DE112012006602T5

DE112012006602T5 - Positioniervorrichtung

Info

Publication number: DE112012006602T5
Application number: DE112012006602.2T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Corpor Ishigami Tadatomi; c/o Mitsubishi Electric Corpor Chiyonobu Hirokazu; c/o Mitsubishi Electric Corporati Fujimoto Kohei; c/o Mitsubishi Electric Corpora Maeda Atsushi; c/o Mitsubishi Electric Corpo Fujii Masatoshi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: DE112012006602B4; US10267920B2; US20150138015A1; CN104412066B; CN104412066A; WO2014002210A1; JPWO2014002210A1; JP5606656B2

Abstract

Eine Aufgabe ist es, in einer Positioniervorrichtung eines Bewegtkörpers, wie etwa einem Fahrzeug, eine Technik bereitzustellen, welche einen Einbauuhr-Fehler eines Bewegtkörpers modifizieren kann, um die Genauigkeit einer Geschwindigkeit zu vergrößern. Die Positioniervorrichtung beinhaltet eine Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123, die einen Einbauuhr-Fehler des Fahrzeugs als einen Einbauuhr-Fehler basierend auf einer Differenz zwischen einem Delta-Bereich und einer berechneten Bereichsrate abschätzt, und eine Bereichsraten-Schätzeinheit 125, die eine Fahrzeugstopp-Bereichsrate basierend auf Position und Geschwindigkeit von GPS-Satelliten basierend auf einem Sendesignal und einer Fahrzeugposition abschätzt und eine berechnete Bereichsrate basierend auf dem Einbauuhr-Fehler modifiziert. Weiter beinhaltet die Positioniervorrichtung eine Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127, die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten Vo in drei Axialrichtungen berechnet, welche ein orthogonales Koordinatensystem bilden, basierend auf einer Navigationsmatrix, der Fahrzeugstopp-Bereichsrate und der modifizierten berechneten Bereichsrate.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Positioniervorrichtung eines Bewegtkörpers und genauer gesagt bezieht sich auf eine Positioniervorrichtung, die Sendesignale aus GPS-(Globales Positionierungssystem)Satelliten verwendet.
Hintergrund
Derzeit sind Navigationsvorrichtungen von Bewegtkörpern, wie etwa Fahrzeugen, bekannt. Diese Navigationsvorrichtung zeigt eine Fahrzeugposition auf einer Karte an und gibt eine Führung zu einem Ziel. Wenn eine Fahrzeugposition auf einer Straße auf einer Karte angezeigt wird, werden eine GPS-Positioniervorrichtung, die GPS-Satelliten-Positionierungsergebnisse ermittelt, und verschiedene Sensoren, wie ein Geschwindigkeitssensor, ein Winkelgeschwindigkeitssensor und ein Beschleunigungssensor verwendet, um eine Fahrzeugbewegung zu beobachten und zu messen und dann wird eine Verarbeitung durchgeführt, die Kartenabgleich (map matching) genannt wird, um die Fahrzeugposition auf einer Straßenverbindung von Kartendaten zu identifizieren.
Jedoch unterscheidet sich ein Skalierungsfaktor zum Berechnen einer Bewegtdistanz und einer Geschwindigkeit, basierend auf Ausgangsimpulsen eines Geschwindigkeitssensors von Fahrzeug zu Fahrzeug. Weiter fluktuieren (driften) Nullspannungen eines Winkelgeschwindigkeitssensors und eines Beschleunigungssensors und daher müssen verschiedene Sensoren optional korrigiert werden. Um verschiedene Sensoren zu korrigieren, werden allgemein Positionierergebnisse, die aus GPS-Satelliten gesendet werden, für einen Korrektur-Referenzwert oder für Korrekturbedingungen verwendet.
Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 eine Technik des Berechnens einer Fahrzeuggeschwindigkeit in einer horizontalen Richtung (einer Richtung auf einer horizontalen Ebene vertikal zu einer vertikalen Richtung), basierend auf Signalen (Positionierergebnissen) aus GPS-Satelliten und Korrigieren eines Skalierungsfaktors, basierend auf der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit. Weiterhin offenbaren Patentdokument 2 und Patentdokument 3 Techniken des Berechnens eines Neigungswinkels (eines Winkels, der zwischen einer Fahrtrichtung eines Fahrzeugs und der horizontalen Ebene gebildet ist), basierend auf Signalen aus GPS-Satelliten und Berechnen einer Beschleunigung des Fahrzeugs in einer Fahrtrichtung, eine Gravitations-Beschleunigung und eine Fluktuation einer Nullspannung des Beschleunigungssensors, basierend auf dem berechneten Neigungswinkel.
Stand-der-Technik-Dokumente
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 4370565
Patentdokument 2: Japanisches Patent Nr. 4776570
Patentdokument 2: Japanische PatentoffenlegungsschriftNr. 2003-307524

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Jedoch weist die obige Positioniervorrichtung, das heißt eine Positioniervorrichtung, welche eine Position eines Fahrzeugs basierend auf Positionierergebnissen aus GPS-Satelliten und Messergebnissen aus verschiedenen Sensoren misst, die folgenden Probleme auf.

(1) Ein Ausgangsimpuls eines Geschwindigkeitssensors wird anhand von Rotationen von Reifen auf einer Straßenoberfläche ausgegeben. Damit gibt es ein Problem, dass beim Fahren auf einer geneigten Straße, auf welcher eine zweidimensionale Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer horizontalen Ebene, die als Positionierergebnisse aus GPS-Satelliten erhalten wird, und eine tatsächliche dreidimensionale Fahrzeuggeschwindigkeit nicht zueinander passen, eine Distanz (= Impulsanzahl × Skalierungsfaktor) länger als eine durch Kartendaten auf der horizontalen Ebene angegebene Straßenverknüpfungslänge gemessen wird.
(2) Um eine Fahrzeuggeschwindigkeit eines dreidimensionalen ENU-Koordinatensystems (ein orthogonales System, in welchem die Ostrichtung als eine x-Achse definiert ist, die Nordrichtung als eine y-Achse definiert ist und eine vertikale Richtung als eine Z-Achse definiert ist und eine xy-Ebene als eine horizontale Ebene definiert ist), basierend auf Positionierergebnissen aus GPS-Satelliten zuerst eine Bereichsrate einschließlich derselben Einheit ([m/s]) als eine Zeitänderung bei Pseudo-Distanzen aus einem Änderungsbetrag (Dopplerverschiebung) einer Trägerfrequenz einer GPS-Satelliten-Funkwelle berechnet wird. Zusätzlich zur Berechnung wird die Bereichsrate in einem Fall, bei dem ein Fahrzeug gestoppt ist, abgeschätzt und wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus einer Differenz zwischen beiden Bereichsraten berechnet. Jedoch gibt es das Problem, dass bei Fahren in niedriger Geschwindigkeit, welches eine Differenz zwischen einer berechneten Bereichsrate und einer geschätzten Bereichsrate kleiner macht, ein Fahrzeuggeschwindigkeitsfehler groß wird.
(3) Eine Positioniervorrichtung führt Positionierung unter der Annahme durch, dass Zeiten von eingebauten Uhren von GPS-Satelliten und eine Zeit einer eingebauten Uhr eines Fahrzeugs mit einer gemeinsamen Zeitsequenz synchronisieren (GPS-Zeit). Eingebaute Uhren sowohl in den GPS-Satelliten als auch im Fahrzeug, driften und daher ist es notwendig, optimal die entsprechenden Uhren zu modifizieren. Generell werden teure Atomuhren mit geringer Gangabweichung als eingebaute Uhren der GPS-Satellit verwendet und wird eine preisgünstige Kristalluhr mit signifikanter Abweichung als eine eingebaute Uhr eines Fahrzeugs verwendet. Drift-Korrektur-Parameter von Atomuhren werden aus GPS-Satelliten an ein Fahrzeug gesendet und das Fahrzeug kann eine Drift der eingebauten Uhr des Fahrzeugs durch Empfangen von Signalen aus den GPS-Satelliten modifizieren. Jedoch gibt es ein Problem damit, dass, selbst wenn die Modifikation auf diese Weise durchgeführt wird, ein Fehler gleich oder kleiner 1 μs in der eingebauten Uhr im Fahrzeug verbleibt, dieser eingebaute Uhrfehler ein Messfehler einer Bereichsrate ist, die allen GPS-Satelliten gemein ist, welche Signale an das Fahrzeug senden, und die Genauigkeit zum Messen beispielsweise einer Fahrzeuggeschwindigkeit beeinträchtigt.

