JPH04315077A - Ｇｐｓ測位システム、該システムの移動局装置、及び基地局装置 - Google Patents
Ｇｐｓ測位システム、該システムの移動局装置、及び基地局装置Info
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- JPH04315077A JPH04315077A JP3080062A JP8006291A JPH04315077A JP H04315077 A JPH04315077 A JP H04315077A JP 3080062 A JP3080062 A JP 3080062A JP 8006291 A JP8006291 A JP 8006291A JP H04315077 A JPH04315077 A JP H04315077A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＧＰＳ（グローバルポ
ジショニングシステム）を用いた測位システムに関し、
特に移動局の位置を効果的に管理可能なＧＰＳ測位シス
テム、このＧＰＳ測位システムの移動局装置、さらにこ
のＧＰＳ測位システムの基地局装置に関する。
ジショニングシステム）を用いた測位システムに関し、
特に移動局の位置を効果的に管理可能なＧＰＳ測位シス
テム、このＧＰＳ測位システムの移動局装置、さらにこ
のＧＰＳ測位システムの基地局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】米軍で開発及び運用されているＮＶＳＴ
ＡＲ（ナビゲーションシステムウイズタイムアンドレン
ジ）／ＧＰＳは、全世界においていつでもどこでも測位
できるシステムとして注目をあびている。近年では、測
位を行うＧＰＳ受信機単体のみならず、これを自動車に
搭載したナビゲーションシステムも商品化されており、
今後も様々な発展が予想される。
ＡＲ（ナビゲーションシステムウイズタイムアンドレン
ジ）／ＧＰＳは、全世界においていつでもどこでも測位
できるシステムとして注目をあびている。近年では、測
位を行うＧＰＳ受信機単体のみならず、これを自動車に
搭載したナビゲーションシステムも商品化されており、
今後も様々な発展が予想される。
【０００３】ＧＰＳにおいては、高精度に制御されて周
回するＧＰＳ衛星から発信される電波を捕捉し、その到
達時間を測定することによってＧＰＳ衛星とユーザであ
る受信移動局との間の距離測定を行う。同様の距離測定
を他の２つのＧＰＳ衛星でも行うことにより、その受信
移動局の位置を算出する。
回するＧＰＳ衛星から発信される電波を捕捉し、その到
達時間を測定することによってＧＰＳ衛星とユーザであ
る受信移動局との間の距離測定を行う。同様の距離測定
を他の２つのＧＰＳ衛星でも行うことにより、その受信
移動局の位置を算出する。
【０００４】この受信移動局の未知の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ
）の算出は、具体的には、以下の連立方程式を解くこと
によって行われる。ただし、軌道情報から得られる３つ
のＧＰＳ衛星の位置をそれぞれ（ｘ１ ，ｙ１ ，ｚ１
）、（ｘ２ ，ｙ２ ，ｚ２ ）、（ｘ３ ，ｙ３
，ｚ３ ）とし、各ＧＰＳ衛星について測定した距離を
それぞれｒ１ ，ｒ２ ，ｒ３ とする。
）の算出は、具体的には、以下の連立方程式を解くこと
によって行われる。ただし、軌道情報から得られる３つ
のＧＰＳ衛星の位置をそれぞれ（ｘ１ ，ｙ１ ，ｚ１
）、（ｘ２ ，ｙ２ ，ｚ２ ）、（ｘ３ ，ｙ３
，ｚ３ ）とし、各ＧＰＳ衛星について測定した距離を
それぞれｒ１ ，ｒ２ ，ｒ３ とする。
【０００５】
（ｘ１ −Ｘ）２ ＋（ｙ１ −Ｙ）２ ＋（ｚ１
−Ｚ）２ ＝ｒ１ ２ （ｘ２ −Ｘ）２ ＋（
ｙ２ −Ｙ）２ ＋（ｚ２ −Ｚ）２ ＝ｒ２ ２
（ｘ３ −Ｘ）２ ＋（ｙ３ −Ｙ）２ ＋（ｚ３
−Ｚ）２ ＝ｒ３ ２ ３つのＧＰＳ衛星を捕捉して上述の処理を行っても
、測定した時間に不確定性が存在する。このためΔｔ（
時計ずれ）をも１変数として扱い、４つのＧＰＳ衛星を
捕捉することによって初めて完全な測位を行うことがで
きる。
−Ｚ）２ ＝ｒ１ ２ （ｘ２ −Ｘ）２ ＋（
ｙ２ −Ｙ）２ ＋（ｚ２ −Ｚ）２ ＝ｒ２ ２
（ｘ３ −Ｘ）２ ＋（ｙ３ −Ｙ）２ ＋（ｚ３
−Ｚ）２ ＝ｒ３ ２ ３つのＧＰＳ衛星を捕捉して上述の処理を行っても
、測定した時間に不確定性が存在する。このためΔｔ（
時計ずれ）をも１変数として扱い、４つのＧＰＳ衛星を
捕捉することによって初めて完全な測位を行うことがで
きる。
【０００６】ＧＰＳは、数十ｍ〜百ｍ程度の精度で測位
を行うことができるため、移動局で自分の位置を把握す
るのみならず、例えばタクシーや社用車等の自動車から
なる複数の移動局を管理する基地局側で各移動局の位置
を把握するようにして毎日の行動範囲や運行管理に用い
ることが考えられている。
を行うことができるため、移動局で自分の位置を把握す
るのみならず、例えばタクシーや社用車等の自動車から
なる複数の移動局を管理する基地局側で各移動局の位置
を把握するようにして毎日の行動範囲や運行管理に用い
ることが考えられている。
【０００７】自動車の運行管理システムに適用した従来
のＧＰＳ測位システムについて以下説明する。図１０は
運行管理すべき各自動車に積載された移動局の構成を示
している。同図に示すように、ＧＰＳ受信アンテナ１０
を介して受信したＧＰＳ信号は、増幅及び周波数変換回
路１１において増幅されてＩＦ（中間周波数）帯域に周
波数変換された後、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換
回路１２においてＩＦ信号のまま又はベースバンド信号
でデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号
は、デジタル信号処理回路１３においてスペクトラム逆
拡散処理、デジタル復調処理、及び測距処理される。こ
れによって得られた測距データ及び衛星軌道データは、
測位演算回路１４に印加され、衛星位置の算出、４次方
