JP2012021808A - Position finding support apparatus - Google Patents

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Shigeo Kawashima
茂男 河島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position finding support apparatus that makes possible, in a receiver device of a position finding system to which satellite navigation is applied, quick identification of the speed or position of a navigation satellite applied to position finding, and realize starting of highly accurate position finding at low cost without requiring substantial alteration of hardware or software.SOLUTION: A position finding support apparatus that figures out under feedback control physical quantities pertaining to a navigation satellite to be newly applied to position finding is provided with estimation means that estimates a convergence value of physical quantities substituted as roots of simultaneous equations into an equation representing a transitional response of the feedback control of a sequence of the physical quantities figured out according to sailing data having arrived in a sequence of time series from the navigation satellite, and position finding accelerating means that applies the convergence value to the position finding.

Description

本発明は、衛星航法が適用された測位系の受信装置において、測位に適用される航行衛星の速度または位置の速やかな識別を可能とする測位支援装置に関する。   The present invention relates to a positioning support apparatus capable of promptly identifying the speed or position of a navigation satellite applied to positioning in a positioning system receiving apparatus to which satellite navigation is applied.

GPS(Global
Positioning System)を含むGNSS(Global Navigation Satellite Systems)の受信装置の多くには、擬似距離の取得、受信波の搬送波周波数や位相の追尾をそれぞれ実現するDLL(Delay Lock Loop)、AFC(Automatic Frequency Control)、PLL(Phase Locked Loop)のようなフィードバック制御系が組み込まれている。
GPS (Global
Many GNSS (Global Navigation Satellite Systems) receivers, including Positioning System, have a pseudo-distance acquisition, DLL (Delay Lock Loop), and AFC (Automatic Frequency Control) that realizes the tracking of the carrier wave frequency and phase of the received wave. ), A feedback control system such as PLL (Phase Locked Loop) is incorporated.

このような受信装置では、所望の測位の精度の確保を目的として、例えば、始動後、あるいは定常状態において測位に新たに適用されるべき何れのGPS衛星に関しても、フィードバック制御系に固有の時定数に応じた過渡応答が所望の精度で収束する時点まで待機した時点における値(≒理想的な収束値)として、距離や速度が識別されていた。   In such a receiving apparatus, for the purpose of ensuring the desired positioning accuracy, for example, any GPS satellite to be newly applied to positioning after starting or in a steady state, a time constant specific to the feedback control system. The distance and the speed are identified as values at the time of waiting until the transient response corresponding to the value converges with a desired accuracy (≈ideal convergence value).

なお、本発明に関連する先行技術としては、後述する特許文献1に記載されるように、「バックアップ航法データを用いて、当該GPS受信器の位置を判定する初期位置算出時間(TTFF)を低減するGPS受信器であって、前記バックアップ航法データを格納するための不揮発性記憶ユニットと、前記不揮発性記憶ユニットと情報のやり取りが可能なように連通し、前記不揮発性記憶ユニットから前記バックアップ航法データを読み出し、当該GPS受信器の電源が投入されたときにRTC回路を用いることなくローカル時間基準を計算する機能を有し、更に、前記バックアップ航法データと前記ローカル時間基準とを用いて当該GPS受信器についての位置の判定期間中の前記TTFFを低減する機能を有する測位ユニットとを備える」ことにより、「RTC回路を用いることなく、ローカル時間基準を計算することができ、かつ不揮発性記憶ユニットを用いてバックアップ航法データ格納するGPS受信器を提供し、前記ローカル時間基準およびバックアップ航法データは、GPS受信器のTTFFを低減できる」点に特徴がある受信器がある。   As a prior art related to the present invention, as described in Patent Document 1 described later, “the initial position calculation time (TTFF) for determining the position of the GPS receiver is reduced using backup navigation data”. A non-volatile storage unit for storing the backup navigation data and communicates with the non-volatile storage unit so that information can be exchanged between the non-volatile storage unit and the backup navigation data. And the local time reference is calculated without using an RTC circuit when the GPS receiver is turned on, and the GPS reception is performed using the backup navigation data and the local time reference. A positioning unit having a function of reducing the TTFF during the position determination period for the device By providing a GPS receiver capable of calculating a local time reference without using an RTC circuit and storing backup navigation data using a non-volatile storage unit, the local time reference and backup navigation data are There is a receiver characterized in that the TTFF of the GPS receiver can be reduced.

