JPH06147910A - Total function type navigation device - Google Patents

Total function type navigation device

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Publication number
JPH06147910A
JPH06147910A JP34967492A JP34967492A JPH06147910A JP H06147910 A JPH06147910 A JP H06147910A JP 34967492 A JP34967492 A JP 34967492A JP 34967492 A JP34967492 A JP 34967492A JP H06147910 A JPH06147910 A JP H06147910A
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JP
Japan
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measuring
optimum
vector
angle
estimated
Prior art date
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Application number
JP34967492A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Yamawaki
功次 山脇
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Individual
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Abstract

PURPOSE:To provide an information concerning location, velocity and attitude contunuously and accurately without interrupting location function even when distance measuring radio waves are missing in a location measuring system where a satellite such as an NAVSTAR/GPS is utilized for a distance measuring radio wave source. CONSTITUTION:The title device consists of a range changing rate measuring means 100, a velocity absolute value measuring means 101, an appropriation estimated velocity vector revision means 102, an attitude angle measuring means 110, an appropriation estimated attitude angle revision means 111, an artifitial range measuring means 120, and an appropriation estimated location vector revision means 121.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、GPS衛星等が送信す
る測距電波を受信して自動車や船舶などの移動体の位置
を測定する際、高精度な位置、速度および移動方向の測
定を可能とするだけでなく、建物、樹木などにより測距
電波の受信が妨げられたり、移動体がトンネルに入って
測距電波を全く受信できなくなった場合においても、連
続的に位置、速度および移動方向(方位角や上下角)の
測定を可能とすることを特徴とする全機能型航法装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides highly accurate measurement of the position, speed and moving direction when measuring the position of a moving body such as an automobile or a ship by receiving distance measurement radio waves transmitted by GPS satellites or the like. Not only is it possible, but even if a building, a tree, etc. interferes with the reception of range finding radio waves, or if a moving object enters a tunnel and cannot receive range finding radio waves at all, the position, speed, and movement will continue. The present invention relates to a full-function navigation device that is capable of measuring a direction (azimuth angle and vertical angle).

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車、船舶などの航法装置として、既
にいろいろな分野で利用されている最もポピュラーな装
置はGPS受信機である。これは複数の測距電波の到達
時間差を利用して移動体の位置を連続的に測定するもの
であり、米国政府が整備を進めているNAVSTAR/
GPSの衛星群を利用する。また、ジャイロ、磁気コン
パスなどの方位センサーと車速センサーを利用する自動
車の推測航法装置についても、長年にわたって研究開発
が行われている。中でも、デジタル地図データに組み込
まれた道路パターンを用いるマップ・マッチング航法と
の併用は、上記センサーだけでは増大する位置誤差を抑
制するには効果的であり、一部実用化されている。
2. Description of the Related Art As a navigation device for automobiles, ships, etc., the most popular device already used in various fields is a GPS receiver. This is to continuously measure the position of a moving body by using the arrival time difference of a plurality of distance measurement radio waves.
Uses GPS satellites. In addition, research and development have also been conducted for many years on dead reckoning devices for automobiles that use a direction sensor and a vehicle speed sensor such as a gyro and a magnetic compass. Above all, the combination with the map matching navigation using the road pattern incorporated in the digital map data is effective for suppressing the increasing position error only by the above-mentioned sensor, and is partially put into practical use.

