JPH09503290A - 地理的な位置に係る測定データの自動登録のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の装置は、地理的位置に関連するデータの自動登録に役立つものである。この装置は、ＧＰＳ（地球位置測定システム(Global Positioning System)）に接続されており、該システムの部品は、人工衛星との接続を持続するアンテナ、及びアンテナを経由して該人工衛星から到達する登録位置表示信号を受信する登録ユニットである。該ＧＰＳシステムの登録ユニットは、該登録ユニット内に置かれたり、それから取り除いたりできる、それ自体公知のメモリーカードを扱う手段により完成される。該カードは、位置表示信号やメッセージを登録し記憶する。その記憶されたデータは、コンピュータに導入することができ、したがって、周辺装置（スクリーン、プリンター等）を使用して、カードに記憶されたデータ及びそれらデータからの計算結果を表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 地理的な位置に係る測定データの自動登録のための装置 技術分野 地理的位置に関係するデータの収集は、この点でそれぞれがパラメータとなる ため常に問題を含んでいた。主な問題は位置自体の決定にあった。この問題はＧ ＰＳ（地球位置測定システム(Global Positioning System)）の出現により解決 でき、さらに装置が周知であることから、これを使って乗り物（船舶、自動車、 飛行機）が行く径路を登録表示することが出来る。飛行機の場合、位置決定には ３次元的な問題があり、ＬＡＴ−ＬＯＮ（緯度・経度）座標系に高さを補ってＬ ＡＴ−ＬＯＮ−ＡＬＴ（緯度、経度、高度）としなければならない。 人工衛星を用いる位置決定のためのＧＰＳシステムは３つの部分からなる。こ れは、 -地球を周回する人工衛星（現時点ではそれらの数は２２個になっている）、 -地上の人工衛星追跡ステーション(satellite controlling station)、 -利用者の受信器、 の３つである。 背景技術 複数の人工衛星は、一定の高さで６０度の航路で飛行する。それらの飛行航路 は、少なくとも３つのｐｃｓが見通せる１点上にくる（水平線より上に来る）よ うに配置される。したがって同時にレシーバは少なくとも３個の人工衛星からの 信号を受信することが出来る。複数の人工衛星は、地球の中心から測定したそれ ら人工衛星の位置や送信時間を、測定し連続送信する。受信器は人工衛星から送 信されたデータを受信する。送信と受信との間の時間差をもとにして衛星からの 距離を計算する。 二次元の（ＬＡＴ−ＬＯＮ）位置決定の場合には、３つの人工衛星からの信号 の受信が必要であり、一方、３次元の位置決定（ＬＡＴ−ＬＯＮ−ＡＬＴ）には 、４つの人工衛星からの信号の受信を必要とする。自分自身の位置の決定は、簡 単な幾何学的分析(geometric analysis)によって行われる。 追加データ(plus data)またはさらに付け加えたデータ（測定データ）を記録 すべき場合には、１つまたはそれ以上のさらに付け加えたデータを、例えば、放 射線の放射、環境汚染等のＬＡＴ−ＬＯＮの数値対(value−pairs)（測定、記録 、評価）と調整されるべきである。 応用としては幾つかの追加条件、たとえば次のような機能に適合させることが 出来る： １-位置決定（ＬＡＴ−ＬＯＮ−ＡＬＴ）、 ２-航行(navigation)（航行の中間地点(waypoint)、挙動(bearing)、方向(headi ng)、距離(distance)、交差進路エラー(cross trackerror)など）、 ３ -オートパイロット、 ４ -径路の登録及び表示、 ５ -デジタル的遠隔データ伝送（ＤＰＧＳの作動時）、 ６ -追跡監視システム、 ７ -測定評価システム。 したがって市販の装置は数種類にわけられ、現在航法装置(navigation appa-r atuses)が普及している。 利用者側で航法装置として用いる装置の最小構成は、次のようになる：即ち、 アンテナを有するＧＰＳ受信器;制御装置とデータ表示用のディスプレイ。さら に複雑な装置は、それぞれの具体的用途にしたがう。例えば、航空機用として、 最適値計算用にすでにＧＰＳデータが使用されていることは周知であり、次の画 面の表示用に、より多くの行った径路が登録される。登録は、電子的であり、保 存用に独自にメモリーユニットが使用されており、類似の装置が航法装置でも使 用されている。 