これは既に説明した式
(1) 〜(8) により現在の車両位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）
を得るものである。
１５の処理手順を説明する。ステップ１０１ではＧＰＳ
電波の受信処理を行う。これは、１〜２４までの受信衛
星番号を逐次順番に更新するもので、続くステップ１０
２で、更新された当該番号の衛星に割り当てられたＣ／
Ａコードで受信電波を復調するようＧＰＳ受信機１３Ａ
に指令を発する。ステップ１０３では、インターフェー
ス１４Ａを介して入力した受信信号が十分なレベルを有
するか否かにより、受信可あるいは不可を判定し、受信
可能な衛星数が４個以上であればステップ１０４へ進ん
でＧＰＳ測位演算処理を行う。これは既に説明した式
(1) 〜(8) により現在の車両位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）
を得るものである。
【００２０】ステップ１０５では、放送電波の受信処理
を行う。これは各放送発信局の放送周波数をスキャンし
てＦＭ受信機１３Ｂで復調するもので、続くステップ１
０６でインターフェース１４Ｂを介して入力した受信信
号が十分なレベルを有するか否かにより、受信可あるい
は不可を判定する。放送電波が受信可能であればステッ
プ１０７で信号位相φ5 〜φ8 を検出し、続くステップ
１０８で、上記ステップ１０４で得た現在の車両位置
（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）および時計時刻のずれΔｔを使用
して前式(9) 〜(20)により基準信号位相（位相補正値）
φh5〜φh8を算出し、ステップ１０９でこれを記憶して
おく。
を行う。これは各放送発信局の放送周波数をスキャンし
てＦＭ受信機１３Ｂで復調するもので、続くステップ１
０６でインターフェース１４Ｂを介して入力した受信信
号が十分なレベルを有するか否かにより、受信可あるい
は不可を判定する。放送電波が受信可能であればステッ
プ１０７で信号位相φ5 〜φ8 を検出し、続くステップ
１０８で、上記ステップ１０４で得た現在の車両位置
（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）および時計時刻のずれΔｔを使用
して前式(9) 〜(20)により基準信号位相（位相補正値）
φh5〜φh8を算出し、ステップ１０９でこれを記憶して
おく。
【００２１】上記ステップ１０３で受信可能なＧＰＳ衛
星の数が３個以下である場合には、ステップ１１０、１
１１で上記ステップ１０５，１０６と同様の処理を行
い、続くステップ１１２で信号位相φ5 〜φ8 を検出す
る。ステップ１１３では上記位相補正値φh5〜φh8が記
憶済みであるか確認し、記憶済みであればステップ１２
０で以下に詳述するＧＰＳ局と放送発信局の組み合せ測
位処理を行う。
星の数が３個以下である場合には、ステップ１１０、１
１１で上記ステップ１０５，１０６と同様の処理を行
い、続くステップ１１２で信号位相φ5 〜φ8 を検出す
る。ステップ１１３では上記位相補正値φh5〜φh8が記
憶済みであるか確認し、記憶済みであればステップ１２
０で以下に詳述するＧＰＳ局と放送発信局の組み合せ測
位処理を行う。
【００２２】図４には組み合せ測位処理の詳細を示す。
ステップ１２１で受信可能なＧＰＳ衛星の数を確認し、
３個ならばステップ１２２以下へ、２個ならばステップ
１２５以下へ、１個ならばステップ１２８以下へ、０個
ならばステップ１３１以下へそれぞれ進む。以下、受信
可能なＧＰＳ衛星の数が３個である場合について具体的
に説明する。
ステップ１２１で受信可能なＧＰＳ衛星の数を確認し、
３個ならばステップ１２２以下へ、２個ならばステップ
１２５以下へ、１個ならばステップ１２８以下へ、０個
ならばステップ１３１以下へそれぞれ進む。以下、受信
可能なＧＰＳ衛星の数が３個である場合について具体的
に説明する。
【００２３】例えば図５に示すように、ＧＰＳ衛星２Ｄ
が建物Ｆの陰になってその通信波が届かない場合には、
受信可能なＧＰＳ衛星は２Ａ〜２Ｃの３個となる。そこ
で、ステップ１２２で、受信可能な放送発信局の数が１
個以上であることを確認し、続くステップ１２３で受信
可能な上記３個のＧＰＳ局２Ａ〜２Ｃと１個の放送発信
局３Ａの組み合わせで測位演算を行う。すなわち、ＧＰ
Ｓ局２Ａ〜２Ｃについての前式(1) 〜(3) 、(5) 〜(7)
および放送発信局３Ａについての前式(9) ，(13)， (1
7) より４元連立方程式を得、ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，Δｔ
を変数として最小二乗法で解を計算することにより、現
在の車両位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を算出するのであ
る。なお、ステップ１２２で受信可能な放送発信局数が
０個である場合には、３個のＧＰＳ局２Ａ〜２Ｃを使用
して測位を行うが（ステップ１２４）、この場合は３元
連立方程式しか得られないから高度ｚ0 は算出できな
