JP2000180191A - Navigator - Google Patents

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JP2000180191A
JP2000180191A JP36045398A JP36045398A JP2000180191A JP 2000180191 A JP2000180191 A JP 2000180191A JP 36045398 A JP36045398 A JP 36045398A JP 36045398 A JP36045398 A JP 36045398A JP 2000180191 A JP2000180191 A JP 2000180191A
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JP
Japan
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satellite
azimuth
distance
calculating
calculated
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Application number
JP36045398A
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Japanese (ja)
Inventor
Hironobu Watanabe
浩亘 渡辺
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a navigator which prevents an increase of position correction errors by a multipath by detecting reflection by an obstacle when receiving signals of a GPS satellite. SOLUTION: A position-estimating means 3 calculates an estimated position of a machine with use of a move distance and an angular shift amount. A distance-calculating means 5 calculates a distance between a position of the machine and a position of a receive satellite. A multipath-detecting means 6 compares a signal propagation time of a GPS signal and the distance calculated by the distance-calculating means 5, detects a multipath and controls not to correct the position according to a GPS when the multipath is detected. An increase of position correction errors is accordingly prevented.

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、衛星からの信号と
速度ならびに角度変位量を検出するセンサと地図データ
ベースを用いて自機の位置を検出するナビゲーション装
置に関し、特にマルチパスによる位置修正誤差の増大を
防止するよう構成したものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a navigation device for detecting a position of a self-vehicle using a sensor for detecting a signal and a speed and an angular displacement from a satellite and a map database, and more particularly to a navigation device for detecting a position correction error due to multipath. It is configured to prevent an increase.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のナビゲーション装置は、距離セン
サ、方位センサ、地図データベース、衛星測位システム
(GPS)等を用いて自機の位置を検出するものであっ
た。従来の装置は、図4に示すように距離センサ201か
ら得た移動距離と方位センサ202から得た角度変位量を
それぞれ累算して相対的な移動距離、角度変位量を計算
し、さらに地図データベース203を用いて地図マッチン
グ処理を行なうことにより、自機の位置を算出するもの
であった(例えば特開平5-346328号公報参照)。また相
対測位による累積誤差が大きくなった時や初期位置設定
時は衛星測位システム204(GPS)等を用いて自機位
置を修正するものであった。
2. Description of the Related Art A conventional navigation device detects a position of the navigation device using a distance sensor, a direction sensor, a map database, a satellite positioning system (GPS), or the like. As shown in FIG. 4, the conventional device calculates the relative movement distance and the amount of angular displacement by accumulating the movement distance obtained from the distance sensor 201 and the amount of angular displacement obtained from the azimuth sensor 202, respectively. The position of the own device is calculated by performing a map matching process using the database 203 (see, for example, JP-A-5-346328). Further, when the accumulated error due to the relative positioning becomes large or when the initial position is set, the position of the own device is corrected using the satellite positioning system 204 (GPS) or the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】通常のGPSの測位精
度は平均約30メートル程度であるが、高層建造物等の障
害物が密集する場所では障害物の反射による伝搬遅延が
発生することにより、通常よりも大きな誤差が発生する
場合がある。このような場合、従来のナビゲーション装
置では、GPSによる位置修正誤差が大きくなるという
問題点があった。
The positioning accuracy of a normal GPS is about 30 meters on average, but in a place where obstacles such as high-rise buildings are dense, propagation delay occurs due to reflection of the obstacles. An error larger than usual may occur. In such a case, the conventional navigation device has a problem that a position correction error due to GPS increases.

【0004】また、障害物によって受信可能な衛星個数
が3個未満になった場合、GPSによる位置修正が不可
能となり相対測位の累積誤差が蓄積して測位精度が低下
するという問題点があった。
If the number of receivable satellites becomes less than three due to an obstacle, the position cannot be corrected by GPS, and the accumulated error of relative positioning accumulates, and the positioning accuracy is reduced. .

