JPH09230025A - 差動ｇｐｓ用固定局、移動体用ｇｐｓ測位機、ナビゲ ーション装置、及びｇｐｓ測位機用ラジオ受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】差動ＧＰＳ方式を安価に利用可能とする． 【構成】 ＦＭ放送局を差動ＧＰＳ用固定局１１とし、
ＧＰＳ単独測位機１２でＧＰＳ衛星１３₁ 〜１３₄ より
の信号を受信して測位し、その固定局１１の実位置に対
する誤差をパソコン１４で演算し、その補正値と利用し
た衛星のＰＲＳ番号とを固定局情報として、ＲＤＳ放送
機１５からＦＭ放送にＲＤＳ信号で多重化して放送す
る。自動車２１ではカーラジオ２２でＦＭ放送を受信
し、固定局情報を分離して、ＧＰＳ単独測位機２３へ送
る。測位機２３は送られたＰＲＳ番号のＧＰＳ衛星の信
号を受信してＧＰＳ測位を行い、その測位値を前記誤差
で補正する。又、必要に応じスビゲーションシステム２
４へ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は比較的高精度（〜
１０ｍ以下）を要する陸上移動体（自動車、バイク等）
に利用され、あるいは船舶等でも入・出港時等には利用
され、差動ＧＰＳシステムの固定局及び移動体用ＧＰＳ
測位機、そのＧＰＳ測位機に用いられるラジオ受信機、
及びＧＰＳ測位機により測位するナビゲーション装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】米軍が建設したＧＰＳ（Ｇｌｏｖａｌ
Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）は、２４個
（内３個は予備）の衛星を、地球を周回する６軌道面に
各４個づつ配置し、各衛星からその軌道データ（５０ｂ
ｐｓ）、電離層補正データ（５０ｂｐｓ）等を疑似ラン
ダム（ＰＲＮ）コード（Ｐコードでは１０．２３Ｍｂｐ
ｓ，コード長ＩＷ；Ｃ／Ａコードでは１．０２３Ｍｂｐ
ｓ，コード長Ｉｍｓ）で乗算してスペクトル拡散しその
拡散信号でキャリヤをＰＳＫ変調し、ＰコードＬ_l＝
１，５７５．４２ MHz，Ｌ₂ ＝１，２２７．６ MHz；Ｃ
／Ａコード Ｌ_l ＝１，５７５．４２MHz で地球に向け
送信している。

【０００３】地球上でｉ衛星よりの信号を受信すると、
ＰＲＮコードの受信時点と、ＰＲＮコード送信時点との
差Ｔｉと、電波の伝播速度Ｃとから、ｉ衛星と受信点と
の距離ＣＴｉを求めることができる。実際には受信機の
時計の誤差Ｃ_B が含まれているのでこの距離ＣＴｉを疑
似距離Ｒｉと呼ぶ。送信時の衛星位置（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚ
ｉ）と受信点位置（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）とから次式が得
られる。 ｛（Ｘｉ−Ｘｍ）² ＋（Ｙｉ−Ｙｍ）² ＋（Ｚｉ−Ｚｍ）² ｝^1/2 ＝Ｃ（Ｔｉ−Ｃ_B ） ・・・（１） この式でＸｍ，Ｙｍ，Ｚｍ，Ｃ_B が未知数である。した
がって４個の衛星を観測し、同様な式を４式得れば受信
点位置（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）及ひ誤差Ｃ_B が求められ
る。海上、平野等ではＺ項は既知故、３個の衛星で２次
元測位（Ｘｍ，Ｙｍ）ができる。この様な測位法は単独
測位と呼ばれる。

【０００４】ＰＲＮコードとしてＰコードを用いると測
位精度は１６ｍ程度であるとされているが、これは軍用
であり一般にはＰコードが解放されていないので使用で
きない。Ｃ／Ａコードは一般に解放されているが、１０
０ｍ程度の誤差を有している。これはキャリヤ周波数が
１波のため電離層による伝播遅延の補正ができないこと
や、ＰＲＮコードのビットレート（チッブレート）が低
く、時間分解能が悪いこともあるが、軌道データ等に人
為的な誤差を含めてある為であるとされている。

【０００５】現在市販されているＧＰＳ測位装置で移動
体に使用するものはほとんどこの単独測位方式によるも
のである。このためＧＰＳのみで自動車ナビゲーション
システムを作ると、自動車の位置が地図上の隣接する近
くの道路、又はその近傍に表示されることがあり不都合
である。このために、方位センサ、速度センサ、走行セ
ンサ等と複合して使用され、システムを複雑・高価にし
ている。又信頼度を低下している。