【0003】まず、GPS受信機については、全世界い
たるところで不断に測位が可能であり、他のセンサーを
併用しなくても比較的高精度な測位が行える。しかし、
測距電波の受信の障害となる建物の多い市街地では頻繁
に測位が中断し、測距電波の受信できないトンネル内で
は測位は全く不可能となる。また、マップ・マッチング
航法を併用する推測航法では、通常、市街地やトンネル
内においても連続した航法が可能となるが、測位精度を
維持するには詳細な地図情報が不可欠であり、これが一
部でも欠落する地域では充分な自立測位機能を達成しえ
ない。さらに、従来の比較的安価な航法装置では、良好
な方位情報を得ることは困難であるため推測航法の精度
には限界があった。このため、実用に供するには上述の
マップ・マッチング方式に対する依存度が増大し、さら
に、詳細な地図情報が不可欠となる。これは装置の運用
を複雑にし、装置の価格低減を困難にする要因となる。
また、この方式ではいったん現在位置を失うと航法機能
の回復が難しい。
First, a GPS receiver can perform positioning continuously throughout the world, and can perform positioning with relatively high accuracy without using other sensors together. But,
Positioning is frequently interrupted in urban areas with many buildings that impede reception of distance measurement radio waves, and positioning is impossible at all in tunnels where distance measurement radio waves cannot be received. In addition, dead-reckoning, which also uses map matching navigation, usually enables continuous navigation even in urban areas and tunnels, but detailed map information is indispensable to maintain positioning accuracy. A sufficient self-positioning function cannot be achieved in the missing areas. Furthermore, it is difficult for the conventional relatively inexpensive navigation device to obtain good heading information, and thus the dead reckoning accuracy is limited. Therefore, for practical use, the degree of dependence on the above-mentioned map matching method increases, and more detailed map information becomes indispensable. This complicates the operation of the device and makes it difficult to reduce the price of the device.
Also, with this method, once the current position is lost, it is difficult to restore the navigation function.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従って、従来の技術の
持つ解決すべき課題は以下のように整理することができ
る。即ち、従来のGPS受信機では、比較的高精度で連
続した測位が可能であるものの、必要基数の衛星からの
測距電波が受信できない場合には測位不可となる。ま
た、従来の推測航法装置では、GPS受信機のように電
波受信環境には全く左右されないものの、緻密な道路デ
ータがなければ現在位置を失い、航法不能となる可能性
がある。また、これらの問題点を補完するためにGPS
受信機と推測航法装置を併用することも考えられるが、
これでは推測航法装置における上記の方位情報とマップ
・マッチングに関する問題点の根本的な解決策が得られ
ないばかりか、装置全体としても高価になる。
Therefore, the problems to be solved by the conventional techniques can be summarized as follows. That is, the conventional GPS receiver can perform continuous positioning with relatively high accuracy, but cannot perform positioning when the ranging radio waves from the required number of satellites cannot be received. Further, in the conventional dead reckoning device, unlike the GPS receiver, it is completely unaffected by the radio wave reception environment, but without precise road data, the current position may be lost and navigation may become impossible. In addition, GPS is used to supplement these problems.
It is possible to use a receiver and a dead reckoning device together,
In this case, not only a fundamental solution to the above-mentioned problems relating to the direction information and the map matching in the dead reckoning device cannot be obtained, but also the entire device becomes expensive.

