JPH0567192B2 - - Google Patents
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- JPH0567192B2 JPH0567192B2 JP28064786A JP28064786A JPH0567192B2 JP H0567192 B2 JPH0567192 B2 JP H0567192B2 JP 28064786 A JP28064786 A JP 28064786A JP 28064786 A JP28064786 A JP 28064786A JP H0567192 B2 JPH0567192 B2 JP H0567192B2
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- coordinate system
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- satellite
- virtual
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、GPS（グローバル・ポジシヨナル・
システム）航法に関する。
システム）航法に関する。
GPS航法は、極軌道をえがく複数個の衛星か
らの電波を利用して、ユーザが自分と各衛星との
距離を求め、連続してその位置を演算して求める
航法である。
らの電波を利用して、ユーザが自分と各衛星との
距離を求め、連続してその位置を演算して求める
航法である。
いま、座標系として、地球中心・地球固定のデ
カルト座標系をとり、ユーザ座標をＸ、Ｙ、Ｚ、
衛星座標をSXi、SYi、SZi（１＜ｉ＜ｎ）とする。
電波を利用して測定される各衛星との距離は疑似
レンジPDiといわれるもので、座標と次式の関係
になる。
カルト座標系をとり、ユーザ座標をＸ、Ｙ、Ｚ、
衛星座標をSXi、SYi、SZi（１＜ｉ＜ｎ）とする。
電波を利用して測定される各衛星との距離は疑似
レンジPDiといわれるもので、座標と次式の関係
になる。
PDi＝
√（i−）2＋（i−）2＋（i）2−Ｃ・
Ｂ
……(1) ここで、Ｃは光速度、Ｂは時間オフセツトであ
る。
Ｂ
……(1) ここで、Ｃは光速度、Ｂは時間オフセツトであ
る。
なおこの実測値はMSRとして区別して使う。
一般的に表示すれば、GPS航法においては、４
個の衛星を捕捉して MSR1＝ｆ（SX1、SY1、SZ1、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ） MSR2＝ｆ（SX2、SY2、SZ2、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ） MSR3＝ｆ（SX3、SY3、SZ3、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ） MSR4＝ｆ（SX4、SY4、SZ4、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ） ……(2) で表示される上記の連立位置方程式を解き、Ｘ、
Ｙ、Ｚ、Ｂを求めるものである。連立位置方程式
において、衛星座標SX1、SY1、SZ1…は既知で
あり、MSR1…は測定値により求まる値である。
一般的に表示すれば、GPS航法においては、４
個の衛星を捕捉して MSR1＝ｆ（SX1、SY1、SZ1、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ） MSR2＝ｆ（SX2、SY2、SZ2、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ） MSR3＝ｆ（SX3、SY3、SZ3、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ） MSR4＝ｆ（SX4、SY4、SZ4、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ） ……(2) で表示される上記の連立位置方程式を解き、Ｘ、
Ｙ、Ｚ、Ｂを求めるものである。連立位置方程式
において、衛星座標SX1、SY1、SZ1…は既知で
