JPH0827340B2 - Ｇｐｓ航法装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、各種の移動体のためのGPS航法装置に関
するものであり、特に、GPSを構成する複数個の人工衛
星の中でGPS受信手段に受信された移動体の現在位置の
算出に使用しうる、すなわち使用可能なものの個数に依
存して、移動体の側での対処の仕方に差異を持たせるよ
うにされたものであって、使用可能な人工衛星の個数に
応じて、その表示装置での表示の仕方を異ならせるよう
にしたGPS航法装置に関するものである。

〔従来の技術〕

船舶、航空機、自動車等の各種の移動体に対して、複
数個の人工衛星から電波を送信して、その現在位置や移
動速度等を確認したり決定したりするために、GPS測位
装置が有用であることが注目されてきている。ここで、
GPS測位装置とは、全世界測位システム即ちGPS（Ｇroba
l Ｐositioning Ｓystem）に属する複数個の人工衛星
からの電波を受信して、移動体の現在位置を知ることが
できるようにされたものである。

従来から知られているように、このようなGPS測位装
置を用いてなされる測位操作は、通常、３個または４個
の人工衛星からの電波を受信することによって行なわれ
るものである。そして、複数個の人工衛星からの電波は
移動体側で同時に受信されて、複数個の人工衛星からの
情報に基づいて、移動体の現在位置を演算し、当該移動
体の現在位置を適当な表示装置に表示するようにされて
いる。このときに、必要のある地図情報が、前記現在位
置に関する情報と重畳されて、前記表示装置に表示され
ることになる。

第３図は、従来からのGPS航法装置を示すブロック図
である。この第３図において、（１）は衛星電波受信用
のアンテナであって、このアンテナ（１）の出力側はGP
S受信手段としてのGPS受信部（２）に接続されている。
このGPS受信部（２）によって得られる擬似距離データ
は位置演算手段としての位置演算部（３）に導入され
る。この位置演算部（３）においては、前記の擬似距離
データに基づいて正確な緯度、経度および高度を算出
し、その結果として移動体の正確な現在位置が検知され
る。そして、このようにして得られた現在位置に関する
データはデータ処理部（４）を介してデータ記憶部
（５）に格納されることになる。なお、表示部（６）
は、例えば、関連のある地図および移動体の現在位置を
重複して表示するCRTのような表示装置を含んでいるも
のである。このような構成を有するGPS航法装置は、例
えば、キーボード（図示されない）のスタートキーのよ
うな適当な機能キーを操作することによって起動され
る。このようにして動作状態に入ってから、複数個の人
工衛星からの電波をアンテナ（１）によって受信する。
GPS受信部（２）は、このようにして受信された電波に
基づいて各人工衛星までの擬似距離を計測し、これに対
応する擬似距離データを位置演算部（３）に供給する。
位置演算部（３）においては、前記擬似距離データに基
づいて移動体の現在位置に関する緯度、経度および高度
の演算を実行して、その演算結果をデータ記憶部（５）
に記憶させる。また、データ処理部（４）においては、
例えば、所要の地図情報をデータ記憶手段としての地図
記憶部（図示されない）から取り出して、これを移動体
の現在位置と重畳して表示部（６）で表示させるために
必要とされる各種のデータ処理がなされるものである。
かくして、データ記憶部（５）からの現在位置、移動速
度、進行方位等のような移動体の位置情報と、その移動
経路に対応する移動体のための前記地図情報とが、表示
部（６）の画面上に重畳して表示されることになる。

ところで、このような動作がなされるときに、この人
工衛星の使用しうる使用可能個数を個数判別手段で判別
する。GPS受信装置において、搬送波チャンネル装置で
人工衛星からの信号が復調できれば人工衛星からGPSに
よる測位に関する情報が得られる。そしてGPS受信装置
には搬送チャンネル装置が複数個備わっており、たとえ
ばこの搬送チャンネル装置の出力を監視すれば使用しう
る人工衛星の数が容易に判別できる。そして、移動体の
現在位置のいかんによっては、使用可能な人工衛星の個
数が３個であったり、また、４個であったりすることが
ある。

