JPH06100645B2 - Gps航法装置 - Google Patents

Gps航法装置

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JPH06100645B2
JPH06100645B2 JP12760585A JP12760585A JPH06100645B2 JP H06100645 B2 JPH06100645 B2 JP H06100645B2 JP 12760585 A JP12760585 A JP 12760585A JP 12760585 A JP12760585 A JP 12760585A JP H06100645 B2 JPH06100645 B2 JP H06100645B2
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Japan
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satellite
vehicle
traveling
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satellites
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昭 奥山
利洋 川添
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Japan Radio Co Ltd
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Japan Radio Co Ltd
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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,市街地や山地を走行する自動車に装備して用
いるのに適したGPS(Global Positioning System)航法
装置に関する。
(従来の技術) 一般に,GPS航法装置は,同時に3個以上の衛星を選択
し,ユーザ位置の測位を行なっている。一般に測位精度
を最も高くするため,幾何学的精度発散を示すGDOP(ま
たは水平方向精度発散を示すHDOP)を最小にする組み合
わせの衛星が選択される形態のGPS航法装置が知られて
いる。
(発明が解決しようとしている問題点) しかし,例えばGDOP最小で選ばれた衛星のなかには仰角
の低い衛星も含まれているため,市街地や山地等の地域
において遮蔽物が存在すると,その遮蔽物が存在するた
びに衛星からの信号の受信が不能になり,地上のGPS航
法装置が測位不能となる欠点があった。
本発明は,GPS航法装置を装備した自動車が市街地や山地
等を走行するに当って自動車の走行位置を測位するため
に選択された衛星からの信号が遮蔽物のためにたびたび
受信不能にならないように,遮蔽物の少ない郊外を走行
する場合と,遮蔽物の多い山地や市街地を走行する場合
とで,衛星選択部自体が測位可能な衛星の組合せを決定
する機能をもたせるようにしたGPS航法装置を提供しよ
うとするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記の目的を達成するために、自動車が走行
する予定地域の地図地形情報を郊外領域と市街領域とが
識別できるようにして記憶する地図地形情報記憶部と、
この地図地形情報記憶部からの地図地形情報に基づいて
自動車が郊外走行中かまたは市街地走行中かを判別し、
郊外用衛星選択または市街地用衛星選択を行なう衛星選
択手段を有し、市街地用衛星選択が行なわれた場合は第
1の条件として仰角がある値より高いことおよび第2の
条件として衛星の方位が自動車の進行方向または進行方
向に対して逆方向の付近の衛星を選ぶと共に自動車の進
行方向に対して直交方向の付近にある衛星を選ぶことに
より衛星の組合せを決定する衛星選択部とを具備して、
自動車走行位置の測位を行なうようにしたGPS航法装置
である。
(実施例) 第1図は,本発明装置の一実施例を示す構成図で,1は衛
星信号受信用アンテナ,2は受信部,3は演算処理部,4は制
御部,5は地図地形情報記憶部,6は位置表示操作部,7は衛
星選択部,8は推測位置演算部,9は磁気方位計および10は
距離計である。
第1図に基づき動作を説明する前に,本発明で重要な衛
星の選択手段の概要を述べる。
即ち,自動車が,遮蔽物の少ない郊外を走行する場合の
衛星の選択をどのようにするかは,まずGDOP最小の衛星
組み合せを選ぶことである。
また,自動車が,遮蔽物の多い山地,市街地を走行する
場合における衛星の選択をどのようにするかは,次のよ
うな項目に重点をおいて行なう。
I)ユーザから見た衛星の仰角が,最も高い衛星につい
ては,その仰角が設定値より高いこと。
II)衛星の方位が,自動車の進行方向または,逆方向の
付近の衛星を選ぶと共に自動車の進行方向に対して直交
方向の付近にある衛星を選ぶ。
I),II)を衛星選択のための優先条件とすれば、例え
ば交差点に来たときに直交方向の衛星の電波が受信で
き、相当程度満足のゆく自己測位位置の連続測位をカバ
ーできる。
地図地形情報記憶部では,郊外領域と市街地領域とが識
別出来るようにされており,郊外領域では,山の位置,
高さが記録されている。これによって自動車が,郊外領
域を走行しながら衛星選択を行なう場合,山の位置,高
さにより受信不能となる衛星が存在すれば,その衛星
は,衛星選択から除外することができる。
また,衛星選択部7は,地図地形情報記憶部5よりデー
タを受け取り,自動車が,郊外を走行しているかまたは
市街を走行しているかを判別し,郊外用衛星選択法かま
たは市街地用衛星選択法を選び,測位用の衛星を決定す
る。市街地用衛星選択法では,遮蔽物によって受信不能
となる可能性の低い衛星即ち仰角の最も高い衛星で仰角
がある値より高い衛星が測位用の衛星として選ばれる。
また,遮蔽物によって受信不能となる可能性が高い衛星
即ち仰角の低い衛星については,自動車の進行方向付近
にある衛星と自動車の進行方向に対して,直交方向付近
にある衛星を選択する。これらの衛星が,受信可能とな
ると,良好なHDOPが,得られることになる。例えば交差
点に来たときに直交方向の衛星の電波が受信できる。こ
のようにして,GPS航法装置は,可能な限り連続測位でき
るようにする。実施例では,自動車が,市街地を走行し
たときの,GPS航法装置の動作を説明する。
第2図は,本発明を説明するための図で具体的には,自
動車が,市街地を走行した場合にどのようにして自動車
走行路11の経路をたどるかを説明するための図である。
図示の例では,時刻t0において,自動車17が,北方向に