あり、MSR1…は測定値により求まる値である。
連立位置方程式の変数としては、座標系を地球
中心・地球固定の特殊な曲線座標系（緯度LT、
経度LG、高さHT、時間オフセツトＢ）とする
こともできる。また従来の慣例として航法上では
この方が一般的である。なお、以下では座標系と
言う場合には、上記のように時間オフセツトまで
含むものとする。連立位置方程式は非線形多変数
方程式であるから、通常、変数に対する関数偏微
分値を考えて直線化する。前記曲線座標系の連立
位置方程式では、変数にかかる係数の大きさがア
ンバランスになり、また特異点が生ずるなど、数
値計算上の問題が多く、収斂回数が増えて、演算
処理時間や誤差が大きくなりやすい。これに対し
デカルト座標系形式では連立位置方程式は(1)式で
表示されるような簡単な計算式となるため、上記
問題が少ない。それ故、デカルト座標系で解を得
てから、最終的に曲線座標系に直すようにした方
が有利でである。
中心・地球固定の特殊な曲線座標系（緯度LT、
経度LG、高さHT、時間オフセツトＢ）とする
こともできる。また従来の慣例として航法上では
この方が一般的である。なお、以下では座標系と
言う場合には、上記のように時間オフセツトまで
含むものとする。連立位置方程式は非線形多変数
方程式であるから、通常、変数に対する関数偏微
分値を考えて直線化する。前記曲線座標系の連立
位置方程式では、変数にかかる係数の大きさがア
ンバランスになり、また特異点が生ずるなど、数
値計算上の問題が多く、収斂回数が増えて、演算
処理時間や誤差が大きくなりやすい。これに対し
デカルト座標系形式では連立位置方程式は(1)式で
表示されるような簡単な計算式となるため、上記
問題が少ない。それ故、デカルト座標系で解を得
てから、最終的に曲線座標系に直すようにした方
が有利でである。
ところが、デカルト座標系は地球の形状と無関
係にきめられるので、その各成分を独立に考えに
くいため、以下の問題が生ずる。GPS航法を地
上の乗物で使う場合などには、衛星が山岳・築造
物などの障害物の影に入つたりして、捕捉できる
衛星が４個未満になることがしばしばある。障害
物のない所でなら、打上げる衛星数が、予定数に
なれば殆どの場合４個の衛星を捕捉することもで
きるが、衛星数が少ない現状では４個以上の衛星
を捕捉できる時間は非常に短い。しかし捕捉可能
な衛星個数が３個以下の場合でも、４個の場合と
の差数DN（＝４−VN、VNは捕捉個数）に相当
した数の変数を固定値（不変推定値）とすること
のできる状況の場合には、VNの個数に相当する
方程式数の連立位置方程式を作り、その解として
ユーザ位置を得ることができる筈である。地球中
心・地球固定の前記曲線座標系LT、LG、HT、
Ｂの場合には、たとえば高さが余り変わらない所
を移動しているときならば、その時の高さ推定値
（以前に４個以上の衛星が補捉できて高さが求ま
つていたならば、その時の値）に固定させ、変数
をLT、LG、Ｂの３個に減らして、３個の連立位
置方程式を組立てることができる。さらにＢが推
定値に固定できれば、連立方程式数を２個にでき
る。しかし、デカルト座標系Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ）の
場合には、各変数単独では物理的意味（地球形状
に関連した意味）をもたないので、上記のような
場合でも変数を固定値に設定することができな
い。デカルト座標としては、時間オフセツトだけ
が合理的根拠から推定して一定値にとることがで
きるだけである。
係にきめられるので、その各成分を独立に考えに
くいため、以下の問題が生ずる。GPS航法を地
上の乗物で使う場合などには、衛星が山岳・築造
物などの障害物の影に入つたりして、捕捉できる
衛星が４個未満になることがしばしばある。障害
物のない所でなら、打上げる衛星数が、予定数に
なれば殆どの場合４個の衛星を捕捉することもで
きるが、衛星数が少ない現状では４個以上の衛星
を捕捉できる時間は非常に短い。しかし捕捉可能
な衛星個数が３個以下の場合でも、４個の場合と
の差数DN（＝４−VN、VNは捕捉個数）に相当
した数の変数を固定値（不変推定値）とすること
のできる状況の場合には、VNの個数に相当する
方程式数の連立位置方程式を作り、その解として
ユーザ位置を得ることができる筈である。地球中
