JP2000131088A - Movement analyzer for mobile object - Google Patents

Movement analyzer for mobile object

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JP2000131088A
JP2000131088A JP30504998A JP30504998A JP2000131088A JP 2000131088 A JP2000131088 A JP 2000131088A JP 30504998 A JP30504998 A JP 30504998A JP 30504998 A JP30504998 A JP 30504998A JP 2000131088 A JP2000131088 A JP 2000131088A
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JP
Japan
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gps
information
mobile
mobility
processing
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Application number
JP30504998A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Minowa
滋 蓑輪
Hiroshi Suzuki
弘 鈴木
Yoshio Sekiyama
喜郎 関山
Koji Esato
浩司 江郷
Yasuyuki Namiki
康之 並木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an error of movement information from increasing even if GPS satellites are switched by comparing GPS movement information with predicted values of GPS movement information calculated one period before and performing filtering based on GPS movement information corrected with the difference thereof. SOLUTION: A GPS receiver 14 operates the position and the speed (referred to GPS movement information) of a mobile object at a positioning coordinate group based on a selected GPS satellite group. If the combination of GPS satellites changes during positioning causing variation in satellite switching information, a GPS movement information correcting section 15 calculates the difference between the GPS movement information and predicted values of GPS movement information calculated when a filter is updated one period before and stores it as a GPS movement information correction value data base 17. The GPS movement information is then corrected with the GPS movement information correction value and delivered to a movement analyzing section 16. Since the corrected GPS movement information is matched apparently with the mobility of a mobile object, subsequent filtering can be sustained stably at a filtering section 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、GPS受信機によ
って計算される移動体の位置及び速度情報と、慣性計測
センサによって計算される移動体の速度,加速度,姿勢
角及び姿勢角速度を利用して、これらの情報を相補的に
補償する3次元測位を行う移動体機動解析装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention utilizes position and velocity information of a moving object calculated by a GPS receiver, and velocity, acceleration, attitude angle and attitude angular velocity of the moving object calculated by an inertial measurement sensor. The present invention relates to a mobile mobility analyzer that performs three-dimensional positioning that compensates for such information in a complementary manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】GPS衛星を利用した測位方法におい
て、一般的な技術要素として下記が知られている。
2. Description of the Related Art In a positioning method using a GPS satellite, the following are known as general technical elements.

【0003】(1).GPSによる測位は、基本的にGP
S受信機から複数のGPS衛星までの距離情報(擬似距
離)をもとに、GPS受信機の位置及び時計誤差を未知
数とした連立方程式を解くことで行われる。また、この
GPS信号には、米国防総省により、擬似距離に対して
距離に換算される非公開の誤差情報(選択利用性:SA)
が意図的に付加されている。SAには長周期及び短周期
成分が存在し、これらはそれぞれバイアス誤差成分及び
ランダム誤差成分として他の誤差とともに測位情報に反
映される。
(1). GPS positioning is basically GP
Based on the distance information (pseudo distance) from the S receiver to a plurality of GPS satellites, this is performed by solving a simultaneous equation in which the position and the clock error of the GPS receiver are unknown. In addition, the GPS signal includes undisclosed error information converted into a distance with respect to a pseudo distance by the US Department of Defense (selectivity: SA).
Is intentionally added. The SA has a long-period component and a short-period component, which are reflected in the positioning information together with other errors as a bias error component and a random error component, respectively.

【0004】(2).GPS測位において使用されている
擬似距離はGPS衛星個々のSAに応じて誤差情報を持
っているため、測位中に利用している衛星の組み合わせ
が変化すると、それらを用いて連立方程式を解いた結果
として、測位点の位置がその前後で測位点の運動状態に
無関係に激変(ジャンプ)する場合がある。
(2). Since the pseudorange used in GPS positioning has error information according to the SA of each GPS satellite, if the combination of satellites used during positioning changes, the result of solving a simultaneous equation using those changes In some cases, the position of the positioning point may undergo a sudden change (jump) before and after the position regardless of the motion state of the positioning point.

【0005】(3).GPS測位のバイアス誤差成分や、
これに起因する位置のジャンプを補正する手段として
は、例えばカーナビゲーションで利用される「マップマ
ッチング方式」が一般的である。これは、自動車などの
移動体が道路上を移動していることを利用し、カーナビ
ゲーションがもつ道路情報データベースと比較して、こ
れから逸脱した機動をとる移動体に対して、最も妥当と
考えられる道路上にその機動を強制的に補正する方法で
ある。この場合道路情報データベースを移動体側で保有
していれば、補正も移動体側で行うことができる。
(3). Bias error component of GPS positioning,
As a means for correcting a position jump caused by this, for example, a “map matching method” used in car navigation is generally used. This is considered to be most appropriate for moving objects that deviate from this, using the fact that moving objects such as cars are moving on the road and comparing with the road information database possessed by car navigation. This is a method to forcibly correct the maneuver on the road. In this case, if the road information database is held on the moving body side, the correction can also be performed on the moving body side.

【0006】(4).また、基準となる固定測位点があ
り、移動体と同一の衛星組み合わせで測位が行える場
合、固定測地点の絶対座標とそこでの観測値座標の差分
を生成し、これを用いて移動体と固定測地点で共通の誤
差成分を除去する「ディファレンシャルGPS方式」も
バイアス誤差成分の補正に有効である。
(4). In addition, if there is a fixed positioning point as a reference and positioning can be performed with the same satellite combination as the mobile body, the difference between the absolute coordinates of the fixed positioning point and the observation value coordinates there is generated, and this is used to fix the mobile body and the fixed point. The "differential GPS method" for removing a common error component at a measurement point is also effective for correcting a bias error component.

【0007】(5).GPS測位のランダム誤差成分を補
償する手段としては、カルマンフィルタ等に代表される
「逐次推定方式」が一般的である。これは移動体の観測
データから、その力学系の最も確からしい推定値を求め
るものである。本方式はバイアス誤差の補正を行うこと
ができないため、上記(3),(4)のようなバイアス誤
差補正方式と組み合わせて利用される。
(5). As a means for compensating for a random error component of GPS positioning, a “sequential estimation method” represented by a Kalman filter or the like is generally used. This is to obtain the most probable estimated value of the dynamic system from the observation data of the moving object. Since this method cannot correct the bias error, it is used in combination with the bias error correction methods described in (3) and (4) above.

【0008】本処理は移動体側で行うことができる。This processing can be performed on the moving body side.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】「マップマッチング方
式」の場合、補正を行うためには必ずその地域の道路情
報データベースを持っていなければならず、データの肥
大化や陳腐化を引き起こしやすい。また、移動体が航空
機や船舶のように、「道路情報」が存在しない場合は、
本方式で補正を行うことができない。
In the case of the "map matching method", it is necessary to have a road information database for the area in order to perform the correction, and the data tends to be enlarged or obsolete. In addition, if the moving object is not "road information" such as an aircraft or ship,
Correction cannot be performed with this method.