走行しているが,このとき,上空に5つの衛星が存在
し,次のような衛星配置になっている。( )内は受信
状態を示す。
衛星12…仰角10° 方位 90°(受信不能) 衛星13…仰角30° 方位180°(受信可能) 衛星14…仰角60° 方位270°(受信可能) 衛星15…仰角20° 方位315°(受信不能) 衛星16…仰角10° 方位 0°(受信可能) ここで,衛星12,衛星15は,遮蔽物18によって受信不能
になっている。GPS航法装置は,自動車17の進行方向を
検出する磁気方位計9からの方位データおよび車輪の回
転数を,検知する距離計10からの走行距離データを入力
するとこの場合に測位が,行なわれていなかったとして
も,自動車の推測位置と走行方向は求めることができる
のである。
まず,第1図に基づきその動作説明を行なう。GPS航法
装置は位置表示操作部6にユーザの初期位置,日付,時
刻が入力されると測位動作に入る。位置表示操作部6に
入力されたユーザの初期位置データが,制御部4に送ら
れる。このとき,制御部4は,衛星選択部7にユーザの
初期位置データを送り,衛星選択を行なうよう指令す
る。衛星選択部7は,地図地形情報記憶部5のデータを
参照し,現在のユーザ初期位置から郊外用衛星選択手段
と市街用衛星選択手段のいずれが適切かを決定する。そ
の後,そのいずれか一方の手段により衛星の組み合せを
決定し,衛星の組み合せを制御部4へ知らせる。これに
より制御部4は,選択された衛星を受信するよう受信部
2に指令する。この指令を受けて受信部2は,アンテナ
1から送られてきた衛星信号をデータ復調し,かつ衛星
の擬似距離を測定する。そして,この受信部2は,衛星
の航法メッセージデータ,衛星の擬似距離データを演算
処理部3に送る。この演算処理部3は,これらのデータ
をもとにして,通常よく知られている次の航法方程式を
立て,ユーザ位置を求める。航法方程式 UX,UY,UZ:XYZ地球固定座標系のユーザ位置 Bu :ユーザ時計オフセット eij :衛星iとユーザ位置とのなす単位 ベクトルのXYZ成分 S=〔R11R12R13B1R21R22R23B2R31R32R33B3R41R42R
43B4T ρ=〔ρ1ρ2ρ3ρ4T Rij:衛星iのXYZ地球固定座標系のXYZ成分 Bi :衛星iの衛星時計オフセット ρi :衛星iの擬似距離 この求められたユーザ位置結果を位置表示操作部6に送
る。位置表示操作部6はユーザ位置結果を表示する。ま
た,演算処理部3はユーザ位置結果を衛星選択部7にも
送る。衛星選択部7は,一定時間毎に,制御部4から衛
星選択を行なうよう指令され,これを受けて衛星選択を
行ない測位に使用する衛星の組み合わせを制御部4へ知
らせることになる。これを受けた制御部4は,選択され
た衛星を受信するように受信部2に指令する。受信部2
は,この指令を実行し,その後に,選択された各衛星が
受信できたかどうかを制御部4に知らせることになる。
制御部4は,この受信部2が受信できなかった測位用に
選択された衛星があったならば,衛星選択部7に,再度
衛星選択を行なうよう指示する。そこで衛星選択部7
は,受信できなかった衛星を除いた衛星選択を行なうこ
とになるのである。
そして,衛星選択部7は,新しく選び出した衛星の組み
合わせを制御部4に知らせることができる。すると,制
御部4は,演算処理部3に新しい衛星組み合わせを,測
位に使用するよう指示し,GPS航法装置は,測位を続行で
きることになる。また,GPS航法装置が測位していないと
き,または,一時的に測位不能となった場合,推測位置
演算部8は,自動車の進行方向を検出する磁気方位計9
からの方位データ,および車輪の回転数を検知する距離
計10からの走行距離データを受けて,ユーザの推測位置
を計算する。その後,この結果を,衛星選択部7,演算処
理部3に送る。衛星選択部7と演算処理部3は,送られ
てきたデータをユーザの推測位置として利用する。
第2図の例では,まず,時刻t0で衛星状態を行なう。こ
こで,市街地用衛星選択法で述べたI)ユーザから見た
衛星の仰角がある値より高くその仰角が最大であること
により,衛星14,またII)衛星の方位が,自動車の進行
方向または逆方向付近にある衛星を選ぶことより,衛星
13,衛星16を選ぶ。また,自動車の進行方向に対して直
交方向付近にある衛星12を選択することにより測位の精
度を上げることができる。
3次元測位を開始するとき,各衛星を受信し,データ復
調,擬似距離測定を行なうが,衛星12は,遮蔽物18によ
って衛星信号が,遮蔽され受信不能となっている。その
ため衛星12の代わりに,衛星15を再び選択する。しか
し,衛星15も,遮蔽物18の影響により受信不能である。
よって受信可能な衛星は,衛星13,衛星14,衛星16の3衛
星となり,2次元測位を開始する。その後,衛星13,衛星1
4,衛星16の3衛星による2次元測位を続行するが,自動
車の進行方行に対して直交方向付近にある衛星12,衛星1
5を捕捉するよう努める。時刻t1で,自動車が交差点に
来たとする。この時,衛星12は,受信可能となり,GPS航
法装置は,衛星12,衛星13,衛星14,衛星16による3次元
測位が可能となる。また,この時のHDOPは以前と比べて
良好なはずである。この時,以前の測位位置の誤差が大
きかったならば,以前の測位位置の補正ができる。その
後,すぐに,衛星12は,受信不能となり,再び2次元測
位が続行される。次に,図3において自動車が,進行方
向を変え東の方向に走行し,その直後の時刻t2で再び衛
星選択を行う。ここで,I),II)の優先条件より,衛星1
2,衛星14,衛星15が選択される。また,HDOPが良好となる
よう衛星13が選択される。この時点では,全衛星受信可
能となっており,3次元測位が行なわれる。その後,時刻
t3で衛星13が遮蔽物18のために,受信不能となり,衛星
12,衛星14,衛星15,衛星16の組み合わせによる測位に切
り換わる。こうして,3次元測位が続行できることにな
る。
(発明の効果) 以上,説明したように,本発明は,自動車の走行予定地
域の地図地形情報を用いて,走行する地域の地形に応じ
た衛星を選択することにより,衛星電波を途切れず受信
することができるので遮蔽物の多い地域においても連続
した位置測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は,本発明装置の一実施例を示す構成図,第2
図,第3図は本発明を説明するための図である。 1……アンテナ,2……受信部,3……演算処理部,4……制
御部,5……地図地形情報記憶部,6……位置表示操作部,7
……衛星選択部,8……推測位置演算部,9……磁気方位
計,10……距離計,11……自動車走行路,12,13,14,15およ
び16…衛星,17……自動車,18……遮蔽物

