JPH08160118A - Dgps方式による移動体の位置標定システム - Google Patents

Dgps方式による移動体の位置標定システム

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JPH08160118A
JPH08160118A JP30208194A JP30208194A JPH08160118A JP H08160118 A JPH08160118 A JP H08160118A JP 30208194 A JP30208194 A JP 30208194A JP 30208194 A JP30208194 A JP 30208194A JP H08160118 A JPH08160118 A JP H08160118A
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JP
Japan
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mobile station
measurement
station
mobile
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JP30208194A
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Akira Suzuki
彰 鈴木
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池駆動の携帯無線機を持つ移動体の現在位
置を標定するDGPS方式による位置標定システムに関
し、固定基準局からの位置情報を用いて,システム自体
が低コストで,伝送方式が単純であり,精度が良く,特
に消費電力が少ない携帯無線機を持つ移動体のDGPS
方式による位置標定システムの実現を目的とする。 【構成】 移動局がGPS衛星からの無線電波を受信し
て其の位置を測定する時は、其の測定の度毎に,受信電
源のオンから始まる測定を間欠的に行い、其の測定間隔
を従来よりも長く設定し、其れ以外の時は該電源をオフ
として低消費電力化を図り、其の測定間隔を長く設定し
た事による移動局の位置測定の誤差は,前回測定のデー
タとの比較により,補正するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、或る既知の位置に設置
した固定局に、GPS(Global PositioningSystem)の
衛星局が送信するGPS無線電波を受信するGPS受信
機を設置し,其の受信した位置データと自局の既知の位
置情報との比較を行い,其の誤差情報を自局の位置標定
をする移動局へ伝送し,該移動局が、固定局と同様に,
GPS衛星局から無線電波を受信し自局の位置の測定デ
ータの精度の向上を図るディファレンシャルGPS(D
GPS)方式に係り、特に電池駆動の携帯型無線機を持
った移動局の位置を標定するDGPS方式の位置標定シ
ステムに関する。其の適用範囲は、市販のGPS受信機
から訓練や救命等の特殊目的の装置のシステムに広く適
用される。この電池駆動の携帯型無線機を持つ移動局の
DGPS方式による位置標定システムとしては其の標定
装置の低消費電力化が求められている。
【0002】
【従来の技術】従来のDGPS方式による移動局の位置
標定の装置構成は、図7に示す如く、移動局がGPS衛
星局からの無線電波を受信し,自移動局の現在の概略位
置を測定するGPS受信機(GPS RX)と、其の測定位置の
周辺の予め既知の位置の固定局の衛星情報を記憶したR
OM及び測定情報を記憶したRAMを含む制御部(CONT)
と、前記の位置標定の基準となる固定局からVHF又は
UHF帯の無線信号により送信された固定局の位置情報
及び各種のデータを受信するデータ受信機(DATARX)
と、該移動局の現在の概略位置の情報と誤差考慮済みの
位置情報及び各種の固定局への応答データとを送信する
データ送信機(DATA TX) とにより構成されていた。ま
た、従来の固定局側の装置構成は、衛星局からのGPS
無線電波を受信し,自固定局の現在の概略位置を測定す
るGPS受信機(GPS RX)と、其の自固定局の位置の既知
情報と周回するGPS衛星局からの電波を受信し測定し
た現在の位置情報とを比較する比較器を含む制御部(CON
T)と、前記移動局からVHF又はUHF帯の無線信号に
より送信された該移動局の概略位置の情報及び誤差考慮
済みの位置情報及び各種データを受信するデータ受信機
(DATA RX) と、前記制御部(CONT)の比較器出力の固定局
の位置誤差で移動局の位置情報を補正する補正データ及
び各種の指示データを送信するデータ送信機(DATA TX)
とより構成されていた。従来から、GPS衛星局から無
