JPH0611560A - Ｇｐｓ測位装置 - Google Patents
Ｇｐｓ測位装置Info
- Publication number
- JPH0611560A JPH0611560A JP4168832A JP16883292A JPH0611560A JP H0611560 A JPH0611560 A JP H0611560A JP 4168832 A JP4168832 A JP 4168832A JP 16883292 A JP16883292 A JP 16883292A JP H0611560 A JPH0611560 A JP H0611560A
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- JP
- Japan
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- error
- satellites
- satellite
- positioning
- signals
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- Pending
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- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＧＰＳ衛星の軌道情報の誤差により発生する
測位位置に対する誤差範囲をより狭め、測位精度を向上
させるＧＰＳ測位装置を提供するものである。 【構成】 信号検出部１０で５個以上の衛星からの複
数の信号を検出し、その複数衛星の受信信号から測位に
用いる衛星の信号を選択するとともに、選択された３、
または４個の衛星の信号からの測位演算によって得られ
る現在地点と各衛星の信号より得られる誤差範囲とその
衛星の方向、を求め、さらにその測位点に対して３、ま
たは４個の衛星の前記測位部で求めた誤差範囲から誤差
の領域を求める誤差領域算出部４０と、他の衛星を少な
くとも１衛星以上含む３、または４個の衛星の同じよう
にして求めた誤差領域との共通部分を、複数の組み合わ
せについて算出する共通誤差領域算出部５０とを設け、
その測位衛星の組み合わせを変えることにより、なん通
りかの誤差領域を求め、その誤差領域の交わりを求める
ことにより誤差領域をより限定し精度の向上を実現す
る。
測位位置に対する誤差範囲をより狭め、測位精度を向上
させるＧＰＳ測位装置を提供するものである。 【構成】 信号検出部１０で５個以上の衛星からの複
数の信号を検出し、その複数衛星の受信信号から測位に
用いる衛星の信号を選択するとともに、選択された３、
または４個の衛星の信号からの測位演算によって得られ
る現在地点と各衛星の信号より得られる誤差範囲とその
衛星の方向、を求め、さらにその測位点に対して３、ま
たは４個の衛星の前記測位部で求めた誤差範囲から誤差
の領域を求める誤差領域算出部４０と、他の衛星を少な
くとも１衛星以上含む３、または４個の衛星の同じよう
にして求めた誤差領域との共通部分を、複数の組み合わ
せについて算出する共通誤差領域算出部５０とを設け、
その測位衛星の組み合わせを変えることにより、なん通
りかの誤差領域を求め、その誤差領域の交わりを求める
ことにより誤差領域をより限定し精度の向上を実現す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は汎地球測位システム（Ｇ
ＰＳ）、すなわち複数の衛星から送信される電波を受信
することにより、その電波を受信している位置を決定す
るＧＰＳ測位装置に関するものである。
ＰＳ）、すなわち複数の衛星から送信される電波を受信
することにより、その電波を受信している位置を決定す
るＧＰＳ測位装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＧＰＳ測位装置は、車両、船舶
等、移動体における二次元または、三次元的な位置情報
が要求されるようになり、その精度、応答速度ともより
高精度高速度が要求される。
等、移動体における二次元または、三次元的な位置情報
が要求されるようになり、その精度、応答速度ともより
高精度高速度が要求される。
【０００３】以下、従来のＧＰＳ測位装置について説明
する。従来のＧＰＳ測位装置では、測点の位置を基準と
して、衛星と測点間の距離を測定して測点の位置を決定
するものである。測定の位置を三次元的に例えば経緯度
と高さで決定するには４個の衛星を必要とする。測位に
は、各衛星からのコード信号の信号測定精度、衛星の軌
