JPS6295478A - Ｇｐｓ受信システム - Google Patents
Ｇｐｓ受信システムInfo
- Publication number
- JPS6295478A JPS6295478A JP23523485A JP23523485A JPS6295478A JP S6295478 A JPS6295478 A JP S6295478A JP 23523485 A JP23523485 A JP 23523485A JP 23523485 A JP23523485 A JP 23523485A JP S6295478 A JPS6295478 A JP S6295478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- satellite
- user
- clock
- demodulated signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ＧＰＳ用の受信システムにａυ、特に自動車
など陸上移動体の位置の測定に好適なＵＰＳ受イぎシス
テムに関する。
など陸上移動体の位置の測定に好適なＵＰＳ受イぎシス
テムに関する。
竜ｖを利用した航法システムとして近年、そのための等
用の人工衛星を用いた、いわゆるＧＰＳ（グローバル・
ボジショニンク・システム）が江目を浴びるようになっ
てきた。
用の人工衛星を用いた、いわゆるＧＰＳ（グローバル・
ボジショニンク・システム）が江目を浴びるようになっ
てきた。
第５図にＧＰＳの測位ｙＡ理を示す。衛星位置とユーザ
位置の距離ρｉを衛星から送信される信号の伝播時間を
計測することにより求め、その時の送信時刻からケプラ
一方程式を解くことにより衛星位置を推定し、これらρ
１及び（Ｕ＋、Ｖ＋。
位置の距離ρｉを衛星から送信される信号の伝播時間を
計測することにより求め、その時の送信時刻からケプラ
一方程式を解くことにより衛星位置を推定し、これらρ
１及び（Ｕ＋、Ｖ＋。
Ｗ＋）からユーザ位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を算出する。
これは、例えば、特開昭５５−１１７９７７号公開公報
や特開昭５９−８８６６６号公開公報などで公知のもの
で、以下に示すように、４個の佑星を利用してρ＝〔ρ
ｌ、ρ２．ρ３．ρ４〕７を計測して（１）式で与えら
れる連立方程式を解くことによりユーザ位Ｗ（Ｘ、Ｙ、
Ｚ＋が求められる。
や特開昭５９−８８６６６号公開公報などで公知のもの
で、以下に示すように、４個の佑星を利用してρ＝〔ρ
ｌ、ρ２．ρ３．ρ４〕７を計測して（１）式で与えら
れる連立方程式を解くことによりユーザ位Ｗ（Ｘ、Ｙ、
Ｚ＋が求められる。
・・・・・・・・・（１）
（経度−緯度一高さ）座標変換
ρＩ＝
≠Ｔπ■Ｔム４．ｈ１１２＋［Ｖｌ−Ｙ（ｔｌ、４．ｈ
ｌ１２＋［Ｗｌ−Ｚ（Ａ、４．ｈ））２＋ｃ−ｂ
・・・・・・・・・（２
）ここで、ｔｔ ；緯度（１ａｔｉｔｕｄｅ ）ｔｌ；
経度（Ｉｏｎｇｉ ｔｕｄｅ １ｈ ；高度（ａｌｔｉ
ｔｕｄｅ １ ｅ２＝１− （１−ｆ）”＝１−（１−１／２９８．２
６１２＝ ６．６９４３１７７４Ｘ１０−３ ａ；ＷＧＳ−７２の長半径（＝６，３７８，１３５ ｍ
ｌｆ；Ｗｏｓ−７２の平坦度 Ｃ； ２９９７９２４５８ ｍ／ ５ （２）式を線形化すると、 δρ＝〔Ｇ〕δＵ又はδＵ＝ｌ：Ｇ）”’・δρ・・・
・・・・・・（５） ここで、 δＵ＝〔ｔｔ ｒ 、δｔ１．δｈ、δＢ）”。
ｌ１２＋［Ｗｌ−Ｚ（Ａ、４．ｈ））２＋ｃ−ｂ
・・・・・・・・・（２
）ここで、ｔｔ ；緯度（１ａｔｉｔｕｄｅ ）ｔｌ；
経度（Ｉｏｎｇｉ ｔｕｄｅ １ｈ ；高度（ａｌｔｉ
ｔｕｄｅ １ ｅ２＝１− （１−ｆ）”＝１−（１−１／２９８．２
６１２＝ ６．６９４３１７７４Ｘ１０−３ ａ；ＷＧＳ−７２の長半径（＝６，３７８，１３５ ｍ
ｌｆ；Ｗｏｓ−７２の平坦度 Ｃ； ２９９７９２４５８ ｍ／ ５ （２）式を線形化すると、 δρ＝〔Ｇ〕δＵ又はδＵ＝ｌ：Ｇ）”’・δρ・・・
・・・・・・（５） ここで、 δＵ＝〔ｔｔ ｒ 、δｔ１．δｈ、δＢ）”。
δρ＝〔δρ、１５ρ２．δρ３．δρ４〕０ ・・・
・・・・・・（６）・・・・・・・・・（７） ・・・・・・・・・（８） ・・・・・・・・・（９） ・・・・・・・・・αＯ ここで、 ・・・・・・・・・０υ また、（７）式中のａρ１／＆ｂについては、となる。
・・・・・・（６）・・・・・・・・・（７） ・・・・・・・・・（８） ・・・・・・・・・（９） ・・・・・・・・・αＯ ここで、 ・・・・・・・・・０υ また、（７）式中のａρ１／＆ｂについては、となる。
第６図に（１）〜（１４）式で与えられた測位アルゴリ
ズムの計算手順を示す。ユーザ初期位置として、緯度、
経度、高さを約３００［ｍ）の誤差範囲で与え、またユ