線電波を受信して現在の自分の位置を単独で測定する単
独測位型のGPS受信機は知られており、其の利用範囲
の広さから其の小形化技術が進歩し, 携帯型のGPS受
信機が世に出ている事は周知である。然し、GPSは元
来が米国の軍用である為に, 其の精度は約100 mで, 其
れだけでは余り精度の良いものとは言えない。自動車用
航法のナビゲーション装置では,GPSはあくまでも補
完用の航法装置であり,他の航法装置との共用が現状で
ある。この事を踏まえて考案されたものが前述のDGP
S方式である。この従来のDGPS方式により、補完シ
ステム無しで,精度が数mという小さな誤差で移動局の
位置の標定が可能となったが、前記の固定局等のシステ
ムの費用が莫大である為に,現実化が難しい状況にある
事と、移動局の装置が車両用電源等の豊富な電力供給を
受けられる場合には問題にならないが,人間が携帯する
携帯無線機型の移動局の装置では、其の消費電流が未だ
多いという事が問題として残されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の様に、従来のG
PS受信機及び其れを用いたシステム又はDGPS方式
を用いたシステムは、其のシステム自体のコスト高,伝
送方式の複雑さ,精度の悪さ,移動局の消費電力の増大
という問題を有していた。本発明の目的は、これ等の従
来のDGPS方式の持つ問題を解決して,システム自体
が低コストで,伝送方式が単純であり,精度が良く,特
に消費電力が少ない携帯無線機を持つ移動体のDGPS
方式による位置標定システムを実現することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的達成のための本
発明のDGPS方式による移動体の位置標定システムの
基本構成は、図1の原理図に示す如く、移動局がGPS
衛星の無線電波を受信し其の位置を測定する時は、該移
動局の電源の消費電流の低減手段(1) として、其の位置
測定の都度,受信電源のオンから始まる測定を間欠的に
行う手段(11)と、其の測定間隔を従来よりも長く設定す
る手段(12)と、其の測定以外の時は該電源をオフとする
手段(13)とを具えるように構成する(請求項1)。ま
た、其の測定間隔を長く設定した事により移動局の位置
の測定誤差が大きくなることが無く,其の測定誤差を縮
小する目的の為に,該移動局に、前回測定のデータと今
回測定のデータとを比較し其の差分を求めて補正し,測
定誤差を縮小する手段(2) を具えるように構成する(請
求項2)。
【0005】
【作用】本発明の請求項1の構成では、移動局が其のG
PS受信機により衛星からの無線電波を受信し其の位置
を測定する時には、手段(11)により, 其の位置測定の度
毎に,受信電源のオンから開始する測定を間欠的に行
い、手段(12)により, 其の測定間隔を従来よりも長く設
定する。そして手段(13)により,其の位置測定以外の時
は該受信電源をオフとするので、移動局の位置標定装置
の低消費電力化が可能となる。また、請求項2の手段
(2) により, 前記の測定間隔を長く設定した事による移
動局の位置測定の誤差の増大する事が,移動局の前回位
置の測定データと今回位置の測定データとを比較する事
により差分を求め, 其の差分の誤差が補正されて、測定
誤差が少なくなる。
【0006】
【実施例】図1の原理図はそのまま、本発明の請求項
1,請求項2の実施例の構成図である。図2は其の請求
項1,2の実施例の動作の説明図であり,移動局のGP
S受信機が、GPS衛星局からの無線電波によるGPS
データを受信し其の移動局の位置を測定するタイミング
図であり、(A) 本発明の実施例のタイミングと (B)従来
例のタイミングを図示する。
【0007】従来の移動局のGPS受信機は、図2の
(B)従来例のタイミング図に示す如く、時刻t0で電源断
の電源をONとし,先ず、数十mAの消費電流の受信状
態となり、其の後,数百mAの消費電流で一定時間Δt
だけ位置測定状態となり,其の測定が終了して消費電流
が数十mAに戻った時点t1から,次の移動局が移動した
位置で位置測定し前の測定値を更新する位置更新時t2
での時間の測定間隔ΔT=約1秒を,単に約5秒と従来
よりも長く取ることにより、電源電力の消費節約のパワ
ーセーブモードとしていた。この様に、電源ONで,先
ず、数十mAの消費電流の受信状態となり、次に位置測
定で数百mAの消費電流となり, 測定終了で数十mAの
消費電流の受信状態に戻ることを繰り返すので、GPS
受信機には、常に最低でも数十mAの消費電流が流れ
て、移動局の電源の消費電力が大きくなる。
【0008】然しながら、本発明のGPS受信機では、
図2の(A) 本発明の実施例のタイミング図に示す如く、
測定間隔ΔT を例えば 10 〜15秒と, 従来の1〜5秒よ
りも長く設定し, 且つ受信測定を行う度毎に, 電源を0