程式の演算、座標変換及び統計処理等の処理が行われて
測位データ（緯度、経度、高度等）が得られる。このよ
うにして得られた測位データは、メモリカード書込み装
置１５へ送られ、測位時間と共にメモリカード（又はＩ
Ｃカード）へ書込まれる。メモリカードへは同様にして
測位データ及び測位時間が次々に書込まれて蓄積される
。
のＧＰＳ測位システムについて以下説明する。図１０は
運行管理すべき各自動車に積載された移動局の構成を示
している。同図に示すように、ＧＰＳ受信アンテナ１０
を介して受信したＧＰＳ信号は、増幅及び周波数変換回
路１１において増幅されてＩＦ（中間周波数）帯域に周
波数変換された後、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換
回路１２においてＩＦ信号のまま又はベースバンド信号
でデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号
は、デジタル信号処理回路１３においてスペクトラム逆
拡散処理、デジタル復調処理、及び測距処理される。こ
れによって得られた測距データ及び衛星軌道データは、
測位演算回路１４に印加され、衛星位置の算出、４次方
程式の演算、座標変換及び統計処理等の処理が行われて
測位データ（緯度、経度、高度等）が得られる。このよ
うにして得られた測位データは、メモリカード書込み装
置１５へ送られ、測位時間と共にメモリカード（又はＩ
Ｃカード）へ書込まれる。メモリカードへは同様にして
測位データ及び測位時間が次々に書込まれて蓄積される
。
【０００８】このように測位データ及び測位時間が蓄積
されたメモリカードは、基地局へ持ち込まれる。図１１
は基地局の構成を示しており、持ち込まれたメモリカー
ドはメモリカード読出し装置１６に挿入されて記憶され
ている測位データ及び測位時間が読出され、運行管理プ
ログラムを内蔵するコンピュータ１７へ送られてその自
動車の例えば１日の運行管理が行われる。
されたメモリカードは、基地局へ持ち込まれる。図１１
は基地局の構成を示しており、持ち込まれたメモリカー
ドはメモリカード読出し装置１６に挿入されて記憶され
ている測位データ及び測位時間が読出され、運行管理プ
ログラムを内蔵するコンピュータ１７へ送られてその自
動車の例えば１日の運行管理が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来技術によると、移
動局側にＧＰＳ信号処理を行う回路及び測位演算を行う
回路が設けられるため、移動局毎にＮＣＯ（数値制御発
振器）、ＤＳＰ（デジタル信号処理器）、１６ビットＣ
ＰＵ（中央処理装置）、数値演算プロセッサ等が必要と
なり、しかも測位するために４チャネル以上用意するか
又は１チャネルを高速で動作させるための高速ＩＣを使
用する必要がある。その結果、移動局のハードウエア規
模が非常に大きなものとなり非常に高価となってしまう
ため、多数存在する自動車毎にこのような移動局を設け
ることは特にコストの点で問題がある。
動局側にＧＰＳ信号処理を行う回路及び測位演算を行う
回路が設けられるため、移動局毎にＮＣＯ（数値制御発
振器）、ＤＳＰ（デジタル信号処理器）、１６ビットＣ
ＰＵ（中央処理装置）、数値演算プロセッサ等が必要と
なり、しかも測位するために４チャネル以上用意するか
又は１チャネルを高速で動作させるための高速ＩＣを使
用する必要がある。その結果、移動局のハードウエア規
模が非常に大きなものとなり非常に高価となってしまう
ため、多数存在する自動車毎にこのような移動局を設け
ることは特にコストの点で問題がある。
【００１０】従って本発明は、システム全体としてのハ
ードウエア量を低減でき、コストの低減化を図ることの
できるＧＰＳ測位システム、このＧＰＳ測位システムの
移動局装置、さらにこのＧＰＳ測位システムの基地局装
置を提供するものである。
ードウエア量を低減でき、コストの低減化を図ることの
できるＧＰＳ測位システム、このＧＰＳ測位システムの
移動局装置、さらにこのＧＰＳ測位システムの基地局装
置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、移動局
側がＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
受信したＧＰＳ信号をＩＦ帯域信号へ変換する周波数変
換手段と、変換したＩＦ帯域信号をデジタル信号へ変換
するＡ／Ｄ変換手段と、変換したデジタル信号を基地局
へ移送するための処理を行う移送処理手段とを備えてお
り、基地局側が移動局から移送されたデジタル信号に基
づいてこの移動局の測位演算を行う手段を備えているＧ
ＰＳ測位システムが提供される。
側がＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
受信したＧＰＳ信号をＩＦ帯域信号へ変換する周波数変
換手段と、変換したＩＦ帯域信号をデジタル信号へ変換
するＡ／Ｄ変換手段と、変換したデジタル信号を基地局
へ移送するための処理を行う移送処理手段とを備えてお
り、基地局側が移動局から移送されたデジタル信号に基
づいてこの移動局の測位演算を行う手段を備えているＧ
ＰＳ測位システムが提供される。
【００１２】さらに、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信
する受信手段と、受信したＧＰＳ信号をＩＦ帯域信号へ
変換する周波数変換手段と、変換したＩＦ帯域信号をデ
ジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換手段と、変換したデジ
タル信号を基地局へ移送するための処理を行う移送処理
手段とを備えているＧＰＳ測位システム用移動局装置が
提供される。
する受信手段と、受信したＧＰＳ信号をＩＦ帯域信号へ
変換する周波数変換手段と、変換したＩＦ帯域信号をデ
ジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換手段と、変換したデジ
タル信号を基地局へ移送するための処理を行う移送処理
手段とを備えているＧＰＳ測位システム用移動局装置が