心・地球固定の前記曲線座標系LT、LG、HT、
Ｂの場合には、たとえば高さが余り変わらない所
を移動しているときならば、その時の高さ推定値
（以前に４個以上の衛星が補捉できて高さが求ま
つていたならば、その時の値）に固定させ、変数
をLT、LG、Ｂの３個に減らして、３個の連立位
置方程式を組立てることができる。さらにＢが推
定値に固定できれば、連立方程式数を２個にでき
る。しかし、デカルト座標系Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ）の
場合には、各変数単独では物理的意味（地球形状
に関連した意味）をもたないので、上記のような
場合でも変数を固定値に設定することができな
い。デカルト座標としては、時間オフセツトだけ
が合理的根拠から推定して一定値にとることがで
きるだけである。
以上のことから、連立位置方程式がデカルト座
標系で記載されるならば、その演算処理上有利で
あるが、捕捉衛星数が４個未満ならば却つて有利
でないことがわかる。
標系で記載されるならば、その演算処理上有利で
あるが、捕捉衛星数が４個未満ならば却つて有利
でないことがわかる。
本発明の目的は、上記の欠点を除去し、デカル
ト座標系で連立位置方程式を表示し、しかも捕捉
衛星が４個未満の場合においても、合理的に演算
処理することのできるGPS航法演算処理方法お
よびその方法を用いたGPS航法演算処理装置を
提供することにある。
ト座標系で連立位置方程式を表示し、しかも捕捉
衛星が４個未満の場合においても、合理的に演算
処理することのできるGPS航法演算処理方法お
よびその方法を用いたGPS航法演算処理装置を
提供することにある。
本発明のGPS航法演算処理方法は、以下の処
理を含んでいる。
理を含んでいる。
(a) 緯度・経度・高さおよび時間オフセツトの４
個の変数を有する曲線座標系内のユーザ位置の
推定値であつて捕捉衛星が４個未満の場合には
４個の変数うちのDN個すなわち（４−捕捉衛
星数）個が不変に保たれるものをユーザ推定位
置として入力し、この入力したユーザ推定位置
を３個の位置変数と時間オフセツトから成る４
個の変数であつてそのうちのDN個が不変に保
たれるものを有するデカルト座標系内のユーザ
推定位置に変換する処理。
個の変数を有する曲線座標系内のユーザ位置の
推定値であつて捕捉衛星が４個未満の場合には
４個の変数うちのDN個すなわち（４−捕捉衛
星数）個が不変に保たれるものをユーザ推定位
置として入力し、この入力したユーザ推定位置
を３個の位置変数と時間オフセツトから成る４
個の変数であつてそのうちのDN個が不変に保
たれるものを有するデカルト座標系内のユーザ
推定位置に変換する処理。
(b) 前記デカルト座標系の適宜な位置に仮想した
DN個の仮想衛星の各擬似レンジPDを前記変
換済みのデカルト座標系内のユーザ推定位置か
ら計算し、この計算結果を仮想結果を仮想衛星
MSRとして決定する仮想衛星MSR決定処理。
DN個の仮想衛星の各擬似レンジPDを前記変
換済みのデカルト座標系内のユーザ推定位置か
ら計算し、この計算結果を仮想結果を仮想衛星
MSRとして決定する仮想衛星MSR決定処理。
(c) 前記仮想衛星MSRを含むことのある４個の
MSRから前記デカルト座標系内の４個の連立
位置方程式を作成する処理。
MSRから前記デカルト座標系内の４個の連立
位置方程式を作成する処理。
(d) 前記作成済みの連立位置方程式を解いて４個
の解を求める処理。
の解を求める処理。
(e) 前記(d)で求めた４個の解から不変に保たれる
ものを除いた個数の解を前記(a)で変換したデカ
ルト座標内のユーザ推定位置の新たな値として
設定し直したのち、前記(b)から(d)までの処理を
反復する反復処理。
ものを除いた個数の解を前記(a)で変換したデカ
ルト座標内のユーザ推定位置の新たな値として
設定し直したのち、前記(b)から(d)までの処理を
反復する反復処理。
(f) 前記反復処理の収斂を判定し、収斂する場合
には前記反復処理を終え、連立位置方程式の解
を曲線座標系に変換して演算結果として出力
し、収斂しない場合には前記反復処理を中止す
る判定処理。
には前記反復処理を終え、連立位置方程式の解
を曲線座標系に変換して演算結果として出力
し、収斂しない場合には前記反復処理を中止す
