JP2003294825A - 列車自車位置検出方法、及び列車自車位置検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地球を周回する複数のＧＰＳ衛星から電波に
よって送信されるＧＰＳ情報等に基づいて列車等の位置
を検出する方法及びシステムを提供する。 【解決手段】 ＤＧＰＳを移動体走行システムに適用
し、列車２の情報測定用走行を行って線路情報データベ
ースを作成し、運用走行時には、情報処理部２２は、受
信信頼度が高い場合にはＤＧＰＳ距離程を用い、受信信
頼度が中程度の場合にはＤＧＰＳ距離程を初期値とし運
用時線路曲率を演算し既知線路曲率と比較して距離程を
特定し、受信信頼度が低い場合には車軸距離程を初期値
とし運用時線路曲率と既知線路曲率を比較して距離程を
特定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地球を周回する複
数のＧＰＳ衛星から電波によって送信されるＧＰＳ情報
等に基づいて列車の位置を検出する方法及びシステムに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道において、列車の走行してい
る位置を検出する方法として、車輪の径を既知値とし、
車輪の回転数を検出し、車輪が１回転するごとに、車輪
の外周となる円の円周１個分だけ列車が移動するとし
て、走行距離を積算する原理を採用し、線路近傍に設置
されたＡＴＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｓｔ
ｏｐ：自動列車停止装置）の地上子等を基準の位置と
し、ＡＴＳ地上子等の位置からの積算走行距離によって
線路における自車の現在位置（例えば、その線路の起点
からの距離程）を算出する方法が知られている。この方
法では、ＡＴＳ地上子等の位置座標等は、あらかじめ計
測され既知となっている。

【０００３】上記した車輪の回転数は、列車の車軸など
に取り付けられた速度発電機等によって検出され算出さ
れる。列車に搭載された位置検出装置は、得られた車軸
等の回転数から、列車の移動距離を積算し、ＡＴＳ地上
子等の位置座標から、列車の線路における現在位置を特
定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の自車位置検出方法においては、列車の車輪は、
走行により摩耗するため、すべての車両で正確な車輪径
値を当初の設定値に維持することは困難であり、列車走
行期間の経過に伴って誤差が生じるという問題がある。
また、車輪の空転、滑走などにより、積算走行距離に誤
差が混入する場合もある。また、保守作業や工事等によ
り、ＡＴＳ地上子等が当初の位置から他の位置へ移設さ
れる場合があり、この場合には、移設後の位置座標を計
測し、移設後のデータを上記の位置検出システムに再設
定しておかないと、得られた自車位置は正確なものでは
なくなってしまう、という問題があった。また、自車の
現在位置を一度見失うと、座標等が既知な特定駅に到達
したときでないと、現在位置を検出できず、システムが
復帰できない、という問題もあった。

【０００５】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、地
球を周回する複数のＧＰＳ衛星から電波によって送信さ
れるＧＰＳ情報等に基づいて列車等の位置を検出する方
法及びシステムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に係る列車自己位置検出方法は、
列車に搭載される列車搭載装置と、地球を周回する複数
のＧＰＳ衛星を用い、前記列車の線路における現在位置
を前記列車搭載装置により検出する方法であって、前記
列車搭載装置に、前記ＧＰＳ衛星から電波によって送信
されるＧＰＳ情報を受信し、前記ＧＰＳ情報に基づいて
ＧＰＳ位置座標を算出するＧＰＳ受信手段と、前記列車
走行時の車体又は台車のヨー角速度を検出するヨー角速
度検出手段と、前記列車の車軸回転数を検出する車軸回
転数検出手段と、緯度及び経度と、前記線路の曲率であ
る既知線路曲率と、距離程とを関係づける線路情報デー
タベースを保存する情報記憶手段と、情報処理手段を設
け、前記列車が前記線路を運用走行する際には、前記情
報処理手段は、前記ＧＰＳ情報の受信時点での信頼性の
程度である受信信頼度を表す受信信頼度係数を演算し、
前記受信信頼度が高程度と判別される場合には、前記情
報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づいて前記走行
区間における列車の現在位置を特定し、前記受信信頼度
が中程度と判別される場合には、前記情報処理手段は、
前記ＧＰＳ位置座標に基づく距離程を初期値とし、運用
走行時の各時点での前記ヨー角速度と、前記車軸回転数
より得られる列車走行速度から運用走行時の線路曲率で
ある運用時線路曲率を演算し、前記線路情報データベー
ス内の既知線路曲率との比較を行うことにより、前記走
行区間における列車の現在位置を特定し、前記受信信頼
度が低程度と判別される場合には、前記情報処理手段
は、前記車軸回転数に基づく距離程を初期値とし、運用
走行時の各時点での前記ヨー角速度と、前記車軸回転数
より得られる列車走行速度から運用走行時の線路曲率で
ある運用時線路曲率を演算し、前記線路情報データベー
ス内の既知線路曲率との比較を行うことにより、前記走
行区間における列車の現在位置を特定することを特徴と
する。

【０００７】また、本発明の請求項２に係る列車自己位
置検出方法は、請求項１に記載の列車自車位置検出方法
において、前記列車による情報測定用走行を行い、前記
情報処理手段は、各時点での前記ＧＰＳ位置座標に基づ
いて走行区間の各位置を検出するとともに、前記車軸回
転数に基づいて基準位置からの走行距離を演算し、か
つ、各時点での前記ヨー角速度と、前記車軸回転数より
得られる列車走行速度から前記走行区間の各位置におけ
る線路曲率を演算し既知線路曲率として前記線路情報デ
ータベースに記憶させることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項３に係る列車自己位
置検出方法は、請求項２に記載の列車自車位置検出方法
において、位置が計測されている基準位置局を備え、前
記ＧＰＳ受信手段は、前記ＧＰＳ衛星から電波によって
送信されるＧＰＳ情報と、前記基準位置局から電波によ
って送信される位置補正情報を受信し、前記ＧＰＳ情報
及び前記位置補正情報に基づいてＤＧＰＳ位置座標を算
出し、前記情報処理手段は、前記列車が前記線路を走行
する際には、前記ＧＰＳ情報及び前記位置補正情報の受
信時点での信頼性の程度である受信信頼度を表す受信信
頼度係数を演算することを特徴とする。

【０００９】また、本発明の請求項４に係る列車自己位
置検出方法は、請求項２に記載の列車自車位置検出方法
において、前記受信信頼度係数は、前記ＧＰＳ情報の受
信に用いた前記ＧＰＳ衛星の個数ｎの関数であり、前記
ｎが大きいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第
１項と、地球上の観測点における水平方向での位置精度
の低下率であるＨＤＯＰの関数であり、前記ＨＤＯＰが
小さいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第２項
のうちの少なくとも１つを有して構成される関数である
ことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の請求項５に係る列車自己位
置検出方法は、請求項２に記載の列車自車位置検出方法
において、前記受信信頼度係数は、前記ＧＰＳ情報の受
信に用いた前記ＧＰＳ衛星の個数ｎの関数であり、前記
ｎが大きいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第
１項と、地球上の観測点における水平方向での位置精度
の低下率であるＨＤＯＰの関数であり、前記ＨＤＯＰが
小さいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第２項
と、前記位置補正情報を受信した最近の時刻と、前記受
信信頼度係数の演算時刻との時間差であるディファレン
シャル補正データ更新時間ｔの関数であり、前記ｔが小
さいほど前記受信信頼度が高いことを表現する第３項の
うちの少なくとも１つを有して構成される関数であるこ
とを特徴とする。

【００１１】また、本発明の請求項６に係る列車自己位
置検出方法は、前記ディファレンシャル補正データ更新
時間ｔの値は、非常に大きな値に設定されることを特徴
とする。

【００１２】また、本発明の請求項７に係る列車自己位
置検出方法は、請求項５に記載の列車自車位置検出方法
において、前記受信信頼度係数は、前記第１項と前記第
２項の和に、前記第３項を乗算することにより得られる
関数であることを特徴とする。

【００１３】また、本発明の請求項８に係る列車自己位
置検出方法は、請求項３に記載の列車自車位置検出方法
において、前記情報処理手段は、前記ＤＧＰＳ位置座標
に基づいて前記走行区間における列車の現在位置を特定
する場合には、前記情報測定用走行により前記情報記憶
手段に記憶されたＤＧＰＳ座標情報のうち、運用走行時
のＧＰＳ情報及び位置補正情報から得られた位置である
第１位置に近い２つの座標情報の位置である第２位置と
第３位置を選択し、当該第２位置と第３位置を結ぶ線分
に前記第１位置からおろした垂線が前記線分と交わる位
置をもって列車の現在位置とすることを特徴とする。

【００１４】また、本発明の請求項９に係る列車自己位
置検出方法は、請求項３に記載の列車自車位置検出方法
において、前記情報処理手段は、前記運用時線路曲率と
前記既知線路曲率との比較を行う場合には、前記既知線
路曲率データ群と前記運用時線路曲率データ群とを、あ
る距離だけずらし、前記運用時線路曲率データと前記既
知線路曲率データの差の２乗値の総和である偏差係数が
最小となるか、又は前記運用時線路曲率データと前記既
知線路曲率データの相互相関係数の値が最大となる場合
に対応する距離程を前記列車の線路における現在位置と
して特定することを特徴とする。