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Probleme gemacht worden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einer Positioniervorrichtung eines Bewegtkörpers, wie etwa eines Fahrzeugs, eine Technik bereitzustellen, welche Fehler der eingebauten Uhr eines Bewegtkörpers modifizieren und die Genauigkeit einer Geschwindigkeit verbessern kann.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine Positioniervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Positioniervorrichtung eines Bewegtkörpers, die beinhaltet: eine Berechnungseinheit, die eine Zeitdifferenz an einer Pseudo-Distanz zu einem GPS-Satelliten als ein Delta-Bereich berechnet, basierend auf einen Sendesignal aus dem GPS-Satelliten, und eine erste Bereichsrate berechnet, basierend auf einer Dopplerverschiebung des Übertragungssignals; und eine Einbauuhr-Fehler-Abschätzeinheit, die einen Fehler einer Einbauuhr des Bewegtkörpers als einen Einbauuhrfehler abschätzt, basierend auf einer Differenz zwischen dem Delta-Bereich und der ersten Bereichsrate. Weiter beinhaltet die Positioniervorrichtung eine Bereichsraten-Abschätzeinheit, die eine zweite Bereichsrate in dem Fall abschätzt, dass der Bewegtkörper anhält, basierend auf Position und Geschwindigkeit des GPS-Satelliten, basierend auf einem Sendesignal und einer Position des Bewegtkörpers, und die erste, durch die Berechnungseinheit berechnete Bereichsrate modifiziert, basierend auf dem Einbauuhrfehler. Weiterhin enthält die Positioniervorrichtung eine Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die eine erste Geschwindigkeit des Bewegtkörpers, die sich auf drei Achsenrichtungen bezieht, die ein orthogonales Koordinatensystem bilden, berechnet, basierend auf einer Navigationsmatrix, der durch die Bereichsraten-Abschätzeinheit geschätzten zweiten Bereichsrate und der durch die Bereichsraten-Abschätzeinheit modifizierten ersten Bereichsrate, wobei die Navigationsmatrix die Position des GPS-Satelliten enthält, basierend auf dem Sendesignal und einschließlich der Position des Bewegtkörpers.
Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung berechnet einen Einbauuhr-Fehler, basierend auf einer Differenz zwischen einem Delta-Bereich und einer ersten Bereichsrate, und modifiziert einen Fehler der ersten Bereichsrate, indem sie den Einbauuhr-Fehler verwendet. Folglich ist es möglich, einen Fehler der ersten Geschwindigkeit, der durch den Einbauuhr-Fehler verursacht wird, zu reduzieren und die Genauigkeit der ersten Geschwindigkeit zu vergrößern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Navigationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Navigationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Ansicht, die einen Delta-Bereich und eine berechnete Bereichsrate zeigt.
4 ist eine Ansicht, die einen Einbauuhr-Fehler zeigt.
5 ist eine Ansicht, die eine Fahrzeugstopp-Bereichsrate, eine modifizierte Bereichsrate und einen Delta-Bereich zeigt.
6 ist eine Ansicht, die Mehrfachpfade zeigt.
7 ist eine Ansicht, die eine durch einen Geschwindigkeitssensor gemessene Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Navigationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Navigationsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Navigationsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Navigationsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
12 ist eine Ansicht, die ein durch die Navigationsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform erhaltenes Ergebnis zeigt.
13 ist eine Ansicht, die ein durch die Navigationsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform erhaltenes Ergebnis zeigt.
14 ist eine Ansicht, die ein durch die Navigationsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform erhaltenes Ergebnis zeigt.
15 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Navigationsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
16 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Navigationsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
17 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Navigationsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
18 ist eine Ansicht, die einen gemessenen Neigungswinkel zeigt, der durch eine Neigungswinkel-Messeinheit gemessen wird.
Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Eine Navigationsvorrichtung mit einer Positioniervorrichtung eines Bewegtkörpers, wie etwa ein Fahrzeug, wird unten beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration zeigt, die zum Messen einer Position des Fahrzeugs (auch als ein ”Eigenfahrzeug” bezeichnet) in einer Konfiguration der Navigationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nötig ist.
Die in 1 gezeigte Navigationsvorrichtung weist einen GPS-Empfänger 11 auf, der Sendesignale aus GPS-Satelliten empfängt, um Rohdaten (Daten wie etwa Pseudo-Distanzen, Dopplerverschiebungen, Navigationsnachrichten und GPS-Zeiten, die für die Positionierberechnung erforderlich sind) basierend auf den Sendesignalen zu erhalten, und eine Positioniereinheit 12, die eine Eigenfahrzeugposition (z. B. eine Position auf einem Breitengrad und einem Längengrad), eine Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit und einen Eigenfahrzeug-Azimut misst, basierend auf den durch den GPS-Empfänger 11 erhaltenen Rohdaten.
Weiter weist diese Navigationsvorrichtung einen Kartenspeicher 13 auf, der Kartendaten einschließlich Daten speichert, die lineare Formen und durch Koordinatenpunkte repräsentierte Straßenverbindungen angibt, und eine Straßen-Abgleichseinheit 14, die eine Straßenverbindung aus dem Kartenspeicher 13 liest, basierend auf der Eigenfahrzeugposition, der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit und dem Eigenfahrzeug-Azimut, die durch die Positioniereinheit 12 gemessen sind, um die Eigenfahrzeugposition auf der Straßenverbindung zu identifizieren.
Als Nächstes werden im Detail der GPS-Empfänger 11 und die Positioniereinheit 12 beschrieben.
Der GPS-Empfänger 11 weist eine GPS-Antenne, die Sendesignale (Funkwellen) empfängt, die als eine Mehrzahl von GPS-Satelliten über dem Eigenfahrzeug gesendet werden, empfängt. Der GPS-Empfänger 11 ermittelt Rohdaten, basierend auf einem an der GPS-Antenne empfangenen und aus jedem GPS-Satelliten ausgegebenen Sendesignal, um die Rohdaten an die Positioniereinheit 12 auszugeben.
Die Positioniereinheit 12 weist eine GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121, eine Pseudo-Distanz-Modifiziereinheit 122, eine Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123, eine GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124, eine Bereichsraten-Schätzeinheit 125, eine Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 und eine Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit (Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit) 127 auf.
Obwohl im Detail unten beschrieben, berechnet die GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121 eine Zeitdifferenzwert der Pseudo-Distanz eine Delta-Bereichs Δρ_cr(t_i), basierend auf der Pseudo-Distanz basierend auf der Pseudo-Distanz ρ_cr(t_i) (im Wesentlichen die Sendesignale aus den GPS-Satelliten) aus dem GPS-Empfänger 11. Zusätzlich gibt t_i eine Zeit der Positionierverarbeitung der Positioniereinheit 12 an, die in einem Prozesszyklus ΔT wiederholt wird, und gibt ein tiefgestelltes i eine Anzahl an, die pro Verarbeitungszyklus ΔT um Eins ansteigt.
Weiter berechnet die GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121 eine erste Bereichsrate Δρ_rate(t_i) einschließlich derselben Einheit ([m/s]) wie ein Delta-Bereich Δρ_cr(t_i), basierend auf einer Dopplerverschiebung f_dop(t_i) (im Wesentlichen eine Dopplerverschiebung eines Sendesignals aus dem GPS-Satelliten) aus dem GPS-Empfänger 11. Die GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121 berechnet den Delta-Bereich Δρ_cr(t_i) und die erste Bereichsrate Δρ_rate(t_i) jedes GPS-Satelliten (auch als ein ”Empfangssatellit” bezeichnet), dessen Sendesignal durch den GPS-Empfänger 11 empfangen wird.
Zusätzlich erscheint eine Mehrzahl von Typen von Bereichsraten in der nachfolgenden Beschreibung. Daher wird die erste Bereichsrate Δρ_rate(t_i), berechnet durch die GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121, aus Gründen der Bequemlichkeit als eine ”berechnete Bereichsrate Δρ_rate(t_i)” bezeichnet.
Die Pseudo-Distanz-Modifiziereinheit 122 berechnet einen Satelliten-montierten Uhr-Fehler dT_sat, einen Ionosphären-Funkwellenausbreitungs-Verzögerungsfehler d_iono, und einen Troposphären-Funkwellenausbreitungs-Verzögerungsfehler d_trop, die in der aus dem GPS-Empfänger 11 ausgegebenen Pseudo-Distanz Δρ_cr(t_i) enthalten sind, unter Verwendung der aus dem GPS-Empfänger 11 ausgegebenen Navigationsnachricht, und berechnet eine Pseudo-Distanz (auch als eine ”modifizierte Pseudo-Distanz ρ_cr'(t_i)” bezeichnet), modifiziert, um diese Fehler auszuschließen.
Die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 empfängt eine Eingabe der Delta-Bereiche Δρ_cr(t_i) und der berechneten Bereichsraten Δρ_rate(t_i) eines Empfangs-Satelliten, berechnet durch die GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121. Die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 schätzt einen Fehler einer im Eigenfahrzeug vorgesehenen Einbauuhr als ein Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) basierend auf der Differenz (in diesem Fall Delta) zwischen dem Delta-Bereich Δρ_cτ(t_i) und der berechneten Bereichsrate Δρ_rate(t_i), ab.
Zusätzlich kann die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 einen Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) aus dem Delta-Bereich Δρ_cτ(t_i) und der berechneten Bereichsrate Δρ_rate(t_i) eines Empfangs-Satelliten abschätzen. Wenn jedoch eine Eingabe von Delta-Bereichen Δρτ(t_i) und berechneten Bereichsraten Δρ_rate(t_i) einer Mehrzahl von Empfangs-Satelliten empfangen wird, schätzt die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 einen Durchschnittswert einer Mehrzahl von Einbauuhr-Fehlern ε_tcar(t_i) ab, abgeschätzt aus den Delta-Bereichen Δρ_cr(t_i) und den berechneten Bereichsraten Δρ_rate(t_i), als einen Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i).
Die GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124 schätzt eine Position P_s und eine Geschwindigkeit V_s eines GPS-Satelliten in einer GPS-Zeit ab, basierend auf der aus dem GPS-Empfänger 11 ausgegebenen Navigationsnachricht. Die GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124 schätzt die Positionen P_s und die Geschwindigkeiten V_s aller Empfangs-Satelliten mehrmals während der Umwandlungsberechnung pro Verarbeitungszyklus der Positioniereinheit 12 ab.
Die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 empfängt eine Eingabe der berechneten Bereichsraten Δρ_rate(t_i) aus der GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121, dem Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) aus der Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123, der Positionen P_s und der Geschwindigkeiten V_s aller Empfangs-Satelliten aus der GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124 und einer Eigenfahrzeugposition P_o (neu berechnete GPS-Position), berechnet durch die unten beschriebene Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126.
Die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 schätzt eine zweite Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) in einem Fall ab, in dem ein Fahrzeug als anhaltend angenommen wird, basierend auf den Positionen P_s, den Geschwindigkeiten V_s aller Empfangs-Satelliten und der Eigenfahrzeugpositionen P_o. Zusätzlich wird die durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 in einem Fall, bei dem das Fahrzeug als gestoppt angenommen wird, abgeschätzte zweite Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) als eine ”Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δ_ρrate-s(t_i)” unten bezeichnet. Weiter, zusätzlich zur Schätzung der Fahrzeugstopp-Bereichsrate modifiziert die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 die berechnete Bereichsrate Δρ_rate(t_i), berechnet durch die GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121, basierend auf den durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 abgeschätzten Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) Die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 führt Numerikwert-Berechnung durch, basierend auf den modifizierten Pseudo-Distanzen ρ_cτ'(t_i) aus der Pseudo-Distanz-Modifiziereinheit 122 und den Positionen P_s und den Geschwindigkeiten Vs aller Empfangs-Satelliten aus der GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124, um die Eigenfahrzeugposition P_o zu berechnen, und gibt die Eigenfahrzeugposition P_o an die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 und die Straßen-Abgleichseinheit 14 aus. Weiter erzeugt die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 eine Navigationsmatrix A, welche die Positionen P_s aller Empfangs-Satelliten aus der GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124 beinhaltet, und die durch die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 berechnete Eigenfahrzeugposition P_o beinhaltet, und gibt die Navigationsmatrix A an die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 aus.
Die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 berechnet Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o (erste Geschwindigkeiten V_o), die sich auf drei Achsenrichtungen beziehen, die ein ENU-Koordinatensystem bilden (ein orthogonales Koordinatensystem, in welchem die Ostrichtung als eine x-Achse definiert ist, die Nordrichtung als eine y-Achse definiert ist, die Vertikalrichtung als eine Z-Achse definiert ist und die xy-Ebene als eine Horizontalebene definiert ist), das heißt neu berechnete GPS-Geschwindigkeiten, basierend auf der Navigationsmatrix A aus der Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126, der durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 geschätzten Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) und der durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 modifizierten berechneten Bereichsrate Δρ_rate(t_i). Zusätzlich kann die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 auch einen Eigenfahrzeug-Azimut berechnen, durch Vornehmen dieser Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Navigationsvorrichtung in 1 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 2 beschrieben, das durch die Positioniereinheit 12 durchgeführte Positionierverarbeitung pro Verarbeitungszyklus zeigt.
Zuerst initialisiert im in 2 gezeigten Schritt S1 die Navigationsvorrichtung die Verarbeitung der Positioniereinheit 12.
Im Schritt S2 bestimmt die Positioniereinheit 12, ob die Anzahl von Empfangs-Satelliten eins oder mehr ist, das heißt ob aus einem oder mehr GPS-Satelliten gesendete Signale empfangen werden oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass die Sendesignale empfangen werden, bewegt sich der Schritt zu Schritt S3 und wenn festgestellt wird, dass kein Sendesignal empfangen wird, wird die aktuelle Positionierverarbeitung ohne Durchführen irgendwelcher Verarbeitung beendet.
Im Schritt S3 berechnet die GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121 einen Zeitdifferenzwert zwischen der Pseudo-Distanz vorheriger Positionierverarbeitung und vorheriger Pseudo-Distanz aktueller Positionierverarbeitung als einen Delta-Bereich Δρ_cτ(t_i) durch Anwenden auf die nachfolgende Gleichung (1) der Pseudo-Distanz ρ_cτ(t_i-1) von vorherigen Positionierverarbeitung und der Pseudo-Distanz ρ_cτ(t_i) der aus dem GPS-Empfänger 11 ausgegebenen aktuellen Positionierverarbeitung.
[Gleichung 1]

Δρ_cτ(t_i) = (ρ_cτ(t_i) – ρ_cτ(t_i-1))/Δt (1) wobei, Δρ_cτ(t_i): Delta-Bereich [m/s] ρ_cτ(t_i): Pseudo-Distanz, die bei aktueller Positionierverarbeitung aus GPS-Empfänger ausgegeben wird [m] ρ_cτ(t_i-1) Aus GPS-Empfänger bei vorheriger Positionierverarbeitung ausgegebene Pseudo-Distanz [m] Δt: Verarbeitungszyklus [s]

Weiter berechnet im selben Schritt S3 die GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121 die berechnete Bereichsrate Δρ_rate(t_i) durch Anwenden, auf die nachfolgende Gleichung (2), der aus dem GPS-Empfänger 11 ausgegebenen Dopplerverschiebung f_dop(t_i)
[Gleichung 2]

Δρ_rate(t_i) = f_dop(t_i)·C/f_L1 (2) Δρ_rate(t_i): Berechnete Bereichsrate [m/s] f_LI: Trägerfrequenz von Satelliten-Funkwelle [Hz] C: Geschwindigkeit von Licht [m/s]

Im Schritt S4 berechnet die Pseudo-Distanz-Modifiziereinheit 122 den Satelliten-montierten Uhr-Fehler dT_sat und den Ionosphären-Funkwellenausbreitungs-Verzögerungsfehler d_iono, in der Pseudo-Distanz ρ_cτ(t_i-1) enthalten, basierend auf der aus dem GPS-Empfänger 11 ausgegebenen Navigationsnachricht und berechnet den Troposphären-Funkwellenausbreitungs-Verzögerungsfehler d_trop, der in der Pseudo-Distanz ρ_cτ(t_i) enthalten ist, basierend auf einem Fehlermodell. Weiter berechnet die Pseudo-Distanz-Modifiziereinheit 122 eine modifizierte Pseudo-Distanz Δρ_cτ'(t_i) durch Modifizieren der Pseudo-Distanz ρ_cτ(t_i) durch Anwenden der nachfolgenden Gleichung (3), der Pseudo-Distanz ρ_cτ(t_i) und dieser Fehler.
[Gleichung 3]