【0005】本発明は、このような従来技術が持つ問題
点に着目してなされたものであり、如何なる運用環境で
あれ連続的かつ高精度な測位情報の提供することを目的
とする。また同時に、装置の規模や価格を増加させるこ
となく、移動体の操縦に欠かせない高品質の速度および
移動方向の情報を提供することを目的とする。
The present invention has been made by paying attention to the problems of the prior art, and an object thereof is to provide continuous and highly accurate positioning information in any operating environment. At the same time, it is an object of the present invention to provide high-quality speed and moving direction information that is indispensable for maneuvering a moving body, without increasing the size or cost of the device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の全機能型航法装置は、複数の測距電波源からの測距電
波の到達時間差により算出される測距電波源・受信機間
の擬似レンジを用いて前記受信機の位置を測定する測位
方式において、前記擬似レンジの時間変化率に相当する
レンジ変化率を測定するレンジ変化率測定手段と、前記
受信機を搭載する移動体の速度の大きさ、即ち速度絶対
値を測定する速度絶対値測定手段と、前記レンジ変化率
の測定が正常でかつ測定数が充分である場合には、前記
レンジ変化率と前記速度絶対値の最適な合成によって最
適推定速度ベクトルを更新し、前記レンジ変化率の測定
が異常または測定数が不充分である場合には、前記速度
絶対値と後述の最適推定方位角および最適推定ピッチ角
により算出される速度ベクトルを最適推定速度ベクトル
とする最適推定速度ベクトル更新手段と、前記受信機を
搭載する移動体の姿勢方位角または姿勢方位角の時間的
変化率と姿勢ピッチ角を測定する姿勢角測定手段と、前
記最適推定速度ベクトル更新の特性に応じて、前記最適
推定速度ベクトルの成分より算出される移動方位角と前
記姿勢方位角との最適な合成によって最適推定方位角を
算出すると共に、前記最適推定速度ベクトルの成分より
算出される移動ピッチ角と前記姿勢ピッチ角との最適な
合成によって最適推定ピッチ角を算出する最適推定姿勢
角更新手段と、前記擬似レンジを測定する擬似レンジ測
定手段と、前記擬似レンジの測定の正常、不正常と測定
数に応じて、前記擬似レンジと前記最適推定速度ベクト
ルの最適な合成によって最適推定位置ベクトルを更新す
る最適推定位置ベクトル更新手段を具備して成り、測距
電波を一時的に受信できなくなった場合においても、前
記受信機を搭載する前記移動体の位置と速度と移動姿勢
角を連続的かつ高精度に測定することを特徴とするもの
である。
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] A full-featured navigation device for achieving the above-mentioned object includes a distance measurement radio wave source and a receiver which are calculated from arrival time differences of distance measurement radio waves from a plurality of distance measurement radio wave sources. In a positioning method for measuring the position of the receiver using a pseudo range, a range change rate measuring means for measuring a range change rate corresponding to a time change rate of the pseudo range, and a speed of a mobile body equipped with the receiver. Of the absolute value of the velocity, that is, the absolute velocity value measuring means for measuring the absolute velocity value, and if the measurement of the range change rate is normal and the number of measurements is sufficient, the range change rate and the absolute value of the speed are optimal. When the optimum estimated velocity vector is updated by combining and the range change rate is abnormally measured or the number of measurements is insufficient, it is calculated from the absolute velocity value and the optimum estimated azimuth angle and optimum estimated pitch angle described later. An optimal estimated velocity vector updating means that uses a degree vector as an optimal estimated velocity vector; and an attitude angle measuring means that measures the attitude azimuth angle of the mobile body equipped with the receiver or the temporal change rate of the attitude azimuth angle and the attitude pitch angle. , The optimum estimated azimuth is calculated by optimal combination of the moving azimuth calculated from the components of the optimum estimated speed vector and the posture azimuth according to the characteristics of the optimum estimated speed vector update, and the optimum estimation is performed. Optimum estimated posture angle updating means for calculating an optimal estimated pitch angle by optimal combination of the movement pitch angle calculated from the component of the velocity vector and the posture pitch angle, a pseudo range measuring means for measuring the pseudo range, and The optimum estimation position is determined by the optimum combination of the pseudo range and the optimum estimation speed vector, depending on whether the pseudo range measurement is normal or abnormal and the number of measurements. It is equipped with an optimum estimated position vector updating means for updating a vector, and the position, speed and moving posture angle of the moving body equipped with the receiver are continuously maintained even when the distance measurement radio wave cannot be received temporarily. It is characterized by performing accurate and highly accurate measurement.

【0007】[0007]

