JPS61137086A - 車両用位置計測装置 - Google Patents
車両用位置計測装置Info
- Publication number
- JPS61137086A JPS61137086A JP25748384A JP25748384A JPS61137086A JP S61137086 A JPS61137086 A JP S61137086A JP 25748384 A JP25748384 A JP 25748384A JP 25748384 A JP25748384 A JP 25748384A JP S61137086 A JPS61137086 A JP S61137086A
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- JP
- Japan
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- satellites
- vehicle
- calculation
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Navigation (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、グローバルボジショニングシステム(以下
、GPSと略称する)を用いた車両用位置計測装置に関
する。
、GPSと略称する)を用いた車両用位置計測装置に関
する。
近年、GPSを利用した位置計測装置が活用されるよう
になってきた。
になってきた。
GPSは、各衛星の3次元位置を情報とする航。
法データを所定タイミングの電波に乗せて発信する衛星
と、これら衛星からの電波を受信するアンテナと、内蔵
時計を用いて所定タイミングで受信された複数衛星から
の航法データを解析し、位置を演算する演算装置等から
なる。そして、上記航法データから得られる衛星位置情
報、及び、前記の電波の所定タイミングの受信に基づく
伝播遅延時間の計測情報を利用して多元連立方程式を立
て位置座標を求めるようにしている。
と、これら衛星からの電波を受信するアンテナと、内蔵
時計を用いて所定タイミングで受信された複数衛星から
の航法データを解析し、位置を演算する演算装置等から
なる。そして、上記航法データから得られる衛星位置情
報、及び、前記の電波の所定タイミングの受信に基づく
伝播遅延時間の計測情報を利用して多元連立方程式を立
て位置座標を求めるようにしている。
ところで、上記の多元連立方程式は、例えば位置を3次
元に求めようとした場合、3次元位置に関する3つの未
知数に前記内蔵時計の原子時計に対するずれ(以下オフ
セットタイムと呼ぶ)の1つの未知数を加えて4つの未
知数に対して立てねばならず、この場合受信可能の′f
fI星数は4以上必要である。又、例えば位置を2次元
的に求めようとした場合、上記の理由で未知数は3とな
り受信可能の衛星数は3以上必要であった(N子通信学
会技術研究報告5A−NE84−11 rGPs受信機
の開発と測定実験結果」参照)。 ′しかしながら、G
PSに利用できる衛星数には限りがあり(現状では6個
)、特定地域において観測できる衛星数は3以下である
ことがしばしばであり、従来よりのGPSによる計測装
置にあっては、このような場合、上記の3次元的位置計
測が不可能となるという問題があった。
元に求めようとした場合、3次元位置に関する3つの未
知数に前記内蔵時計の原子時計に対するずれ(以下オフ
セットタイムと呼ぶ)の1つの未知数を加えて4つの未
知数に対して立てねばならず、この場合受信可能の′f
fI星数は4以上必要である。又、例えば位置を2次元
的に求めようとした場合、上記の理由で未知数は3とな
り受信可能の衛星数は3以上必要であった(N子通信学
会技術研究報告5A−NE84−11 rGPs受信機
の開発と測定実験結果」参照)。 ′しかしながら、G
PSに利用できる衛星数には限りがあり(現状では6個
)、特定地域において観測できる衛星数は3以下である
ことがしばしばであり、従来よりのGPSによる計測装
置にあっては、このような場合、上記の3次元的位置計
測が不可能となるという問題があった。
このような場合としては、時間帯により観測可能の衛星
数が減少する場合の他、特に車両に搭載して市街地や山
間地を走行するような場合にビルや山の影となって衛星
よりの電波を受けることができなくなるような場合があ
る。
数が減少する場合の他、特に車両に搭載して市街地や山
間地を走行するような場合にビルや山の影となって衛星
よりの電波を受けることができなくなるような場合があ
る。
この発明は上記問題点を改善し、所定数の衛星を用いて
所定の演算方式で車両の位置を求めるに際し、観測され
る衛星数が所定数より1だけ少なくとも、精度良く、略
同−の演算方式で前記車両の位置を求めることのできる
車両用位置計測装置を提供することを目的とする。
所定の演算方式で車両の位置を求めるに際し、観測され
る衛星数が所定数より1だけ少なくとも、精度良く、略
同−の演算方式で前記車両の位置を求めることのできる
車両用位置計測装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するためのこの発明は、第1図に示した