い。ＧＰＳ衛星が一時的に建物の陰になり易い市街地で
は高度はそれ程変化しないから、これでも問題はない。
が建物Ｆの陰になってその通信波が届かない場合には、
受信可能なＧＰＳ衛星は２Ａ〜２Ｃの３個となる。そこ
で、ステップ１２２で、受信可能な放送発信局の数が１
個以上であることを確認し、続くステップ１２３で受信
可能な上記３個のＧＰＳ局２Ａ〜２Ｃと１個の放送発信
局３Ａの組み合わせで測位演算を行う。すなわち、ＧＰ
Ｓ局２Ａ〜２Ｃについての前式(1) 〜(3) 、(5) 〜(7)
および放送発信局３Ａについての前式(9) ，(13)， (1
7) より４元連立方程式を得、ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，Δｔ
を変数として最小二乗法で解を計算することにより、現
在の車両位置（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を算出するのであ
る。なお、ステップ１２２で受信可能な放送発信局数が
０個である場合には、３個のＧＰＳ局２Ａ〜２Ｃを使用
して測位を行うが（ステップ１２４）、この場合は３元
連立方程式しか得られないから高度ｚ0 は算出できな
い。ＧＰＳ衛星が一時的に建物の陰になり易い市街地で
は高度はそれ程変化しないから、これでも問題はない。
【００２４】以下、それぞれステップ１２６、１２９、
１３２では、４つの変数ｘ0 ，ｙ0，ｚ0 ，Δｔの解を
得るべく、受信不可能なＧＰＳ局を受信可能な放送発信
局で補って４元連立方程式を得ることにより、車両位置
（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を知ることができる。なお、ステ
ップ１２７，１３０，１３３では３元連立方程式しか得
られないから、既述の如く、高度ｚ0 は算出できない。
１３２では、４つの変数ｘ0 ，ｙ0，ｚ0 ，Δｔの解を
得るべく、受信不可能なＧＰＳ局を受信可能な放送発信
局で補って４元連立方程式を得ることにより、車両位置
（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を知ることができる。なお、ステ
ップ１２７，１３０，１３３では３元連立方程式しか得
られないから、既述の如く、高度ｚ0 は算出できない。
【００２５】なお、上記実施例におけるＦＭラジオのス
テレオ放送用パイロット信号波に代えて、テレビの画像
同期信号波あるいはＡＭラジオのステレオ放送用パイロ
ット信号波を利用しても良い。
テレオ放送用パイロット信号波に代えて、テレビの画像
同期信号波あるいはＡＭラジオのステレオ放送用パイロ
ット信号波を利用しても良い。
【００２６】（実施例２）Ｃ／ＡコードによるＧＰＳ測
位では１００ｍ程度の誤差を生じることがある。したが
って、道路が入り組んだ市街地では放送波測位の方が精
度が良く、有利であることが多い。そこで、本実施例に
おいてはＣＰＵは、図３のステップ１０１〜１０９を実
行して放送波の位相補正値を得ると、図６のステップ２
２１以下でＧＰＳ局と放送発信局の組み合わせ測位処理
を行う。すなわち、ステップ２２１で受信可能な放送発
信局の数を確認し、４個ならばステップ２２２で放送波
のみで測位を行う。３個ならばステップ２２３以下へ、
２個ならばステップ２２６以下へ、１個ならばステップ
２２９以下へ、０個ならばステップ２３２以下へそれぞ
れ進んで、受信不能で不足する放送局を、受信可能なＧ
ＰＳ局で補って測位を行う。このようにして、放送測位
を優先することにより、市街地ではより精度の良い移動
体の位置測定が可能となる。
位では１００ｍ程度の誤差を生じることがある。したが
って、道路が入り組んだ市街地では放送波測位の方が精
度が良く、有利であることが多い。そこで、本実施例に
おいてはＣＰＵは、図３のステップ１０１〜１０９を実
行して放送波の位相補正値を得ると、図６のステップ２
２１以下でＧＰＳ局と放送発信局の組み合わせ測位処理
を行う。すなわち、ステップ２２１で受信可能な放送発
信局の数を確認し、４個ならばステップ２２２で放送波
のみで測位を行う。３個ならばステップ２２３以下へ、
２個ならばステップ２２６以下へ、１個ならばステップ
２２９以下へ、０個ならばステップ２３２以下へそれぞ
れ進んで、受信不能で不足する放送局を、受信可能なＧ
ＰＳ局で補って測位を行う。このようにして、放送測位
を優先することにより、市街地ではより精度の良い移動
体の位置測定が可能となる。
【００２７】
【発明の効果】以上の如く、本発明の移動体測位システ
ムによれば、固定監視局の設置やこれとの通信を行う車
両通信機の設置等が不要であるから、システム全体を安
価に実現することができる。
ムによれば、固定監視局の設置やこれとの通信を行う車
両通信機の設置等が不要であるから、システム全体を安
価に実現することができる。
【図１】移動体測位システムの概念図である。
【図２】移動体測位システムのハード構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】本発明の一実施例におけるＣＰＵの処理フロー
チャートである。
チャートである。