【０００６】別方式でキャリヤの位相を用いる高精度
（ｃｍレベル）の方式があるが、受信機が高価で、測定
に長時間を要するので移動体の測位には適しない。この
ため、短時間で簡単に測位でき、精度を上げる方法とし
て、予め位置の判明している固定点と、移動点とで測位
し、その差（固定点からの移動点の位置べクトル）を測
定する方法が提案されている。これは電離層の伝播時間
誤差や、軌道データ誤差等が相殺されるので数ｍの精度
が得られる。この方式は真位置の判明している固定点で
のＧＰＳによる測位値の誤差又はその補正値を移動点に
通知し、移動点でのＧＰＳによる測定値を補正すること
と数学的に等価である。ここで誤差はその極性に応じて
加減算して測定値を補正する必要があるが、補正値は単
に加算（又は減算）して測定値を補正するようにした値
を示す。この方式を差動ＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉ
ａｌ ＧＰＳ）と呼び、日本ではトランスロケーション
法とも呼ばれている。固定局と移動点との間の距離は数
１００ｋｍで使用可能とされている。

【０００７】この場合、固定局情報として使用した衛星
の種類ｉ（又はＰＲＮコード番号）、測定位置と真位置
との誤差又は補正値ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ，又は疑似距離Ｒ
ｉの誤差又は補正値等を移動体に無線で通知する必要が
ある。このため差動ＧＰＳは広く使用されるに至ってい
ない。しかし、Ｒ社ではこの固定局情報をインマルサッ
ト通信衛星を用いて加入者に限定して送信している。日
本ではＳ社が代行し、札幌に固定局をおき、ほぼ日本と
その近海とをカバーしている。固定局と移動局との間の
距離は１５００ｋｍを超えても利用可能としている。精
度は３〜５ｍ以内、データは３秒毎送信である。この方
式は主として船舶の出入航時も含めた利用を目的とした
ものであるが、この精度は十分に陸上走行ナビゲーショ
ン用にも使用できる値である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】Ｒ社によるシステムは
陸上走行ナビゲーションには十分な精度を有している
が、問題はその利用価格が非常に高価であることで、自
動車、バイク等には使用することができない。公表資料
では機器の使用料の形で1 日当り１０万円〜１５万円を
必要としている。

【０００９】高価な理由は正確には判らないが、インマ
ルサット通信衛星を利用する通信系にあると考えられ
る。送信装置・受信装置・衛星使用料金が高いためと推
定される。単独測位ＧＰＳ機は１０万円程度にすぎな
い。この価格を自動車や、バイク、近海の小舟等が使用
可能なレベルに迄低下することがこの考案の課題であ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明によればインマ
ルサット通信衛星を使用せずに、既設の公衆放送網を利
用して固定局情報を放送することで大幅に価格を低下し
ようとするものである（請求項１）。その公衆放送網と
しては、テレビジョン放送、ラジオ放送、衛星放送、気
象情報放送、防災放送等が存在し（請求項５）、夫々は
既に損益がほぼバランスしており、これに固定局情報を
多重するのにそれ程大きな投資を必要とせず、その情報
提供はほとんど無償で不特定多数の公衆に行うことが可
能である。

【００１１】ヨーロッパで既に実施され、日本や他の国
々でも実施されたり、実施されようとしているＦＭラジ
オ放送でのＲＤＳシステムには容易に固定局情報をのせ
ることができる（請求項６）。ＲＤＳシステムはＦＭ多
重放送の中の１方式であるが、そのサービス内容にＡＦ
（代替周波数）情報が含まれており、ＦＭラジオ受信機
を搭載した自動車等の移動体がある放送局の電波を受信
しながら走行した場合に、その放送局からの距離の増大
による電界強度が低下すると、前記ＡＦ情報を利用し
て、ＦＭラジオ受信機自体で自動的に同調を切り替え
て、近傍の代替放送局（同一プログラムサービスのネッ
ト局系）の電波を受信するようになされている。このよ
うな自動同調切り替えを利用すると走行位置の如何に関
せず、ＧＰＳ補正値をサービスしているネットの局の電
波を自動的に受信することができ、ＲＤＳシステムに固
定局情報を乗せることは他のＦＭ多重方式の放送に固定
局情報を乗せる場合と比べて、差動ＧＰＳ用として相乗
的なメリットを有することになる。

【００１２】又、ＲＤＳはヨーロッパ放送連合の規格で
あるが、米国や香港でも既に試験放送中であり、近く韓
国でも予定されている。日本では若干ＲＤＳと異なった
方式が検討されており、世界的整合性に問題となる危険
性があるが、日本以外では整合性が保たれ、差動ＧＰＳ
受信機や自動車等の相互往来に対し世界的に使用可能と
なる利点がある。

