JPH10253735A - 測位装置 - Google Patents
測位装置Info
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- JPH10253735A JPH10253735A JP7466897A JP7466897A JPH10253735A JP H10253735 A JPH10253735 A JP H10253735A JP 7466897 A JP7466897 A JP 7466897A JP 7466897 A JP7466897 A JP 7466897A JP H10253735 A JPH10253735 A JP H10253735A
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Abstract
パスの影響により測位精度が劣化する。この問題を解決
する。 【解決手段】 GPS衛星からのキャリア周波数は右円
偏波であり空中線偏波方向回転装置3で空中線の偏波方
向を回転させることにより、直接波と左円偏波の反射波
とが異なった方向に周波数シフトするので、捕捉・追尾
周波数範囲変換部24で直接波がシフトする位置を中心
に捕捉,追尾周波数範囲を設定すれば、シフトした反射
波はこの範囲から外れ、反射波を誤って捕捉・追尾する
ことがなく、測位精度を向上させることができる。
Description
号を利用した測位装置、さらに詳しくはその受信部に関
する。
単独測位を行う測位装置の概略の構成を示す図であり、
1は空中線、2は受信装置を示す。GPS衛星からの電
波は空中線1で受信され、信号として受信装置2へ送ら
れる。受信装置2では、GPS受信機21で空中線1か
らの信号を受信し、メモリ23に記憶しているアルマナ
ック(almanac) 等の情報を用いてキャリア周波数の捕
捉,追尾を行い、航法データを復調して位置計算部22
へ送り、位置計算部22で空中線1の現在位置を測位す
る。
化させる大きな要因にマルチパスがある。マルチパスと
は、良く知られているように衛星から直接空中線で受信
する電波の他に、地表の建物等で反射した反射波が直接
波と同時に受信されてしまう現象であるが、マルチパス
が強いと例えば直接波の本当のコードと反射波のそれと
の区別がつきにくく擬似距離測定誤差につながる。な
お、マルチパスは全ての種類のGPSを利用する測位装
置の精度に影響を及ぼし、単独測位でも無視できない
が、測位精度の高いDGPS(differentialGPS)や干渉
測位を行うcarrier phase DGPS等では特に問題とな
る。このようなGPSを利用して位置を求める方法やマ
ルチパスの影響については、例えば日本測量協会発行の
「GPS−人工衛星による精密測位システム」,「GP
S測量の基礎」等に記載されている。
して、従来では、 水平方向の感度を低減させた空中線を用いる。 GPS衛星の電波が右円偏波であることを利用し、右
円偏波の受信感度が高いチョーク・リング型空中線を用
いる等の方法が考えられている。
PSを利用する測位装置ではマルチパスに起因する測定
誤差によりその測位精度が劣化し、例えば擬似距離(補
正)方式のDGPSではその測位精度を1メートル以内
にすることが可能であるにも係わらず、マルチパスの影
響により実際には数メートル程度の測位精度となる。ま
た、水平方向の感度を低減させた空中線を用いる場合、
低仰角衛星からの受信感度が犠牲になり、衛星の有効利
用が制限されてしまう。また、チョーク・リング型空中
線は機械構造的に大きく重く、高価格なため、現在のと
ころDGPSサービスを提供する基準局(既知局)など
での利用に留まっており、小型の移動局に利用できな
い。さらに、同様に低仰角からの電波の受信感度が弱
く、衛星の有効利用が制限されてしまう等の問題点があ
った。
されたものであり、マルチパスの影響を除去して測位精
度を大幅に改善した測位装置を提供することを目的とし
ている。
は、GPS衛星からの電波を受信する空中線、この空中
線が受信する電波の偏波方向を回転させる偏波方向回転
装置、前記空中線で受信した信号を処理し測位を行う受
信装置、この受信装置に設けられ、前記偏波方向回転装
置からの回転情報と、アルマナック等により、前記空中
線の偏波方向の回転によりGPS衛星からの直接波がシ
フトした周波数位置を算出し、この位置を中心に捕捉,
追尾周波数範囲を設定する捕捉・追尾周波数範囲設定手
段を備えたことを特徴とする。GPS衛星からのキャリ
ア周波数は右円偏波であり空中線の偏波方向を回転させ
ることにより、直接波と反射波(直接波が1回反射した
反射波)とは異なった方向に周波数がシフトするので直
接波がシフトする位置を中心に捕捉,追尾周波数範囲を
設定すれば、シフトした反射波はこの捕捉,追尾周波数
範囲から外れるので、反射波を誤って捕捉,追尾するこ
とがなくなる。
偏波方向回転装置,捕捉・追尾周波数範囲設定手段を設
けた受信装置で構成される既知局装置、測位点に、前記
空中線,偏波方向回転装置,捕捉・追尾周波数範囲設定
手段を設けた受信装置で構成される測位局装置を備え、
前記既知局装置から伝送される情報を用いて前記測位局
装置でDGPSによる測位を行う構成を特徴とする。D
GPSを構成する場合でも、既知局装置,測位局装置と
もに本発明の構成とすれば、既知局から得られる擬似距
離補正情報やキャリア周波数の位相情報も正確なものと
なり、擬似距離(補正)方式DGPSでもcarrier phas
e DGPSでもその測位精度を大幅に向上させることが
できる。
線が受信する電波の偏波方向を電子的に回転させる装置
