JPS62882A - 航法装置 - Google Patents
航法装置Info
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- JPS62882A JPS62882A JP13890985A JP13890985A JPS62882A JP S62882 A JPS62882 A JP S62882A JP 13890985 A JP13890985 A JP 13890985A JP 13890985 A JP13890985 A JP 13890985A JP S62882 A JPS62882 A JP S62882A
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、ＧＰＳを用いた航法装置に係り、特にブロッ
キングによる測位精度の劣化を防止する装置に関する。
キングによる測位精度の劣化を防止する装置に関する。
ＧＥ’Ｓについて説明する。ＧＰＳは、米国国防省が開
発している新しい全世界的な衛昇航法システムであり、
世界中の伺処にいても何時でも、利ＣＬＪ出ハｈｙａ清
＆に財・ 古葛−ハり昏；ｈ↓界す、 島工ｍの精度
で求めることが出来る衛昇航法システムである。
発している新しい全世界的な衛昇航法システムであり、
世界中の伺処にいても何時でも、利ＣＬＪ出ハｈｙａ清
＆に財・ 古葛−ハり昏；ｈ↓界す、 島工ｍの精度
で求めることが出来る衛昇航法システムである。
衛星は、赤道との軌道傾斜角が５５°、高度が約２万Ｋ
ｍの円軌道で、６つの軌道面上に、それぞれ３個配置さ
れた１８個と予備の衛星３個の合計２１個で構成されて
いる。
ｍの円軌道で、６つの軌道面上に、それぞれ３個配置さ
れた１８個と予備の衛星３個の合計２１個で構成されて
いる。
地球上の何処でも、常に４個以上の衛星が見えるように
衛星が配置されている。
衛星が配置されている。
ＧＰＳを用いて、利用者の３次元位置が求められる原理
を以下述べる。第２図に示すように、ＧＰＳ衛星は、正
確な時計をもっていて、衛星の位置情報と時刻を送信す
る。
を以下述べる。第２図に示すように、ＧＰＳ衛星は、正
確な時計をもっていて、衛星の位置情報と時刻を送信す
る。
利用者は、衛星に搭載されている時計より精度が悪く、
かつ衛星上の時計と同期していない時計をもっていて、
この時計を用いて、例えば、時刻ｔ３で送信された衛星
ｉ ＜ ｉ ＝ １．２．３．４ ）の位置情報を受
信し、そのときの利用者の時刻ｔｕｉ を求める。こ
のｔｕｉとｔｓより衛星ｉと利用者との距離ｆｉを求め
る。このｆｉは、利用者の時計誤差Δｔｕを含んでいる
ので、Ｓａ距鮮といろ、そこで、真の利用者と衛星ｉと
の距離をＲｉとすると、次式が成り立つ、 Ｃ（ｔ ｕ ｉ−ｔ Ｓ） ＝Ｒｉ＝Ｒｉ＋Δｔ ｕ
Ｃ（１）Ｃ； 光！ ｉ ＝ １． ２． ３． ４゜この式において
は、利用者の経度、緯度、高度と時計の差Δｔｕが未知
数である。未知数が４個であるので、４個の衛星に対し
て、上記の擬似距離１を永めれば、上式より利用者の３
次元位置が求ゆられる。
かつ衛星上の時計と同期していない時計をもっていて、
この時計を用いて、例えば、時刻ｔ３で送信された衛星
ｉ ＜ ｉ ＝ １．２．３．４ ）の位置情報を受
信し、そのときの利用者の時刻ｔｕｉ を求める。こ
のｔｕｉとｔｓより衛星ｉと利用者との距離ｆｉを求め
る。このｆｉは、利用者の時計誤差Δｔｕを含んでいる
ので、Ｓａ距鮮といろ、そこで、真の利用者と衛星ｉと
の距離をＲｉとすると、次式が成り立つ、 Ｃ（ｔ ｕ ｉ−ｔ Ｓ） ＝Ｒｉ＝Ｒｉ＋Δｔ ｕ
Ｃ（１）Ｃ； 光！ ｉ ＝ １． ２． ３． ４゜この式において
は、利用者の経度、緯度、高度と時計の差Δｔｕが未知
数である。未知数が４個であるので、４個の衛星に対し
て、上記の擬似距離１を永めれば、上式より利用者の３
次元位置が求ゆられる。
このＧＰＳ衛晶からの電波を受信するＧＰＳ受信機を、
自動車等の移動体に搭載し、高層ピル等が多い′都市内
で使用した場合、所望の衛星がピル等の建物の陰にかく
れてしまうブロッキングという量販が発生し、測位精度
の劣化及び測位不能という現象が生ずる。
自動車等の移動体に搭載し、高層ピル等が多い′都市内
で使用した場合、所望の衛星がピル等の建物の陰にかく
れてしまうブロッキングという量販が発生し、測位精度
の劣化及び測位不能という現象が生ずる。
ブロッキングが発生する図を第３図に示す。
上記に述べたように、移動体の３次元位置を求めるため
には、ＧＰＳ受信機は、４個のＧＰＳ衛星を捕捉する必
要がある。
には、ＧＰＳ受信機は、４個のＧＰＳ衛星を捕捉する必
要がある。
第３図に示すように、衛星３０．３１．３２．は直接波
が到来するので、捕捉出来るが、衛星３３は、ビル３４
の陰にかくれてしまい捕捉出来ない。
が到来するので、捕捉出来るが、衛星３３は、ビル３４
の陰にかくれてしまい捕捉出来ない。
このように、３１１！の衛星しか捕捉出来ないとき、従
来用いていた測位方法は、利用者がもっている時計がＧ
ＰＳ時刻と一致していると考えて、未知数Δｔｕを零と