ように、複数の衛星から航法データを受竺する受信手段
1と・該受信手段1の受信結果から受信可能の衛星数を
知り衛星の数が所定の演算を行うに足りるか否かを判別
する衛星数判別手段3と、該衛星数判別手段3で検出さ
れた衛星数が所定の演算を行うに足りると判別したとき
前記受信手段1から所定数の衛星からの航法データを受
け車両の位置を所定の演算方式で演算する第1演譚手段
5と、該第1演算手段5が演算した前記車両位置の少な
くとも地球中心から車両位置までの距離(以下高さ位置
データと称す)を記憶する高さ位置データ記憶手段7と
、前記衛星数判別手段3が前記所定の演算を行うにはI
II数が1個不足すると判別したとぎ前記高さ位置デー
タ記憶手段7から高さ位置データを受けると共に前記受
信手段1から前記所定数より1個少ない衛星から航法デ
ータを受け前記高さ位置データを一定値として前記所定
の演算方式に略従って前記車両の位置を演算する第2演
算手段9と、前記第1演算手段5及び前記第2演算手段
9で求めた車両位置を適宜出力する出力手段11とを具
備して成る車両用位置計測装置である。
ように、複数の衛星から航法データを受竺する受信手段
1と・該受信手段1の受信結果から受信可能の衛星数を
知り衛星の数が所定の演算を行うに足りるか否かを判別
する衛星数判別手段3と、該衛星数判別手段3で検出さ
れた衛星数が所定の演算を行うに足りると判別したとき
前記受信手段1から所定数の衛星からの航法データを受
け車両の位置を所定の演算方式で演算する第1演譚手段
5と、該第1演算手段5が演算した前記車両位置の少な
くとも地球中心から車両位置までの距離(以下高さ位置
データと称す)を記憶する高さ位置データ記憶手段7と
、前記衛星数判別手段3が前記所定の演算を行うにはI
II数が1個不足すると判別したとぎ前記高さ位置デー
タ記憶手段7から高さ位置データを受けると共に前記受
信手段1から前記所定数より1個少ない衛星から航法デ
ータを受け前記高さ位置データを一定値として前記所定
の演算方式に略従って前記車両の位置を演算する第2演
算手段9と、前記第1演算手段5及び前記第2演算手段
9で求めた車両位置を適宜出力する出力手段11とを具
備して成る車両用位置計測装置である。
以下、この発明の詳細な説明する。
第2図に経路誘導装置と組み合わされて用いられる車両
用位置計測装置のブロック図を示した。
用位置計測装置のブロック図を示した。
13は衛星からの信号を受信するアンテナ、15は高周
波増幅を行うRFフロントエンド、17は中間周波を増
幅するIFアンプである。19は4つのチャンネルCH
1、CH2、CH3、CH4を有する航法データ検出部
であり、各チャンネルはその内部にスペクトラム逆拡散
を行う復調回路21、ローパスフィルタ23、PN発生
器25、同期回路27、そして航法データ検出回路29
をそれぞれ備えている。31はメインコンピュタ−13
3は経路誘導装置を示す。
波増幅を行うRFフロントエンド、17は中間周波を増
幅するIFアンプである。19は4つのチャンネルCH
1、CH2、CH3、CH4を有する航法データ検出部
であり、各チャンネルはその内部にスペクトラム逆拡散
を行う復調回路21、ローパスフィルタ23、PN発生
器25、同期回路27、そして航法データ検出回路29
をそれぞれ備えている。31はメインコンピュタ−13
3は経路誘導装置を示す。
第1図と第2図を対照するに、受信手段1は、アンテナ
13.RFフロントエンド15、IFアンプ17、そし
て航法データ検出装置19とで形成され、衛星数判別手
段3、第1及び第2の演算手段5.9、並びに高さ位置
データ記憶手段7はいずれもメインコンピュータ31内
に形成される。
13.RFフロントエンド15、IFアンプ17、そし
て航法データ検出装置19とで形成され、衛星数判別手
段3、第1及び第2の演算手段5.9、並びに高さ位置
データ記憶手段7はいずれもメインコンピュータ31内
に形成される。
演算結果の出力手段11は、メインコンピュータの記憶
装置を適具に利用しつつ、演算結果を経路誘導装置33
に提供するインタフェイスであり、第2図には直接図示
していない。第2図において、各チャンネルCHI〜C
H4は各衛星からの電波を独自に受け各航法データを検
出する。検出された航法データはメインコンピュータ3
1で解析、演算され、車両位置が求められることになる
。
装置を適具に利用しつつ、演算結果を経路誘導装置33
に提供するインタフェイスであり、第2図には直接図示
していない。第2図において、各チャンネルCHI〜C
H4は各衛星からの電波を独自に受け各航法データを検
出する。検出された航法データはメインコンピュータ3
1で解析、演算され、車両位置が求められることになる
。
第3図に収束演算方式による演算処理のフローチャート
を示した。これらの処理はメインコンピュータ31内で
行われる。
を示した。これらの処理はメインコンピュータ31内で
行われる。
演口聞始に先立って、ステップ303で初期値を設定す
る、初期値は車両の現在位置の推測値x ′、 y ′
、 z−及びオフセットタイムの推測値Δtu−である
。オフセットタイムとは内蔵時計の絶対時間(原子時計
)に対する誤差である。現在位置の推測値として・は、
車両停止時の前の位置データをそのまま利用することが
