JP2012122902A - Gps測位端末及びgps測位システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】GPS測位端末1は、同期検出時刻算出部4と無線通信部6とを有する。同期検出時刻算出部4は、GPS衛星skから送信されたGPS信号を同期検出したことを示す同期検出信号を入力して測定し、同期検出信号の測定時刻を同期検出時刻として算出する。無線通信部6は、GPS信号を同期検出した際の位相制御量又はそれに関連する情報と、同期検出時刻とを無線送信する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るGPS測位システムを示す図である。このGPS測位システムは、GPS測位端末1と、GPS測位端末1と無線通信するGPS測位装置2とを備える。GPS測位端末1は携帯端末でありユーザにより様々な場所に持ち運ばれるが、GPS測位装置2は基本的に同じ場所に位置する。複数のGPS衛星sk(k=1〜n)が高度2万kmを周回し、その位置は地球に対して刻々と変化する。
Δtmk=Δtk+Δt0
ここで、ΔtkはGPS衛星skからGPS測位端末1までのGPS信号の正確な伝播時間であり、Δt0はGPS衛星sk(k=1〜n)同士で使用する正確な時計とGPS測位端末1で使用する時計との時間誤差量である。
Rk=√{(Xk−Xp)2+(Yk−Yp)2+(Zk−Zp)2}+Δt0・c
R1=√{(X1−Xp)2+(Y1−Yp)2+(Z1−Zp)2}+Δt0・c
R2=√{(X2−Xp)2+(Y2−Yp)2+(Z2−Zp)2}+Δt0・c
R3=√{(X3−Xp)2+(Y3−Yp)2+(Z3−Zp)2}+Δt0・c
R4=√{(X4−Xp)2+(Y4−Yp)2+(Z4−Zp)2}+Δt0・c
図7は、本発明の実施の形態2に係るGPS測位システムを示す図である。図8は、本発明の実施の形態2に係る情報算出部を示す図である。情報算出部5は、伝播時間算出部10とを有する。図9は、本発明の実施の形態2に係る位置算出部を示す図である。位置算出部9は、擬似距離算出部11と、送信時刻算出部12と、衛星位置算出部13と、端末位置算出部14とを有する。
図10は、本発明の実施の形態3に係るGPS測位システムを示す図である。実施の形態1に比べて、GPS測位端末1の情報算出部5が省略されている。図11は、本発明の実施の形態3に係る位置算出部を示す図である。位置算出部9は、伝播時間算出部10と、擬似距離算出部11と、送信時刻算出部12と、衛星位置算出部13と、端末位置算出部14とを有する。
図12は、本発明の実施の形態4に係るGPS測位システムを示す図である。実施の形態1に比べて、GPS測位端末1の情報算出部5が省略されている。図13は、本発明の実施の形態4に係る位置算出部を示す図である。位置算出部9は、送信時刻算出部12と、衛星位置算出部13と、伝播時間算出部10´と、擬似距離算出部11と、端末位置算出部14とを有する。
図14は、本発明の実施の形態5に係る同期検出時刻の算出方法を説明するための図である。GPS測位端末1は、GPS測位装置2から規定の間隔(例えば1秒間隔)で送信されるフレーム信号に同期して、GPS測位装置2に対して送受信を行う。このフレーム信号の先頭には、フレーム番号が付してあり、その後にデータが続く。
例えばフレーム番号が一定周期でインクリメントするだけの場合、同期検出時刻算出部4はフレーム番号から直接に正確な時刻を換算することはできない。この場合は、GPS測位端末1の同期検出時刻算出部4は、同期検出信号を入力して測定し、フレームタイミングを基準として、その基準から同期検出信号が測定されるまでカウントしてカウント値を算出し、基準としたフレームタイミングに対応するフレーム番号とカウント値を出力する。そして、GPS測位端末1からGPS測位装置2に、同期検出時刻の代わりに、フレーム番号とカウント値を通知する。そして、それに基づいてGPS測位装置2側で同期検出時刻を計算する。この場合のGPS測位装置の構成について以下に説明する。なお、フレーム番号が毎日0時に0クリアされフレーム毎にインクリメントする場合でも本方法が適用可能であることは言うまでもない。
2 GPS測位装置
3 GPS信号受信部(第1のGPS信号受信部)
4 同期検出時刻算出部(第1の同期検出時刻算出部)
5 情報算出部
6 無線通信部(第1の無線通信部)
7 無線通信部(第2の無線通信部)
8 GPS信号受信部(第2のGPS信号受信部)
9 位置算出部
18 同期検出時刻算出部(第2の同期検出時刻算出部)
sk GPS衛星
Claims (9)
- GPS衛星から送信されたGPS信号を同期検出したことを示す同期検出信号を入力して測定し、前記同期検出信号の測定時刻を同期検出時刻として算出する第1の同期検出時刻算出部と、
前記GPS信号を同期検出した際の位相制御量又はそれに関連する情報と、前記同期検出時刻とを無線送信する第1の無線通信部とを有することを特徴とするGPS測位端末。 - 前記GPS信号を同期検出して前記同期検出信号と前記位相制御量を出力する第1のGPS信号受信部を更に有することを特徴とする請求項1に記載のGPS測位端末。
- 前記GPS信号は、異なる時間間隔を持つ複数の信号を有し、
前記第1のGPS信号受信部は、前記GPS測位端末の測位精度に応じて、前記GPS信号の前記複数の信号の何れを同期検出するかを変えることを特徴とする請求項2に記載のGPS測位端末。 - 前記第1の同期検出時刻算出部は、前記第1の無線通信部が無線通信を行う際のフレームタイミングを基準として、前記同期検出時刻を算出することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のGPS測位端末。
- 前記GPS衛星から前記GPS測位端末までの前記GPS信号の伝播時間、又は、前記GPS衛星から前記GPS測位端末までの擬似距離を、前記位相制御量に基づいて算出する情報算出部を更に備え、
前記第1の無線通信部は、前記位相制御量に関連する情報として、前記伝播時間又は前記擬似距離を無線送信することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のGPS測位端末。 - 請求項1〜5の何れか1項に記載のGPS測位端末と、
前記GPS測位端末と無線通信するGPS測位装置とを備え、
前記GPS測位装置は、
前記GPS測位端末から無線送信された前記位相制御量又はそれに関連する情報と、前記同期検出時刻とを受信する第2の無線通信部と、
前記GPS信号を受信して前記GPS信号の航法メッセージを検出する第2のGPS信号受信部と、
前記同期検出時刻に基づいて前記GPS衛星が前記GPS信号を送信した送信時刻を算出し、前記航法メッセージに基づいて前記送信時刻における前記GPS衛星の位置を算出し、前記位相制御量又はそれに関連する情報と前記GPS衛星の位置に基づいて前記GPS測位端末の位置を算出する位置算出部とを有することを特徴とするGPS測位システム。 - GPS衛星から送信されたGPS信号を同期検出して、前記GPS信号を同期検出したことを示す同期検出信号と、前記GPS信号を同期検出した際の位相制御量とを出力する第1のGPS信号受信部と、
前記同期検出信号を入力して測定し、無線通信を行う際のフレームタイミングを基準として、その基準から前記同期検出信号が測定されるまでカウントしてカウント値を算出し、基準とした前記フレームタイミングに対応するフレーム番号と前記カウント値を出力する第1の同期検出時刻算出部と、
前記位相制御量、又は、それから算出される前記GPS衛星から前記第1のGPS信号受信部までの前記GPS信号の伝播時間、若しくは、前記GPS衛星から前記第1のGPS信号受信部までの擬似距離と、前記フレーム番号と、前記カウント値とを無線送信する第1の無線通信部とを有することを特徴とするGPS測位端末。 - 請求項7に記載のGPS測位端末と、
前記GPS測位端末と無線通信するGPS測位装置とを備え、
前記GPS測位装置は、
前記GPS測位端末から無線送信された前記位相制御量又は前記伝播時間又は前記擬似距離と、前記フレーム番号と、前記カウント値とを受信し、ネットワーク基地局内でのフレーム情報を生成する第2の無線通信部と、
前記GPS信号を受信して前記GPS信号の航法メッセージを検出する第2のGPS信号受信部と、
前記フレーム番号、前記カウント値、及び前記フレーム情報から、同期検出時刻を算出する第2の同期検出時刻算出部と、
前記同期検出時刻に基づいて前記GPS衛星が前記GPS信号を送信した送信時刻を算出し、前記航法メッセージに基づいて前記送信時刻における前記GPS衛星の位置を算出し、前記位相制御量又は前記伝播時間又は前記擬似距離と前記GPS衛星の位置に基づいて前記GPS測位端末の位置を算出する位置算出部とを有することを特徴とするGPS測位システム。 - 前記第2の無線通信部が生成したフレーム情報を受信する無線端末通信部を更に備え、
前記第2の同期検出時刻算出部は、前記第2の無線通信部が受信した前記フレーム番号及び前記カウント値と、前記無線端末通信部が受信した前記フレーム情報とから、前期同期検出時刻を算出することを特徴とする請求項8に記載のGPS測位システム。
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JP2010274968A JP2012122902A (ja) | 2010-12-09 | 2010-12-09 | Gps測位端末及びgps測位システム |
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