して測位していた。
来用いていた測位方法は、利用者がもっている時計がＧ
ＰＳ時刻と一致していると考えて、未知数Δｔｕを零と
して測位していた。
利用者時計は１Ｏ−６／年の長期安定度であるために時
間が経るにつれてΔｔｕが増大し、自動車用には利用出
来ない測位精度の劣化を生じさせていた。別の従来方法
は、高度を既知とするために、気圧高度計を用いていた
。気圧高度計の精度は±５０ｍ以上であるので、高精度
側位が出来ない。
間が経るにつれてΔｔｕが増大し、自動車用には利用出
来ない測位精度の劣化を生じさせていた。別の従来方法
は、高度を既知とするために、気圧高度計を用いていた
。気圧高度計の精度は±５０ｍ以上であるので、高精度
側位が出来ない。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、ＧＰＳを
利用し、た自動車航法装置において１捕捉出来るＧＰＳ
衛里の数が３＠以下である場合、地図情報を記録してあ
る装置から、高さ、情報を読び出し、ＧＰＳ利用者の３
次元位置を求める航法装置を提供することを目的とする
。
利用し、た自動車航法装置において１捕捉出来るＧＰＳ
衛里の数が３＠以下である場合、地図情報を記録してあ
る装置から、高さ、情報を読び出し、ＧＰＳ利用者の３
次元位置を求める航法装置を提供することを目的とする
。
本発明は、ＧＰＳを利用した自動車用航法装置において
、ＧＰＳ受信機と高さ情報を含ん、だ地図情報を記録し
てある装置を用い捕捉ＧＰＳ数が３個以下である場合、
前記地図記録装置に記録されている高さ情報を利用して
、ＧＰＳ利用者の３次元位置を求める装置を提供するも
のである。
、ＧＰＳ受信機と高さ情報を含ん、だ地図情報を記録し
てある装置を用い捕捉ＧＰＳ数が３個以下である場合、
前記地図記録装置に記録されている高さ情報を利用して
、ＧＰＳ利用者の３次元位置を求める装置を提供するも
のである。
ブロッキングによる測位精度の劣化を防止し、自動車用
航法に、十分適応出来る測位精度が確保される、％王高
度計や周波数安定度の低い発振器を用いたことによる従
来方法の測位精度の劣化をなくせる。
航法に、十分適応出来る測位精度が確保される、％王高
度計や周波数安定度の低い発振器を用いたことによる従
来方法の測位精度の劣化をなくせる。
本発明の一実施例を第１図に示す。
本発明は、アンテナ５とＧＰＳ受信機６と利用者の３次
元位置と時刻を求める装置７とＧＰＳ受信機が捕捉して
いる衛星の数を監視している装置８と利用者の位置と地
図を表示する表示器９と地図１１１１、患（を査古暢鯨
カ今ｔａ）ル曾−ら１１京ス誌凱゛１０から成り立って
いる。
元位置と時刻を求める装置７とＧＰＳ受信機が捕捉して
いる衛星の数を監視している装置８と利用者の位置と地
図を表示する表示器９と地図１１１１、患（を査古暢鯨
カ今ｔａ）ル曾−ら１１京ス誌凱゛１０から成り立って
いる。
以下、具体例を示しながら説明する。
捕捉衛星数が３個である場合について述べる。
ＧＢ８衛星は、赤道との軌道傾斜角が５５０、高度が約
２万Ｋｍの円軌道で６つの軌道面上に、それぞれ３個配
置された１８ｆｌｉｉで構成されている。
２万Ｋｍの円軌道で６つの軌道面上に、それぞれ３個配
置された１８ｆｌｉｉで構成されている。
地球上の伺処でも、建物等の障害物がない所では、常に
４ｆ１１以上の衛星が見えるように配意されている０ ＧＰＳ衛星１．２．３．４の送信信号をアンテナ５で受
信し、ＧＰＳ受信機６で、ＲＦ−ＩＰ変換、周波数逆拡
散、復調を行ない、復調された信号を利用者の３次元位
置と時刻を求める装置７に送る。
４ｆ１１以上の衛星が見えるように配意されている０ ＧＰＳ衛星１．２．３．４の送信信号をアンテナ５で受
信し、ＧＰＳ受信機６で、ＲＦ−ＩＰ変換、周波数逆拡
散、復調を行ない、復調された信号を利用者の３次元位
置と時刻を求める装置７に送る。
その信号を２分配し、一方を捕捉衛星数を監視する装［
８に送る。
８に送る。
まず、装置１８で、捕捉衛星数が、４個となるように移
動体を動かす。４１−を確保した点で、利用者の３次元
位置と時刻を求める装＠７で、（ｌ）式で与えられる方
程式を解いて、利用者の位置を求めるＯ 地図情報を記録してある装置ｌＯより地図情報を読み出
し、表示装置９上に地図を表示し、さらに上記で求めた
利用者の位置も表示する。
動体を動かす。４１−を確保した点で、利用者の３次元
位置と時刻を求める装＠７で、（ｌ）式で与えられる方
程式を解いて、利用者の位置を求めるＯ 地図情報を記録してある装置ｌＯより地図情報を読み出
し、表示装置９上に地図を表示し、さらに上記で求めた
利用者の位置も表示する。
装置１０には、平面地図情報と高さ情報が記録されてい
る。ここでは高さ情報として５ｍ間隔の高さが記録され
ているものとする。
る。ここでは高さ情報として５ｍ間隔の高さが記録され
ているものとする。
第４図に、表示装置９上に表示される地図の１例を示す
。上記に示した４個のＧＰＳ衛星を捕捉出来る場合に、
求められた位置を人とする。４個の衛星を捕捉し続け／