ここで、移動体の位置の座標の自由度は、x,y,zの３
次元である。人工衛星から移動体までの距離は人工衛星
からの信号の到達時間で求める。このため人工衛星側と
移動体側とに時計装置を設けて信号の到達時間を求め
る。しかし、一般に移動体側と人工衛星側との時計装置
の間の精度の差異によって信号の到達時間の測定誤差が
生じる。したがって測位には、位置の自由度の３個と時
間との合計４個の未知数があるので、使用可能な人工衛
星は最低４個必要である。すなわち、使用可能な人工衛
星の数が４個の場合は高精度で移動体の位置が求まる。
一方、３個の人工衛星からの電波を移動体が受信してい
るときには、２次元（緯度、経度）測位をすることが可
能であるけれども、以下の理由で、大きい測定誤差を生
じることがある。即ち、このような２次元測位における
緯度および経度を求めるときには、これらに対応する適
当な高度データ、例えば、使用可能な人工衛星が４個の
場合に得た高度データが使用されることになるが、通
常、自動車のような移動体が或る所定の移動経路に沿っ
て移動する際には、前記高度データは或る固定値に設定
されているものである。然るに、実際には、前記自動車
のような移動体の移動経路は、例えば山岳や渓谷のよう
に、相当な高度差のある場所を通っていることがあり、
このことから、前述されたような予め設定された固定的
な高度データでは、実際の高度と間に相当な差異が生じ
ることとなり、その結果として、前記固定的な高度デー
タに対応する緯度、経度による計測位置に相当な誤差が
生じてしまうことがある。

前述されたことから明らかなように、使用しうる人工
衛星の個数が３個のときと４個以上のときとでは、得ら
れる計測位置の精度に相当の差異があるけれども、表示
部で移動体の現在位置を表示するときには格別な差異を
持たせていないのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のGPS航法装置は以上のように構成され、動作す
るものであり、GPSを構成する複数個の人工衛星の中で
使用可能なものの個数に変動があったときに、これに対
応して別個の表示処理をするようにはされておらず、こ
のために、移動体の操作者は自己の現在位置がどの程度
の正確さをもって表示されているかを、直ちには確認す
ることができないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、GPSを構成する人工衛星の中で使用しうる
人工衛星の個数のいかんにより、現在位置の精度を瞬時
に容易に認識できるようにしたGPS航法装置を得ること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るGPS航法装置は、地図情報を記憶する
データ記憶手段と、GPSに属する複数の人工衛星からの
電波を受信するGPS受信手段と、このGPS受信手段からの
出力信号に基づいて移動体の現在位置情報を算出する現
在位置演算手段と、前記GPS受信手段からの出力信号に
基づいて前記現在位置演算手段で使用可能な人工衛星の
個数を判別する個数判別手段と、前記地図情報に基づく
地図を表示し、この地図上の前記現在位置情報に基づく
位置に現在位置を表示すると共にこの表示される現在位
置の表示の仕方を前記個数判別手段で判別される使用可
能な人工衛星の個数に応じて異ならせる表示手段を備え
たものである。また、表示手段は、現在位置の表示の色
を異ならせることにより個数判別手段で判別される使用
可能な人工衛星の個数が３個であるか４個であるかを区
別するものである。

〔作用〕

この発明においては、使用可能な人工衛星の個数が判
定され、その判定結果に応じて、表示部での移動体の現
在位置の表示の仕方が異なるようにされる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図は、この発明の一実施例であるGPS航法装置を示す
ブロック図である。この第１図において、（５）は地図
情報を記憶するデータ記憶手段としてのデータ記憶部で
あり、データ処理部（40）に設けられているものは、使
用可能な人工衛星の個数を判定するための個数判定手段
としての個数判定部（41）である。なお、この第１図に
おいて、（１），（２），（３）は前述された第３図と
同一または相当のものを示すものである。また、第２図
は、上記実施例の動作を説明するためのフローチャート
図である。

次に、これらの第１図および第２図に基づいて、上記
実施例の動作を説明する。まず、移動体の位置情報とし
ての現在位置は前述のように人工衛星の使用可能な使用
可能個数によって演算法を変えて求める。いま、例え
ば、図示されないキーボード上の所定の機能キーを押す
ことにより、装置は起動状態に入り（S0）,GPSを構成す
る複数個の人工衛星からの電波が受信される（S1）こと
になる。ここで、電波を受信することができて使用しう
る人工衛星の個数が判定される（S2）。この判定操作は
データ処理部（40）に設けられている個数判定部（41）
によってなされるものである。いま、使用可能な人工衛
星が３個であると判定されたものとすると、この判定結
果に基づいて、移動体の現在位置が表示手段としての表
示部（６）において緑色表示される（S3）。これに対し
て、使用可能な人工衛星が４個であると判定されたとき
には、この判定結果に基づいて、移動体の現在位置が赤
色表示される（S4）ことになる。すなわち、電波の受信
可能な人工衛星の数に対応して、移動体の現在位置の精
度の変化に応じて移動体の現在位置の表示の色が変る。
そして、これによって表示部（６）における表示の変更
に必要な操作が終了する（S5）。なお、地図情報を現在
位置に重畳させて表示部（６）に表示する。

尚、使用可能即ち受信可能な人工衛星の個数は、GPS
受信部（２）に受信された電波の種類数に基づいて、個
数判定部（41）において容易に判定することができる。

また、上記実施例においては、表示の色を変化させる
ことにより、使用可能な人工衛星の個数に変化があった
ことを示すようにされているけれども、これに限られる
ものではなく、例えば、一方をフリッカ表示させ、他方
はフリッカなしの表示をさせることで両者を区別するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係るGPS航法装置は、現在
位置の算出に使用しうる人工衛星の使用可能個数に応じ
てGPS受信手段からの出力信号に基づいて移動体の現在
位置情報を算出し、人工衛星の使用可能個数に応じて現
在位置情報の表示の仕方を異ならしめて現在位置情報を
地図に重畳させて表示したので、現在位置の精度を視覚
的に瞬時に容易に確認できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例であるGPS航法装置を示
すブロック図、第２図は、上記実施例の動作を説明する
ためのフローチャート図、第３図は、従来からのGPS航
法装置を示すブロック図である。 （１）はアンテナ、（２）はGPS受信部、（３）は位置
演算部、（４）、（40）はデータ処理部、（41）は個数
判定部、（５）はデータ記憶部、（６）は表示部、（6
1）はマニュアル・スイッチ（表示切換手段）。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

フロントページの続き (72)発明者 北條 晴正 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社三鷹製作所内 (72)発明者 山田 耕司 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社三鷹製作所内 (72)発明者 平田 誠一郎 兵庫県三田市三輪２丁目３番33号 三菱電 機株式会社三田製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−137086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−137171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−136855（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】GPSに属する複数の人工衛星からの電波を
   受信するGPS受信手段と、 このGPS受信手段からの出力信号に基づいて移動体の現
   在位置情報を算出する現在位置演算手段と、 前記GPS受信手段からの出力信号に基づいて前記現在位
   置演算手段で使用可能な人工衛星の個数を判別する個数
   判別手段と、 前記地図情報に基づく地図を表示し、この地図上の前記
   現在位置情報に基づく位置に現在位置を表示すると共に
   この表示される現在位置の表示の仕方を前記個数判別手
   段で判別される使用可能な人工衛星の個数に応じて異な
   らせる表示手段とを備えたGPS航法装置。
2. 【請求項２】表示手段は、現在位置の表示の色を異なら
   せることにより個数判別手段で判別される使用可能な人
   工衛星の個数が３個であるか４個であるかを区別するこ
   とを特徴とする請求項１記載のGPS航法装置。