【００１３】固定局情報としては、差動ＧＰＳ用固定局
が受信した衛星の番号、又はＰＲＮコード番号、測位結
果の誤差あるいは補正値ΔＸ，ΔＹ，ΔＺを送信すれ
ば、移動局は同一衛星よりの信号を受信し、得られた測
定位置（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）に、その放送受信された補
正値を単純加算することで修正された正しい位置（Ｘ
ｍ′，Ｙｍ′，Ｚｍ′）を得ることができる（請求項
３、９）。衛星の番号、ＰＲＮコードの番号等を送信す
ることは、４個以上の衛星が利用可能な時に、３個の衛
星で２次元測位を行ったり、４個の衛星で３次元測位を
行ったりする時に、使用衛星を特定し、誤った衛星を使
用しないのに必要である。

【００１４】又、差動ＧＰＳ用固定局で、測位した各衛
星との疑似距離を放送し、移動局でその受信した疑似距
離と移動局で測定した疑似距離とから両局間の位置べク
トルを計算する方式も用いられている。即ち受信した疑
似距離から差動ＧＰＳ用固定局の位置を求め、また移動
局で測定した疑似距離から移動局の位置を求め、これら
両位置の差（相対位置）を求め、また放送受信により得
られた差動ＧＰＳ用固定局の位置情報、つまりその固定
局の真の位置、あるいはその固定局を示す識別情報から
テーブルを参照して得た固定局の真の位置に前記相対位
置を加算する（請求項４、１０）。

【００１５】あるいは差動ＧＰＳ用固定局で測定した疑
似距離と、その衛星の軌道データとその固定局の真の位
置とから求めた計算距離と差、つまり疑似距離の誤差、
または補正値を放送し、移動局では固定局で疑似距離の
測定に用いたと同一の衛星との疑似距離を測定し、その
測定疑似距離を受信したその誤差又は補正値で補正し、
その補正した疑似距離を用いて、移動局の位置を求める
（請求項３、８）。

【００１６】差動ＧＰＳ用固定局で衛星を利用してその
固定局位置を測定し、その測定位置と真の位置とを放送
し、移動局で同一衛星を利用して位置を測定し、その位
置と受信した固定局測定位置との差（相対位置）を求
め、その相対位置を受信した固定局真位置に加算して移
動局位置としてもよい（請求項１１）。疑似距離、又は
その誤差（補正値）を放送する場合は衛星ごとの単独デ
ータとなり、位置誤差（補正値）と異なり、衛星の組合
せに依存しない利点がある。

【００１７】請求項１４の発明のＧＰＳ測位機用ラジオ
受信機によれば、差動ＧＰＳ用固定局の固定局情報を多
重化した放送電波を受信し、その固定局情報を選出し、
その選出した固定局情報が外部出力端子へ供給され、ま
た受信電波が弱くなると正常な電波強度のチャネルに自
動同調切替え手段により自動的に切替えられる。請求項
１５の発明のＧＰＳ測位機用ラジオ受信機によれば差動
ＧＰＳ用固定局の固定局情報を多重化した放送電波を受
信し、上記固定局情報が選出手段により選出され、その
選出された固定局情報が可視又は／可聴的に出力され、
また受信電波が弱くなると正常な電波強度のチャネルに
自動同調切替え手段により自動的に切替えられる。

【００１８】

【発明の実施の形態】携行可能な単独測位ＧＰＳ機は１
０〜２０万円で入手できる。公衆放送網としてはアンテ
ナが小型で指向性の不要なものが移動体用として望まし
く、これにはラジオ受信機が適している。特に請求項６
のＲＤＳシステムを利用してＦＭ放送に固定局情報を多
重すれば特別な設備は不要である。ＲＤＳ送信設備を新
設しても一局当り２〜３００万円位の投資で十分であ
る。差動ＧＰＳ用固定局と放送局は同一敷地に設けるこ
とが可能である。一方ＲＤＳ受信機はすでに市販され、
ＦＭ放送からデジタルデータ中の固定局情報を分離出力
するに必要な部分の費用増加は1 万円位である。この放
送データを用いてＧＰＳ単独測位機のデータを補正する
のはソフトウェアの改訂のみで可能であり価格上昇はな
い。

【００１９】差動ＧＰＳ用固定局と移動体との距離は１
０００ｋｍ程度まで許されるが数１００ｋｍ以内とする
ことが望ましい。したがって日本では３〜１０局の差動
ＧＰＳ用固定局で全国をサービス領域としてカバーする
ことができる。差動ＧＰＳ用固定局と放送局との距離が
長いとその間の伝送リンクの時間遅れ等が特定できず問
題となるので各放送局に併せて差動ＧＰＳ用固定局を同
一地区内に設けることが望ましい。少くとも両局間の距
離は伝送時間が一定するように直結可能とするか、伝送
ルートが一定した固定リンクの使用可能な距離が望まし
い。伝送遅れが不特定の時は固定局での送信時点から十
分な固定の遅れ時間をとって放送するとよい。何れの場
合も、固定局での送信から放送までの時間遅れと対応し
て前記疑似距離やその誤差、補正値、あるいは位置誤
差、補正値などの各変化を予測し、その予測値を固定局
情報として送信すればよい。