ρ_cτ'(t_i) = ρ_cτ(t_i) + dT_sat – d_iono – d_trop (3) Wobei Δρ_cτ'(t_i): Modifizierte Pseudo-Distanz [m] dT_sat: Satelliten-montierter Uhr-Fehler [m] d_iono: Ionosphären-Funkwellenausbreitungs-Verzögerungsfehler [m] d_trop: Troposphären-Funkwellenausbreitungs-Verzögerungsfehler [m]

Im Schritt S5 wendet die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 die Delta-Bereiche Δρ_cτ(t_i) und die berechneten Bereichsraten Δρ_rate(t_i) aller im Schritt S3 ermittelten Empfangs-Satelliten auf die nachfolgende Gleichung (4) an, welche diese Deltas enthält, um einen Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) abzuschätzen. Wenn die Anzahl von Empfangs-Satelliten mehrere ist, das heißt eine Mehrzahl von Einbauuhr-Fehlern ε_tcar(t_i) ermittelt werden kann, ist der Durchschnittswert der Einbauuhr-Fehler ein Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i).
[Gleichung 4]

ε_tcar(t_i) = (Δρ_rate(t_i) – Δρ_cτ(t_i))·Δt/C (4) Wobei: E_tcar(t_i): Einbauuhr-Fehler [2] Δρ_rate(t_i): berechnete Bereichsrate [m/s] ρ_cτ(t_i): Delta-Bereich [m/s] Δt: Prozesszyklus [s] C: Lichtgeschwindigkeit [m/s]

3 ist eine Ansicht, die ein tatsächliches Berechnungsergebnis des Delta-Bereichs ρ_cτ(t_i) und der berechneten Bereichsrate Δρ_rate(t_i) zeigt. 3 zeigt den Delta-Bereich p_cτ(t_i) als eine durchgezogene Linie und die berechnete Bereichsrate Δρ_rate(t_i) als eine unterbrochene Linie.
4 zeigt eine Ansicht, die den Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) zeigt, der durch Anwenden des in 3 gezeigten Berechnungsergebnisses auf Gleichung (4) erhalten wird. Wie in dieser Figur gezeigt, kann der Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i), das heißt eine Drift der Einbauuhr nicht in einem linearen Format ausgedrückt werden, und daher ist die Frequenz zum Abschätzen des Einbauuhr-Fehlers ε_tcar(t_i) vorzugsweise hoch.
Zurück zu 2, führt nach Schritt S5 die Positioniereinheit 12 eine Konvergenzberechnung an der Eigenfahrzeugposition P_o, basierend auf den Rohdaten, das heißt den Sendesignalen aus den GPS-Satelliten) durch, indem sie eine Schleifen..? in Schritt S6 bis Schritt S13 in einer Positionierverarbeitung durchführt. Wenn beispielsweise eine Differenz zwischen der Eigenfahrzeugposition P_o, die durch vorherige Schleifen-Verarbeitung erhalten wird, und der durch die aktuelle Schleifen-Verarbeitung erhaltenen Eigenfahrzeugposition P_o gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, beendet die Positioniereinheit 12 die Schleifen-Verarbeitung. Die in diesem Fall erhaltene Eigenfahrzeugposition wird als eine durch aktuelle Positionierverarbeitung ermittelte Eigenfahrzeugposition ausgegeben.
Als Nächstes wird ein Betrieb jedes Schrittes von Schritt S6 bis Schritt S11 im Detail beschrieben.
Zuerst schätzt in Schritt S6 die GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124 die Positionen P_s(x_s, y_s, z_s) und die Geschwindigkeiten V_s(V_sx, V_sy, V_sz) aller Empfangs-Satelliten in der GPS-Zeit unter Verwendung einer Ephemeride, die in der Navigationsnachricht aus dem GPS-Empfänger 11 enthalten ist, ab, und gibt Positionen der GPS-Satelliten auf einer Trajektorie an. Nachdem die GPS-Zeit durch die GPS-Zeit aus dem GPS-Empfänger 11 initialisiert ist, ändert sich ein Wert der GPS-Zeit während der Konvergenzberechnung und dieser Änderung folgend, ändern sich auch die Positionen P_s und die Geschwindigkeiten V_s der GPS-Satelliten auf einer Satelliten-Trajektorie.
In Schritt S7 schätzt die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 die Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) durch Anwenden auf nachfolgende Gleichung (5) der Positionen P_s(x_s, y_s, z_s) und der Geschwindigkeiten V_s(V_sx, V_sy, V_sz) aller Empfangs-Satelliten, welche durch die GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124 geschätzt sind, und die durch die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 geschätzte Eigenfahrzeugposition P_o(x_o, y_o, z_o) ab. Zusätzlich wird für die Eigenfahrzeugposition P_o die Eigenfahrzeugposition P_o, die in Schritt S9 in der vorherigen Schleifen-Verarbeitung oder vorherigen Positionsverarbeitung berechnet ist, verwendet.
wobei:
Δ_ρate-s(t_i): Fahrzeugstopp-Bereichsrate [m/s]
P_s: Positionen (x_s, y_s, z_s) eines GPS-Satelliten, die aus der Navigationsnachricht berechnet sind [m]
V_s: Geschwindigkeiten (V_sx, V_sy, V_sz) eines GPS-Satelliten, berechnet aus der Navigationsnachricht [m/s]
P_o: Eigenfahrzeugposition (x_o, y_o, z_o) [m]
||P_s-P_o||: Distanz zwischen GPS-Satellitenposition und Eigenfahrzeugposition [m]
LOS: Linie von Ortsvektor, der von Eigenfahrzeug auf GPS-Satellit blickt
Weiter, zusätzlich zur Abschätzung der Fahrzeugstopp-Bereichsrate, wendet die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 auf nachfolgende Gleichung (6) die berechnete Bereichsrate Δ_ρrate(t_i), die im Schritt S3 durch die GPS-Ausgangsdaten-Berechnungseinheit 121 berechnet ist, und den ε_tcar(t_i), der in Schritt S5 durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 abgeschätzt ist, an. Das heißt, dass die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 die berechnete Bereichsrate Δρ_rate(t_i), basierend auf dem Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) modifiziert. Zusätzlich wird die durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 modifizierte berechnete Bereichsrate auch als ”modifizierte Bereichsrate Δρ_rate'(t_i)” bezeichnet.
[Gleichung 6]

Δρ_rate'(t_i) = Δρ_rate(t_i) – ε_tcar(t_i)/Δt·C (6) wobei: Δρ_rate'(t_i): Modifizierte Bereichsrate [m/s] Δρ_rate(t_i): Berechnete Bereichsrate [m/s] ε_tcar(t_i): Einbauuhr-Fehler [s] Δt: Verarbeitungszyklus [s] C: Lichtgeschwindigkeit [m/s]