【図４】ＣＰＵの処理フローチャートである。
【図５】放送波による補完を示す移動体測位システムの
概念図である。
概念図である。
【図６】本発明の他の実施例におけるＣＰＵの処理フロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】クレーム対応図である。
１ 車両（移動体） １１ ＧＰＳ受信アンテナ １２ ＦＭ受信アンテナ １３Ａ ＧＰＳ受信機 １３Ｂ ＦＭ受信機 １５ ＣＰＵ ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ ＧＰＳ衛星 ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 放送局
Claims (4)
- 【請求項１】 複数のＧＰＳ衛星からの通信波を受信す
るＧＰＳ受信手段と、複数の放送局からの放送波を受信
する放送波受信手段と、ＧＰＳ衛星からの受信の可不可
を判定する判定手段と、所定数以上のＧＰＳ衛星が受信
可能な時に、これらＧＰＳ衛星からの測位情報に基づい
て移動体の移動位置を算出する第１の移動位置算出手段
と、第１の移動位置算出手段により算出された移動位置
に基づいて各放送局からの放送波の位相補正値を得る位
相補正値算出手段と、受信可能なＧＰＳ衛星が所定数以
下の時に、必要数の放送局からの放送波をそれぞれ上記
位相補正値で補正して、ＧＰＳ衛星からの測位情報と併
せて移動体の移動位置を算出する第２の移動位置算出手
段とを具備する移動体測位システム。 - 【請求項２】 上記放送波としてＦＭラジオのパイロッ
ト信号波を使用する請求項１記載の移動体測位システ
ム。 - 【請求項３】 上記第２の移動位置算出手段は、受信可
能なＧＰＳ衛星が３個以下の時に、全体として４個のＧ
ＰＳ衛星の不足分を補うに必要な数の放送局からの放送
波を合わせて、移動体の移動位置を算出するものである
請求項１記載の移動体測位システム。 - 【請求項４】 複数のＧＰＳ衛星からの通信波を受信す
るＧＰＳ受信手段と、複数の放送局からの放送波を受信
する放送波受信手段と、ＧＰＳ衛星からの受信の可不可
を判定する第１の判定手段と、所定数以上のＧＰＳ衛星
が受信可能な時に、これらＧＰＳ衛星からの測位情報に
基づいて移動体の移動位置を算出する第１の移動位置算
出手段と、第１の移動位置算出手段により算出された移
動位置に基づいて各放送局からの放送波の位相補正値を
得る位相補正値算出手段と、放送波の受信の可不可を判
定する第２の判定手段と、所定数以上の放送局からの受
信が可能な時に、これら放送局からの放送波をそれぞれ
上記位相補正値で補正して移動体の移動位置を算出する
とともに、受信可能な放送局が所定数以下の時に、必要
数のＧＰＳ衛星からの測位情報を合わせて移動体の移動
位置を算出する第２の移動位置算出手段とを具備する移
動体測位システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6340597A JPH08184451A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 移動体測位システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6340597A JPH08184451A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 移動体測位システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08184451A true JPH08184451A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=18338513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6340597A Withdrawn JPH08184451A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 移動体測位システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08184451A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002507727A (ja) * | 1998-03-17 | 2002-03-12 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線ｃｄｍａトランシーバの位置を決定するシステムおよび方法 |
| JP2002512373A (ja) * | 1998-04-22 | 2002-04-23 | スナップトラック・インコーポレーテッド | 無線通信信号による衛星位置決めの強化 |
| US6463386B2 (en) | 2000-12-20 | 2002-10-08 | Nec Corporation | Global positioning system (GPS) and GPS receiver |