【００２０】ＲＤＳ受信機は、移動体走行時、特定放送
局との距離による電界強度の低下があってもＡＦ情報に
より自動的に代替局（ＲＤＳ放送局）を選定することが
でき、移動体での放送受信には適している。

【００２１】

【実施例】日本全土及びその近海をカバーしようとする
と、例えばＮＨＫでは５００個所のＦＭ局があるが、差
動ＧＰＳ用固定局はその全てのＦＭ局に設けるか、又は
主要ＦＭ局に設け、近接局へはその固定局情報を送るよ
うにしてもよい。ＲＤＳ受信機は固定局情報の放送サー
ビスを行っているネットを指定すれば全国どこを走行し
てもそのネットに属する最適な放送局に自動的に同調す
るので差動ＧＰＳ用固定局の固定局情報を常に良好に受
けとることができ、差動ＧＰＳ用として最適である。

【００２２】図１にこの考案による差動ＧＰＳ用固定局
を用いた差動ＧＰＳ測位システムの概念を示す。差動Ｇ
ＰＳ用固定局１１はこの例では放送局を兼ねるものであ
る。差動ＧＰＳ用固定局１１は通常（市販）のＧＰＳ単
独測位機１２を備え、このＧＰＳ単独測位機１２はＧＰ
Ｓ衛星中の観測可能なものの中から最もＧＤＯＰ（Ｇｅ
ｏｍｅｔｒｉｃａｌ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅ
ｃｉｓｓｉｏｎ）値の少ない４個のＧＰＳ衛星１３₁ 〜
１３₄ を選択する。この選択機能は市販のＧＰＳ単独測
位機に内蔵されている。

【００２３】差動ＧＰＳ用固定局１１において単独測位
ＧＰＳ測位機１２により選択した衛星からの信号にもと
づく測定値はパーソナルコンピュータ１４に供給され
る。パーソナルコンピュータ１４はその測定値（Ｘｓ，
Ｙｓ，Ｚｓ）の差動ＧＰＳ固定局１１の真位置（Ｘｏ，
Ｙｏ，Ｚｏ）に対する誤差（補正値）ΔＸ＝Ｘｏ−Ｘ
ｓ，ΔＹ＝ＹＯ−Ｙｓ，ΔＺ＝Ｚｏ−Ｚｓを計算し、こ
の補正値をその利用衛星の番号又はＰＲＮコード番号と
共に固定局情報としてＲＤＳ放送機１５に送る。ＲＤＳ
放送機１５は受信した固定局情報をＲＤＳデータとして
編成し、アンテナ１６からＦＭ放送（音楽等）に多重化
して放送する。

【００２４】ー方移動走行中の移動体、例えば自動車２
１にはＦＭ放送のＲＤＳ受信機２２が設置され、そのＲ
ＤＳ受信機２２により受信したＦＭ放送のＲＤＳ多重化
された固定局情報（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺとＰＲＮ番号と）
が分離され、その自動車２１に設置されたＧＰＳ単独測
位機２３に送られる。ＧＰＳ単独測位機２３はＲＤＳ受
信機２２から指示されたＰＲＮ番号の衛星を利用してＧ
ＰＳ単独測位機１２と同様に単独測位を行い、その測位
値（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）にＲＤＳ受信機２２より得た補
正値ΔX,ΔＹ，ΔＺを加算して修正し、その修正値（Ｘ
ｍ＋ΔＸ＝Ｘｍ′，Ｙｍ＋ΔＹ＝Ｙｍ′，Ｚｍ＋ΔＺ＝
Ｚｍ′）をナビゲーションシステム２４に送る。