【作用】GPS衛星など測距電波源となる衛星からの測
距電波の伝搬時間差およびその時間的変化率より、移動
体の位置ベクトルと速度ベクトルを測定する。速度ベク
トルからは移動体の姿勢角を計算する。姿勢角が正常に
測定されない場合は、移動体の方位センサーや傾斜セン
サー等によって測定された姿勢変動角を用いて上記の姿
勢角を更新すると共に、これを最適推定姿勢角として出
力する。また、上記の速度ベクトルを用いて推定位置ベ
クトルを更新するが、速度ベクトルが正常に測定されな
い場合は、移動体のスピードメータ等により測定された
スピードと上記姿勢角を用いて推定位置ベクトルを更新
すると共に、この際に最適な合成によって算出される速
度ベクトルを最適推定速度ベクトルとして出力する。推
定位置ベクトルは上記位置ベクトルと最適に合成され、
これにより推定位置ベクトルを更新すると共に、最適推
定位置ベクトルとして出力する。
The position vector and velocity vector of the moving body are measured from the propagation time difference and the temporal change rate of the distance measurement radio waves from the satellites such as GPS satellites that serve as the distance measurement radio wave source. The posture angle of the moving body is calculated from the velocity vector. When the posture angle is not normally measured, the posture angle is updated using the posture variation angle measured by the azimuth sensor, the tilt sensor, or the like of the moving body, and this is output as the optimum estimated posture angle. Also, the estimated position vector is updated using the above velocity vector, but if the velocity vector is not measured normally, the estimated position vector is updated using the speed measured by the speedometer of the moving body and the posture angle. At the same time, the velocity vector calculated by the optimal synthesis is output as the optimal estimated velocity vector. The estimated position vector is optimally combined with the above position vector,
This updates the estimated position vector and outputs it as the optimum estimated position vector.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明に係わる実施例について図面を
用いて説明する。図1は実施例が具備する手段の構成を
示すものであり、図2、図3および図4はこれらの手段
が行う計算処理内容を示すものである。レンジ変化率測
定手段100は測距電波の周波数変移から測距電波源・
受信機間レンジの時間的変化率を測定する手段であり、
臭体的には測距電波周波数の追尾回路である。速度絶対
値測定手段101は受信機の移動の速さを測定する手段
であり、具体的にはタコメータ等の車速センサーであ
る。上記2つの測定手段によって測定される複数の測距
電波源に対するレンジ変化率および速度絶対値を最適推
定速度ベクトル更新手段102に入力し、最適推定速度
ベクトルυを最適速度ベクトル処理ロジック200によ
って更新する。この際、測距電波源と受信機を結ぶ方向
の単位ベクトル、後述する最適推定方位角ψと最適推定
ピッチ角θ、測定誤差の標準偏差によって構成される共
分散行列が使用される。また、レンジ変化率による速度
計算の良否を判定ロジック201で判定し、レンジ変化
率の測定条件が充分である場合は最小自乗速度推定ロジ
ック202を、不十分な場合は確定ロジック203を適
用する。姿勢角測定手段110は受信機の方位角とピッ
チ角、またはこれらの時間変化率を測定する手段であ
り、具体的にはジャイロ、磁気センサー、傾斜センサー
等である。上記測定手段110によって測定される姿勢
方位角と姿勢ピッチ角、および最適推定速度ベクトル更
新手段102で更新された最適推定速度ベクトルを最適
推定姿勢角更新手段111に入力し、最適推定方位角ψ
と最適推定ピッチ角θを最適姿勢角処理ロジック300
によって更新する。まず、判定ロジック301におい
て、移動体の速度ベクトルから移動方位角および移動ピ
ッチ角が精度よく算出できるかどうかを判定し、算出可
能ならば増分計算可能ロジック302により移動姿勢角
増分Δψ1およびΔθ1を算出する。さらに、センサー
姿勢角増分計算ロジック304において、上記姿勢セン
サーの測定値より移動体の姿勢方位角および姿勢ピッチ
角の増分Δψ2およびΔθ2を算出する。また、上記の
処理ロジック302および304で算出される姿勢角増
分の精度に応じて、姿勢角増分計算ロジック302は最
適合成係数KAおよびKBを算出するが、上記判定結果
が不可である場合は増分計算不可ロジック303にて上
記合成係数KAおよびKBを1に設定する。最適姿勢角
更新ロジック305では、算出された上記2種の角度増
分により最適推定方位角ψと最適推定ピッチ角θを更新
する。擬似レンジ測定手段120は測距電波の到達時間
差より測距電波源・受信機間の擬似レンジを測定する手
段であり、具体的には通常のGPS受信機が持つ電気回
路である。上記測定手段120によって測定される擬似
レンジと最新の位置情報を用いて求められる擬似レンジ
との差と、最適推定速度ベクトル更新手段102の出力
である最適推定速度ベクトルυと経過時間の積より算出
される移動距離と、さらに擬似レンジと実際のレンジの
差であるレンジ偏位の推定値等を最適推定位置ベクトル
更新手段121に入力し、最適推定位置ベクトルrを最
適位置ベクトル処理ロジック400によって更新する。
まず、判定ロジック401において、測定された擬似レ
ンジから移動体位置ベクトルが精度よく算出できるかど
うかを判定し、算出可能ならば最小自乗位置ベクトル増
分推定ロジック402を用いて位置ベクトル増分Δrを
算出する。算出不可の場合は確定ロジック403を用い
て最適推定姿勢角ψおよびθと速度絶対値から位置ベク
トル増分Δrを算出する。最適位置ベクトル更新ロジッ
ク404では、最適推定位置ベクトルrに上記位置ベク
トル増分Δrを加えて最適推定位置ベクトルrを更新す
る。以上の測定手段と処理により、受信機の速度、姿勢
および位置の最適な推定が可能となった。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of means included in the embodiment, and FIGS. 2, 3, and 4 show calculation processing contents performed by these means. The range change rate measuring means 100 measures the distance measurement radio wave source from the frequency shift of the distance measurement radio wave.
It is a means to measure the time change rate of the range between receivers,