特開2008−197084号公報JP 2008-197084 A

ところで、上述した従来例では、上記過渡応答の収束に要する時間は、数秒と長いために、始動時から測位の開始に要する時間TTFF(Time to First Fix)の大半を占めていた。
しかし、近年、GPS等を用いた測位系の用途やニーズが多様となり、特に、GPS受信機を内蔵した携帯電話端末に組み込まれるアプリケーションシステムには、上記TTFFの大幅な短縮が強く要望されつつある。
By the way, in the above-described conventional example, since the time required for convergence of the transient response is as long as several seconds, it occupies most of the time TTFF (Time to First Fix) required for starting the positioning from the start.
However, in recent years, the use and needs of positioning systems using GPS and the like have been diversified, and there is a strong demand for a significant shortening of the TTFF particularly in application systems incorporated in mobile phone terminals incorporating GPS receivers. .

なお、図4(b) に示すように、上記過渡応答が十分に収束する前に開始された測位の結果には、一般に、数十メートルないし数百メートル以上の誤差を伴う。したがって、測位の精度が低下することなく、TTFFの短縮が可能な技術が強く要望されていた。   As shown in FIG. 4B, the positioning result started before the transient response sufficiently converges generally involves an error of several tens of meters to several hundreds of meters. Therefore, there has been a strong demand for a technique that can shorten the TTFF without lowering the positioning accuracy.

本発明は、ハードウェアやソフトウェアの構成が大幅に変更されることなく、高い精度による測位の開始を安価に実現できる測位支援装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a positioning support device that can realize the start of positioning with high accuracy at low cost without significantly changing the configuration of hardware or software.

請求項1に記載の発明では、新たに測位に適用される航行衛星にかかわる物理量をフィードバック制御の下で求める測位支援装置において、推定手段は、前記航行衛星から時系列の順に到来した航行データに応じて求められた前記物理量の列が前記フィードバック制御の過渡的な応答を示す式に代入された連立方程式の根として、前記物理量の収束値を推定する。測位促進手段は、前記収束値を前記測位に適用する。
すなわち、測位に適用される収束値は、上記フィードバック制御の過渡的な応答が収束する前に行われる算術演算により速やかに推定される。
According to the first aspect of the present invention, in the positioning support apparatus for obtaining a physical quantity relating to a navigation satellite newly applied for positioning under feedback control, the estimating means is adapted to the navigation data arriving in time series from the navigation satellite. The convergence value of the physical quantity is estimated as the root of the simultaneous equation in which the column of the physical quantity obtained accordingly is substituted into an expression indicating a transient response of the feedback control. The positioning promoting means applies the convergence value to the positioning.
That is, the convergence value applied to positioning is quickly estimated by an arithmetic operation performed before the transient response of the feedback control converges.

請求項2に記載の発明では、新たに測位に適用される航行衛星にかかわる物理量をフィードバック制御の下で求める測位支援装置において、推定手段は、前記航行衛星から時系列の順に到来した航行データに応じて求められた前記物理量の列が前記フィードバック制御の過渡的な応答を示す式に代入された複数N組の連立方程式の根として、前記速度の収束値のN個の候補を求め、前記N個の候補の内、誤差が最小であり、または所定の閾値を下回る特定の候補を前記収束値として推定する。測位促進手段は、前記特定の候補を前記測位に適用する。
すなわち、測位に適用される収束値は、上記フィードバック制御の過渡的な応答が収束する前に行われる算術演算により、速やかに、かつ精度よく推定される。
According to the second aspect of the present invention, in the positioning support apparatus for obtaining a physical quantity relating to a navigation satellite newly applied for positioning under feedback control, the estimating means is adapted to the navigation data arriving in time series from the navigation satellite. As a root of a plurality of N sets of simultaneous equations in which the column of the physical quantity obtained in response is substituted into an expression indicating a transient response of the feedback control, N candidates of the convergence value of the velocity are obtained, and the N Among the candidates, a specific candidate having the smallest error or falling below a predetermined threshold is estimated as the convergence value. The positioning promoting means applies the specific candidate to the positioning.
That is, the convergence value applied to positioning is estimated quickly and accurately by an arithmetic operation performed before the transient response of the feedback control converges.