【００２５】つまりこの例では差動ＧＰＳ用固定局１１
内の固定局情報発生部３１で図２Ａに示すように位置補
正値ΔＸ，ΔＹ，ΔＺを演算し、移動体のＧＰＳ単独測
位機２３内に設けられた修正部３２で測定値Ｘｍ，Ｙ
ｍ，Ｚｍに対し位置誤差の加算が行われる。位置補正値
ΔＸ，ΔＹ，ΔＺの代りに疑似距離の補正値ΔＲｉ（ｉ
＝１，２，３，４）を用いてもよい。つまり差動ＧＰＳ
用固定局１１の単独ＧＰＳ測位機１２でｉ衛星よりＰＲ
Ｎコード受信時点と、そのＰＲＮコード送信時点との差
Ｔｉと光速Ｃとからｉ衛星と固定局１１との間の疑似距
離Ｒｉを求める。ｉ衛星の軌道から得たｉ衛星の位置
（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）と、固定局１１の位置（Ｘｏ，Ｙ
ｏ，Ｚｏ）とからｉ衛星と固定局１１との真の距離Ｒｏ
ｉ＝｛( Ｘｉ−Ｘｏ) ²＋（Ｙｉ−Ｙｏ）² ＋（Ｚｉ−
Ｚｏ）² ｝^1/2 を演算し、ｉ衛星の疑似距離の補正値Δ
Ｒｉ＝Ｒｏｉ−Ｒｉを求める。４つの衛星についての補
正値ΔＲｉ（ｉ＝１，２，３，４）と、これら補正値を
求めるために利用した衛星の番号又はＰＲＮコード番号
とを固定局情報として放送する。

【００２６】移動体２１では受信した固定局情報中の利
用衛星情報が示す衛星と移動体２１との疑似距離Ｒ１′
をＧＰＳ単独測位機２３で測定し、その疑似距離Ｒｉ′
に補正値ΔＲｉを加算して修正し、この修正した疑似距
離Ｒｉ″（ｉ＝１，２，３，４）を用いて、（１）式で
示す４つの連立方程式を作り、これをといて移動体２１
の位置（Ｘｍ′，Ｙｍ′，Ｚｍ′）を求める。つまりこ
の例では図２Ｂに示すように固定局情報発生部３１′で
Ｒｉ，Ｒｏｉを入力してΔＲｉを作り、修正部３２′で
Ｒｉ′にΔＲｉを加算し、その加算結果を単独ＧＰＳ測
位機２３内の位置演算部３３に測定距離として代入し
て、移動体２１の位置Ｘｍ′、Ｙｍ′、Ｚｍ′を演算し
て出力する。

【００２７】更に補正値ΔＸ，ΔＹ，ΔＺの代りに疑似
距離Ｒｉと、その利用衛星番号又はＰＲＮコード番号
と、固定局１１の位置情報とを固定局情報として送信し
てもよい。移動体２１では受信した利用衛星と同一の衛
星を利用してＧＰＳ単独測位機２３で位置（Ｘｍ，Ｙ
ｍ，Ｚｍ）を測定し、また受信した４つの疑似距離Ｒｉ
から固定局１１の位置を演算して位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚ
ｓ）を求め、これら位置の差（Ｘｍ−Ｘｓ，Ｙｍ−Ｙ
ｓ，Ｚｍ−Ｚｓ）を演算して、固定局１１に対する移動
体２１の相対位置を求める。この時、両位置に同様の誤
差が含まれているとみなされ、誤差が除去された精度の
高い相対位置となる。この相対位置（Ｘｍ−Ｘｓ，Ｙｍ
−Ｙｓ，Ｚｍ−Ｚｓ）を、受信した固定庸位置情報より
得た固定局１１の真の位置（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）に加算
して移動体２１の位置（Ｘｍ′，Ｙｍ′，Ｚｍ′）を求
める。固定局位置情報としては（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）自
体でもよいし、固定局を識別する情報であって、移動体
２１側でこの固定局識別情報から各固定局の位置が示さ
れたテーブルを引いて位置（Ｘｏ，Ｙｏ，Ｚｏ）を求め
てもよい。

【００２８】この場合は固定局情報発生部３１″からＲ
ｉを出力し、移動体２１側ではＲｉから位置演算部３
３′でＸｓ，Ｙｓ，Ｚｓが演算され、修正部３２″でＸ
ｍ−Ｘｓ＋Ｘｏ＝Ｘｍ′，Ｙｍ−Ｙｓ＋Ｙｏ＝Ｙｍ′，
Ｚｍ−Ｚｓ＋Ｚｏ＝Ｚｍ′が演算されることになる。な
お位置演算部３３′は位置演算部３３と併用させること
ができる。図２Ｄに示すように固定局情報発生部３
１′′′で固定局測定値（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を発生し
て送信し、移動体２１側で修正部３２″において図２Ｃ
の場合と同様の演算を行って移動測定位置Ｘｍ，Ｙｍ，
Ｚｍを修正してＸｍ′，Ｙｍ′，Ｚｍ′を出力してもよ
い。

【００２９】ナビゲーションシステム２４は通常のＣＤ
ＲＯＭ等に内蔵された地図情報により、地図上にその自
動車２１の走行位置を表示する等の機能を有するもの
で、その他交通渋滞情報（これもＲＤＳ受信機２２によ
り得ることができる）との組合せや目的地への最適ルー
ト指示等を行うこともできる。ＲＤＳ受信機２２として
は従来のカーラジオ（ＲＤＳ機能付）を利用することが
できる。

