DE69703227T2

DE69703227T2 - Differentielles GPS mit für bestimmte Teilnehmer abstufbarer Genauigkeit

Info

Publication number: DE69703227T2
Application number: DE69703227T
Authority: DE
Inventors: Toru Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2017-07-26
Also published as: EP0822421A1; CA2211966A1; JP2861957B2; DE69703227D1; US5990825A; CN1173644A; CN1144061C; CA2211966C; KR980010457A; JPH1048320A; KR100269705B1; EP0822421B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Positionierungssysteme, eine Feststationsvorrichtung und eine Positionierungsvorrichtung zum Erfassen der Position von Mobilstationen auf der Grundlage einer Satellitensendeinformation, die von künstlichen Satelliten gesendet wird, und von DGPS-Daten, die von festen terrestrischen Stationen gesendet werden.

2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Globalpositionierungsssystems-(GPS)-Vorrichtungen werden bei dem Erfassen einer Absolutposition (Breite, Länge, Höhe) von sich bewegenden Objekten verwendet und sind in vielen Anwendungen, wie zum Beispiel in Fahrzeugnavigationsvorrichtungen unverzichtbar geworden. Ein GPS wird von sich bewegenden Objekten verwendet, um ihre Position auf der Grundlage einer Satellitensendeinformation zu erfassen, die von einer Mehrzahl von Satelliten gesendet wird.
Andererseits weist ein Erfassen einer Position auf der Grundlage der Information, die von einer GPS-Vorrichtung empfangen wird, eine Positionserfassungsgenauigkeit von ungefähr mehreren hundert Metern auf, was nicht sehr hoch ist. Aus diesem Grund ist ein differentielles GPS (DGPS) zum Erhöhen der Genauigkeit mit Korrekturdaten zum Korrigieren von Fehlern bei einer GPS-Positionierung vorgeschlagen worden.
Bei einem DGPS wird an einer vorbestimmten terrestrischen Stelle (einer Feststation) mit einer Absolutposition einer bestätigten Genauigkeit eine Satellitensendeinformation empfangen, aus welcher die Position des Empfängers erfaßt wird (GPS-positioniert) wird. Dann wird der Fehler der Satellitensendeinformation durch Vergleichen der Absolutposition mit der aus der GPS-Positionierung erzielten Position erfaßt und werden Korrekturdaten dem sich bewegenden Objekt zum Beseitigen des erzielten Fehlers zugeführt.
Das Zuführen von Korrekturdaten wird durch FM- Hilfsträgerrundfunk aus FM-Rundfunkstationen durchgeführt, wobei der FM-Hilfsträgerrundfunk eine Multiplexinformation (digitale Daten) aufweist, die in einem herkömmlichen 76 kHz FM-Rundfunkband (eine Mittenfrequenz beträgt 76 kHz) gemultiplext ist: Ein sich bewegendes Objekt, wie zum Beispiel ein Fahrzeug, empfängt den FM- Rundfunk auf einem FM-Multiplexempfänger, bei dem das Signal eines Bands von 76 kHz aus der empfangenen Rundfunkwelle extrahiert wird und decodiert wird, um die digitalen Daten zu gewinnen, die gemultiplext worden sind. Die Korrekturdaten, die in den erzielten Multiplexdaten beinhaltet sind, werden extrahiert und dann dazu verwendet, um die Positionsinformation zu korrigieren, die bei der GPS-Vorrichtung erzielt wird, um eine Positionsinformation mit einer hohen Genauigkeit zu gewinnen. Diese Art eines DGPS läßt zu, daß Positionen mit einer Genauigkeit weniger Meter erfaßt werden.
Es gibt Fälle, in denen es erwünscht ist, die Informationsanbieterdienste auf lediglich bestimmte Mitglieder zu beschränken. In diesem Fall sind Verfahren angewendet worden, bei welchen eine Information verschlüsselt wird, bevor sie angeboten wird. Jedoch machen die Verschlüsselungsverfahren eine Information für diejenige vollständig unverwendbar, die nicht imstande sind, die Information zu entschlüsseln.
Andererseits erhöht sich der Freiheitsgrad bei dem Anbieten von Diensten, wenn die Inhalte von Diensten in Übereinstimmung mit den Rangfolgen von Benutzern in Rangfolgen geteilt werden können so daß Dienste angeboten werden können, die die Bedürfnisse von Benutzern befriedigen. Bei Korrekturdatendiensten für DGPS würde es zweckmäßig sein, wenn die Genauigkeit von Korrekturdaten in Übereinstimmung mit der Rangfolge des Benutzers gewechselt werden könnte, so daß eine Information, die der Rangfolge des Benutzers entspricht, angeboten werden kann. Auf diese Weise ist es ebenso möglich, die Positionierungsgenauigkeit zu beschränken, die für Benutzer verfügbar ist, wenn es erforderlich ist.
Ein DGPS-System, wie es zuvor beschrieben worden ist, ist aus dem US-Patent Nr. 5510798 bekannt. Das System der US-5510798 erzeugt mehrere verschlüsselte Korrekturdatensignale unterschiedlicher Formate, die unterschiedliche Genauigkeitsniveaus liefern oder einige verzögerte Teile der Korrekturdaten aufweisen, um zufällige Positionsfehler einzubringen. Diese verschlüsselten Signale, die unterschiedliche Genauigkeitsniveaus liefern, lassen zu, daß unterschiedlichen Benutzern unterschiedliche Genauigkeitsniveaus angeboten werden.
Das Dokument mit der Überschrift "Correction data for Navstar Global Positioning System transmitted in the RDS channel. Technical verification and implement in Sweden", veröffentlicht in dem IEEE-Kolloquium RDS (Radio Data Services) Digest Nr. 1994/249 deutet an, daß es möglich ist, Korrekturdatensignale mit unterschiedlichen Genauigkeitsniveaus unterschiedlichen Benutzern anzubieten. Jedoch wird keine Lehre vorgestellt, wie dies zu machen ist.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Hinblick auf die vorhergehenden Ausführungen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Positionierungssystem, das die Positionierungsgenauigkeit für bestimmte Benutzer steigern kann, und eine Feststationsvorrichtung und eine Positionierungsvorrichtung zu schaffen, die dieses System verwenden.
Gemäß einem ersten Aspekt schafft diese Erfindung ein Positionierungssystem, das aufweist:
