JPH04571Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は車載用GPS受信アンテナに関し、一
層詳細には、全世界測位システム（Grobal
Positioning System、以下GPSと称する）に属
する複数個の人工衛星からの電波を受信すること
により走行する自動者の現在位置を演算処理して
測定検出する際、自動車の屋根部に突出自在に平
板状のGPSアンテナを取り着け、これによつて
特に走行中の車輌の空気抵抗を増大させることな
く、しかも水平方向から入射するGPS電波も可
及的に受信することを可能とし、さらに、洗車時
等においては屋根部の内側へとアンテナ自体を格
納することを可能とした車載用GPS受信アンテ
ナに関する。

船舶や航空機のような時々刻々移動する利用者
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、GPS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、 全世界で何時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 等の特徴を備えており、このような観点からすれ
ば、GPS測位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つて然
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。

ところで、一般的に、GPS測位装置は３個以
上の衛星を利用する。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、一方、
受信側では斯様に高価な計時装置は配備されては
いない。従つて、受信側の時刻情報には時計オフ
セツトが出てくる。そこで、現在の測位方法にあ
つては、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ツトを
含む擬似距離データと各衛星の位置データとによ
り受信点の位置を計算し、表示する。

以上のように、GPS衛星からの電波を受信す
るために、走行する自動車には受信用GPSアン
テナが配設されなければならない。特に、前記
GPSアンテナは比較的仰角の低いGPS衛星から
の電波をも受信することが好ましいために、自動
車の屋根部から上方へと突出して配設すると好適
である。

然しながら、例えば、棒状のアンテナを自動車
の屋根から突出させると、走行中における空気抵
抗が著しく増大し、自動車の高速走行性能を損な
う不都合が露呈する。さらに、単独でアンテナを
屋根部から上方へと突出させることは美感上好ま
しくない。一方、マイクロストリツプアンテナ等
の平板状の高さの低いアンテナを自動車の屋根部
の上に装着し、若しくは屋根部内に埋め込み突出
部がないように構成すれば前記問題は解決される
が、仰角の低いGPS衛星からの電波を受信する
ことが困難となる。

本考案は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、自動車の屋根部に平板状の
GPSアンテナを若干、突出自在に装着し、これ
によつて特に走行中の空気抵抗を増大させること
なく仰角の低いGPS衛星からの電波を受信する
ことを可能とし、さらにまた、例えば、洗車等の
際には、前記GPSアンテナを屋根部内に格納し、
これによつて自動洗車の際に回転するブラシによ
りアンテナ自体が損傷することを回避し、あるい
は悪戯等の思わぬ事故からGPSアンテナを保護
することが可能な車載用GPSアンテナを提供す
ることを目的とする。

前記の目的を達成するために、本考案は自動車
の屋根部に凹部を形成し、前記凹部に自動車室内
からの操作によつて突出するGPS電波受信用ア
ンテナを配設し、当該自動車の現在位置を測位す
る際には前記アンテナを屋根部から上方へと突出
させ、一方、測位以外の際には前記アンテナを前
記凹部に収納するよう構成することを特徴とす
る。

次に、本考案に係る車載用GPSアンテナにつ
いて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しな
がら以下詳細に説明する。

第１図並びに第２図は本考案に係るGPSアン
テナを有する自動車の模式図であり、第１図は、
特に、このGPS受信用アンテナを自動車の屋根
部内に格納した状態を示し、一方、第２図は
GPSアンテナを測位のために自動車の屋根部か
ら外部へと露呈させた状態を示す模式図である。
すなわち、自動車１０はボデイ１２と、このボデ
イ１２を支承する車輪１４とからなり、アンテナ
１６は前記ボデイ１２の屋根部１８の内部に収納
自在に構成されている。第２図に示すように、ア
ンテナ１６はこの屋根部１８より上方へと露呈可
能に構成し、測位に供することが出来る。

第３図並びに第４図にこのアンテナ１６の詳細
を示す。この場合、自動車１０の屋根部１８の略
中央部には円状の凹部３０が形成され、この円状
凹部３０の略中央部には、さらに、円状の孔部３
２が形成されている。円状凹部３０を形成する屋
根部１８の周壁部３３には矩形状の孔部３４ａお
よび３４ｂが形成され、さらにまた、孔部３２を
画成する屋根部１８の周壁部３５には、螺子孔３
６が形成されている。