ーザのクロックバイアスｂの初期ｆｆｉは零とおけば良
い。
ズムの計算手順を示す。ユーザ初期位置として、緯度、
経度、高さを約３００［ｍ）の誤差範囲で与え、またユ
ーザのクロックバイアスｂの初期ｆｆｉは零とおけば良
い。
以上で示したＧＰＳ測位アルゴリズムにおいて、ユーザ
時計とＧＰＳシステム時計との時刻差があってもクロッ
クバイアスｂが未知数であるから測位、結果には影響し
ないように見えるが、実際にはこの大きさが問題となり
、以下この点について説明する。
時計とＧＰＳシステム時計との時刻差があってもクロッ
クバイアスｂが未知数であるから測位、結果には影響し
ないように見えるが、実際にはこの大きさが問題となり
、以下この点について説明する。
衛Ｍ位Ｆｆｔ （Ｕ ＋ 、 Ｖ Ｉ、 Ｗ ＋ ）と
ユーザ位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）はともに時々刻々と変化する
が、（１）式の連立方程式を解くには擬似距離ρ１を計
測した時刻ですべて同期がとれている必要がある。
ユーザ位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）はともに時々刻々と変化する
が、（１）式の連立方程式を解くには擬似距離ρ１を計
測した時刻ですべて同期がとれている必要がある。
この場合、クロックバイアスｂすなわちユーザ時計とＧ
ＰＳシステム時計の偏差が未知数となっているが、擬似
距離の測定範囲が衛星から送信されるエポック信号の周
期（１ｍｓｅｃ１以内であるため、（１）式で求められ
るクロックバイアスｂもこのエポック信号の周期以内で
ある。第７図にエポック周期を超えるユーザバイアスｂ
と（１）式で考慮されるユーザバイアスｂの関係を示す
。第７図から判る様に、ｂは擬似距離ρ１に含まれない
ユーザ時計のバイアス分で、このエポック周期を超える
ユーザバイアスｂと測位誤差の関係をシミュレーション
で求めた結果を第８図で示す。
ＰＳシステム時計の偏差が未知数となっているが、擬似
距離の測定範囲が衛星から送信されるエポック信号の周
期（１ｍｓｅｃ１以内であるため、（１）式で求められ
るクロックバイアスｂもこのエポック信号の周期以内で
ある。第７図にエポック周期を超えるユーザバイアスｂ
と（１）式で考慮されるユーザバイアスｂの関係を示す
。第７図から判る様に、ｂは擬似距離ρ１に含まれない
ユーザ時計のバイアス分で、このエポック周期を超える
ユーザバイアスｂと測位誤差の関係をシミュレーション
で求めた結果を第８図で示す。
従って、例えば５ｍ５ｅＣのｂがあると１０〜２５ｍの
測位誤差となって現われる。
測位誤差となって現われる。
本発明は、上記の背景のもとでなされたもので、その目
的とするところは、上記した従来技術の問題点を解決し
、陸上移動体のような電波環境の悪い状況下においても
、高精度で測位できるＧＰＳ受信システムを提供するこ
とにある。
的とするところは、上記した従来技術の問題点を解決し
、陸上移動体のような電波環境の悪い状況下においても
、高精度で測位できるＧＰＳ受信システムを提供するこ
とにある。
本発明の要点は、衛星から送信されるデータ信号すなわ
ち受信システムの復調信号がＧＰＳシステム時計と同期
していることに着目し、復調信号の変化タイミ・ングで
擬似距離計測のだめの同期をとるようにした点にあり、
さらに処理性の高いマイクロコンピュータを利用してこ
の計測タイミングを決める衛星としてＳ／Ｎの良い状況
にある衛星を選ぶ点にある。
ち受信システムの復調信号がＧＰＳシステム時計と同期
していることに着目し、復調信号の変化タイミ・ングで
擬似距離計測のだめの同期をとるようにした点にあり、
さらに処理性の高いマイクロコンピュータを利用してこ
の計測タイミングを決める衛星としてＳ／Ｎの良い状況
にある衛星を選ぶ点にある。
以下、本発明によるＧＰＳ受信システムについて、図示
の実施例により詳細に説明する。
の実施例により詳細に説明する。
第１図に示すように、衛星から送信される１゜５（）Ｒ
２のスペクトラム拡散された信号を、各衛星に応じて定
められたＣ／Ａコードで同期をとると１ｍ（８）周期の
エポック信号が得られる。また同期信号を検波し、さら
にＣ０８ＴＡＳ回路を介して１゛ピツ）７２０ｍｍの復
調信号が得られる。
２のスペクトラム拡散された信号を、各衛星に応じて定
められたＣ／Ａコードで同期をとると１ｍ（８）周期の
エポック信号が得られる。また同期信号を検波し、さら
にＣ０８ＴＡＳ回路を介して１゛ピツ）７２０ｍｍの復
調信号が得られる。
そこで、本発明の一実施例では、第１図の復調信号の例
において↓印で示す復調信号の変化タイミングにユーザ
時計を同期させるようにしている。
において↓印で示す復調信号の変化タイミングにユーザ
時計を同期させるようにしている。
第２図はこの実施例における同期方法を示したもので、
復調信号の変化タイミングでユーザクロックをリセット