請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の測位支援装置において、前記物理量は、前記航行衛星の速度である。
すなわち、測位に適用される物理量が航行衛星の速度である場合であっても、その速度の収束値は、既述の算術演算により、速やかに、かつ精度よく推定される。
According to a third aspect of the present invention, in the positioning support apparatus according to the first or second aspect, the physical quantity is a speed of the navigation satellite.
That is, even when the physical quantity applied for positioning is the speed of the navigation satellite, the convergence value of the speed is estimated quickly and accurately by the arithmetic operation described above.

請求項4に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の測位支援装置において、前記物理量は、前記航行衛星の距離である。
すなわち、測位に適用される物理量が航行衛星の距離である場合であっても、その距離の収束値は、既述の算術演算により、速やかに、かつ精度よく推定される。
According to a fourth aspect of the present invention, in the positioning support apparatus according to the first or second aspect, the physical quantity is a distance of the navigation satellite.
That is, even when the physical quantity applied to positioning is the distance of the navigation satellite, the convergence value of the distance is estimated quickly and accurately by the arithmetic operation described above.

請求項5に記載の発明では、請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の測位支援装置において、前記式は、前記過渡的な応答を近似する近似式である。
すなわち、収束値を算出するために行われる算術演算は、上記近似式の精度の範囲で処理量が無用に増加することなく高速に実現される。
According to a fifth aspect of the present invention, in the positioning support device according to any one of the first to fifth aspects, the equation is an approximate equation that approximates the transient response.
That is, the arithmetic operation performed to calculate the convergence value is realized at high speed without unnecessarily increasing the processing amount within the accuracy range of the approximate expression.

本発明が適用された測位系は、始動時だけではなく、測位に適用されるべき航行衛星が増加したときにも、測位の精度が低下することなく応答性が高められる。
また、本発明が適用された測位系は、始動時と、測位に適用されるべき航行衛星が増加したときにも、測位の精度が高く維持されつつ応答性が向上する。
In the positioning system to which the present invention is applied, not only at the time of start-up, but also when the number of navigation satellites to be applied for positioning increases, the responsiveness is improved without reducing the positioning accuracy.
In addition, the positioning system to which the present invention is applied improves responsiveness while maintaining high positioning accuracy even when starting and when the number of navigation satellites to be applied for positioning increases.

さらに、本発明が適用された測位系は、測位の応答性が高められる。
また、本発明が適用された測位系によれば、所望の精度と応答性との何れもが得られる。
Furthermore, the positioning system to which the present invention is applied has improved positioning response.
Further, according to the positioning system to which the present invention is applied, both desired accuracy and responsiveness can be obtained.

したがって、本発明によれば、航行衛星から到来する無線信号の伝搬路が頻繁に遮られる状態であっても、精度よく安定に測位が行われ、その測位の結果の多様な分野への適用が可能となる。   Therefore, according to the present invention, positioning is performed accurately and stably even when the propagation path of radio signals coming from navigation satellites is frequently blocked, and the results of positioning can be applied to various fields. It becomes possible.

本発明の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of this invention. 本実施形態における信号処理部の動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart of the signal processing part in this embodiment. 本実施形態の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of this embodiment. 従来例の課題を示す図である。It is a figure which shows the subject of a prior art example.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す図である。
図において、GPS衛星(図示されない。)から無線信号が到来するアンテナ11の給電点には、無線部12のアンテナ端子が接続され、その無線部12の出力は信号処理部13の入力に接続される。信号処理部13の出力には、上記GPS衛星の位置(以下、「衛星位置」という。)、距離(以下、「衛星距離」という。)速度(以下、「衛星速度」という。),加速度(以下、「衛星加速度」という。)の全てまたは一部が出力される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, the antenna terminal of the radio unit 12 is connected to the feeding point of the antenna 11 from which a radio signal comes from a GPS satellite (not shown), and the output of the radio unit 12 is connected to the input of the signal processing unit 13. The The output of the signal processor 13 includes the position of the GPS satellite (hereinafter referred to as “satellite position”), distance (hereinafter referred to as “satellite distance”) speed (hereinafter referred to as “satellite speed”), acceleration ( Hereinafter, all or part of “satellite acceleration”) is output.