【００１５】また、本発明の請求項１０に係る列車自己
位置検出方法は、請求項３に記載の列車自車位置検出方
法において、前記情報処理手段は、前記受信信頼度が高
程度と判別される場合には、前記ＤＧＰＳ位置座標によ
り演算した走行距離と、前記車軸回転数により演算した
走行距離の比に応じて、前記車軸回転数から前記列車の
走行距離を演算する際の前記列車の車輪径の値を補正す
ることを特徴とする。

【００１６】また、本発明の請求項１１に係る列車自己
位置検出システムは、列車に搭載される列車搭載装置
と、地球を周回する複数のＧＰＳ衛星を有し、前記列車
の線路における現在位置を前記列車搭載装置により検出
するシステムであって、前記列車搭載装置は、前記ＧＰ
Ｓ衛星から電波によって送信されるＧＰＳ情報を受信
し、前記ＧＰＳ情報に基づいてＧＰＳ位置座標を算出す
るＧＰＳ受信手段と、前記列車走行時の車体又は台車の
ヨー角速度を検出するヨー角速度検出手段と、前記列車
の車軸回転数を検出する車軸回転数検出手段と、緯度及
び経度と、前記線路の曲率である既知線路曲率と、距離
程とを関係づける線路情報データベースを保存する情報
記憶手段と、情報処理手段を備え、前記列車が前記線路
を運用走行する際には、前記情報処理手段は、前記ＧＰ
Ｓ情報の受信時点での信頼性の程度である受信信頼度を
表す受信信頼度係数を演算し、前記受信信頼度が高程度
と判別される場合には、前記情報処理手段は、前記ＧＰ
Ｓ位置座標に基づいて前記走行区間における列車の現在
位置を特定し、前記受信信頼度が中程度と判別される場
合には、前記情報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基
づく距離程を初期値とし、運用走行時の各時点での前記
ヨー角速度と、前記車軸回転数より得られる列車走行速
度から運用走行時の線路曲率である運用時線路曲率を演
算し、前記線路情報データベース内の既知線路曲率との
比較を行うことにより、前記走行区間における列車の現
在位置を特定し、前記受信信頼度が低程度と判別される
場合には、前記情報処理手段は、前記車軸回転数に基づ
く距離程を初期値とし、運用走行時の各時点での前記ヨ
ー角速度と、前記車軸回転数より得られる列車走行速度
から運用走行時の線路曲率である運用時線路曲率を演算
し、前記線路情報データベース内の既知線路曲率との比
較を行うことにより、前記走行区間における列車の現在
位置を特定することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施形態である列車自
車位置検出システムの構成を示すブロック図である。

【００１９】図１に示すように、この列車自車位置検出
システム１００は、列車搭載装置２０と、基準位置局３
と、ＧＰＳ衛星Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｎを備えて構
成されている。

【００２０】列車搭載装置２０は、鉄道線路１を走行す
る列車２に搭載されている。また、基準位置局３は、公
的な基準局であり、基準位置局３の位置は、あらかじめ
計測等により既知である。基準位置局３は、送信アンテ
ナ３１を有しており、基準位置局３の位置や時間等に関
する位置補正情報を電波によって送信している。

【００２１】また、複数のＧＰＳ衛星Ｇ１〜Ｇｎは、地
球を周回する人工衛星であり、その測位用コード、送信
元のＧＰＳ衛星の軌道情報（送信元のＧＰＳ衛星の三次
元位置座標と時間等に関する情報を含む）などのＧＰＳ
情報を電波によって送信している。

【００２２】したがって、列車搭載装置２０と複数のＧ
ＰＳ衛星Ｇ１〜Ｇｎと基準基地局３により、ＤＧＰＳ
（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉ
ｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：差動地球測位システ
ム）が構成されている。

【００２３】上記した列車搭載装置２０は、情報処理部
２２と、情報記憶部２３と、第１アンテナ２４と、第２
アンテナ２５と、ＧＰＳ処理部２６と、ディファレンシ
ャル受信部２７と、ヨー角速度検出部２８と、車軸回転
数検出部２９を有している。ここに、情報処理部２２
は、特許請求の範囲における情報処理手段に相当し、情
報記憶手段２３は、特許請求の範囲における情報記憶手
段に相当している。また、第１アンテナ２４とＧＰＳ処
理部２６と第２アンテナ２５とディファレンシャル受信
部２７は、特許請求の範囲におけるＧＰＳ受信手段に相
当している。また、ヨー角速度検出部２８は、特許請求
の範囲におけるヨー角速度検出手段に相当している。ま
た、車軸回転数検出部２９は、特許請求の範囲における
車軸回転数検出手段に相当している。

【００２４】上記の第１アンテナ２４は、ＧＰＳ衛星Ｇ
１等から送信される電波を検出し、ＧＰＳ処理部２６に
出力する。また、第２アンテナ２５は、基準位置局３か
ら送信される電波を検出し、ディファレンシャル受信部
２７に出力する。ディファレンシャル受信部２７は、第
２アンテナ２５が検出した電波により位置補正情報を得
て、これをＧＰＳ処理部２６に出力する。ＧＰＳ処理部
２６は、これらＧＰＳ情報と位置補正情報を用いて自車
の位置座標を検出し、情報処理部２２に出力する。

【００２５】また、ヨー角速度検出部２８は、ヨーレー
ト・ジャイロセンサ（図示せず）を有している。ヨーレ
ート・ジャイロセンサは、いわゆるジャイロセンサの一
つであり、振動型、ガス型、回転型、光型等の種類があ
り、ヨー角速度を検出する。ヨー角速度とは、物体がヨ
ーイングする場合のヨー方向の回転の角速度である。ヨ
ーイングとは、元来、水上の船の回転（揺れ）を表現す
るローリング、ピッチング等のうちの一つであり、船に
たとえた場合に、船の甲板に直立するマスト（帆柱）の
中心軸線の回りに回転する運動をいう。列車２の場合
は、線路の曲線区間を列車２が走行すると、ヨー角速度
が生じる。ヨー角速度検出部２８の検出したヨー角速度
を示す出力は、情報処理部２２に送られる。

【００２６】また、車軸回転数検出部２９は、速度発電
機（図示せず）を有している。速度発電機は、列車２の
車軸２１ａに取り付けられた装置であり、車軸２１ａの
回転数に応じてパルス（例えば１回転ごとにν個のパル
ス。ν：正の整数。）を発生させる。このパルスによ
り、車軸２１ａの回転数が検出される。車軸回転数を示
す出力は、情報処理部２２に送られる。

【００２７】情報処理部２２は、ＧＰＳ処理部２６から
送られてくるＧＰＳ情報と位置補正情報を処理・解析す
る部分である。この情報処理部２２は、図示はしていな
いが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）、ＲＡＭ、データ・指
令入力部、画像表示部、出力部等を有している。

【００２８】ＣＰＵは、図示はしていないが、各種デー
タに対して、四則演算（加算、減算、乗算、及び除算）
を行い、又は論理演算（論理積、論理和、否定、排他的
論理和など）を行い、又はデータ比較、若しくはデータ
シフトなどの処理を実行する部分である。

【００２９】情報記憶部２３は、図示はしていないが、
ハードディスク装置（ＨＤＤ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏ
ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：読出し専用メモリ）等を有して
おり、ＣＰＵを制御するための制御プログラムや、ＣＰ
Ｕが用いる各種データ等を格納している部分である。ま
た、ＲＯＭは、一般に、半導体チップ等により構成され
る。

【００３０】また、情報処理部２２は、図示はしていな
いが、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏ
ｒｙ：随時書込み読出しメモリ）等を有している。ＲＡ
Ｍは、ＣＰＵにより演算された途中のデータ等を一時記
憶する部分である。ＲＡＭは、一般に、半導体チップ等
により構成される。

【００３１】また、情報処理部２２は、図示はしていな
いが、キーボードや各種キーやスイッチ等のデータ・入
力部と、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：
陰極線管表示装置）モニタや液晶表示パネル等の画像表
示部を有している。また、情報処理部２２は、図示はし
ていないが、出力部を有している。出力部は、プリン
タ、外部出力端子、モデムなどの通信装置、ＬＡＮ（Ｌ
ｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ポート等を有し
ており、ＣＰＵの演算結果や処理したデータを、紙等に
印字したり、あるいは電気信号として外部へ出力又は送
信する部分である。なお、外部出力端子に、フレキシブ
ル・ディスク（ＦＤ）装置、ＭＯやＣＤ−ＲＷ等の光磁
気ディスク装置、ＩＣカード装置等の外部記録装置を接
続すれば、録音した打撃音データや、ＣＰＵが処理した
結果データ等をディスク等の記録媒体に記録して外部に
取り出すことができる。

【００３２】また、本実施形態の列車自車位置検出シス
テム１００におけるＧＰＳ処理部２６も、図示はしてい
ないが、上記したものと同様の構成及び作用を有するＣ
ＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、データ・指令入力部、出力部等
を有している。

【００３３】上記した情報処理部２２は、車軸回転数検
出部２９から送られてくる出力から車軸回転数を検出す
る。また、情報処理部２２は、単位時間当たりの車軸回
転数から、車軸の回転速度を演算する。情報処理部２２
は、演算された車軸の回転速度と、既知の値である車輪
２１の径から、列車２の走行速度を演算する。

