JPH02196975A - 車両用ｇｐｓ航法装置 - Google Patents

車両用ｇｐｓ航法装置

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JPH02196975A
JPH02196975A JP1015080A JP1508089A JPH02196975A JP H02196975 A JPH02196975 A JP H02196975A JP 1015080 A JP1015080 A JP 1015080A JP 1508089 A JP1508089 A JP 1508089A JP H02196975 A JPH02196975 A JP H02196975A
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satellite
antenna
gps
satellites
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Hisao Kishi
岸　久夫
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Nissan Motor Co Ltd
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    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は車両用ＧＰＳ航法装置に関する。
（従来の技術） 近年、車両の経沖案内装置が各種提案され、ジャイロな
どによる相対的移ｖＪｇ１の積算誤差を補正するために
ＧＰＳ航法装置を利用することが行われるようになって
きた。
このＧＰＳ航法装置の一例を示すと、車両ルーフトップ
にＧＰＳアンテナを設け、このアンテナより入力される
複数衛星よりの電波に繕いて自車位置を演算するように
した単一アンテナ方式のものの例がある。衛星数は２次
元演算では３．３次元演算では４が必要である。アンテ
ナを車両ルーフトップに設けたのは広い視野にて可能な
限りの衛星電波を拾うためである。
又、車両の異なる箇所に複数のＧＰＳアンテナを設け、
受信感度の高いアンテナより入力される複数衛星よりの
電波に基いて自車位置をｖＪ停するダイバシティーと呼
ばれる方式のものも提案されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の如き単一アンテナによる方式のも
のでは、ＧＰＳアンテナを車両のルーフトップに設ける
ため、Ｇ　Ｐ　Ｓ航法装置の装備に際しては、ルーフ部
分の水洩れ対策や剛性化の必要があるため重両構造の大
幅な変更が必要であり、車両が特殊なものとなってしま
い、コストアップを招くという問題点があった。
又、上記ダイバシティ一方式による場合には、実際の受
信結果に基いて受信感度の＾いアンテナを用いて測位計
算を行うため、受信及び自車位置演算に多大の時間を要
するのみならず、衛星数の不足により測位不可能となる
機会が多く、実用性に欠けるという問題点があった。
そこで、本発明は、車両ルーフトップ以外の異なる位置
に取付けた複数のＧＰＳアンテナを用いて、確実、迅速
に測位′ａ篩できる車両用ＧＰＳ航法！！置装提供する
ことを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明の車両用ＧＰＳ航法装置は、
車両〈搭載したＧＰＳアンテナを用いてＧＰＳ衛星から
発射された電波を入力し解析することにより自車位置を
演算し車両の１路案内などに利用するＧＰＳ航法装置に
おいて、前記ＧＰＳアンテナを前記車両のルーフトップ
以外の左右又は前後など複数位置に設け、前記車両の進
行方向を求める方向センサを設け、前記ｆＪ星の軌道デ
ータ及び前記アンテナの取付位置並びに前記方向センサ
が検出した車両進行方向に基いて各アンテナが受信可能
の衛星を選択する衛星配置計算部を設け、各アンテナに
対し受信可能のｗＴ星のうち測位演算に必要な衛星を選
択する受信衛星選択部を設け、全アンテナより入力され
る所要数のＶＢｆｌより入力される電波に基いて自車位
置を演粋する測位演算部を設けたことを特徴とする。
（作用） 本発明の車両用ＧＰＳ航法装置では、ＧＰＳアンテナを
前記車両のルーフトップ以外の左右又は前後など複数位
Ｃｋ：設け、前記車両の進行方向を求める方向センサを
設け、前記衛星の軌道データ及び前記アンテナの取付位
Ｕ並びに前記方向センサが検出した車両進行方向に基い
て各アンテナが受信可能の衛星を選択する衛星配置計算
部を設け、各アンテナに対し受信可能のｖｆＩ星のうら
測位演算に必要なｗＩ星を選択する受信衛星選択部を設
けたので、ダイバシティ一方式と異なり予め受信衛星が
決定され、測位演算を確実、迅速に行なえる。
（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を示す車両用ＧＰＳＭ法１
