JPH03108681A - Ｇｐｓ受信装置 - 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） この発明は、Ｇｒｏｂａｌ　　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
　　Ｓｙｓｔｅｍ（以下ＧＰＳと称する）を利用したＧ
ＰＳ受信装置に閃する。

（従来の技術） 従来、この種の装置としては、例えば特開昭６１−１９
８０７４号公報に記載のものが知られており、受信可能
なＧＰＳ衛星の中から３個または４個のＧＰＳ衛星を選
択（２次元測位のためには３個、３次元測位のためには
４個の衛星が必要である）して測位位置の演算を行うと
ともに、衛星選択基準としては測位精度を高くするため
に、幾何学的精度発散を示すＤＯＰ値を最少にする組み
合せで測位衛星が選択されるよう構成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、１−記の如き従来装置にあっては、ＤＯ
Ｐ値は衛星の配置情況のみにより決定される指標値であ
り、以下の誤差を勘案していない。

（１）衛星の位置データに起因する誤差。

（２）電離層電波伝搬遅延に起因する誤差。

（３）対流圏電波伝搬遅延に起因する誤差。

このため、ＤＯＰ値が最少となる衛星の組み合せが必ず
しも最適なｆ？ｉ星の組み合せとはならないという問題
点があった。

この発明は、１−、記の如き課題に鑑みてなされたもの
で、受信可能なＧＩ’Ｓ衛星の中で測位演算に使用する
と測位精度が低下するＧＰＳ衛星を除外して測位演算を
することにより常に精度よく測位が可能なＧＩ’Ｓ受信
装置を提供することをｕ的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は１．に記課題を解決するために第１図のよう
に構成されており、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信
して測位位置を演算するようなされている。

そして、測位位置演算手段ａでは、複数のＧＰＳ衛星の
中から衛星の組み合せを変えてＧＰＳ衛星を選択し、該
選択されたＧＰＳ衛星の組み合せ毎に測位位置が演算さ
れる。

また、ＧＩ’Ｓ衛星決定手段すでは、ｌ−記測位位置演
算手段ａで演算された測位位置の分散度合に基づいてＧ
ＰＳ衛星の組み合せが決定される。

（作用） この発明では、複数のＧＰＳ衛星を選択し、選択された
衛星の組み合せ毎の測位位置演算を行うとともに、この
演算された測位位置の分散を算出し、該分散度合に基づ
いてＧＰＳ衛星の組み合せを決定する。

（実施例の説明） 次に、この発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は本発明が適用された第１の実施例の基本構成を
示すブロック図である。

同図において、−点鎖線で囲まれた部分１０がＧＰＳ受
信装置で、ＧＰＳ衛星５から発射された信号ｆ６はアン
テナ１を介して受信処理部２に人力され、信号の増幅、
復調が行われた後、復調データから各衛星５の軌道デー
タ、疑似距離データが演算され、受信処理部用メモリ３
に記憶されるとともに、該データを利用して測位位置を
得る。

そして、この演算された測位位置情報は外部に出力され
、ナビゲーションシステム等に利用されることになる。

ところで、本実施例では、−上記受信処理部２では、ａ
１１位演算に使用すると測位精度が劣化すると推測され
る衛星の登録を行い、以後の一定時間の測位演算の際に
は選択されないよう構成されている。

以下、受信処理部２によって実行される−１−記処理手
順を第３図に示すフローチャートを参照しながら説明す
る。

同図においてプログラムがスタートされると、現在受信
可能な衛星５の個数が数えられ、５個ないし６個以」二
（２次元測位のためには５個以１．３次元測位のために
は６個以１−）の受信可能な衛星５が抽出されると（ス
テップ１”００でＹＥＳ）、その中から３個ないしは４
個の衛星５を選択し、全ての組み合せについて測位演算
を実行し、求めた測位位置とそのとき使用した衛星の組
み合せを受信処理部用メモリ３に記憶する（ステップ１
１０）。

ここで、３個の衛星を選択して演算すれば、２次元座標
−１−の測位位置が、また４個の衛星を選択して演算す
れば３次元座標１−のδｉ！ＩＴ１′／、位置が求めら
れることになる。どちらを選ぶかは、ＧＰＳ受信装置１
０に接続される機器の要求に従えばよい。

なお、ステップ１００の処理において、受信可能な衛星
を本来測位に必要な個数よりも１個以１−余分に抽出す
るのは、以下に述べる精度不良なる衛星を登録する処理
において、衛星の組み合せを変えて演算される複数の測
位位置が必要なためである。

例えば、受信可能な衛星が５個の場合、その中から３個
の衛星を選択する組み合せは、ｓ　Ｃ３＝１０ であるから、１０通りの測位位置が得られることになる
。

こうして、選択された衛星ごとの各測位位置が演算され
ると、該測位位置の分散σを各測位位置の標準偏差を演
算することにより求める（ステップ１２０）。

すなわち、 ａ　　＝ｒｙｘ２１−ｒｙ、ｙ２ ２ となる。

ｎ：衛Ｊ１の個数 マ：ｘｈ向の（Ｉシ均 ｆ：ｙ）ｊ向のゝＩ４均 ここで、この分散σが所定の基準値α以１−であれば（
ステップ１３０でＹＥＳ）１．受信可能な衛星の中に精
度不良なる衛星が存在すると考えられるからステップ１
４０に進み、分散σが基準値α以下であれば（ステップ
１３０でＮＯ）　、精度不良なる衛星が存在しないとし
、てこのプログラムを終了する。