【0010】「ディファレンシャルGPS処理方式」の
場合、何らかの形で一方のデータを他方に移送し、補正
処理を行う必要がある。また、本方式と「逐次推定方
式」をそれぞれ独立に処理し、観測値からバイアス誤差
成分とランダム誤差成分を除去する場合、観測値に対
し、第一に「ディファレンシャルGPS処理方式」によ
るバイアス誤差成分の補正を行い、その後「逐次推定方
式」によるランダム誤差成分の補正を行わなければなら
ない。
[0010] In the case of the "differential GPS processing system", it is necessary to transfer one data to the other in some form and perform a correction process. When the present method and the “sequential estimation method” are processed independently, and the bias error component and the random error component are removed from the observed value, first, the bias error component by the “differential GPS processing method” is added to the observed value. Must be corrected, and then the random error component must be corrected by the “sequential estimation method”.

【0011】図1及び図2に誤差補正処理の順序に対す
る影響を模式的に示す。
FIGS. 1 and 2 schematically show the influence on the order of the error correction processing.

【0012】移動体の位置が時刻tの経過に従って変化
する状態をGPSで計測した場合、仮にGPSシステム
にSAに代表されるバイアス誤差成分が存在しなけれ
ば、計測値は真値にランダム誤差が負荷された状態にな
る(301)。しかし実際にはGPS計測を行うことに
よって必ずバイアス誤差が含まれ(302)、測位に使
用した衛星の組み合わせが変化すると、誤差成分がその
前の時点との相関なく変化する(401)。このため、実
際にGPSにより移動体の測位を行った場合には、移動
体の動特性と相関性のない位置の急激な変化を伴う値を
観測する(303)。
When the position of the moving object changes with the passage of time t by GPS, and if there is no bias error component typified by SA in the GPS system, the measured value has a random error as a true value. The state is loaded (301). However, in practice, the GPS measurement always includes a bias error (302), and when the combination of satellites used for positioning changes, the error component changes without correlation with the previous time (401). Therefore, when the positioning of the mobile unit is actually performed by the GPS, a value accompanied by a sudden change in the position that is not correlated with the dynamic characteristics of the mobile unit is observed (303).

【0013】この様な観測値に対し、最初にディファレ
ンシャルGPS処理によるバイアス誤差の除去を行う
と、その結果として真値にランダム誤差成分が付加され
た値が残る。この値は移動体の動特性と強い相関性を持
っているため、この値を新たな観測値として逐次推定処
理を行っても、その力学系の最も確からしい推定値と乖
離せず、ランダム誤差の除去を行うことができる(30
4)。しかし移動体側で地上GPS局のGPSバイアス
誤差補正情報を取得できない限り、この様に理想的な誤
差補正を行うことはできない。
When the bias error is first removed from such an observed value by the differential GPS process, a value obtained by adding a random error component to the true value remains as a result. Since this value has a strong correlation with the dynamic characteristics of the moving object, even if this value is successively estimated as a new observation value, it does not deviate from the most probable estimated value of the dynamic system, and the random error (30)
4). However, unless the mobile body can acquire the GPS bias error correction information of the terrestrial GPS station, such ideal error correction cannot be performed.

【0014】また、観測値に移動体の動特性を無視した
バイアス誤差が含まれたまま最初に逐次推定処理を行う
と、その力学系の最も確からしい推定値と乖離する部分
が発生する。フィルタ設計条件にも依存するが、本処理
による補正値は結果的に移動体の動特性と若干の相関性
を持ち、逆にGPSバイアス誤差との相関性は失われ
る。この値を新たな観測値としてディファレンシャルG
PS処理によるGPSバイアス誤差の除去を行っても、
もとの真値に復元することは不可能である(305)。
Further, if the estimation process is performed first while the observed value includes a bias error ignoring the dynamic characteristics of the moving object, a portion that deviates from the most probable estimated value of the dynamic system is generated. Although depending on the filter design conditions, the correction value obtained by this processing has some correlation with the dynamic characteristics of the moving object as a result, and conversely, the correlation with the GPS bias error is lost. This value is used as a new observation value for differential G
Even if the GPS bias error is removed by the PS processing,
It is impossible to restore the original true value (305).

【0015】以上の結果、「ディファレンシャルGPS
処理方式」に引き続き「逐次推定方式」によって誤差補
正を行う場合には、移動体/地上何れか一方の生データ
を他方に送り、そこで2つの補正処理を行う必要があ
る。この場合オンラインでディファレンシャルGPS処
理を行うためには処理前の生データを無線通信等でやり
とりせねばならず、何らかの原因で通信が中断されてデ
ィファレンシャルGPS処理が行えなくなると、その後
の逐次推定処理も行えなくなり、これらを補償するため
には移動体/地上両方に十分大きな領域を持つデータバ
ッファ等の装置の追加が必要となる。また、オフライン
でディファレンシャルGPS処理を行う場合、移動体側
で蓄積した生データを地上で処理するが、長時間にわた
る情報に2つの誤差補正を行うため、処理すべきデータ
が複数ある場合には地上側の処理負荷が膨大なものにな
り、高い処理能力を要求される。
As a result, "Differential GPS"
When performing the error correction by the “sequential estimation method” subsequent to the “processing method”, it is necessary to send raw data of either the moving body or the ground to the other, and perform two correction processes there. In this case, in order to perform the differential GPS processing online, the raw data before the processing must be exchanged by wireless communication or the like. If the communication is interrupted for some reason and the differential GPS processing cannot be performed, the subsequent sequential estimation processing is also performed. In order to compensate for these, it is necessary to add a device such as a data buffer having a sufficiently large area for both the mobile unit and the ground. Also, when performing differential GPS processing offline, the raw data accumulated on the mobile side is processed on the ground, but two errors are corrected for information over a long period of time. Processing load becomes enormous, and high processing performance is required.

【0016】本発明の目的は、ランダム誤差除去を目的
としたフィルタ処理及びバイアス誤差除去を目的とした
ディファレンシャルGPS処理を行う機動解析におい
て、マップマッチング処理が不可能な機動情報の誤差補
償を行うこと、移動体上で機動情報にフィルタ処理を行
い、その後その情報にディファレンシャルGPS処理を
行うことでシステムの負荷分散を行うこと、この時GP
S衛星切替が発生しても機動情報の誤差が増大しないこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an error compensation of maneuver information which cannot perform a map matching process in a maneuver analysis for performing a filtering process for removing a random error and a differential GPS process for removing a bias error. In order to distribute the load of the system by performing a filtering process on the mobile information on the mobile body and then performing a differential GPS process on the information,
That is, the error of the maneuver information does not increase even if the S satellite switching occurs.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、移動体搭載部はGPS機動情報補正手段にて測位に
使用したGPS衛星の組み合わせ(衛星切替情報)を記
録し、衛星切替情報に変化が発生した場合には、その時
刻でのGPS機動情報と、1周期前のフィルタ更新時に
フィルタ処理手段で計算されたGPS機動情報予測値と
を比較し、その差をGPS機動情報補正値として、この
値で補正されたGPS補正機動情報をもとにフィルタ処
理を行う。その後フィルタ処理後の機動情報とともに、
GPS機動情報補正値及びGPS衛星切替情報を機動情
報データベースに蓄積する。
In order to achieve the above object, the mobile unit mounts a combination of GPS satellites (satellite switching information) used for positioning by the GPS maneuvering information correcting means, and stores the combination in the satellite switching information. When a change occurs, the GPS mobility information at that time is compared with the GPS mobility information predicted value calculated by the filter processing unit at the time of updating the filter one cycle before, and the difference is used as the GPS mobility information correction value. The filter processing is performed based on the GPS correction movement information corrected with this value. After that, along with the mobility information after filtering,
The GPS mobility information correction value and the GPS satellite switching information are stored in the mobility information database.