提供される。
【００１３】また、移動局から移送されたデジタル信号
に基づいて移動局の測位演算を行う手段を備えているＧ
ＰＳ測位システム用基地局装置が提供される。
に基づいて移動局の測位演算を行う手段を備えているＧ
ＰＳ測位システム用基地局装置が提供される。
【００１４】なお本明細書における移動局とは、測位す
べき位置に存在するＧＰＳ装置であり、移動中であるか
否かを問わないものである。
べき位置に存在するＧＰＳ装置であり、移動中であるか
否かを問わないものである。
【００１５】
【作用】移動局ではＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号
をＩＦ帯域信号へ変換し、変換したＩＦ帯域信号をサン
プリングし量子化してデジタル信号へ変換する。この変
換したデジタル信号を基地局へ移送するための処理、即
ち記憶媒体に記憶させる処理又は無線送信機から発信さ
せる処理を行う。基地局側は、移動局から持ち込まれた
記憶媒体に記憶されているか又は無線受信したデジタル
信号に基づいてこの基地局の測位演算を行う。
をＩＦ帯域信号へ変換し、変換したＩＦ帯域信号をサン
プリングし量子化してデジタル信号へ変換する。この変
換したデジタル信号を基地局へ移送するための処理、即
ち記憶媒体に記憶させる処理又は無線送信機から発信さ
せる処理を行う。基地局側は、移動局から持ち込まれた
記憶媒体に記憶されているか又は無線受信したデジタル
信号に基づいてこの基地局の測位演算を行う。
【００１６】
【実施例】以下本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１７】図３は本発明の一実施例の構成を概略的に
示す構成図である。この実施例は、例えばタクシー等の
自動車の運行管理を行うシステムであり、移動局２０は
自動車であり、基地局２１はその自動車の管理事務所で
ある。移動局２０には、スペクトラム拡散通信方式を採
用している各ＧＰＳ衛星２２、２３、２４、及び２５か
らのＧＰＳ信号を受信してＩＦ帯域信号へ変換し、さら
にサンプリングし量子化してデジタル信号へ変換した後
、このデジタル信号をメモリカード（又はＩＣカード）
２６に書込むように構成した移動局装置２７が設けられ
ている。一方、基地局２１には、持ち込まれたメモリカ
ード２６から記憶データを読出し、ＧＰＳのデジタル信
号処理及び測位演算を行う基地局装置２８と得られた測
位データ及び測位時間から運行管理処理を行うパーソナ
ルコンピュータ２９とが設けられている。
示す構成図である。この実施例は、例えばタクシー等の
自動車の運行管理を行うシステムであり、移動局２０は
自動車であり、基地局２１はその自動車の管理事務所で
ある。移動局２０には、スペクトラム拡散通信方式を採
用している各ＧＰＳ衛星２２、２３、２４、及び２５か
らのＧＰＳ信号を受信してＩＦ帯域信号へ変換し、さら
にサンプリングし量子化してデジタル信号へ変換した後
、このデジタル信号をメモリカード（又はＩＣカード）
２６に書込むように構成した移動局装置２７が設けられ
ている。一方、基地局２１には、持ち込まれたメモリカ
ード２６から記憶データを読出し、ＧＰＳのデジタル信
号処理及び測位演算を行う基地局装置２８と得られた測
位データ及び測位時間から運行管理処理を行うパーソナ
ルコンピュータ２９とが設けられている。
【００１８】図１は図３の実施例における移動局装置２
７の構成を示すブロック図である。同図に示すように、
移動局装置２７は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受け
取るためのアンテナ３０と、受信したＧＰＳ信号をその
プリアンプ部で増幅した後、ＩＦ（中間周波数）帯域に
周波数変換するための増幅及び周波数変換回路３１（一
部が本発明の周波数変換手段に対応している）と、周波
数変換されたＩＦ信号をデジタル信号に変換するための
Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路３２（本発明の
Ａ／Ｄ変換手段に対応している）と、Ａ／Ｄ変換されて
得られたデジタル信号をそのままメモリカード２６（図
３）に書込むためのメモリカード書込み装置３３（本発
明の移送処理手段に対応している）とを備えている。な
お、増幅及び周波数変換回路３１には図示されてはいな
い発振器で合成された局部発信信号が印加されている。 上述のアンテナ３０及び増幅及び周波数変換回路３１の
プリアンプ部は本発明の受信手段に対応している。
７の構成を示すブロック図である。同図に示すように、
移動局装置２７は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受け
取るためのアンテナ３０と、受信したＧＰＳ信号をその
プリアンプ部で増幅した後、ＩＦ（中間周波数）帯域に
周波数変換するための増幅及び周波数変換回路３１（一
部が本発明の周波数変換手段に対応している）と、周波
数変換されたＩＦ信号をデジタル信号に変換するための
Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路３２（本発明の
Ａ／Ｄ変換手段に対応している）と、Ａ／Ｄ変換されて
得られたデジタル信号をそのままメモリカード２６（図
３）に書込むためのメモリカード書込み装置３３（本発
明の移送処理手段に対応している）とを備えている。な
お、増幅及び周波数変換回路３１には図示されてはいな
い発振器で合成された局部発信信号が印加されている。 上述のアンテナ３０及び増幅及び周波数変換回路３１の
プリアンプ部は本発明の受信手段に対応している。
【００１９】図２は図３の実施例における基地局装置２
８の構成を示すブロック図である。同図に示すように、
基地局装置２８は、メモリカード２６（図３）に記憶さ
れているデジタル信号を読出すためのメモリカード読出
し装置３４と、各ＧＰＳ衛星２２、２３、２４、及び２
５についての同期位相の検出及び疑似距離算出を行うデ
ジタル信号処理回路３５と、算出された疑似距離、補助
データ回路３６から与えられる各ＧＰＳ衛星の位置デー
タ等から測位データの算出を行う測位演算回路３７（本