図2は、本実施形態における信号処理部の動作フローチャートである。
図3は、本実施形態の動作を説明する図である。
以下、図1〜図3を参照して本実施形態の動作を説明する。
FIG. 2 is an operation flowchart of the signal processing unit in the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the present embodiment.
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.

本実施形態の各部の基本的な動作は、以下の通りである。
無線部12は、GPS衛星からアンテナ11に到来した受信波を検波することにより中間周波信号を生成し、その中間周波信号をA/D変換することにより、ディジタル信号を生成する。
The basic operation of each part of this embodiment is as follows.
The radio unit 12 generates an intermediate frequency signal by detecting a received wave arriving at the antenna 11 from a GPS satellite, and generates a digital signal by A / D converting the intermediate frequency signal.

信号処理部13は、以下の処理を行う。
(1) 所定のアルゴリズムに基づいてGPS衛星を順次選択し、選択された個々のGPS衛星について、受信波のドプラシフトを推定し、そのドップラシフトの中心値を含む所定の周波数帯域における受信波との相関をとる。
(2) 並行してGPS衛星から受信され得るC/Aコードの内、該当するGPS衛星から受信されたC/Aコードとの相関が最大となる周波数と、C/Aコードの位相とを検出してGPS衛星を捕捉する。
The signal processing unit 13 performs the following processing.
(1) GPS satellites are sequentially selected based on a predetermined algorithm, the Doppler shift of the received wave is estimated for each selected GPS satellite, and the received wave in a predetermined frequency band including the center value of the Doppler shift is Take correlation.
(2) Among the C / A codes that can be received from the GPS satellites in parallel, the frequency that maximizes the correlation with the C / A code received from the corresponding GPS satellite and the phase of the C / A code are detected. To capture GPS satellites.

(3) 何れのGPS衛星についても、捕捉を完了した後には、搬送波とC/Aコードの位相との追尾を継続して行う。
(4) GPS衛星から受信されるC/Aコードの位相を測定することにより、受信波が送信された時刻(以下、「送信時刻」という。)を求める。
(3) For any GPS satellite, after the acquisition is completed, tracking of the carrier wave and the phase of the C / A code is continued.
(4) By measuring the phase of the C / A code received from the GPS satellite, the time when the received wave was transmitted (hereinafter referred to as “transmission time”) is obtained.

(5) 「本実施形態に係るGPS受信機(以下、単に「受信機」という。)に内蔵された時計(以下、「内蔵時計」という。)が与える時刻」の上記「送信時刻」に対する偏差を該当するGPS衛星から到来する受信波の伝搬所要時間Tとして求める。
(6) この伝搬所要時間Tと上記受信波の伝搬速度の公称値Cとの積として、GPS衛星の擬似距離を求める。
(5) Deviation from “transmission time” of “time given by a clock (hereinafter,“ built-in clock ”) built in the GPS receiver according to the present embodiment (hereinafter, simply“ receiver ”). Is obtained as the required propagation time T of the received wave coming from the corresponding GPS satellite.
(6) The pseudo distance of the GPS satellite is obtained as the product of the required propagation time T and the nominal value C of the propagation speed of the received wave.

(7) 受信波を復調することにより、アルマナック(軌道上の全てのGPS衛星の大まかな軌道情報を含む。)と、エフェメリス(受信波の送信元であるGPS衛星のクロック補正係数および軌道情報を含む。)とを取得する。
(8) 地球の中心を原点とする3次元座標系における個々のGPS衛星の衛星位置を上記エフェメリスに基づいて求める。
(7) By demodulating the received wave, almanac (including rough orbit information of all GPS satellites in orbit) and ephemeris (clock correction coefficient and orbit information of the GPS satellite from which the received wave is transmitted) Including).
(8) The satellite position of each GPS satellite in the three-dimensional coordinate system with the center of the earth as the origin is obtained based on the ephemeris.

(9) これらのGPS衛星の内、4個以上のGPS衛星について、上記「送信時刻」における「衛星位置」および「擬似距離」に対して成立する連立方程式の解として、地球上における受信機の位置(X,Y,Z)と、その受信機の「内蔵時計」が与える時刻の偏差とを求め、これらの位置および偏差を出力する。 (9) Among these GPS satellites, for four or more GPS satellites, as a solution of simultaneous equations established for the “satellite position” and “pseudorange” at the “transmission time”, The position (X, Y, Z) and the deviation of the time given by the “built-in clock” of the receiver are obtained, and these position and deviation are output.