ｉ￥Ｂまで移動体が動いたときの軌跡を５１とする。
。上記に示した４個のＧＰＳ衛星を捕捉出来る場合に、
求められた位置を人とする。４個の衛星を捕捉し続け／
ｉ￥Ｂまで移動体が動いたときの軌跡を５１とする。
このとき、利用者の位置Ｂの高さが７ｍであることがわ
かる。
かる。
また、１１）式は、次式に変形出来る。
＋ＣΔｔ ｕ （２）（ｔ
ｉ、 ｙｉ、 Ｚｉ）・・・ｉ番目の衛星の座像・・・
既知Ｘ、ｙ・・・水平方向位９１’、 Ｚ・・・高さ方
向位置（２）式において（Ｘｉ、Ｙｉｓ Ｚｉ）は、ｉ
番目の衛星の位置で、軌道が、前もってわかっているの
で、既知であり、（Ｘ、ｙＳｚ）が利用者の位置で乙が
高さである。点ＢはＺ＝７ｍである。
ｉ、 ｙｉ、 Ｚｉ）・・・ｉ番目の衛星の座像・・・
既知Ｘ、ｙ・・・水平方向位９１’、 Ｚ・・・高さ方
向位置（２）式において（Ｘｉ、Ｙｉｓ Ｚｉ）は、ｉ
番目の衛星の位置で、軌道が、前もってわかっているの
で、既知であり、（Ｘ、ｙＳｚ）が利用者の位置で乙が
高さである。点ＢはＺ＝７ｍである。
次に、点Ｂで都市内のビル陰等により、捕捉衛星数が３
個になったとする。ＧＰＳ受信機６の出力より装置８で
、捕捉衛星数が３個になったことが検出出来る。
個になったとする。ＧＰＳ受信機６の出力より装置８で
、捕捉衛星数が３個になったことが検出出来る。
この状態で、移動体が０１に向かって動いている場合の
測距は、Ｚ＝７ｍの情報を装ｆｌＩｌｏから装置７に送
り（２）式の２を既知とし、ｘ１ｙＳΔｔＵを未知数と
して３個の捕捉衛星に対して、ｆｆｉを求め、利用者の
３次元位置を求めることが出来る。この測位方法を行な
うと、実際の移動体の位ｆｆ１ｃｔ に対して、その近
傍の値が得られ、平面上の位置（Ｘｉ、ｙｃｔ）が求ま
る。こめ点（Ｘｃｌ、Ｙｃｌ）での高さ情報は、装［１
０から求められる。
測距は、Ｚ＝７ｍの情報を装ｆｌＩｌｏから装置７に送
り（２）式の２を既知とし、ｘ１ｙＳΔｔＵを未知数と
して３個の捕捉衛星に対して、ｆｆｉを求め、利用者の
３次元位置を求めることが出来る。この測位方法を行な
うと、実際の移動体の位ｆｆ１ｃｔ に対して、その近
傍の値が得られ、平面上の位置（Ｘｉ、ｙｃｔ）が求ま
る。こめ点（Ｘｃｌ、Ｙｃｌ）での高さ情報は、装［１
０から求められる。
次に、このＣＩ での高さ情報を２に代入し、測位す
る。この結果として、ＣＩの平面位ｔ （Ｘ’ｔ ＸＹ
ｃ、）が求まる。これを繰り返し行なうことで、測位が
行なえる。
る。この結果として、ＣＩの平面位ｔ （Ｘ’ｔ ＸＹ
ｃ、）が求まる。これを繰り返し行なうことで、測位が
行なえる。
点り、で、捕捉衛星数が４＠になったときは、４個の衛
星情報を用いて測位する。その結果、Ｄ。
星情報を用いて測位する。その結果、Ｄ。
が正確な位置であったときは、点り、を表示装置上に表
示する。
示する。
また、ＧＰＳ衛星を４＠捕捉出来る場合は１０ＰＳ衛星
より求めた３次元位置と地図情報を用いて求める位置を
比較することも出来る。捕捉衛星数が２Ｉｌ！である場
合には、（２）式中のＺとＸかＹを既知として、測位す
ることも出来る。
より求めた３次元位置と地図情報を用いて求める位置を
比較することも出来る。捕捉衛星数が２Ｉｌ！である場
合には、（２）式中のＺとＸかＹを既知として、測位す
ることも出来る。
以上より、本発明を用いることで、ブロッキングによる
測位精度の劣化を防止し、自動車用航法に十分適応出来
る測位精度が確保される。
測位精度の劣化を防止し、自動車用航法に十分適応出来
る測位精度が確保される。
気圧高度計や、周波数安定度の低い発揚器を用いたこと
による測位精度の劣化をなくせる。
による測位精度の劣化をなくせる。
また、表示装置９上には、高さを表示しなくてもよい。
第１図は、本発明の一実施例を示す図メ、第２図は、Ｇ
ＰＳのｉＩＲ理を示す図、第３図は、都市内でのブロッ
キングを示す図、第４図は、本発明の動作を示す図であ
る。 １〜４・・・ＧＰＳ衛星 ５・・・・・・アンテナ ６・・・・・・ＧＰＳ受信機 ７・・・・・・利用者の３次元位置と時刻を求める装置
８・・・・・・捕捉衛星数を監視する装置９・・・・・
・表示装置 １０・・・・・・地図情報を記録してある装置３０−３
３・・・・・・ＧＰＳ衛星 ３４・・・・・ ビル ３５・・・・・・移動体
ＰＳのｉＩＲ理を示す図、第３図は、都市内でのブロッ
キングを示す図、第４図は、本発明の動作を示す図であ
る。 １〜４・・・ＧＰＳ衛星 ５・・・・・・アンテナ ６・・・・・・ＧＰＳ受信機 ７・・・・・・利用者の３次元位置と時刻を求める装置
８・・・・・・捕捉衛星数を監視する装置９・・・・・
・表示装置 １０・・・・・・地図情報を記録してある装置３０−３
３・・・・・・ＧＰＳ衛星 ３４・・・・・ ビル ３５・・・・・・移動体
Claims (1)
- ＧＰＳ受信機と、高さ情報を含んだ地図情報を記録して
ある装置と、この地図情報を表示する装置とを備え、前
記地図記録装置に記録されている高さ情報を利用してＧ
ＰＳ利用者の３次元位置を求め、これを前記地図表示装