【００３４】例えば、単位時間当たりの車軸回転数がＮ
（回／秒）の場合、車軸の角速度ωは、ω＝２πＮ（ラ
ジアン／秒）となる。ここに、πは円周率を示してい
る。この場合、列車２の車輪２１の直径をＤ（メート
ル）とすると、車輪２１の外周での速度Ｖ_Oは、Ｖ_O＝
（Ｄ／２）×ω＝πＮＤ（メートル／秒）と表される。
車輪２１とレール１１の間に滑りなどがないとしている
ので、列車２の走行速度は、速度Ｖ_Oと等しくなる。

【００３５】情報処理部２２は、車軸回転数検出部２９
からのパルス数を積算する。例えば、列車２の車輪２１
の直径をＤ（メートル）とすると、車輪２１の外周（円
周）の長さは、πＤ（メートル）となる。また、車軸の
１回転でν個のパルスを車軸回転数検出部２９が発生す
る場合には、情報処理部２２は、積算されたパルスの個
数がＭ個の場合には、πＭＤ／ν（メートル）を算出
し、車輪２１とレール１１の間に滑りなどはないものと
し、πＭＤ／ν（メートル）の値を列車２の移動距離と
して出力する。また、情報処理部２２は、算出された移
動距離を用いて、起点（距離程：零）から当該地点まで
の距離程や、距離程が既知な中間地点から当該地点まで
の距離程を計算する。ここに、「距離程」とは、直線距
離ではなく、鉄道線路１に沿って移動した長さであり、
いわゆる「道のり」に相当する値である。また、上記し
た各演算結果は、情報記憶部２３、あるいは情報処理部
２２内のＲＡＭ等に記憶される。上記のように車軸の回
転から求められた距離程を、以下、「車軸距離程」とい
う。

【００３６】次に、上記した列車自車位置検出システム
１００の行う作用について、図２ないし図３を参照しつ
つ、さらに詳細に説明する。

【００３７】列車自車位置検出システム１００の行う作
用の説明に先立ち、ＤＧＰＳの構成及び作用について説
明を行う。

【００３８】ＧＰＳ衛星Ｇ１等は、地球の上空約２００
００ｋｍで地球を取り巻く軌道上を周回する人工衛星で
ある。軌道は、６個の異なる軌道があり、それぞれの軌
道は、地球の赤道面を横切る経度が６０度ずつずらされ
ている。ＧＰＳ衛星の総数は２４個であり、各軌道には
ＧＰＳ衛星がそれぞれ４個ずつ配置されている。このよ
うな構成により、地球上のどの地点においても、４個以
上のＧＰＳ衛星が視界に入るようになっている。

【００３９】それぞれのＧＰＳ衛星Ｇ１等からは、測位
用の電波信号が発信されている。この電波信号は、ディ
ジタル信号であり、このディジタル信号の中には、所定
周期（例えば１ミリ秒）ごとに繰り返される測位用コー
ド、発信されたＧＰＳ衛星の軌道情報などが含まれてい
る。この測位用コードは、ＧＰＳ処理部２６の内部でも
生成されている。このため、ＧＰＳ衛星Ｇ１等が搭載し
ている時計の時刻と、受信する側（例えばＧＰＳ処理部
２６）の時計の時刻が誤差なく一致していれば、測位用
コードの時間のずれ（以下、「時間差」という。）を検
出することにより、受信したＧＰＳ衛星と、受信した装
置の位置の間の距離（以下、「疑似距離」という。）を
算出することができる。

【００４０】すなわち、ＧＰＳ衛星からの電波受信位置
から、あるＧＰＳ衛星までの疑似距離は、上記の時間差
に電波の速度（光速度）を乗算することにより得ること
ができる。各時刻におけるＧＰＳ衛星の三次元位置座標
は、上記したディジタル信号中の軌道情報から算出する
ことができる。ある時刻におけるあるＧＰＳ衛星の三次
元位置座標を（α，β，γ）とし、ＧＰＳ電波受信位置
の三次元位置座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、その時刻にお
ける疑似距離をＲとすれば、下式（１）が成立する。 （ｘ−α）²＋（ｙ−β）²＋（ｚ−γ）²＝Ｒ²………（１）

【００４１】ＧＰＳ電波受信位置の三次元位置座標
（ｘ，ｙ，ｚ）の変数の個数は３個であるから、同時に
異なる３個のＧＰＳ衛星からの電波を受信して疑似距離
を算出し、上式（１）と同様の関係式を３個求め、これ
らを解くことにより、ｘ，ｙ，ｚの値を得ることができ
ることになる。しかし、ＧＰＳ衛星の時計と、受信装置
の時計との間には時間の誤差があるため、算出された疑
似距離Ｒには、誤差ΔＲが含まれる。このため、上記の
方法では、ｘ，ｙ，ｚの値を一義的に決定することはで
きない。

【００４２】これを解決するためには、同時に異なる少
なくとも４個のＧＰＳ衛星からの電波を受信して疑似距
離を算出し、上式（１）と同様の関係式を少なくとも４
個求めれば、ΔＲを考慮しつつ、ｘ，ｙ，ｚの値を一義
的に決定することができる。本実施形態の列車自車位置
検出システム１００におけるＧＰＳ処理部２６は、受信
したＧＰＳ衛星の個数ｎを情報処理部２２に出力するよ
うに構成されている。

【００４３】４個以上のＧＰＳ衛星を捕捉して、その電
波信号を得ても、ＧＰＳ衛星どうしの相対的な配置状態
によっては、測位精度はかえって低下する。これは、幾
何学的な性質によるものである。このため、このような
場合の精度を、幾何学的精度低下率（Ｇｅｏｍｅｔｒｉ
ｃ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：以
下、「ＧＤＯＰ」という。）という。

【００４４】ＧＤＯＰの値が小さいほど精度は高くな
る。例えば、ＧＰＳ電波信号の受信位置と、各ＧＰＳ衛
星を結ぶ線どうしが作る相対角度が大きいほど、ＧＤＯ
Ｐの値は小さくなる。したがって、４つのＧＰＳ衛星を
結んで作成される四面体の体積が大きいほどＧＤＯＰ値
は小さくなる。このため、ＧＰＳ処理部２６において
は、５個以上のＧＰＳ衛星を捕捉した場合には、ＧＤＯ
Ｐ値が最小となるような４個のＧＰＳ衛星の組み合わせ
を選択し、これを測位計算に採用するようにしている。

【００４５】また、上記のＧＤＯＰは、下式（２）で表
される。 ＧＤＯＰ²＝ＰＤＯＰ²＋ＴＤＯＰ²………（２）

【００４６】上式（２）において、ＰＤＯＰは、地球上
の観測点における位置精度の低下率（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ
Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：以
下、「位置精度低下率」という。）を示しており、ＴＤ
ＯＰは、時刻の精度低下率（Ｔｉｍｅ Ｄｉｌｕｔｉｏ
ｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：以下、「時刻精度低下
率」という。）を示している。

【００４７】また、ＰＤＯＰは、下式（３）で表され
る。 ＰＤＯＰ²＝ＨＤＯＰ²＋ＶＤＯＰ²………（３）

【００４８】上式（３）において、ＨＤＯＰは、地球上
の観測点における水平方向での位置精度の低下率（Ｈｏ
ｒｉｚｏｎｔａｌ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃ
ｉｓｉｏｎ：以下、「水平方向位置精度低下率」とい
う。）を示しており、ＶＤＯＰは、地球上の観測点にお
ける垂直方向での位置精度の低下率（Ｖｅｒｔｉｃａｌ
Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：以下、
「垂直方向位置精度低下率」という。）を示している。

【００４９】本実施形態の列車自車位置検出システム１
００におけるＧＰＳ処理部２６は、所定の比例定数を用
いて算出したＨＤＯＰ値を情報処理部２２に出力するよ
うに構成されている。

【００５０】上記の説明は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐ
ｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：地球測位システ
ム）の一般的な構成と作用に関するものである。通常の
ＧＰＳ衛星からの電波信号の中には、電離層や対流層の
影響による電波の遅延、ＧＰＳ受信装置側の時計の誤
差、ＧＰＳ衛星内の時計の誤差が含まれる。このため、
これらの影響により、測位結果にも誤差が含まれるよう
になる。このような誤差を低減し、測位結果の精度を高
めることを目的としたものがＤＧＰＳである。

【００５１】ＤＧＰＳでは、ＧＰＳ衛星と受信装置に加
え、正確な位置データ（緯度、経度、地球楕円体上の高
さ）が測量等によって計測されている基準位置におい
て、上記のＧＰＳによる測位（単独測位）を行う。これ
により、基準位置の既知の位置データ（基準位置デー
タ）と、その時点のＧＰＳによる位置データ（ＧＰＳ位
置データ）の両方が得られる。基準位置データとＧＰＳ
位置データの差は、他の位置における補正量として用い
ることが可能である。

【００５２】このため、この基準位置データとＧＰＳ位
置データの差のデータを、リアルタイムで演算し、位置
補正情報として電波により発信すれば、この位置補正情
報を受信した他の箇所においては、ＧＰＳの単独測位に
より算出された位置座標から位置補正情報に示す補正量
の分だけ差し引く補正を行うことにより、さらに高精度
の三次元位置座標を算出し、この三次元位置座標から、
地球上の緯度と経度に変換した位置座標（以下、「ＤＧ
ＰＳ位置座標」という。）の値を得ることができる。こ
のようなシステムがＤＧＰＳである。本実施形態の列車
自車位置検出システム１００においては、基準位置局３
の位置が既知であり、基準位置局３がリアルタイムで位
置補正情報を送信している。ここに、ＤＧＰＳ位置座標
は、特許請求の範囲におけるＧＰＳ位置座標に相当して
いる。

【００５３】なお、ＤＧＰＳにおいては、基準位置局か
らの位置補正情報を、同時刻のＧＰＳ測位位置の補正に
用いることが理想的であるが、実際には、基準位置局か
らの位置補正情報を、ある時間が経過した時点のＧＰＳ
測位位置の補正に用いることになる。しかし、ＧＰＳ衛
星は時々刻々と移動しているため、時間が経過するにし
たがって、位置補正情報にも誤差が入ってくる。基準位
置局からの位置補正情報の送信時刻を基準としたとき
の、他の箇所の補正を行う時刻を「遅延時間」とし、τ
で表した場合、位置補正情報の誤差は、τ²に比例する
ことが知られている。本実施形態の列車自車位置検出シ
ステム１００におけるＧＰＳ処理部２６は、位置補正情
報を受信した最近の時刻と、補正を行うデータの時刻と
の時間差を、ディファレンシャル補正データ更新時間ｔ
として、情報処理部２２に出力するように構成されてい
る。

【００５４】また、情報処理部２２は、上記したＤＧＰ
Ｓ位置座標（緯度，経度）から、距離程を求めることが
できる。すなわち、線路上の２点の距離が十分小さけれ
ば、２点の直線距離は距離程に等しいから、これを利用
して距離程を求め、これらを加算することにより、起点
からの距離程を算出することができる。このように、Ｄ
ＧＰＳ位置座標から求められた距離程を、以下、「ＤＧ
ＰＳ距離程」という。

【００５５】次に、上記のようなＤＧＰＳを備えた本実
施形態の列車自車位置検出システム１００の作用につい
て、さらに詳細に説明を行う。

【００５６】まず、線路情報のデータベースを作成する
ため、図１に示すように、列車２によって、鉄道線路１
の情報測定用走行が行われる。図１において、鉄道線路
１は、図の左右方向に設置されており、列車２は、図の
左から右へ向かって走行するように図示されている。

【００５７】この情報測定用走行では、情報処理部２２
は、各時点での車軸回転数より得られる列車走行速度
と、各時点でのヨー角速度から、その時点での走行区間
の各位置における線路の曲率を演算する。また、その時
点での車軸距離程を算出する。

【００５８】この場合、線路の曲率を、曲率半径（単
位：メートル）Ｒの逆数である１／Ｒと定義し、列車走
行速度（単位：メートル／秒）をｖとし、ヨー角速度
（単位：ラジアン／秒）をψとすれば、曲率１／Ｒは、
下式（４）により得られる。 １／Ｒ＝ψ／ｖ ………（４）

【００５９】このようにして、線路上での実測距離（例
えば１メートル）の点（以下、「ポインタ」という。）
ごとに、車軸距離程と、その車軸距離程の位置における
曲率（１／Ｒ：以下、「既知線路曲率」という。）を対
応させた線路情報データベースを作成する。ポインタと
距離程と既知線路曲率を関係づけたデータテーブルを、
以下「曲率マップテーブル」という。この曲率マップテ
ーブルには、線区コードも一緒に記憶される。線区コー
ドは、鉄道の各線区を特定するためのコードであり、同
一の線区であっても、上り線と下り線では異なるコード
が割り当てられる。

【００６０】また、走行距離１メートルごとの各ポイン
タにおいて、ＤＧＰＳ位置座標（緯度の値，経度の値）
が得られるが、情報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）
は、これらのデータから、ポインタと緯度データのみを
並べたデータテーブル（以下、「緯度インデックス」と
いう。）と、ポインタと経度データのみを並べたデータ
テーブル（以下、「経度インデックス」という。）を作
成し、これらを上記の線路情報データベースに組み込
む。

【００６１】次に、上記のようにして作成した線路情報
データベースを列車２に実装して、運用走行を行う。こ
こでは、作成された線路情報データベースは、その後、
列車２の情報記憶部２３に記憶されたものとする。この
列車２の運用走行においては、情報処理部２２内のＣＰ
Ｕ（図示せず）は、その時点でＧＰＳ処理部２６から入
力されてきたＧＰＳ情報と位置補正情報から、受信信頼
度係数を演算する。受信信頼度係数は、ＧＰＳ情報と位
置補正情報の信頼性の程度である受信信頼度を表す値で
ある。

【００６２】受信信頼度係数をｃと表すと、受信信頼度
係数ｃは、下式（５）で表される。 ｃ＝｛ｆ（ｎ）＋ｇ（ＨＤＯＰ）｝×ｈ（ｔ）………（５） この場合、ｃの値が大きいほど受信の信頼性が高いこと
を示している。

【００６３】上式（５）において、第１項であるｆ
（ｎ）は、ＧＰＳ情報の受信に用いたＧＰＳ衛星の個数
ｎの関数を示している。ｆ（ｎ）の値は、ｎの値が零か
ら３までの間は、零となっている。また、ｎの値が４以
上の場合には、ｆ（ｎ）の値は、ｎに等しい。すなわ
ち、ｎの値が４の場合には、ｆ（ｎ）の値は４となり、
ｎの値が５の場合には、ｆ（ｎ）の値は５となる。以下
は同様である。

【００６４】上記したように、ＤＧＰＳにおいて受信位
置でのＤＧＰＳ位置座標を求めるためには、一般のＧＰ
Ｓの単独測位の場合と同様に、ＧＰＳ衛星の個数ｎは、
少なくとも４個は必要である。したがって、ｎが３以下
の場合には、測位の信頼性の程度は最も低いので、零と
設定した。また、ｎが４以上となれば、ＧＤＯＰ（又は
ＨＤＯＰ）が最良となるようにＧＰＳ衛星の組み合わせ
（４個）を選定することができ、ｎの値が大きくなるほ
ど、精度のよい組み合わせを選定できると考えられるた
め、測位の信頼性の程度は増加する。この性質を表すた
め、ｎが４以上の場合には、ｆ（ｎ）＝ｎとした。

【００６５】なお、ｆ（ｎ）の関数は、上記以外のもの
であってもよい。例えば、ｎが３以下の場合には、零以
外の一定値ｋとするようにしてもよい。また、この場合
で、ｎが４以上の場合には、ｆ（ｎ）＝ｎ²＋ｋとして
もよい。あるいは、ｎが３以下の場合には、零以外の一
定値ｋとし、ｎが４以上の場合には、ｆ（ｎ）＝ｎ^a＋
ｋとしてもよい。この場合、ａは、１以上の整数であ
る。あるいは、ｎが３以下の場合には、零以外の一定値
ｋとし、ｎが４以上の場合には、ｆ（ｎ）＝ｆ１（ｎ）
＋ｋとしてもよい。この場合、ｆ１（ｎ）は、ｎが増加
するにつれて増加する関数である。要は、関数ｆ（ｎ）
は、ｎが３以下の場合には、一定値ｋであり、ｎが４以
上の場合には、ｋから増加するような関数であれば、ど
のような関数であってもよいのである。

【００６６】また、上式（５）において、第２項である
ｇ（ＨＤＯＰ）は、水平方向位置精度低下率ＨＤＯＰの
関数を示している。簡単にするためにＨＤＯＰをｐと表
すと、ｇ（ｐ）は、ｐが小さくなるにつれて、その値が
大きくなるような関数となる。例えば、ｇ（ｐ）は、ｐ
に反比例する関数、ｇ（ｐ）＝１／ｐとしてもよい。あ
るいは、ｇ（ｐ）は、ｐ²に反比例する関数、ｇ（ｐ）
＝１／ｐ²としてもよい。一般に、ｇ（ｐ）は、ｐ^bに反
比例する関数、ｇ（ｐ）＝１／ｐ^bとしてもよい。この
場合、ｂは、１以上の整数である。

【００６７】上記したように、ＤＧＰＳにおいて、受信
位置での水平方向の位置精度を増加させるためには、水
平方向位置精度低下率ＨＤＯＰの値が小さいほど有利で
ある。このため、ｇ（ｐ）は、ＨＤＯＰが小さいほど大
きな値となる関数となるように設定した。

【００６８】なお、ｇ（ｐ）の関数は、上記以外のもの
であってもよい。例えば、一般に、ｇ（ｐ）は、ｐ^bに
反比例するとともに、ｂが零のときに切片を持つ関数、
ｇ（ｐ）＝１／（ｐ＋ｅ）^bとしてもよい。この場合、
ｂは１以上の整数であり、ｅは正の実数である。要は、
関数ｇ（ＨＤＯＰ）は、ＨＤＯＰが小さいほど大きな値
となるような関数であれば、どのような関数であっても
よいのである。

【００６９】また、上式（５）において、第３項である
ｈ（ｔ）は、ディファレンシャル補正データ更新時間ｔ
の関数を示している。ｈ（ｔ）は、ｔ²が大きくなるに
つれて、その値が小さくなり、ｔが零のときに切片を持
つような関数となる。例えば、ｈ（ｔ）は、ｈ（ｔ）＝
１／（ｔ²＋ｑ）^rとしてもよい。この場合、ｑは正の実
数であり、ｒは１以上の整数である。

【００７０】上記したように、ＤＧＰＳにおいて、受信
位置での位置精度を増加させるためには、ディファレン
シャル補正データ更新時間ｔの値が小さいほど有利であ
る。また、ｔ²の値に比例して誤差は増大する。このた
め、ｈ（ｔ）は、ｔ²が小さいほど大きな値となる関数
となるように設定した。