で構成されることを特徴とする。偏波方向を電子的に回
転させることにより、空中線および偏波方向回転装置を
軽量,小型,安価に構成でき、カーナビゲーションにお
ける移動局等に容易に実施できるようになる。
中線が受信する電波の偏波方向を機械的に回転させる装
置で構成されることを特徴とする。空中線の種類によっ
ては、偏波方向を電子的に回転させることが難しい場合
には機械的に回転させる装置としても同様に実施でき
る。
用いて説明する。図1は、本発明の装置構成の一実施形
態を示す概略ブロック図であり、図において、1は空中
線、2は受信装置、3は空中線偏波方向回転装置であ
る。また、受信装置2において、21はGPS受信機、
22は位置計算部、23はメモリ、24は捕捉・追尾周
波数範囲変換部を示す。
マルチパスは、直接波と反射波とが同時に受信され、反
射波が直接波の波形を乱すことにあるので、マルチパス
を除去させるためには、直接波と反射波とを分離し、直
接波のみを取り出せば良い。このために直接波と反射波
の性質の違いを利用する。
で、マルチパスで問題となるのは、1回反射した左円偏
波であること。 従ってマルチパスの影響を除去するためには、右円偏波
と左円偏波とを分離して右円偏波のみを捕獲,追尾する
ように構成すれば良い。このため本発明では、右円偏波
と左円偏波とを分離できるだけその周波数をシフトさ
せ、通常受信装置のメモリに記憶しているアルマナック
(almanac) 等を利用して右円偏波が周波数シフトすると
予測される位置に、捕捉,追尾周波数範囲を設定するこ
とによって、右円偏波である直接波のみを信号として取
り入れる構成とできる。
巻)pp542 〜566 ( J.D.Kraus)には、円偏波を受信する
空中線の場合、この空中線の偏波方向を回転させると、
右円偏波と左円偏波とがそれぞれ異なる方向に、空中線
の回転周波数分だけ周波数シフトすることが記載されて
いる。偏波方向を機械的に回転させることはこの種の全
ての空中線で容易に行うことができ、また垂直偏波と水
平偏波との受信強度を電子的にズラすことで、この種の
多くの空中線で偏波方向を電子的に容易に回転させるこ
とができる。従って本実施形態では、空中線偏波方向回
転装置3を備え、空中線1の偏波方向を機械的または電
子的に回転させることによって右円偏波と左円偏波の周
波数を互いに反対方向シフトして分離する。
捉する場合の受信キャリア周波数の探索を高速に行うべ
く、通常メモリ23にアルマナックと呼ばれる全衛星の
概略の軌道情報を記憶しており、従来の受信装置(図3
の2に示す)ではこの情報と空中線の概略位置および概
略の現在時刻を基に、受信キャリア周波数を推定し、そ
の推定情報200をGPS受信機21へ入力して、その
周波数を中心に探索する方法が取られている。
0が捕捉・追尾周波数範囲変換部24に入力され、空中
線偏波方向回転装置3から入力される空中線の回転方向
および回転周波数の情報300により補正されてGPS
受信機21へ入力され、GPS受信機21では直接波が
シフトした周波数位置を中心に探索を行う捕捉・追尾周
波数範囲設定手段が設けられている。従って偏波方向の
回転周波数を充分大きくしておけば、直接波と反射波の
周波数差を大きくでき、補正された情報201により直
接波のみがシフトした周波数範囲を中心に探索が行われ
るので、その周波数が大きく外れた反射波を誤って捕捉
することなく、直接波のみの捕捉が容易に行えるように
なる。
する帯域幅は、通常数十Hz以下に設計される。従って
これに比べて充分大きな空中線偏波方向回転周波数を設
定することにより、反射波を誤追尾することもない。本
実施形態に係わる測位装置は以上のような構成および動
作により、マルチパスに含まれる反射波を分離,除去
し、直接波のみによる高精度な測位が可能となる。
の概略を示すブロック図であり、図において、1a,2
a,3aはそれぞれ既知点Aに既知局装置として設置さ
れる空中線,受信装置,空中線偏波方向回転装置、1
b,2b,3bはそれぞれ測位点Bの測位局装置となる
空中線,受信装置,空中線偏波方向回転装置であり、共
に図1に示す空中線1,受信装置2,空中線偏波方向回
転装置3と同様の構成のものである。また、4aは既知
局情報送信機、4bは既知局情報受信機を示す。
による単独測位を行う装置について説明したが、既知点
Aに設置する既知局装置を上述の実施形態で説明した構
成と同様な装置構成とすることにより、マルチパスに含
まれる反射波を分離,除去し、直接波のみによる高精度
な補正情報を測位局装置へ送信することができ、高精度
なDGPSによる測位が可能となる。なおこの場合のD
GPSは、擬似距離(補正)方式でも良く、マルチパス
の影響が除去されたキャリア周波数の位相情報を送信し
て干渉測位を行うcarrierphase DGPSでも良いこと
は言うまでもないが、例えば擬似距離(補正)方式DG
PSの測位誤差は通常、受信機の熱雑音等のマルチパス
以外の要因による誤差が数十センチメートル以下に設計
されており、本実施形態のように既知点Aに設置する装
置でもマルチパスに含まれる反射波を分離・除去し、直
接波のみで測位して補正値を送信する構成とすれば、高
精度な補正が行え、1メートル以下の測位精度が期待で
きるようになる。
ることにより、マルチパスの影響を除去して測位精度を
大幅に改善することができる。特に空中線の偏波方向を
電子的に回転させる構成とした場合、機械構造的に小さ
く軽くでき、かつ低仰角衛星からの受信感度を犠牲にす
ることなく、更に低価格で実現できる。またDGPSを
構成する場合、擬似距離(補正)方式を用いる場合であ