る判定処理。
捕捉衛星が４個未満のとき、DN個の変数は曲
線座標系で選定し、不変推定値とする。以下、変
数はすべてデカルト座標に変換しておく。４個の
連立位置方程式はMSRとして、DN個のものは
仮想衛星をデカルト座標系のいずれかの位置に仮
定して凝似レンジを計算したものである。４個の
連立位置方程式はデカルト座標系表示であり、そ
の解の変数は比較的簡単に得られる。得られた変
数を新たな推定値として、仮想衛星の疑似レンジ
を再計算し、MSRとして、再び連立位置方程式
をたてる反復演算処理を行なう。反復演算処理の
収控条件を定めることにより最終的演算結果を得
たならば曲線座標系で表示出力する。
線座標系で選定し、不変推定値とする。以下、変
数はすべてデカルト座標に変換しておく。４個の
連立位置方程式はMSRとして、DN個のものは
仮想衛星をデカルト座標系のいずれかの位置に仮
定して凝似レンジを計算したものである。４個の
連立位置方程式はデカルト座標系表示であり、そ
の解の変数は比較的簡単に得られる。得られた変
数を新たな推定値として、仮想衛星の疑似レンジ
を再計算し、MSRとして、再び連立位置方程式
をたてる反復演算処理を行なう。反復演算処理の
収控条件を定めることにより最終的演算結果を得
たならば曲線座標系で表示出力する。
以下、図面を参照して、本発明の一実施例につ
き説明する。この例は、捕捉衛星が３個の場合
で、ユーザの高さを不変推定量（固定）KHTと
する場合である。演算処理方法を第１図のフロー
チヤートを参照して説明する。捕捉衛星の差数
DN＝１であるから、仮想衛星は１個でよい。本
例では地球の中心におく。仮想衛星は空中・地
表・地球内のいずれの点でもよいが、ユーザ推定
位置から仮想・衛星への視線が捕捉衛星と同一方
向で一直線上に並ぶと、変数が独立でなくなるの
で、避けなければならない。地球中心の設定の場
合にはそういうことは起こり得ない。
き説明する。この例は、捕捉衛星が３個の場合
で、ユーザの高さを不変推定量（固定）KHTと
する場合である。演算処理方法を第１図のフロー
チヤートを参照して説明する。捕捉衛星の差数
DN＝１であるから、仮想衛星は１個でよい。本
例では地球の中心におく。仮想衛星は空中・地
表・地球内のいずれの点でもよいが、ユーザ推定
位置から仮想・衛星への視線が捕捉衛星と同一方
向で一直線上に並ぶと、変数が独立でなくなるの
で、避けなければならない。地球中心の設定の場
合にはそういうことは起こり得ない。
先ず、（PO）で、捕捉衛星S1、S2、S3のデカル
ト座標、および各衛星の疑似レンジの測定値
MSRi：１〜３を入力する。ここで前者は各衛星
の軌道パラメータとユーザ時計を使つて、他のル
ーチンで算出したものである。後者は受信機から
得た値である。
ト座標、および各衛星の疑似レンジの測定値
MSRi：１〜３を入力する。ここで前者は各衛星
の軌道パラメータとユーザ時計を使つて、他のル
ーチンで算出したものである。後者は受信機から
得た値である。
（P1）でユーザとして推定緯度PLT、推定経
度PLG、高ささKHT（固定）および時間オフセ
ツト推定値PBを入力する。Ｐの頭字は推定値で
あることを示す。推定値はかなり任意でよいが、
真値に近い程反復計算回数は少なくなる。連続的
に、衛星データを入力し計算する場合には、前回
の計算結果が自動的に入力するようにする。高さ
はこの例では固定値になる。
度PLG、高ささKHT（固定）および時間オフセ
ツト推定値PBを入力する。Ｐの頭字は推定値で
あることを示す。推定値はかなり任意でよいが、
真値に近い程反復計算回数は少なくなる。連続的
に、衛星データを入力し計算する場合には、前回
の計算結果が自動的に入力するようにする。高さ
はこの例では固定値になる。
次に（P2）で、ユーザ座標を、デカルト座標
系の座標に変換する。なお時間オフセツトは座標
系に無関係であるが、各座標系というときはその
中に含ませるものとする。
系の座標に変換する。なお時間オフセツトは座標
系に無関係であるが、各座標系というときはその
中に含ませるものとする。
次に（P3）で、地球中心に置いた仮想衛星S4
の疑似レンジを、ユーザ推定座標から計算して、
これをMSR4とする。したがつて（P4）に示すよ
うに、４個の衛星S1〜S4につきMSRが決まり、