eine Feststation zum Erzeugen von DGPS-Daten, die Korrekturdaten für eine von künstlichen Satelliten gesendete Satellitensendeinformation beinhalten, aus der Satellitensendeinformation und einer im voraus bekannten Absolutposition; und
eine Mobilstation zum Erfassen ihrer eigenen Position aus der von der Feststation gesendeten Satellitensendeinformation und ist dadurch gekennzeichnet, daß:
die Feststation einen vorbestimmten Einstellungsfehler in die Korrekturdaten einschließt und dann die DGPS- Daten sendet; und
die Mobilstation die Korrekturdaten innerhalb der empfangenen DGPS-Daten korrigiert.
Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Feststationsvorrichtung für ein Positionierungssystem, das eine von künstlichen Satelliten gesendete Satellitensendeinformation sendet, die aufweist:
eine Positionserfassungsvorrichtung zum Erfassen ihrer eigenen Position durch Empfangen einer von künstlichen Satelliten gesendeten Satellitensendeinformation; und
eine DGPS-Datenerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von DGPS-Daten, die Korrekturdaten für verschiedene Satellitensendeinformationen beinhalten, auf der Grundlage von ihrer im voraus bekannten eigenen Absolutposition und ihrer eigenen Position, die von der Positionserfassungsvorrichtung erfaßt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die DGPS-Erzeugungsvorrichtung ebenso zum Einstellen des Werts der Korrekturdaten durch Einschließen eines vorbestimmten Einstellungsfehlers bezüglich den Korrekturdaten dient.
Gemäß einem dritten Aspekt schafft diese Erfindung eine Positionierungsvorrichtung für ein Positionierungssystem, das eine von künstlichen Satelliten gesendete Satellitensendeinformation verwendet, die aufweist:
eine Positionierungserfassungsvorrichtung zum Erfassen ihrer eigenen Position auf der Grundlage einer von künstlichen Satelliten gesendeten Satellitensendeinformation;
und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine DGPS-Datenerzeugungsvorrichtung zum Empfangen von von einer festen terrestrischen Position gesendeten DGPS- Daten, die Korrekturdaten für eine Satellitensendeinformation enthalten, die einen vorbestimmten Einstellungsfehler einschließen; und
eine Korrekturdaten-Korrekturvorrichtung zum Korrigieren von empfangenen Korrekturdaten auf eine vorbestimmte Weise aufweist; wodurch
die Positionserfassungsvorrichtung auf der Grundlage von Korrekturdaten, die von der Korrekturdaten-Korrekturvorrichtung korrigiert worden sind, ihre eigene Position korrigiert, die in Übereinstimmung mit der Satellitensendeinformation erfaßt worden ist.
Gemäß dieser Erfindung wird den Korrekturdaten ein Einstellungsfehler zugewiesen. Aus diesem Grund können die Korrekturdaten nicht für Benutzer korrigiert werden, die keine Korrektureinrichtung für Korrekturdaten haben. In diesem Fall beinhalten die Korrekturdaten Fehler, so daß nicht die beste Positionierungsgenauigkeit erzielt wird. Der Grad einer Positionierungsgenauigkeit kann frei innerhalb eines Bereichs des in den GPS-Daten enthaltenen Fehlers eingestellt werden. Deshalb kann die Positionierungsgenauigkeit für Benutzer dadurch gesteuert werden, daß die Benutzer in Rangfolgen geteilt werden und diesen dann Korrekturdaten angeboten werden.
Es ist bevorzugt, einen Einstellungszustand, wie zum Beispiel eine Identifikationsinformation, die anzeigt, ob ein Einstellungsfehler zugewiesen worden ist oder nicht, anzuhängen. Auf der Grundlage dieser Identifikatonsinformation ist es möglich, das Erfordernis einer Korrektur zu erkennen und die zweckmäßigen Korrekturen durchzuführen. Wenn die Einstellungszustands-Identifikationsinformation derart erzeugt wird, daß sie eine Mehrzahl von Bits enthält, kann die Rangfolge (der Grad) einer Einstellung aus der Einstellungszustands-Identifikationsinformation bestimmt werden.
Weiterhin läßt ein Abändern des Einstellungsfehlers auf der Grundlage der Daten innerhalb der DGPS-Daten zu, daß die Zufälligkeit für eine effektivere Einstellung erhöht wird.
Auf diese Weise sendet die Feststation DGPS-Daten, die die eingestellten Korrekturdaten beinhalten. Die Mobilstation empfängt dann die DGPS-Daten von der Feststation und auf deren Grundlage wird dann ein Korrekturwert erzielt und dieser wird dann dazu verwendet, um die zweckmäßigen Korrekturdaten wiederzugewinnen. In diesem Fall werden die zweckmäßigen Korrekturdaten derart verwendet, daß ein Erfassen einer Position mit der besten Genauigkeit durchgeführt wird. Andererseits kann für eine Mobilstation, die keine Ausgestaltung zum Korrigieren von Korrekturdaten aufweist, der Korrekturwert nicht erzielt werden. In diesem Fall werden die eingestellten Korrekturdaten direkt verwendet und wird die beste Genauigkeit nicht erzielt, obgleich die Genauigkeit höher ist, als wenn die Positionierung mit dem GPS unabhängig ist. Ein Verändern der Genauigkeit der Einstellung läßt zu, daß die Genauigkeit unter die, wenn mit dem GPS unabhängig unter Verwendung eines DGPS gemessen wird, verringert wird, oder im wesentlichen unverändert gelassen wird.
Insbesondere können gemäß dieser Erfindung DGPS-Dienste ohne Verschlüsseln in Rangfolgen geteilt werden. Weiterhin kann ebenso die Positionierungsgenauigkeit verringert werden, wenn es gemäß gesellschaftlichen Bedürfnissen erforderlich ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Gesamtsystems eines Ausführungsbeispiels.
Fig. 2 zeigt die Struktur von DGPS-Daten.
Fig. 3 zeigt die Struktur von Korrekturdaten.
Fig. 4 zeigt den Aufbau einer Positionierungsvorrichtung.
Fig. 5 zeigt den Korrekturvorgang der Positionierungsvorrichtung.
Fig. 6 zeigt die Hauptschaltkreise einer Basisstation 100.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel (hier im weiteren Verlauf als "Ausführungsbeispiel" bezeichnet) der vorliegenden Erfindung wird im folgenden Verlauf unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Aufbau des Gesamtsystems