In dieser Hinsicht, um es leichter zu machen, eine Beziehung zwischen der Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i), die aus Gleichung (5) ermittelt wird, der modifizierten Δρ_rate'(t_i), die aus Gleichung (6) erhalten wird, und dem Delta-Bereich ρcτ(t_i), der aus Gleichung (1) erhalten wird, zu verstehen, illustriert 5 Zeitübergänge der Fahrzeugstopp-Bereichsrate, der modifizierten Bereichsrate und dem Delta-Bereich, ermittelt aus den in 3 gezeigten Daten. Zusätzlich wird in 5 die Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) durch eine unterbrochene Linie angegeben, wird die modifizierte Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) durch eine dicke durchgezogene Linie angegeben und wird der Delta-Bereich ρ_cτ(t_i) durch eine dünne durchgezogene Linie angegeben.
6 zeigt eine Ansicht, die Mehrfachpfade zeigt, einschließlich Pfaden einer Satelliten-Funkwelle (reflektierte Welle), welche durch eine Architektur oder dergleichen reflektiert wird, und einer Satelliten-Funkwelle (Direktwelle), die nicht reflektiert wird. Eine abrupte Änderung, die in dem durch die dünne durchgezogene Linie in 5 angegebenen Delta-Bereich ρ_cτ(t_i) erscheint, gibt einen Hinweis auf einem Mehrfachpfadeinfluss. Zusätzlich illustriert 5 ein Datenergebnis, welches erhalten wird, wenn das eigene Fahrzeug aus einem Parkplatz heraus fährt, um den herum es eine kleine Anzahl von Gebäuden gibt. Selbst in diesem Fall tritt zeitweilig ein kleiner Mehrfachpfadeinfluss im Delta-Bereich ρ_cτ(t_i) auf.
Derweil, wie in 5 gezeigt, beinhaltet die durch obige Gleichung (6) ermittelte modifizierte Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) den unterdrückten Mehrfachpfadeinfluss (abrupte Änderung), anders als der Delta-Bereich Δρ_cτ(t_i), und passt im Wesentlichen zum Delta-Bereich Δρ_cτ(t_i) außer dem Einfluss. Weiter passt diese modifizierte Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) im Wesentlichen zur Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) bei Fahrzeugstopp.
Als Nächstes zeigt 7 eine durch einen Geschwindigkeitssensor gemessene Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit in derselben Situation wie derjenigen in 5. Eine Differenz zwischen der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) und der Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i), die in 5 gezeigt ist, bezieht sich auf die durch den in 7 gezeigten Geschwindigkeitssensor gemessene Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit. Somit ist es möglich, die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit durch Berechnen der Differenz zwischen der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) und der Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) zu berechnen. Folglich ist das Modifizieren der berechneten Bereichsrate Δρ_rate(t_i), basierend auf dem Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i), das heißt Berechnen der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i), wichtig.
Zurück zu 2, prüft in Schritt S8 die Positioniereinheit 12, ob die Anzahl von GPS-Satelliten, für welche eine Positionier-Berechnung durchgeführt werden kann, das heißt die Anzahl aller Empfangs-Satelliten, drei oder mehr beträgt. Wenn die Anzahl aller Empfangs-Satelliten drei oder mehr beträgt, bewegt sich der Schritt zum nächsten Schritt S9. Wenn die Anzahl aller Empfangs-Satelliten kleiner als drei ist, wird die aktuelle Positionierverarbeitung beendet.
Im Schritt S9 berechnet die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 die Eigenfahrzeugposition P_o der aktuellen Schleifen-Verarbeitung durch Anwenden auf eine rechte Seite der nachfolgenden Gleichung (7) der modifizierten Pseudo-Distanzen ρ_cτ'(t_i), berechnet in Schritt S4, der Positionen P_s und der Geschwindigkeiten V_s aller in Schritt S6 abgeschätzten Empfangs-Satelliten und der Eigenfahrzeugposition P_o, die in der vorherigen Schleifen-Verarbeitung oder vorherigen Positionierverarbeitung berechnet ist, durch die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126. In diesem Fall erzeugt die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 die Navigationsmatrix A, die Positionen P_s aller im Schritt 96 geschätzten Empfangs-Satelliten und die durch die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 berechnete Eigenfahrzeugposition P_o beinhaltet.
Wobei:
P_o: Eigenfahrzeugposition (x_o, y_o, z_o) [m]
δP_o: Änderungsbetrag der Eigenfahrzeugposition (δx_o, δy_o, δz_o) [m]
A: Navigationsmatrix
W: Gewichtete Matrix
n: Anzahl von Empfangs-Satelliten
σ_δp: Standardabweichung, die sich auf Pseudo-Distanzfehler bezieht [m]
Zusätzlich wird eine Standardabweichung σ_δρ der Pseudo-Distanzfehler in Gleichung (7) pro Satellit eingeschlossen und wird daher aus einem Verlauf jedes Prozesszyklus berechnet. Weiter wird die Beschreibung von ”(t_i)” in Gleichung (7) aus Gründen der einfachen Beschreibung weggelassen.
Im Schritt S10 berechnet die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 die V_o(v_ox, v_oy, v_oz), die sich auf die drei Achsenrichtungen beziehen, welche das ENU-Koordinatensystem bilden, durch Anwenden, auf die folgende Formel (8) der Navigationsmatrix A aus der Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126, der Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i), die durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 abgeschätzt wird, und der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i). Die Differenz zwischen der Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) und der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i), die in dieser Gleichung (8) beinhaltet ist, entspricht der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit, wie oben unter Bezugnahme auf 5 und 7 beschrieben. Weiter, ähnlich zu Gleichung (7), wird die Beschreibung von ”(t_i)” aus Gründen der einfachen Beschreibung in Gleichung (8) weggelassen.
Wobei,
V_o: Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit (v_ox, v_oy, v_oz) [m/s]
In Schritt S11 bestimmt die Positioniereinheit 12, ob die Eigenfahrzeugposition P_o in der aktuellen Positionierverarbeitung konvergiert. Spezifischer, wenn ein Änderungsbetrag δP_o der Eigenfahrzeugposition P_o in der obigen Gleichung (7) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird festgestellt, dass die Eigenfahrzeugposition P_o konvergiert und endet die Verarbeitung der Positioniereinheit 12 normal.
Derweil, wenn der Änderungsbetrag δP_o gleich oder größer dem vorbestimmten Wert ist und die Anzahl von Malen der Berechnung der Eigenfahrzeugposition P_o kleiner als eine vorbestimmte Anzahl ist, wird festgestellt, dass die Eigenfahrzeugposition P_o nicht konvergiert, der Schritt kehrt zu Schritt S6 zurück und die Konvergenzberechnung wird wieder durchgeführt. Weiter, wenn der Änderungsbetrag δP_o gleich oder größer dem vorbestimmten Wert ist und die Anzahl von Malen der Berechnung der Eigenfahrzeugposition P_o die vorgegebene Anzahl ist, wird festgestellt, dass die Eigenfahrzeugposition nicht konvergieren kann und die Verarbeitung der Positioniereinheit 12 endet abnormal. Zusätzlich kann die Positioniereinheit 12 die Eigenfahrzeugposition, die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit und den Eigenfahrzeug-Azimut, der durch den GPS-Empfänger 11 berechnet wird, als Positionierergebnisse der Positioniereinheit 12 verwendet.
Die obige Navigationsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform berechnet den Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) basierend auf dem Delta-Bereich ρ_cτ(t_i), der als eine Zeitdifferenz zwischen Pseudo-Distanzen berechnet wird, die gegenüber einem Mehrfachpfadeinfluss empfindlich sind, und der berechneten Änderungsrate Δρ_rate(t_i), die aus einer Dopplerverschiebung berechnet wird, die kaum durch einen Mehrfachpfad beeinflusst ist, und modifiziert einen Versatzfehler der berechneten Bereichsrate Δρ_rate(t_i) unter Verwendung des Einbauuhr-Fehlers. Folglich ist es möglich, einen Fehler der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o zu reduzieren, der durch den Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) verursacht wird, und die Genauigkeit der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o (der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o bei Niedriggeschwindigkeitsfahrt) zu vergrößern. Weiter ist es auch möglich, die Genauigkeit eines Eigenfahrzeug-Azimut nachfolgend einem Anstieg bei der Genauigkeit der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o zu vergrößern.
Weiter, in der ersten Ausführungsform, wenn die Anzahl von Empfangs-Satelliten eins oder mehr beträgt, ist es möglich, den Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) zu schätzen. Folglich ist es möglich, eine Änderungssituation des Einbauuhr-Fehlers ε_tcar(t_i), welcher die Positionierungsgenauigkeit beeinflusst, über eine lange Zeit zu überwachen. Zusätzlich ist bei der ersten Ausführungsform ein Fall beschrieben worden, bei dem eine Eigenfahrzeugposition und eine Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit unter Verwendung des Verfahrens gewichteter kleinster Quadrate berechnet werden. Jedoch kann eine Eigenfahrzeugposition und eine Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit unter Verwendung sequentieller Berechnung oder eines Kalman-Filters berechnet werden.
Zweite Ausführungsform
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration zeigt, die benötigt wird, um eine Eigenfahrzeugposition in einer Konfiguration einer Navigationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu messen. Die zweite Ausführungsform ist gegenüber der ersten Ausführungsform erweitert und daher werden gleiche Teile wie jene in der ersten Ausführungsform nicht beschrieben und es werden hauptsächlich Differenzen beschrieben.
Die in 8 gezeigte Navigationsvorrichtung verwendet eine Konfiguration, bei der eine Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 zur Positioniereinheit 12 der in 1 gezeigten Navigationsvorrichtung hinzugefügt ist. Die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 bestimmt, dass es einen Mehrfachpfadeinfluss gibt, wenn eine Änderung bei einem Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i), der durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 geschätzt wird, größer als ein vorbestimmter Wert ist. Die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 bestimmt, dass es keinen Mehrfachpfadeinfluss gibt, wenn die Änderung beim Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) gleich oder kleiner dem vorbestimmten Wert ist. Die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 führt diese Bestimmung an jedem Empfangs-Satelliten durch.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Navigationsvorrichtung in 8 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 9 beschrieben, das eine Positionierverarbeitung zeigt, welche durch die Positioniereinheit 12 pro Prozesszyklus durchgeführt wird. Zusätzlich werden in der nachfolgenden Beschreibung des Betriebs dieselben Teile wie jene in der ersten Ausführungsform nicht im Detail beschrieben und es werden Unterschiede beschrieben.
Zuerst werden dieselben Operationen wie jene in den obigen Schritten S1 bis Schritt S4 (siehe 2) in Schritt S21 bis Schritt S24 durchgeführt. Weiter führt nach Schritt S24 die Positioniereinheit 12 eine Konvergenzberechnung an der Eigenfahrzeugposition P_o durch, basierend auf den Rohdaten, durch Durchführen einer Schleifen-Verarbeitung in Schritt S25 bis Schritt S31 in einer Positionierverarbeitung ähnlich zur ersten Ausführungsform. Als Nächstes wird ein Betrieb jedes Schrittes dieser Schleifen-Verarbeitung beschrieben.
Im Schritt S25 wendet die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 die Delta-Bereiche ρ_cτ(t_i) und die berechneten Bereichsraten Δρ_rate(t_i) aller Empfangs-Satelliten auf obige Gleichung (4) an und berechnet einen Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) pro Empfangs-Satellit.
Weiter erzeugt im selben Schritt S25 die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 pro Empfangs-Satelliten einen Verlauf des Einbauuhr-Fehlers ε_tcar(t_i), berechnet durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 und bestimmt pro Empfangs-Satellit, ob die Änderung beim Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) (eine Standardabweichung oder eine Differenz zwischen vorheriger Positionierverarbeitung und aktueller Positionierverarbeitung) größer als ein vorbestimmter Wert ist, oder nicht. Weiter bestimmt die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128, dass es einen Mehrfachpfadeinfluss auf einen Empfangs-Satelliten gibt, an welchem die Bestimmung durchgeführt wird, wenn diese Änderung (die Standardabweichung oder die Differenz) größer als der vorbestimmte Wert ist. Die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 bestimmt, dass es keinen Mehrfachpfadeinfluss auf einen Empfangs-Satelliten gibt, an welchem die Bestimmung durchgeführt wird, wenn die Änderung gleich oder kleiner dem vorbestimmten Wert ist.
Weiter schließt im selben Schritt S25 die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 den Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i)_, der durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 als durch einen Mehrfachpfad beeinflusst bestimmt wird, von den Einbauuhr-Fehlern ε_tcar(t_i) aller Empfangs-Satelliten aus und schätzt einen Durchschnittswert der Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) des Rests der Empfangs-Satelliten als den Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) ab, der durch eine Bereichsraten-Schätzeinheit 125 verwendet wird.
Im Schritt S26 führt die GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124 dieselbe Verarbeitung wie diejenige im oben Schritt S6 am Empfangs-Satelliten durch, der durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 bestimmt wird, nicht durch einen Mehrfachpfad beeinflusst zu sein. Im Schritt S27 führt die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 dieselbe Verarbeitung wie diejenige im obigen Schritt S7 an einem Empfangs-Satelliten durch, der durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 als nicht durch einen Mehrfachpfad beeinflusst bestimmt wird.
Im Schritt S28 prüft die Positioniereinheit 12, ob die Anzahl von Empfangs-Satelliten, welche durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 als nicht durch einen Mehrfachpfad beeinflusst bestimmt sind, drei oder mehr beträgt. Wenn die Anzahl von Empfangs-Satelliten drei oder mehr ist, bewegt sich der Schritt zum nächsten Schritt S29. Wenn die Anzahl von Empfangs-Satelliten kleiner als drei ist, wird die aktuelle Positionierverarbeitung beendet.
Im Schritt S29 führt die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 dieselbe Verarbeitung wie jene im obigen Schritt S9 an einem Empfangs-Satelliten durch, welcher durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 als nicht durch einen Mehrfachpfad zu beeinflussen festgestellt wird. Im Schritt S30 führt eine Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 dieselbe Verarbeitung wie diejenige im obigen Schritt S10 am Empfangs-Satelliten durch, welcher durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 als nicht durch einen Mehrfachpfad zu beeinflussen festgestellt ist.
Im Schritt S31 bestimmt die Positioniereinheit 12, ob die Eigenfahrzeugposition P_o in der aktuellen Positionierverarbeitung konvergiert, ähnlich zum obigen Schritt S11. Spezifischer, wenn ein Änderungsbetrag δP_o der Eigenfahrzeugposition P_o in der obigen Gleichung (7) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird festgestellt, dass die Eigenfahrzeugposition P_o konvergiert und die Verarbeitung der Positioniereinheit 12 endet normal.