置上に表示することを特徴とする航法装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13890985A JPS62882A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 航法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13890985A JPS62882A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 航法装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62882A true JPS62882A (ja) | 1987-01-06 |
Family
ID=15232970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13890985A Pending JPS62882A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 航法装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62882A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62261087A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-13 | Nippon Denso Co Ltd | 移動体の衛星航法装置 |
| 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 |
| JPS63198887A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-08-17 | Hitachi Ltd | 人工衛星による測位方法 |
| JPS63252274A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-19 | Japan Radio Co Ltd | Ｇｐｓ航法装置 |
| JPH01155284A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-19 | Japan Radio Co Ltd | Ｇｐｓ受信機 |
| 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 |
| JP2011033413A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 無線装置 |
| CN112461204A (zh) * | 2019-08-19 | 2021-03-09 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 卫星对动态飞行目标多视角成像联合计算航行高度的方法 |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP13890985A patent/JPS62882A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62261087A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-13 | Nippon Denso Co Ltd | 移動体の衛星航法装置 |
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| JPS63182588A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | Ｇｐｓ航法装置 |
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| 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 |
| JP2011033413A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 無線装置 |
| CN112461204A (zh) * | 2019-08-19 | 2021-03-09 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 卫星对动态飞行目标多视角成像联合计算航行高度的方法 |
| CN112461204B (zh) * | 2019-08-19 | 2022-08-16 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 卫星对动态飞行目标多视角成像联合计算航行高度的方法 |
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