Fig. 1 zeigt einen Gesamtaufbau des Systems dieses Ausführungsbeispiels. Dieses System weist eine feste Basisstation 100 und eine Mobilstation 200 auf. Die Basisstation 100 beinhaltet eine erste Refererenzstation 10, einen Organisator 12, einen Modulator 14, einen FM-Sender 16 und eine FM-Stations-Sendeantenne 18. Die Mobilstation 200 beinhaltet eine GPS-Antenne, einen DGPS-Empfänger 20 und einen FM-Multiplexempfänger 22. Die feste Referenzstation 10 bildet eine Fehlerberechnungseinrichtung für die Feststation aus, während der Organisator 12, der Modulator 14, der FM-Sender 16 und die FM-Stations-Sendeantenne 18 eine Sendeeinrichtung für die Feststation ausbilden. Die Referenzstation 10 mißt ihre eigene Position durch Empfangen von Funkwellen von GPS-Satelliten und berechnet den Fehler zwischen den gemessenen Daten und ihrer wahren Position. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird für Korrekturdaten kein Fehler für die erfaßten Positionskoordinaten berechnet, sondern werden Differenzen zwischen der Pseudoentfernung, ein Abstand jedes GPS-Satelliten und der Referenzstation, und der wahren Entfernung berechnet. Dann werden auf der Grundlage der berechneten Differenzen Korrekturdaten erzeugt.
Die Referenzstation 10 erfaßt den funktionalen Zustand aller Satelliten für ein Ausgeben als eine Gesundheitsinformation zu dem Organisator 12. Der Organisator 12 formatiert die Gesundheitsinformation und Korrekturdaten von der Referenzstation 10 in Multiplexdaten (DARC- Daten) zum FM-Multiplexen (DARC: Data Radio Channel). Der Modulator 14 moduliert die DARC-Daten von dem Organisator 12 mit einem Minimalumtastungs-(MSK)-Modulationsverfahren, das einen Hilfsträger mit 76 kHz verwendet und ebenso ein herkömmliches FM-Audiosignal moduliert. Der Modulator 14 sendet dann die modulierten DARC-Daten mit dem modulierten herkömmlichen FM-Audiosignal als FM- Hilfsträgerrundfunk über den FM-Sender 16 und die FM-Stations-Sendeantenne 18.
FM-Rundfunkwellen von der festen Basisstation 100 werden von dem FM-Multiplexempfänger 22 an der Mobilstation 200 empfangen. wo das herkömmliche FM-Audiosignal demoduliert wird, und der Hilfsträger von 76 kHz wird durch ein Filter getrennt und die Feststationinformation wird zum Ausgeben zu dem DGPS-Empfänger 20 demoduliert. Der DGPS-Empfänger 20 korrigiert einen Positionswert aus dem Positionswert auf der Grundlage der GPS-Funkwelle, die mit der GPS-Antenne empfangen wird, und den Korrekturdaten und der Gesundheitsinformation, die in der Feststationsinformation beinhaltet sind, die von dem FM-Multiplexempfänger eingegeben worden sind und berechnet dann die wahre Position (korrigierte Position).
In dem System dieses Ausführungsbeispiels weist die feste Basisstation 100 einen vorbestimmten Fehler (Einstellungsfehler) bezüglich den zu sendenden Korrekturdaten zu und stellt dann diesen Wert ein. Dieses Einstellungsverfahren ist vorbestimmt und das Verfahren zum Wiedergeben der ursprünglichen Daten ist ebenso bekannt. Die Mobilstation 200 korrigiert die Korrekturdaten, die von dem FM-Hilfsträger-Rundfunk erzielt werden, zu einem zweckmäßigen Wert, welcher dann dazu verwendet wird, den GPS-Positionswert zu korrigieren. Deshalb können lediglich Benutzer, die das Wiedergabeverfahren kennen, die GPS-Positionierung mit einer hohen Genauigkeit durchführen.