そして、ステップ３．４０では、１個の衛星に着目して
、特定の衛星ｉが３まれで１ハない組み合せによる測１
η位置の分散σ（ｉ）が基準値α以下になるものがある
か否かが調べられる。もし、そのような衛星が１個だけ
求められれば、（ステップ１４０でＹＥＳ）、；’ｑ衛
早ｉを精度不良なる衛星として、受信処理部用メモリ３
に登録する（ステップ１５０）。

一方、分散σ（ｉ）が基準値α以下とならない場合、あ
るいは２個以１°、の衛星が不良衛星として求められた
場合は（ステップ１４０でＮＯ）　、精度不良なる衛星
が特定できないので、そのままプログラムを終了する。

例えば、受信可能な衛星としてＡ、　　Ｂ、　Ｃ，Ｄ。

Ｅの５つの衛星が抽出され、この５個の衛星の中から３
個の衛星を選択する場合、次の１０通りの組み合せがあ
る。

（１）Ａ、Ｂ、Ｃ （２）Ａ、Ｂ、Ｄ （３）　　Ａ、　　Ｂ、　　Ｅ （４）　　Ａ、　　Ｃ，Ｄ （５）　　Ａ、　　Ｃ，Ｅ （６）　　Ａ、　Ｄ、　　Ｅ （７）　　Ｂ、Ｃ，Ｄ （８）Ｂ、Ｃ，Ｅ （９）　　　Ｂ、Ｄ、Ｅ （！、０）　　　Ｃ，Ｄ、　　Ｅ ここで、（１）〜（ｉ　］、　Ｏ”）までの測位位置の
分散σが基準値α以１−であり、例えば−１〕記組み合
せの中で衛星へを使イつない組み合せである（７）〜（
１０）までの測位位置の分散σ（Ａ）が基準値α以下で
あるときには、ｉ仝ｉ星Δが分散を大きくしていると考
えられるので、該衛星が不良衛星と推測される。

従って、このような衛星を１個だけ求めることができた
場合、該衛星が不良衛星として登録されることになる。

本実施例は、１−記の如く、受信可能な衛星の中から３
個または４個の衛星を選択し、選択された衛星毎の測位
位置演算を行うとともに、これら演算値の分散を求め、
該分散が所定の基準値以ｌ−であってしかも特定のＧ　
Ｐ　Ｓ　衛星を除いて算出した分散が所定の基準値以下
になる場合、該ＧＰＳ衛星は測位精度を悪化させる不良
衛星とみなし、以後の測位演算の際には選択しないよう
構成したので、通常の測位演算と平行して−１−記の如
き処理を実行し、ステップ１５（１において登録された
衛星を以後の測位演算に使用しないようにすることによ
り、精度よく測位位置を得ることができることになる。

一方、ＤＯＰ値を利用する場合、衛星の幾何学的配置情
況によっては衛星自身の精度が劣化していなくても不良
衛星と見なされてしまうことがあり得るが、本実施例で
は測位に使用すると測位精度が劣化する恐れがある衛星
を外部からの支援なしで登録するので、所定時間が経ち
、衛星の配置情況が変われば次回の演算において不良衛
星としての登録から取り除かれ、通常の衛星として再び
測位に利用されることになる。

こうして、本実施例では、ＤＯＰ値を演算することなく
測位精度を悪化させる衛星の登録がなされ、しかも衛星
の幾何学的配置情況が悪く測位精度を悪化させる衛星の
組み合せは自動的に排除されることになる。

なお、ステップ１１ｎにおいては選択された衛星の組み
合せごとに測位演算をするが、演算処理の負担を減らす
ため、あるいは精度よく不良衛星を登録するために、あ
らかじめＤＯＰ値を計算しておき、該ＤＯＰ値が所定値
以下となる組み合せのもののみについてステップ１１０
以下の演算をするようにしてもよい。

また、演算処理能力の低い受信装置の場合は、測位演算
と平行して上記の如き非選択衛星の登録処理を実行する
のは負担が大きいが、この場合は、ＧＰＳ受信装置が移
動していない時にのみ］−記処理を実行するよう構成す
ることもできる。例えば、車両に搭載して使用する場合
には、車両が停止している時に実行すればよい。

さらに、車両の停止時、あるいは一定車速以下の時にの
み−１−記処理を実行するとステップ１２０において求
める分散σの精度が向１−するので、例えばＧＰＳ受信
装置の移動速度を知ることができる車両への搭載の場合
は、ステップ１００の処理の前に所定の基準車速以下で
あるか否かの判断をし、所定の基準車速以下の場合にの
みステップ１００以下の処理を行うようにすることも可
能である。