ＤＰＧＳ（差動地球位置測定システム(Differential Global Positioning Sys tem)）は、ＧＰＳ（地球的位置測定システム）の位置測定の信頼性を向上させる ために非常に好適であり、これを用いると、ＤＰＧＳ基地局は、デジタル通信 を用いて受信電波に補正データを載せ、受信器に送信することが出来る。そのた め位置測定の誤差が１００メートルから１〜５メートルに減少できる。このシス テムでは遠隔データ伝送が重要な役割を果している。 登録した径路を後で、例えば、コンピュータを用いて、表示させるような場合 、オフライン追跡システム(off-line following system)を使用することになる が、受信局が一時的な位置座標をデジタル無線通信により基地局へ送信する場合 、オンライン追跡監視システム(on-line following supervising system)が得ら れる。 前述したような方法で動かされる既知の装置、例えば、 メーカー 機種 ケンブリッジ(Cambridge) (USA) Ｌ−ＮＡＶ ツァンダー(Zander) (D) ＳＲ Ｂ２０Ｄ ディッテル(Ditte1) (D) Ｌｘ２０００ は、後述の１、２、または４項の機能を実行する。 上記項目は、航空機用のコンピュータを組み合せるもので、独立したＧＰＳ受 信器を基本装置に接続する構成を特徴とする。つまりこれらの装置は配置におい てコンパクトな装置とは考えられない。 その他の場合、使用される登録精度（ＤＰＧＳシステム）またはリアルタイム 追跡の代わりのその他の既知の装置が、または前述の2つの形式の組み合せが強 調された（例えば、スウェーデンのＧＰ＆Ｃ空港監視システム）。 移動体（対象）の径路の自動的距離保持を行うオートパイロット（ＡＵＰ）装 置は、相対的な機能を示すものであり、言い換えればなんらかの基準座標（たと えば方向、高度）を維持するもので、ＬＡＴ−ＬＯＮの関係はない。したがって これらは航法装置ではない。 発明の開示 これらの既知の装置（ＧＰＳによる位置測定装置）は次のような３つの基本的 な欠点を有している： ａ．径路または高度を登録するので、応用範囲が制限される ｂ．データは装置のメモリー内に記録されるので、データ送信を行うためにさら に評価を行うためには、装置をケーブルでコンピュータに相互接続する必要があ り、ケーブル接続のため記録装置またはコンピュータのいずれかを移動する必要 があり、これにはかなりの困難を伴う。 ｃ．小型設計の装置にならない。 ｄ．補助装置としてのＡＵＰ装置は、相対的制御（地理的位置とは無関係）にの み好適である。 本発明の目的は前述の欠点を除去することである。地理的位置によってデー タを自動登録するためには、装置をＧＰＳ（地球位置測定システム）に接続し、 前記システムの部材は衛星との接続を保アンテナ、衛星から送信された位置決定 信号を受信する登録ユニットである。本発明によれば、ＧＰＳシステムの位置測 定を実行するユニット（登録ユニット）にはメモリーカードを操作する手段を付 属する。それ自体が周知のメモリーカードは登録ユニットに装着しまたここから 取り外すことが出来る。ユニットは方位測定信号およびその他の信号、メッセー ジの受信とその保存に好適である。データはメモリーカード内に保存され、コン ピュータ内に導入される。周辺装置（画面および印刷装置等）を用いてデータが メモリーカードに保存されこれらのデータの計算結果を表示する。 本発明による装置は、 １．地理的位置（ＬＡＴ−ＬＯＮ）およびその他の測定データ（たとえば高度や その他のなんらかの測定データ）を測定し登録することが出来る。 ２．記録（登録）は装置内に挿入しまた簡単に取り出すことの出来るメモリーカ ードを用いて行い、読み取り装置に入れた後でカードがコンピュータに接続され 、適切なプログラムを用いてさらなる処理を行うことが可能になる。 ３．コンパクトな配置になる。 ４．本装置は絶対ＡＵＰ機能を有し、ＧＰＳ接続によってあらゆる径路（地点と して提供された場合でも）の追跡に非常に好適である。 本発明による装置は添付の図面を参照して詳細に説明する。図面に図示してあ る本装置の部材は次の通りである： ＲＰＧＳ-登録ユニット（われわれの仕様による決定） ＣＲＷ-カード読み取り・書き込み装置 ＭＣ-メモリーカード ＳＩＯ-シリアルポート ＰＣ-パーソナルコンピュータ Ｓｐｅｓ．Ｍｅｓ．Ｉｎｓｔｒ．