以上のようにして屋根部１８に凹部３０を形成
した後にこの凹部３０に本考案に係るアンテナ１
６が嵌合係着される。すなわち、アンテナ１６は
円板状のデイスク３８と、このデイスク３８の外
周壁部に形成された周溝に嵌合するシール用リン
グ４０と、前記デイスク３８の中心部から下方に
延在する螺子溝が形成された突部４２とを含む。
デイスク３８の下部周壁部には接続部４３を介し
て前記デイスク３８で捕捉されたGPS電波を
GPS受信処理部に送給するための導線４５が接
続されている。実際、接続部４３は前記円状凹部
３０を形成するための屋根部１８の孔部３４ａ，
３４ｂの何れかに嵌合し、前記導線４５を自動車
１０の内部へと導入するよう構成されている。

次に、前記突部４２の螺子溝に螺合する摘み部
材４４が用意される。摘み部材４４はその中央部
から上方へと延在する環状突部４６を有し、前記
環状突部４６の内周壁には突部４２の螺子溝と螺
合する内螺子４８が刻設されている。なお、前記
環状突部４６の周壁部には環状溝５０が形成され
ている。

そこで、前記の通りデイスク３８は円状凹部３
０に嵌合され、接続部４３は、例えば、矩形状の
孔部３４ｂに嵌合する。前記の通り、導線４５は
その際、自動車１０の内部へと導入されている
（第４図参照）。

このように、デイスク３８が円状凹部３０に嵌
合されると、次いで、摘み部材４４が自動車１０
の室内から前記デイスク３８に結合される。すな
わち、摘み部材４４の環状突部４６が孔部３２に
嵌合し、この摘み部材４４を螺回すれば、突部４
２の螺子溝は内螺子４８に螺合してデイスク３８
と摘み部材４４とが一体化する。そこで、螺子孔
３６にボルト５２を螺合すれば、前記ボルト５２
の先端部は環状溝５０の内部に臨むことになり、
この摘み部材４４の落下を阻止する。その際、シ
ール用リング４０は前記円状凹部３０を画成する
周壁部３３に圧接状態にある。

本考案に係る車載用GPS受信装置を構成する
アンテナは基本的には以上のように構成されもの
であり、次にGPS衛星からの電波を受信し、こ
れによつて、走行する自動車１０の現在位置を測
位する場合について以下説明する。

先ず、GPS受信装置の全体構成について概略
説明する。すなわち、受信部６０ではPNコード
によつて変調された送信電波を周波数変換器によ
つて周波数変換し、これを増幅すると共に相関器
に導入し、この相関器において、自動車１０に搭
載済のPNコード発生器から送給されてくる信号
によつてPN復調を行う。すなわち、第６図に示
すように、人工衛星S₁，S₂およびS₃からの送信電
波はPNコードによつて拡散スペクトル化されて
いるために、ここで、前記PNコード発生器から
の信号によつて逆拡散され、次いで、同期検波が
行われる。この同期検波信号は前記PNコード発
生器に再び導入されて、常に送信されてくるPN
コードを含む電波との逆拡散がとられるように
PNコード発生器の信号発生制御を行う。一方、
このようにして得られた受信電波に係わる信号は
基準発振器から送給されてくるクロツク周波数に
基づき計数されて擬似距離データが得られる。

すなわち、ここでは自動車１０に搭載されてい
る計時装置と人工衛星に搭載されている原子時計
との間の時計オフセツトがあることから、ここで
はこの時計オフセツトを含む距離データとして擬
似距離データが得られる。この擬似距離データは
演算処理部６４に送給され、自動車の現在位置情
報を演算処理して得る。

そこで、衛星からのGPS電波をアンテナ１６
によつて受信すると、制御部６２は受信部６０に
対して走行する自動車１０の測位を行うに際し、
最適な電波を送信する衛星の選択信号を指令す
る。

周知の通り、GPS衛星を使用して船舶または
航空機の走行速度、方位並びに現在地点を測定す
る際には、幾何学的に測位精度が最良となる最適
衛星の選択を行い、この３個の衛星S₁，S₂および
S₃に対しての擬似距離を受信部６０が前記のプロ
セスによつて得た場合に、演算処理部６４はこの
擬似距離データと、以前、既に受信して得られて
いる航法メツセージデータから導き出される前記
３個の衛星S₁，S₂およびS₃の衛星位置とにより二
次元の測位航法方程式をたて、これを解くことに
よつて当該自動車１０の現在位置を求めることが
可能となる。このようにして、航法方程式を解い
て得られた自動車１０の現在位置、走行方向、速
度、GPS航法装置の時計オフセツト、当該GPS
航法装置の時計オフセツト変化率は、一旦、メモ
リ６６に送られここで格納される。一方におい
て、これらのデータは表示部６８に送られ、少な
くとも、当該自動車１０の位置、走行方向並びに
速度を画面上に表示することが可能となる。