Derweil, wenn der Ladebetrag δP_o gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist und die Anzahl von Malen der Berechnung der Eigenfahrzeugposition P_o kleiner als die vorbestimmte Anzahl ist, wird festgestellt, dass die Eigenfahrzeugposition P_o nicht konvergiert, der Schritt kehrt zum Schritt S25 zurück und die Konvergenzberechnung wird wieder durchgeführt. Wenn der Ladebetrag δP_o gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist und die Anzahl von Malen der Berechnung der Eigenfahrzeugposition P_o die vorbestimmte Anzahl von Malen ist, wird festgestellt, dass die Eigenfahrzeugposition nicht konvergieren kann und die Verarbeitung der Positioniereinheit 12 endet abnormal. Zusätzlich kann die Positioniereinheit 12 die Eigenfahrzeugposition, die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit und den Eigenfahrzeug-Azimut verwenden, die durch den GPS-Empfänger 11 berechnet sind, als Positionierungsergebnisse der Positioniereinheit 12.
Die obige Navigationsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform schätzt einen durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 verwendeten Einbauuhr-Fehler durch Ausschließen von Einbauuhr-Fehlern, die als größer bestimmt werden als ein vorgegebener Wert, von den Einbauuhr-Fehlern ε_tcar(t_i) einer Mehrzahl von Empfangs-Satelliten und Mitteln einer Mehrzahl von dadurch erhaltenen Einbauuhr-Fehlern ab. Folglich, selbst wenn einige Empfangs-Satelliten durch einen Mehrfachpfad beeinflusst werden, ist es möglich, die Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) genau zu berechnen und als Ergebnis die Genauigkeit der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o zuverlässig zu verbessern. Weiter ist es möglich, eine Konfiguration des Bestimmens der Zuverlässigkeit der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o, basierend auf einer Rate von Empfangs-Satelliten, welche durch einen Mehrfachpfad beeinflusst sind, zu realisieren.
Zusätzlich schließt die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 die Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) von Empfangs-Satelliten, welche als durch einen Mehrfachpfad beeinflusst festgestellt werden, aus den Einbauuhr-Fehlern ε_tcar(t_i) eine Mehrzahl von Empfangs-Satelliten und schätzt einen Einbauuhr-Fehler ab, der durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 verwendet wird. Jedoch ist die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 nicht darauf beschränkt und kann einen Mehrpfadeinfluss einer Mehrzahl von Stufen evaluieren und den obigen Ausschluss basierend auf schrittweisen Evaluierungsergebnissen durchführen. Alternativ kann anstelle des Durchführens des Ausschließens die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 einen Einbauuhr-Fehler schätzen, welcher durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 verwendet wird, durch Absenken der Gewichtungen von Einbauuhr-Fehlern, die als größer als ein vorbestimmter Wert festgestellt werden, aus den Einbauuhr-Fehlern ε_tcar(t_i) einer Mehrzahl von Empfangs-Satelliten, und Mitteln der dadurch erhaltenen Einbauuhr-Fehler.
Weiter wird ein durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 verwendeter Einbauuhr-Fehler aus den Einbauuhr-Fehlern ε_tcar(t_i) eine Mehrzahl von Empfangs-Satelliten wie oben beschrieben abgeschätzt. Jedoch ist das Abschätzen einer eingebauten Uhr nicht darauf beschränkt und es kann ein durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 verwendeter Einbauuhr-Fehler aus dem Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) eines Empfangs-Satelliten geschätzt werden.
Das heißt, dass die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit einen durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 verwendeten Einbauuhr-Fehler abschätzen kann, indem sie die Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i), welche durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 festgestellt werden, größer als ein vorbestimmter Wert zu sein, ausschließt, oder die Gewichtungen der Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) für einen Empfangs-Satelliten senkt. Wenn diese Konfiguration verwendet wird, ist es möglich, den Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) aus einem Empfangs-Satelliten zu überwachen und folglich eine Driftsituation einer Einbauuhr für lange Zeit zu überwachen und Zuverlässigkeit, die sich auf ein Positionierungsergebnis bezieht, wie etwa die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o, früh zu bestimmen, wenn die Positionierung wieder aufgenommen wird.
Zusätzlich, wenn der Eigenfahrzeug ε_tcar(t_i), der wie oben beschrieben zu mitteln ist, als Ergebnis des Ausschließens der Einbauuhr-Fehler ε_tcar(t_i) in der oben beschriebenen Navigationsvorrichtung nicht übrig gelassen sind, kann die in 9 gezeigte Verarbeitung der Positioniereinheit 12 beendet werden.
Dritte Ausführungsform
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration zeigt, die benötigt wird, um eine eigene Fahrzeugposition in einer Konfiguration einer Navigationsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu messen. Die dritte Ausführungsform ist gegenüber der zweiten Ausführungsform erweitert und daher werden dieselben Teile wie jene in der zweiten Ausführungsform nicht beschrieben und es werden hauptsächlich Unterschiede beschrieben.
Die in 10 gezeigte Navigationsvorrichtung verwendet eine Konfiguration, bei der ein Geschwindigkeitssensor 15 und ein Winkelsensor 16 außerhalb einer Positioniereinheit 12 der in 8 gezeigten Navigationsvorrichtung hinzugefügt sind, und eine Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129, eine Distanzmesseinheit 130, eine Gier-Winkel-Messeinheit 131 und eine Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 innerhalb der Positioniereinheit 12 hinzugefügt sind.
Der Geschwindigkeitssensor 15 gibt ein Impulssignal entsprechend einer Bewegungsdistanz eines Fahrzeugs aus. Die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 berechnet einen Skalierungsfaktor, basierend auf den Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o (v_ox, v_oy, v_oz), welche durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 berechnet sind, und dem aus dem Geschwindigkeitssensor 15 ausgegebenen Impulssignal. Die Distanzmesseinheit 130 misst eine Bewegungsdistanz, eine Geschwindigkeit (zweite Geschwindigkeit) und eine Beschleunigung (erste Beschleunigung) längs einer Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, basierend auf einer Impulsanzahl des Impulssignals, das pro vorbestimmtem Timing gemessen wird, und aus dem Geschwindigkeitssensor 15 ausgegeben wird, und dem Skalierungsfaktor aus der Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129. Zusätzlich sind die durch die obige Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 berechnete Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o und die durch die Distanzmesseinheit 130 gemessene Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit gleich, im Hinblick darauf, dass Berechnungsziele (Messziele) die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten sind. Jedoch bezieht sich die Erstere auf die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o wie sie vorliegt und bezieht sich die Letztere auf eine ”Sensor-Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_osen”, um wie unten beschrieben zu unterscheiden.
Der Winkelgeschwindigkeitssensor 16 gibt eine Spannung entsprechend einer Gier-Rate (Gier-Winkelgeschwindigkeit) der Navigationsvorrichtung aus. Die Gier-Winkel-Messeinheit 131 misst einen Gier-Winkel (z. B. einen Rotationswinkel in linker und rechter Richtung, basierend auf der Fahrtrichtung des Fahrzeugs), basierend auf der pro vorbestimmtem Timing gemessenen Spannung und aus dem Winkelgeschwindigkeitssensor 16 ausgegeben. Die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 schätzt eine Eigenfahrzeugposition und einen Eigenfahrzeug-Azimut, basierend auf der durch die Distanzmesseinheit 130 gemessenen Bewegungsdistanz und dem durch die Gier-Winkel-Messeinheit 131 gemessenen Gier-Winkel ab.
Zusätzlich sind die durch die obige Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 berechnete Eigenfahrzeugposition P_o und die durch die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 abgeschätzte Eigenfahrzeugposition gleich, im Hinblick darauf, dass Berechnungsziele (Schätzziele) die Eigenfahrzeugpositionen sind. Jedoch bezieht sich die Erstere auf die Eigenfahrzeugposition P_o, wie sie ist, und bezieht sich die Letztere auf eine ”Sensor-Eigenfahrzeugposition”, um wie unten beschrieben zu unterscheiden.
Zusätzlich sind der durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 berechnete Eigenfahrzeug-Azimut und der durch die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 abgeschätzte Eigenfahrzeug-Azimut gleich, im Hinblick darauf, dass Berechnungsziele (Messziele) die Eigenfahrzeug-Azimute sind. Jedoch bezieht sich das Erstere auf eine Eigenfahrzeug-Azimut, so wie er vorliegt, und bezieht sich das Letztere auf einen ”Sensor-Eigenfahrzeug-Azimut”, um wie unten beschrieben zu unterscheiden.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Navigationsvorrichtung in 10 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 11 beschrieben, das eine Positionierverarbeitung zeigt, welche durch die Positioniereinheit 12 pro Verarbeitungszyklus durchgeführt wird. Zusätzlich werden in der nachfolgenden Beschreibung des Betriebs dieselben Teile wie jene in der zweiten Ausführungsform nicht im Detail beschrieben und es werden die Differenzen beschrieben.
In Schritt S41 initialisiert die Navigationsvorrichtung Information, die für die aktuelle Positionierverarbeitung initialisiert werden muss, aus Informationen, welche durch die vorige Positionierverarbeitung erhalten werden. Zusätzlich kann diese Initialisierung optional durchgeführt werden, wenn eine Initialisierung erforderlich ist, unmittelbar nachdem eine Stromquelle aktiviert wird.
Im Schritt S42 multipliziert die Distanzmesseinheit 130 einen Skalierungsfaktor zur Impulsanzahl des Geschwindigkeitssensors 15, gemessen pro vorbestimmtem Timing, zum Messen einer Bewegungsdistanz pro vorbestimmtem Timing. Zusätzlich wird eine im Schritt S56 in der vorherigen Positionierverarbeitung ermitteltes Skalierungsfaktor als ein Skalierungsfaktor verwendet.
Weiter bringt in demselben Schritt S42 die Distanzmesseinheit 130 die Impulszahl jedes vorbestimmten Timings dazu, einen Tiefpassfilter zu passieren, und misst dies Sensor-Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_osen und Beschleunigung längs der dadurch pro vorbestimmtem Timing ermittelten Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
Im Schritt S43 misst die Gier-Winkel-Messeinheit 131 einen Gier-Winkel, basierend auf der Ausgangsspannung, einer Nullspannung und einer Sensitivität des Winkelgeschwindigkeitssensors 16, gemessen pro vorbestimmtem Timing.
Im Schritt S44 berechnet die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 einen Bewegungsbetrag des eigenen Fahrzeugs (den Änderungsbetrag der Eigenfahrzeugposition) in horizontaler Richtung (eine Richtung auf einer xy-Ebene), basierend auf der im Schritt S42 durch die Distanzmesseinheit 130 gemessenen Bewegungsdistanz und dem im Schritt S43 durch die Gier-Winkel-Messeinheit 131 gemessenen Gier-Winkel. Weiter addiert die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 den Bewegungsbetrag zu der in der vorherigen Positionierverarbeitung berechneten Sensor-Eigenfahrzeugposition, um die Sensor-Eigenfahrzeugposition der aktuellen Positionierverarbeitung abzuschätzen. Weiterhin aktualisiert die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 die aktuell abgeschätzte Sensor-Eigenfahrzeugposition als eine Sensor-Eigenfahrzeugposition, zu welcher der Bewegungsbetrag bei der nächsten Positionierverarbeitung hinzu zu addieren ist. Zusätzlich wird die durch die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 abgeschätzte Sensor-Eigenfahrzeugposition modifiziert (im unten beschriebenen Schritt S55 in diesem Fall), basierend auf der durch die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 berechneten Eigenfahrzeugposition P_o.
Nach Schritt S44 werden dieselben Operationen wie jene im obigen Schritt S22 bis Schritt 924 (siehe 9) im Schritt S45 bis Schritt S47 durchgeführt. Weiter führt nach Schritt S47 die Positioniereinheit 12 eine Konvergenzberechnung der Eigenfahrzeugposition durch, basierend auf den Rohdaten, durch Durchführen einer Schleifen-Verarbeitung im Schritt S48 bis Schritt S54 in einer Positionierverarbeitung ähnlich zur zweiten Ausführungsform. Als Nächstes wird ein Betrieb jedes Schrittes dieser Schleifen-Verarbeitung beschrieben.
Im Schritt S48 führen eine Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit 123 und eine Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit 128 dieselbe Verarbeitung wie diejenige im obigen Schritt S25 durch. Weiter führt in Schritt S49 eine GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124 dieselbe Verarbeitung wie diejenige im obigen Schritt S26 durch.
Im Schritt S50 schätzt die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 eine Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δ_ρrate-s(t_i) ab. Derweil schätzt in der dritten Ausführungsform die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 die Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) unter Verwendung der Sensor-Eigenfahrzeugposition und des Sensor-Eigenfahrzeug-Azimuts ab, abgeschätzt durch die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132, statt die durch die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 berechnete Eigenfahrzeugposition P_o (der Eigenfahrzeugposition P_o, basierend auf einem Sendesignal) zu verwenden.
Spezifischer schätzt für alle Empfangs-Satelliten die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 die Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) durch Anwenden, auf die obige Gleichung (5), der Positionen P_s und der Geschwindigkeiten V_s (der Positionen P_s und der Geschwindigkeiten V_s von GPS-Satelliten, basierend auf Sendesignalen) von GPS-Satelliten, abgeschätzt durch die GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124 und die Sensor-Eigenfahrzeugposition und den Sensor-Eigenfahrzeug-Azimut, abgeschätzt durch die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132, ab.
Weiter schätzt für einen GPS-Satelliten, der als nicht durch einen Mehrfachpfad beeinflusst festgestellt wird (eine Änderung in einem Einbauuhr-Fehler ist gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert) im obigen Schritt S48, die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 die obige Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) ab und modifiziert die berechnete Bereichsrate Δρ_rate(t_i)_, um die modifizierte Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform zu ermitteln.
Derweil schätzt für einen GPS-Satelliten, der als durch einen Mehrfachpfad beeinflusst festgestellt wird, im obigen Schritt S48 (eine Änderung bei einem Einbauuhr-Fehler ist größer als ein vorbestimmter Wert), die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 die obige Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) ab und schätzt eine dritte Bereichsrate Δρ_rate-m(t_i) in dem Fall ab, bei dem das Fahrzeug als fahrend angenommen wird, anders als in der ersten Ausführungsform.
Das heißt, dass für einen GPS-Satelliten, der als durch einen Mehrfachpfad im obigen Schritt S48 beeinflusst festgestellt wird, die Bereichsraten-Schätzeinheit 125 die dritte Bereichsrate Δρ_rate-m(t_i) (bezeichnet als ”Antriebsbereichsrate Δρ_rate-m(t_i)” unten) durch Anwenden auf die nachfolgende Gleichung (9) der Position P_s und der Geschwindigkeit V_s, abgeschätzt durch die GPS-Satelliten-Verhaltensabschätzeinheit 124, die Sensor-Eigenfahrzeugposition und den Sensor-Eigenfahrzeug-Azimut, abgeschätzt durch die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132, und die Sensor-Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_osen, gemessen durch die Distanzmesseinheit 130, ab. Zusätzlich, wie bei Vergleich mit obiger Gleichung (5) klar ist, ist diese Gleichung (9) dieselbe wie Gleichung (5), außer dass Komponenten von Sensor-Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_osen (V_osenx, V_oseny, V_osenz) enthalten sind.
[Gleichung 9]