(2)式に示す連立位置方程式が作成される。次に
（P5）で連立位置方程式をとき、ユーザ位置Ｘ、
Ｙ、Ｚおよび時間オフセツトＢを算出する。次に
（P6）で、ユーザ位置Ｘ、Y.Zからそれに対応し
た曲線座標位置LT、LG、HTを計算しておく。
の疑似レンジを、ユーザ推定座標から計算して、
これをMSR4とする。したがつて（P4）に示すよ
うに、４個の衛星S1〜S4につきMSRが決まり、
(2)式に示す連立位置方程式が作成される。次に
（P5）で連立位置方程式をとき、ユーザ位置Ｘ、
Ｙ、Ｚおよび時間オフセツトＢを算出する。次に
（P6）で、ユーザ位置Ｘ、Y.Zからそれに対応し
た曲線座標位置LT、LG、HTを計算しておく。
反復の終了などをきめる判断処理手段は、一義
的にはきめられず、種々のものが考えられる。こ
の第１図の場合には、（P7）で捕捉衛星の１個、
仮想衛星の１個につついて、各々の疑似レンジ
PD1、PD4を計算し、（P8）でMSR1、MSR4と
の絶対値差が微小差EPS以内に入るか否かを検討
する。EPS以内であれば、（P10）で、測定し得
たLT、LG、KHT、Ｂとして出力する。なお
（P6）で計算したHTは、（P1）で入力した固定
KHTと多少の差が生ずる場合があつても、
KHTとして出力する。
的にはきめられず、種々のものが考えられる。こ
の第１図の場合には、（P7）で捕捉衛星の１個、
仮想衛星の１個につついて、各々の疑似レンジ
PD1、PD4を計算し、（P8）でMSR1、MSR4と
の絶対値差が微小差EPS以内に入るか否かを検討
する。EPS以内であれば、（P10）で、測定し得
たLT、LG、KHT、Ｂとして出力する。なお
（P6）で計算したHTは、（P1）で入力した固定
KHTと多少の差が生ずる場合があつても、
KHTとして出力する。
もし、微小差EPS以内に入らない場合には、反
復計算のため、（P9）において、KHTはそのま
まで、他の変数LT、LG、Ｂを推定値PLT、
PLG、PBとして置換し、（P2）に戻り、反復演
算を行なう。
復計算のため、（P9）において、KHTはそのま
まで、他の変数LT、LG、Ｂを推定値PLT、
PLG、PBとして置換し、（P2）に戻り、反復演
算を行なう。
ところで、第１図のフローチヤートの過程で、
もしも高さの設定値KHT（固定）が真値とかけ
離れていると、その分だけ時間オフセツトＢや緯
度LT、経度LGの精度劣化を招くので、受信衛星
が４個未満の際の高さの設定値KHTはできるだ
け真値に近い値にしなければらないが、一般の平
地を走行している場合などには地図上の等高線か
ら現在地の標高を容易に知ることができる。
もしも高さの設定値KHT（固定）が真値とかけ
離れていると、その分だけ時間オフセツトＢや緯
度LT、経度LGの精度劣化を招くので、受信衛星
が４個未満の際の高さの設定値KHTはできるだ
け真値に近い値にしなければらないが、一般の平
地を走行している場合などには地図上の等高線か
ら現在地の標高を容易に知ることができる。
収斂判定条件は、前に述べたように多様に考え
られる。たとえば第１図の（P8）では、MSRと
PDとの差をとつているが、曲線座標系における
ユーザ座標（緯度・経度・高さ・時間オフセツ
ト）を最初に推定値として入れているから、計算
したそれぞれの値を前記推定値との差の絶対値が
EPS以下になれば、正しく演算されたものとみな
し、演算を終了するようにもできる。各座標値と
その推定値との差の絶対値判稚定条件式は次のよ
うに、 ABS(LT-PLT)＜EPS1、 ABS(LG-PLG)＜EPS2、 ABS(HT-KHT)＜EPS3、 ABS(B-PB)＜EPS4 がすべて満たされることである。
られる。たとえば第１図の（P8）では、MSRと
PDとの差をとつているが、曲線座標系における
ユーザ座標（緯度・経度・高さ・時間オフセツ
ト）を最初に推定値として入れているから、計算
したそれぞれの値を前記推定値との差の絶対値が
EPS以下になれば、正しく演算されたものとみな
し、演算を終了するようにもできる。各座標値と
その推定値との差の絶対値判稚定条件式は次のよ
うに、 ABS(LT-PLT)＜EPS1、 ABS(LG-PLG)＜EPS2、 ABS(HT-KHT)＜EPS3、 ABS(B-PB)＜EPS4 がすべて満たされることである。