し、このリセット時点あるいはこの時点から２０ｍ秒間
隔（ユーザ時計）で擬似距離（凡Ｉ、 Ｒ２、Ｒｓ 、
Ｒ４）を計測する。
復調信号の変化タイミングでユーザクロックをリセット
し、このリセット時点あるいはこの時点から２０ｍ秒間
隔（ユーザ時計）で擬似距離（凡Ｉ、 Ｒ２、Ｒｓ 、
Ｒ４）を計測する。
従って、この実施例によれば、衛星位置（Ｕｌ。
Ｖ Ｉ、 Ｗ＋ ）が正確に求められ、この結果、高精
度な測位を得ることができる。
度な測位を得ることができる。
次に、との実施例では、ＧＰ８受信システムに高速処理
できるマイクロコンピュータを搭載し、以下のようにさ
らにユーザ時計の精度を向上させることが出来るように
している。
できるマイクロコンピュータを搭載し、以下のようにさ
らにユーザ時計の精度を向上させることが出来るように
している。
すなわち、ＧＰＳ受信システムで使われるアンテナは無
指向性であり、その性能は第３図に示すように水平方向
で悪くなる。その結果、受信信号のＳ／Ｎは第４図で示
すように衛星仰角により変動する。
指向性であり、その性能は第３図に示すように水平方向
で悪くなる。その結果、受信信号のＳ／Ｎは第４図で示
すように衛星仰角により変動する。
一方、Ｓ／Ｎが低下すると復調信号にゆらぎを生じて時
刻合わせのタイミングに狂いを生じやすい。
刻合わせのタイミングに狂いを生じやすい。
ところで、測位計算には衛星が３個又は４個必要である
が、時刻合わせのタイミング信号の作成に必要なのはそ
のうちの１個である。
が、時刻合わせのタイミング信号の作成に必要なのはそ
のうちの１個である。
そこで、この実施例では、上記したマイクロコンピュー
タにより、この時刻合わせ用の衛星として、そのとき受
信可能な状態にある複数の衛星のうちで、一番仰角の大
きいものを選択するようにしである。
タにより、この時刻合わせ用の衛星として、そのとき受
信可能な状態にある複数の衛星のうちで、一番仰角の大
きいものを選択するようにしである。
従って、この実施例によれば、ユーザ時計をリセットす
るタイミング信号を発生するために用いられる復調信号
は、常にＳ／Ｎの良い信号となるので、同期のバラツキ
を最小限にとどめることができる。
るタイミング信号を発生するために用いられる復調信号
は、常にＳ／Ｎの良い信号となるので、同期のバラツキ
を最小限にとどめることができる。
以上説明したように、本発明によれば、ユーザクロック
がＧＰＳシステムのクロックに同期させられるようにな
るため、従来技術の欠点を除き、衛星位置が正確に決定
でき、これによυ高精度の測位を行なうことができる。
がＧＰＳシステムのクロックに同期させられるようにな
るため、従来技術の欠点を除き、衛星位置が正確に決定
でき、これによυ高精度の測位を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるＧＰＳ受信システムにおける同期
タイミングの説明図、第２図は本発明の一実施例におけ
るユーザクロックの同期方法の説明図、第３図はＧＰＳ
受信用アンテナの特性図、第４図は衛星信号のＳ／Ｎと
仰角との関係を示す説明図、第５図はＧＰＳシステムの
説明図、第６図はＧＰＳシステムによる測位アルゴリズ
ムを示す説明図、第７図は従来技術の問題点を示す説明
図、第８図はユーザクロックバイアスと測位誤差の関係
を示す説明図である。 （Ｕ ＋ 、 Ｖ ＋ 、 Ｗ Ｉｌ”・衛星位置、（
Ｘ、 Ｙ、 Ｚ ）−ユーザ位置、ｂ・・・クロックバ
イアス、ｂ・・・ユーザパイ 乙（、パ居
タイミングの説明図、第２図は本発明の一実施例におけ
るユーザクロックの同期方法の説明図、第３図はＧＰＳ
受信用アンテナの特性図、第４図は衛星信号のＳ／Ｎと
仰角との関係を示す説明図、第５図はＧＰＳシステムの
説明図、第６図はＧＰＳシステムによる測位アルゴリズ
ムを示す説明図、第７図は従来技術の問題点を示す説明
図、第８図はユーザクロックバイアスと測位誤差の関係
を示す説明図である。 （Ｕ ＋ 、 Ｖ ＋ 、 Ｗ Ｉｌ”・衛星位置、（
Ｘ、 Ｙ、 Ｚ ）−ユーザ位置、ｂ・・・クロックバ
イアス、ｂ・・・ユーザパイ 乙（、パ居
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ＧＰＳ衛星から送信される信号に同期して擬似距離
計測用のエポック信号を発生し、このエポック信号に基
づいて測位計算用データを得るための復調信号を発生さ
せる方式のＧＰＳ受信システムにおいて、上記エポック
信号を発生させるために必要なユーザクロックを、上記
復調信号が変化するタイミングに合わせて同期させるよ
うに構成したことを特徴とするＧＰＳ受信システム。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記タイミング合
わせのための復調信号が、そのとき受信可能な複数の衛