っても1メートル以下の測位精度が期待でき、近年始ま
りつつあるDGPSサービスを利用するDGPS移動局
で構成されるカーナビゲーション装置等に、特に有効と
なる等の効果がある。
ロック図である。
ブロック図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 GPS衛星からの電波を受信する空中
線、 この空中線が受信する電波の偏波方向を回転させる偏波
方向回転装置、 前記空中線で受信した信号を処理し測位を行う受信装
置、 この受信装置に設けられ、前記偏波方向回転装置からの
回転情報と、アルマナック(almanac) 等により、前記空
中線の偏波方向の回転によりGPS衛星からの直接波が
シフトした周波数位置を算出し、この位置を中心に捕
捉,追尾周波数範囲を設定する捕捉・追尾周波数範囲設
定手段を備えたことを特徴とする測位装置。 - 【請求項2】 既知点に配設される、前記空中線,偏波
方向回転装置,捕捉・追尾周波数範囲設定手段を設けた
受信装置で構成される既知局装置、 測位点に、前記空中線,偏波方向回転装置,捕捉・追尾
周波数範囲設定手段を設けた受信装置で構成される測位
局装置を備え、 前記既知局装置から伝送される情報を用いて前記測位局
装置でDGPS(differential GPS)による測位を行う測
位装置。 - 【請求項3】 前記偏波方向回転装置は、前記空中線が
受信する電波の偏波方向を電子的に回転させる装置で構
成されることを特徴とする請求項第1項または第2項記
載の測位装置。 - 【請求項4】 前記偏波方向回転装置は、前記空中線が
受信する電波の偏波方向を機械的に回転させる装置で構
成されることを特徴とする請求項第1項または第2項記
載の測位装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7466897A JP3715741B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 測位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7466897A JP3715741B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 測位装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10253735A true JPH10253735A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3715741B2 JP3715741B2 (ja) | 2005-11-16 |
Family
ID=13553854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7466897A Expired - Fee Related JP3715741B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 測位装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3715741B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000131454A (ja) * | 1998-10-22 | 2000-05-12 | Hitachi Ltd | 移動体検知装置およびそれを用いた航空機位置検知装置 |
| JP2000268300A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-09-29 | Hitachi Ltd | 航空機位置検知装置 |
| JP2006202298A (ja) * | 1999-01-13 | 2006-08-03 | Hitachi Ltd | 航空機位置検知装置及びその方法 |
| CN109506660A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-03-22 | 大连理工大学 | 一种用于仿生导航的姿态最优化解算方法 |
-
1997
- 1997-03-12 JP JP7466897A patent/JP3715741B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000131454A (ja) * | 1998-10-22 | 2000-05-12 | Hitachi Ltd | 移動体検知装置およびそれを用いた航空機位置検知装置 |
| JP2000268300A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-09-29 | Hitachi Ltd | 航空機位置検知装置 |
| JP2006202298A (ja) * | 1999-01-13 | 2006-08-03 | Hitachi Ltd | 航空機位置検知装置及びその方法 |
| CN109506660A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-03-22 | 大连理工大学 | 一种用于仿生导航的姿态最优化解算方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3715741B2 (ja) | 2005-11-16 |
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