発明の測位演算を行う手段に対応している）と、測位デ
ータ及び測位時間から運行管理処理を行うパーソナルコ
ンピュータ２９とを備えている。
８の構成を示すブロック図である。同図に示すように、
基地局装置２８は、メモリカード２６（図３）に記憶さ
れているデジタル信号を読出すためのメモリカード読出
し装置３４と、各ＧＰＳ衛星２２、２３、２４、及び２
５についての同期位相の検出及び疑似距離算出を行うデ
ジタル信号処理回路３５と、算出された疑似距離、補助
データ回路３６から与えられる各ＧＰＳ衛星の位置デー
タ等から測位データの算出を行う測位演算回路３７（本
発明の測位演算を行う手段に対応している）と、測位デ
ータ及び測位時間から運行管理処理を行うパーソナルコ
ンピュータ２９とを備えている。
【００２０】図４及び図５は本実施例の移動局２０及び
基地局２１におけるデータ処理の流れをそれぞれ示すフ
ローチャートである。
基地局２１におけるデータ処理の流れをそれぞれ示すフ
ローチャートである。
【００２１】移動局２０側においては、図４に示すプロ
グラムを所定時間毎に実行してメモリカード２６へ記録
を行う。
グラムを所定時間毎に実行してメモリカード２６へ記録
を行う。
【００２２】まずステップＳ１で各ＧＰＳ衛星２２、２
３、２４、及び２５からの信号をアンテナ３０を介して
受信し、ステップＳ２でこのＲＦ（無線周波数）信号を
ＩＦ帯域にダウンコンバートする。このように増幅及び
周波数変換回路３１によって周波数変換されて得られる
ＩＦ信号は、搬送波をＢＰＳＫ（２相位相変調）方式で
変調した信号であり、しかもＧＰＳではスペクトラム拡
散通信を行っているため、各ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信
号がその帯域内に共存している。即ち、そのとき受信で
きる全てのＧＰＳ衛星（全視界中のＧＰＳ衛星）からの
ＧＰＳ信号が重畳した形となっている。
３、２４、及び２５からの信号をアンテナ３０を介して
受信し、ステップＳ２でこのＲＦ（無線周波数）信号を
ＩＦ帯域にダウンコンバートする。このように増幅及び
周波数変換回路３１によって周波数変換されて得られる
ＩＦ信号は、搬送波をＢＰＳＫ（２相位相変調）方式で
変調した信号であり、しかもＧＰＳではスペクトラム拡
散通信を行っているため、各ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信
号がその帯域内に共存している。即ち、そのとき受信で
きる全てのＧＰＳ衛星（全視界中のＧＰＳ衛星）からの
ＧＰＳ信号が重畳した形となっている。
【００２３】全信号の重畳された形のＩＦ信号は、ステ
ップＳ３においてＡ／Ｄ変換回路３２によってデジタル
化される。次のステップＳ４では、搬送波レベルのこの
デジタル信号とその信号がいつ収集されたかを表すタイ
ムマーク（例えば○○時○○分○○．○○秒を示すデジ
タル値）とがメモリカード２６にそのまま記録される。
ップＳ３においてＡ／Ｄ変換回路３２によってデジタル
化される。次のステップＳ４では、搬送波レベルのこの
デジタル信号とその信号がいつ収集されたかを表すタイ
ムマーク（例えば○○時○○分○○．○○秒を示すデジ
タル値）とがメモリカード２６にそのまま記録される。
【００２４】基地局２１側においては、移動局２０が帰
還してメモリカード２６が持ち込まれると、図５に示す
プログラムが実行される。
還してメモリカード２６が持ち込まれると、図５に示す
プログラムが実行される。
【００２５】まずステップＳ１１ でメモリカード２６
に記録されているデジタルデータがメモリカード読出し
装置３４によって読出される。この場合、メモリカード
２６に記録されている全てのデジタルデータを読出して
図示しないメモリに記憶させておき、以後の処理はこの
メモリから一部のデータを読出して実行するように構成
してもよいし、又は所定時間毎のデジタルデータを以後
の処理の都度読出すように構成してもよい。
に記録されているデジタルデータがメモリカード読出し
装置３４によって読出される。この場合、メモリカード
２６に記録されている全てのデジタルデータを読出して
図示しないメモリに記憶させておき、以後の処理はこの
メモリから一部のデータを読出して実行するように構成
してもよいし、又は所定時間毎のデジタルデータを以後
の処理の都度読出すように構成してもよい。
【００２６】次のステップＳ１２ においては、そのと
き見えると予測される全てのＧＰＳ衛星（全視界中のＧ
ＰＳ衛星）２２、２３、２４、及び２５の拡散コードを
この読出したデジタルデータに乗算して各衛星の同期位
相の検出を行う（デジタル信号処理回路３５にて）。そ
してステップＳ１３ において、デジタル信号処理回路
３５がＧＰＳ衛星からの電波の到達時間を測定すること
により、４つのＧＰＳ衛星２２、２３、２４、及び２５
との疑似距離を算出する。
き見えると予測される全てのＧＰＳ衛星（全視界中のＧ
ＰＳ衛星）２２、２３、２４、及び２５の拡散コードを
この読出したデジタルデータに乗算して各衛星の同期位
相の検出を行う（デジタル信号処理回路３５にて）。そ
してステップＳ１３ において、デジタル信号処理回路
３５がＧＰＳ衛星からの電波の到達時間を測定すること
により、４つのＧＰＳ衛星２２、２３、２４、及び２５
との疑似距離を算出する。
【００２７】次のステップＳ１４ では、前もって入手
してある各ＧＰＳ衛星の軌道情報と読出したタイムマー
クとから、各ＧＰＳ衛星の位置を算出する。この演算は
補助データ回路３６によって行われる。次いでステップ
Ｓ１５において、４つの衛星との疑似距離及び４つの衛
星位置から移動局２０の測位演算が行われ、緯度、経度
、高度等の測位データが求められる。
してある各ＧＰＳ衛星の軌道情報と読出したタイムマー
クとから、各ＧＰＳ衛星の位置を算出する。この演算は
補助データ回路３６によって行われる。次いでステップ
Ｓ１５において、４つの衛星との疑似距離及び４つの衛
星位置から移動局２０の測位演算が行われ、緯度、経度
、高度等の測位データが求められる。
【００２８】Ｃを光速、ｓをＧＰＳ受信機の時計ずれΔ
ｔによる測定距離への影響量とすると、移動局２０の位