Δρ_rate-m(t_i) = LOS_x·(V_sx – V_osenx) + LOS_y·(V_sy – V_oseny) + LOS_z·(V_sz – V_osenz) (9) Wobei Δ_ρrate-m(t_i): Antriebsbereichsrate [m/s] V_osen: Sensor-Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit (V_osenx, V_oseny, V_osenz) [m/s]

Nach Schritt S50 werden dieselben Operationen wie jene im obigen Schritt S28 und Schritt S29 (siehe 9) im Schritt S51 und Schritt S52 durchgeführt.
Im Schritt S53 berechnet die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o (v_ox, v_oy, v_oz), basierend auf der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) und der Antriebsbereichsrate Δρ_rate-m(t_i) und der Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i).
Spezifischer, für einen GPS-Satelliten, der als nicht durch einen Mehrfachpfad in Schritt S48 beeinflusst festgestellt wird, berechnet die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o (v_ox, v_oy, v_oz) durch Anwenden, auf obige Gleichung (8) , der obigen Navigationsmatrix A, der Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) und der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i), ähnlich zur ersten Ausführungsform.
Derweil berechnet für einen GPS-Satelliten, der als durch einen Mehrfachpfad im Schritt S48 beeinflusst festgestellt wird, die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o(v_ox, v_oy, v_oz) unter Verwendung der Antriebsbereichsrate Δρ_rate-m(t_i), abgeschätzt durch die Bereichsraten-Schätzeinheit 125, anstelle der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i)_, anders als in der ersten Ausführungsform. Spezifischer berechnet die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o(v_ox, v_oy, v_oz) durch Anwenden, auf die nachfolgende Gleichung (10), der obigen Navigationsmatrix A, der Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rate-s(t_i) und der Antriebsbereichsrate Δρ_rate-m(t_i).
Wobei,
V_o: Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit (v_ox, v_oy, v_oz) [m/s]
Zusätzlich, obwohl in Gleichung (8) und Gleichung (10) nicht ausgedrückt, wenn die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 wie oben beschrieben konfiguriert ist, werden Gleichungen, welche die Antriebsbereichsrate Δρ_rate-m(t_i) und modifizierte Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) in gemischter Weise in Gleichung (8) und Gleichung (10) einschließen, in Schritt S48 verwendet.
Die 12 bis 14 sind Ansichten, die Beispiele von Ergebnissen zeigen, welche durch die Navigationsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform erhalten werden. 12 ist eine Ansicht, die eine GPS-Höhe zeigt, die in einem Kurs beobachtet wird, der an einer flachen Straße startet, eine Neigung hinauf geht, um die Spitze eines Hügels kreist, den Hügel abwärts geht und zur Ausgangsstraße zurückkehrt. 13 ist eine Ansicht, die eine durch den Geschwindigkeitssensor 15 gemessene Geschwindigkeit als eine dicke durchgezogene Linie zeigt und eine horizontale Komponente (ein synthetischer Vektor von v_ox und v_oy) der durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 berechneten Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o als eine dünne durchgezogene Linie im selben Verlauf wie demjenigen in 12 zeigt. 14 ist eine Ansicht, welche die Geschwindigkeit v_oz in einer vertikalen Richtung aus den Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o zeigt, welche durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 im selben Verlauf wie demjenigen in 12 berechnet werden. Wie in 13 gezeigt, wenn eine Änderung bei der GPS-Höhe klein ist, passen die Geschwindigkeit (dicke durchgezogene Linie) des Geschwindigkeitssensors 15 und die Horizontalkomponente (dünne durchgezogene Linie) der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o, berechnet durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127, im Wesentlichen zueinander.
Im Schritt S54 (11) bestimmt die Positioniereinheit 12, ob die Eigenfahrzeugposition P_o in der aktuellen Positionierverarbeitung ähnlich zum obigen Schritt S31 konvergiert (9).
Im Schritt S55 (d. h., wenn die Anzahl von Empfangssatelliten, von denen im Schritt S51 bestimmt wird, nicht durch einen Mehrfachpfad beeinflusst zu sein, drei oder mehr ist, und nachdem in Schritt S54 festgestellt wird, dass die Eigenfahrzeugpositionen P_o konvergieren), modifiziert die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 die Sensor-Eigenfahrzeugposition, die im Schritt S44 abgeschätzt wurde, durch die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132, basierend auf den Eigenfahrzeugpositionen P_o, die im Schritt S52 durch die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 abgeschätzt worden sind. Details jeder solchen Eigenfahrzeugpositions-Abschätzverarbeitung sind beispielsweise im japanischen Patent 3321096 offenbart und können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Dann berechnet im Schritt S56 (d. h., nachdem im Schritt S51 festgestellt worden ist, dass es keinen Mehrfachpfadeinfluss gibt), die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 einen Skalierungsfaktor, basierend auf Größenordnungen der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o (eine Größe eines synthetischen Vektors von v_ox, v_oy, und v_oz), berechnet durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127, und die Impulsanzahl der Impulssignale, die aus dem Geschwindigkeitssensor 15 ausgegeben werden.
In dieser Hinsicht bestimmt die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 gemäß der dritten Ausführungsform, ob das eigene Fahrzeug ein vorbestimmtes Fahren durchführt oder nicht (ob das Fahrzeug auf einer geneigten Straße fährt und bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt oder nicht), basierend auf den durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 berechneten Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o. Beispielsweise bestimmt die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129, dass das Eigenfahrzeug auf der geneigten Straße fährt, wenn ein Absolutwert der Geschwindigkeit v_oz in der Vertikalrichtung von den Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o, welche durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 berechnet werden, gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist. Weiter, zusätzlich zu dieser Bestimmung, bestimmt die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129, dass das eigene Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, wenn die Größen der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o (ein synthetischer Vektor von v_ox, v_oy, und v_oz) gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert sind. Weiterhin berechnet die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 den obigen Skalierungsfaktor beim Bestimmen, dass das eigene Fahrzeug nicht auf einer geneigten Straße fährt oder das eigene Fahrzeug nicht bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt. Zusätzlich werden Details der Verarbeitung des Berechnens eines Skalierungsfaktors beispielsweise in dem japanischen Patent Nr. 3321096 offenbart und können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Wenn der Schritt S56 beendet ist, wird die aktuelle Positionierverarbeitung beendet.
Die Navigationsvorrichtung gemäß der obigen dritten Ausführungsform schätzt die Fahrzeugstopp-Bereichsrate Δρ_rates(t_i) unter Verwendung der Sensor-Eigenfahrzeugposition und des Sensor-Eigenfahrzeug-Azimuts ab, der durch die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 abgeschätzt wird, anstelle der Verwendung der Eigenfahrzeugpositionen P_o, welche durch die Eigenfahrzeugpositions-Berechnungseinheit 126 bestimmt sind. Folglich ist es möglich, die Genauigkeit der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o zu vergrößern. Weiter, selbst wenn Funkwellen aus GPS-Satelliten durch Architektur um das Fahrzeug herum abgeschirmt werden und nur intermittent empfangen werden können, ist es möglich, die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o zu berechnen.
Weiter wird in der dritten Ausführungsform die Fahrbereichsrate Δρ_rate-m(t_i) anstelle der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) verwendet, die mehr oder weniger durch einen Mehrfachpfad für Empfangs-Satelliten beeinflusst ist, die als durch einen Mehrfachpfad beeinflusst festgestellt werden (eine Änderung bei dem Einbauuhr-Fehler ist größer als ein vorbestimmter Wert), aus der Mehrzahl von Empfangs-Satelliten. Folglich, selbst wenn ein Einbauuhr-Fehler unzureichend in einer Umgebung eines starken Mehrfachpfadeinflusses modifiziert ist, ist es möglich, die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o genau zu berechnen. Zusätzlich, obwohl ein Fall, bei dem die Anzahl von Empfangs-Satelliten mehrere beträgt, oben beschrieben worden ist, ist die Anzahl von Empfangs-Satelliten nicht darauf beschränkt und dasselbe kann für einen Empfangs-Satelliten gelten. Das heißt, dass die Antriebsbereichsrate Δρ_rate-m(t_i) anstelle der modifizierten Bereichsrate Δρ_rate'(t_i) verwendet werden kann, die mehr oder weniger durch einen Mehrfachpfad beeinflusst ist, wenn ein Empfangs-Satellit als durch einen Mehrfachpfad beeinflusst festgestellt wird.
Weiter, in der dritten Ausführungsform, wenn die Anzahl von GPS-Satelliten, die als nicht durch einen Mehrfachpfad beeinflusst festgestellt werden (eine Änderung beim Einbauuhr-Fehler ist gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert) gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl ist (in diesem Fall drei) wird ein Skalierungsfaktor basierend auf der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o berechnet, berechnet durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 und das aus dem Geschwindigkeitssensor 15 ausgegebene Impulssignal. Folglich ist es möglich, einen Mehrfachpfadeinfluss bei Berechnung eines Skalierungsfaktors zu unterdrücken. Daher ist es möglich, die Genauigkeit zum Berechnen eines Skalierungsfaktors zu vergrößern und schließlich die Genauigkeit zum Berechnen einer Beschleunigung der Distanzmesseinheit 130 zu vergrößern. Zusätzlich, obwohl oben ein Fall, bei dem die Anzahl von Empfangs-Satelliten mehrere ist, beschrieben worden ist, ist die Anzahl von Empfangs-Satelliten nicht darauf beschränkt und dasselbe kann auf einen Empfangs-Satelliten angewendet werden. Das heißt, wenn ein Empfangs-Satellit als nicht durch einen Mehrfachpfad beeinflusst festgestellt wird, kann ein Skalierungsfaktor basierend auf der durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127 berechneten Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o und das aus dem Geschwindigkeitssensor 15 ausgegebene Impulssignal berechnet werden.
Weiter wird in der dritten Ausführungsform festgestellt, ob das eigene Fahrzeug auf einer geneigten Straße und bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, was die Genauigkeit zum Berechnen eines Skalierungsfaktors, basierend auf der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_o senkt, und wenn festgestellt wird, dass das eigene Fahrzeug nicht auf einer geneigten Straße und bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, wird der Skalierungsfaktor berechnet. Es ist möglich, die Genauigkeit zum Berechnen eines Skalierungsfaktors zu vergrößern und schließlich die Genauigkeit zum Messen einer Beschleunigung der Distanzmesseinheit 130 zu vergrößern.
Zusätzlich kann der Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 einen Skalierungsfaktor unter bestimmten Bedingungen berechnen, selbst wenn das Fahrzeug auf einer geneigten Straße und bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt. Beispielsweise führt die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 eine gewichtete Mittelung durch, abhängig von einem konvergierten Zustand eines berechneten Wertes des Skalierungsfaktors und ändert einen Korrekturpegel gemäß dem konvergierten Zustand des Skalierungsfaktors. Weiter, selbst wenn das eigene Fahrzeug auf einer geneigten Straße und bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, falls der Korrekturpegel gleich oder größer einem vorbestimmten Pegel ist (der Skalierungsfaktor konvergiert sehr wahrscheinlich), kann die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 eine Gewichtung des Skalierungsfaktors zum Berechnen des Skalierungsfaktors verändern.
Obwohl die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 in der obigen Beschreibung feststellt, dass das eigene Fahrzeug auf einer geneigten Straße fährt, wenn ein Absolutwert der Geschwindigkeit v_oz in der vertikalen Richtung aus den Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, ist die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 feststellen, dass das eigene Fahrzeug auf der geneigten Straße fährt, wenn der Absolutwert eines Neigungswinkels (ein zwischen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der xy-Ebene gebildeter Winkel), der basierend auf der Geschwindigkeit in der horizontalen Richtung von den Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o (der Größe des synthetischen Vektors v_ox und v_oy) und der Geschwindigkeit v_oz in der Vertikalrichtung berechnet wird, gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist.
Weiter, obwohl die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 feststellt, dass das eigene Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, wenn die Größe der Geschwindigkeit V_o gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, ist die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit 129 feststellen, dass das eigene Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, wenn die Sensor-Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_osen, gemessen durch die Distanzmesseinheit 130, gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist.
Vierte Ausführungsform
15 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration zeigt, welche erforderlich ist, um eine Eigenfahrzeugposition in einer Konfiguration einer Navigationsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu messen. Die vierte Ausführungsform ist gegenüber der dritten Ausführungsform erweitert und daher werden dieselben Teile wie jene in der dritten Ausführungsform nicht beschrieben, und es werden hauptsächlich die Differenzen beschrieben.
Die in 15 gezeigte Navigationsvorrichtung verwendet eine Konfiguration, bei der ein Beschleunigungssensor 17 außerhalb einer Positioniereinheit 12 der Navigationsvorrichtung, die in 10 gezeigt ist, hinzugefügt ist, und eine Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133, eine Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 und eine Neigungswinkel-Messeinheit 135 innerhalb der Positioniereinheit 12 hinzugefügt sind.