次に、この発明の第２の実施例を説明する。なお、この
第２の実施例が；二記第１の実施例と異なるのは受信処
理部２によって実行されるＧＰＳ衛星の選択処理手順だ
けであり、装置の基本構成は第２図に示した−に２第１
の実施例と全く同一であるのでその説明を省略する。

従って、以下第４図のフローヂャ−１・を参照しながら
受信処理部２によって実行されるＧＰＳ衛星の選択処理
手順を説明する。

まず、ステップ２００，２１０の処理では第１の実施例
同様、５個または６個以」ユの受信可能な衛星が抽出さ
れるとともに、この中から衛星の組み合せを変えて３個
または、１個の衛星を選択して、選択された衛星の組み
合せ毎に測位位置を演算する。

そして、続くステップ２２０の処理では、］−記抽出さ
れた衛星からある特定の１つの衛星ｉを除外した演算し
た測位位置の分散σ（ｉ）を求める。

例えば、受信可能な衛星としてＡ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄ
。

Ｅの５個の衛星があり、この中から３個の衛星を選択す
る組み合せは既に述べたように−１−記（１）〜（１０
）の１０通りある。

ここで、例えば衛星へに着口すると、衛星へを除外した
組み合せは（７）、　　（８）、　　（９）。

（１０）の４通りある。そこで、衛星へを除外したこの
４つの組み合せによる測位位置の分散σ（Ａ）とする。

そして、続（ステップ２３０，２４０の処理では、抽出
した全ての衛星に着目して、該衛星を除外して演算した
測位位置の分散を求める。

従って、例えば１−述の例では、衛星Ｂを除外した（４
）　、　　（５）　、　　（６）　、　　（Ｉｌ〕）の
４通りの組み合せによる測１１γ位置の分散σ（Ｂ）を
求める。

さらに同様にして、σ（Ｃ）、σ（Ｄ）、σ（Ｅ）を求
める。

こうして、抽出した衛星すべてについである１つの衛星
を除外して演算した測位位置の分散が求められると（ス
テップ２３０でＮＯ）、分散の大きさにより各衛星の優
先順位を求める（ステップ２５０）。

例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅの各衛星を除外して演算し
た分散が、 σ（八）　〉σ（Ｂ）　〉σ（Ｃ）　〉σ（Ｄ）　〉σ
（Ｅ）（１） となったとすると、衛星Ａを除外した場合よりも衛星Ｂ
を除外した場合の方が分散が小さくなるので、衛星Ａよ
りも衛星Ｂを含んだ組み合せの方が測位精度が悪いと推
測される。従って、この場合は、衛星への優先度合いを
衛星Ｂよりも高いものとする。

従って、」〕記（１）式に示す如き分散の序列が得られ
ると、各衛星の優先度合いは、 Ａ、　　Ｂ、　Ｃ，Ｄ、　Ｅ の順に決定される。

以上の処理を通常の測位演算と並行して実施し、測位演
算の際には１−２優先順位に従って利用する衛星を選択
する。

従って、Ｉ−記の例では優先順位の高いＡ、　　Ｂ。

Ｃの３個の衛星を選択して測位演算する。そして、例え
ば、衛星Ａがビル等に遮蔽されて受信不能となった場合
には、次に優先順位の高い衛星りを衛星への代わりに使
用する。

第２の実施例は、」−記の如く、受信可能な衛星につい
て優先順位を（＝Ｊ与し、測位精度が最も高くなるよう
利用する衛星を選択するので、」二記第１の実施例に比
してさらに精度良＜　ｉ’：ＩＩＪ位位近位置算ができ
ることになる。

（発明の効果） 本発明に係わるＧＰＳ受信装置は、−に記の如く、複数
のＧＰＳ衛星を選択し、選択された衛星毎の測位位置演
算を行うとともに、該演算した測位位置の分散を算出し
、該分散度合に基づいてＧＰＳ衛星の組み合せを決定す
るので、測位精度を悪化させる不良衛星が自動的に排除
され、外部からの支援なしで常に精度よ＜　Ｇ　Ｐ　Ｓ
　？１ｌｌ１位位置演算をすることができる等の効果を
打する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のり１ノー１、対応図、第２図は第１の
実施例の基本構成を示すブロック図、第３図は第１の実
施例の処理手順を示すフローチャー１・、第４図は第２
の実施例の処理手順を示すフローチャートである。 １・・・アンテナ ２・・・受信処理部 ３・・・受信処理部用メモリ ５・・・ＧＰＳ衛星 １０・・・ＧＰＳ受信装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位位置を
   演算するＧＰＳ受信装置において、複数のＧＰＳ衛星の
   中から衛星の組み合せを変えてＧＰＳ衛星を選択し、該
   選択されたＧＰＳ衛星の組み合せ毎に測位位置を演算す
   る測位位置演算手段と、 上記測位位置演算手段で演算された測位位置の分散度合
   に基づいてＧＰＳ衛星の組み合せを決定するＧＰＳ衛星
   決定手段を有することを特徴とするＧＰＳ受信装置。