置に関する未知数Ｘ，Ｙ，Ｚと共に、この測定距離への
影響量ｓは、以下の連立方程式を解くことによって得ら
れる。ただし、軌道情報及びタイムマークから得られる
４つのＧＰＳ衛星２２、２３、２４、及び２５の位置を
それぞれ（ｘ１ ，ｙ１ ，ｚ１ ）、（ｘ２ ，ｙ２
，ｚ２ ）、（ｘ３ ，ｙ３ ，ｚ３ ）、（ｘ４
，ｙ４ ，ｚ４ ）とし、各ＧＰＳ衛星２２、２３、２
４、及び２５について測定した疑似距離をそれぞれｒ１
，ｒ２，ｒ３ ，ｒ４ とする。
ｔによる測定距離への影響量とすると、移動局２０の位
置に関する未知数Ｘ，Ｙ，Ｚと共に、この測定距離への
影響量ｓは、以下の連立方程式を解くことによって得ら
れる。ただし、軌道情報及びタイムマークから得られる
４つのＧＰＳ衛星２２、２３、２４、及び２５の位置を
それぞれ（ｘ１ ，ｙ１ ，ｚ１ ）、（ｘ２ ，ｙ２
，ｚ２ ）、（ｘ３ ，ｙ３ ，ｚ３ ）、（ｘ４
，ｙ４ ，ｚ４ ）とし、各ＧＰＳ衛星２２、２３、２
４、及び２５について測定した疑似距離をそれぞれｒ１
，ｒ２，ｒ３ ，ｒ４ とする。
【００２９】
（ｘ１ −Ｘ）２ ＋（ｙ１ −Ｙ）２ ＋（ｚ１
−Ｚ）２ ＝（ｒ１ ＋ｓ）２ （ｘ２ −Ｘ）
２ ＋（ｙ２ −Ｙ）２ ＋（ｚ２ −Ｚ）２ ＝（ｒ
２ ＋ｓ）２ （ｘ３ −Ｘ）２ ＋（ｙ３ −Ｙ
）２ ＋（ｚ３ −Ｚ）２ ＝（ｒ３ ＋ｓ）２
（ｘ４ −Ｘ）２ ＋（ｙ４ −Ｙ）２ ＋（ｚ４ −
Ｚ）２ ＝（ｒ４ ＋ｓ）２ 次のステップＳ１６ においては、このようにして
得られた測位時刻における測位データ（緯度、経度、高
度等）が運行管理プログラムを有するコンピュータ２９
へ送られる。コンピュータ２９はこのようにして順次入
力される各測位時刻における測位データからその移動局
２０の運行管理処理を行う。
−Ｚ）２ ＝（ｒ１ ＋ｓ）２ （ｘ２ −Ｘ）
２ ＋（ｙ２ −Ｙ）２ ＋（ｚ２ −Ｚ）２ ＝（ｒ
２ ＋ｓ）２ （ｘ３ −Ｘ）２ ＋（ｙ３ −Ｙ
）２ ＋（ｚ３ −Ｚ）２ ＝（ｒ３ ＋ｓ）２
（ｘ４ −Ｘ）２ ＋（ｙ４ −Ｙ）２ ＋（ｚ４ −
Ｚ）２ ＝（ｒ４ ＋ｓ）２ 次のステップＳ１６ においては、このようにして
得られた測位時刻における測位データ（緯度、経度、高
度等）が運行管理プログラムを有するコンピュータ２９
へ送られる。コンピュータ２９はこのようにして順次入
力される各測位時刻における測位データからその移動局
２０の運行管理処理を行う。
【００３０】このように本実施例によれば、移動局２０
では測距及び測位等のＧＰＳの演算が全く行われず、搬
送波レベルのデジタル信号が基地局２１側へ移送される
ため、ＤＬＬループによる同期の捕捉及び追従部、ＢＰ
ＳＫデータの復調部、測位演算部等が不要となる。これ
は、移動局２０側で得たデータからは軌道データの入手
は行われず、同期位相の検出しか行われないため、ＢＰ
ＳＫのデータ復調が本質的に不要となり、従って記録す
るデータの長さが数ｍｓｅｃ／１回〜数十ｍｓｅｃ／１
回となって、メモリカード等のメモリに取り込める情報
量となったためでもある。その結果、移動局毎にＮＣＯ
（数値制御発振器）、ＤＳＰ（デジタル信号処理器）、
１６ビットＣＰＵ（中央処理装置）、数値演算プロセッ
サ等のハードウエアを備える必要がなくなり、移動局は
小型、軽量、かつ安価となる。
では測距及び測位等のＧＰＳの演算が全く行われず、搬
送波レベルのデジタル信号が基地局２１側へ移送される
ため、ＤＬＬループによる同期の捕捉及び追従部、ＢＰ
ＳＫデータの復調部、測位演算部等が不要となる。これ
は、移動局２０側で得たデータからは軌道データの入手
は行われず、同期位相の検出しか行われないため、ＢＰ
ＳＫのデータ復調が本質的に不要となり、従って記録す
るデータの長さが数ｍｓｅｃ／１回〜数十ｍｓｅｃ／１
回となって、メモリカード等のメモリに取り込める情報
量となったためでもある。その結果、移動局毎にＮＣＯ
（数値制御発振器）、ＤＳＰ（デジタル信号処理器）、
１６ビットＣＰＵ（中央処理装置）、数値演算プロセッ
サ等のハードウエアを備える必要がなくなり、移動局は
小型、軽量、かつ安価となる。
【００３１】図６は本発明の他の実施例における移動局
装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように
、移動局装置は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受け取
るためのアンテナ４０と、受信したＧＰＳ信号をそのプ
リアンプ部で増幅した後、ＩＦ帯域に周波数変換するた
めの増幅及び周波数変換回路４１（一部が本発明の周波
数変換手段に対応している）と、周波数変換されたＩＦ
信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路４
２（本発明のＡ／Ｄ変換手段に対応している）と、Ａ／
Ｄ変換されて得られたデジタル信号をアンテナ４４を介
して基地局側へ送信するための無線通信機４３（本発明
の移送処理手段に対応している）とを備えている。なお
、増幅及び周波数変換回路４１には図示されてはいない
発振器で合成された局部発信信号が印加されている。上
述のアンテナ４０及び増幅及び周波数変換回路４１のプ
リアンプ部は本発明の受信手段に対応している。
装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように
、移動局装置は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受け取
るためのアンテナ４０と、受信したＧＰＳ信号をそのプ
リアンプ部で増幅した後、ＩＦ帯域に周波数変換するた
めの増幅及び周波数変換回路４１（一部が本発明の周波
数変換手段に対応している）と、周波数変換されたＩＦ
信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路４
２（本発明のＡ／Ｄ変換手段に対応している）と、Ａ／
Ｄ変換されて得られたデジタル信号をアンテナ４４を介
して基地局側へ送信するための無線通信機４３（本発明
の移送処理手段に対応している）とを備えている。なお