Odorally, it is a tracking circuit for distance measurement radio frequency. The absolute velocity value measuring means 101 is a means for measuring the moving speed of the receiver, and is specifically a vehicle speed sensor such as a tachometer. The range change rates and absolute velocity values for a plurality of ranging radio wave sources measured by the two measuring means are input to the optimum estimated speed vector updating means 102, and the optimum estimated speed vector υ is updated by the optimum speed vector processing logic 200. . At this time, a covariance matrix composed of a unit vector in the direction connecting the ranging radio wave source and the receiver, an optimum estimated azimuth angle ψ and an optimum estimated pitch angle θ, which will be described later, and a standard deviation of the measurement error is used. Further, the decision logic 201 decides whether or not the speed calculation based on the range change rate is good, and the least square velocity estimation logic 202 is applied when the range change rate measurement condition is sufficient, and the decision logic 203 is applied when the range change rate measurement condition is insufficient. The attitude angle measuring means 110 is a means for measuring the azimuth angle and the pitch angle of the receiver, or the time rate of change thereof, and is specifically a gyro, a magnetic sensor, an inclination sensor, or the like. The posture azimuth angle and the posture pitch angle measured by the measuring unit 110, and the optimum estimated velocity vector updated by the optimum estimated velocity vector updating unit 102 are input to the optimum estimated posture angle updating unit 111, and the optimum estimated azimuth angle ψ is entered.
And the optimum estimated pitch angle θ, the optimum attitude angle processing logic 300
To update by. First, in the determination logic 301, it is determined whether or not the moving azimuth angle and the moving pitch angle can be accurately calculated from the velocity vector of the moving body, and if the calculation is possible, the incremental computable logic 302 calculates the moving attitude angle increments Δψ1 and Δθ1. To do. Further, the sensor posture angle increment calculation logic 304 calculates increments Δψ2 and Δθ2 of the posture azimuth angle and posture pitch angle of the moving body from the measured values of the posture sensor. Further, the posture angle increment calculation logic 302 calculates the optimum synthesis coefficients KA and KB according to the accuracy of the posture angle increment calculated by the processing logics 302 and 304, but if the determination result is not The uncomputable logic 303 sets the above synthesis coefficients KA and KB to 1. The optimum attitude angle update logic 305 updates the optimum estimated azimuth angle ψ and the optimum estimated pitch angle θ by the calculated two types of angle increments. The pseudo range measuring means 120 is a means for measuring the pseudo range between the distance measurement radio wave source and the receiver from the arrival time difference of the distance measurement radio waves, and is specifically an electric circuit included in an ordinary GPS receiver. Calculated from the product of the difference between the pseudo range measured by the measuring means 120 and the pseudo range obtained using the latest position information, and the optimum estimated speed vector υ output from the optimum estimated speed vector updating means 102 and the elapsed time. The calculated moving distance and the estimated value of the range deviation which is the difference between the pseudo range and the actual range are input to the optimum estimated position vector updating means 121, and the optimum estimated position vector r is updated by the optimum position vector processing logic 400. To do.
First, the determination logic 401 determines whether or not the moving body position vector can be accurately calculated from the measured pseudo range, and if it can be calculated, the least square position vector increment estimation logic 402 is used to calculate the position vector increment Δr. . If it cannot be calculated, the position vector increment Δr is calculated from the optimum estimated posture angles ψ and θ and the absolute velocity value using the confirmation logic 403. The optimum position vector update logic 404 updates the optimum estimated position vector r by adding the position vector increment Δr to the optimum estimated position vector r. With the above measuring means and processing, it is possible to optimally estimate the velocity, attitude and position of the receiver.