【0018】地上処理部は機動情報データベース22か
ら機動情報を読み出した後、GPS機動情報補正値及び
GPS衛星切替情報からGPS機動情報を復元し、この
情報にディファレンシャルGPS処理を行う。
After reading the maneuver information from the maneuver information database 22, the ground processing unit restores the GPS maneuver information from the GPS maneuver information correction value and the GPS satellite switching information, and performs a differential GPS process on this information.

【0019】移動体搭載部及び地上処理部は、それぞれ
周期的に上記処理を繰り返す。
The moving body mounting section and the ground processing section each repeat the above processing periodically.

【0020】即ち、上記の手段により、機上及び地上に
てそれぞれフィルタ処理及びディファレンシャルGPS
処理を分担でき、衛星切替が発生しても機上での機動情
報は見かけ上移動体の動特性と乖離しないため、フィル
タの収束性が確保され、マップマッチング処理を行わず
にフィルタの発散を防ぐことができる。
That is, by the above means, the filter processing and the differential GPS are performed on the aircraft and on the ground, respectively.
Processing can be shared, and even if satellite switching occurs, the on-board maneuver information does not apparently deviate from the dynamic characteristics of the mobile unit, so the convergence of the filter is ensured, and the divergence of the filter without performing map matching processing Can be prevented.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を説明す
る。図1は本発明を実施するシステムの一構成例を示す
ものである。本装置は、主に移動体搭載部21と地上処
理部27から構成される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an example of a configuration of a system for implementing the present invention. This device mainly includes a moving body mounting unit 21 and a ground processing unit 27.

【0022】移動体搭載部21と地上処理部27間の機
動情報のやりとりは、機動情報データベース20を用い
て行われる。オフライン処理を前提としたシステム構成
では、機動情報データベース20は、例えば半導体メモ
リカセットのような可搬型の記憶装置を用いる。
The exchange of mobile information between the mobile unit mounting section 21 and the ground processing section 27 is performed using the mobile information database 20. In a system configuration premised on offline processing, the mobile information database 20 uses a portable storage device such as a semiconductor memory cassette.

【0023】移動体搭載部21は、移動体の3軸並進加
速度を検出する加速度計11及び3軸姿勢角速度を検出
するジャイロ12を内包した慣性計測センサ13と、G
PS衛星情報によって移動体の位置及び速度を算出する
GPS受信機14と、これらの情報を元に移動体の機動
情報をフィルタ処理しやすいように変換する機動解析部
16と、その機動情報に対しランダム誤差の補正処理を
行うフィルタ処理部19と、GPS機動情報観測値に対
し補正処理を行うGPS機動情報補正部15と、GPS
機動情報補正部15によって生成されるGPS機動情報
補正値データベース17と、測位を行うGPS衛星の組
み合わせ情報であるGPS衛星切替情報データベース1
8と、フィルタ処理後の補正機動情報の記録を行う機動
情報記録部20から構成される。
The moving body mounting section 21 includes an accelerometer 11 for detecting the three-axis translational acceleration of the moving body and an inertial measurement sensor 13 including a gyro 12 for detecting the three-axis attitude angular velocity;
A GPS receiver 14 for calculating the position and speed of the mobile unit based on the PS satellite information, a mobile analysis unit 16 for converting mobile information of the mobile unit based on the information so as to be easily filtered, A filter processing unit 19 for performing a correction process of a random error, a GPS mobile information correction unit 15 for performing a correction process on a GPS mobile information observation value,
The GPS maneuvering information correction value database 17 generated by the maneuvering information correcting unit 15 and the GPS satellite switching information database 1 which is combination information of GPS satellites to perform positioning
8 and a movement information recording unit 20 for recording corrected movement information after the filtering process.

【0024】GPS受信機14は測位演算に必要とする
4つ以上のGPS衛星によるGPS衛星群を選択し、そ
のGPS衛星群に基づき測位座標系における移動体の位
置及び速度(以下「GPS機動情報」という)を演算す
る。GPS受信機14のGPS機動情報更新時に、GP
S機動情報補正部15は、GPS受信機14が測位演算
に使用した衛星切替情報を監視し、演算に使用したGP
S衛星番号をGPS衛星切替情報データベース18に保
存する。
The GPS receiver 14 selects a GPS satellite group of four or more GPS satellites required for positioning calculation, and, based on the GPS satellite group, the position and speed of a moving object in a positioning coordinate system (hereinafter referred to as "GPS movement information"). "). When the GPS operation information of the GPS receiver 14 is updated, the GP
The S movement information correction unit 15 monitors the satellite switching information used by the GPS receiver 14 for the positioning calculation, and
The S satellite number is stored in the GPS satellite switching information database 18.

【0025】測位時にGPS衛星の組み合わせが変化す
ると、GPS機動情報は、例えば移動体の物理運動を無
視した急激な位置変化のような、移動体の動特性と乖離
した情報を出力する。このため、衛星切替情報に変化が
あった場合、GPS機動情報補正部15は1周期前のフ
ィルタ更新時におけるGPS機動情報予測値とGPS機
動情報の差を計算し、これをGPS機動情報補正値デー
タベース17として保存する。そしてGPS機動情報を
GPS機動情報補正値によって補正し、これを機動解析
部16へ出力する。この補正されたGPS機動情報は、
見かけ上移動体の動特性に合致しているため、その後フ
ィルタ処理部19によってフィルタ処理が行われた場
合、これらの情報が移動体の動特性と乖離することがな
く、結果的にフィルタ処理が安定して処理を継続でき
る。
When the combination of GPS satellites changes during positioning, the GPS maneuver information outputs information deviating from the dynamic characteristics of the mobile object, such as a sudden change in position ignoring the physical motion of the mobile object. Therefore, when there is a change in the satellite switching information, the GPS maneuvering information correction unit 15 calculates the difference between the GPS maneuvering information prediction value and the GPS maneuvering information at the time of updating the filter one cycle before, and calculates this as the GPS maneuvering information correction value. It is stored as a database 17. Then, the GPS mobility information is corrected by the GPS mobility information correction value, and this is output to the mobility analysis unit 16. This corrected GPS maneuver information is
Since it apparently matches the dynamic characteristics of the moving object, when the filtering process is performed by the filter processing unit 19 thereafter, such information does not deviate from the dynamic characteristics of the moving object, and as a result, the filtering process is performed. Processing can be continued stably.