、増幅及び周波数変換回路４１には図示されてはいない
発振器で合成された局部発信信号が印加されている。上
述のアンテナ４０及び増幅及び周波数変換回路４１のプ
リアンプ部は本発明の受信手段に対応している。
【００３２】図７は本実施例における基地局装置の構成
を示すブロック図である。同図に示すように、基地局装
置は、移動局側から送信されてきたデータをアンテナ４
５を介して受信するための無線通信機４６と、各ＧＰＳ
衛星についての同期位相の検出及び疑似距離算出を行う
デジタル信号処理回路４７と、算出された疑似距離、補
助データ回路４８から与えられる各ＧＰＳ衛星の位置デ
ータ等から測位データの算出を行う測位演算回路４９（
本発明の測位演算を行う手段に対応している）と、測位
データ及び測位時間から運行管理処理を行うパーソナル
コンピュータ５０とを備えている。
を示すブロック図である。同図に示すように、基地局装
置は、移動局側から送信されてきたデータをアンテナ４
５を介して受信するための無線通信機４６と、各ＧＰＳ
衛星についての同期位相の検出及び疑似距離算出を行う
デジタル信号処理回路４７と、算出された疑似距離、補
助データ回路４８から与えられる各ＧＰＳ衛星の位置デ
ータ等から測位データの算出を行う測位演算回路４９（
本発明の測位演算を行う手段に対応している）と、測位
データ及び測位時間から運行管理処理を行うパーソナル
コンピュータ５０とを備えている。
【００３３】図８及び図９は本実施例の移動局及び基地
局におけるデータ処理の流れをそれぞれ示すフローチャ
ートである。
局におけるデータ処理の流れをそれぞれ示すフローチャ
ートである。
【００３４】移動局側においては、図８に示すプログラ
ムを所定時間毎に実行して基地局側にデータを送信する
。
ムを所定時間毎に実行して基地局側にデータを送信する
。
【００３５】同図のステップＳ２１ 〜Ｓ２３ の処理
内容は、図４のステップＳ１〜Ｓ３の処理内容と全く同
じである。同図のステップＳ２４ においては、ステッ
プＳ２３ で変換された搬送波レベルのデジタル信号と
その信号がいつ収集されたかを表すタイムマークとがそ
のまま無線通信機４３によって送信される。この無線通
信機４３としては、自動車電話を利用してもよいしその
他の地上無線手段を用いてもよい。タクシー等ではタク
シー無線を有しているのでこれを利用すれば構成が簡単
となる。
内容は、図４のステップＳ１〜Ｓ３の処理内容と全く同
じである。同図のステップＳ２４ においては、ステッ
プＳ２３ で変換された搬送波レベルのデジタル信号と
その信号がいつ収集されたかを表すタイムマークとがそ
のまま無線通信機４３によって送信される。この無線通
信機４３としては、自動車電話を利用してもよいしその
他の地上無線手段を用いてもよい。タクシー等ではタク
シー無線を有しているのでこれを利用すれば構成が簡単
となる。
【００３６】基地局側においては図９に示すプログラム
が実行される。
が実行される。
【００３７】まずステップＳ３１ においては移動局側
から送信された上述のデータを受信する。次いで、ステ
ップＳ３２ 〜Ｓ３６ の処理を実行する。これらステ
ップＳ３２ 〜Ｓ３６ の処理内容は、図５のステップ
Ｓ１２ 〜Ｓ１６ の処理内容と全く同じである。
から送信された上述のデータを受信する。次いで、ステ
ップＳ３２ 〜Ｓ３６ の処理を実行する。これらステ
ップＳ３２ 〜Ｓ３６ の処理内容は、図５のステップ
Ｓ１２ 〜Ｓ１６ の処理内容と全く同じである。
【００３８】このように本実施例においても図３の実施
例と同様に、移動局毎にＮＣＯ（数値制御発振器）、Ｄ
ＳＰ（デジタル信号処理器）、１６ビットＣＰＵ（中央
処理装置）、数値演算プロセッサ等のハードウエアを備
える必要がなくなり、移動局は小型、軽量、かつ安価と
なる。しかも本実施例では、オンラインで移動局の位置
を把握できるため、タクシー等の自動車の配車を効率的
に行うことができる。また、各移動局の測位結果を無線
により返送することにより、移動局側でも自己の位置及
び他の移動局の位置を知ることができる。
例と同様に、移動局毎にＮＣＯ（数値制御発振器）、Ｄ
ＳＰ（デジタル信号処理器）、１６ビットＣＰＵ（中央
処理装置）、数値演算プロセッサ等のハードウエアを備
える必要がなくなり、移動局は小型、軽量、かつ安価と
なる。しかも本実施例では、オンラインで移動局の位置
を把握できるため、タクシー等の自動車の配車を効率的
に行うことができる。また、各移動局の測位結果を無線
により返送することにより、移動局側でも自己の位置及
び他の移動局の位置を知ることができる。
【００３９】以上述べた実施例では、自動車の運行管理
について本発明を適用しているが、本発明はそれ以外に
も例えば登山者の管理、ハンググライダー等の飛行軌跡
管理等あらゆる移動体の移動位置管理全般に適用するこ
とが可能である。
について本発明を適用しているが、本発明はそれ以外に
も例えば登山者の管理、ハンググライダー等の飛行軌跡
管理等あらゆる移動体の移動位置管理全般に適用するこ
とが可能である。
【００４０】また、デジタル信号を基地局へ移送するた
めの処理を行う移送処理手段は、メモリカード、ＩＣカ
ードの他に、他の半導体記憶手段や、磁気テープ、磁気
ディスク等の種々の磁気媒体や、磁気及び半導体以外の
記録媒体を扱うものでもよい。また、移送処理として地
上無線以外の無線を用いてもよいし、無線以外に光、レ
ーザ、有線等を用いてもよい。
めの処理を行う移送処理手段は、メモリカード、ＩＣカ
ードの他に、他の半導体記憶手段や、磁気テープ、磁気
ディスク等の種々の磁気媒体や、磁気及び半導体以外の
記録媒体を扱うものでもよい。また、移送処理として地
上無線以外の無線を用いてもよいし、無線以外に光、レ
ーザ、有線等を用いてもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、移動局側がＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する受
信手段と、受信したＧＰＳ信号をＩＦ帯域信号へ変換す
る周波数変換手段と、変換したＩＦ帯域信号をデジタル