DGPS-Datenstruktur

Das Format der DGPS-Daten (Information, die Korrekturdaten für eine GPS-Fehlerkorrektur beinhalten, die in einen FM-Hilfsträger-Rundfunk zu beinhalten sind) wird als nächstes beschrieben. Die DGPS-Daten sind in zwei Datenblöcken innerhalb des FM-gemultiplexten Signals (272 Datenblöcke) für einen Rahmen beinhaltet, der in ungefähr 5 Sekunden gesendet wird. Ein Datenblock weist einen Blockidentifikationscode, ein Datenpacket und eine Parität auf und das Datenpaket weist ein Präfix, ein Paket und eine zyklische Blockprüfung (CRC) auf. Die Ist-Daten der DGPS werden in einem Paket mit 144 Bit gehalten, wobei es zwei Pakete für 288 Datenbits gibt. Anders ausgedrückt werden 288 Bit DGPS-Daten in einem Rahmen gesendet.
Die Struktur dieser 288 Bit DGPS-Daten ist in Fig. 2 gezeigt. Wie es in der Figur gezeigt ist, enthalten die ersten Bitpositionen 1 bis 3 der Korrekturinformation für die zwei Pakete die Daten-ID. Die Daten-ID ist als eine von sechs Typen von "000" bis "101" festgelegt und erhöht sich der Reihe nach von 000. Deshalb wird eine Korrekturinformation, die nicht in die zwei Pakete paßt, in ein Paket plaziert, das eine aufeinanderfolgende Daten-ID in dem nächsten Rahmen aufweist. Das Empfangen der Korrekturinformation ist in der Mobilstation maximal in sechs Rahmen (30 Sekunden) beendet.
Einer Zeitkorrektur T wird eine Bitposition 4 zugewiesen. Dieser Wert wird aus der Zeit bestimmt, zu der die Korrekturinformation erzielt worden ist. Genauer gesagt ist sie "0", wenn die Zeit, zu der die Korrekturinformation erzielt worden ist, gerade gewesen ist, und "1", wenn die Zeit ungerade ist. Der DGPS-Empfänger 20 korrkigiert auf der Grundlage des Zeitkorrekturbit T die Zeitdifferenz zu der Feststation, die die Korrekturinformation erzeugt hat. Dann stellen Bits 5 bis 276 die Korrekturdaten dar und jedem der acht GPS-Satelliten werden 34 Bits zugewiesen. Anders ausgedrückt werden Bitpositionen 5 bis 38 dem ersten Satelliten (Korrekturdatensatznummer) zugewiesen, werden Bitpositionen 39 bis 72 dem zweiten Satelliten (Korrekturdatensatznummer) zugewiesen, werden Bitpositionen 73 bis 106 dem dritten Satelliten (Korrekturdatensatznummer) zugewiesen und so weiter, bis zu dem achten Satelliten (Korrekturdatensatznummer). 95% der Zeit, die die Anzahl von Satelliten einen Punkt auf der Erde überwachen kann, beträgt 8 oder weniger und das Empfangen der Korrekturinformation ist für gewöhnlich in einem Rahmen beendet. Bitpositionen 277 bis 288 stellen die Bits für Kommunikationsdaten dar und die Gesundheitsinformation von allen GPS-Satelliten ist diesem Datenbereich zugewiesen.
Fig. 3 zeigt die Inhalte der Korrekturdaten von jedem Satelliten. Die Korrekturdaten weisen einen Skalierungsfaktor SF (1 Bit), einen Benutzerdifferenzentfernungsfehler UDRE (2 Bits), eine Satellliten-ID St. ID (5 Bits), eine Pseudoentfernungskorrektur PRC (11 Bits), eine Entfernungsratenkorrektur RRC (7 Bits) und eine Datenausgabe IODE (8 Bits) auf. SF zeigt die Reihenfolge von PRC und RRC an, UDRE stellt die Genauigkeit der wahren Position dar, die unter Verwendung der Korrekturdaten erzielt wird, und St. ID stellt die Nummer eines GPS-Satelliten dar. PRC ist ein Korrekturwert der Pseudoentfernung zu jedem GPS-Satelliten und ist die Differenz der Pseudoentfernung des GPS-Satelliten und der Referenzstation 10, die aus der von dem jeweiligen GPS-Satelliten empfangenen Funkwelle berechnet wird, und der Entfernung zu dem GPS- Satelliten, die aus der wahren Position der Referenzstation 10 berechnet wird. Anders ausgedrückt stellen, wie es zuvor beschrieben worden ist, die Korrekturdaten, die an der Referenzstation berechnet worden sind, Fehler ΔX, ΔY und ΔZ bezüglich der wahren Position (X&sub0;, Y&sub0;, Z&sub0;) der GPS-gemessenen Werte (XS, YS, ZS) dar und können ebenso als Fehler der Pseudoentfernung der Basisstation zu jedem GPS-Satelliten und der wahren Entfernung berechnet werden und in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Fehler der Pseudoentfernung zu jedem GPS- Satelliten als Korrekturdaten gesendet. RRC stellt die Rate des Korrekturwerts dar und der Korrekturwert zu einem beliebigen Zeitpunkt wird auf der Grundlage von PRC und diesem RRC an dem DGPS-Empfänger 20 interpoliert. IODE ist ein Code, den jeder GPS-Satellit an seine Orbitdaten anhängt, so daß es der DGPS-Empfänger 20, der die Orbit-Daten empfängt, die mit diesem Code übereinstimmen, ermöglicht, eine Korrektur auf der Grundlage der Orbitdaten durchzuführen, die zu den Orbitdaten identisch sind, die die Referenzstation verwendet hat.
Deshalb werden in diesem Ausführungsbeispiel die Korrekturdaten für 8 Satelliten und die Gesundheitsinformation für 12 Satelliten in 288 Bits während 5 Sekunden für einen Rahmen gesendet, so daß das Empfangen aller Korrekturdaten in 30 Sekunden für 6 Rahmen beendet ist.
Weiterhin wird in diesem Ausführungsbeispiel eine Einstellung durchgeführt, welche einen vorbestimmten Einstellungsfehler für eine Pseudoentfernungskorrektur PRC hinzufügt. Deshalb erhöht sich die Genauigkeit nicht merklich, wenn die Pseudoentfernungskorrektur PRC, die aus den FM-Multiplexdaten erzielt wird, direkt verwendet wird. Andererseits ist dieser Einstellungsfehler von einem vorbestimmten Verfahren bestimmt worden. Die Genauigkeit der Pseudoentfernungskorrektur PRC kann durch Durchführen von Korrekturen für den Einstellungsfehler erhöht werden. Anders ausgedrückt kann die Pseudoentfernungskorrektur PRC durch Addieren des Einstellungsfehlers und des Korrekturwerts einer entgegengesetzten Polarität wiedergewonnen werden. Einstellungen können anstelle für die Pseudoentfernungskorrektur PRC für die Entfernungsratenkorrektur RRC durchgeführt werden. Weiterhin können diese Einstellungen kombiniert werden.
Bezüglich dessen, wie der Einstellungsfehler bestimmt wird, gibt es eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zu dem Verfahren eines Erzielens des Korrekturwerts bei der Mobilstation. Korrekturen an der Mobilstation werden als nächstes beschrieben.