この場合、前記のように、本考案ではGPS電
波を受信するためのアンテナ１６は屋根部１８の
略中央部に配置されている。そこで操作者がこの
GPS受信装置を利用して走行する自動車１０の
現在位置を測位しようとする場合には、先ず、摘
み部材４４を運転席等の室内において所定方向へ
と回転させる。その際、ボルト５２の先端部は環
状溝５０内においてガイドとしての役割を果た
す。デイスク３８ではリング４０は周壁部３３に
圧接状態にあるためにその摩擦抵抗によつて回転
することはない。そこで、前記摘み部材４４の回
動動作は前記デイスクを上方へと押し上げること
になる。なお、接続部４３は孔部３４ｂにあつて
上方へと変位する。このようにして、第４図に示
すように、前記アンテナ１６は二点鎖線で示す位
置に上昇する。アンテナ１６は屋根部１８よりも
上方へと若干突出した状態になる。

従つて、前記人工衛星S₁，S₂およびS₃から得ら
れる電波を受信し易く、しかも、このアンテナ１
６はデイスク状であるために、走行中に殊更空気
抵抗が増大することもない。さらに、人工衛星の
仰角が５度以下では実質的に測位が出来ないのが
現状であるが、本考案のように屋根部１８からさ
らに若干突出する部位にアンテナ１６を露呈させ
ることになるため、人工衛星の仰角に制約されて
測位不能となることも回避出来る。

一方、このようなアンテナ１６は、例えば、自
動車の洗車の際には、屋根部１８内に格納するこ
とが好ましい。そこで、操作者は、そのような際
には、摘み部材４４を室内において前記とは反対
方向へと回動させれば、前記アンテナ１６のデイ
スク３８は第４図に示す実線位置へと下降するに
至る。この時、例えば、洗車液が屋根部１８から
室内に浸入しようとしてもシール用リング４０の
存在によつてこれを容易に回避することが出来
る。

以上のように、本考案によれば、GPS航法装
置を搭載した自動車が走行する際に、空気抵抗を
些程に増大させることなく、しかも、美感を損な
うことなく人工衛星からの電波を受信して自動車
の測位を行うことが可能である。さらに、既存の
自動車に付加することも可能であるために廉価で
且つ簡単に装着出来るという利点がある。

以上、本考案について好適な実施例を挙げて説
明したが、本考案はこの実施例に限定されるもの
ではなく、本考案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であること
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るGPS受信装置を装着し
た自動車の特にアンテナを屋根部内に収納した状
態の模式図、第２図は第１図に示したアンテナが
屋根部から外部へと露呈した状態の模式図、第３
図は本考案に係るGPS受信装置のアンテナの分
解斜視説明図、第４図は第３図に示すアンテナの
一部省略縦断説明図、第５図は第１図乃至第４図
に示すGPS受信装置等のブロツク回路説明図、
第６図はGPS受信装置を配設した自動車と人工
衛星との相関関係を示す概略説明図である。 １０……自動車、１２……ボデイ、１４……車
輪、１６……アンテナ、１８……屋根部、３８…
…デイスク、４０……シール用リング、４４……
摘み部材、４６……環状突部、５０……環状溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 自動車の屋根部に凹部を形成し、前記凹部に
   自動車室内からの操作によつて突出するGPS
   電波受信用アンテナを配設し、当該自動車の現
   在位置を測位する際には前記アンテナを屋根部
   から上方へと突出させ、一方、測位以外の際に
   は前記アンテナを前記凹部に収納するよう構成
   することを特徴とする車載用GPS受信アンテ
   ナ。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載のアンテ
   ナにおいて、アンテナは実質的に平板状の本体
   とこの平板状の本体に形成された周溝に嵌合す
   るシール用リング部材と、前記本体から突出す
   る第１の螺子部と、自動車の室内において回転
   動作する摘み部材と、この摘み部材に形成され
   て前記第１螺子部と螺合する第２の螺子部とか
   らなる車載用GPS受信アンテナ。