【0009】[0009]

【発明の効果】従来のGPS受信機では、受信電波が途
絶えたり受信数が減少すると、測位機能が停止したり測
位精度が著しく劣化した。また、姿勢角の測定は他のセ
ンサーに依存することが一般的であった。従って、市街
地の運用には不向きであり、また、自動車の操縦に対し
て正確な方位情報を提供することに難があった。しかる
に、この発明によれば、従来のGPS受信機に加えて、
例えば自動車の持つ車速データの利用、方位角の変動を
測定するジャイロや磁気センサーの適用により、従来の
GPS受信機にない高性能で全機能型の航法装置を具現
することが可能となった。
In the conventional GPS receiver, when the received radio wave is cut off or the number of received signals is reduced, the positioning function is stopped or the positioning accuracy is significantly deteriorated. In addition, it is general that the measurement of the posture angle depends on other sensors. Therefore, it is unsuitable for operation in the city area, and it is difficult to provide accurate azimuth information for driving a vehicle. However, according to the present invention, in addition to the conventional GPS receiver,
For example, the use of vehicle speed data of automobiles and the application of gyros and magnetic sensors that measure variations in azimuth have made it possible to implement a high-performance, full-function navigation device that conventional GPS receivers do not have.

【0010】[0010]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の一実施例である全機能型航法
装置において、これを構成する主要な手段とそれらの関
係を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing main means constituting the full-function navigation device according to an embodiment of the present invention and their relations.

【図2】図2は、本発明の一実施例である全機能型航法
装置において、最適な速度ベクトルを算出するに必要な
処理ロジックとその流れを示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a processing logic necessary for calculating an optimum velocity vector and its flow in a full-function navigation device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の一実施例である全機能型航法
装置において、最適な姿勢角を算出するに必要な処理ロ
ジックとその流れを示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a processing logic necessary for calculating an optimum attitude angle and its flow in a full-function navigation device according to an embodiment of the present invention.

【図4】図4は、本発明の一実施例である全機能型航法
装置において、最適な位置ベクトルを算出するに必要な
処理ロジックとその流れを示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a processing logic necessary for calculating an optimum position vector and its flow in a full-function navigation device according to an embodiment of the present invention.

【0011】[0011]