道情報の精度および、４衛星の天空中の配置関係に支配
される。
する。従来のＧＰＳ測位装置では、測点の位置を基準と
して、衛星と測点間の距離を測定して測点の位置を決定
するものである。測定の位置を三次元的に例えば経緯度
と高さで決定するには４個の衛星を必要とする。測位に
は、各衛星からのコード信号の信号測定精度、衛星の軌
道情報の精度および、４衛星の天空中の配置関係に支配
される。
【０００４】天空に見えている衛星の中から、どの４個
の衛星を測位に使用すべきかの選択基準として従来ＧＤ
ＯＰ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒ
ｅｃｉｓｉｏｎ：ジェネラル・デリュション・オブ・プ
レシション）がある。ＧＤＯＰは、４衛星の配置で決ま
り、その値の小さい衛星の組み合わせが、測位に利用さ
れている。ＧＤＯＰは、４次元座標系ｘ，ｙ，ｚ，ｔ
（時間）において測点からｉ番目の衛星を見たときの方
向余弦を
の衛星を測位に使用すべきかの選択基準として従来ＧＤ
ＯＰ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒ
ｅｃｉｓｉｏｎ：ジェネラル・デリュション・オブ・プ
レシション）がある。ＧＤＯＰは、４衛星の配置で決ま
り、その値の小さい衛星の組み合わせが、測位に利用さ
れている。ＧＤＯＰは、４次元座標系ｘ，ｙ，ｚ，ｔ
（時間）において測点からｉ番目の衛星を見たときの方
向余弦を
【０００５】
【数１】
【０００６】とすると４衛星の方向余弦からなる計数行
列Ｈ
列Ｈ
【０００７】
【数２】
【０００８】を使って、以下のように定義されている。
【０００９】
【数３】
【００１０】実際の測位装置は、このＧＤＯＰを計算し
ながら測位を行うようになっている。
ながら測位を行うようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来方式では、軌道情報の誤差等により衛星の組み合わせ
による測位点の誤差が発生し、その誤差は、数百メート
ルにもおよぶ。
来方式では、軌道情報の誤差等により衛星の組み合わせ
による測位点の誤差が発生し、その誤差は、数百メート
ルにもおよぶ。
【００１２】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、４つ以上の衛星の受信時、衛星の組み合わせをか
えて、誤差範囲を算出することにより、誤差範囲をさら
に小さく限定することを目的とする。
ので、４つ以上の衛星の受信時、衛星の組み合わせをか
えて、誤差範囲を算出することにより、誤差範囲をさら
に小さく限定することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、５個以上の衛星からの複数の信号を検出す
る受信チャンネルを持つ信号検出部と、前記複数衛星の
受信信号から測位に用いる衛星の信号を選択する衛星選
択部と、選択された３、または４個の衛星の信号からの
測位演算によって得られる現在地点と各衛星の信号より
得られる誤差範囲とその衛星の方向、を求める測位部
と、さらにその測位点に対して３、または４個の衛星の
前記測位部で求めた誤差範囲から誤差の領域を求める誤
差領域算出部と、他の衛星を少なくとも１衛星以上含む
３、または４個の衛星の同じようにして求めた誤差領域
との共通部分を、複数の組み合わせについて算出する共
通誤差領域算出部とを設けたものである。
に本発明は、５個以上の衛星からの複数の信号を検出す
る受信チャンネルを持つ信号検出部と、前記複数衛星の
受信信号から測位に用いる衛星の信号を選択する衛星選
択部と、選択された３、または４個の衛星の信号からの
測位演算によって得られる現在地点と各衛星の信号より
得られる誤差範囲とその衛星の方向、を求める測位部
と、さらにその測位点に対して３、または４個の衛星の
前記測位部で求めた誤差範囲から誤差の領域を求める誤
差領域算出部と、他の衛星を少なくとも１衛星以上含む
３、または４個の衛星の同じようにして求めた誤差領域
との共通部分を、複数の組み合わせについて算出する共
通誤差領域算出部とを設けたものである。
【００１４】
【作用】本発明は上記構成によって、測位衛星の組み合
わせを変えることにより、なん通りかの誤差領域を求
め、その誤差領域の交わりを求めることにより誤差領域
をより限定し精度の向上を実現するものである。
わせを変えることにより、なん通りかの誤差領域を求
め、その誤差領域の交わりを求めることにより誤差領域
をより限定し精度の向上を実現するものである。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１６】図１は本発明の一実施例におけるＧＰＳ測