mAから一気に数百mAに立ち上げて位置測定を行うの
で、移動局のGPS受信機は、従来の消費電流の約2/
3以下の消費電流により其の測定動作が可能となる。
【0009】しかし、上記の実施例では、移動局のGP
S受信機が衛星局からの無線信号のデータを受信し其の
移動局の位置を測定する際に、毎回,受信電源を0mA
に落とし再び0mAから立ち上げるので,移動局の位置
測定に相当の時間を要し且つ其の時間の間の移動だけ位
置測定の誤差を生ずることになる。この欠点を救済する
方法として、請求項2の実施例の図3の(A) の移動局の
構成図に示す如く、移動局に、その前位置の測定データ
及び予め既知の衛星データ(衛星と基準固定局との間の
測定距離,衛星の軌道情報,基準固定局の真の位置から
計算した衛星と基準固定局との間の真距離との差の誤差
情報)を予めROMに記憶して置き、其の記憶データと
移動局の現在の位置測定のデータとを制御部CONTに付加
した比較器COMP(2)にて比較することにより、移動
局の位置の測定時間を短縮することが出来る。また、此
の比較作業の後、DGPS方式による固定局の位置の誤
差情報を加味して移動局の位置の測定値を補正する。こ
の補正による移動局の誤差の少ない位置情報を,移動局
がVHF又はUHF帯のデータ回線に載せて、固定局へ
送信する。固定局側では、移動局の位置を表示する際
に、図3の(B) の固定局側の地図表示画面に示す如く、
移動局の前位置1 のデータを基にし, 現位置3までの途
中の測定間隔ΔT =10〜15秒の間の移動体の軌跡を予想
することが出来る。
【0010】図4は、請求項3の実施例の説明の為の固
定局の送信データのフォーマットと、其の或る特定エリ
アに居る移動局(人間)の図とを示す。其の設置位置が
既知の固定局から、其の固定局の真位置と測定位置との
誤差データを移動局へ伝送する際に、図4の (A)送信デ
ータのフォーマットの如く、所定の誤差情報の他に, 移
動局への指示データを含める事により、移動局(人間)
が、例えば図4の (B)或る特定のエリアに入れば、例え
ばブザーを鳴らす。また、或るエリアから出れば、其の
ブザーが停止する等の各種の機能を持たせることが出来
る。この特定エリアの中に、移動局(人間)が入れば、
該移動局は其の位置を検出して何等かの動作を行う。ま
た、逆に外に出れば、其れを検出し,同じ様に動作を行
う。本発明の請求項2の如く、固定局のみならず,移動
局にも前位置の測定データと現在位置の測定データとを
比較する比較器COMPを持ち,其の差分を検出する構
成のDGPS方式であるので、精度がm単位の範囲指定
が可能となる。なお、従来のDGPS方式では、単に固
定局のみに,現在測定の位置データと,測量等によって
求めた正確な固定局の位置データとを比較する比較器C
OMPを持っていて, 固定局の位置測定の際に, 衛星が
常に周回している中で受信可能な衛星を選択する事によ
り生じた測定誤差を補正しているだけであり,固定局の
みならず,移動局にも前記の前位置の測定データと現在
位置の測定データとを比較する比較器COMPを持って
はいなかった。
【0011】又、本発明のDGPS方式による移動体の
位置標定システムにおいて、移動体が、例えば人間が携
帯する携帯無線機を持つ移動局である場合は、固定局と
同様に,GPS衛星からの無線電波を常に確実に受信す
ることが必要となる。そこで、図5に示す如く、携帯無
線機(移動局) のGPS受信のアンテナの下部に,其の
三次元の姿勢を感じ取るセンサージャイロを取り付け
て、携帯無線機を携帯する人間の姿勢の如何によらず,
該GPS受信アンテナが、常に水平面に対して平行にな
る様に其の姿勢を制御するように構成する(請求項
4)。
【0012】又、前記の移動局がGPS衛星からの無線
電波を確実に受信する別の方法として、図6に示す如
く、其の移動局のGPS受信のアンテナを複数個とし、
互に異なる位置に取り付けて、スペースダイバーシチ受
信となる様に構成する(請求項5)。
【0013】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、従
来のDGPS方式が持つていた消費電力と測定誤差の問
題が解決されて,システム自体が低コストで,伝送方式
が単純であり,精度が良く,特に消費電力が少ない携帯
無線機を持つ移動体のDGPS方式による位置標定シス
テムが実現されるので、本発明を用いて,携帯無線機を
携帯する人間に対する多種多様な目的の訓練装置を実現
したり、潜水艦や航空機等の事故により遭難した人間の
救命活動を行う場合に、低消費電力で長時間使用可能で
あり,高精度で自分の位置の標定が可能な携帯型無線機
を提供できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のDGPS方式による移動体の位置標
定システムの基本構成を示す原理図