【0005】本発明は、以上の問題を解決するために、
相対測位により推定された自機位置から受信衛星までの
距離と衛星からの信号の伝搬時間とを比較することによ
りGPS信号の障害物を検出して誤った位置修正を防止
することのできるナビゲーション装置を提供することを
目的とするまた、相対測位、地図マッチングにより複数
の候補位置を算出し、各候補位置に対する衛星の方位な
らびに仰角と、周囲の障害物の位置ならびに高さとを比
較して実際に受信している衛星がその位置で受信可能か
どうか判定することで障害物反射の影響を受けることな
くかつ3個未満の衛星受信でも自機位置を算出すること
ができるナビゲーション装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in order to solve the above problems.
A navigation device capable of detecting an obstacle of a GPS signal and preventing erroneous position correction by comparing a distance from a position of the own device estimated by relative positioning to a receiving satellite and a propagation time of a signal from the satellite. In addition, it calculates the multiple candidate positions by relative positioning and map matching, compares the azimuth and elevation angle of the satellite for each candidate position with the position and height of the surrounding obstacle and actually To provide a navigation device capable of calculating its own position without being affected by obstacle reflection by determining whether or not a receiving satellite is receivable at that position and receiving less than three satellites. Aim.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】障害物反射によるGPS
の位置修正誤差の増大を防止するために、本発明のナビ
ゲーション装置は以下のような構成である。位置推定手
段では、距離センサから得られる移動距離と方位センサ
から得られる角度変位量を累算して自機の位置を相対的
に推定する。衛星距離算出手段では、GPS受信機から
得られる受信衛星の位置と位置推定手段が推定する自機
の位置との距離を算出する。マルチパス検出手段では、
受信している衛星に対してGPS受信機が計測する信号
の伝播時間と衛星距離算出手段が算出する自機の推定位
置から衛星までの距離を比較して障害物反射の検出を行
なう。障害物反射が未検出の場合に限りGPSを用いた
位置修正を行なうようにすることで、位置修正誤差が増
大することを防止する。
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] GPS by obstacle reflection
In order to prevent an increase in the position correction error, the navigation device of the present invention has the following configuration. The position estimating means accumulates the moving distance obtained from the distance sensor and the angular displacement obtained from the azimuth sensor to relatively estimate the position of the own device. The satellite distance calculating means calculates the distance between the position of the receiving satellite obtained from the GPS receiver and the position of the own device estimated by the position estimating means. In the multipath detection means,
Obstacle reflection is detected by comparing the propagation time of the signal measured by the GPS receiver with respect to the satellite being received and the distance from the estimated position of the own device to the satellite calculated by the satellite distance calculation means. By performing the position correction using the GPS only when the obstacle reflection is not detected, it is possible to prevent the position correction error from increasing.

【0007】また、衛星方位算出手段では、位置推定手
段が算出した自機位置に対する受信衛星の方位と仰角を
算出する。マルチパス検出手段では、衛星方位算出手段
が算出する受信衛星の方位ならびに仰角と地図データベ
ースから得られる推定位置周囲の障害物の位置および高
さを比較しGPSの送信信号が直接到達可能かどうかを
判別することで障害物反射の検出を行なう。障害物反射
を検出した場合には、GPSによる位置修正を行なわな
いようにすることで、位置修正が大きくなることを防止
する。
The satellite azimuth calculating means calculates the azimuth and elevation of the receiving satellite with respect to the own position calculated by the position estimating means. The multipath detecting means compares the azimuth and elevation of the receiving satellite calculated by the satellite azimuth calculating means with the position and height of an obstacle around the estimated position obtained from the map database, and determines whether the GPS transmission signal can be directly reached. The obstacle reflection is detected by the determination. When the obstacle reflection is detected, the position correction by the GPS is not performed, thereby preventing the position correction from becoming large.