１ｉ１ＥＦのブロック図である。本例のＧＰＳ航法装置
は、２つのチャンネルＣＩ−ＩＩ、ＣＨ２を用い、各チ
ャンネルにてシーケンシャルに捕えたｗＩ星電波により
、各チャンネル毎に測位演算できるものの例で示す。
図において、１ＡはＧＰＳ衛星の電波を受信すべく車両
のルーフトップ以外の一部に取付けたＧＰＳアンテナで
あり、１Ｂは車両の他の部位に取付けたＧＰＳアンテナ
である。
これらアンテナＩＡ、１Ｂの具体的な取付は例を第２図
〜第５図に示した。
すなわち、第２図の例は１．アンテナＩＡ、ＩＢを車両
Ｃのトランクリッドの左右両側に取付けたものである。
第３図の例は、アンテナＩＡ、ＩＢを車両Ｃのフロント
ガラス及びリヤガラスにそれぞれ内蔵させたものである
。
第４図の例は、アンテナ１Ａ、ＩＢを車両Ｃのインスト
パネル上面及びリヤバーセルシェルフ上面に設けたもの
である。
第５図の例は、アンテナＩＡ、１Ｂを車両Ｃのボンネッ
ト及びトランクリッドに設けたものである。
再度第１図において、２は周波数変換器で、基準発１１
！器、逓倍器、混合器、増幅器などを有して構成され、
アンテナ１から送られた受信信号を遁倍器の８１力信号
を基準として周波数変換する。
３は擬似距離測定器で、相関器、ＰＮコード発生器、コ
ード位相設定切換器、擬似距１１１１１ｉ１［定器を有
して構成され、周波数変換器２で周波数変換された信号
のＰＮコードと内部で発生したＰＮコードとの相関をと
り、ＰＮ復調を行う。
４は、軌道データ復調器で、帯域フィルタ、位相検波器
、キャリアＮＧＯ，キャリア周波数１１７Ｊ換器等を右
して構成され、擬似距離測定器３の相関出力信号を帯域
フィルタを介して位相検波器に入）】し受信信号の位相
と位相差を求める。
５は前記擬似距離測定器３内のＰＮコード発生器および
軌道データ！＃１ｇｌ器４内のキャリアＮＧＯにそれぞ
れＰＮコード位相、キャリア周波数データを送る受信制
ｎ演算器である。
６は測位演篩部であり、擬似距離測定結果により車両の
位置を求め、また、受信信号のドツプラ周波数シフトよ
り、各ｔｒｙ星の速度、方位を求める。
７は６で求めた自車位置等を地図とともに表示するため
の表示制御部である。
８は地図データを記憶する地図メモリであり、ＣＤ−Ｒ
ＯＭおよびＣＤ−ＲＯＭコントローラからなる。
９はＣＲＴなどの表示器である。
１０は方位センサであり地磁気を検出して車両進行方向
を求める地磁気センサや車両の旋回角速度を求めて車両
進行方向の相対変化を検出するジャイロ（例えば光ファ
イバを用いた光ジヤイロ）等で構成される。この方位セ
ンサの検出信号より車両進行方向が求まるので、ここで
は、このセンサに方向演算手段を含めて方向センサと貯
ぶ。
１１は衛星配置計算部であり、車両の位置と衛星の軌道
データとから受信可能な衛星を求める。
１２は受信１ｆｆｉ星選択器であり、ｆｉ星配置計算部
１１で求めた衛星配置から受信すべき衛星を選択すると
ともに、車両進行方向を考慮し、各アンテナＩＡ、１Ｂ
でそれぞれ受信する衛星を選択するものである。
次に、上記構成の車両用ＧＰＳ航法装置につき、その作
用を説明する。
第６図において、電源投入により、システムプログラム
はスタートする。
ステップ６０１では、時刻・位置の設定、可視ｖｒＩ星
の検索、受信ｗＩ星指定などを含む［［に必要な初期値
の設定を行う。
ステップ６０２では、選択された衛星に対するドツプラ
ー周波数合せを行う。
ステップ６０３では、選択された衛星に対して同期合せ
のタイミングυ１ｕｌｌを行い、擬似距離を測定する。
ステップ６０４では、同期合せによる相関結果に基づき
同期合せの良否判定を行い、十分な同期合せ精度が得ら
れた場合にはステップ６０５に進み、そうでない場合に
はステップ６０２に移る。
ステップ６０５では、受信’ｆｆｔＮの軌道データの収
集要求があるか否かを判断する。軌道データは１時間毎
に新しいデータに更新されるので、軌道データの収集は
１時間毎に行うものとプる。軌道データ収集要求がある
場合にはステップ６０６に進み、無い場合にはステップ
６０７に進む。
ステップ６０６では、位相検波した信号をフィルタを通
し、Ａ／Ｄ変検することにより軌道データを収集する。
ステップ６０７では、Ｗｌ星位置と擬似距離測定結果を
用いて航法方程式を解くことにより自重位置を計口する
。
ステップ６０８では、衛星の軌道データと自重位置それ
に時刻とから自重位置から受信可能な衛星の配置を計算
する。
ステップ６０９では、受信可能な衛星の中から自重位置
を求めるに最適な衛星を例えばＰＤＯＰが最小の値とな
る衛星を選択するなどにより選択する。
ステップ６１０では、地磁気センサやジャイロ等からの
信号に基づいて自車の進行方向を計算する。
ステップ６１１では、車体形状とアンテナＩＡ。
１Ｂの設置部位との関係で、受信不能となる衛星を計算
する。
すなわち、ＧＰＳｆｌ波は１．５Ｇｌ−１ｚＰｉ！度で
直透性が強く、ルーフの彰になると受信出来なくなるの
であるが、本例では、車体形状、構造、見ばえ等を変え