【図2】 本発明の請求項1,2の実施例の移動局の位
置測定のタイミング図
【図3】 本発明の請求項2の実施例の移動局の構成と
固定局側の地図表示画面の図
【図4】 本発明の請求項3の実施例の説明図
【図5】 本発明の請求項4の実施例の固定局と移動局
のGPS受信アンテナの構造図
【図6】 本発明の請求項5の実施例の移動局(携帯無
線局)のGPS受信アンテナの取付け図
【図7】 従来のDGPS方式による移動体の位置標定
システムの構成図
【符号の説明】
1は移動局の電源の消費電流の低減手段であり、11は移
動局の位置測定の度毎に受信電源のオンから始まる測定
を間欠的に行う手段、12は其の位置測定の間隔を従来よ
りも長く設定する手段、13は其の測定以外の時は該電源
をオフとする手段である。2 は移動局の位置測定時の測
定誤差の縮小手段であり、該移動局に設けられ, 前回測
定のデータと今回測定のデータとを比較して,其の差分
を補正する回路である。GPS RXはGPS受信機であり,
移動局又は固定局にて, 衛星からの無線電波によるGPS
信号を受信し, 各自局の概略位置のデータを得る回路。
CONTは移動局又は固定局の制御部であり, 各 GPS RX の
出力と相手局からの受信データとより相手局への制御デ
ータを生成する回路。DATA RX は移動局又は固定局のデ
ータ受信機であり,夫々の相手局から送信されたデータ
を受信する回路。DATATX は移動局又は固定局のデータ
送信機であり,各CONTの出力の制御データを相手局へ送
信する回路である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体に取りつけた移動局が, 設置位置
    が既知の基準となる固定局と同様に,GPS衛星からの
    無線電波を受信して得た其の現在の概略位置を,該固定
    局の現在位置の測定誤差を加味して標定するDGPS方
    式による移動体の位置標定システムにおいて、該移動体
    の位置測定の度毎に,該移動局の受信電源のオンから始
    まる測定を間欠的に行い、其の位置測定の間隔を従来よ
    りも長く設定し、其の測定以外の時は該電源をオフとす
    る消費電流低減手段(1) を具えたことを特徴とするDG
    PS方式による移動体の位置標定システム。
  2. 【請求項2】 前記の移動体が人間の様に単位時間の移
    動距離が余り大きくない場合に、該移動体に取り付けた
    移動局に、前位置のデータと現位置のデータを比較し其
    の差分を補正して誤差を縮小する測定誤差縮小手段(2)
    を具えたことを特徴とする請求項1記載のDGPS方式
    による移動体の位置標定システム。
  3. 【請求項3】 前記の固定局が現在位置の測定誤差の情
    報を該移動局に伝送する際に、或る定められた指示デー
    タを含めて一つのデータとして送信することにより、移
    動局が自己の位置情報を基にして固定局からの指示デー
    タの示す特定のエリアにて, 予め定めた処理を行うこと
    を特徴とする請求項1記載のDGPS方式による移動体
    の位置標定システム。
  4. 【請求項4】 前記の移動局が自己の概略位置を得る為
    にGPS衛星からの無線電波を受信する際のアンテナ
    を、該移動局に設けた三次元の姿勢を感じ取るセンサー
    ジャイロに取り付けて、其の移動局の姿勢の如何によら
    ず,常に最良の受信状態を得るようにしたことを特徴と
    する請求項1記載のDGPS方式による移動体の位置標
    定システム。
  5. 【請求項5】 前記の移動局が自己の概略位置を得る為
    にGPS衛星からの無線電波を受信する際のアンテナを
    複数個とし、該移動局に互の位置を変えて設置してスペ
    ースダイバーシチ受信となるようにしたことを特徴とす
    る請求項1記載のDGPS方式による移動体の位置標定
    システム。
JP30208194A 1994-12-06 1994-12-06 Dgps方式による移動体の位置標定システム Withdrawn JPH08160118A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104237592A (zh) * 2014-09-04 2014-12-24 国家电网公司 一种电测量误差分布式比对系统及比对、来源分析方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104237592A (zh) * 2014-09-04 2014-12-24 国家电网公司 一种电测量误差分布式比对系统及比对、来源分析方法

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