位装置の要部ブロック結線図である。図１において、１
０は５つ以上の衛星の複数受信チャンネルを持つ信号検
出部、２０はその受信衛星から測位に用いる衛星を選択
する衛星選択部、３０は３または４個の衛星のＧＰＳ衛
星信号から測位点と各衛星の誤差範囲を求める測位部、
４０は各衛星の誤差範囲と方向さらにその測位点に対す
る誤差領域を求める誤差領域算出部、５０は他の衛星を
少なくとも１衛星以上を含む３、または４個の衛星と同
じようにして求めた誤差領域との共通領域を複数組につ
いてとる共通誤差領域算出部である。
位装置の要部ブロック結線図である。図１において、１
０は５つ以上の衛星の複数受信チャンネルを持つ信号検
出部、２０はその受信衛星から測位に用いる衛星を選択
する衛星選択部、３０は３または４個の衛星のＧＰＳ衛
星信号から測位点と各衛星の誤差範囲を求める測位部、
４０は各衛星の誤差範囲と方向さらにその測位点に対す
る誤差領域を求める誤差領域算出部、５０は他の衛星を
少なくとも１衛星以上を含む３、または４個の衛星と同
じようにして求めた誤差領域との共通領域を複数組につ
いてとる共通誤差領域算出部である。
【００１７】以上の構成において、以下、誤差領域限定
について説明する。まず、信号検出部１０により検出さ
れた衛星信号について、衛星選択部１０で任意に衛星を
組み合わせる。次に、測位部３０において、その組み合
わせにおける測位点を算出し、さらに受信器測定誤差、
軌道情報誤差、電離層遅延補正誤差、対流圏遅延補正誤
差といった各衛星の誤差の総和を算出する。また、３衛
星測位を行っている際は、一般に外部より高度情報を得
て測位を行い、この時の誤差は高度誤差に置き換えられ
る。さらに、誤差領域算出部４０では、測位部３０にお
いて得られた各衛星の誤差範囲に対する誤差領域を算出
する。
について説明する。まず、信号検出部１０により検出さ
れた衛星信号について、衛星選択部１０で任意に衛星を
組み合わせる。次に、測位部３０において、その組み合
わせにおける測位点を算出し、さらに受信器測定誤差、
軌道情報誤差、電離層遅延補正誤差、対流圏遅延補正誤
差といった各衛星の誤差の総和を算出する。また、３衛
星測位を行っている際は、一般に外部より高度情報を得
て測位を行い、この時の誤差は高度誤差に置き換えられ
る。さらに、誤差領域算出部４０では、測位部３０にお
いて得られた各衛星の誤差範囲に対する誤差領域を算出
する。
【００１８】図２に示す誤差領域を用いて、各衛星の誤
差範囲からその組み合わせにおける衛星の誤差領域の算
出の仕方を説明する。
差範囲からその組み合わせにおける衛星の誤差領域の算
出の仕方を説明する。
【００１９】まず、現在受信している衛星がＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅの５つの衛星であり、各々の衛星のとる誤差
範囲と方向を図２に示すとおりとし、中心点は４個によ
る衛星測位により算出された位置であるとする。この
時、任意の４個の衛星ＡＢＣＤを選択した場合を考え
る。中心点上に衛星Ａを置き、両端に衛星Ｂを、衛星Ｂ
の各端に衛星Ｃを、衛星Ｃの各端に衛星Ｄを平行移動さ
せると図３のようになる。これが、この衛星の組み合わ
せにおける誤差領域である。同じようにして、衛星Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅについて誤差領域を求めたものが図４であ
る。以上のようにして求められた誤差領域に対して、次
に共通誤差領域算出部５０において、誤差領域算出部４
０において求められたいくつかの誤差領域を図５に示す
ようにそれぞれ重ね合わせ、全ての誤差領域に重なりあ
った部分だけを求めることにより共通誤差領域の算出を
行う。
Ｃ、Ｄ、Ｅの５つの衛星であり、各々の衛星のとる誤差
範囲と方向を図２に示すとおりとし、中心点は４個によ
る衛星測位により算出された位置であるとする。この
時、任意の４個の衛星ＡＢＣＤを選択した場合を考え
る。中心点上に衛星Ａを置き、両端に衛星Ｂを、衛星Ｂ
の各端に衛星Ｃを、衛星Ｃの各端に衛星Ｄを平行移動さ
せると図３のようになる。これが、この衛星の組み合わ
せにおける誤差領域である。同じようにして、衛星Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅについて誤差領域を求めたものが図４であ
る。以上のようにして求められた誤差領域に対して、次
に共通誤差領域算出部５０において、誤差領域算出部４
０において求められたいくつかの誤差領域を図５に示す
ようにそれぞれ重ね合わせ、全ての誤差領域に重なりあ