Mobilstationsaufbau

Fig. 4 zeigt ein Blockschalrbild des Gesamtaufbaus einer das Ausführungsbeispiel betreffenden Positionierungsvorrichtung, wobei eine GPS-Antenne 210 Funkwellen (eine Satellitensendeinformation) von einer Mehrzahl von künstlichen Satelliten empfängt und diese einem DGPS-Empfänger 212 zuführt. Der DGPS-Empfänger 212 empfängt die von der GPS-Antenne 210 erzielten Funkwellen, um eine GPS-Positionierung durchzuführen, und korrigiert die von jedem Satelliten empfangene Information mit den DGPS-Korrekturdaten, um eine korrigierte Positionsinformation einer hohen Genauigkeit zu gewinnen.
Andererseits empfängt eine FM-Antenne 220 FM-Rundfunkwellen und führt diese einem FM-Tuner 222 zu. Der FM- Tuner 222 empfängt und demoduliert FM-Rundfunkwellen und führt diese einem FM-Multiplexdecoder 224 zu. Herkömmliche FM-Rundfunksignale werden ausgegeben und getrennt wiedergegeben.
Der FM-Multiplexdecoder 224 extrahiert ein Multiplex- Modulationsfrequenzsignal einer Bandbreite von 76 kHz und demoduliert das erzielte multiplexmodulierte Signal in Übereinstimmung mit seinem Modulationsverfahren (DARC- Verfahren) und demoduliert das Multiplexsignal (die digitalen Daten). Das erzielte Multiplexsignal beinhaltet verschiedene Informationsarten, unter welchen eine Korrekturinformation (DGPS-Information zum Korrigieren einer Information bezüglich Positionen, die von Satelliten zugeführt wird) beinhaltet ist. Anders ausgedrückt ist das Datenformat des DARC-Verfahren-FM-Multiplex-DGPS durch die BTA (Broadcast Technology Association) in dem Standard R-003 definiert. Eine DGPS-Daten-Extrahierungseinrichtung 226 extrahiert DGPS-Daten (eine DGPS-Information) auf der Grundlage dieses Datenformats und führt DGPS-Daten einem Korrekturwert-Erzeugungsbereich 228 zu.
Der Korrekturwert-Erzeugungsbereich 228 entscheidet aus dem Inhalt eines vorbestimmten Bit (Einstellungszustands-Identifikationsbit) innerhalb der zugeführten DGPS-Daten, ob der Korrekturwert innerhalb der empfangenen DGPS-Daten eingestellt worden ist oder nicht. Zum Beispiel wird es entschieden, daß die Daten eingestellt worden sind, wenn die Einstellungszustands- Identifikationsinformation "1" ist, und daß es nicht eingestellt worden ist, wenn der Wert "0" ist. Wenn eine Einstellung vorhanden ist, wird ein entsprechender Korrekturwert aus einer Korrekturwerttabelle 230 gelesen und dann einem DGPS-Daten-Bestimmungsbereich 232 zugeführt. Andererseits wird, wenn keine Korrektur vorhanden ist, ein Korrekturwert "0" dem DGPS-Daten-Bestimmungsbereich 232 zugeführt. Der DGPS-Daten-Bestimmungsbereich 232 korrigiert die Korrekturdaten durch Addieren des Korrekturwerts zu dem Korrekturwert, der von dem DGPS-Daten-Extrahierungsbereich 226 zugeführt wird, und führt die korrigierten Korrekturdaten dem DGPS-Empfänger 212 zu.
Weiterhin verwendet der DGPS-Empfänger 212 die korrigierten DGPS-Korrekturdaten, um eine Positionserfassung einer hohen Genauigkeit durchzuführen. Die Einstellungszustands-Identifikationsinformation kann mehrere Bits aufweisen, um Einstellungsrangfolgen anzuzeigen. Zum Beispiel können, wenn die Einstellungszustands-Identifikationsinformation 2 Bits aufweist, 4 Rangfolgenarten eingestellt werden, so daß 3 Einstellungszustände oder 3 Einstellungsfehlerpegel von groß, mittel und klein zusätzlich zu einem Zustand keiner Einstellung eingestellt werden können.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Einstellung zum Verschlechtern der Genauigkeit bezüglich der erzielten Korrekturdaten auf der sendenden Seite durchgeführt. Dieses Einstellungsverfahren ist vorbestimmt. Lediglich Benutzer, die eine Korrektureinrichtung für die Einstellung haben, können die hochgenauen Korrekturdaten wiedergeben und eine Positionserfassung mit einer hohen Genauigkeit durchführen.
Diese Einstellung wird durch Hinzufügen von vorbestimmten Einstellungsdaten für Korrekturdaten jedes Satelliten durchgeführt. Zweckmäßige Korrekturdaten können durch Speichern von Korrekturwerten für diese Einstellung in der Korrekturwerttabelle 230 und durch Hinzufügen von diesen erzielt werden, um die empfangenen und eingestellten Korrekturdaten zu erzielen.
Weiterhin unterscheiden sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Einstellungen abhängig von (i) der Satellitenanzahl und (ii) des werts des ersten Bit von IODE (Ausgabe von Datenephemeriden) innerhalb der Korrekturdaten. Zwei Korrekturwerte werden für jeden Satelliten zugewiesen und Korrekturwerte werden aus den Inhalten der DGPS-Daten bestimmt, die aus den empfangenen Daten erzielt werden, so daß der Korrekturwert-Erzeugungsbereich 228 die Korrekturwerte erzeugt.