| JP2004109139A (ja) * | 2001-02-02 | 2004-04-08 | Rosum Corp | 放送デジタルテレビジョン信号を使用する位置確認 |
| JP2005221331A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Fujitsu Ltd | Ｇｐｓ受信機 |
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| JP2007518979A (ja) * | 2003-12-30 | 2007-07-12 | トゥルーポジション・インコーポレーテッド | Ｔｄｏａ／ｇｐｓ混成ワイヤレス位置検出システム |
| JP2009021987A (ja) * | 2001-02-02 | 2009-01-29 | Rosum Corp | 放送ディジタル・テレビジョン信号を使用する位置決定 |
| GB2475675A (en) * | 2009-11-17 | 2011-06-01 | Samsung Electronics Co Ltd | Navigation receiver operable with multiple navigation systems |
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| US9060341B2 (en) | 1996-09-09 | 2015-06-16 | Tracbeam, Llc | System and method for hybriding wireless location techniques |
| US9134398B2 (en) | 1996-09-09 | 2015-09-15 | Tracbeam Llc | Wireless location using network centric location estimators |
| US9538493B2 (en) | 2010-08-23 | 2017-01-03 | Finetrak, Llc | Locating a mobile station and applications therefor |
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| US10641861B2 (en) | 2000-06-02 | 2020-05-05 | Dennis J. Dupray | Services and applications for a communications network |
| US10684350B2 (en) | 2000-06-02 | 2020-06-16 | Tracbeam Llc | Services and applications for a communications network |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP6340597A patent/JPH08184451A/ja not_active Withdrawn
Cited By (26)
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| US9237543B2 (en) | 1996-09-09 | 2016-01-12 | Tracbeam, Llc | Wireless location using signal fingerprinting and other location estimators |
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| US11971491B2 (en) | 2000-06-02 | 2024-04-30 | Mobile Maven Llc | Services and applications for a communications network |
| US6463386B2 (en) | 2000-12-20 | 2002-10-08 | Nec Corporation | Global positioning system (GPS) and GPS receiver |
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| JP2009025292A (ja) * | 2001-02-02 | 2009-02-05 | Rosum Corp | テレビジョン信号の監視ユニット |
| JP2009025291A (ja) * | 2001-02-02 | 2009-02-05 | Rosum Corp | 放送テレビジョン信号および携帯電話信号を使用する位置決定 |
| JP2009021987A (ja) * | 2001-02-02 | 2009-01-29 | Rosum Corp | 放送ディジタル・テレビジョン信号を使用する位置決定 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |