JPH01250085A - Ｇｐｓ受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＧＰＳ受信機に関し、−層詳細には、例えば、
自動車の現在位置を測定するために複数個の人工衛星か
らの電波を受信して受信点の位置を求めるＧＰＳ受信機
において、利用者が当該ＧＰＳ受信機の電源投入時に自
動車の初期位置データを人力することなく受信並びに測
位を開始することが可能なように構成したＧＰＳ受信機
に関する。

［発明の背景］ 船舶や航空機のように時々刻々移動する移動体に対し、
複数個の人工衛星から電波を送信してその現在位置、走
行速度等を確認乃至決定するために、近年、Ｇ　Ｐ　Ｓ
　（Ｇｒｏｂａｌ　ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅ
ｍ）測位装置の有用性が注目を集めている。

このＧＰＳ測位装置は、 ■　全世界でいつでも連続して利用出来る、■　位置速
度の測定精度が極めて高い、■　利用者数に制限がない 等の特徴を備えていることから、当該装置を利用する客
体は、船舶、航空機に限ることなく自動車もその対象と
なって然るべきである。特に、都市部の交通の混雑を回
避し短時間に自らの現在位置を確認し、目的地までの迂
回路を発見する等に利用出来れば、時間的、経済的に頗
る大きな効果が得られよう。

周知の通り、ＧＰＳ測位装置を用いる測位方法は、通常
、３個以上の人工衛星からの電波を受信して実施される
。これらの人工衛星には夫々高精度の原子時計等が搭載
されているが、−方、受信側ではこのような高価な計時
装置は配置されてはいない。従って、受信側の時刻情報
は時間差並びに時間の変化率の差に基づく時間を距離に
換算した、所謂、時計オフセットが含まれた情報となる
。そこで、現在の測位方法にあっては、複数の人工衛星
からの電波を同時に受信し、各衛星と受信点との間の受
信機の時計オフセットを含んだ擬似距離データと各衛星
の軌道位置データとから受信点の現在位置を計算し表示
している。この場合、自動車用測位システムにあっては
、この現在位置情報と予め多数記憶されている道路地図
情報とを合わせてＣＲＴ等の表示装置に表示している。

この種の測位システムを利用した従来技術に係るＧＰＳ
受信機を第１図に示す。すなわち、第１図において、参
照符号２は初期位置データ人力部を示し、この初期位置
データ入力部２の出力側は初期位置データ記憶部４に接
続されている。この初期位置データ記憶部４の出力側は
分岐して受信計測部６と位置演算部８の夫々−方の入力
端子に接続されている。前記受信計測部６の他方の入力
端子にはアンテナ１０が接続されると共に、この受信計
測部６の出力側は位置演算部８の他方の入力端子に接続
されている。

この場合、位置演算部８の出力側は位置表示部１２に接
続されると共に、前記初期位置データ記憶部４に接続さ
れている。

このような構成からなるＧＰＳ受信機では、測位演算を
実行するにあたり、電源投入後、利用者が初期位置デー
タ人力部２から初期位置データを人力する必要がある。

人力された初期位置データは初期位置データ記憶部４に
記憶されると共に、この初期位置データ記憶部４を経由
して受信計測部６並びに位置演算部８へ導入される。こ
の状態において、受信計測部６は図示しない複数個のＧ
ＰＳを構成する人工衛星（以下、ＧＰＳ衛星という）か
らの電波をアンテナ１０で捕捉し、この中、測位精度が
最良となり得る３乃至４個のＧＰＳ衛星の組み合わせを
選択する。このようにして選択されたＧＰＳ衛星からの
電波を受信計測部６にて捕捉追尾し、ＧＰＳ衛星の軌道
データを復調すると共に衛星とＧＰＳ受信機との間の擬
似距離を計測する。位置演算部８はこの軌道データと擬
似距離の計測値および初期位置データとから受信点の位
置データを算出すると共に、位置表示部１２において位
置の測位結果を、例えば、図示しない地図情報と合成し
て表示する。一方、このようにしてＧＰＳ衛星を利用し
た測位演算が開始されると、算出された受信点の位置デ
ータは初期位置データ記憶部４に導入され、電源投入時
に人力した初期位置データと変換される。従って、次回
以降の測位演算においてはこの更新された位置データに
基づき受信計測処理並びに測定位置演算処理を実行する
ことが出来る。

然しなから、この種の従来技術に係るＧＰＳ受信機にあ
っては、ＧＰＳ衛星の電波を受信して測位結果を表示さ
せるために利用者が受信機の電源を投入する度に初期位
置データを人力する必要があることからこの初期位置デ
ータ人力作業が極めて煩雑であるという欠点が存在して
いる。その上、利用者が初期位置データの人力作業を慌
怠したり過誤の初期位置データを入力した場合には、表
示器に誤った測位結果が表示される不都合を生ずること
となったり、あるいは測位結果が得られるまでに長時間
を要する等の不都合が存し、最悪の場合には、受信測位
をすることが不可能となる欠点が内在している。

［発明の目的］ 本発明は前記の技術的課題を解決するためになされたも
のであって、何らかの理由により測位演算が不能な場合
、例えば、ＧＰＳ受信機の電源を投入した場合等に、予
め準備しである初期位置データを自動人力動作により前
記ＧＰＳ受信機に導入するよう構成し、これによって測
位演算を速やかに実行開始出来ると共に、人手に基づ（
誤人力作業を可及的に回避することを可能とするＧＰＳ
受信機を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明はＧＰＳ　？＊テ
星電波を受信して復調した衛星の軌道データと、計測し
た衛星と受信点間の擬似距離データおよび受信点の初期
位置データとから受信点の位置を算出する受信計測手段
並びに位置演算手段とを含み、当該位置演算手段の出力
信号を表示装置に表示するＧＰＳ受信機において、位置
演算手段の出力信号を人力信号とする測位不能判定手段
並びに測定位置データ記憶手段と、初期位置データ発生
手段または前記測定位置データ記憶手段のいずれかの出
力信号を前記測位不能判定手段の出力信号に基づいて前
記受信計測手段並びに位置演算手段に導入する切換手段
とを具備するよう構成することを特徴とする。

また、本発明は初期位置データ発生手段の出力信号を当
該受信機を搭載して移動する移動体の移動範囲の中心位
置に対応する信号とすることを特徴とする。

さらに、本発明は初期位置データ発生手段の出力信号を
前記表示装置に表示される地図データの中心位置に対応
する信号とすることを特徴とする。

［実施態様コ 次に、本発明に係るＧＰＳ受信機について好適な実施態
様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

第２図において、参照符号２０は本発明に係るＧＰＳ受
信機を示し、当該ＧＰＳ受信機２０は、後述するように
、予め定められた初期位置データが格納されている初期
位置データ発生部２２を含む。この初期位置データ発生
部２２の出力側は初期位置データ切換部２４を構成する
仮想の電子スイッチ２６を介して分岐し、受信計測部２
７並びに位置演算部２８に導入される。この場合、前記
電子スイッチ２６は単極双投型の構成とされ、その第１
端子２６Ｈに前記初期位置データ発生部２２の出力信号
が導入されると共に、第２端子２６ｂには測定位置デー
タ記憶部３０の出力信号が導入され、この２つの信号が
測位不能判定部３２からの制御信号のもとに当該電子ス
イッチ２６によって切り換えられ共通端子２６Ｃを介し
て受信計測部２７並びに位置演算部２８に導入される。

一方、受信計測部２７の他方の入力端子にはアンテナ３
４を介してＧＰＳ衛星からの電波信号が導入され、受信
計測部２７の出力側は位置演算部２８に接続される。位
置演算部２８の第１の出力端子は前記測位不能判定部３
２に接続され、第２の出力端子は分岐して位置表示部３
６並びに前記測定位置データ記憶部３０に接続される。

なお、本実施態様において、位置演算部２８から測位不
能判定部３２に送給されるデータは１または０の２値デ
ータであって、位置演算部２８で受信点の位置データが
算出された場合にはハイレベルのデータ１が送給され、
位置データが算出されなかった場合にはローレベルのデ
ータ０が送給されるように構成されている。

本発明に係るＧＰＳ受信機は基本的には以上のように構
成されるものであり、次にその作用並びに効果について
第３図のフローチャートを参照しながら以下詳細に説明
する。

先ず、ＧＰＳ受信機２０の電源を投入する（ＳＴＰ　１
）。次いで、初期位置データ発生部２２で生成した初期
位置データを初期位置データ切換部２４を構成する電子
スイッチ２６の第１端子２６ａに送給する（ＳｒＦ２）
。電源投入直後においては受信測位不能であるから位置
演算部２８から測位不能判定部３２に導入されるデータ
はデータ０であり、従って、測位不能判定部３２の出力
信号により前記電子スイッチ２６の共通端子２６Ｃと第
１端子２６ａとが接続され、初期位置データ発生部２２
で生成された初期位置データが受信計測部２７並びに位
置演算部２８へ送給される（ＳｒＦ２）。そこで、受信
計測部２７は導入された初期位置データを用いてアンテ
ナ３４で捕捉された電波の中、測位精度が最良となる３
乃至４個のＧＰＳ衛星の組み合わせを選択する（ＳｒＦ
２）。

さらに、受信計測部２７においては、このようにして選
択された各衛星についての衛星信号を受信して当該衛星
の軌道データの復調および当該各衛星と受信点との擬似
距離の計測処理を行う（ＳｒＦ５）。次いで、位置演算
部２８は受信計測部２７で復調された軌道データと計測
された擬似距離データ並びに初期位置データ切換部２４
からの初期位置データとを周知の航法方程式に代入して
測位演算処理を行う（ＳｒＦ６）。当該測位演算処理に
よって測位結果が得られた場合、すなわち、測位不能で
なかった場合（ＳｒＦ２）には演算結果の測位データが
位置表示部３６に送給され、例えば、図示しない地図記
憶部から送給される地図データと合成されて表示される
（ＳｒＦ２）。また、演算結果の測位データは測定位置
データ記憶部３０に導入され記憶保持される（ＳｒＦ２
）。測定位置データ記憶部３０に保持された測位データ
は初期位置データとして次回の衛星信号の受信測位計算
に使用すべく、初期位置データ切換部２４を構成する電
子スイッチ２６の第２端子２６ｂおよび共通端子２６Ｃ
を経由して受信計測部２７と位置演算部２８に送給され
る。