Fig. 5 zeigt diesen Vorgang. Als erstes wird die Daten-ID aus den Inhalten der DGPS-Daten erfaßt. In diesem Beispiel ist die Daten-ID "010". Als nächstes wird eine der acht Korrekturdatensatznummern, die in den DGPS-Daten beinhaltet sind, die eine Daten-ID "010" aufweist, ausgewählt. Ein Rahmen beinhaltet im allgemeinen acht Korrekturdatensätze, wobei jedem ein Satellit zugewiesen ist. In diesem Beispiel wird die Korrekturdatensatznummer "2" ausgewählt. Als nächstes wird entschieden, ob der Wert des ersten Bit von IODE innerhalb der Korrekturdaten für die Korrekturdatensatznummer "2" "0" oder "1" ist. In diesem Beispiel ist das erste Bit von IODE "1". Dann wird für den Satelliten der Korrekturdatensatznummer "2" (Satellitennummer "11011" in diesem Beispiel) ein Korrekturwert "3,728 m" für IODE "1" aus der Korrekturwerttabelle 230 gelesen, um den Korrekturwert zu gewinnen. Für jede Korrekturdatensatznummer (Satellit) und für den IODE-Wert innerhalb ihrer Korrekturdaten werden die Korrekturwerte für die jeweiligen Satelliten erzielt.
Auf diese Weise können gemäß diesem Ausführungsbeispiel lediglich Benutzer, die im voraus die Inhalte der Korrekturwerte, den Wert des Bit, das die Tabellen umschaltet und das Bit kennen, das für die Einstellung getestet werden kann, Korrekturen für die Einstellung durchführen. Deshalb können Korrekturdaten einer hohen Genauigkeit bestimmten Benutzern angeboten werden. Der innere Aufbau des Korrekturwert-Erzeugungsbereichs 228 wird beschrieben. Die DGPS-Daten, die durch den DGPS-Daten-Extrahierungsbereich 226 erzielt werden, werden einem DGPS-Daten-ID-Entscheidungsbereich 240 zugeführt. Der DGPS-Daten-ID-Entscheidungsbereich 240 entscheidet den Unterschied zwischen "000" bis "101". Als nächstes entscheidet ein Korrekturdatensatznummer-Entscheidungsbereich 242 die Korrekturdatensatznummer. Dann entscheidet ein IODE-Entscheidungsbereich 244 den Wert des ersten Bit von IODE für jede Korrekturdatensatznummer (jeden Satelliten). Als nächstes erfaßt ein Satellitennummer-Entscheidungsbereich 246 die Satellitennummer aus der Satelliten-ID. Weiterhin entscheidet ein Kommunikationsdaten-Entscheidungsbereich aus dem Wert eines vorbestimmten Bit innerhalb der Kommunikationsdaten, ob eine Einstellung in den DGPS-Daten durchgeführt worden ist oder nicht.
In Übereinstimmung mit dem Entscheidungsergebnis des Kommunikationsdaten-Entscheidungsbereichs 248 gibt ein Korrekturwert-Berechnungsbereich 250 einen Korrekturwert von "0" aus, wenn es eine Entscheidung gibt, daß es keine Einstellung gegeben hat. Andererseits werden, wenn es eine Einstellung gegeben hat, die Satellitennummer (St. ID) für jede Korrekturdatensatznummer und der entsprechende Korrekturwert in Übereinstimmung mit dem IODE-Wert aus der Korrekturwerttabelle 230 gelesen, um den Korrekturwert für die Pseudoentfernungskorrektur PRC von jedem Satelliten zu gewinnen.
Der Korrekturwert für die Pseudoentfernungskorrektur PRC jedes Satelliten, der auf diese Weise erzielt wird, wird dem DGPS-Daten-Bestimmungsbereich 232 zugeführt, bei dem er zu PRC aus dem DGPS-Daten-Extrahierungsbereich 226 hinzugefügt wird, um die Voreinstellungs-PRC wiederzugewinnen.
Während diese Korrekturwerttabelle 230 in dem zuvor erwähnten Beispiel vorbereitet worden ist, kann anstelle dessen zum Beispiel ein vorbestimmtes Berechungsverfahren zur Korrektur gespeichert sein. Weiterhin können, während Korrekturwerte in dem zuvor beschriebenen Beispiel in Übereinstimmung mit dem ersten Bit von IODE umgeschaltet worden sind, Tabellen für Korrekturwerte unter Verwendung eines Werts mit mehreren Bits anstelle als durch ein einzelnes Bit umgeschaltet werden, wobei die Anzahl der Korrekturwerte, die bestimmt werden können, lediglich durch den Wert mit mehreren Bits beschränkt ist. Wenn eine Einstellung bezüglich der Pseudoentfernungsskorrektur PRC durchgeführt wird, ist es ebenso bevorzugt, Tabellen für Korrekturwerte in Übereinstimmung mit einem beliebigen Bit (oder Bits) der Entfernungsratenkorrektur RRC umzuschalten. Das Umschalten kann anstelle oder zusätzlich zu dem Umschalten auf der Grundlage des Werts von IODE durchgeführt werden.
Weiterhin können sowohl die Basisstation 100 als auch die Mobilstation 200 die Absolutzeit erkennen. Eine Zeitkorrektur T wird ebenso den zuvor erwähnten DGPS-Daten zugewiesen, so daß beide die richtige Zeit erkennen können. Es ist ebenso bevorzugt, die Tabelle, die bei der Korrekturwerttabelle 230 zu verwenden ist, in Übereinstimmung mit der Zeit (einschließlich Datum) umzuschalten. Dies läßt zu, daß die Zufälligkeit (das Verstecken) des Korrekturwerts weiter erhöht wird.