【0008】また、3個未満の衛星受信でも自機位置を
算出するために、本発明のナビゲーション装置は以下の
ような構成である。候補位置算出手段は、距離センサか
ら得られる移動距離と方位センサから得られる角度変位
量を用いて自機の候補位置を算出する。位置算出手段で
は、衛星方位算出手段が算出した各候補位置に対する受
信衛星の方位ならびに仰角と地図データベースから得ら
れる周囲の障害物の位置ならびに高さを比較し、GPS
の送信信号が直接到達可能な候補を選択することでマル
チパスの影響を受けることなく、かつ3個未満の衛星受
信でも位置を決定することが可能になる。
The navigation apparatus of the present invention has the following configuration in order to calculate its own position even when receiving less than three satellites. The candidate position calculation means calculates a candidate position of the own device using the moving distance obtained from the distance sensor and the angular displacement obtained from the azimuth sensor. The position calculating means compares the azimuth and elevation of the receiving satellite with respect to each candidate position calculated by the satellite azimuth calculating means and the position and height of the surrounding obstacle obtained from the map database,
By selecting a candidate to which the transmitted signal can directly reach, it is possible to determine the position without being affected by multipath and by receiving less than three satellites.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、移動距離を検出する距離センサと、角度変位量を検
出する方位センサと、前記距離センサにより得られる移
動距離と前記方位センサにより得られる角度変位量を用
いて自機の位置を相対的に算出する位置推定手段と、衛
星測位システムの受信衛星の位置および送信される信号
の伝搬時間を計測するGPS受信機と、該GPS受信機
から得られる受信衛星の位置から前記位置推定手段が算
出する自機の位置までの距離を計算する衛星距離算出手
段と、前記GPS受信機から得られる信号の伝搬時間と
前記衛星距離算出手段が算出する推定位置から衛星まで
の距離を比較して衛星信号の障害物反射の検出を行なう
マルチパス検出手段を備えており、距離センサは移動距
離を検出し、方位センサは角度変位量を計測し、位置推
定手段は距離センサによって得られる移動距離と方位セ
ンサによって得られる角度変位量を用いて相対的に自機
位置を算出し、GPS受信機は衛星測位システムの受信
衛星の位置および送信される信号の伝播時間を計測し、
衛星距離算出手段ではGPS受信機によって得られる受
信衛星の位置から位置推定手段によって推定される自機
の位置までの距離を計算し、マルチパス検出手段ではG
PS受信機から得られる信号の伝播時間と衛星距離算出
手段の算出する推定位置から衛星までの距離を比較して
衛星信号の障害物反射の検出を行なう。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is directed to a distance sensor for detecting a moving distance, an azimuth sensor for detecting an angular displacement, a moving distance obtained by the distance sensor, and the azimuth sensor. Position estimating means for relatively calculating the position of the own device using the amount of angular displacement obtained by the above, a GPS receiver for measuring the position of the receiving satellite of the satellite positioning system and the propagation time of the transmitted signal, and the GPS Satellite distance calculating means for calculating a distance from a position of a receiving satellite obtained from a receiver to a position of the own apparatus calculated by the position estimating means; a propagation time of a signal obtained from the GPS receiver and the satellite distance calculating means Multipath detection means for comparing the distance from the estimated position calculated by the satellite to the satellite to detect obstacle reflection of the satellite signal. The sensor measures the amount of angular displacement, the position estimating means calculates its own position relatively using the moving distance obtained by the distance sensor and the amount of angular displacement obtained by the azimuth sensor, and the GPS receiver uses the satellite positioning system. Measuring the position of the receiving satellite and the propagation time of the transmitted signal,
The satellite distance calculating means calculates the distance from the position of the receiving satellite obtained by the GPS receiver to the position of the own apparatus estimated by the position estimating means, and the multipath detecting means calculates G
The obstacle reflection of the satellite signal is detected by comparing the propagation time of the signal obtained from the PS receiver with the distance from the estimated position calculated by the satellite distance calculation means to the satellite.

【0010】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1記載の構成に加えて、道路情報と建造物の位置および
高さが格納されている地図データベースと、前記位置推
定手段が算出する自機位置と前記GPS受信機により計
測される衛星位置を用いて自機位置に対する受信衛星の
方位ならびに仰角を算出する衛星方位算出手段と、前記
地図データベースから得られる周囲の建造物の位置なら
びに高さと前記衛星方位算出手段が算出する受信衛星の
方位ならびに仰角を比較して衛星の障害物反射の検出を
行なうマルチパス検出手段を備えており、地図データベ
ースでは道路情報と道路情報と建造物の位置および高さ
を格納し、衛星方位算出手段では位置推定手段が算出す
る自機の推定位置とGPS受信機により得られる衛星位
置を用いて自機位置に対する受信衛星の方位と仰角を算
出し、マルチパス検出手段では衛星方位算出手段が算出
する受信衛星の方位ならびに仰角と地図データベースに
格納されている障害物の位置と高さを比較して衛星信号
の障害物反射の検出を行なう。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, a map database storing road information and a position and a height of a building, and the position estimating means calculates the position. Satellite azimuth calculating means for calculating the azimuth and elevation of the receiving satellite with respect to the own position using the own position and the satellite position measured by the GPS receiver, and the positions of surrounding buildings obtained from the map database; Multipath detection means for detecting the obstacle reflection of the satellite by comparing the height and the azimuth and elevation of the receiving satellite calculated by the satellite azimuth calculation means is provided, and the map database includes road information, road information, and building information. The position and height are stored, and the satellite azimuth calculating means uses the estimated position of the own device calculated by the position estimating means and the satellite position obtained by the GPS receiver to determine the own position. The multipath detecting means compares the azimuth and elevation of the receiving satellite calculated by the satellite azimuth calculating means with the position and height of the obstacle stored in the map database and calculates the satellite signal. Of obstacle reflection is detected.

【0011】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
2記載の構成に加えて、前記距離センサから得られる移
動距離と前記方位センサから得られる角度変位量と前記
地図データベースから得られる道路情報から候補位置を
算出する位置候補算出手段と、該候補位置算出手段が算
出する各候補位置と前記GPS受信機により得られる衛
星の位置を用いて自機位置に対する衛星の方位ならびに
仰角を算出する衛星方位算出手段と、該衛星方位算出手
段が算出する方位ならびに仰角と地図データベースに格
納されている候補点周囲の建物の高さを比較して複数の
候補から自機位置を決定する候補位置決定手段を備えて
おり、候補位置算出手段では距離センサから得られる移
動距離と方位センサから得られる角度変位量および地図
データベースから得られる道路情報を用いて1個以上の
候補位置を算出し、衛星方位算出手段では候補位置算出
手段が算出する候補位置とGPS受信機により得られる
衛星位置を用いて各候補位置に対する衛星の仰角と方位
を算出し、候補位置決定手段では衛星方位算出手段が算
出する方位ならびに仰角と地図データベースに格納され
ている候補位置周囲の建物の高さを比較して複数の候補
から位置を決定する。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, a moving distance obtained from the distance sensor, an angular displacement obtained from the azimuth sensor, and obtained from the map database. Position candidate calculating means for calculating a candidate position from road information, and calculating the azimuth and elevation of the satellite with respect to its own position using each candidate position calculated by the candidate position calculating means and the position of the satellite obtained by the GPS receiver Satellite azimuth calculating means, and a candidate position for determining the position of the own apparatus from a plurality of candidates by comparing the azimuth and elevation angle calculated by the satellite azimuth calculating means with the height of the building around the candidate point stored in the map database. The candidate position calculating means includes a moving distance obtained from a distance sensor, an angular displacement obtained from an azimuth sensor, and a map database. One or more candidate positions are calculated using the road information obtained, and the satellite azimuth calculating means uses the candidate position calculated by the candidate position calculating means and the satellite elevation obtained by the GPS receiver to determine the elevation angle of the satellite with respect to each candidate position. The azimuth is calculated, and the candidate position determining means determines the position from a plurality of candidates by comparing the azimuth and elevation calculated by the satellite azimuth calculating means with the height of the building around the candidate position stored in the map database.