【0026】慣性計測センサ13は機体座標系における
移動体の加速度及び姿勢角速度を計測する。慣性計測セ
ンサ13において計測された機動情報は機動解析部15
に出力され、ここで機体座標系から測位座標系への座標
変換が行われる。
The inertial measurement sensor 13 measures the acceleration and attitude angular velocity of the moving body in the body coordinate system. The mobility information measured by the inertial measurement sensor 13 is transmitted to the mobility analyzer 15.
, Where the coordinate transformation from the body coordinate system to the positioning coordinate system is performed.

【0027】一般的にGPSを利用した測位は、その更
新周期が1Hz程度であるため、さらに機動情報の出力
レートを高周期化し、この間の機動情報を補完する目的
で、機動解析部16は慣性計測センサ13の出力値であ
る加速度及び姿勢角速度を積分処理し、GPS受信機1
4の更新周期以上の周期で移動体の位置,速度,姿勢角
を演算することができる。これにより例えば航空機のよ
うに短時間に機動情報が大きく変化するような移動体に
対し十分な機動情報を提供することができる。機動解析
部16は、GPS受信機14のGPS機動情報の更新周
期に同期して機動情報をフィルタ処理部19に出力す
る。機動情報(位置,速度,加速度,姿勢角,姿勢角速
度)のうちGPS機動情報(位置,速度)については、
GPS機動情報補正値データベース17を用いて補正処
理を施した値が用いられる。
In general, in the positioning using the GPS, the updating cycle is about 1 Hz. Therefore, in order to further increase the output rate of the maneuver information and supplement the maneuver information during this period, the maneuver analyzing section 16 has an inertia analysis section. Acceleration and attitude angular velocity, which are output values of the measurement sensor 13, are integrated, and the GPS receiver 1
The position, velocity, and attitude angle of the moving object can be calculated in a cycle equal to or longer than the update cycle of 4. As a result, sufficient mobile information can be provided to a mobile object such as an aircraft, for which mobile information changes greatly in a short time. The mobility analyzer 16 outputs the mobility information to the filter processor 19 in synchronization with the update cycle of the GPS mobility information of the GPS receiver 14. Of the maneuver information (position, speed, acceleration, posture angle, posture angular velocity), the GPS maneuver information (position, speed)
A value obtained by performing a correction process using the GPS movement information correction value database 17 is used.

【0028】フィルタ処理部19は、入力された機動情
報に対しその推定値を逐次的に与えるリアルタイムデー
タ処理を行い、機動情報におけるランダム誤差成分の除
去を行う。
The filter processing unit 19 performs real-time data processing for sequentially giving an estimated value to the input mobile information, and removes a random error component in the mobile information.

【0029】GPS機動情報補正部15から機動解析部
16に出力されたGPS機動情報補正値及び衛星きりか
情報とフィルタ処理部19によって処理された機動情報
は機動情報記録部20に送られ、機動情報データベース
22へ保存される。上記の処理は移動体上でリアルタイ
ムかつ周期的に行われる。
The GPS maneuvering information correction value and the satellite drilling information output from the GPS maneuvering information correcting unit 15 to the maneuvering analyzing unit 16 and the maneuver information processed by the filter processing unit 19 are sent to the maneuver information recording unit 20. It is stored in the information database 22. The above processing is performed on the moving body in real time and periodically.

【0030】地上処理部28は、機動情報データベース
22より機動情報を読み出す機動情報読み出し部27
と、読み出した機動情報のうち、GPS機動情報補正部
15で施されたGPS機動情報の補正値を再び加えるこ
とで、GPSバイアス誤差成分の復元を行うGPS機動
情報復元部26と、地上固定GPS基準局におけるGPS
バイアス誤差を記録した地上GPS測位補正情報24
と、復元したGPS機動情報に対し、地上GPS測位補
正情報データベース24を用いてGPSバイアス誤差成
分の除去処理を行うディファレンシャルGPS処理部2
5と、処理後の機動情報を保存する補正機動情報データ
ベース23から構成される。
The ground processing section 28 reads the maneuver information from the maneuver information database 22.
A GPS mobility information restoring unit 26 for restoring a GPS bias error component by adding again a correction value of the GPS mobility information applied by the GPS mobility information correcting unit 15 among the read mobility information, GPS at reference stations
Ground GPS positioning correction information 24 recording the bias error
A differential GPS processing unit 2 for performing a process of removing a GPS bias error component from the restored GPS maneuver information using the ground GPS positioning correction information database 24
5 and a corrected mobile information database 23 for storing the processed mobile information.

【0031】地上処理部28は、移動体搭載部21内で
処理が施された機動情報を、機動情報読み出し部27を
用いて機動情報データベース22から読み出す。オフラ
イン処理を前提としたシステム構成では、この処理は移
動体の機動情報の記録が終了後、航空機搭載部21から
機動情報データベース22を取り出して機動情報読み出
し部26へ接続して行われる。読み出された情報には、
移動体の機動情報の他にGPS機動情報補正値データベ
ース17及びGPS衛星切替情報データベース18も含
まれている。GPS機動情報復元部26はこれらを元に
フィルタ処理部19の不安定化を防ぐ目的で行われたG
PS機動情報にGPS機動情報補正値を再び加えること
で、バイアス誤差成分を補正前の状態に復元する。
The ground processing section 28 reads the mobile information processed in the mobile mounting section 21 from the mobile information database 22 using the mobile information reading section 27. In the system configuration premised on the off-line processing, this processing is performed after the recording of the mobile information of the mobile body is completed and the mobile information database 22 is taken out from the aircraft mounting unit 21 and connected to the mobile information reading unit 26. The read information includes
A GPS mobility information correction value database 17 and a GPS satellite switching information database 18 are also included in addition to the mobility information of the moving object. The GPS maneuvering information restoring unit 26 performs G based on these data to prevent instability of the filter processing unit 19.
The bias error component is restored to the state before the correction by adding the GPS mobility information correction value to the PS mobility information again.

【0032】このGPS機動情報に対し、ディファレン
シャルGPS処理部25は地上GPS測位補正情報24及
びGPS衛星切替情報データベース18を用いて、移動
体と同一のGPS衛星組み合わせでの地上GPS測位情
報を生成し、地上GPS受信機が地上のある地点に設置
されていることを利用して、そこからのバイアス誤差情
報を算出し、これを移動体の機動情報から差し引くこと
でディファレンシャルGPS処理を行う。バイアス誤差
を補正した機動情報は補正機動情報データベース23に
保存される。
In response to this GPS maneuvering information, the differential GPS processing unit 25 uses the terrestrial GPS positioning correction information 24 and the GPS satellite switching information database 18 to generate terrestrial GPS positioning information in the same combination of GPS satellites as the mobile unit. By utilizing the fact that a terrestrial GPS receiver is installed at a certain point on the ground, differential GPS processing is performed by calculating bias error information therefrom and subtracting this from the mobile information of the mobile unit. The mobility information in which the bias error has been corrected is stored in the corrected mobility information database 23.

【0033】次に、移動体搭載部21における処理内容
の具体例を図3から図5に基づいて説明する。
Next, a specific example of the processing contents in the moving body mounting unit 21 will be described with reference to FIGS.

【0034】ここでフィルタ処理部19の処理更新周期
を全体の処理周期とし、フィルタ処理周期kに対応する
時刻をt(k)とする。
Here, the processing update cycle of the filter processing unit 19 is defined as the entire processing cycle, and the time corresponding to the filter processing cycle k is defined as t (k).

【0035】最初に移動体搭載部21は、フィルタ処理
周期kにおいてGPS受信機がGPS機動情報g(k)を更
新しているかを確認する(ステップ101)。
First, the mobile unit mounting unit 21 checks whether or not the GPS receiver has updated the GPS movement information g (k) in the filter processing cycle k (step 101).

【0036】周期kにおけるGPS測位が正常に行わ
れ、GPS機動情報g(k)が更新されていることが確認
されると、GPS機動情報補正部15は、周期kにおい
て測位に使用されたGPS衛星の組み合わせをGPS受
信機から取得し、これをGPS衛星切替情報としてGP
衛星切替情報データベース18に格納する(ステップ1
02)。このとき同時にGPS機動情報補正部15は、
GPS衛星切替情報データベース18から1周期前のフ
ィルタ処理周期k−1におけるGPS衛星切替情報を取
り出し、周期k−1の測位衛星の組み合わせと、周期k
における組み合わせを比較し(ステップ103)、これ
ら2つの周期におけるGPS衛星切替情報に、選択され
たGPS衛星の衛星番号の違いなどの変化が見られるか
を確認する(ステップ104)。
When it is confirmed that the GPS positioning in the cycle k has been normally performed and the GPS mobile information g (k) has been updated, the GPS mobile information correcting unit 15 determines the GPS used in the positioning in the cycle k. A combination of satellites is acquired from a GPS receiver, and this is used as GPS
Storing in the satellite switching information database 18 (Step 1)
02). At this time, the GPS maneuver information correction unit 15 simultaneously
The GPS satellite switching information in the filter processing cycle k-1 one cycle before is extracted from the GPS satellite switching information database 18, and the combination of the positioning satellites in the cycle k-1 and the cycle k
Are compared (step 103), and it is confirmed whether or not a change such as a difference in the satellite number of the selected GPS satellite is found in the GPS satellite switching information in these two periods (step 104).

【0037】周期k−1と周期kおいてGPS衛星切替
情報に何らかの変化が見られた場合は、主にSAによる
GPS機動情報の激変が発生しているため、このままで
はフィルタ処理を行うことができない。このため、GP
S機動情報補正部15は、機動情報記録部20のバッフ
ァ領域から、1周期前のフィルタ処理周期k−1におけ
るGPS機動情報予測値H(k)x(k|k−1)(x(…
|…)は推定値で通常^(ハット)を付しているが本明細
書では単にxとして表記する。)を取り出す(ステップ
105)。ただし、x(k|k−1)は周期k−1におけ
る周期kでの状態予測値であり、移動体の機動情報をベ
クトル化したものとして表す。また、H(k)は機動情報
ベクトルである状態予測値から、GPS機動情報予測値
をベクトルとして抽出する変換行列を表す。
If any change is found in the GPS satellite switching information in the period k-1 and the period k, a sudden change in the GPS maneuvering information mainly due to SA has occurred. Can not. For this reason, GP
The S mobility information correction unit 15 calculates the GPS mobility information predicted value H (k) x (k | k-1) (x (...) from the buffer area of the mobility information recording unit 20 in the filter processing cycle k-1 one cycle before.
Is an estimated value, which is usually denoted by ^ (hat), but is simply expressed as x in this specification. ) Is taken out (step 105). Here, x (k | k-1) is a predicted state value in the period k in the period k-1, and is represented as a vector of the mobile information of the moving object. H (k) represents a transformation matrix for extracting a GPS motion information predicted value as a vector from a state predicted value which is a motion information vector.

【0038】このとき同時にGPS機動情報補正部15
は、周期k−1におけるGPS機動情報予測値H(k)x
(k|k−1)と、周期kにおいてGPS受信機14によ
り観測されたGPS機動情報g(k)を比較し、その差分
を新たなGPS機動情報補正値ε(k)としてGPS機動
情報補正値データベース17に格納する(ステップ10
6)。
At this time, the GPS mobile information correction unit 15
Is the GPS mobility information predicted value H (k) x in the cycle k-1.
(k | k-1) is compared with the GPS maneuvering information g (k) observed by the GPS receiver 14 in the cycle k, and the difference is used as a new GPS maneuvering information correction value ε (k). Stored in the value database 17 (step 10
6).

【0039】逆にステップ104において周期k−1と
周期kにおいてGPS衛星切替情報に変化がない場合、
GPS機動情報補正部15はGPS機動情報補正値デー
タベース17から周期k−1におけるGPS機動情報補
正値ε(k−1)を取り出す(ステップ107)。このと
き同時にGPS機動情報補正部15は、周期kにおける
GPS機動情報補正値ε(k)を周期k−1における補正
値ε(k−1)を同一としてGPS機動情報補正値データ
ベース17に格納する(ステップ108)。
Conversely, if there is no change in the GPS satellite switching information in the periods k-1 and k in step 104,
The GPS movement information correction unit 15 extracts the GPS movement information correction value ε (k−1) in the cycle k−1 from the GPS movement information correction value database 17 (Step 107). At this time, the GPS movement information correction unit 15 stores the GPS movement information correction value ε (k) in the cycle k in the GPS movement information correction value database 17 with the same correction value ε (k-1) in the cycle k-1. (Step 108).

【0040】[0040]

【数1】 ε(k)=ε(k−1) …(1) 次にGPS機動情報補正部15は、GPS機動情報補正
値ε(k)を用いてGPS機動情報g(k)を次の(2)式を
用いて更新する(ステップ109)。
1 (k) = ε (k−1) (1) Next, the GPS maneuvering information correction unit 15 converts the GPS maneuvering information g (k) using the GPS maneuvering information correction value ((k). Is updated using the equation (2) (step 109).