次に、本発明の演算処理方法を用いた装置につ
き、第２図を参照して説明する。この装置は、衛
星航法受信部１および演算処理部２、表示部３か
らなり、演算処理部２はCPU２３およびプログ
ラムROM、一時メモリRAMを含むメモリ２４
と、演算処理された緯度LT、経度LG、高さ
HT、時間オフセツトなどの数値を格納するデー
タメモリRAM２５とを有する。ただしRAMメ
モリの区分は、物理的にメモリの各単体である必
要はない。演算処理部２は、初期値設定などのた
めの操作卓２０と衛星航法受信部１とからの入力
を受領する入力ポート２１および演算処理の結果
を出力する出力ポート２２を有する。
き、第２図を参照して説明する。この装置は、衛
星航法受信部１および演算処理部２、表示部３か
らなり、演算処理部２はCPU２３およびプログ
ラムROM、一時メモリRAMを含むメモリ２４
と、演算処理された緯度LT、経度LG、高さ
HT、時間オフセツトなどの数値を格納するデー
タメモリRAM２５とを有する。ただしRAMメ
モリの区分は、物理的にメモリの各単体である必
要はない。演算処理部２は、初期値設定などのた
めの操作卓２０と衛星航法受信部１とからの入力
を受領する入力ポート２１および演算処理の結果
を出力する出力ポート２２を有する。
演算処理部２は、衛星航法受信部１からデータ
を得て、本発明に記載した演算処理方法により、
次の受信までの間に演算し、ユーザ座標データを
得て、データメモリ２５に格納しておく。次の受
信データの際に、データメモリ２５の格納データ
を推定値として利用することにより、連続的にユ
ーザ位置を推定することがきる。操作卓２０は、
初期設定、あるいは前の実施例で高さHTを固定
値KHTとしたとき、この値が不適当で修正する
場合などに用いる。第１図で演算不能で終了した
ときは、手動によつて固定値の修正を行ない、次
のGPS受信データデータにより、演算処理する。
表示部３は、演算処理結果を数値またはグラフイ
カルなどの方法で適当に表示する。また、衛星航
法受信部１は、衛星との疑似レンジPDを、測定
値として得る他、衛星情報として必要なデータた
とえば各衛星からの軌道パラメータデータとユー
ザ時計を利利用して衛星のデカルト座標系値Si
Ｘ、SiＹ、SiＺを算出して演演算処理部２へ出力
するようにすることもできる。
を得て、本発明に記載した演算処理方法により、
次の受信までの間に演算し、ユーザ座標データを
得て、データメモリ２５に格納しておく。次の受
信データの際に、データメモリ２５の格納データ
を推定値として利用することにより、連続的にユ
ーザ位置を推定することがきる。操作卓２０は、
初期設定、あるいは前の実施例で高さHTを固定
値KHTとしたとき、この値が不適当で修正する
場合などに用いる。第１図で演算不能で終了した
ときは、手動によつて固定値の修正を行ない、次
のGPS受信データデータにより、演算処理する。
表示部３は、演算処理結果を数値またはグラフイ
カルなどの方法で適当に表示する。また、衛星航
法受信部１は、衛星との疑似レンジPDを、測定
値として得る他、衛星情報として必要なデータた
とえば各衛星からの軌道パラメータデータとユー
ザ時計を利利用して衛星のデカルト座標系値Si
Ｘ、SiＹ、SiＺを算出して演演算処理部２へ出力
するようにすることもできる。
以上、説明したように、本発明の演算処理方法
を用いれば、GPS航法の位置計算を捕捉衛星の
個数が４個未満の場合にも、妥当な推定値を
GPS航法の変数の一部に取入れることによつて
連立位置方程式を解くことができる。この連立位
置方程式はデカルト座標系で組立てるものである
から、演算が簡単なため計算の精度・速度を高め
めることができる。捕捉衛星の個数が４個の場合
にも、第１図のフローチヤートでいえば仮想衛星
に関するプロセスを除き捕捉衛星としてｉ＝１〜
３をｉ＝１〜４と変更するだけで全く同様に行な
える。したがつて、捕捉衛星の数が４個か、４個
未満かにわずらわされず統一的に演算処理でき
る。
を用いれば、GPS航法の位置計算を捕捉衛星の
個数が４個未満の場合にも、妥当な推定値を
GPS航法の変数の一部に取入れることによつて
連立位置方程式を解くことができる。この連立位
置方程式はデカルト座標系で組立てるものである
から、演算が簡単なため計算の精度・速度を高め