星のうちで仰角が最大となつている衛星から受信した信
号によるものとなるように構成されていることを特徴と
するＧＰＳ受信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23523485A JPS6295478A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Ｇｐｓ受信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23523485A JPS6295478A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Ｇｐｓ受信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295478A true JPS6295478A (ja) | 1987-05-01 |
Family
ID=16983063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23523485A Pending JPS6295478A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Ｇｐｓ受信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6295478A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01113683A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-02 | Japan Radio Co Ltd | Ｇｐｓ航法装置 |
| JPH03170890A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-24 | Pioneer Electron Corp | Ｇｐｓ受信機の衛星電波捕捉方法 |
| US6350397B1 (en) | 1999-03-10 | 2002-02-26 | Aspen Research Corporation | Optical member with layer having a coating geometry and composition that enhance cleaning properties |
| JP2002277527A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Honda Motor Co Ltd | Ｇｐｓ受信装置 |
| KR100442706B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2004-08-02 | 한국항공우주연구원 | 정지궤도 위성을 이용한 시각동기 서비스에 있어서의실시간 궤도결정 시스템 및 방법 |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP23523485A patent/JPS6295478A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01113683A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-02 | Japan Radio Co Ltd | Ｇｐｓ航法装置 |
| JPH03170890A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-24 | Pioneer Electron Corp | Ｇｐｓ受信機の衛星電波捕捉方法 |
| US6350397B1 (en) | 1999-03-10 | 2002-02-26 | Aspen Research Corporation | Optical member with layer having a coating geometry and composition that enhance cleaning properties |
| JP2002277527A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Honda Motor Co Ltd | Ｇｐｓ受信装置 |
| KR100442706B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2004-08-02 | 한국항공우주연구원 | 정지궤도 위성을 이용한 시각동기 서비스에 있어서의실시간 궤도결정 시스템 및 방법 |
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