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…レンジ変化率測定手段、101…速度絶対値測
定手段、102…最適推定速度ベクトル更新手段、11
0…姿勢角測定手段、111…最適推定姿勢角更新手
段、120…擬似レンジ測定手段、121…最適推定位
置ベクトル更新手段、200…最適速度ベクトル処理ロ
ジック、201…判定ロジック、202…最小自乗速度
推定ロジック、203…確定ロジック、300…最適姿
勢角処理ロジック、301…判定ロジック、302…姿
勢角増分計算ロジック、303…増分計算不可ロジッ
ク、304…センサー姿勢角増分計算ロジック、305
…最適姿勢角更新ロジック、400…最適位置ベクトル
処理ロジック、401…判定ロジック、402…最小自
乗位置ベクトル増分推定ロジック、403…確定ロジッ
ク、404…最適位置ベクトル更新ロジック。
100 ... Range change rate measuring means, 101 ... Velocity absolute value measuring means, 102 ... Optimal estimated velocity vector updating means, 11
0 ... Attitude angle measuring means, 111 ... Optimal estimated attitude angle updating means, 120 ... Pseudo range measuring means, 121 ... Optimal estimated position vector updating means, 200 ... Optimal speed vector processing logic, 201 ... Judgment logic, 202 ... Least square speed Estimation logic 203 ... Confirmation logic 300 ... Optimal posture angle processing logic 301 ... Judgment logic 302 ... Posture angle increment calculation logic 303 ... Increment calculation impossible logic 304 ... Sensor posture angle increment calculation logic 305
... Optimal posture angle update logic, 400 ... Optimal position vector processing logic, 401 ... Judgment logic, 402 ... Least square position vector increment estimation logic, 403 ... Confirmation logic, 404 ... Optimal position vector update logic.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の測距電波源からの測距電波の到達時
間差により算出される測距電波源・受信機間の擬似レン
ジを用いて前記受信機の位置を測定する測位方式におい
て、 前記擬似レンジの時間変化率に相当するレンジ変化率を
測定するレンジ変化率測定手段と、 前記受信機を搭載する移動体の速度の大きさ、即ち速度
絶対値を測定する速度絶対値測定手段と、 前記レンジ変化率の測定が正常でかつ測定数が充分であ
る場合には、前記レンジ変化率と前記速度絶対値の最適
な合成によって最適推定速度ベクトルを更新し、前記レ
ンジ変化率の測定が異常または測定数が不充分である場
合には、前記速度絶対値と後述の最適推定方位角および
最適推定ピッチ角により算出される速度ベクトルを最適
推定速度ベクトルとする最適推定速度ベクトル更新手段
と、 前記受信機を搭載する移動体の姿勢方位角または姿勢方
位角の時間的変化率と姿勢ピッチ角を測定する姿勢角測
定手段と、 前記最適推定速度ベクトル更新の特性に応じて、前記最
適推定速度ベクトルの成分より算出される移動方位角と
前記姿勢方位角との最適な合成によって最適推定方位角
を算出すると共に、前記最適推定速度ベクトルの成分よ
り算出される移動ピッチ角と前記姿勢ピッチ角との最適
な合成によって最適推定ピッチ角を算出する最適推定姿
勢角更新手段と、 前記擬似レンジを測定する擬似レンジ測定手段と、 前記擬似レンジの測定の正常、不正常と測定数に応じ
て、前記擬似レンジと前記最適推定速度ベクトルに経過
時間を乗じて求めた移動量の最適な合成によって最適推
定位置ベクトルを更新する最適推定位置ベクトル更新手
段を具備して成り、 測距電波を一時的に受信できなくなった場合において
も、前記受信機を搭載する前記移動体の位置と速度と移
動姿勢角を連続的かつ高精度に測定することを特徴とす
る全機能型航法装置。
1. A positioning method for measuring the position of the receiver using a pseudo range between the ranging radio source and the receiver, which is calculated by the arrival time difference of the ranging radio waves from a plurality of ranging radio sources. Range change rate measuring means for measuring the range change rate corresponding to the time change rate of the pseudo range, the magnitude of the speed of the moving body mounting the receiver, that is, the speed absolute value measuring means for measuring the speed absolute value, When the measurement of the range change rate is normal and the number of measurements is sufficient, the optimum estimated speed vector is updated by the optimal combination of the range change rate and the absolute speed value, and the range change rate measurement is abnormal. Alternatively, if the number of measurements is insufficient, the optimum estimated velocity vector whose optimum estimated velocity vector is a velocity vector calculated from the absolute velocity value and the optimum estimated azimuth angle and optimum estimated pitch angle described later. Updating means, an attitude angle measuring means for measuring the attitude azimuth or attitude azimuth temporal change rate and attitude pitch angle of the mobile body equipped with the receiver, and according to the characteristics