できる。即ち、車両停止時、イグニッションスイッチを
切る時の車両位置をメインコンピュータ31の記憶装置
に記憶しておぎ、この記憶している位置データを、次の
重両走行開始時にそのまま利用することができる。手動
入力も可能であることは勿論である。
る、初期値は車両の現在位置の推測値x ′、 y ′
、 z−及びオフセットタイムの推測値Δtu−である
。オフセットタイムとは内蔵時計の絶対時間(原子時計
)に対する誤差である。現在位置の推測値として・は、
車両停止時の前の位置データをそのまま利用することが
できる。即ち、車両停止時、イグニッションスイッチを
切る時の車両位置をメインコンピュータ31の記憶装置
に記憶しておぎ、この記憶している位置データを、次の
重両走行開始時にそのまま利用することができる。手動
入力も可能であることは勿論である。
ステップ305で衛星数の判断を行う。本例においては
4個の衛星を用いて3次元位置を求めることを基準とし
、ここでは観測可能の衛星数が4個であるか、又はそれ
より1だけ少ない3個であるかが判別される。4個であ
る場合にはステップ311に移り、3個であればステッ
プ307を介してステップ309へ移る。
4個の衛星を用いて3次元位置を求めることを基準とし
、ここでは観測可能の衛星数が4個であるか、又はそれ
より1だけ少ない3個であるかが判別される。4個であ
る場合にはステップ311に移り、3個であればステッ
プ307を介してステップ309へ移る。
ステップ311は第1図に示した第1演算手段5による
演算が行われる。ここでは、収束演算方式による推測位
置の誤差が演算されこの誤差はステップ313で評価さ
れる。
演算が行われる。ここでは、収束演算方式による推測位
置の誤差が演算されこの誤差はステップ313で評価さ
れる。
ステップ307は高さ位置データを援用する処理である
。ここで車両とは通常地球の表面を走行するものであり
、地球走行による変位置に比べ、高さ位置の変位置が少
ないため、高さ位置データを援用しても大きな誤差を生
じないものである。
。ここで車両とは通常地球の表面を走行するものであり
、地球走行による変位置に比べ、高さ位置の変位置が少
ないため、高さ位置データを援用しても大きな誤差を生
じないものである。
ステップ311の第1演算手段の処理は4個の衛星から
の情報に基づく4元連立方程式を基準とするのに対し、
ステップ309の第2aQ算手段の処理は3個の衛星か
らの情報に基づ<、311の方程式に加えて高さ位置デ
ータhが固定である情報、叩わち、方程式 %式% が追加されて上記の4元連立方程式とされる点のみが異
なる。なお、ここでは直角座標XYZで演算されること
としているが、地球中心を中点とする球座様R9θ、φ
(θ 1よ杼度、ψは緯度に相当)で演算する場合には
、第2演算手段において、R=hとして演算されること
になる。
の情報に基づく4元連立方程式を基準とするのに対し、
ステップ309の第2aQ算手段の処理は3個の衛星か
らの情報に基づ<、311の方程式に加えて高さ位置デ
ータhが固定である情報、叩わち、方程式 %式% が追加されて上記の4元連立方程式とされる点のみが異
なる。なお、ここでは直角座標XYZで演算されること
としているが、地球中心を中点とする球座様R9θ、φ
(θ 1よ杼度、ψは緯度に相当)で演算する場合には
、第2演算手段において、R=hとして演算されること
になる。
ステップ313で評価関数による評価が行なわれる。こ
れは、前記推測位置x +、 y ”、 z =が実際
位置に対してどれだけずれているかを評価する−もので
ある。
れは、前記推測位置x +、 y ”、 z =が実際
位置に対してどれだけずれているかを評価する−もので
ある。
ステップ315で収束判別を行う。即ち、ステップ31
3における評価結果が良好、即ち、推測位置が実際位置
と大きくずれていない場合にはステップ319へ移る。
3における評価結果が良好、即ち、推測位置が実際位置
と大きくずれていない場合にはステップ319へ移る。
又、ステップ313における評価結果が不良、即ち、推
測位置が実際位置と大きくずれている場合にはステップ
317へ移る。
測位置が実際位置と大きくずれている場合にはステップ
317へ移る。
ステップ317では推測位置x +、 y i−及び推
測オフセットタイムΔtu−を選定し直し、成度、上記
ステップ305へ返すもので、ステップ305からステ
ップ313にかけての処理はステップ305で収束状況
が良好であると判別されるまで繰返し行われる。
測オフセットタイムΔtu−を選定し直し、成度、上記
ステップ305へ返すもので、ステップ305からステ
ップ313にかけての処理はステップ305で収束状況
が良好であると判別されるまで繰返し行われる。
ステン9ブ315で収束状況が良好であると判別゛され
た場合にはステップ3.19へ移り、ここで車両の現在
位置xyz及び時計のオフセットタイムΔtuが決定さ
れ、ステップ321で終了する。
た場合にはステップ3.19へ移り、ここで車両の現在
位置xyz及び時計のオフセットタイムΔtuが決定さ
れ、ステップ321で終了する。
以上の処理による演算結果(車両位置xyz )は第1
図に示した出力手段11から第2図に示した経路誘導装
置33へ出力され、経路誘導装置33においてその位置