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】自動車に搭載するGPS航法装置において、
    自動車が走行する予定地域の地図地形情報を郊外領域と
    市街領域とが識別できるようにして記憶する地図地形情
    報記憶部と、この地図地形情報記憶部からの地図地形情
    報に基づいて自動車が郊外走行中かまたは市街地走行中
    かを判別し、郊外用衛星選択または市街地用衛星選択を
    行なう衛星選択手段を有し、市街地用衛星選択が行なわ
    れた場合は第1の条件として仰角がある値より高いこと
    および第2の条件として衛星の方位が自動車の進行方向
    または進行方向に対して逆方向の付近の衛星を選ぶと共
    に自動車の進行方向に対して直交方向の付近にある衛星
    を選ぶことにより衛星の組合せを決定する衛星選択部と
    を具備して、自動車走行位置の測位を行なうようにした
    ことを特徴とするGPS航法装置。
JP12760585A 1985-06-12 1985-06-12 Gps航法装置 Expired - Lifetime JPH06100645B2 (ja)

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JPS61284687A JPS61284687A (ja) 1986-12-15
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JP5012549B2 (ja) * 2008-02-12 2012-08-29 トヨタ自動車株式会社 移動体用位置算出装置
JP4952619B2 (ja) * 2008-03-10 2012-06-13 セイコーエプソン株式会社 測位方法、プログラム及び測位装置
JP2013083532A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Toyota Motor Corp 位置情報検出装置および位置情報検出方法
US9562976B2 (en) * 2013-07-31 2017-02-07 Broadcom Corporation Method and apparatus for distinguishing direct GNSS signals from reflections

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