of the optimum estimated velocity vector update, The optimum estimated azimuth is calculated by optimal combination of the moving azimuth calculated from the component of the optimum estimated speed vector and the posture azimuth, and the movement pitch angle calculated from the component of the optimum estimated speed vector and the Optimal estimated attitude angle updating means for calculating an optimal estimated pitch angle by optimal composition with the attitude pitch angle, pseudo range measuring means for measuring the pseudo range, and normal, abnormal and number of measurements of the pseudo range. Accordingly, the optimum estimation that updates the optimum estimated position vector by the optimum combination of the movement amount obtained by multiplying the pseudo range and the optimum estimated velocity vector by the elapsed time. It is equipped with a position vector updating means, and continuously and highly accurately measures the position, speed and moving attitude angle of the moving body equipped with the receiver even when the distance measurement radio wave cannot be received temporarily. A full-featured navigation device characterized by:
【請求項2】請求項1の前記測距電波源より得られた前
記レンジ変化率と他の何らかの手段によって得られた速
度絶対値および姿勢角のデータとの最適な合成によっ
て、前記受信機の速度ベクトルを最適に測定する機能を
有することを特徴とする移動体速度測定装置。
2. The receiver of the receiver is optimally combined with the range change rate obtained from the distance measuring radio wave source of claim 1 and the absolute velocity value and attitude angle data obtained by some other means. A moving body velocity measuring device having a function of optimally measuring a velocity vector.
【請求項3】請求項1の前記最適推定速度ベクトルより
算出された移動方位角、移動ピッチ角と、他の何らかの
手段により得られた姿勢方位角、姿勢ピッチ角または姿
勢方位角、姿勢ピッチ角の変化量との最適な合成によっ
て、前記受信機の方位角とピッチ角の誤差を低減する機
能を有することを特徴とする移動体姿勢測定装置。
3. A moving azimuth angle, a moving pitch angle calculated from the optimum estimated velocity vector of claim 1, and a posture azimuth angle, a posture pitch angle or a posture azimuth angle, a posture pitch angle obtained by some other means. A mobile body posture measuring apparatus having a function of reducing an error between the azimuth angle and the pitch angle of the receiver by optimal combination with the change amount of
【請求項4】請求項1の前記擬似レンジと、他の何らか
の手段により得られた速度絶対値と姿勢角から計算され
る速度ベクトルに経過時間を乗じて求められる移動体の
移動距離との最適な合成によって、前記受信機の位置ベ
クトルを最適に測定する機能を有することを特徴とする
移動体位置測定装置。
4. The optimum of the pseudo range of claim 1 and the moving distance of the moving body obtained by multiplying the elapsed time by the velocity vector calculated from the absolute velocity value and attitude angle obtained by some other means. A mobile body position measuring device having a function of optimally measuring the position vector of the receiver by various combinations.
【請求項5】請求項1、請求項2、請求項3および請求
項4の実施において、さらに人工知能による推論と学習
の能力を追加臭備して成り、最適な航法機能を達成する
ことを特徴とする全機能型航法装置。
5. In the implementation of claim 1, claim 2, claim 3 and claim 4, it further comprises the ability of inference and learning by artificial intelligence, and achieves an optimum navigation function. Characteristic full-function navigation device.
【請求項6】請求項1、請求項2、請求項3、請求項4
および請求項5によって実施した全機能型航法装置と移
動体の操縦手段および各種測定手段とを連係して、移動
体を自動的に操縦する機能を有することを特徴とする移
動体自動操縦航法装置。
6. Claim 1, claim 2, claim 3, claim 4
And an automatic navigation system for a mobile body, which has a function of automatically steering the mobile body by linking the full-function navigation device according to claim 5 with the control means and various measuring means of the mobile body. .
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