った部分だけを求めることにより共通誤差領域の算出を
行う。
【００２０】なお、演算効率を改善するためには、３、
または４個の衛星のＧＰＳ衛星信号から求められた誤差
領域における各頂点を結ぶ線分の最短と最長を求め、さ
らに他の衛星を少なくとも１衛星以上含む３、または４
個の衛星と同じようにして求めた誤差領域における最
短、最長線分を求めることで、最短線分が他の誤差領域
の最短の最長線分を上回った誤差領域の共通領域を求め
る演算を除外する共通領域演算効率改善部を、誤差領域
算出部４０と共通誤差領域算出部５０との間に設ければ
良い。
または４個の衛星のＧＰＳ衛星信号から求められた誤差
領域における各頂点を結ぶ線分の最短と最長を求め、さ
らに他の衛星を少なくとも１衛星以上含む３、または４
個の衛星と同じようにして求めた誤差領域における最
短、最長線分を求めることで、最短線分が他の誤差領域
の最短の最長線分を上回った誤差領域の共通領域を求め
る演算を除外する共通領域演算効率改善部を、誤差領域
算出部４０と共通誤差領域算出部５０との間に設ければ
良い。
【００２１】あるいは、全衛星のＧＰＳ衛星信号から、
各衛星の誤差範囲と方向を求め（これを誤差ベクトルと
呼ぶ）、水平方向について隣合う４衛星の、両外側にく
る誤差単位ベクトルのスカラ積が最も１に近くなるよう
に４衛星を選択し、さらにその２つのベクトルの和との
スカラ積が０になるベクトルを求め、そのベクトルをは
さむ４つのベクトルを持つ４衛星を選択し、この２組に
より求められた共通領域の算出を共通誤差領域算出部５
０で行なっても良い。
各衛星の誤差範囲と方向を求め（これを誤差ベクトルと
呼ぶ）、水平方向について隣合う４衛星の、両外側にく
る誤差単位ベクトルのスカラ積が最も１に近くなるよう
に４衛星を選択し、さらにその２つのベクトルの和との
スカラ積が０になるベクトルを求め、そのベクトルをは
さむ４つのベクトルを持つ４衛星を選択し、この２組に
より求められた共通領域の算出を共通誤差領域算出部５
０で行なっても良い。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明では、受信してい
る衛星のいくつかの組み合わせから誤差領域を求めその
重なりから、誤差領域を限定しようというもので、誤差
領域を小さく限定することにより測位結果に対する信頼
性を高めることが出来る。
る衛星のいくつかの組み合わせから誤差領域を求めその
重なりから、誤差領域を限定しようというもので、誤差
領域を小さく限定することにより測位結果に対する信頼
性を高めることが出来る。
【図１】本発明の一実施例におけるＧＰＳ測位装置の要
部ブロック結線図
部ブロック結線図
【図２】同ＧＰＳ測位装置においての誤差範囲を示す概
念図
念図
【図３】同ＧＰＳ測位装置においての誤差範囲を示す概
念図
念図
【図４】同ＧＰＳ測位装置においての誤差範囲を示す概
念図
念図
【図５】同ＧＰＳ測位装置においての誤差範囲を示す概
念図
念図
１０ 信号検出部 ２０ 衛星選択部 ３０ 測位部 ４０ 誤差領域算出部 ５０ 共通誤差領域算出部
Claims (3)
- 【請求項１】 ５個以上の衛星からの複数の信号を検出
する受信チャンネルを持つ信号検出部と、前記複数衛星
の受信信号から測位に用いる衛星の信号を選択する衛星
選択部と、選択された３、または４個の衛星の信号から
の測位演算によって得られる現在地点と各衛星の信号よ
り得られる誤差範囲とその衛星の方向、を求める測位部
と、さらにその測位点に対して３、または４個の衛星の
前記測位部で求めた誤差範囲から誤差の領域を求める誤
差領域算出部と、他の衛星を少なくとも１衛星以上含む
３、または４個の衛星の同じようにして求めた誤差領域
との共通部分を、複数の組み合わせについて算出する共
通誤差領域算出部とを具備したＧＰＳ測位装置。 - 【請求項２】 ３、または４個の衛星のＧＰＳ衛星信号
から求められた誤差領域における各頂点を結ぶ線分の最
短と最長を求め、さらに他の衛星を少なくとも１衛星以
上含む３、または４衛星の同じようにして求めた誤差領
域における最短、最長線分を求め、最短線分が他の誤差
領域の最短の最長線分を上回った誤差領域の共通領域を
求める演算を除外し演算効率を改善する共通領域演算効
率改善部を、誤差領域算出部と共通誤差領域算出部との
間に設けた請求項１記載のＧＰＳ測位装置。 - 【請求項３】 ＧＰＳ衛星受信装置において受信してい
る全衛星のＧＰＳ衛星信号から、各衛星の誤差範囲と方
向を求め、水平方向について隣合う４個の衛星の、両外
側にくる誤差単位ベクトルのスカラ積が最も１に近くな
るように４個の衛星を選択し、さらにその２つのベクト