このようにして測位結果が連続して得られている間には
測位不能判定部３２に導入される人力データのデータレ
ベルは１となっているので、電子スイッチ２６の中、第
２端子２６ｂと共通端子２６ｃとが接続された状態に保
持され、第３図に示すフローチャート中、第４乃至第１
０ステツプの動作シーケンスと同一の動作シーケンスで
受信並びに測位計算が繰り返し実行される。

然しなから、位置演算部２８における測位演算（ＳｒＦ
６）を行った際に所定の測位結果が得られなかった場合
、例えば、受信出来るＧＰＳ衛星の数が２または３個未
満である場合、あるいは受信衛星数が３または４個であ
り、測位結果は得られるが幾何学的な衛星配置が良好で
ないために測定精度が悪い場合等の理由によって所定の
測位結果を位置表示部３６に表示することが出来ない場
合には位置演算部２８から測位不能判定部３２にデータ
０が送給される。測位不能判定部３２はこのデータ０に
基づき測位不能と判定しく５ＴＰ７）、その判定結果に
より電子スイッチ２６の共通端子２６Ｃを第１端子２６
ａ側に切り換える。従って、測位不能等の状態であった
場合には次回の衛星信号の受信測位計算に使用される初
期位置データは初期位置データ発生部２２で生成された
初期位置データが自動的に使用されることとなる。なお
、初期位置データ発生部２２において生成される初期位
置データの生成方法は、例えば、当該ＧＰＳ受信機２０
がある特定の地域においてのみ使用されることが予測さ
れる場合には当該特定地域の中心位置に対応する位置デ
ータを記憶しておき、当該中心位置データを初期位置デ
ータとして生成する方法、あるいは位置表示部３６にお
いてＣＤＲＯＭ等の記憶媒体に記憶された道路地図情報
と前記測位結果とを重畳して表示させる構成の場合には
表示された道路地図の中心位置に対応する位置データを
初期位置データとして生成する方法等の自動生成方法を
採用出来る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明に係るＧＰＳ受信機は測位不能判
定部の判定によって測位が不能である場合には予め所定
の手順によって生成された初期位置データを受信測位計
算に使用するように構成し、測位が可能であった場合に
は前回の測位データを初期位置データとして受信測位計
算を行うように構成している。このため、電源投入時あ
るいは所定時間以上の時間を経過しても測位が不能であ
る場合等には、利用者が初期位置データを手動人力する
ことなく自動的に初期位置データを人力することが可能
であり、測位動作を速やかに開始させることが出来る。

これによりＧＰＳ受信機を導入することに伴う初期位置
データの手動人力動作等の煩雑性あるいはデータの誤人
力等を可及的に回避することが出来る。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なＧＰＳ受信機の概略構成ブロック図、 第２図は本発明に係るＧＰＳ受信機の概略構成ブロック
図、 第３図は第２図に示すＧＰＳ受信機の作用を説明するフ
ローチャートである。 ２０・・・ＧＰＳ受信機 ２２・・・初期位置データ発生部 ２４・・・初期位置データ切換部　２６・・・電子スイ
ッチ２７・・・受信計測部　　　　　　２８・・・位置
演算部３０・・・測定位置データ記憶部 ３２−・・測位不能判定部　　　　３４・・・アンテナ
３６・・・位置表示部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＧＰＳ衛星電波を受信して復調した衛星の軌道デ
   ータと、計測した衛星と受信点間の擬似距離データおよ
   び受信点の初期位置データとから受信点の位置を算出す
   る受信計測手段並びに位置演算手段とを含み、当該位置
   演算手段の出力信号を表示装置に表示するＧＰＳ受信機
   において、位置演算手段の出力信号を入力信号とする測
   位不能判定手段並びに測定位置データ記憶手段と、初期
   位置データ発生手段または前記測定位置データ記憶手段
   のいずれかの出力信号を前記測位不能判定手段の出力信
   号に基づいて前記受信計測手段並びに位置演算手段に導
   入する切換手段とを具備するよう構成することを特徴と
   するＧＰＳ受信機。
2. （２）請求項１記載の受信機において、初期位置データ
   発生手段の出力信号は当該受信機を搭載して移動する移
   動体の移動範囲の中心位置に対応する信号とすることを
   特徴とするＧＰＳ受信機。
3. （３）請求項１記載の受信機において、初期位置データ
   発生手段の出力信号は前記表示装置に表示される地図デ
   ータの中心位置に対応する信号とすることを特徴とする
   ＧＰＳ受信機。