Basisstationsaufbau

Die Basisstation 100 erzielt die Einstellungsfehler in dem gleichen Ablauf, der zuvor in Fig. 5 beschrieben worden ist, wenn die Korrekturdaten erzeugt werden, und fügt sie zu den Korrekturdaten hinzu. Anders ausgedrückt werden anstelle der Korrekturwerte in Fig. 5 Einstellungsfehler erzeugt, die entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, und zu der Pseudoentfernungskorrektur PRC hinzugefügt. Der Ablauf zum Umschalten von Tabellen in Übereinstimmung mit dem Wert des ersten Bit von IODE ist genau das gleiche. Wenn diese Einstellungsart durchgeführt wird, wird ein vorbestimmtes Bit innerhalb der Korrekturdaten auf "1" gesetzt und werden die erzielten DGPS-Daten gesendet.
Eine feste Referenzstation 10 der Basisstation 100 besteht, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, zum Beispiel aus einem GPS-Empfänger 110, einem Korrekturdaten-Erzeugungsbereich 112, einem DGPS-Daten-Erzeugungsbereich 114 und einer Tabelle 116. Der GPS-Empfänger 110 erfaßt eine Absolutposition auf der Grundlage einer Satellitensendeinformation von den künstlichen Satelliten und führt diese als GPS-Daten dem Korrekturdaten-Erzeugungsbereich 112 zu. Der Korrekturdaten-Erzeugungsbereich 112 berechnet den Fehler der erfaßten Position in den GPS-Daten aus den Referenzpositionsdaten für die Basisstation 100 der Stelle und erzeugt Korrekturdaten zum Zuführen zu dem DGPS-Daten-Erzeugungsbereich 114.
Der DGPS-Daten-Erzeugungsbereich 114 erzeugt DGPS-Daten auf der Grundlage der Korrekturdaten. Der DGPS-Daten- Erzeugungsbereich 114 verweist auf die Inhalte der Tabelle 116, welche die Beziehung zwischen Daten einer vorbestimmten Stelle in den zuvor erwähnten DGPS-Daten und Korrekturwerte anzeigen, und erzeugt den Einstellungsfehler, um die Korrekturdaten einzustellen. Ob das Durchführen dieser Einstellung, wie zum Beispiel durch die Inhalte des Diensts, abgeändert worden ist oder nicht und eine Identifikationsinformation, die anzeigt, ob die Einstellung durchgeführt worden ist oder nicht, wird als Kommunikationsdaten an die DGPS-Daten angehängt. In der Figur wird die Information, die den Einstellungszustand anzeigt, von einer externen Quelle zugeführt. Auf diese Weise werden die zu empfangenden DGPS-Daten in der Mobilstation 200 erzeugt.

Vorteile des Ausführungsbeispiels

Wie es zuvor beschrieben worden ist, sendet gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Basisstation die eingestellten Korrekturdaten in den DGPS-Daten. Mobilstationen, die den Aufbau dieses Ausführungsbeispiels aufweisen, können mit Korrekturwerten die eingestellten Korrekturdaten aus der Basistation in zweckmäßigen Korrekturdaten wiedergewinnen. Auf der Grundlage der zweckmäßigen Korrekturdaten wird eine Positionserfassung der besten Genauigkeit durchgeführt. Andererseits können Mobilstationen, die den Aufbau dieses Ausführungsbeispiels nicht aufweisen, die Korrekturwerte nicht erzielen. In diesem Fall werden die eingestellten Korrekturdaten direkt verwendet, so daß die beste Genauigkeit nicht erzielt wird, auch wenn die Genauigkeit höher sein wird, als wenn unabhängig mit einem GPS gemessen wird. Durch die Verwendung des DGPS läßt das Ändern der Genauigkeit der Einstellung zu, daß die Genauigkeit gegenüber dem verringert wird, als wenn unabhängig mit einem GPS gemessen wird, oder bleibt im wesentlichen unverändert.
Insbesondere können gemäß diesem Ausführungsbeispiel DGPS-Dienste ohne Verschlüsselung in Rangfolgen geteilt werden. Weiterhin ist es möglich, die Positionierungsgenauigkeit in Übereinstimmung mit gesellschaftlichen Bedürfnissen zu verringern, wenn es erforderlich ist.