が表5示されたり、その他の処理。
図に示した出力手段11から第2図に示した経路誘導装
置33へ出力され、経路誘導装置33においてその位置
が表5示されたり、その他の処理。
に用いられたりする。なり、演算結果に゛よる高さ位置
データhは第1図に示した位置データ記憶手段に保存さ
れるが、第1換算手段で演算されたことを判別して、こ
の場合−にのみ前の値を更新するようにしても良いが、
第1演痺手段で演算されたか、或いは第2演算手段で演
算されたかを問わず前の位置データを更新して記憶する
よう6にしても良い。又、車両に高度計を設けて、高度
“位置データの補正を行なう事も考えられる。
データhは第1図に示した位置データ記憶手段に保存さ
れるが、第1換算手段で演算されたことを判別して、こ
の場合−にのみ前の値を更新するようにしても良いが、
第1演痺手段で演算されたか、或いは第2演算手段で演
算されたかを問わず前の位置データを更新して記憶する
よう6にしても良い。又、車両に高度計を設けて、高度
“位置データの補正を行なう事も考えられる。
なお、上記の実施例においてはオフセットタイムΔtu
を未知数としたが^精度な時計を用いる等によりこのオ
フセットタイムを少なくするか、又はオフセットタイム
も前回の測定値を援用する。
を未知数としたが^精度な時計を用いる等によりこのオ
フセットタイムを少なくするか、又はオフセットタイム
も前回の測定値を援用する。
或いは、考慮しなくとも良いようにした場合には3次元
演算においても3個の衛星が観測できれば良いことにな
る。従って、このような場合には、第3図フローチャー
トのステップ305の判断において、4個を3個に、3
個を2個に判別すれば良いことになる。
演算においても3個の衛星が観測できれば良いことにな
る。従って、このような場合には、第3図フローチャー
トのステップ305の判断において、4個を3個に、3
個を2個に判別すれば良いことになる。
以上説明したごの発明によれば、所定の数の衛星を用い
て所定の演算方式で車両位置を求めるに際し、観測され
る衛星数が前記所定数より1だけ少なくとも、精度良く
、略同−の演算方式で前記車両の位置を求めることので
きる車両位置計測装置を提供することができる。
て所定の演算方式で車両位置を求めるに際し、観測され
る衛星数が前記所定数より1だけ少なくとも、精度良く
、略同−の演算方式で前記車両の位置を求めることので
きる車両位置計測装置を提供することができる。
第1図はこの発明のクレーム対応図、
第2図及び第3図はこの発明の実施例を示し、第2図は
車両位置計測装置のブロック図、第3図はマイクロコン
ピュータで行われる演算処理のフローチャートである。 1・・・受信手段 3・・・衛星数判別手段 5・・・第1演算手段 7・・・高さ位置データ記憶手段 9・・・第2演算手段 11・・・出力手段 19・・・航法データ検出装置 31・・・メインコンピュータ 33・・・経路誘導装置 特許出願人 日産自動車株式会社i1m 21 .9 3WI
車両位置計測装置のブロック図、第3図はマイクロコン
ピュータで行われる演算処理のフローチャートである。 1・・・受信手段 3・・・衛星数判別手段 5・・・第1演算手段 7・・・高さ位置データ記憶手段 9・・・第2演算手段 11・・・出力手段 19・・・航法データ検出装置 31・・・メインコンピュータ 33・・・経路誘導装置 特許出願人 日産自動車株式会社i1m 21 .9 3WI
Claims (1)
- 複数の衛星から航法データを受信する受信手段と、該
受信手段の受信結果から受信可能の衛星数を知り衛星の
数が所定の演算を行うに足りるか否かを判別する衛星数
判別手段と、該衛星数判別手段で検出された衛星数が所
定の演算を行うに足りると判別したとき前記受信手段か
ら所定数の衛星からの航法データを受け車両の位置を所
定の演算方式で演算する第1演算手段と、該第1演算手
段が演算した前記車両位置の少なくとも高さ位置データ
を記憶する高さ位置データ記憶手段と、前記衛星数判別
手段が前記所定の演算を行うには衛星数が一個不足する
と判別したとき前記高さ位置データ記憶手段から高さ位
置データを受けると共に前記受信手段から前記所定数よ
り一個少ない衛星からの航法データを受け前記高さ位置
データを利用して前記所定の演算方式に略従つて前記車
両の位置を演算する第2演算手段と、前記第1演算手段
及び前記第2演算手段で求めた車両位置を適宜出力する
出力手段とを具備して成る車両用位置計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25748384A JPS61137086A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 車両用位置計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25748384A JPS61137086A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 車両用位置計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61137086A true JPS61137086A (ja) | 1986-06-24 |