めることができる。捕捉衛星の個数が４個の場合
にも、第１図のフローチヤートでいえば仮想衛星
に関するプロセスを除き捕捉衛星としてｉ＝１〜
３をｉ＝１〜４と変更するだけで全く同様に行な
える。したがつて、捕捉衛星の数が４個か、４個
未満かにわずらわされず統一的に演算処理でき
る。
また、本発明の方法を用いたGPS航法演算処
理装置は、衛星情報をどのような環境条件におい
ても、統一した方法で連続的に演算可能であるか
ら、航法上きわめて有利である。
理装置は、衛星情報をどのような環境条件におい
ても、統一した方法で連続的に演算可能であるか
ら、航法上きわめて有利である。
第１図は、本発明の方法の一実施例を示すフロ
ーチヤート、第２図は本発明明の演算処理装置の
一例のブロツク図である。 １……衛星航法受信部、２……演算処理部、３
……表示部、２０……操作卓、２１……入力ポー
ト、２２……出力ポート、２３………CPU、２
４……メモリ、２５……データメモリ。
ーチヤート、第２図は本発明明の演算処理装置の
一例のブロツク図である。 １……衛星航法受信部、２……演算処理部、３
……表示部、２０……操作卓、２１……入力ポー
ト、２２……出力ポート、２３………CPU、２
４……メモリ、２５……データメモリ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ユーザが衛星を捕捉し、衛星の位置情報およ
び衛星との間の擬似レンジPDの測定値MSRを得
て、連立位置方程式からユーザ位置を演算処理し
て求めるGPS航法において、 (a) 緯度・経度・高さおよび時間オフセツトの４
個の変数（但し、捕捉衛星が４個未満の場合に
は４個のうちDN（＝４―捕捉衛星数）個が不
変に保たれる）を有する曲線座標系内のユーザ
位置の推定値をユーザ推定位置として入力し、
この入力したユーザ推定位置を３個の位置変数
と時間オフセツトから成る４個の変数（但し、
捕捉衛星が４個未満の場合には４個のうちDN
個が不変に保たれる）を有するデカルト座標系
内のユーザ推定位置に変換する処理と、 (b) 前記デカルト座標系の適宜な位置に仮想した
前記DN個の仮想衛星の各擬似レンジPDを前
記変換済みのデカルト座標系内のユーザ推定位
置と各仮想衛星の各仮想位置から計算し、この
計算結果をDN個の仮想衛星MSRとして決定
する仮想衛星MSR決定処理と、 (c) 前記(b)で決定したDN個の仮想衛星MSRを
含む場合がある４個のMSRから、前記デカル
ト座標系内の４個の連立位置方程式を作成する
処理と、 (d) 前記作成済みの連立位置方程式を解いて４個
の解を求める処理と、 (e) 前記(d)で求めた４個の解から不変に保たれる
DN個を除いた個数の解をデカルト座標系内の
ユーザ推定位置の新たな値として設定し直した
のち、前記(b)から(d)までの処理を反復させる
か、又は、前記(d)で求めた４個の解から不変に
保たれるDN個を除いた個数の解を前記曲線座
標系内の位置に変換し、曲線座標系内のユーザ
推定位置の新たな値として設定し直したのち、
前記(a)から(d)までの処理を反復させる反復処理
と、 (f) 前記反復処理の収斂を判定し、収斂する場合
には前記反復処理を終え、連立位置方程式の解
を曲線座標系に変換して演算結果として出力
し、収斂しない場合には前記反復処理を中止す
る判定処理と、 を有することを特徴とするGPS航法演算処理方
法。 ２ 前記(f)の判定処理は、 仮想衛星の１つおよび捕捉衛星の１つまたはそ
の一方について、前記連立位置方程式の解から演
算した擬似レンジが捕捉衛星の場合にはその
MSRから、仮想衛星の場合には前記仮想衛星
MSRから所定の微小範囲内にあれば収斂と判定
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のGPS航法演算処理方法。 ３ ユーザが衛星を捕捉し、衛星の位置情報およ
び衛星との間の擬似レンジPDの測定値MSRを得
て、連立位置方程式からユーザ位置を演算処理し
て求めるGPS航法演算処理装置において、 (a) 緯度・経度・高さおよび時間オフセツトの４
個の変数（但し、捕捉衛星が４個未満の場合に
は４個のうちDN（＝４―捕捉衛星数）個が不
変に保たれる）を有する曲線座標系内のユーザ