【0041】[0041]

【数2】 g(k)=g(k)−ε(k) …(2) ε(k)は周期kにおける移動体の動特性を考慮して予測
されるであろうGPS機動情報と、実際に計測されたG
PS機動情報との差分であるため、(2)式で処理を行
ったGPS機動情報g(k)は、見かけ上情報の激変が発
生していないように見える。このためこの値を用いて機
上でフィルタ処理を行うことが可能となる。ただしGP
S機動情報補正値ε(k)はあくまでGPS機動情報が移
動体の動特性を無視した激変を記録しないためのみに導
入された値であり、この値からGPS機動情報の真値か
らの補正値を分離することはできない。
G (k) = g (k) −ε (k) (2) where ε (k) is GPS mobility information that will be predicted in consideration of the dynamic characteristics of the moving object in period k, G actually measured
Since this is a difference from the PS mobile information, the GPS mobile information g (k) processed by the equation (2) appears to have no apparent change in information. For this reason, it is possible to perform a filtering process on the machine using this value. However, GP
The S maneuver information correction value ε (k) is a value introduced only because the GPS maneuver information does not record a sudden change ignoring the dynamic characteristics of the moving object. From this value, the correction value from the true value of the GPS maneuver information is used. Cannot be separated.

【0042】また、ステップ101において何らかの理
由で周期kにおけるGPS測位が行われず、GPS機動
情報g(k)が更新されていないことが確認されると、機
動解析部16は慣性計測センサ13においてフィルタ更
新周期k−1からkの間に高周期で計測された加速度情
報a(t)を積分し、積分結果としての位置情報
In step 101, when it is confirmed that the GPS positioning in the cycle k is not performed for some reason and the GPS movement information g (k) is not updated, the movement analysis unit 16 filters the inertial measurement sensor 13 Acceleration information a (t) measured at high intervals during the update intervals k-1 to k is integrated, and position information as an integration result is obtained.

【0043】を利用して(3)式を用いてGPS機動情
報g(k)を補完する(ステップ116)。
Using the equation (3), the GPS mobility information g (k) is complemented (step 116).

【0044】[0044]

【数3】 (Equation 3)

【0045】次に、移動体搭載部21は機動解析部16
において、GPS機動情報g(k)に慣性計測センサ13
からの加速度情報及び姿勢角速度情報を加えて、フィル
タ処理に使用する観測ベクトルy(k)を生成する(ステ
ップ110)。そしてフィルタ処理部において、逐次推
定法を用いてフィルタ更新周期kにおける観測ベクトル
y(k)から演繹的に推定可能な状態変数x(k)の周期
kにおける推定値x(k|k)及び周期k+1における予
測値x(k+1|k)を計算する(ステップ111)。
Next, the moving body mounting unit 21
In the GPS movement information g (k), the inertial measurement sensor 13
Then, an observation vector y (k) to be used for the filtering process is generated by adding the acceleration information and the attitude angular velocity information from the camera (step 110). Then, in the filter processing unit, the estimated value x (k | k) and the period in the period k of the state variable x (k) that can be deductively estimated from the observation vector y (k) in the filter update period k using the successive estimation method A predicted value x (k + 1 | k) at k + 1 is calculated (step 111).

【0046】この処理によって生成されたx(k|k)
は、見かけ上移動体の動特性に従っているGPS機動情
報g(k)を利用しているため、フィルタが発散すること
なく機動情報のランダム誤差成分を除去する。そして同
時に周期kにおける周期k+1の予測値を機動情報記録
部20のバッファ領域に格納する(ステップ112)。
その後機動情報記録部20はフィルタ更新周期kに対応
する時刻タグt(k)とともに下記情報を機動情報データ
ベース22に記録する(ステップ113)。
X (k | k) generated by this process
Uses the GPS mobile information g (k) that apparently follows the dynamic characteristics of the moving object, and thus removes a random error component of the mobile information without diverging the filter. At the same time, the predicted value of the cycle k + 1 in the cycle k is stored in the buffer area of the mobile information recording unit 20 (Step 112).
Thereafter, the mobile information recording unit 20 records the following information in the mobile information database 22 together with the time tag t (k) corresponding to the filter update cycle k (Step 113).

【0047】・GPS機動情報補正値ε(k) ・GPS衛星切替情報 ・状態変数推定値x(k|k) 上記データベースのフォーマット例を図5に示した。こ
こではGPS衛星切替情報の一例として、測位に使用さ
れたGPS衛星番号301を記録している。
GPS mobility information correction value ε (k) GPS satellite switching information State variable estimated value x (k | k) FIG. 5 shows an example of the format of the above database. Here, a GPS satellite number 301 used for positioning is recorded as an example of the GPS satellite switching information.

【0048】その後、移動体搭載部21はフィルタ処理
周期kを更新し(ステップ114)、この時点で処理を終
了しない場合はステップ101に戻り、処理を繰り返す
(ステップ115)。
Thereafter, the moving body mounting unit 21 updates the filter processing cycle k (step 114). If the processing is not terminated at this time, the process returns to step 101 and repeats the processing (step 115).

【0049】次に、地上処理部28における処理内容の
具体例を図6に基づいて説明する。地上処理部28は移
動体からの情報を機動情報データベース22の形で取得
し、フィルタ更新周期kに対応する時刻タグt(k)ごと
に下記情報を読み出す(ステップ201)。
Next, a specific example of the processing contents in the ground processing section 28 will be described with reference to FIG. The ground processing unit 28 acquires information from the mobile unit in the form of the mobile information database 22, and reads the following information for each time tag t (k) corresponding to the filter update cycle k (step 201).

【0050】・GPS機動情報補正値ε(k) ・GPS衛星切替情報 ・状態変数推定値x(k|k) そしてGPS機動情報復元部26において、機動情報デ
ータベース22から読み出した情報を用い、(4)式及
び(5)式に従ってGPS機動情報g(k)を復元する
(ステップ202)。
GPS mobility information correction value ε (k) GPS satellite switching information State variable estimated value x (k | k) The GPS mobility information restoring unit 26 uses the information read from the mobility information database 22 using ( The GPS mobility information g (k) is restored according to the equations (4) and (5) (step 202).

【0051】[0051]

【数4】 g(k)=g(k)+ε(k) …(4) ただし、G (k) = g (k) + ε (k) (4) where

【0052】[0052]

【数5】 g(k)=H(k)x(k|k) …(5) この処理の結果、周期kにおいてGPS衛星の組み合わ
せに変化がある場合には、GPS機動情報g(k)におい
てSAによる情報の激変が復元する。
G (k) = H (k) × (k | k) (5) As a result of this processing, if there is a change in the combination of GPS satellites in the cycle k, the GPS maneuver information g (k) , The sudden change of information due to SA is restored.

【0053】そして、その後ディファレンシャルGPS
処理部25において、機動情報データベース22から読
み出したGPS衛星切替情報301に基づき、地上GP
S補正情報データベース24から、時刻タグt(k)と同
時刻における時刻移動体上のGPS測位に使用されたも
のと同一の衛星組み合わせで地上GPS測位補正値ε
ground(k)を計算する(ステップ203)。地上GPS測
位補正値εground(k)は、地上GPS局が固定点である
ため、位置や速度の真値と地上GPS測位情報の差分を
とることで生成する。
And then, the differential GPS
In the processing unit 25, based on the GPS satellite switching information 301 read from the maneuver information database 22,
From the S correction information database 24, the ground GPS positioning correction value ε using the same satellite combination as that used for GPS positioning on the time mobile at the same time as the time tag t (k)
The ground (k) is calculated (step 203). Since the ground GPS station is a fixed point, the ground GPS positioning correction value ε ground (k) is generated by taking the difference between the true value of the position or speed and the ground GPS positioning information.

【0054】次にディファレンシャルGPS処理部25
において、地上GPS測位補正値εground(k)を用いて
(6)式でGPS機動情報g(k)を更新する(ステップ
204)。
Next, the differential GPS processing unit 25
, The GPS mobility information g (k) is updated by the equation (6) using the ground GPS positioning correction value ε ground (k) (step 204).

【0055】[0055]

【数6】 g(k)=g(k)−εground(k) …(6) この処理によって、地上GPS局と移動体とのバイアス
誤差が初めて相殺される。このときディファレンシャル
GPS処理部25において、フィルタ更新周期kに対応
する時刻タグt(k)とともに下記情報を補正機動情報デ
ータベース23に記録する(ステップ206)。
G (k) = g (k) −ε ground (k) (6) By this processing, the bias error between the terrestrial GPS station and the mobile object is canceled for the first time. At this time, the differential GPS processing unit 25 records the following information in the corrected mobility information database 23 together with the time tag t (k) corresponding to the filter update cycle k (step 206).

【0056】・周期kにおける状態変数推定値のうち、
GPS機動情報g(k)に対応した値を更新した補正状態
変数xground(k|k) 上記データベースのフォーマット例を図7に示した。そ
の後、地上処理部28はフィルタ処理周期kを更新し
(ステップ206)、この時点で処理を終了しない場合
はステップ201に戻り、処理を繰り返す(ステップ2
07)。
Of the state variable estimated values in the period k,
FIG. 7 shows an example of the format of the above-mentioned database, in which the correction state variable x ground (k | k) in which the value corresponding to the GPS movement information g (k) is updated. Thereafter, the ground processing unit 28 updates the filter processing cycle k (step 206). If the processing is not terminated at this point, the process returns to step 201 and repeats the processing (step 2).
07).

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測位に使用したGPS衛星の組み合わせ(衛星切替情
報)を記録し、衛星切替情報に変化が発生した場合に
は、その時刻でのGPS機動情報と、1周期前のフィル
タ更新時にフィルタ処理手段で計算されたGPS機動情
報予測値とを比較し、その差をGPS機動情報補正値と
して保存し、この値で補正されたGPS補正機動情報を
もとに最初にフィルタ処理を行うため、逐次推定処理が
正常に収束し、その結果とGPSバイアス誤差成分に相
関性が失われない。
As described above, according to the present invention,
The combination of the GPS satellites used for positioning (satellite switching information) is recorded, and when a change occurs in the satellite switching information, the GPS maneuvering information at that time and the filter processing means at the time of updating the filter one cycle before are calculated. Is compared with the predicted GPS maneuvering information, the difference is stored as a GPS maneuvering information correction value, and a filter process is performed first based on the GPS corrected maneuvering information corrected with this value. Normal convergence is achieved, and the correlation between the result and the GPS bias error component is not lost.

【0058】また、地上処理部は機動情報データベース
から機動情報を読み出した後、GPS機動情報補正値及び
GPS衛星切替情報からGPS機動情報を復元できるた
め、この情報にディファレンシャルGPS処理を行うこ
とができ、結果的に移動体側と地上側での処理負荷分散
も達成される。
Further, since the ground processing section can read the mobile information from the mobile information database and then restore the GPS mobile information from the GPS mobile information correction value and the GPS satellite switching information, differential GPS processing can be performed on this information. As a result, the processing load distribution on the mobile side and the ground side is also achieved.

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

【図1】GPS測位におけるランダム及びバイアス誤差
成分の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of random and bias error components in GPS positioning.

【図2】バイアス誤差除去処理及びランダム誤差除去処
理の順序が誤差補正処理全体に与える影響の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the influence of the order of a bias error removal process and a random error removal process on the entire error correction process.

【図3】本発明の実施形態例を示すシステムの全体構成
図である。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a system showing an embodiment of the present invention.

【図4】図3に示す移動体搭載部の作用を説明するため
のフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the moving body mounting unit shown in FIG. 3;

【図5】図3に示す移動体搭載部の作用を説明するため
のフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the moving body mounting unit shown in FIG. 3;

【図6】機動情報データベースのフォーマット例の説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a format example of a mobile information database.

【図7】図3に示す地上処理部の作用を説明するための
フローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the ground processing unit shown in FIG. 3;