【００３０】つまりＲＤＳ受信機能付きのＦＭカーラジ
オは図３に示すようにＦＭ受信部４１において選局、つ
まりチャネル選択し、ＦＭ復調してステレオ信号とＲＤ
Ｓデー夕により変調された副搬送波信号（５７ｋＨｚ）
との合成信号が得られる。そのステレオ信号はステレオ
再生部４２に取込まれ、ステレオの左、右信号に分離さ
れて左、右のスピーカに供給される。副搬送波信号は多
重分離フィルタ４３で分離され、その分離された副搬送
波信号は復号器４４で復号されてデータ（２値信号）と
されてマイクロコンピュータ４５に入力される。マイク
ロコンピュー夕４５においてＲＤＳ中の各種データが順
次分離され、これらのデータを利用するようになされて
いる。差動ＧＰＳ測位機用ラジオ受信機としては、マイ
クロコンピュータ４５で固定局情報が分離されて外部出
力端子４６へ出力される。この端子４６の出力を図１中
のＧＰＳ単独側位機２３へ供給することを簡単に行うこ
とができる。

【００３１】またマイクロコンピュータ４５で取出した
固定局情報を表示器４７へ供給して、固定局情報を文字
表示するようにしてもよい。これと同時に、あるいは独
立にマイクロコンピュータ４５から固定局情報を音声合
成器４８へ供給して、音声合成してスピーカ４９から放
声するようにしてもよい。このように可視表示され、又
は可聴報知された固定局情報を利用者が見てあるいは聞
いてＧＰＳ単独測位機２３に入力するようにすることも
できる。

【００３２】また通常のＲＤＳ受信機においてはマイク
ロコンピュータ４５が、ＦＭ受信部４１の受信電波レベ
ルを監視して、受信電界強度が所定値以下になると、同
一ネットの放送局中の電界強度が強い電波を受信するよ
うに、ＦＭ受信部４１の同調回路を自動的に制御する自
動同調切替え手段が設けられている。このようにＲＤＳ
受信機２２を独立に構成する他に、ＲＤＳ機能の中の固
定局情報の放送を行っているネットワークに限定してＡ
Ｆ情報により自動同調する機能と、固定局情報、抽出機
能と、のみを有する最小のＦＭ−ＲＤＳ受信回路をＧＰ
Ｓ単独測位機２３の中に一体として構成を小形、かつ安
価とすることもできるし、一般的なＦＭ−ＲＤＳラジオ
機能を含めて、ＧＰＳ単独測位機２３と一体とするか、
接続可能とすることにより、ＧＰＳ単独測位機にＦＭ，
ＡＭ等のラジオ放送（音楽・音声）受信機能をもたせ娯
楽性を併せもたせることもできる。

【００３３】Ｃ／Ａコードに人為的に加えられたと推定
される誤差は、２０〜１００ｍの誤差が０．４ｍ／ｓ程
度の変化率で時間の多項式で近似される変動をしてお
り、約６〜１４分の周期をもつとされている。従って差
動ＧＰＳ用固定局１１で数〜１０秒間の観測でこの多項
式の近似式を求め、これにより将来数秒間の変動値を予
測し、その予測値を固定局情報として放送してもよい。
これはデータ伝送リンクその他の遅れを補正するのに使
用することができる。即ち補正値測定時刻と、その補正
値を放送する時刻との差による誤差を補正することがで
きる。

【００３４】固定局情報の送信頻度は移動体の移動速度
からみて数秒〜１０秒間隔で行うことが望ましい。差動
ＧＰＳ用固定局１１、移動体２１ともＧＰＳデータの受
信解析は１秒間隔でくり返すことが十分に可能で、位置
測定は実用的には自動車の走行速度１００ｋｍ／時＝２
８ｍ／ｓからみて、５秒前後の繰返しでよい。差動ＧＰ
Ｓ用固定局１１と放送局とが同一地にあれば放送局の放
送周波数をその地点のＩＤ（識別）に利用することがで
きる。別々の時は差動ＧＰＳ用固定局を識別するための
ＩＤ情報も放送するのが望ましい。放送局は山頂にある
が、自動車は市街地や平野を走行する点から差動ＧＰＳ
用固定局１１は山頂の放送局から離れた平地に設けた方
がよい。