本実施形態の特徴は、既述の処理(1)〜(9)(以下、「測位処理」という。)の過程において、アルマナックやエフェメリスに基づいて算出された「衛星距離」、「衛星速度」等の物理量の内、後続する測位処理に適用されるべき物理量が後述する手順に基づいて確定される点にある。   The features of this embodiment are “satellite distance” and “satellite speed” calculated based on almanac and ephemeris in the process of the above-described processes (1) to (9) (hereinafter referred to as “positioning process”). Among these physical quantities, the physical quantity to be applied to the subsequent positioning process is determined based on the procedure described later.

なお、GPS衛星から到来した無線信号から上記物理量を単に算出する処理については、本発明の特徴ではなく、多様な公知技術を用いて実現可能であるのでは、ここでは、その説明を省略する。   Note that the process of simply calculating the physical quantity from the radio signal arriving from a GPS satellite is not a feature of the present invention, and can be realized using various known techniques, and therefore the description thereof is omitted here.

信号処理部13は、始動後における測位処理に適用されるべきGPS衛星、あるいは測位処理に新たに適用されるべきGPS衛星を識別すると、該当するGPS衛星の「衛星距離」、「衛星速度」等の物理量を時系列の順に適宜算出する。   When the signal processing unit 13 identifies a GPS satellite to be applied to the positioning process after start-up or a GPS satellite to be newly applied to the positioning process, the “satellite distance”, “satellite speed”, and the like of the corresponding GPS satellite Are appropriately calculated in the order of time series.

上記物理量は、無線部12と信号処理部13とに組み込まれ、かつ所定の機能分散や負荷分散の下で連係するフィードバック制御系(図示されない。)が介在することにより算出される。なお、このようなフィードバック系には、例えば、既述のDLL、AFC、PLL等が該当する。   The physical quantity is calculated by the presence of a feedback control system (not shown) incorporated in the radio unit 12 and the signal processing unit 13 and linked under a predetermined function distribution or load distribution. Such a feedback system corresponds to, for example, the above-described DLL, AFC, PLL, or the like.

したがって、フィードバック制御系との連係の下で時系列tの順に算出される物理量Vは、例えば、図3に太線で示すように、該当するフィードバック制御系の総合的な時定数τで変化する過渡的応答(以下、「観測値V」と表記する。)として与えられる。   Therefore, the physical quantity V calculated in the order of the time series t in cooperation with the feedback control system is, for example, a transient that changes with the overall time constant τ of the corresponding feedback control system, as shown by a thick line in FIG. As a dynamic response (hereinafter referred to as “observed value V”).

このような観測値Vは、例えば、該当するGPS衛星に関して初めて算出されべき物理量(以下、「初期観測値V1」という。)、上記過渡応答の収束値V0、既述の時系列tおよび時定数τとに対して、下式で示される指数関数V(t) で近似する(あるいは表す)ことができる。
V(t)=V1・exp(−t/τ)+V0 ・・・(a)
Such an observed value V is, for example, a physical quantity to be calculated for the first time for the corresponding GPS satellite (hereinafter referred to as “initial observed value V1”), the convergence value V0 of the transient response, the time series t and the time constant described above. τ can be approximated (or expressed) by an exponential function V (t) expressed by the following equation.
V (t) = V1 · exp (−t / τ) + V0 (a)

信号処理部13は、図3に示すように、時系列tの順に異なる3つの時点(=t1,t2,t3)における観測値(=V(t1),V(t2),V(t3))を求める(図2ステップS1,図3(1),(2),(3))と、以下の処理を行う。   As shown in FIG. 3, the signal processing unit 13 has observed values (= V (t1), V (t2), and V (t3)) at three time points (= t1, t2, and t3) that are different in order of the time series t. (Step S1, FIG. 2, (1), (2), (3) in FIG. 2), the following processing is performed.

(1) 上記3つの時点(=t1,t2,t3)に後続する時点(=t4〜tn)おける観測値(=V(t4)〜V(tn)(≒V0))を求める処理(以下、「収束値取得処理」という。)を省略する(図2ステップS2)。 (1) Processing for obtaining observation values (= V (t4) to V (tn) (≈V0)) at time points (= t4 to tn) subsequent to the above three time points (= t1, t2, t3) The “convergence value acquisition process” is omitted (step S2 in FIG. 2).