ルの和とのスカラ積が０になるベクトルを求め、そのベ
クトルをはさむ４つのベクトルを持つ４衛星を選択し、
この２組により求められた共通領域の算出部を共通誤差
領域算出部に設けた請求項１記載のＧＰＳ測位装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4168832A JPH0611560A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Ｇｐｓ測位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4168832A JPH0611560A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Ｇｐｓ測位装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611560A true JPH0611560A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15875353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4168832A Pending JPH0611560A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Ｇｐｓ測位装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611560A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7136015B2 (en) | 2004-04-06 | 2006-11-14 | Alpine Electronics, Inc. | Method and apparatus for satellite positioning |
| WO2017145575A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 三菱電機株式会社 | 衛星測位装置及び列車制御システム |
| CN111999696A (zh) * | 2020-08-02 | 2020-11-27 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种多平台测向交叉定位优化方法 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP4168832A patent/JPH0611560A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7136015B2 (en) | 2004-04-06 | 2006-11-14 | Alpine Electronics, Inc. | Method and apparatus for satellite positioning |
| WO2017145575A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 三菱電機株式会社 | 衛星測位装置及び列車制御システム |
| JPWO2017145575A1 (ja) * | 2016-02-24 | 2018-10-04 | 三菱電機株式会社 | 衛星測位装置及び列車制御システム |
| US11046341B2 (en) | 2016-02-24 | 2021-06-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Satellite positioning apparatus and train control system capable of determining accurate and limited position range of moving object |
| CN111999696A (zh) * | 2020-08-02 | 2020-11-27 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种多平台测向交叉定位优化方法 |
| CN111999696B (zh) * | 2020-08-02 | 2023-07-04 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种多平台测向交叉定位优化方法 |
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