信号へ変換するＡ／Ｄ変換手段と、変換したデジタル信
号を基地局へ移送するための処理を行う移送処理手段と
を備えており、基地局側が移動局から移送されたデジタ
ル信号に基づいてこの移動局の測位演算を行う手段を備
えているので、測距、測位を行うに必要な回路を移動局
側から省くことができる。従って、移動局の大幅な小型
化、低価格化を図ることができる。特に移動体管理シス
テムのように移動局の数が多数となる場合は、システム
全体としてのハードウエア量を大幅に低減でき、コスト
の低減化を図ることができる。
ば、移動局側がＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する受
信手段と、受信したＧＰＳ信号をＩＦ帯域信号へ変換す
る周波数変換手段と、変換したＩＦ帯域信号をデジタル
信号へ変換するＡ／Ｄ変換手段と、変換したデジタル信
号を基地局へ移送するための処理を行う移送処理手段と
を備えており、基地局側が移動局から移送されたデジタ
ル信号に基づいてこの移動局の測位演算を行う手段を備
えているので、測距、測位を行うに必要な回路を移動局
側から省くことができる。従って、移動局の大幅な小型
化、低価格化を図ることができる。特に移動体管理シス
テムのように移動局の数が多数となる場合は、システム
全体としてのハードウエア量を大幅に低減でき、コスト
の低減化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例システムにおける移動局装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例システムにおける基地局装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】同実施例システムの構成を概略的に示す構成図
である。
である。
【図４】同実施例システムにおける移動局側のデータ処
理の流れを示すフローチャートである。
理の流れを示すフローチャートである。
【図５】同実施例システムにおける基地局側のデータ処
理の流れを示すフローチャートである。
理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施例システムにおける移動局装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図７】同実施例システムにおける基地局装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図８】同実施例システムにおける移動局側のデータ処
理の流れを示すフローチャートである。
理の流れを示すフローチャートである。
【図９】同実施例システムにおける基地局側のデータ処
理の流れを示すフローチャートである。
理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】従来技術における移動局装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１１】従来技術における基地局装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
２０ 移動局
２１ 基地局
２２、２３、２４、２５ ＧＰＳ衛星２６ メモリ
カード ２７ 移動局装置 ２８ 基地局装置 ２９、５０ パーソナルコンピュータ３０、４０、４
４、４５ アンテナ ３１、４１ 増幅及び周波数変換回路３２、４２
Ａ／Ｄ変換回路 ３３ メモリカード書込み装置 ３４ メモリカード読出し装置 ３５、４７ デジタル信号処理回路 ３６、４８ 補助データ回路 ３７、４９ 測位演算回路 ４３、４６ 無線通信機
カード ２７ 移動局装置 ２８ 基地局装置 ２９、５０ パーソナルコンピュータ３０、４０、４
４、４５ アンテナ ３１、４１ 増幅及び周波数変換回路３２、４２
Ａ／Ｄ変換回路 ３３ メモリカード書込み装置 ３４ メモリカード読出し装置 ３５、４７ デジタル信号処理回路 ３６、４８ 補助データ回路 ３７、４９ 測位演算回路 ４３、４６ 無線通信機
Claims (3)
- 【請求項１】 移動局側がＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号
を受信する受信手段と、該受信したＧＰＳ信号をＩＦ帯
域信号へ変換する周波数変換手段と、変換したＩＦ帯域
信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換手段と、変換
したデジタル信号を基地局へ移送するための処理を行う
移送処理手段とを備えており、基地局側が移動局から移
送されたデジタル信号に基づいて該移動局の測位演算を
行う手段を備えていることを特徴とするＧＰＳ測位シス
テム。 - 【請求項２】 ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する
受信手段と、該受信したＧＰＳ信号をＩＦ帯域信号へ変
換する周波数変換手段と、変換したＩＦ帯域信号をデジ
タル信号へ変換するＡ／Ｄ変換手段と、変換したデジタ
ル信号を基地局へ移送するための処理を行う移送処理手
段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のＧ
ＰＳ測位システムの移動局装置。 - 【請求項３】 移動局から移送されたデジタル信号に
基づいて該移動局の測位演算を行う手段を備えているこ
とを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ測位システムの
基地局装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080062A JPH04315077A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Ｇｐｓ測位システム、該システムの移動局装置、及び基地局装置 |
| DE69220705T DE69220705T2 (de) | 1991-04-12 | 1992-04-08 | Positionsbestimmungssystem und GPS-Empfänger |