(2) 上式(a) に、これらの時点(=t1、t2、t3)および観測値(=V(t1),V(t2),V(t3))が代入されることによって構成される下記の連立方程式の解として、収束値V0を求める(図2ステップS3,図3(4))。
V(t1)=V1・exp(−t1/τ)+V0
V(t2)=V1・exp(−t2/τ)+V0
V(t3)=V1・exp(−t3/τ)+V0
(2) The above formula (a) is constructed by substituting these time points (= t1, t2, t3) and observed values (= V (t1), V (t2), V (t3)). As a solution of the following simultaneous equations, a convergence value V0 is obtained (step S3 in FIG. 2, FIG. 3 (4)).
V (t1) = V1 · exp (−t1 / τ) + V0
V (t2) = V1 · exp (−t2 / τ) + V0
V (t3) = V1 · exp (−t3 / τ) + V0

(3) 図3に太線の直線で示すように、既述の「収束値取得処理」によって得られる観測値V(tn)に代えて上記収束値V0を適用することにより、「測位処理」を行う(図2ステップS4)。 (3) As shown by the thick straight line in FIG. 3, by applying the convergence value V0 in place of the observed value V (tn) obtained by the previously described “convergence value acquisition process”, the “positioning process” is performed. This is performed (step S4 in FIG. 2).

すなわち、収束値V0は、既述の「収束値取得処理」に要する時間や処理量が削減されるにもかかわらず、精度よく高速に得られる。   That is, the convergence value V0 can be obtained with high accuracy and high speed despite the reduction in the time and processing amount required for the “convergence value acquisition process” described above.

このように本実施形態によれば、始動時だけではなく、測位に適用されるべきGPS衛星が増加するときにも、測位処理の応答性および精度が高く維持される。
したがって、本実施形態に係るGPS受信機は、地物(高層建築物等)や地形によってGPS衛星との間における無線信号の伝搬路が(頻繁に)阻害されあるいは途切れる地点と、建造物の内部や地下道から外部に移動した直後との何れにおける測位も、従来例に比べて大幅に高速に、かつ精度よく実現される。
As described above, according to the present embodiment, not only at the time of start-up, but also when the number of GPS satellites to be applied for positioning increases, the responsiveness and accuracy of positioning processing are maintained high.
Therefore, the GPS receiver according to the present embodiment includes a point where a radio signal propagation path between GPS satellites is obstructed or interrupted by features (high-rise buildings, etc.) or terrain, and the interior of the building. In addition, positioning immediately after moving from the underground passage to the outside is realized at a much higher speed and accuracy than the conventional example.

また、既述の通りに行われる処理(図2ステップS1〜S4)は、「収束値取得処理」に比べて所要する処理量が大幅に少ないため、信号処理部13の余剰の処理量の活用による確実な実現が可能である。
したがって、本実施形態によれば、GPS等の既存の航行衛星を活用した多様な分野やニーズに対する柔軟な適応が可能となる。
In addition, since the processing performed as described above (steps S1 to S4 in FIG. 2) requires significantly less processing than the “convergence value acquisition processing”, the surplus processing amount of the signal processing unit 13 is utilized. A reliable realization is possible.
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to flexibly adapt to various fields and needs using existing navigation satellites such as GPS.

なお、本実施形態では、既述の連立方程式は、未知数V1,τ,V0の総数「3」に等しい時点(=t1、t2、t3)および観測値(=V(t1),V(t2),V(t3))が上式(a) に代入されることによって得られている。   In the present embodiment, the simultaneous equations described above are equal to the total number “3” of unknowns V1, τ, and V0 (= t1, t2, t3) and observed values (= V (t1), V (t2). , V (t3)) is obtained by substituting into the above equation (a).