【００７１】なお、ｈ（ｔ）の関数は、上記以外のもの
であってもよい。要は、関数ｈ（ｔ）は、ｔ²が小さい
ほど大きな値となるような関数であれば、どのような関
数であってもよいのである。

【００７２】なお、受信信頼度係数ｃは、上式（５）の
関数には限定されない。一般には、上式（５）の第１項
ｆ（ｎ）、第２項ｇ（ＨＤＯＰ）、第３項ｈ（ｔ）のう
ちの少なくとも１つを有して構成される関数であれば、
どのような関数であってもよい。例えば、第１項ｆ
（ｎ）と第２項ｇ（ＨＤＯＰ）と第３項ｈ（ｔ）の総和
であってもよい。あるいは、第１項ｆ（ｎ）と第２項ｇ
（ＨＤＯＰ）と第３項ｈ（ｔ）を乗算したものであって
もよい。あるいは、第１項ｆ（ｎ）と第３項ｈ（ｔ）の
和に第２項ｇ（ＨＤＯＰ）を乗算することにより得られ
る関数であってもよい。あるいは、第２項ｇ（ＨＤＯ
Ｐ）と第３項ｈ（ｔ）の和に第１項ｆ（ｎ）を乗算する
ことにより得られる関数であってもよい。あるいは、い
ずれか２つの項を乗算したものに残りの１項を加算する
ことによって得られる関数であってもよい。

【００７３】次に、情報処理部２２内のＣＰＵ（図示せ
ず）は、算出された受信信頼度係数ｃの値を、情報記憶
部２３にあらかじめ記憶されている判別値と比較する。
判別値としては、例えば、ｓ１＜ｓ２となる２つの実数
ｓ１（以下、「第１判別値」という。）とｓ２（以下、
「第２判別値」という。）が用いられる。

【００７４】この場合、情報処理部２２内のＣＰＵ（図
示せず）は、算出された受信信頼度係数ｃが第２判別値
ｓ２より大きい場合、すなわち、ｓ２＜ｃの場合には、
ＤＧＰＳの受信の信頼度が「高程度」であると判別す
る。この場合には、情報処理部２２内のＣＰＵ（図示せ
ず）は、ＤＧＰＳ位置座標に基づいて、この走行区間に
おける列車の現在位置（例えば距離程）を特定する。こ
れは、ＤＧＰＳからのデータの信頼性が高い場合には、
ＤＧＰＳのデータのみによって位置を特定する方が精度
が高いと考えられるからである。

【００７５】また、算出された受信信頼度係数ｃが、第
１判別値ｓ１以上でかつ第２判別値ｓ２以下の場合、す
なわち、ｓ１≦ｃ≦ｓ２の場合には、ＤＧＰＳの受信の
信頼度が「中程度」であると判別する。この場合には、
情報処理部２２内のＣＰＵ（図示せず）は、ＤＧＰＳ位
置座標から得られるＤＧＰＳ距離程を初期値とし、運用
走行時の各時点でのヨー角速度と、車軸回転数より得ら
れる列車走行速度から運用走行時の線路曲率を演算し、
既知線路曲率との比較を行うことにより、走行区間にお
ける列車の現在位置を特定する。これは、ＤＧＰＳから
のデータの信頼性がそれほど高くない場合には、ＤＧＰ
Ｓから得られるＤＧＰＳ距離程に、ヨー角速度のデータ
を付加して位置を特定する方が、ＤＧＰＳのデータのみ
による方法よりも精度が高いと考えられるからである。

【００７６】また、算出された受信信頼度係数ｃが、第
１判別値ｓ１よりも小さい場合、すなわち、ｃ＜ｓ１の
場合には、ＤＧＰＳの受信の信頼度が「低程度」である
と判別する。この場合には、情報処理部２２内のＣＰＵ
（図示せず）は、車軸回転数に基づく車軸距離程を初期
値とし、運用走行時の各時点でのヨー角速度と、車軸回
転数より得られる列車走行速度から運用走行時の線路曲
率を演算し、既知線路曲率との比較を行うことにより、
走行区間における列車の現在位置を特定する。これは、
ＤＧＰＳからのデータの信頼性が低い場合には、ＤＧＰ
Ｓのデータは採用せず車軸回転数に基づく車軸距離程
に、ヨー角速度のデータを付加して位置を特定する方
が、精度が高いと考えられるからである。

【００７７】次に、上記した３つの自車現在位置特定方
法のうちの第１の方法、すなわちＤＧＰＳ位置座標に基
づいて走行区間における列車の現在位置（距離程）を特
定する方法について、さらに詳細に説明する。

【００７８】図２において、符号１は、鉄道線路の平面
形状を示している。この場合、列車は、図２の下方から
上方へ向けて走行しているとする。このとき、ＤＧＰＳ
位置座標（緯度λ，経度μ）が得られたとする。また、
この位置は、図２において、鉄道線路１の上の点ではな
い点Ｃであったとする。ここまでの過程を、以下、「第
１ステップ」という。

【００７９】この場合、情報処理部２２のＣＰＵ（図示
せず）は、上記した緯度インデックスの中から、緯度λ
が中間に含まれるようにして、緯度λよりも小さな緯度
を有するポインタをｎ個、緯度λよりも大きな緯度を有
するポインタをｎ個、合計２ｎ個のポインタを選択す
る。ここまでの過程を、以下、「第２ステップ」とい
う。

【００８０】また、情報処理部２２のＣＰＵ（図示せ
ず）は、上記した経度インデックスの中から、経度μが
中間に含まれるようにして、経度μよりも小さな経度を
有するポインタをｎ個、経度μよりも大きな経度を有す
るポインタをｎ個、合計２ｎ個のポインタを選択する。
ここまでの過程を、以下、「第３ステップ」という。

【００８１】次に、情報処理部２２のＣＰＵ（図示せ
ず）は、上記のようにして選択されたポインタのうち、
一致する（同一の）ポインタのみを選び出す。次に、情
報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）は、これらのポイン
タと、上記の点Ｃとの距離を計算する。

【００８２】例えば、点ＣのＤＧＰＳ位置座標を、ある
位置を基準としたｘｙ座標系に変換して（ｘ１，ｙ１）
を算出し、距離を算出する対象となるポインタのＤＧＰ
Ｓ位置座標を上記のｘｙ座標系に変換して（ｘ２，ｙ
２）を算出すれば、点Ｃとこのポインタの２点間の距離
Ｌは、下式（６）によって算出することができる。 Ｌ＝｛（ｘ２−ｘ１）²＋（ｙ２−ｙ１）²｝^1/2………（６）

【００８３】このようにして、点Ｃと各ポインタの距離
Ｌを求めた後、距離Ｌが最小となる点（ポインタ）と、
その次に距離が小さくなる点（ポインタ）の２点を選び
出す。図２においては、これらの２点（ポインタ）とし
て、点Ａと点Ｂが図示されている。この場合、点Ｂの距
離程は、点Ａの距離程よりも大きくなっている。ここま
での過程を、以下、「第４ステップ」という。

【００８４】図２において、点Ａと点Ｃの距離をａと
し、点Ｃと点Ｂの距離をｂとし、点Ａと点Ｂの距離をｃ
とする。この場合には、点Ｃから線分ＡＢにおろした垂
線が線分ＡＢと交差する点をＰとすると、点Ａと点Ｐの
距離ｄは、下式（７）によって算出することができる。
ここまでの過程を、以下、「第５ステップ」という。 ｄ＝（ａ²−ｂ²＋ｃ²）／２ｃ ………（７）

【００８５】情報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）は、
点Ａの距離程に、上式（７）によって算出された値ｄを
加算した距離程を、現在時点の距離程とし出力するとと
もに、情報記憶部２３に記憶させる。ここまでの過程
を、以下「第６ステップ」という。

【００８６】上記において、点Ｃの位置は、特許請求の
範囲における第１位置に相当し、点Ａの位置は、特許請
求の範囲における第２位置に相当し、点Ｂの位置は、特
許請求の範囲における第３位置に相当している。あるい
は、点Ａの位置を、特許請求の範囲における第３位置と
し、点Ａの位置を、特許請求の範囲における第２位置と
してもよい。

【００８７】なお、上記した方法の第４ステップにおい
て、選び出された各ポインタと点Ｃとの距離を計算し、
距離が最小となる点（ポインタ）と、その次に距離が小
さくなる点（ポインタ）の２点を選び出す場合には、線
区コードについても判別が行われ、線区コードに応じて
所定の処理が行われる。すなわち、選び出された各ポイ
ンタの線区コードが、列車が現在走行している線路の線
区コードと同一の場合は、上記した方法がそのまま適用
される。

【００８８】しかし、選び出された各ポインタのうちの
いずれかが、列車が現在走行している線路の線区コード
と異なる線区コードを有する場合には、点Ｃとの距離が
算出された後、その距離値に所定のペナルティ値ｍが加
算される。ｍの値としては、例えば、ポインタどうしの
間隔が１メートルの場合に、ｍ＝２０メートルなどの大
きな値とする。これは、分岐器の箇所等において、分岐
していく別の線路の距離程と本線の距離程を混同するこ
とを防止するためである。

【００８９】次に、上記した３つの自車現在位置特定方
法のうちの第２の方法、すなわち、ＤＧＰＳ位置座標か
ら得られるＤＧＰＳ距離程を初期値とし、運用走行時の
各時点でのヨー角速度と、車軸回転数より得られる列車
走行速度から運用走行時の線路曲率（以下、「運用時線
路曲率」という。）を演算し、上記の線路情報データベ
ース内の既知線路曲率と比較を行うことにより、走行区
間における列車の現在位置を特定する方法について、さ
らに詳細に説明する。

【００９０】この方法では、まず、ＤＧＰＳ位置座標か
ら得られるＤＧＰＳ距離程を初期値とする。これは、Ｄ
ＧＰＳのデータの信頼性は、高程度ではないが、中程度
であり、車軸回転数から求めた車軸距離程よりも、ＤＧ
ＰＳ距離程の方が初期値として信頼性が高い、と考えら
れるためである。

【００９１】次に、運用走行時に算出された運用時線路
曲率と、既知線路曲率との比較を行う。この方法につい
て、図３を参照しつつ詳細に説明する。

【００９２】まず、今回の運用走行では、情報処理部２
２のＣＰＵ（図示せず）は、車軸回転数より得られる列
車走行速度ｖと、ヨー角速度ψから、上式（４）によっ
て曲率１／Ｒを演算する。

【００９３】次に、情報処理部２２のＣＰＵ（図示せ
ず）は、今回の運用走行時の線路曲率と、曲率マップテ
ーブル内の既知線路曲率との比較を行う。この場合に
は、まず、今回の運用時線路曲率と、線路情報データベ
ース内の既知線路曲率のデータについて、偏差係数を演
算する。

【００９４】この偏差係数は、以下のようにして計算さ
れる。すなわち、まず、既知曲率データの中から、距離
程初期値が含まれるある区間、例えば、曲率マップテー
ブルの距離程Ｋ₁からＫ₂までの区間を選ぶ。この区間の
中には、ｉ個（ｉ：２以上の整数）の連続するポインタ
が含まれているとする。これらのポインタの既知曲率デ
ータ値を、距離程の最小のポインタの曲率データから距
離程の最大のポインタの曲率データまで順に並べ、δ
₁1，δ₂，…，δ_iであったとする。

【００９５】次に、今回の運用走行時において一定の距
離でサンプルされた直前のｉ個の曲率データを、距離程
の最小のポインタの曲率データから距離程の最大のポイ
ンタの曲率データまで順に並べ、ξ₁1，ξ₂，…，ξ_iで
あったとする。

【００９６】次に、これらの既知曲率データ値と今回曲
率データ値を用いて、互いに対応するデータ値どうしの
差の２乗値、例えば、（δ₁−ξ₁）²，（δ₂−ξ₂）²，
…，（δ_i−ξ_i）²を求める。ポインタ個数はｉである
から、これらの２乗値は、ｉ個求められる。次に、これ
らのｉ個の２乗値の総和を演算する。これが偏差係数で
あり、これをｗとすると、偏差係数ｗは、下式（８）に
よって算出することができる。 ｗ＝Σ（δ_k−ξ_k）² ………（８）

【００９７】情報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）は、
既知曲率データ値の中から選ぶ区間の距離程を、例えば
１ポインタずつ大きくしていったり、１ポインタずつ小
さくしていったりして、その場合の偏差係数を計算す
る。その結果、偏差係数が最小となる区間が検索された
場合は、その場合の距離程の移動量（距離程初期値から
何ポインタ分ずらしたかを示す量）を求め、距離程初期
値をその分だけ増減させて比較時点における距離程とす
る。

【００９８】上記の処理を図３のグラフを用いて説明す
る。図３（Ａ）は、既知線路曲率と運用時線路曲率の比
較のために切り出された既知線路曲率データの集合Ｓ１
を、走行距離との関係において図示したグラフであり、
横軸は走行距離（単位：１０ ⁴メートル）を、縦軸は曲
率（単位：１０^-3メートル^-1）を、それぞれ示してい
る。この切り出された既知線路曲率データ集合Ｓ１は、
上記の説明における距離程初期値Ｋ_cに対応する既知線
路曲率データδ_cを中心とするデータ集合であり、その
データ個数は、ｉ個よりも数倍大きいｊ個（ｊ：ｊ＞ｉ
を満たす整数）とする。図３（Ａ）においては視認しや
すいように、既知線路曲率全体を実線で示し、そこから
切り出された既知曲率データ集合Ｓ１を太実線で図示し
ている。

【００９９】次に、図３（Ｂ）は、今回の運用走行時に
おける運用時線路曲率データのｉ個のデータ集合Ｓ２、
例えば、上記の説明におけるξ₁1，ξ₂，…，ξ_iを、走
行距離との関係において図示したグラフであり、横軸は
走行距離（単位：１０⁴メートル）を、縦軸は曲率（単
位：１０^-3メートル^-1）を、それぞれ示している。図３
（Ｂ）においては視認しやすいように、運用時線路曲率
データ集合Ｓ２を極太実線で図示している。

【０１００】次に、図３（Ｃ）は、上記した図３（Ａ）
の切り出された既知線路曲率データ集合Ｓ１と、図３
（Ｂ）の運用時線路曲率データにｉ個のデータ集合Ｓ２
を、同時に図示したものである。図３（Ｃ）においては
視認しやすいように、既知線路曲率全体を実線で示し、
そこから切り出された既知曲率データ集合Ｓ１を太実線
で図示し、また、運用時線路曲率データ集合Ｓ２を極太
実線で図示している。

【０１０１】これらのデータ集合Ｓ１とデータ集合Ｓ２
の波形は図３（Ｃ）において左から右へ向かう方向へ、
距離Ｕだけ移動させれば、ほぼ重なり合う。このとき、
波形がほぼ重なり合うことから、上記したように、両者
のデータによって演算した偏差係数ｗの値は最小（例え
ばほぼ零）になる。また、図３（Ｃ）において、集合Ｓ
２（運用時線路曲率データ集合）を図における左から右
へ向かう方向（距離程が増加する方向）へ補正量Ｕだけ
移動させることにより、集合Ｓ１（既知線路曲率データ
集合）と、ほぼ重ね合わせることができたのであるか
ら、今回の運用走行における比較時点の距離程初期値Ｋ
_cに、距離Ｕを加算した距離程が、この比較時点におい
て情報処理部２２のＣＰＵ（図示せず）が出力する距離
程となる。

【０１０２】上記した３つの自車現在位置特定方法のう
ちの第３の方法は、まず、車軸回転数から得られる車軸
距離程を初期値とする。これは、ＤＧＰＳのデータの信
頼性が低いため、ＤＧＰＳ距離程よりも、車軸距離程の
方が初期値として信頼性が高い、と考えられるためであ
る。

【０１０３】また、その後の過程、すなわち、運用走行
時の各時点でのヨー角速度と、車軸回転数より得られる
列車走行速度から運用走行時の線路曲率である運用時線
路曲率を演算し、既知線路曲率との比較を行うことによ
り、走行区間における列車の現在位置を特定する方法
は、上記した第２の方法の場合と全く同様である。

【０１０４】次に、本実施形態の列車自車位置検出シス
テム１００の他の機能について説明する。本実施形態の
列車自車位置検出システム１００においては、車軸距離
程を算出する際の車輪直径Ｄの値を自動的に補正する機
能を有している。

【０１０５】情報処理部２２は、受信信頼度が高程度と
判別される場合、例えば、上記したように、受信信頼度
係数ｃが第２判別値ｓ２より大きい場合、すなわち、ｓ
２＜ｃの場合には、ＤＧＰＳ位置座標により演算した走
行距離Ｌ_Gと、車軸回転数により演算した走行距離Ｌ_Wと
の比Ｌ_G／Ｌ_Wを演算する。

【０１０６】上記の比Ｌ_G／Ｌ_W（以下、Ｒと表す。）の
値が１であれば、補正は行わない。それ以外の場合は、
ＤＧＰＳ位置座標により演算した走行距離Ｌ_Gが正しい
ものとして、車輪２１の直径の値Ｄを補正する。

【０１０７】例えば、上記の比Ｒの値が１より大きな値
であれば、車軸回転数により演算した走行距離Ｌ_Wが、
正しい値よりも小さい、すなわち現在の演算に用いてい
る車輪直径値Ｄの値が正しい値より小さいことを示して
いる。このため、情報処理部２２は、情報記憶部２３に
記憶されている車輪直径値Ｄの値を増加させるように補
正する。補正の方法としては、その時点の記憶値Ｄに補
正率Ｅを乗算する。この補正率Ｅ１は、下式（９）で表
される。 Ｅ１＝１＋（Ｒ−１）×Ｊ１ ………（９）

【０１０８】この場合、比Ｒの値は、１より大きな値で
あり、例えば１．１程度の値であるから、上式（９）の
（Ｒ−１）は、正の小さな値、例えば０．１のような値
となる。上式（９）のＪ１は、正の小さな値、例えば
０．０５や０．１といった値である。

【０１０９】上記のように、小さなＪ１の値を（Ｒ−
１）に乗算する理由は、以下の通りである。もし、比Ｒ
の値が１．１であった場合に、その時点の車輪直径値Ｄ
に１．１を、そのまま乗算すると、車軸距離程の変化が
大きすぎる場合がある。このため、車輪直径値を徐々に
増大させるため、（Ｒ−１）の値の１／２０とか１／１
０に相当する小さな値であるＪ１を乗算するのである。
車輪直径値の増加程度が足りない場合には、次回の時点
でも比Ｒが１より大きくなるため、再度、新たな増加の
ための補正率Ｅ１を乗算すればよい。

【０１１０】また、上記の比Ｒの値が１より小さな値で
あれば、車軸回転数により演算した走行距離Ｌ_Wが、正
しい値よりも大きい、すなわち現在の演算に用いている
車輪直径値Ｄの値が正しい値より大きいことを示してい
る。このため、情報処理部２２は、情報記憶部２３に記
憶されている車輪直径値Ｄの値を減少させるように補正
する。補正の方法としては、その時点の記憶値Ｄに補正
率Ｅ２を乗算する。この補正率Ｅ２は、下式（１０）で
表される。 Ｅ２＝１−（１−Ｒ）×Ｊ２ ………（１０）

【０１１１】この場合、比Ｒの値は、１より小さな値で
あり、例えば０．９程度の値であるから、上式（１０）
の（１−Ｒ）は、正の小さな値、例えば０．１のような
値となる。上式（１０）のＪ２は、正の小さな値、例え
ば０．０５や０．１といった値である。

【０１１２】上記のように、小さなＪ２の値を（１−
Ｒ）に乗算する理由は、上記したＪ１の場合と全く同様
である。

【０１１３】上記したように、本実施形態の列車自車位
置検出システム１００を用いれば、ＧＰＳ衛星と基準位
置局と列車搭載装置だけで列車の距離程を検出すること
ができ、従来のシステムのようなＡＴＳ地上子等は不要
となる。このため、ＡＴＳ地上子等が当初の位置から他
の位置へ移設された場合であっても何らの支障もなく自
車位置を検出することができる、という利点を有してい
る。

【０１１４】なお、本発明は、上記した実施形態に限定
されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本
発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的
に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、
いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。

【０１１５】例えば、上記実施形態においては、ＧＰＳ
受信手段として、ＧＰＳ衛星から電波によって送信され
るＧＰＳ情報と、基準位置局から電波によって送信され
る位置補正情報を受信し、ＧＰＳ情報と位置補正情報に
基づいてＤＧＰＳ位置座標を算出する手段を例に挙げて
説明したが、本発明はこれには限定されず、他の構成の
ＧＰＳ受信手段、例えば、位置補正情報を利用せずにＧ
ＰＳ情報のみを受信し、ＧＰＳ情報に基づいて位置座標
（ＧＰＳ位置座標）を算出する手段を用いてもよい。

【０１１６】その場合には、受信信頼度係数は、上記し
たディファレンシャル補正データ更新時間ｔの関数ｈ
（ｔ）を含まない関数とすることができる。例えば、以
下に示すｃ１、ｃ２、ｃ３などが挙げられる。 ｃ１＝ｆ（ｎ） ｃ２＝ｇ（ＨＤＯＰ） ｃ３＝ｆ（ｎ）＋ｇ（ＨＤＯＰ）

【０１１７】また、ＤＧＰＳではない一般のＧＰＳの場
合には、受信信頼度係数を、ディファレンシャル補正デ
ータ更新時間ｔの関数ｈ（ｔ）を含ませるものの、ｔの
値として、無限大に近い非常に大きな数値を用いるよう
にすることができる。このようにしても、ディファレン
シャル補正データ更新時間ｔの関数ｈ（ｔ）の効果をほ
ぼ零にすることができる。

【０１１８】また、上記実施形態においては、車軸回転
数検出手段として、列車の車軸に取り付けられた速度発
電機を有するものを例に挙げて説明したが、本発明はこ
れには限定されず、他の構成の車軸回転数検出手段、例
えば、列車が電気車の場合には、主電動機の回転軸に速
度発電機を取り付けてもよい。また、列車が気動車の場
合には、原動機の回転軸に速度発電機を取り付けてもよ
い。

【０１１９】また、上記実施形態においては、鉄道の列
車を例に挙げて説明したが、本発明は、他の交通機関、
例えば、新交通システム、モノレール等にも応用可能で
ある。

【０１２０】また、情報記憶部２３は、上記した構成の
もの以外に、フレキシブル・ディスク（ＦＤ）装置、Ｍ
ＯやＣＤ−ＲＷ等の光磁気ディスク装置、ＩＣカード装
置と、これら装置に装填して情報を記録し又は読み出す
ためのディスク（記録媒体）によって構成してもよい。
この場合には、上記した線路情報データベース（緯度及
び経度と、線路の曲率である既知線路曲率と、距離程と
を関係づけるデータベース、例えば、上記の曲率マップ
テーブル、緯度インデックス、経度インデックス等。）
のデータを各ディスク等の記録媒体中に格納しておき、
線路情報データベースのデータを記録媒体から読み出す
ようにしてもよい。このように、線路情報データベース
のデータを記録媒体に記録しておけば、情報測定用走行
で得られた線路情報データベースは、その情報測定用走
行を行った列車以外の他の列車においても広く利用する
ことができ、便利である。

【０１２１】また、上記実施形態における式（８）の偏
差係数ｗのかわりに、下式（１１）ないし下式（１４）
で表される相互相関係数ρを演算し、この相互相関係数
ρが最大となるように、切り出された既知線路曲率デー
タ集合Ｓ１と、運用時線路曲率データのｉ個のデータ集
合Ｓ２をずらし、ずらした移動量によって運用走行時に
得た距離程を補正してもよい。相互相関係数ρは、ρ²
≦１となる実数であり、切り出された既知線路曲率デー
タ集合Ｓ１と、運用時線路曲率データのｉ個のデータ集
合Ｓ２がほぼ重なり合う場合には、ρの値はほぼ１とな
る。

【０１２２】 ρ＝Ｖ_ab／（√Ｖ_aa×√Ｖ_bb） ……（１１） Ｖ_aa＝｛１／（ｉ−１）｝）×Σ｛（δ_k−ｍ₁）²｝………（１２） Ｖ_bb＝｛１／（ｉ−１）｝）×Σ｛（ξ_k−ｍ₂）²｝………（１３） Ｖ_ab＝｛１／（ｉ−１）｝）×Σ｛（δ_k−ｍ₁）×（ξ_k−ｍ₂）｝……（１４）

【０１２３】上式（１２）は、δのデータ集合における
平均値ｍ₁からのばらつきの度合いを示す「分散」を表
している。また、上式（１３）は、ξのデータ集合にお
ける平均値ｍ₂からのばらつきの度合いを示す「分散」
を表している。また、上式（１４）は、２つのデータ集
合であるδのデータ集合とξのデータ集合における「共
分散」を表している。

【０１２４】上式（１２）ないし上式（１４）におい
て、Σは、ｋ＝１からｋ＝ｉまでの総和を表している。
また、ｍ₁は、ｉ個のデータδ₁〜δ_iの平均値を表して
いる。また、ｍ₂は、ｉ個のデータξ₁〜ξ_iの平均値を
表している。

【０１２５】なお、切り出された既知線路曲率データ集
合Ｓ１と、運用時線路曲率データのｉ個のデータ集合Ｓ
２を互いにずらしながら、ほぼ重なり合う状態を探索す
る方法は、上記実施形態の方法に限定されない。他の方
法でもよい。例えば、距離程初期値Ｋ_cに対応する既知
線路曲率データは、ある区間のδの集合のうちの最小と
なる値を選択してもよい。あるいは、距離程初期値Ｋ_c
に対応する既知線路曲率データは、ある区間のδの集合
のうちの最大となる値を選択してもよい。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＧＰＳを列車走行システムに適用するとともに、ヨー角
速度検出手段と、車軸回転数検出手段と、緯度及び経度
と既知線路曲率と距離程とを関係づける線路情報データ
ベースを保存する情報記憶手段と、情報処理手段を設
け、情報処理手段は、列車の運用走行時には、ＧＰＳ情
報の信頼性の程度を表す受信信頼度係数を演算し、受信
信頼度が高い場合には、ＧＰＳ位置座標に基づいて距離
程を特定し、受信信頼度が中程度の場合には、ＧＰＳ距
離程を初期値とし、運用走行時の線路曲率を演算し、既
知線路曲率との比較を行うことにより距離程を特定し、
受信信頼度が低い場合には、車軸距離程を初期値とし、
運用時線路曲率を演算し、既知線路曲率との比較を行う
ことにより距離程を特定するように構成したので、ＧＰ
Ｓ衛星と基準位置局と列車搭載装置だけで列車の距離程
を検出することができ、従来のシステムのようなＡＴＳ
地上子等は不要となる。このため、ＡＴＳ地上子等が当
初の位置から他の位置へ移設された場合であっても何ら
の支障もなく自車位置を検出することができる、という
利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である列車自車位置検出シ
ステムの構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第１の図である。

【図３】図１に示す列車自車位置検出システムの作用を
説明する第２の図である。

【符号の説明】

１ 鉄道線路 ２ 列車 ３ 基準位置局 １１ レール ２０ 列車搭載装置 ２１ 車輪 ２１ａ 車軸 ２２ 情報処理部 ２３ 情報記憶部 ２４ 第１アンテナ ２５ 第２アンテナ ２６ ＧＰＳ処理部 ２７ ディファレンシャル受信部 ２８ ヨー角速度検出部 ２９ 車軸回転数検出部 ３１ 送信アンテナ １００ 列車自車位置検出システム Ｇ１〜Ｇｎ ＧＰＳ衛星 Ｋ₁ 切り出された既知線路曲率データ集合に対応する
距離程の最小値 Ｋ₂ 切り出された既知線路曲率データ集合に対応する
距離程の最大値 Ｋ_c 距離程初期値 Ｓ１ 切り出された既知線路曲率データ集合 Ｓ２ 運用時線路曲率データのｉ個のデータ集合 Ｕ 補正量