| JPH0334034B2 JPH0334034B2 (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=17306921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25748384A Granted JPS61137086A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 車両用位置計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61137086A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61196180A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-08-30 | Japan Radio Co Ltd | Gps航法装置 |
| JPS62285084A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-10 | Japan Radio Co Ltd | 衛星航法装置 |
| JPS6315182A (ja) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gps受信機 |
| JPS6391584A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | Japan Radio Co Ltd | Gps航法装置 |
| JPS63182588A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | Gps航法装置 |
| JPS63182589A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | Gps航法装置 |
| JPS63252274A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-19 | Japan Radio Co Ltd | Gps航法装置 |
| EP0606890A1 (en) * | 1993-01-13 | 1994-07-20 | Pioneer Electronic Corporation | System for detecting an altitude of a vehicle dependent on a global positioning system |
-
1984
- 1984-12-07 JP JP25748384A patent/JPS61137086A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61196180A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-08-30 | Japan Radio Co Ltd | Gps航法装置 |
| JPS62285084A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-10 | Japan Radio Co Ltd | 衛星航法装置 |
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| JPS6391584A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | Japan Radio Co Ltd | Gps航法装置 |
| JPS63182588A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | Gps航法装置 |
| JPS63182589A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | Gps航法装置 |
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| EP0606890A1 (en) * | 1993-01-13 | 1994-07-20 | Pioneer Electronic Corporation | System for detecting an altitude of a vehicle dependent on a global positioning system |
| EP0915321A3 (en) * | 1993-01-13 | 1999-06-02 | Pioneer Electronic Corporation | System for detecting an altitude of a vehicle dependent on a global positioning system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0334034B2 (ja) | 1991-05-21 |
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