| EP92106075A EP0508405B1 (en) | 1991-04-12 | 1992-04-08 | System for measuring position by using global positioning system and receiver for global positioning system |
| US07/866,021 US5434787A (en) | 1991-04-12 | 1992-04-08 | System for measuring position by using global positioning system and receiver for global position system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080062A JPH04315077A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Ｇｐｓ測位システム、該システムの移動局装置、及び基地局装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315077A true JPH04315077A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=13707748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080062A Pending JPH04315077A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Ｇｐｓ測位システム、該システムの移動局装置、及び基地局装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04315077A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07146995A (ja) * | 1993-11-19 | 1995-06-06 | Nippondenso Co Ltd | 移動局位置管理システム |
| JP2006512576A (ja) * | 2002-12-24 | 2006-04-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 暗号化データの送信を有するｇｐｓ受信機 |
| JP2006317169A (ja) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Denso Corp | 測位電波受信装置 |
| JP2007510897A (ja) * | 2003-11-08 | 2007-04-26 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Ｇｐｓ受信器並びに関連する方法及び装置 |
| JP2008510160A (ja) * | 2004-08-18 | 2008-04-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Ｇｐｓ受信器および関連する方法並びに装置 |
| JP2012122902A (ja) * | 2010-12-09 | 2012-06-28 | Ntt Electornics Corp | Ｇｐｓ測位端末及びｇｐｓ測位システム |
| JP2016524700A (ja) * | 2013-05-10 | 2016-08-18 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Ｗｌａｎノードのロケーションを決定するためのオフロードされたポジショニングに関するシステムおよび方法 |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3080062A patent/JPH04315077A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07146995A (ja) * | 1993-11-19 | 1995-06-06 | Nippondenso Co Ltd | 移動局位置管理システム |
| JP2006512576A (ja) * | 2002-12-24 | 2006-04-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 暗号化データの送信を有するｇｐｓ受信機 |
| JP2007510897A (ja) * | 2003-11-08 | 2007-04-26 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Ｇｐｓ受信器並びに関連する方法及び装置 |
| JP2008510160A (ja) * | 2004-08-18 | 2008-04-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Ｇｐｓ受信器および関連する方法並びに装置 |
| JP2006317169A (ja) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Denso Corp | 測位電波受信装置 |
| JP2012122902A (ja) * | 2010-12-09 | 2012-06-28 | Ntt Electornics Corp | Ｇｐｓ測位端末及びｇｐｓ測位システム |
| JP2016524700A (ja) * | 2013-05-10 | 2016-08-18 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Ｗｌａｎノードのロケーションを決定するためのオフロードされたポジショニングに関するシステムおよび方法 |
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