しかし、このような収束値v0を求める演算は、例えば、以下の演算で代替されてもよい。
(1) 上記連立方程式が「4つ以上の時点に関して得られた観測値が上式(a) に代入されることによって得られた複数組の連立方程式」で代替される。
(2) これらの複数組の連立方程式の個別の解が求められた後、これらの解の内、所望の基準に基づいて最も確からしい解に含まれる収束v0が「測位処理」に適用されるべき収束値として採用される。なお、このような「最も確からしい解」の特定は、例えば、最小二乗法等に基づいて行われてもよい。
However, the calculation for obtaining the convergence value v0 may be replaced by the following calculation, for example.
(1) The above simultaneous equations are replaced by “multiple sets of simultaneous equations obtained by substituting observed values obtained for four or more time points into the above equation (a)”.
(2) After the individual solutions of these multiple sets of simultaneous equations are obtained, the convergence v0 included in the most probable solution based on the desired criterion is applied to the “positioning process”. Adopted as power convergence value. Note that such “most likely solution” may be specified based on, for example, the least square method.

さらに、本実施形態では、既述の式(a) は、観測値Vが指数関数V(t) で近似(表わ)されることを前提として与えられ、連立方程式に反映されている。   Furthermore, in the present embodiment, the above-described equation (a) is given on the assumption that the observed value V is approximated (represented) by the exponential function V (t), and is reflected in the simultaneous equations.

しかし、このような式(a) は、信号処理部13の余剰の処理量の限度内において、連立方程式の解が所望の応答性や精度で得られるならば、例えば、以下に列記する多様な式または関数で代替されてもよい。
(1) 式(a) が多項式等に展開(変換)されることによって得られる近似式
(2) 所望の精度の確保が可能な単調減少関数あるいは単調非増加関数
However, such an expression (a) can be expressed by, for example, the various types listed below if the solution of the simultaneous equations can be obtained with desired response and accuracy within the limit of the surplus processing amount of the signal processing unit 13. An expression or function may be substituted.
(1) Approximate expression obtained by expanding (converting) expression (a) into a polynomial
(2) Monotonically decreasing function or monotonically non-increasing function that can ensure the desired accuracy

また、本実施形態では、フィードバック系は、既述のDLL、AFC、PLLに限定されず、アナログ領域とディジタル領域との双方または何れか一方においてフィードバック制御が行われるハードウェアと、「測位演算の過程で算出され(求められ)た所望の物理量を後続する処理の過程で参照することによって、その物理量の更新を実現する多様なソフトウェア」との何れであってもよい。   In the present embodiment, the feedback system is not limited to the above-described DLL, AFC, and PLL, and includes hardware that performs feedback control in the analog domain and / or the digital domain, It may be any of “various software that realizes updating of a physical quantity by referring to a desired physical quantity calculated (obtained) in the process in a subsequent process”.

さらに、本実施形態では、GPS衛星に限定されず、例えば、構築や開発が進められているグロナス、ガリレオ、コンパスその他の多様な航行衛星にも同様に適用可能である。   Furthermore, the present embodiment is not limited to GPS satellites, and can be similarly applied to various navigation satellites such as Glonas, Galileo, Compass, and the like that are being constructed and developed.

また、本実施形態では、GPS衛星およびこれに代わる航行衛星の位置は、如何なる座標系で与えられてもよい。   In the present embodiment, the positions of GPS satellites and navigation satellites replacing them may be given in any coordinate system.

さらに、本実施形態では、本発明は、GPS受信機の測位の精度を維持しつつ応答性を高めるために適用されている。   Furthermore, in the present embodiment, the present invention is applied in order to improve the responsiveness while maintaining the positioning accuracy of the GPS receiver.

しかし、本発明は、このような用途や目的だけではなく、例えば、以下に列記するように、GPS受信機の始動や起動に要する時間の短縮のためにも、同様に適用可能である。   However, the present invention is applicable not only to such applications and purposes but also to shortening the time required for starting and starting the GPS receiver, as listed below, for example.