位置の推定値をユーザ推定位置として入力し、
この入力したユーザ推定位置を３個の位置変数
と時間オフセツトから成る４個の変数（但し、
捕捉衛星が４個未満の場合には４個のうちDN
個が不変に保たれる）を有するデカルト座標系
内のユーザ推定位置に変換する入力・変換手段
と、 (b) 前記デカルト座標系の適宜な位置に仮想した
前記DN個の仮想衛星の各擬似レンジPDを前
記変換済みのデカルト座標系内のユーザ推定位
置と各仮想衛星の各仮想位置から計算し、この
計算結果をDN個の仮想衛星MSRとして決定
する仮想衛星MSR決定手段と、 (c) 前記(b)で決定したDN個の仮想衛星MSRを
含む場合がある４個のMSRから、前記デカル
ト座標系内の４個の連立位置方程式を作成する
手段と、 (d) 前記作成済みの連立位置方程式を解いて４個
の解を求める手段と、 (e) 前記(d)で求めた４個の解から不変に保たれる
DN個を除いた個数の解をデカルト座標系内の
ユーザ推定位置の新たな値として設定し直した
のち、前記(b)から(d)までの処理を反復させる
か、又は、前記(d)で求めた４個の解から不変に
保たれるDN個を除いた個数の解を前記曲線座
標系内の位置に変換し、曲線座標系内のユーザ
推定位置の新たな値として設定し直したのち、
前記(a)から(d)までの処理を反復させる反復手段
と、 (f) 前記反復手段による反復処理の収斂を判定
し、収斂する場合には前記反復処理を終え、連
立位置方程式の解を曲線座標系に変換して演算
結果として出力し、収斂しない場合には前記反
復処理を中止する判定手段と、 (g) 前記判定手段が出力した演算結果を保存し、
次回の演算に際し前記ユーザ推定位置として前
記入力・変換手段に供給する演算結果保存・供
給手段と を備えたことを特徴とするGPS航法演算処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28064786A JPS63134975A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | Ｇｐｓ航法演算処理方法、並びにその方法を用いたｇｐｓ航法演算処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28064786A JPS63134975A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | Ｇｐｓ航法演算処理方法、並びにその方法を用いたｇｐｓ航法演算処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63134975A JPS63134975A (ja) | 1988-06-07 |
| JPH0567192B2 true JPH0567192B2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=17627969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28064786A Granted JPS63134975A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | Ｇｐｓ航法演算処理方法、並びにその方法を用いたｇｐｓ航法演算処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63134975A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9928357D0 (en) * | 1999-12-01 | 2000-01-26 | Koninkl Philips Electronics Nv | Method of GPS navigation and receiver |
-
1986
- 1986-11-27 JP JP28064786A patent/JPS63134975A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63134975A (ja) | 1988-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |