CN102095420A - 高度输出装置、高度输出方法和程序 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高度输出装置、高度输出方法和程序。该高度输出装置包括：GPS处理单元，基于GPS信号计算移动体的GPS高度；大气压测量单元，测量大气压；确定单元，确定由GPS处理单元计算的GPS高度的可靠性；和输出单元，根据由确定单元确定的可靠性输出移动体的绝对高度。当可靠性满足预定的输出基准时，输出单元输出由GPS处理单元计算的最新GPS高度作为移动体的绝对高度，而当可靠性不满足输出基准时，输出单元输出通过使用绝对高度的过去的输出值和由大气压测量单元测量的大气压计算的高度作为移动体的绝对高度。

Description

高度输出装置、高度输出方法和程序
技术领域
本发明涉及一种高度输出装置、高度输出方法和程序。
背景技术
现有技术中的这种导航装置已经得到广泛应用：基于从GPS卫星发送的全球定位系统(GPS)信号来计算该装置的位置，从而在地图屏幕上显示计算的位置。例如，导航装置固定地安装在汽车或轮船上，并且用于汽车驾驶或轮船掌控。另外，骑自行车或步行的用户使用小尺寸的便携式导航装置(PND)。
顺便说一句，基于GPS信号不仅可以计算导航装置的位置，还可以计算导航装置的高度。计算导航装置的高度和位置的定位称作三维(3D)定位。在考虑误差校准的情况下，当导航装置可以从四个或更多GPS卫星接收GPS信号时能够实现3D定位。另一方面，当导航装置仅仅能够从三个GPS卫星接收GPS信号时，通过二维(2D)定位仅仅能够计算位置。
高度显示功能用于在普通汽车导航装置的屏幕上向用户通知当前高度。此外，对于包括例如旅行者和登山者的用户携带的PND来讲，高度显示功能是非常重要的。因此，日本未审专利申请公开No.2006-214993公开了这样的导航装置：当基于GPS信号的3D定位困难时，该导航装置能够输出基于大气压的测量结果确定的高度。
发明内容
然而，在许多情况下，基于GPS信号计算的高度的误差大于位置的误差。主要原因在于：由于导航装置在平面方向上进行宽广的移动而在高度方向上并没有进行非常大的移动，所以高度方向上的计算精度下降。当导航装置的移动速度低时，位置和高度的计算精度往往会特别劣化。结果，当基于GPS信号计算的高度显示在屏幕上时，即使在可以进行3D定位的情况下，仍会出现这种不希望现象：即，即使用户停止或者水平移动，显示的高度值也会变化。由于显示的高度最终可能会使用户产生困惑，所以期望避免这种现象。
希望提供能够防止通过基于GPS信号的3D定位获得的高度显示的不适当的变化的、新的且改进的高度输出装置、高度输出方法和程序。
根据本发明的实施例，提供了一种高度输出装置，该高度输出装置包括：GPS处理单元，其被配置为基于GPS信号计算移动体的GPS高度；大气压测量单元，其被配置为测量大气压；确定单元，其被配置为确定由GPS处理单元计算的GPS高度的可靠性；以及输出单元，其被配置为根据由确定单元确定的可靠性输出移动体的绝对高度。在可靠性满足预定的输出基准的情况下，输出单元输出由GPS处理单元计算的最新GPS高度作为移动体的绝对高度，而在可靠性不满足输出基准的情况下，输出单元输出通过使用绝对高度的过去的输出值和由大气压测量单元测量的大气压计算的高度作为移动体的绝对高度。
确定单元可以根据GPS信号的信号强度和移动体的移动速度确定GPS高度的可靠性处于高水平和除高水平以外的水平中的任何一种水平，并且，在这种情况下，输出基准可以是由确定单元在一定时间段内连续地确定GPS高度的可靠性处于高水平。
在GPS信号的信号强度的表示值超过预定阈值并且移动体的速度超过预定阈值的情况下，确定单元可以确定GPS高度的可靠性处于高水平。
根据本发明的实施例的高度输出装置还可以包括：差分计算单元，其被配置为计算当前时间点的大气压与前一次输出GPS高度作为绝对高度的前一输出时间点的大气压之间的差，所述大气压由大气压测量单元测量。在可靠性不满足输出基准的情况下，输出单元输出通过下述方式获得的值作为移动体的绝对高度：将与由差分计算单元计算的大气压的差对应的高度变化量和在前一输出时间点的绝对高度的输出值相加。
在GPS信号的信号强度的表示值低于预定阈值的情况下，确定单元可以确定GPS高度的可靠性处于低水平，并且，在可靠性被确定处于低水平的情况下，输出单元可以不输出移动体的绝对高度。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种高度输出方法，该高度输出方法包括如下步骤：基于GPS信号计算移动体的GPS高度；测量大气压；确定计算的GPS高度的可靠性；以及在确定的可靠性满足预定输出基准的情况下，输出计算的最新GPS高度作为移动体的绝对高度，而在确定的可靠性不满足输出基准的情况下，输出通过使用绝对高度的过去的输出值和测量的大气压计算的高度作为移动体的绝对高度。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种程序，该程序使得控制高度输出装置的计算机起确定单元和输出单元的作用，该高度输出装置包括GPS处理单元和大气压测量单元，该GPS处理单元被配置为基于GPS信号计算移动体的GPS高度，该大气压测量单元被配置为测量大气压，该确定单元被配置为确定由GPS处理单元计算的GPS高度的可靠性，该输出单元被配置为根据由确定单元确定的可靠性输出移动体的绝对高度。在可靠性满足预定输出基准的情况下，输出单元输出由GPS处理单元计算的最新GPS高度作为移动体的绝对高度，而在可靠性不满足输出基准的情况下，输出单元输出通过使用绝对高度的过去的输出值和由大气压测量单元测量的大气压计算的高度作为移动体的绝对高度。
如上所述，根据本发明的实施例的高度输出装置、高度输出方法和程序，能够防止通过基于GPS信号的3D定位获得的高度的不适当的显示变化。
附图说明
图1示意性示出了根据本发明的实施例的高度输出装置的外观；
图2是示出根据本发明的实施例的高度输出装置的配置的例子的框图；
图3示出了由根据本发明的实施例的高度输出装置确定的可靠性；
图4示出了基于大气压差的高度计算处理的例子；
图5示出了在根据本发明的实施例的高度输出装置的屏幕上显示的输出图像的例子；
图6是示出在根据本发明的实施例的高度输出装置中输出的绝对高度和GPS高度的值变化的例子的曲线图；
图7是示出根据本发明的实施例的可靠性确定处理的流程的例子的流程图；
图8A是示出根据本发明的实施例的高度输出处理的第一半流程的例子的流程图；以及
图8B是示出根据本发明的实施例的高度输出处理的第二半流程的例子的流程图。
具体实施方式
将在下文中参照附图详细描述本发明的优选实施例。在本说明书和附图中，对基本上具有相同的功能配置的元件给予相同的附图标记，从而省去它们的重复描述。
按照下面顺序描述本发明的实施例。
1.高度输出装置的简述
2.根据实施例的高度输出装置的配置例子
3.根据实施例的处理流程
4.总结
<1.高度输出装置的简述>
首先参照图1描述高度输出装置的简述。图1示意性示出了根据本发明的实施例的高度输出装置100的外观。参照图1，高度输出装置100包括设置在该装置的前表面上的显示单元102和操作单元104。另外，高度输出装置100与支架106进行连接。
例如，显示单元102是液晶显示器(LCD)或者有机发光二极管(O-LED)显示器。例如，显示单元102在屏幕上显示基于地图数据、位置数据和高度数据产生的输出图像。地图数据存储在设置在高度输出装置100内的存储介质(未示出)中。将在以后描述位置数据和高度数据。
操作单元104是高度输出装置100接收用户输入的单元。例如，操作单元104可以是例如按钮、开关、圆盘(dial)和控制杆的物理输入单元。或者，例如，操作单元104可以被安装作为显示在具有触摸面板功能的显示单元102上的图形用户接口(GUI)。另外，如图1所示，操作单元104可以是构造为与高度输出装置100的主体独立的分立体的遥控器。
例如，当高度输出装置100固定在车辆上时，支架106与高度输出装置100进行连接。例如，支架106可以向高度输出装置100提供从车辆的电池提供的电力。在高度输出装置100用作PND的情况下，用户可以通过不与支架106进行连接的方式携带高度输出装置100。在这种情况下，从容纳在其内部的电池向高度输出装置100供电。
如上所述，高度输出装置100可以是固定的导航装置或者可以是用户能够携带的PND。另外，尽管在本说明书中描述了高度输出装置100是导航装置的例子，但是本发明的实施例可应用于除导航装置以外的各种类型的装置。例如，本发明的实施例可以应用于仅仅显示移动体的高度而不显示移动体的位置的高度输出专用装置、或者内置在这些装置中的高度输出模块。
<2.根据实施例的高度输出装置的配置例子>
图2是示出图1所示的高度输出装置100的配置的例子的框图。参照图2，高度输出装置100包括显示单元102、操作单元104、GPS天线110、GPS处理单元112、速度获取单元114、可靠性确定单元120、大气压测量单元130、差分计算单元132、高度输出单元140、存储单元142和导航单元150。
(GPS天线)
GPS天线110接收从多个GPS卫星发送的GPS信号。在每个GPS信号中，对发送GPS信号的GPS卫星的识别数据、时间数据、轨道数据等进行调制。然后，GPS天线110向GPS处理单元112输出每个接收到的GPS信号。
(GPS处理单元)
GPS处理单元112对从GPS天线110接收到的GPS信号进行解调，从而获取上述的GPS卫星的识别数据、时间数据、轨道数据等。然后，GPS处理单元112基于获取的数据计算纬度和经度，或者纬度、经度和高度。例如，在GPS天线110从三个GPS卫星接收GPS信号的情况下，可以进行二维(2D)定位。在这种情况下，GPS处理单元112可以计算移动体的纬度和经度，即移动体的二维位置。在GPS天线110从四个或更多GPS卫星接收GPS信号的情况下，可以进行3D定位。在这种情况下，GPS处理单元112计算移动体的高度和二维位置。在本说明书中，由GPS处理单元112基于GPS信号计算的移动体的高度称作GPS高度。这里，例如，移动体的高度对应于安装有高度输出装置100的车辆或船舶所处的高度、或者携带有高度输出装置100的用户所处的高度(基本上指示定位GPS天线110的高度)。GPS处理单元112向高度输出单元140输出移动体的如上计算的GPS高度HGPS。另外，GPS处理单元112向导航单元150输出移动体的纬度XGPS和经度YGPS。
另外，GPS处理单元112测量从GPS天线110接收到的每个GPS信号的信号强度(接收到的信号强度)。例如，当GPS信号的接收状态良好，即，当在GPS天线110与GPS卫星之间不存在阻挡信号的任何物体时，或者，当噪声小时，GPS信号的信号强度具有较大值。GPS处理单元112向可靠性确定单元120输出各个GPS信号的测量的信号强度S1到Sn(小字符对应于每个独立的GPS卫星)。
(速度获取单元)
速度获取单元114获取移动体的移动速度。例如，速度获取单元114可以根据由GPS处理单元112基于GPS信号计算的移动体的纬度和经度的变化计算移动体的移动速度。或者，例如，速度获取单元114可以通过由三轴加速度传感器检测移动体的加速度并对检测的加速度进行积分来获取移动体的速度。另外，例如，在移动体是车辆的情况下，速度获取单元114可以获取通过车辆的速度测量仪(velocity meter)测量的速度。速度获取单元114向可靠性确定单元120输出如上所获取的移动速度V。
(可靠性确定单元)
可靠性确定单元120根据从GPS处理单元112接收到的GPS信号的信号强度S1到Sn以及从速度获取单元114接收到的移动速度V确定由GPS处理单元112计算的GPS高度的可靠性。
图3示出了由可靠性确定单元120确定的可靠性。在图3的第二到第四行上显示了用于确定可靠性的三个条件C1、C2和C3。另外，在图3的第五行上显示了基于是否满足上述条件的评估的可靠性确定结果。
首先，第一条件C1是是否可以进行3D定位。例如，当能够从四个或更多GPS卫星接收用于3D定位的具有足够信号强度的GPS信号时，可以进行3D定位。当不能进行3D定位时，GPS处理单元112不计算GPS高度。因此，可靠性确定单元120不需要确定可靠性。
第二条件C2是GPS信号的接收状态是否良好。例如，当GPS信号的信号强度的表示值超过预定阈值时，能够认为GPS信号的接收状态良好。例如，GPS信号的信号强度的表示值可以是来自与用于GPS处理单元112的GPS高度的计算处理的GPS信号的数目对应的数目的GPS卫星的GPS信号的信号强度的平均值、最小值等。也就是说，例如，在GPS处理单元112使用来自六个GPS卫星的GPS信号进行GPS高度的计算处理的情况下，来自六个GPS卫星的GPS信号的信号强度的表示值(平均值、最小值等)与阈值进行比较。
第三条件C3是移动体的移动速度是否为高。例如，在从速度获取单元114输入的移动速度V超过预定阈值(例如，4km/h)的情况下，确定移动体的移动速度为高。
可靠性确定单元120通过使用这三个条件(尤其是条件C2和C3)将由GPS处理单元112计算的GPS高度的可靠性分类成“高”、“中间”和“低”三个水平。例如，在可以进行3D定位(满足条件C1)并且GPS信号的接收状态不良好(不满足条件C2)的情况下，可靠性确定单元120确定可靠性处于低水平。在可以进行3D定位，而且GPS信号的接收状态良好(满足条件C2)，并且移动速度不高(不满足条件C3)的情况下，可靠性确定单元120确定可靠性处于中间水平。另外，在可以进行3D定位，GPS信号的接收状态良好，并且移动速度高(满足条件C3)的情况下，可靠性确定单元120确定可靠性处于高水平。
可靠性确定单元120向高度输出单元140输出如上确定的GPS高度的可靠性Lv(Lv＝“高”、“中间”或“低”)。
(大气压测量单元)
例如，大气压测量单元130用电容性大气压传感器测量移动体附近的大气压PR。然后，大气压测量单元130向差分计算单元132输出测量的大气压PR。
(差分计算单元)
差分计算单元132计算当前时间点的大气压与由高度输出单元140输出GPS高度作为绝对高度的前一输出时间点的大气压PR的差DPR，所述大气压PR由大气压测量单元130测量。更具体地讲，例如，差分计算单元132临时保存在由高度输出单元140通知的输出时间点从大气压测量单元130接收到的大气压PR的值(这个值表示为PRPREV)。然后，差分计算单元132从由大气压测量单元130以恒定的采样频率测量的大气压PR推断临时保存的值PRPREV。因此，计算了差DPR(DPR＝PR-PRPREV)。差分计算单元132向高度输出单元140输出如上计算的大气压差DPR。
(高度输出单元)
高度输出单元140根据由可靠性确定单元120确定的GPS高度的可靠性向导航单元150输出移动体的绝对高度。更具体地讲，在从可靠性确定单元120输入的GPS高度的可靠性Lv满足预定的输出基准的情况下，高度输出单元140输出由GPS处理单元112计算的最新GPS高度HGPS作为移动体的绝对高度HABS。在可靠性Lv不满足上述的输出基准的情况下，高度输出单元140输出通过使用绝对高度的过去的输出值HPREV和从差分计算单元132接收到的大气压差DPR计算的高度作为移动体的绝对高度HABS。这里，用于本发明的实施例中的绝对高度的过去的输出值HPREV表示从高度输出单元140输出的GPS高度值作为前一绝对高度。
例如，上述的输出基准(即：高度输出单元140是否输出最新GPS高度HGPS作为移动体的绝对高度HABS的确定基准)可以是在预定时间段内GPS高度的可靠性Lv被连续地确定为处于高水平。例如，能够从几秒到几十秒的范围选择预定时间段(例如，可以是20秒)。也就是说，当在可以进行3D定位、GPS信号的接收状态良好、并且移动体的移动速度高的这种状态下持续了预定时间段时，高度输出单元140输出最新GPS高度HGPS作为移动体的绝对高度HABS。在这种情况下，GPS高度的计算处理保持高精度。因此，即使GPS高度原样地显示在屏幕上，显示的值也不可能不适当地变化。另一方面，当不满足上述的输出基准时，高度输出单元140基于大气压差执行高度计算处理，并且输出所得到的高度作为移动体的绝对高度HABS。
图4示出了基于大气压差的高度计算处理的例子。图4示出了在坐标系统上显示水平轴上显示的大气压差DPR与垂直轴上显示的绝对高度HABS之间的关系的曲线图。
通常，当在常温下在地面附近高度增加10米时，大气压下降大约1hPa。因此，根据最简单模型，大气压差DPR与高度输出值HABS之间的关系能够表达为梯度为-10米每+1hPa的线性函数。如图4所示，这个线性函数穿过当DPR＝0时满足绝对高度HABS＝HPREV的点。HPREV表示在前一次输出作为绝对高度的GPS高度值。因此，高度输出单元140可以通过使用GPS高度的前一输出值HPREV和与指定的输出值的输出时间点的大气压差DPR确定待输出的绝对高度HABS。例如，在图4的例子中，当大气压差DPR＝d时，可以将通过下述方式获得的值HPREV+Δh确定为待输出的绝对高度HABS：将与大气压差DPR＝d对应的高度变化量Δh和前一输出值HPREV相加。
定义这种模型的参数(例如，上述的线性函数的梯度)最初存储在内置于高度输出装置100中的存储介质中。这里，定义大气压差与高度输出值之间的关系的模型不限于参照图4描述的简单的线性函数模型。当高度输出装置100包括温度传感器时，可以根据温度变化以及大气压变化确定待输出的绝对高度。
因此，高度输出单元140根据GPS高度的可靠性将最新GPS高度或通过使用GPS高度的前一输出值和大气压差计算的高度输出到导航单元150作为移动体的绝对高度。例如，以1秒的周期重复执行这种处理。另外，当高度输出单元140向导航单元150输出最新GPS高度时，高度输出单元140向差分计算单元132通知输出时间点，并且使得存储单元142存储GPS高度的输出值HPREV。
(存储单元)
存储单元142通过使用例如硬盘和半导体存储器的存储介质存储从高度输出单元140接收到的GPS高度的输出值HPREV。例如，存储单元142可以存储用于绝对高度计算的、定义表达大气压差与高度输出值之间的关系的模型的参数。另外，存储单元142可以存储用于可靠性确定单元120的可靠性确定处理的阈值(例如，与GPS信号的信号强度的表示值比较的阈值和与移动体的移动速度比较的阈值)。另外，存储单元142事先存储由下述导航单元150使用的地图数据。
(导航单元)
导航单元150通过使用从GPS处理单元112接收到的纬度XGPS和经度YGPS、从高度输出单元140接收到的移动体的绝对高度HABS和存储在存储单元142中的地图数据产生要显示在屏幕上的输出图像。
图5示出了由导航单元150产生的输出图像的例子。图5示出了输出图像160，即，由导航单元150产生并且显示在显示单元102上的例子。
通过在移动体所处的当前位置附近的地图图像上叠加显示当前位置的当前位置标记162和信息显示区域164，产生输出图像160。在图5的例子中，当前高度166(“100m”)以及当前时间(“a.m.11:00”)和移动速度(“50km/h”)显示在信息显示区域164中。例如，与高度输出单元140的输出周期(例如，一秒的周期)同步地周期性地更新这些信息。因此，导航单元150可以在屏幕上显示当GPS高度的可靠性处于高水平时具有较少误差的GPS高度或者当GPS高度的可靠性不处于高水平时根据具有较少时间变化的大气压差计算的高度作为当前高度。
这里，附加标记可以显示在输出图像160中。该附加标记用于识别当前高度166是否显示了GPS高度自身或者根据大气压差计算的高度。另外，还可以显示示出由可靠性确定单元120确定的GPS高度的可靠性的指示符。
图6是示出本发明的实施例中的显示在输出图像160中的当前高度(绝对高度)和由GPS处理单元112计算的GPS高度值的变化的例子的曲线图。参照图6，显示在输出图像160中的当前高度[m]由粗线表示，由GPS处理单元112计算的GPS高度[m]由点划线表示，由大气压测量单元130测量的大气压[hPa]由虚线表示。该曲线图的水平轴示出时间[sec]([秒])。在该曲线图的水平轴的下面，示出了在每个时间点由可靠性确定单元120确定的GPS高度的可靠性。
在图6的例子中，确定GPS高度的可靠性从时刻T1到时刻T2处于高水平。GPS高度的值是H1。在这种情况下，当前高度的值与GPS高度的值即H1相同。
接下来，确定GPS高度的可靠性从时刻T2到时刻T4处于中间水平。例如，由于速度降低，所以在这个时间段期间包含在GPS高度中的误差变得相对较大。结果，从时刻T2到时刻T4的GPS高度的值的变化大于从时刻T1到时刻T2的变化。在这种情况下，当前高度是基于在时刻T2的当前高度的值和与时刻T2的大气压差计算的值。在图6的例子中，从时刻T2到时刻T3，大气压恒定不变。从时刻T3到时刻T4，大气压逐渐下降。结果，从时刻T2到时刻T3当前高度没有变化而保持在H1，从时刻T3到时刻T4当前高度逐渐从H1增大到H2。
接下来，确定GPS高度的可靠性从时刻T4到时刻T5处于低水平。例如，由于移动体进入隧道或建筑物，所以在这个时间段期间包含在GPS高度中的误差变得极大。在这种情形下，由于除高度以外的因素的影响，所以大气压的测量值可能会大大地变化。因此，在GPS高度的可靠性处于低水平的同时不显示当前高度，从而不会使用户产生困惑。图6没有示出表达从时刻T4到时刻T5的当前高度的粗线。然后，当GPS的可靠性恢复到高水平或中间水平时，会恢复当前高度的显示。
<3.根据实施例的处理流程>
将在下文中参照流程图描述根据本发明的实施例的高度输出装置100的处理流程。
(可靠性确定处理)
图7是示出由高度输出装置100的可靠性确定单元120执行的可靠性确定处理的流程的例子的流程图。
参照图7，可靠性确定单元120首先确定是否可以进行3D定位(步骤S102)。例如，当可以从四个或更多GPS卫星接收到分别具有用于3D定位的足够信号强度的GPS信号时，可靠性确定单元120可以确定可以进行3D定位。当确定可以进行3D定位时，处理进入步骤S104。在这种情况下，由于没有计算GPS高度自身，所以没有确定可靠性(步骤S104)。另一方面，当确定可以进行3D定位时，处理进入步骤S106。
接下来，可靠性确定单元120计算GPS信号的信号强度的表示值。例如，当接收到来自六个GPS卫星的GPS信号时，可靠性确定单元120可以计算GPS信号的信号强度S1到S6的平均值或最小值作为信号强度的表示值。然后，可靠性确定单元120将计算的表示值与预定阈值进行比较(步骤S108)。例如，当表示值小于阈值时，处理进入步骤S110。在这种情况下，可靠性确定单元120确定GPS高度的可靠性Lv处于“低水平”(步骤S110)。另一方面，当表示值等于或大于阈值时，处理进入步骤S112。
接下来，可靠性确定单元120获取从速度获取单元114接收到的移动体的移动速度(步骤S112)。然后，可靠性确定单元120将获取的移动速度与预定阈值进行比较(步骤S114)。例如，当移动速度小于阈值时，处理进入步骤S116。在这种情况下，可靠性确定单元120确定GPS高度的可靠性Lv处于“中间水平”(步骤S116)。另一方面，当移动速度等于或大于阈值时，可靠性确定单元120确定GPS高度的可靠性Lv处于“高水平”(步骤S118)。然后，由可靠性确定单元120执行的可靠性确定处理结束。
(高度输出处理)
图8A和8B是示出由高度输出装置100执行的高度输出处理的例子的流程图。
参照图8A，GPS处理单元112基于GPS信号计算GPS高度(步骤S202)。由GPS处理单元112计算的GPS高度输入到高度输出单元140。另外，可靠性确定单元120执行参照图7描述的可靠性确定处理(步骤S204)。由可靠性确定单元120确定的GPS高度的可靠性输入到高度输出单元140。
然后，高度输出处理根据是否已经输出初始值而分支(步骤S206)。当已经输出初始值时，处理进入图8B的步骤S222。另一方面，当还没有输出初始值时，处理进入步骤S208。
在步骤S208中，高度输出单元140确定GPS高度的可靠性是否处于中间水平或更高水平(步骤S208)。这里，当GPS高度的可靠性处于中间或更高水平时，处理进入步骤S210。另一方面，当GPS高度的可靠性没有处于中间或更高水平时，处理进入步骤S214。
在步骤S210中，高度输出单元140向导航单元150输出由GPS处理单元112计算的GPS高度作为绝对高度的初始值(步骤S210)。另外，高度输出单元140使得存储单元142存储初始值(步骤S212)。在步骤S214中，由于GPS高度的可靠性不处于中间或更高水平，所以高度输出单元140不会向导航单元150输出绝对高度(步骤S214)。
接下来，参照图8B，在已经输出初始值的情况下，高度输出单元140确定GPS高度的可靠性是否处于中间或更高水平(步骤S222)。这里，当GPS高度的可靠性处于中间或更高水平时，处理进入步骤S230。另一方面，当GPS高度的可靠性不处于中间或更高水平时，处理进入步骤S224。
在步骤S224中，由于GPS高度的可靠性不处于中间或更高水平，所以高度输出单元140不会更新绝对高度或者不会向导航单元150输出绝对高度(步骤S224)。例如，当GPS高度的可靠性处于低水平时，高度输出单元140不会更新绝对高度并且可以向导航单元150输出该值作为前一输出值。另外，当无法计算GPS高度并且确定可靠性时，例如，高度输出单元140不必向导航单元150输出绝对高度。
另一方面，在步骤S230中，高度输出单元140确定GPS高度的可靠性是否处于高水平(步骤S230)。当GPS高度的可靠性处于高水平时，处理进入步骤S232。在这种情况下，高度输出单元140向导航单元150输出GPS高度作为移动体的绝对高度(步骤S232)，并且同时使得存储单元142存储GPS高度的输出值(步骤S234)。另一方面，当GPS高度的可靠性不处于高水平时，处理进入步骤S236。
在步骤S236中，高度输出单元140基于存储在存储单元142中的前一GPS高度的输出值和由差分计算单元132计算的大气压差计算移动体的绝对高度(步骤S236)。然后，高度输出单元140向导航单元150输出计算的绝对高度(步骤S238)。
如上所述，按照一秒的周期重复地执行由高度输出装置100执行的这种高度输出处理。因此，能够实现参照图6描述的稳定的高度显示，即，不会由于GPS高度的误差的影响而大大地变化的高度显示。
<4.总结>
迄今参照图1到图8B描述了根据本发明的实施例的高度输出装置100。根据实施例，当GPS高度的可靠性满足预定的输出基准时，基于GPS信号计算的最新GPS高度被输出作为移动体的绝对高度。当GPS高度的可靠性不满足输出基准时，使用绝对高度的过去的输出值和大气压的测量值计算的高度作为移动体的绝对高度。因此，即使在可以进行3D定位但由于GPS信号的较差的接收状态、低移动速度等导致GPS高度的误差大的情况下，绝对高度的输出值不适当地变化的这种现象得到抑制。由于在正常天气下移动体附近的大气压在短时间内几乎不会由于除高度变化以外的因素而发生变化，所以能够实现这种有益效果。
在实施例中，关于GPS高度的可靠性的输出基准是在一定时间段内GPS高度的可靠性被连续地确定处于高水平。因此，当以高精度使GPS高度稳定时，能够优选地输出具有高精度的GPS高度。
在实施例中，当来自多个GPS卫星的GPS信号的信号强度的表示值超过预定阈值并且移动体的移动速度超过预定阈值时，确定GPS高度的可靠性处于高水平。因此，当GPS信号的接收状态不良好或者当移动体的移动速度低时，不确定可靠性处于高水平。因此，能够输出基于具有更稳定值的大气压的绝对高度。
在实施例中，通过下述方式计算基于大气压变化的绝对高度：将与和已经输出GPS高度作为绝对高度的前一输出时间点的大气压差对应的高度变化量同在指定时间点的绝对高度的输出值相加。因此，能够安装根据实施例的具有使用GPS天线、大气压传感器、普通处理装置和存储介质的简单配置的高度输出装置100。
在实施例中，当GPS信号的信号强度的表示值低于预定阈值时，确定GPS高度的可靠性处于低水平并且不输出移动体的绝对高度。因此，在GPS信号的接收状态劣化并且由于移动体进入隧道或建筑物而导致大气压易受到除高度之外的因素的影响的情况下，防止了不适当的高度输出和所导致的用户的困惑。
这里，可以通过硬件或软件实现在本说明书中描述的一系列处理。当通过软件执行这一系列处理或者一部分处理时，构成软件的程序事先存储在例如硬盘和半导体存储器的存储介质中。然后，在程序被读入随机存取存储器(RAM)中时，通过例如中央处理单元(CPU)的处理装置执行程序。
本申请包含与在于2009年12月14日提交到日本专利局的日本在先专利申请JP 2009-282458中公开的主题有关的主题，该日本在先专利申请的全部内容以引用方式并入本文。
迄今参照附图详细描述了本发明的优选实施例，但是本发明的实施例并不限于以上例子。对于本发明所属领域的技术人员来说，显而易见的是，可以在根据本发明的实施例的技术思想的范围内进行各种变型和替换，并且应该明白，这些变型和替换明显地在本发明的技术范围内。

Claims (7)

1.一种高度输出装置，包括：
GPS处理单元，被配置为基于GPS信号计算移动体的GPS高度；
大气压测量单元，被配置为测量大气压；
确定单元，被配置为确定由GPS处理单元计算的GPS高度的可靠性；以及
输出单元，被配置为根据由确定单元确定的可靠性输出移动体的绝对高度；其中
在可靠性满足预定的输出基准的情况下，输出单元输出由GPS处理单元计算的最新GPS高度作为移动体的绝对高度，而在可靠性不满足输出基准的情况下，输出单元输出通过使用绝对高度的过去的输出值和由大气压测量单元测量的大气压计算的高度作为移动体的绝对高度。
2.根据权利要求1的高度输出装置，其中
确定单元根据GPS信号的信号强度和移动体的移动速度确定GPS高度的可靠性处于高水平和除高水平以外的水平中的任何一种水平，并且
输出基准是由确定单元在一定时间段内连续地确定GPS高度的可靠性处于高水平。
3.根据权利要求2所述的高度输出装置，其中，在GPS信号的信号强度的表示值超过预定阈值并且移动体的速度超过预定阈值的情况下，确定单元确定GPS高度的可靠性处于高水平。
4.根据权利要求1到3中的任一项所述的高度输出装置，还包括：
差分计算单元，被配置为计算当前时间点的大气压与前一次输出GPS高度作为绝对高度的前一输出时间点的大气压之间的差，所述大气压由大气压测量单元测量；其中
在可靠性不满足输出基准的情况下，输出单元输出通过下述方式获得的值作为移动体的绝对高度：将与由差分计算单元计算的大气压差对应的高度变化量和在前一输出时间点的绝对高度的输出值相加。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的高度输出装置，其中
在GPS信号的信号强度的表示值低于预定阈值的情况下，确定单元确定GPS高度的可靠性处于低水平，并且
在可靠性被确定处于低水平的情况下，输出单元不输出移动体的绝对高度。
6.一种高度输出方法，包括如下步骤：
基于GPS信号计算移动体的GPS高度；
测量大气压；
确定计算的GPS高度的可靠性；以及
在确定的可靠性满足预定的输出基准的情况下，输出计算的最新GPS高度作为移动体的绝对高度，而在确定的可靠性不满足输出基准的情况下，输出通过使用绝对高度的过去的输出值和测量的大气压计算的高度作为移动体的绝对高度。
7.一种程序，使得控制高度输出装置的计算机用作确定单元和输出单元，所述高度输出装置包括GPS处理单元和大气压测量单元，所述GPS处理单元被配置为基于GPS信号计算移动体的GPS高度，所述大气压测量单元被配置为测量大气压，所述确定单元被配置为确定由GPS处理单元计算的GPS高度的可靠性，所述输出单元被配置为根据由确定单元确定的可靠性输出移动体的绝对高度；其中
在可靠性满足预定输出基准的情况下，输出单元输出由GPS处理单元计算的最新GPS高度作为移动体的绝对高度，而在可靠性不满足输出基准的情况下，输出单元输出通过使用绝对高度的过去的输出值和由大气压测量单元测量的大气压计算的高度作为移动体的绝对高度。
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