Claims

1. Positionierungssystem, das aufweist:

eine Feststation (100) zum Erzeugen von DGPS-Daten, die Korrekturdaten für eine von künstlichen Satelliten gesendete Satellitensendeinformation beinhalten, aus der Satellitensendeinformation und einer im voraus bekannten Absolutposition; und

eine Mobilstation (200) zum Erfassen ihrer eigenen Position aus der von künstlichen Satelliten gesendeten Satellitensendeinformation und den von der Feststation gesendeten DGPS-Daten, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Feststation einen vorbestimmten Einstellungsfehler in die Korrekturdaten einschließt und dann die DGPS-Daten sendet; und

die Mobilstation die Korrekturdaten innerhalb der empfangenen DGPS-Daten korrigiert.

2. System nach Anspruch 1, wobei die DGPS-Daten eine Einstellungszustands-Identifikationsinformation beinhalten, die den Zustand eines Einstellungsfehlerseinschlusses bezüglich der Korrekturdaten anzeigt, und wobei die Mobilstation die Korrekturdaten in Übereinstimmung mit dem Einschlußzustand des Einstellungsfehlers korrigiert.

3. System nach Anspruch 2, wobei die Einstellungszustands- Identifikationsinformation mindestens anzeigt, ob ein Einstellungsfehler eingeschlossen worden ist oder nicht, und wobei die Korrekturdaten in Übereinstimmung mit dem vorbestimmten Einstellungsfehler korrigiert werden, wenn die Einstellungszustands-Identifikationsinformation anzeigt, daß ein Einstellungsfehler eingeschlossen worden ist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wert des vorbestimmten Einstellungsfehlers in Übereinstimmung mit Daten an einer vorbestimmten Stelle innerhalb der DGPS-Daten bestimmt wird.

5. System nach Anspruch 4, wobei die Feststation und die Mobilstation jeweils eine Tabelle aufweisen, die die Beziehung zwischen den Daten an einer vorbestimmten Stelle innerhalb der DGPS-Daten und einer Mehrzahl von Einstellungsfehlern bestimmt.

6. Feststationsvorrichtung (100) für ein Positionierungssystem, das eine von künstlichen Sateliten gesendete Satellitensendeinformation verwendet, die aufweist:

eine Positionserfassungsvorrichtung (110) zum Erfassen ihrer eigenen Position durch Empfangen einer von künstlichen Satelliten gesendeten Satellitensendeinformation; und

eine DGPS-Datenerzeugungsvorrichtung (112, 114) zum Erzeugen von DGPS-Daten, die Korrekturdaten für verschiedene Satellitensendeinformationen beinhalten, auf der Grundlage von ihrer im voraus bekannten eigenen Absolutposition und ihrer eigenen Position, die von der Positionserfassungsvorrichtung erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die DGPS-Datenerzeugungsvorrichtung ebenso zum Einstellen des Werts der Korrekturdaten durch Einschließen eines vorbestimmten Einstellungsfehlers bezüglich der Korrekturdaten dient.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die DGPS-Datenerzeugungsvorrichtung den DGPS-Daten eine Einstellungszustands-Identifikationsinformation zuweist, die den Zustand eines Einstellungsfehlereinschlusses bezüglich der Korrekturdaten anzeigt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einstellungszustands-Identifikationsinformation mindestens anzeigt, ob ein Einstellungsfehler eingeschlossen worden ist oder nicht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Einstellungseinrichtung den Einstellungsfehler in Übereinstimmung mit den Dateninhalten an einer vorbestimmten Stelle innerhalb der DGPS-Daten bestimmt.

10. Positionierungsvorrichtung (200) für ein Positionierungssystem, das eine von künstlichen Satelliten gesendete Satellitensendeinformation verwendet, die aufweist:

eine Positionierungserfassungsvorrichtung (212) zum Erfassen ihrer eigenen Position auf der Grundlage einer von künstlichen Satelliten gesendeten Satellitensendeinformation;

dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine DGPS-Datenerzeugungsvorrichtung (228) zum Empfangen von von einer festen terrestrischen Station gesendeten DGPS-Daten, die Korrekturdaten für eine Satellitensendeinformation beinhalten, die einen vorbestimmten Einstellungsfehler einschließt; und

eine Korrekturdaten-Korrekturvorrichtung (250) zum Korrigieren von empfangenen Korrekturdaten auf eine vorbestimmte Weise aufweist; wodurch

die Positionserfassungsvorrichtung auf der Grundlage von Korrekturdaten, die von der Korrekturdaten-Korrekturvorrichtung korrigiert worden sind, ihre eigene Position korrigiert, die in Übereinstimmung mit der Satellitensendeinformation erfaßt worden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Korrekturdaten- Korrekturvorrichtung empfangene Korrekturdaten auf der Grundlage eines Korrekturwerts korrigiert, der im voraus gespeichert worden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Korrekturdaten- Korrekturvorrichtung eine Tabelle aufweist, die die Beziehung zwischen Daten an einer vorbestimmten Stelle innerhalb der DGPS-Daten und einer Mehrzahl von Korrekturwerten zeigt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Korrekturdaten-Korrekturdaten auf der Grundlage einer innerhalb der DGPS-Daten beinhalteten Einstellungszustands-Identifikationsinformation den Zustand eines Einstellungsfehlereinschlusses bezüglich der Korrekturdaten erkennt und die Korrektur der Korrekturdaten auf der Grundlage des Zustands des erkannten Einstellungsfehlereinschlusses steuert.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Einstellungszustands-Identifikationsinformation mindestens anzeigt, ob ein Einstellungsfehler eingeschlossen worden ist oder nicht.