【図8】補正機動情報データベースのフォーマット例の
説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a format example of a correction mobility information database.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…加速度計、12…ジャイロ、13…慣性計測セン
サ、14…GPS受信機、15…GPS機動情報補正
部、16…機動解析部、17…GPS機動情報補正値デ
ータベース、18…GPS衛星切替情報データベース、
19…フィルタ処理部、20…機動情報記録部、21…
移動体搭載部、22…機動情報データベース、23…補
正機動情報データベース、24…地上GPS測位補正情
報データベース、25…ディファレンシャルGPS処理
部、26…GPS機動情報復元部、27…機動情報読み
出し部、28…地上処理部。
11: accelerometer, 12: gyro, 13: inertial measurement sensor, 14: GPS receiver, 15: GPS movement information correction section, 16: movement analysis section, 17: GPS movement information correction value database, 18: GPS satellite switching information Database,
19: Filter processing unit, 20: Mobile information recording unit, 21 ...
Mobile unit mounting section, 22: Mobile information database, 23: Corrected mobile information database, 24: Ground GPS positioning correction information database, 25: Differential GPS processing section, 26: GPS mobile information restoring section, 27: Mobile information reading section, 28 ... ground processing unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関山 喜郎 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 江郷 浩司 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 並木 康之 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 Fターム(参考) 2F029 AA04 AA05 AB07 AD01 5J062 AA12 BB01 CC07 EE04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshiro Sekiyama 5-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Omika Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Koji Ego 5-chome, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 2 in the Hitachi, Ltd. Omika Plant (72) Inventor Yasuyuki Namiki 5-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in the Hitachi, Ltd. Omika Plant 2F029 AA04 AA05 AB07 AD01 5J062 AA12 BB01 CC07 EE04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】3軸直行座標系の加速度を検出する加速度
計測手段及び軸に対する回転角速度を検出する回転角速
度計測手段と、GPS衛星からの測距情報に基づいて移
動体の位置及び速度を算出するGPS受信手段と、衛星
切替時のGPS機動情報の補正を行うGPS機動情報補
正手段と、GPS機動情報補正手段によって算出された
GPS機動情報補正値データベースと、この時利用した
GPS衛星切替情報データベースと、加速度計測手段,
回転角速度計測手段,GPS受信及びGPS機動情報補
正値データベースから移動体の位置,速度,加速度,姿
勢角及び姿勢角速度(以下、これらの物理量の総称を
「機動情報」という)を演算する機動解析手段と、解析
した機動情報に逐次推定誤差補正処理を行うフィルタ処
理手段と、誤差補正処理後の機動情報の入出力制御を行
う機動情報記録手段を備え、これらを結ぶ信号線から構
成される移動体搭載部と、 移動体内で移動体搭載部からの機動情報を蓄積する機動
情報データベースと、機動情報データベースに蓄積され
た機動情報を移動体外で読み出す機動情報読み出し手段
と、地上GPS受信手段により計測された地上GPS測
位補正情報データベースと、地上GPS測位補正情報デ
ータベースを用いて移動体と地上局とのGPS相対誤差
を除去するディファレンシャルGPS処理手段と、この
処理によって補正された機動情報を蓄積する補正機動情
報データベースを備え、これらを結ぶ信号線から構成さ
れる地上処理部によって構成される移動体機動解析装置
において、 GPS衛星切替情報に基づいた「GPS機動情報補正処
理」及び「GPS機動情報復元処理」を行うことによっ
て、GPS衛星切替時の機動情報の誤差補償を行うこと
を特徴とする移動体機動解析装置。
1. An acceleration measuring means for detecting acceleration in a three-axis orthogonal coordinate system, a rotational angular velocity measuring means for detecting a rotational angular velocity with respect to an axis, and a position and a velocity of a moving body are calculated based on distance measurement information from a GPS satellite. Receiving means, a GPS mobility information correcting means for correcting GPS mobility information at the time of satellite switching, a GPS mobility information correction value database calculated by the GPS mobility information correcting means, and a GPS satellite switching information database used at this time And acceleration measurement means,
Rotational angular velocity measuring means, mobility analysis means for calculating the position, velocity, acceleration, attitude angle and attitude angular velocity (hereinafter, collectively referred to as “mobile information” of these physical quantities) of the moving object from the GPS reception and GPS mobile information correction value database. A moving body comprising signal processing means for providing filter processing means for sequentially performing estimation error correction processing on the analyzed movement information, and movement information recording means for performing input / output control of movement information after the error correction processing; A mobile unit, a mobile information database that stores mobile information from the mobile unit inside the mobile body, a mobile information reading unit that reads the mobile information stored in the mobile information database outside the mobile body, and a mobile information reading unit that measures the mobile information. The GPS phase between the mobile unit and the ground station using the terrestrial GPS positioning correction information database and the terrestrial GPS positioning correction information database A mobile mobility analysis apparatus comprising a differential GPS processing means for removing a pair error, and a corrected mobility information database for accumulating mobility information corrected by this processing, and comprising a ground processing unit composed of signal lines connecting these. In the above, the mobile mobility analysis is characterized in that error correction of the mobility information at the time of switching the GPS satellites is performed by performing "GPS mobility information correction processing" and "GPS mobility information restoration processing" based on the GPS satellite switching information. apparatus.
【請求項2】請求項1において、当該信号線の代わり
に、無線,赤外線などの信号通信手段を有する移動体機
動解析装置。
2. A mobile mobility analyzer according to claim 1, further comprising signal communication means such as wireless communication or infrared communication instead of said signal line.
【請求項3】3軸直行座標系の加速度を検出する加速度
計測手段及び軸に対する回転角速度を検出する回転角速
度計測手段から構成される慣性計測手段と、GPS衛星
からの測距情報に基づいて移動体の位置及び速度を算出
するGPS受信手段と、衛星切替時のGPS機動情報の
補正を行うGPS機動情報補正手段とGPS機動情報補
正手段によって算出されたGPS機動情報補正値データ
ベースと、この時利用したGPS衛星切替情報データベ
ースと、加速度計測手段,回転角速度計測手段,GPS
受信及びGPS機動情報補正値データベースから移動体
の位置,速度,加速度,姿勢角及び姿勢角速度(以下、
これらの物理量の総称を「機動情報」という)を演算す
る機動解析手段と、解析した機動情報に逐次推定誤差補
正処理を行うフィルタ処理手段と誤差補正処理後の機動
情報の入出力制御を行う機動情報記録手段を備え、これ
らを結ぶ信号線から構成される移動体搭載部と、移動体
内で移動体搭載部からの機動情報を蓄積する機動情報デ
ータベースと、機動情報データベースに蓄積された機動
情報を移動体外で読み出す機動情報読み出し手段と、地
上GPS受信手段により計測された地上GPS測位補正
情報データベースと、地上GPS測位補正情報データベ
ースを用いて移動体と地上局とのGPS相対誤差を除去
するディファレンシャルGPS処理手段と、この処理に
よって補正された機動情報を蓄積する補正機動情報デー
タベースを備え、これらを結ぶ信号線から構成される地
上処理部によって構成される移動体機動解析装置におい
て、GPS衛星切替情報に基づいた「GPS機動情報補
正処理」及び「GPS機動情報復元処理」を行うことに
よって、GPS衛星切替時の機動情報の誤差補償を行う
ことを特徴とする移動体機動解析装置。
3. An inertial measuring means comprising acceleration measuring means for detecting acceleration in a three-axis orthogonal coordinate system and rotational angular velocity measuring means for detecting a rotational angular velocity with respect to an axis, and moving based on distance measurement information from a GPS satellite. GPS receiving means for calculating the position and speed of the body, GPS mobility information correcting means for correcting GPS mobility information at the time of satellite switching, and a GPS mobility information correction value database calculated by the GPS mobility information correcting means, GPS satellite switching information database, acceleration measuring means, rotational angular velocity measuring means, GPS
The position, speed, acceleration, posture angle and posture angular velocity (hereinafter, referred to as the posture) of the moving object are obtained from the reception and GPS movement information correction value database.
Mobility analysis means for calculating these physical quantities (referred to as "mobility information"), filter processing means for sequentially performing estimation error correction processing on the analyzed mobility information, and mobility for performing input / output control of the mobility information after the error correction processing. A mobile body mounting unit comprising information recording means and a signal line connecting them; a mobile information database for storing mobile information from the mobile body mounting unit in the mobile body; and a mobile information stored in the mobile information database. Mobility information reading means for reading outside the moving body, a terrestrial GPS positioning correction information database measured by the terrestrial GPS receiving means, and a differential GPS for removing a GPS relative error between the moving body and the ground station using the terrestrial GPS positioning correction information database Processing means, comprising a corrected mobility information database for accumulating mobility information corrected by this processing, By performing a “GPS maneuvering information correction process” and a “GPS maneuvering information restoring process” based on GPS satellite switching information in a mobile maneuvering analysis device constituted by a ground processing unit composed of signal lines connecting these, And a mobile mobility analyzer for compensating for errors in mobility information when switching between GPS satellites.
【請求項4】請求項3において、当該信号線の代わり
に、無線,赤外線などの信号通信手段を有する移動体機
動解析装置。
4. The mobile mobility analyzer according to claim 3, further comprising signal communication means such as wireless or infrared rays instead of the signal line.
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