(1) GPS受信機内に有効なアルマナックが蓄積されているが、エフェメリスが記憶されてなく、あるいは先に記憶されているエフェメリスの有効期限が過ぎた後におけるウォームスタート
(2) GPS受信機内に有効なアルマナックおよびエフェメリスが蓄積されている状態におけるホットスタート
(1) Warm start after valid almanac is stored in the GPS receiver, but no ephemeris is stored or the expiration date of the previously stored ephemeris expires
(2) Hot start when valid almanac and ephemeris are accumulated in the GPS receiver

また、本実施形態の演算対象や演算手順は、既述の形態に限らず、所望の精度や応答性が達成されるならば、如何なるものであってもよい。
さらに、本実施形態では、既述の処理は、信号処理部13によって単独で行われている。
しかし、このような処理は、情報処理や信号処理を行う複数のプロセッサに如何なる形態で機能分散や負荷分散が図られてもよい。
In addition, the calculation target and calculation procedure of the present embodiment are not limited to those described above, and may be any as long as desired accuracy and responsiveness are achieved.
Furthermore, in the present embodiment, the above-described processing is performed independently by the signal processing unit 13.
However, in such processing, function distribution and load distribution may be achieved in any form for a plurality of processors that perform information processing and signal processing.

また、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations of the embodiments are possible within the scope of the present invention, and any improvements may be made to all or some of the components.

11 アンテナ
12 無線部
13 信号処理部
11 Antenna 12 Radio Unit 13 Signal Processing Unit

Claims (5)

新たに測位に適用される航行衛星にかかわる物理量をフィードバック制御の下で求める測位支援装置であって、
前記航行衛星から時系列の順に到来した航法データに応じて求められた前記物理量の列が前記フィードバック制御の過渡的な応答を示す式に代入された連立方程式の根として、前記物理量の収束値を推定する推定手段と、
前記収束値を前記測位に適用する測位促進手段と
を備えたことを特徴とする測位支援装置。
A positioning support device for finding a physical quantity related to a navigation satellite newly applied for positioning under feedback control,
A convergence value of the physical quantity is defined as a root of a simultaneous equation in which the physical quantity sequence obtained according to the navigation data arriving in time-series order from the navigation satellite is substituted into an expression indicating a transient response of the feedback control. Estimating means for estimating;
Positioning support means for applying the convergence value to the positioning.
新たに測位に適用される航行衛星にかかわる物理量をフィードバック制御の下で求める測位支援装置であって、
前記航行衛星から時系列の順に到来した航法データに応じて求められた前記物理量の列が前記フィードバック制御の過渡的な応答を示す式に代入された複数N組の連立方程式の根として、前記速度の収束値のN個の候補を求め、前記N個の候補の内、誤差が最小であり、または所定の閾値を下回る特定の候補を前記収束値として推定する推定手段と、
前記特定の候補を前記測位に適用する測位促進手段と
を備えたことを特徴とする測位支援装置。
A positioning support device for finding a physical quantity related to a navigation satellite newly applied for positioning under feedback control,
As a root of a plurality of N sets of simultaneous equations in which the physical quantity sequence obtained according to the navigation data arriving in time series from the navigation satellite is substituted into an expression indicating a transient response of the feedback control, the velocity Estimating means for estimating N candidates of convergence values of the N candidates, and estimating, as the convergence value, a specific candidate having a minimum error or falling below a predetermined threshold among the N candidates;
Positioning support apparatus, comprising: positioning promotion means for applying the specific candidate to the positioning.
請求項1または請求項2に記載の測位支援装置において、
前記物理量は、
前記航行衛星の速度である
ことを特徴とする測位支援装置。
In the positioning assistance device according to claim 1 or 2,
The physical quantity is
It is the speed of the said navigation satellite. The positioning assistance apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1または請求項2に記載の測位支援装置において、
前記物理量は、
前記航行衛星の距離である
ことを特徴とする測位支援装置。
In the positioning assistance device according to claim 1 or 2,
The physical quantity is
A positioning support apparatus characterized by being a distance of the navigation satellite.
請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の測位支援装置において、
前記式は、
前記過渡的な応答を近似する近似式である
ことを特徴とする測位支援装置。
The positioning support device according to any one of claims 1 to 5,
The formula is
A positioning support apparatus that approximates the transient response.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0566258A (en) * 1991-09-09 1993-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Position measuring method
JPH07128430A (en) * 1993-10-29 1995-05-19 Japan Radio Co Ltd Satellite reception system
JP2008193786A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Brother Ind Ltd Pwm type power supply system and image forming apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0566258A (en) * 1991-09-09 1993-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Position measuring method
JPH07128430A (en) * 1993-10-29 1995-05-19 Japan Radio Co Ltd Satellite reception system
JP2008193786A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Brother Ind Ltd Pwm type power supply system and image forming apparatus

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