ずにアンテナＩＡ、１Ｂを第２図〜第５図に示すように
設置するがために、受信不能となるｗＩ星が生ずる。
そこで、例えば第２図に示すように、アンテナＩＡ、１
Ｂをトランクリッドの左右両側に設置する場合、第７図
及び第８図の関係から使用不能となったｉｖＩ星を求め
る。すなわち第７図及び第８図において、Ｒを車両右側
方向、Ｌを左側方向、Ｆをフロント方向、日をリヤ方向
とし、アンテナ１△および１Ｂによって見通せるＩＮの
天空領域から、受信不能の斜線部領域ＮＧ及びこれを除
いた受信可能領域ＯＫを求め、ステップ６０９で既に選
択している衛星の中から受信不能となるｖｒＩ星を求め
る。
また、ＧＰＳアンテナＩＡ、１Ｂをフロントガラスおよ
びリヤガラスに内蔵した第３図の例、及びインストパネ
ル上面およびリヤパーセルシェルフ上面にアンテナを配
置した第４図の例、並びにボンネット及びトランクリッ
ド中央部にアンテナを配置した第５図の例では、受信可
能領域ＯＫと、受信可能領１４ＮＧは概略、第９図及び
第１０図に示ずようになる。
そこで、ステップ６１２では、ＣＨｌ系で受信不能とな
る衛星があるかを判断する。もしなければステップ６１
５に進み、有ればステップ６１３に進む。
ステップ６１３では、ステップ６０９で選択した衛星の
中で受信不能となったｌｔｉ星をＣＨＩから除き、受信
可能なＦ７星のうちから最良ＰＤＯＰ衛星を選択し受信
する。
ステップ６１４では、ＣＨｌ系で受信出来ない衛星をＣ
Ｈ２系で選択受信する。
一方、ステップ６１５では、通常通りＣＨ１系で最良ｐ
ｏｏｐ衛星を選択受信する。また、ステップ６１６では
、ＣＨ２系で準最良ＰＤＯＰ衛星を選択受信し、ＣＨ１
ｊｉ％の補助を行わせる。
ステップ６１７では、表示器９の表示変更の必要性を判
断し、必要であれば、ステップ６１８で表示変更を行っ
たのち、ステップ６０２以下の詔位演ｔｉ処理に移行さ
せる。
以上の処理により、本例では、アンテナ１Ａに対するＣ
Ｈｌを主体とし、ＣＩ−１１で受信不能領域ＮＧに属す
る衛星をＣＨ２で受信させ、全て受信可能の場合にはＣ
ｌ−１２を補助的に用いるようにしたので、グイバシテ
ィ一方式のように衛星選択に手間どることがなく、測位
演募を迅速に行うことができる。
又、本例では、第２図〜第５図に示すように運転に邪魔
とならない態様で、車両の前接又は左右に一対のＧＰＳ
アンテナ１Ａ、ＩＢをコンパクトに設けることとしたの
で、アンテナにより意匠を悪くしたり、安全運転にｌｌ
Ｑ害を与えることがなく、低コストにて汎用可能な車両
とすることができる。
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計的変更を行うことにより、適宜の態様で実施し得
るものである。
［発明の効果］ 以上の通り、本発明は、特許請求の範囲に記載の通りの
車両用ＧＰＳ航法装置であるので、車両のトップルーフ
以外の異なる位置に取付けた複数のＧＰＳアンテナによ
り、確実、迅速に測位演算を行える。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すＧＰＳ航法装首のブロ
ック図、第２図〜第５図はＧＰＳアンテナの車両への取
付は例を示す平面図、第６図は上記ＧＰＳ航法装置の作
用を示すフローチャート、第７図及び第８図は第２図の
ＧＰＳアンテナについての天空座標での受信可能領域及
び受信不能領域を示す説明図、第９図及び第１０図は第
３図〜第５図に示すＧＰＳアンテナについての受信可能
領域及び受信不能領域を示す説叫図である。 ＩＡ、１Ｂ・・・ＧＰＳアンテナ ６・・・測位演算部 １１・・・ｔｆＪ星配置計算部 １２・・・受信ｗＩ星選沢部 ＮＧ・・・受信不能領域 ＯＫ・・・受信可能領域 第２図 シｒ 第４図 第３図 ５ｒｇ 第７図 口 １に９ 図 第８図 第１０図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 車両に搭載したＧＰＳアンテナを用いてＧＰＳ衛星から
    発射された電波を入力し解析することにより自車位置を
    演算し車両の経路案内などに利用するＧＰＳ航法装置に
    おいて、前記ＧＰＳアンテナを前記車両のルーフトップ
    以外の左右又は前後など複数位置に設け、前記車両の進
    行方向を求める方向センサを設け、前記衛星の軌道デー
    タ及び前記アンテナの取付位置並びに前記方向センサが
    検出した車両進行方向に基いて各アンテナが受信可能の
    衛星を選択する衛星配置計算部を設け、各アンテナに対
    し受信可能の衛星のうち測位演算に必要な衛星を選択す
    る受信衛星選択部を設け、全アンテナより入力される所
    要数の衛星より入力される電波に基いて自車位置を演算
    する測位演算部を設けたことを特徴とする車両用ＧＰＳ
    航法装置。
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