フロントページの続き (72)発明者 榎本 衛 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 岡本 勲 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 中野 敏 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 神山 雅子 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 菅原 能生 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H161 AA01 BB02 DD18 DD21 5J062 AA01 AA06 BB01 CC07 DD22 DD24 EE04 FF04

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列車に搭載される列車搭載装置と、地球
   を周回する複数のＧＰＳ衛星を用い、前記列車の線路に
   おける現在位置を前記列車搭載装置により検出する方法
   であって、 前記列車搭載装置に、 前記ＧＰＳ衛星から電波によって送信されるＧＰＳ情報
   を受信し、前記ＧＰＳ情報に基づいてＧＰＳ位置座標を
   算出するＧＰＳ受信手段と、 前記列車走行時の車体又は台車のヨー角速度を検出する
   ヨー角速度検出手段と、 前記列車の車軸回転数を検出する車軸回転数検出手段
   と、 緯度及び経度と、前記線路の曲率である既知線路曲率
   と、距離程とを関係づける線路情報データベースを保存
   する情報記憶手段と、 情報処理手段を設け、 前記列車が前記線路を運用走行する際には、前記情報処
   理手段は、前記ＧＰＳ情報の受信時点での信頼性の程度
   である受信信頼度を表す受信信頼度係数を演算し、 前記受信信頼度が高程度と判別される場合には、前記情
   報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づいて前記走行
   区間における列車の現在位置を特定し、 前記受信信頼度が中程度と判別される場合には、前記情
   報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づく距離程を初
   期値とし、運用走行時の各時点での前記ヨー角速度と、
   前記車軸回転数より得られる列車走行速度から運用走行
   時の線路曲率である運用時線路曲率を演算し、前記線路
   情報データベース内の既知線路曲率との比較を行うこと
   により、前記走行区間における列車の現在位置を特定
   し、 前記受信信頼度が低程度と判別される場合には、前記情
   報処理手段は、前記車軸回転数に基づく距離程を初期値
   とし、運用走行時の各時点での前記ヨー角速度と、前記
   車軸回転数より得られる列車走行速度から運用走行時の
   線路曲率である運用時線路曲率を演算し、前記線路情報
   データベース内の既知線路曲率との比較を行うことによ
   り、前記走行区間における列車の現在位置を特定するこ
   とを特徴とする列車自車位置検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の列車自車位置検出方法
   において、 前記列車による情報測定用走行を行い、前記情報処理手
   段は、各時点での前記ＧＰＳ位置座標に基づいて走行区
   間の各位置を検出するとともに、前記車軸回転数に基づ
   いて基準位置からの走行距離を演算し、かつ、各時点で
   の前記ヨー角速度と、前記車軸回転数より得られる列車
   走行速度から前記走行区間の各位置における線路曲率を
   演算し既知線路曲率として前記線路情報データベースに
   記憶させることを特徴とする列車自車位置検出方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の列車自車位置検出方法
   において、 位置が計測されている基準位置局を備え、 前記ＧＰＳ受信手段は、前記ＧＰＳ衛星から電波によっ
   て送信されるＧＰＳ情報と、前記基準位置局から電波に
   よって送信される位置補正情報を受信し、前記ＧＰＳ情
   報及び前記位置補正情報に基づいてＤＧＰＳ位置座標を
   算出し、 前記情報処理手段は、前記列車が前記線路を走行する際
   には、前記ＧＰＳ情報及び前記位置補正情報の受信時点
   での信頼性の程度である受信信頼度を表す受信信頼度係
   数を演算することを特徴とする列車自車位置検出方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の列車自車位置検出方法
   において、 前記受信信頼度係数は、 前記ＧＰＳ情報の受信に用いた前記ＧＰＳ衛星の個数ｎ
   の関数であり、前記ｎが大きいほど前記受信信頼度が高
   いことを表現する第１項と、 地球上の観測点における水平方向での位置精度の低下率
   であるＨＤＯＰの関数であり、前記ＨＤＯＰが小さいほ
   ど前記受信信頼度が高いことを表現する第２項のうちの
   少なくとも１つを有して構成される関数であることを特
   徴とする列車自車位置検出方法。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の列車自車位置検出方法
   において、 前記受信信頼度係数は、 前記ＧＰＳ情報の受信に用いた前記ＧＰＳ衛星の個数ｎ
   の関数であり、前記ｎが大きいほど前記受信信頼度が高
   いことを表現する第１項と、 地球上の観測点における水平方向での位置精度の低下率
   であるＨＤＯＰの関数であり、前記ＨＤＯＰが小さいほ
   ど前記受信信頼度が高いことを表現する第２項と、 前記位置補正情報を受信した最近の時刻と、前記受信信
   頼度係数の演算時刻との時間差であるディファレンシャ
   ル補正データ更新時間ｔの関数であり、前記ｔが小さい
   ほど前記受信信頼度が高いことを表現する第３項のうち
   の少なくとも１つを有して構成される関数であることを
   特徴とする列車自車位置検出方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の列車自車位置検出方法
   において、 前記ディファレンシャル補正データ更新時間ｔの値は、
   非常に大きな値に設定されることを特徴とする列車自車
   位置検出方法。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の列車自車位置検出方法
   において、 前記受信信頼度係数は、 前記第１項と前記第２項の和に、前記第３項を乗算する
   ことにより得られる関数であることを特徴とする列車自
   車位置検出方法。
8. 【請求項８】 請求項３に記載の列車自車位置検出方法
   において、 前記情報処理手段は、前記ＤＧＰＳ位置座標に基づいて
   前記走行区間における列車の現在位置を特定する場合に
   は、前記情報測定用走行により前記情報記憶手段に記憶
   されたＤＧＰＳ座標情報のうち、運用走行時のＧＰＳ情
   報及び位置補正情報から得られた位置である第１位置に
   近い２つの座標情報の位置である第２位置と第３位置を
   選択し、当該第２位置と第３位置を結ぶ線分に前記第１
   位置からおろした垂線が前記線分と交わる位置をもって
   列車の現在位置とすることを特徴とする列車自車位置検
   出方法。
9. 【請求項９】 請求項３に記載の列車自車位置検出方法
   において、 前記情報処理手段は、前記運用時線路曲率と前記既知線
   路曲率との比較を行う場合には、前記既知線路曲率デー
   タ群と前記運用時線路曲率データ群とを、ある距離だけ
   ずらし、前記運用時線路曲率データと前記既知線路曲率
   データの差の２乗値の総和である偏差係数が最小となる
   か、又は前記運用時線路曲率データと前記既知線路曲率
   データの相互相関係数の値が最大となる場合に対応する
   距離程を前記列車の線路における現在位置として特定す
   ることを特徴とする列車自車位置検出方法。
10. 【請求項１０】 請求項３に記載の列車自車位置検出方
    法において、 前記情報処理手段は、前記受信信頼度が高程度と判別さ
    れる場合には、前記ＤＧＰＳ位置座標により演算した走
    行距離と、前記車軸回転数により演算した走行距離の比
    に応じて、前記車軸回転数から前記列車の走行距離を演
    算する際の前記列車の車輪径の値を補正することを特徴
    とする列車自車位置検出方法。
11. 【請求項１１】 列車に搭載される列車搭載装置と、 地球を周回する複数のＧＰＳ衛星を有し、前記列車の線
    路における現在位置を前記列車搭載装置により検出する
    システムであって、 前記列車搭載装置は、 前記ＧＰＳ衛星から電波によって送信されるＧＰＳ情報
    を受信し、前記ＧＰＳ情報に基づいてＧＰＳ位置座標を
    算出するＧＰＳ受信手段と、 前記列車走行時の車体又は台車のヨー角速度を検出する
    ヨー角速度検出手段と、 前記列車の車軸回転数を検出する車軸回転数検出手段
    と、 緯度及び経度と、前記線路の曲率である既知線路曲率
    と、距離程とを関係づける線路情報データベースを保存
    する情報記憶手段と、 情報処理手段を備え、 前記列車が前記線路を運用走行する際には、前記情報処
    理手段は、前記ＧＰＳ情報の受信時点での信頼性の程度
    である受信信頼度を表す受信信頼度係数を演算し、 前記受信信頼度が高程度と判別される場合には、前記情
    報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づいて前記走行
    区間における列車の現在位置を特定し、 前記受信信頼度が中程度と判別される場合には、前記情
    報処理手段は、前記ＧＰＳ位置座標に基づく距離程を初
    期値とし、運用走行時の各時点での前記ヨー角速度と、
    前記車軸回転数より得られる列車走行速度から運用走行
    時の線路曲率である運用時線路曲率を演算し、前記線路
    情報データベース内の既知線路曲率との比較を行うこと
    により、前記走行区間における列車の現在位置を特定
    し、 前記受信信頼度が低程度と判別される場合には、前記情
    報処理手段は、前記車軸回転数に基づく距離程を初期値
    とし、運用走行時の各時点での前記ヨー角速度と、前記
    車軸回転数より得られる列車走行速度から運用走行時の
    線路曲率である運用時線路曲率を演算し、前記線路情報
    データベース内の既知線路曲率との比較を行うことによ
    り、前記走行区間における列車の現在位置を特定するこ
    とを特徴とする列車自車位置検出システム。