-周知の差動測定装置 ＰＴＯＴ，ＰＳＴＡＴ-航空機用装置の場合の全圧力および静止圧測定用吸入口 （ピトー管） ＤＰＧＳ-差動ＧＰＳ ＡＵＴ-オートパイロット装置 本発明を実施するための最良の形態 図１の部材を用いる装置の機能 − ＭC（メモリーカード）をＣＲＷ（読み取り／書き込み装置）に挿入すると ＰＣ（パーソナルコンピュータ）は装置（ＲＧＰＳ）へデータ、たとえば必要に 応じてなんらかのコメント設定データなどのデータを送信することが出来る。Ｍ Ｃ（メモリーカード）はフロッピーディスクとして装置（ＲＰＧＳ）に挿入して 径路全体を読み取ることが出来る。同時にデータの記録も自動的に行う。 − 径路の読み取りを行った後ＭＣ（メモリーカード）をＣＲＷ（カード読み取 り／書き込み装置）に挿入し通常の表示と評価に続けて問題なくデータをＰＣ（ パーソナルコンピュータ）に転送できる。 図１に図示した装置の使用の幾つかの態様を図２に図示してある（ここでは例 として用いる）。これらは、 ａ．航空機の径路の自動文書化および評価：本発明によるＲＰＧＳのＧＰＳ位置 測定ユニットはＧＰＳアンテナに接続し、さらにＰＴＯＴ、ＰＳＴＡＴ圧力表示 装置に接続する。さらに必要な場合は他の周知の測定装置、または衛星経由で地 球との接続を確立するトランシーバ（公衆電話サービス） を挿入したり、測定装置を接続する。装置の１つの部材はＳＩＯシリアルポート 経由で接続し、ＲＰＧＳのエネルギー供給は電力接続経由で行う。 ｂ．航空機用または地上の移動体用に構成されたＲＰＧＳ装置を用いた広い範囲 にわたる放射線の測定は、ａ項の配置を用いる。用途としては危険な状況、予防 が必要な放射能汚染の認識が考えられる。 ｃ．環境特性（たとえば大気汚染および／または気象データ）の測定は多チャン ネル測定局を用いる。周知の測定装置のアナログ／デジタル出力をＲＰＧＳ装置 に接続する。時間または距離に基づいて自分自身の位置のサンプリングと登録を 行い、一時的な測定値も記録する。測定した単一の特性の地理的な分布は位置測 定のコンピュータ支援評価を用いて表示でき、傾斜等を描画させることが出来る 。 固定局（現行の技術レベルによる）の数を増加させることなく、臨時の移 動局を用いて詳細な画像を得ることが出来る。 ｄ．サーボを備えた多軸装置の場合制御される装置は予めプログラムしてある径 路を追跡するので、自動的にブレークポイントで旋回し、絶対機能を確保する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ＧＰＳ（地球位置測定システム）に接続され、地理的な位置に依存する測 定データの自動登録のための装置であって、前記システムの部分は、人工衛星と の接続を維持するためのアンテナと、アンテナを用いて前記人工衛星から到達す る位置を示す信号を受信し登録するユニットであり、前記ＧＰＳシステムの前記 登録ユニットは、それ自体が周知のメモリーカードを操作するための手段を備え 、前記メモリーカードは、前記登録ユニットに挿入しまた取り出すことができ、 、前記受信した位置表示信号並びにその他の送信された信号及びメッセージの記 憶および登録ができるものであることを特徴とするＧＰＳに接続され、地理的な 位置に依存する測定データの自動登録のための装置。 ２． 前記ＧＰＳ（地球位置測定システム）は、例えば、高度を指示する圧力表 示装置、放射線量又はなんらかの局地データの測定装置としてデータを測定し、 受信し、その後関連する信号を−全地球的地理的位置を示すデータと共に−前記 メモリーカード内に登録する測定手段を設けて完成されており、前記メモリーカ ードは前記登録ユニットに挿入され、またそこから取り出すことができるもので あることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３． 前記位置表示信号を受信する前記ＧＰＳシステムの前記ユニットは、例え ば、デジタル無線モジュール衛星通信ユニット、セル方式無線通信のような無線 デジタル移動通信システムにより完成されていることを特徴とする請求の範囲第 １項〜第２項に記載の装置。 ４． データを記憶したカードをコンピュータに導入した後、これの周辺装置（ 画面、印刷装置等）を用いて、カード内に記憶したデータ及びこれらからの計算 結果を表示することができることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項まで のいずれかに記載のメモリーカード。 ５． 前記ＧＰＳ（地球位置測定システム）は、単軸または多軸オートパイロッ ト用サーボユニットにより完成されていることを特徴とする請求の範囲第１項か ら第４項までのいずれかに記載の装置。