Der Beschleunigungssensor 17, der mit einer Sensordetektionsachse in einer Fahrtrichtung eines eigenen Fahrzeugs versehen ist, gibt eine Spannung entsprechend einer Beschleunigung (zweite Beschleunigung) längs der Fahrtrichtung der Navigationsvorrichtung an die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 pro vorbestimmtem Timing aus. Zusätzlich, streng genommen, werden nicht nur eine Spannung entsprechend der Beschleunigung längs der Fahrtrichtung, sondern auch eine Spannung entsprechend einer Gravitationsbeschleunigung und eine Nullspannung entsprechend einem Anbringfehler des Beschleunigungssensors 17 am Fahrzeug zur aus dem Beschleunigungssensor 17 ausgegebenen Spannung hinzu addiert.
Die Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133 berechnet einen ersten Neigungswinkel, der sich auf das Fahrzeug bezieht, pro vorbestimmten Timing, basierend auf den Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o(v_ox, v_oy, v_oz), berechnet durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127, und gibt den ersten Neigungswinkel pro vorbestimmten Timing an die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 aus. Der durch die Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133 berechnete erste Neigungswinkel wird unten als ein ”berechneter Neigungswinkel” bezeichnet.
Die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 korrigiert die Nullspannung des Beschleunigungssensors 17, basierend auf der Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit 130, der Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 und dem berechneten Neigungswinkel aus der Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133 und berechnet eine Sensor-Anbringwinkel in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs, basierend auf der Nullspannung. Weiter gibt die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 die korrigierte Nullspannung an die Neigungswinkel-Messeinheit 135 pro vorbestimmtem Timing aus und gibt den Sensoranbringwinkel pro vorbestimmtem Timing an die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 aus.
In dieser Hinsicht, wie unter Bezugnahme auf Schritt S42 (11) in der dritten Ausführungsform beschrieben, misst die Distanzmesseinheit 130 eine Beschleunigung (erste Beschleunigung) längs der Fahrtrichtung des Fahrzeugs pro vorbestimmtem Timing und die Beschleunigung wird durch Anwenden eines Tiefpassfilters auf diese Beschleunigung ermittelt. Daher trat eine Verzögerungszeit aufgrund des Tiefpassfilters in der durch die Distanzmesseinheit 130 gemessenen Beschleunigung auf. Daher wird die Zeitachse der durch die Distanzmesseinheit 130 gemessenen Beschleunigung mehr oder weniger gegenüber der Zeitachse des berechneten Neigungswinkels, berechnet durch die Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133, und der Zeitachse der durch den Beschleunigungssensor 17 ausgegebenen Ausgangsspannung verzögert. Als Ergebnis gibt es das Problem, das die Korrekturgenauigkeit der Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 mehr oder weniger degradiert.
Dann bringt die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 gemäß der vierten Ausführungsform die Ausgangsspannung des Beschleunigungssensors 17 und den berechneten Neigungswinkel aus der Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133 dazu, den Tiefpassfilter (nicht gezeigt) so zu passieren, dass die Zeitachse der Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 und die Zeitachse des berechneten Neigungswinkels aus der Distanzmesseinheit 130 mit der Zeitachse (verzögerte Zeitachse) der Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit 130 ausgerichtet werden. Weiter korrigiert die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 die Nullspannung des Beschleunigungssensors 17, basierend auf der Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit 130, der Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 und dem berechneten Neigungswinkel aus der Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133, mit den Zeitachsen der Beschleunigung, der Ausgangsspannung und des berechneten Neigungswinkels, ausgerichtet durch den Tiefpassfilter.
Die Neigungswinkel-Messeinheit 135 misst den zweiten Neigungswinkel, der sich auf ein Fahrzeug bezieht, basierend auf der Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit 130, der Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 und der Nullspannung aus der Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134. Der durch die Neigungswinkel-Messeinheit 135 berechnete zweite Neigungswinkel wird unten als ein ”gemessener Neigungswinkel” bezeichnet.
In dieser Hinsicht wird die obige Nullspannung basierend auf beispielsweise der Ausgangsspannung korrigiert, welche dazu gebracht wird, den Tiefpassfilter zu passieren, wie oben beschrieben. Folglich werden die durch die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 korrigierte Zeitachse der Nullspannung und die Zeitachse der durch die Distanzmesseinheit 130 gemessenen Beschleunigung ausgerichtet. Jedoch sind diese Zeitachsen immer noch gegenüber einer Zeitachse der Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 verzögert. Als ein Ergebnis, ähnlich zum Obigen, gibt es ein Problem, dass die Messgenauigkeit der Neigungswinkel-Messeinheit 135 mehr oder weniger abnimmt.
Dann bringt die Neigungswinkel-Messeinheit 135 gemäß der vierten Ausführungsform die Ausgangsspannung des Beschleunigungssensors 17 dazu, den Tiefpassfilter (nicht gezeigt) so zu passieren, dass die Zeitachse der Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 sich zur Zeitachse (verzögerte Zeitachse) der Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit 130 und der Zeitachse (verzögerte Zeitachse) der Nullspannung aus der Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 ausrichtet. Weiter misst die Neigungswinkel-Messeinheit 135 den gemessenen Neigungswinkel, basierend auf der Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit 130, der Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 und der Nullspannung aus der Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134, mit den Zeitachsen der Beschleunigung, der Ausgangsspannung und der Nullspannung, ausgerichtet durch den Tiefpassfilter.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Navigationsvorrichtung in 15 unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme in 16 und 17 beschrieben, welche Positionierverarbeitung zeigen, welche durch die Positioniereinheit 12 pro Verarbeitungszyklus durchgeführt wird. Zusätzlich werden in der nachfolgenden Beschreibung des Betriebs dieselben Teile wie jene in der dritten Ausführungsform nicht beschrieben, und es werden Differenzen beschrieben.
Zuerst werden dieselben Operationen wie jene im obigen Schritt S41 bis Schritt S43 (siehe 11) in Schritt S61 bis Schritt S63 durchgeführt. In dieser Hinsicht gibt in Schritt S62, zusätzlich zum Betrieb in Schritt S42, d. h. Messung einer Bewegungsdistanz, einer Sensor-Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_osen und einer Beschleunigung durch die Distanzmesseinheit 130, der Beschleunigungssensor 17 eine Spannung entsprechend einer Beschleunigung längs der Fahrtrichtung der Navigationsvorrichtung aus.
In Schritt S64 bringt die Neigungswinkel-Messeinheit 135 die im Schritt S62 durch den Beschleunigungssensor 17 ausgegebene Spannung dazu, den obigen Tiefpassfilter zu passieren. Weiter misst im selben Schritt S64 die Neigungswinkel-Messeinheit 135 den gemessenen Neigungswinkel pro vorbestimmtem Timing, basierend auf der Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit 130, der Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 und der Nullspannung aus der Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 (z. B. die im Schritt S79 in der vorherigen Positionierverarbeitung korrigierte Nullspannung) mit den Zeitachsen der Beschleunigung, der Ausgangsspannung und der Nullspannung ausgerichtet.
Eine Gleichung zum Berechnen eines gemessenen Neigungswinkels wird beispielsweise im japanischen Patent Nr. 4443621 offenbart und kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. 18 zeigt ein Beispiel eines durch die Neigungswinkel-Messeinheit 135 gemessenen Messneigungswinkels für dieselben Daten wie jene in den 12 bis 14, die zum Beschreiben der dritten Ausführungsform verwendet werden.
Nach Schritt S64 korrigiert in Schritt S65 (16) die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 einen Abfall bei der Sensitivität des Gier-Winkels der Gier-Winkel-Messeinheit 131, der mit einer Neigung der Detektionsachse des Winkelgeschwindigkeitssensors 16 einhergeht, basierend auf dem gemessenen Neigungswinkel, der pro vorbestimmtem Timing gemessen und aus der Neigungswinkel-Messeinheit 135 ausgegeben wird, und einem Sensoranbringwinkel aus der Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134. Zusätzlich zur Korrektur berechnet die Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit 132 einen Bewegungsbetrag des eigenen Fahrzeugs (der Änderungsbetrag der Eigenfahrzeugposition) in horizontaler Richtung (einer Richtung auf einer xy-Ebene), basierend auf der im Schritt S62 gemessenen Bewegungsdistanz und einem im Schritt S63 gemessenen Gier-Winkel, ähnlich zum obigen Schritt S44 (11) und schätzt die Sensor-Eigenfahrzeugposition ab. Zusätzlich sind das Korrigieren eines mit einer Neigung einer Detektionsachse eines Winkelgeschwindigkeitssensors einhergehender Gier-Winkel und Berechnen einer Bewegungsdistanz in der horizontalen Richtung beispielsweise im japanischen Patent Nr. 4443621 offenbart und können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Nach Schritt S65 werden dieselben Operationen wie jene im obigen Schritt S45 bis Schritt S56 (siehe 11) im Schritt S66 bis Schritt S77, gezeigt in 17, durchgeführt.
Im Schritt S78 (d. h. wenn die Anzahl von Empfangs-Satelliten, die im Schritt S72 als nicht durch einen Mehrfachpfad beeinflusst festgestellt werden, drei oder mehr ist, und nachdem im Schritt S75 festgestellt wird, dass die Eigenfahrzeugpositionen P_o konvergieren), berechnet die Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133 einen berechneten Neigungswinkel θ_pit-g, ausgedrückt durch die nachfolgende Gleichung (11), basierend auf einer Horizontalgeschwindigkeit (einer Größe eines synthetischen Vektors von v_ox und v_oy) und der Geschwindigkeit v_oz in vertikaler Richtung der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o, berechnet durch die Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 127.
Wobei,
θ_pit-g: Berechneter Neigungswinkel [rad]
In Schritt S79 bestimmt die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134, dass ein eigenes Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, in dem Fall, dass die Größe der Sensor-Eigenfahrzeug-Geschwindigkeit V_osen aus der Distanzmesseinheit 130 (alternativ die Größe der Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o) gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, und bestimmt, dass das eigene Fahrzeug auf einer geneigten Straße fährt, wenn ein Absolutwert des berechneten Neigungswinkels θ_pit-g aus der Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133 gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist.
Weiter, im selben Schritt S79 (d. h. nachdem im Schritt S72 festgestellt wird, dass es keinen Mehrfachpfadeinfluss gibt), wenn festgestellt wird, dass das eigene Fahrzeug nicht bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt und nicht auf einer Standspur fährt, bringt die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 die Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 und den berechneten Neigungswinkel θ_pit-g aus der Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133 dazu, den obigen Tiefpassfilter zu passieren. Weiterhin korrigiert die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 die Nullspannung des Beschleunigungssensors 17, basierend auf der Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit 130, der Ausgangsspannung aus dem Beschleunigungssensor 17 und dem berechneten Neigungswinkel θ_pit-g aus der Neigungswinkel-Berechnungseinheit 133, mit den Zeitachsen der Beschleunigung, der Ausgangsspannung und dem berechneten Neigungswinkel ausgerichtet.
Zusätzlich ist die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 gemäß der vierten Ausführungsform konfiguriert, eine Nullspannung in einem Zyklus kürzer als einen Zyklus zum Beobachten von GPS-Satelliten zu korrigieren. Spezifischer erkennt die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134, dass eine geneigte Straße eine feste Neigung aufweist, in einem GPS-Beobachtungszyklus und korrigiert die Nullspannung des Beschleunigungssensors 17 zu einem Sensormesszeitpunkt, der ein kürzerer Zyklus als der GPS-Beobachtungszyklus ist. Zusätzlich berechnet die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 den obigen Sensoranbringwinkel aus der Nullspannung des Beschleunigungssensors 17. Jedoch ist dieses Berechnungsverfahren beispielsweise in dem japanischen Patent Nr. 4443621 offenbart und kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Wenn Schritt S79 beendet ist, wird die aktuelle Positionierverarbeitung beendet.
Die obige Navigationsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform richtet Zeitachsen von Information, die zum Korrigieren der Nullspannung in der Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 erforderlich sind, aus. Folglich ist es möglich, stabil und genauer eine Nullspannung zu korrigieren.
Zusätzlich ist die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit 134 gemäß der vierten Ausführungsform konfiguriert, eine Nullspannung beim Fahren auf einer geneigten Straße und bei Niedriggeschwindigkeitsfahren nicht zu korrigieren, ähnlich zur Berechnung des in der dritten Ausführungsform beschriebenen Skalierungsfaktors. Folglich ist es möglich, einen Abfall bei der Genauigkeit zum Korrigieren einer Nullspannung zu verhindern und die Genauigkeit eines Neigungswinkels zu vergrößern. Weiter, wenn ein Absolutwert des berechneten Neigungswinkels θ_pit-g gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, wird festgestellt, dass ein Eigenfahrzeug auf einer geneigten Straße fährt, wie oben beschrieben. Jedoch ist das Durchführen der Bestimmung nicht darauf beschränkt und wenn der Absolutwert der Geschwindigkeit v_oz in der vertikalen Richtung aus den Eigenfahrzeug-Geschwindigkeiten V_o gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, kann festgestellt werden, dass das eigene Fahrzeug auf einer geneigten Straße fährt.
Weiter werden in der vierten Ausführungsform Zeitachsen von Information, die zum Messen des gemessenen Neigungswinkels in der Neigungswinkel-Messeinheit 135 erforderlich sind, ausgerichtet. Folglich ist es möglich, stabil und genauer einen gemessenen Neigungswinkel zu messen.
Weiter ist es in der vierten Ausführungsform möglich, eine Nullspannung zu einem Sensormess-Timing zu korrigieren und eine für diese Korrektur erforderliche Zeit zu reduzieren.
Zusätzlich können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung frei innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung kombiniert werden oder optional modifiziert oder weggelassen werden.
Bezugszeichenliste

15: Geschwindigkeitssensor
16: Winkelgeschwindigkeitssensor
17: Beschleunigungssensor
121: GPS-Ausgabedaten-Berechnungseinheit
123: Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit
125: Bereichsraten-Schätzeinheit
127: Eigenfahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit
128: Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit
129: Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit
130: Distanzmesseinheit
131: Gier-Winkel-Messeinheit
132: Eigenfahrzeugpositions-Schätzeinheit
133: Neigungswinkel-Berechnungseinheit
134: Beschleunigungssensor-Korrektureinheit
135: Neigungswinkel-Messeinheit

Claims

Positioniervorrichtung eines Bewegtkörpers, umfassend: eine Berechnungseinheit (121), die eine Zeitdifferenz an einer Pseudo-Distanz zu einem GPS-Satelliten als einen Delta-Bereich berechnet, basierend auf einem Sendesignal aus dem GPS-Satelliten, und eine erste Bereichsrate berechnet, basierend auf einer Dopplerverschiebung des Übertragungssignals; und eine Einbauuhr-Fehler-Abschätzeinheit (123), die einen Fehler einer Einbauuhr des Bewegtkörpers als einen Einbauuhrfehler abschätzt, basierend auf einer Differenz zwischen dem Delta-Bereich und der ersten Bereichsrate; eine Bereichsraten-Abschätzeinheit (125), die eine zweite Bereichsrate in dem Fall abschätzt, dass der Bewegtkörper anhält, basierend auf Position und Geschwindigkeit des GPS-Satelliten, basierend auf dem Sendesignal und einer Position des Bewegtkörpers, und die erste, durch die Berechnungseinheit berechnete Bereichsrate modifiziert, basierend auf dem Einbauuhrfehler; und eine Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit (127), die eine erste Geschwindigkeit des Bewegtkörpers, die sich auf drei Achsenrichtungen bezieht, die ein orthogonales Koordinatensystem bilden, berechnet, basierend auf einer Navigationsmatrix, der durch die Bereichsraten-Abschätzeinheit geschätzten zweiten Bereichsrate und der durch die Bereichsraten-Abschätzeinheit modifizierten ersten Bereichsrate, wobei die Navigationsmatrix die Position des GPS-Satelliten enthält, basierend auf dem Sendesignal und einschließlich der Position des Bewegtkörpers.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend eine Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit (128), die feststellt, ob eine Änderung bei dem Einbauuhr-Fehler, der durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit abgeschätzt ist, größer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht, wobei die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit (123) den durch die Bereichsraten-Schätzeinheit verwendete Einbauuhr-Fehler durch Ausschließen des Einbauuhr-Fehlers, der als größer als der vorbestimmte Wert festgestellt wird, durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit, oder Absenken einer Gewichtung des Einbauuhr-Fehlers abschätzt.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Berechnungseinheit (121) eine Mehrzahl von Delta-Bereichen und eine Mehrzahl von ersten Bereichsraten einer Mehrzahl von GPS-Satelliten erzeugt, die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit (123) eine Mehrzahl der Einbauuhr-Fehler der Mehrzahl von GPS-Satelliten abschätzt, die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit (128) feststellt, ob Änderungen in der Mehrzahl von Einbauuhr-Fehlern, abgeschätzt durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit, größer als der vorbestimmte Wert sind oder nicht, und die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit den Einbauuhr-Fehler, der durch die Bereichsraten-Schätzeinheit (125) verwendet wird, durch Ausschließen der Einbauuhr-Fehler, die als größer als der vorbestimmte Wert durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit bestimmt sind, oder Absenken von Gewichtungen der Einbauuhr-Fehler und Mitteln der durch Ausschließen oder Mitteln ermittelten Einbauuhr-Fehler abschätzt.
Positioniervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend: einen Geschwindigkeitssensor (15), der ein Impulssignal entsprechend einer Bewegungsdistanz des Bewegtkörpers ausgibt; und eine Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit (129), welche feststellt, ob der Bewegtkörper vorbestimmtes Fahren durchführt oder nicht, basierend auf der durch die Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit (127) berechneten ersten Geschwindigkeit und, wenn festgestellt wird, dass der Bewegtkörper das vorbestimmte Fahren nicht durchführt, einen Skalierungsfaktor berechnet, basierend auf der ersten Geschwindigkeit und dem aus dem Geschwindigkeitssensor ausgegebenen Impulssignal.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend: eine Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit (128), die feststellt, ob eine Änderung beim durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit abgeschätzten Einbauuhr-Fehler größer als der vorbestimmte Wert ist oder nicht; einen Geschwindigkeitssensor (15), der ein Impulssignal entsprechend einer Bewegungsdistanz des Bewegtkörpers ausgibt; und eine Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit (129), welche, wenn die Änderung in den Einbauuhr-Fehler, der durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit abgeschätzt wird, gleich oder kleiner dem vorbestimmten Wert ist, einen Skalierungsfaktor basierend auf der durch die Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit (127) berechneten ersten Geschwindigkeit und dem aus dem Geschwindigkeitssensor ausgegebenen Impulssignal berechnet.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Berechnungseinheit (121) eine Mehrzahl von Delta-Bereichen und eine Mehrzahl der ersten Bereichsraten einer Mehrzahl von GPS-Satelliten erzeugt, die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit (123) eine Mehrzahl der Einbauuhr-Fehler der Mehrzahl von GPS-Satelliten abschätzt; die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit (128) feststellt, ob Änderungen in der Mehrzahl von Einbauuhr-Fehlern, welche durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit abgeschätzt sind, größer sind als der vorbestimmte Wert oder nicht, und wenn eine Anzahl von GPS-Satelliten, deren Änderungen in den Einbauuhrfehlern durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit bestimmt sind, gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert zu sein, gleich oder größer einer vorbestimmten Anzahl ist, die Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit (129) den Skalierungsfaktor basierend auf der ersten Geschwindigkeit, welche durch die Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit (127) berechnet ist, und dem aus dem Geschwindigkeitssensor (15) ausgegebenen Impulssignal berechnet.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend: einen Geschwindigkeitssensor (15), der ein Impulssignal entsprechend einer Bewegungsdistanz des Bewegtkörpers ausgibt; und eine Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit (129), welche einen Skalierungsfaktor basierend auf der durch die Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit (127) berechneten ersten Geschwindigkeit und dem aus dem Geschwindigkeitssensor ausgegebenen Impulssignal berechnet; eine Distanzmesseinheit (130), die eine erste Beschleunigung in einer Fahrtrichtung des bewegten Körpers basierend auf dem aus dem Geschwindigkeitssensor ausgegebenen Impulssignal und einem Skalierungsfaktor misst; einen Beschleunigungssensor (17), der eine Spannung entsprechend einer zweiten Beschleunigung längs der Fahrtrichtung der Positioniervorrichtung ausgibt; eine Neigungswinkel-Berechnungseinheit (133), welche einen ersten Neigungswinkel berechnet, basierend auf der durch die Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit berechneten ersten Geschwindigkeit; und eine Beschleunigungssensor-Korrektureinheit (134), welche eine Nullspannung des Beschleunigungssensors basierend auf der ersten Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit, der Spannung aus dem Beschleunigungssensor und dem ersten Neigungswinkel aus der ersten Neigungswinkel-Berechnungseinheit korrigiert, wobei Zeitachsen der ersten Beschleunigung, die Spannung und der erste Neigungswinkel ausgerichtet sind.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 7, weiter umfassend eine Neigungswinkel-Messeinheit (135), die einen zweiten Neigungswinkel basierend auf der ersten Beschleunigung aus der Distanzmesseinheit, der Spannung aus dem Beschleunigungssensor und der Nullspannung aus der Beschleunigungssensor-Korrektureinheit misst, wobei Zeitachsen der ersten Beschleunigung, ersten Spannung und der Nullspannung ausgerichtet sind.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Beschleunigungssensor-Korrektureinheit (134) die Nullspannung in einem kürzeren Zyklus als einem Beobachtungszyklus des GPS-Satelliten korrigiert.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend: einen Geschwindigkeitssensor (15), der ein Impulssignal entsprechend einer Bewegungsdistanz des Bewegtkörpers ausgibt; eine Skalierungsfaktor-Berechnungseinheit (129), welche einen Skalierungsfaktor basierend auf der durch die Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit (127) berechneten ersten Geschwindigkeit und dem aus dem Geschwindigkeitssensor ausgegebenen Impulssignal berechnet; eine Distanzmesseinheit (130), die eine Bewegungsdistanz des Bewegtkörpers, basierend auf dem aus dem Geschwindigkeitssensor ausgegebenen Impulssignal und dem Skalierungsfaktor misst; einen Winkelgeschwindigkeitssensor (16), der eine Spannung entsprechend einer Gier-Rate der Positioniervorrichtung ausgibt; eine Gier-Winkel-Messeinhei (131), die einen Gier-Winkel basierend auf der aus dem Winkelgeschwindigkeitssensor ausgegebenen Spannung misst; und eine Bewegtkörperpositions-Schätzeinheit (132), die eine Position und einen Azimut des Bewegtkörpers abschätzt, basierend auf der durch die Distanzmesseinheit gemessenen Bewegungsdistanz und dem durch die Gier-Winkel-Messeinheit gemessenen Gier-Winkel, wobei die Bereichsraten-Schätzeinheit (125) die zweite Bereichsrate unter Verwendung der Position und des Azimuts des Bewegtkörpers abschätzt, die durch die Bewegtkörperpositionier-Schätzeinheit abgeschätzt sind, anstelle der Position des Bewegtkörpers, basierend auf den Sendesignal.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Distanzmesseinheit (130) eine zweite Geschwindigkeit des Bewegtkörpers, basierend auf dem aus dem Geschwindigkeitssensor (15) ausgegebenen Impulssignal und dem Skalierungsfaktor misst, die Positioniervorrichtung weiter eine Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit (128) umfasst, welche feststellt, ob eine Änderung beim Einbauuhr-Fehler, der durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit (123) geschätzt ist, gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, oder nicht, wenn die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit feststellt, dass die Änderung beim Einbauuhr-Fehler größer als der vorbestimmte Wert ist, die Bereichsraten-Schätzeinheit (125) eine dritte Bereichsrate in einem Fall abschätzt, bei dem der Bewegtkörper fährt, basierend auf der Position und der Geschwindigkeit des GPS-Satelliten, basierend auf dem Sendesignal, der Position und dem Azimut des Bewegtkörpers, welche durch die Bewegtkörperpositions-Schätzeinheit (132) abgeschätzt sind, und der durch die Distanzmesseinheit (130) gemessenen zweiten Geschwindigkeit, und wenn die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit feststellt, dass die Änderung beim Einbauuhr-Fehler größer als der vorbestimmte Wert ist, die Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit (127) die erste Geschwindigkeit unter Verwendung der durch die Bereichsraten-Schätzeinheit abgeschätzten dritten Bereichsrate berechnet, anstelle der durch die Bereichsraten-Schätzeinheit modifizierten ersten Bereichsrate.
Positioniervorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Berechnungseinheit (121) eine Mehrzahl der Delta-Bereiche und eine Mehrzahl der ersten Bereichsraten einer Mehrzahl von GPS-Satelliten erzeugt, die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit (123) eine Mehrzahl von Einbauuhr-Fehlern der Mehrzahl von GPS-Satelliten abschätzt, die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit (128) feststellt, ob Änderungen bei der Mehrzahl von durch die Einbauuhr-Fehler-Schätzeinheit abgeschätzten Einbauuhr-Fehlern gleich oder größer als der vorbestimmte Wert sind oder nicht, die Bereichsraten-Schätzeinheit (125) die zweite Bereichsrate abschätzt und die erste Bereichsrate für die GPS-Satelliten modifiziert, deren Änderungen bei den Einbauuhr-Fehlern durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit als kleiner als der vorbestimmte Wert bestimmt sind, und zweite und dritte Bereichsraten für die GPS-Satelliten abschätzt, deren Änderungen bei den Einbauuhr-Fehlern durch die Auftritts-Mehrfachpfad-Evaluierungseinheit als größer als der vorbestimmte Wert bestimmt werden, und die Bewegtkörper-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit (127) die erste Geschwindigkeit berechnet, basierend auf der durch die Bereichsraten-Schätzeinheit modifizierten ersten Bereichsrate und der durch die Bereichsraten-Schätzeinheit geschätzten dritten Bereichsrate, oder/und der durch die Bereichsraten-Schätzeinheit abgeschätzten zweiten Bereichsrate.