【００３５】ＲＤＳのデータ編成は1 ブロック２２ｍｓ
に付加ビツトを除いて１６ビツト収納される。誤差補正
値（経度・緯度でもよいし、ｍでもよい。以下ｍで表す
とする。）は、北（Ｎ）、東（Ｅ）、上（Ｚ）を正とし
て夫々表現し、補正数値は夫々士と３桁とすると、デー
タ順序をΔＸ，ΔＹ，ΔＺの順にすれば、必要デー夕ビ
ット数は数字を４ビット／桁とすると、３×４＋１（正
負）＝１３ビット／ΔＸ、故に３ブロックでΔＸ，Δ
Ｙ，ΔＺが送信できる。その他に４個の衛星のＰＲＮコ
ードを送信するのに４ブロックを用い、計７ブロック
（２２ｍｓ×７＝１５４ｍｓ）で放送が可能であり、５
秒毎に１５４ｍｓをＧＰＳ測位のために使用し、他の時
間は従来のＲＤＳ放送機能に使用することができるので
ＲＤＳ放送に問題を与えない。

【００３６】利用する公衆放送は、国・自治体等が行う
放送の他、商業用・教育用等の放送でもよく、要は不特
定多数の受信者に対する放送であり、テレビジョン放
送、ラジオ放送、衛星放送、気象情報 (ＦＡＸを含む)
放送、防災情報放送等が該当する。これ等では移動体が
放送サービスエリアを越えて移動すると、同調局の切り
替えが必要である。ＲＤＳ以外では、ナビゲーション地
図に放送サービスエリアを入力しておき切り替えに利用
することができる。

【００３７】力一・ナビゲーションに適用した場合、Ｒ
ＤＳ受信機２２はカーラジオを兼ねることができ、寸
法、価格面での利点が多い。ＲＤＳ受信機２２からの固
定局情報をＧＰＳ単独測位機２３ではなく、ナビゲーシ
ョンシステム２４に入れて、ナビゲーションシステム２
４でＧＰＳ単独測位機２３の測定値に対する補正計算を
行ってもよい。またナビゲーションシステム２４内にＧ
ＰＳ単独測位機２３及びＲＤＳ受信機２２の両機能を含
めてもよい。

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば差動ＧＰＳ方式におい
て固定局情報を非常に小型簡易・安価な方法で移動体用
の測位機に送信できるので、広く自動車、バイク等のＧ
ＰＳやナビゲーションに利用できる。又この移動体用Ｇ
ＰＳ測位機は小型受信機として構成できるので人間が携
行することも可能となる。多数のセンサを主体とし単独
測位ＧＰＳを参考として利用する現行の力一・ナビゲー
ションシステムが差動ＧＰＳを主体としたシステムに変
更可能となり、センサの低価格化、不要化によりカー・
ナビゲーションシステムの価格低下と簡易化が可能とな
り、普及に効果がある。この場合ＲＤＳ受信機２２はカ
ーラジオを兼用できる。又、固定局情報の放送手段とし
てＦＭ−ＲＤＳを用いることは、移動体の移動に伴って
同調すべき放送局の切り替えが自動的に行われるので、
放送局のサービスエリアを意識することなく、如何なる
走行位置に於ても差動ＧＰＳの動作が可能となる効果を
有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図。

【図２】各種の固定局情報の発生と、移動体での測位デ
ータの修正との関係を示す図。

【図３】この発明により差動ＧＰＳ測位機用ラジオ受信
機の例を示すブロック図。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正確な位置が判明している位置に設けら
   れ、 ＧＰＳ測位を行う測位手段と、 その測位手段で受信したデータ及び／又はそれを加工し
   たデータよりなる固定局情報を作る手段と、 その固定局情報を公衆放送に多重化して放送する手段
   と、を具備する差動ＧＰＳ用固定局。
2. 【請求項２】 上記固定局情報は、上記差動ＧＰＳ用固
   定局と利用衛星との間の疑似距離の誤差又は補正値ある
   いはその所定時間後の予測値と、その利用衛星の識別番
   号及び／又は疑似ランダムコード番号とを含むことを特
   徴とする請求項１記載の差動ＧＰＳ用固定局。
3. 【請求項３】 上記固定局情報は、上記差動ＧＰＳ用固
   定局での測定位置と、上記固定局の真の位置との誤差又
   は補正値、あるいはその所定時間後の予測値を含むこと
   を特徴とする請求項１記載の差動ＧＰＳ用固定局。
4. 【請求項４】 上記固定局情報は、上記差動ＧＰＳ用固
   定局と利用衛星との間の疑似距離あるいはその所定時間
   後の予測値と、その利用衛星の識別番号及び／又は疑似
   ランダムコード番号と、上記固定局の位置情報とを含む
   ことを特徴とする請求項１記載の差動ＧＰＳ用固定局。
5. 【請求項５】 上記公衆放送はラジオ放送、テレビジョ
   ン放送、衛星放送、気象通報（気象図ＦＡＸ通報を含
   む）、防災放送の何れかであることを特徴とする請求項
   １記載の差動ＧＰＳ用固定局。
6. 【請求項６】 上記公衆放送はラジオ放送であり、上記
   多重化の方式はヨーロッパ放送連合（ＥＢＵ）ＲＤＳ規
   格、又はその規格に準じた方式であることを特徴とする
   請求項１記載の差動ＧＰＳ用固定局。
7. 【請求項７】 移動体に設けられ、又は携帯可能に作ら
   れ、ＧＰＳ測位を行う測位手段と、 差動ＧＰＳ用固定局からの公衆放送を受信して、これに
   多重化された固定局情報を分離抽出する固定局情報抽出
   手段と、 その抽出された固定局情報を上記測位手段で測位したデ
   ータと複合してその移動体の測位を行う複合手段と、を
   具備する移動体用ＧＰＳ測位機。
8. 【請求項８】 上記固定局情報は上記差動ＧＰＳ用固定
   局と利用衛星との間の疑似距離の誤差又は補正値あるい
   はその所定時間後の予測値であって、上記複合手段は、
   上記測位手段で測定された同一利用衛星までの疑似距離
   に対して上記固定局情報により補正して、その移動体の
   位置を求める手段であることを特徴とする請求項７記載
   の移動体用ＧＰＳ測位機。
9. 【請求項９】 上記固定局情報は上記差動ＧＰＳ用固定
   局での測定位置と、その固定局の真の位置との誤差又は
   補正値あるいはその所定時間後の予測値であって、上記
   複合手段は、上記測位手段で同一利用衛星により測定さ
   れたその移動体の測定位置を上記固定局情報により補正
   する手段であることを特徴とする請求項７記載の移動体
   用ＧＰＳ測位機。
10. 【請求項１０】 上記固定局情報は、上記差動ＧＰＳ用
    固定局と利用衛星との間の疑似距離あるいはその所定時
    間後の予測値と、その固定局の位置情報であって、上記
    複合手段は、上記固定局情報により上記固定局の位置を
    求め、これと上記測位手段で得られた上記移動体の位置
    との差（相対位置）を求め、その相対位置を上記固定局
    の位置情報より得た固定局の真の位置に加算して上記移
    動体の位置を求める手段であることを特徴とする請求項
    7 記載の移動体用ＧＰＳ測位機。
11. 【請求項１１】 上記固定局情報は上記差動ＧＰＳ用固
    定局で測定した測定位置と、その固定局の位置情報であ
    って、上記複合手段は、上記測定位置と上記測位手段で
    得られた上記移動体の位置との差（相対位置）を求め、
    その相対位置を上記固定局の位置情報より得た固定局の
    真の位置に加算して上記移動体の位置を求める手段であ
    ることを特徴とする請求項7 記載の移動体用ＧＰＳ測位
    機。
12. 【請求項１２】 上記固定局情報抽出手段はＦＭラジ才
    放送を受信し、ヨーロッパ放送連合（ＥＢＵ）ＲＤＳ規
    格又はその規格に準じた方式で多重化された固定局情報
    を選出する選出手段と、受信電波が弱くなると、正常な
    電波強度のチャネルに自動的に切替える自動同調切替え
    手段とを備えているものであることを特徴とする請求項
    ７〜１１の何れかに記載の移動体用ＧＰＳ測位機。
13. 【請求項１３】 上記選出手段及び上記自動同調切替え
    手段はＦＭ−ＲＤＳラジオ受信機に含まれ該ラジオ受信
    機に接続して、又は一体として構成されているものであ
    ることを特徴とする請求項１２記載の移動体用ＧＰＳ測
    位機。
14. 【請求項１４】 受信電波が弱くなると正常な電波強度
    のチャネルに自動的に切替える自動同調切替え手段と、
    差動ＧＰＳ用固定局の固定局情報を多重化した放送電波
    を受信し上記固定局情報を選出する手段と、その選出さ
    れた固定局情報を外部へ出力する端子とを具備するＧＰ
    Ｓ測位機用ラジオ受信機。
15. 【請求項１５】 受信電波が弱くなると正常な電波強度
    のチャネルに自動的に切替える自動同調切替え手段と、
    差動ＧＰＳ用固定局の固定局情報を多重化した放送電波
    を受信し上記固定局情報を選出する手段と、その選出さ
    れた固定局情報を可視又は／及び可聴出力する手段とを
    具備するＧＰＳ測位機用ラジオ受信機．
16. 【請求項１６】 上記請求項7 乃至１３に記載の移動体
    用ＧＰＳ測位機を供えたことを特徴とするナビゲーショ
    ン装置。