【0012】以下、本発明の実施の形態について図1か
ら図3および図5から図7を用いて説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3 and FIGS. 5 to 7.

【0013】(第1の実施の形態)図1は、本発明の第
1の実施の形態の構成を示すナビゲーション装置であ
る。図1に示すナビゲーション装置は、距離センサ1
と、方位センサ2と、移動距離と角度変位量から自機位
置を推定する位置推定手段3と、GPS衛星の位置と衛
星の信号伝播時間を計測するGPS受信機4と、位置推
定手段3が算出する自機位置からGPS受信機4で得ら
れる衛星の位置までの距離を算出する距離算出手段5
と、距離算出手段5で算出される自機推定位置から衛星
までの距離とGPS受信機4で得られる各衛星までの信
号伝播時間を比較することでマルチパスを検出するマル
チパス検出手段6とから構成されている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a navigation apparatus showing a configuration of a first embodiment of the present invention. The navigation device shown in FIG.
Azimuth sensor 2, position estimating means 3 for estimating the position of the own device from the moving distance and the amount of angular displacement, GPS receiver 4 for measuring the position of a GPS satellite and the signal propagation time of the satellite, and position estimating means 3. Distance calculating means 5 for calculating the distance from the calculated own position to the position of the satellite obtained by the GPS receiver 4
A multipath detecting means 6 for detecting a multipath by comparing the distance from the estimated position of the own device calculated by the distance calculating means 5 to the satellite and the signal propagation time to each satellite obtained by the GPS receiver 4; It is composed of

【0014】次に上記実施の形態の動作について図5
(a)(b)を参照して説明する。図5(a)はマルチ
パスが起こっていない場合の本ナビゲーション装置の動
作説明図である。GPSの衛星101、102、103は、推定
位置120では障害物で信号反射することなく受信可能で
ある。このとき衛星距離検出手段5が算出する自機推定
位置から衛星iまでの距離をri、GPS受信機から得ら
れる衛星iの信号伝播時間をΔti、光の速さをc、GPS
受信機の時計誤差をtuとすると図5(a)ではGPS衛
星101、102、103について以下の式(1)が成立する。 ri=c(Δti−tu) … (1) ただし、iは101,102,103とされた衛星番号である。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to FIG.
Description will be made with reference to (a) and (b). FIG. 5A is an explanatory diagram of the operation of the navigation device when multipath does not occur. The GPS satellites 101, 102, and 103 can receive signals at the estimated position 120 without signal reflection at an obstacle. At this time, the distance from the self-estimated estimated position calculated by the satellite distance detecting means 5 to the satellite i is ri, the signal propagation time of the satellite i obtained from the GPS receiver is Δti, the speed of light is c, the GPS
Assuming that the clock error of the receiver is tu, the following equation (1) holds for the GPS satellites 101, 102, and 103 in FIG. ri = c (Δti−tu) (1) where i is a satellite number set to 101, 102, 103.

【0015】ここでGPS受信機の時計誤差tuは、各G
PS衛星について等しい値となる。したがって式(1)
が成立している場合、以下の式(2)も同様に成り立
つ。 ri−cΔti=rj−Δtj … (2) ただし、i,jは衛星番号、かつi≠jである。
Here, the clock error tu of the GPS receiver is represented by each G
The values are the same for PS satellites. Therefore, equation (1)
Holds, the following equation (2) also holds. ri−cΔti = rj−Δtj (2) where i and j are satellite numbers and i ≠ j.

【0016】一方、図5(b)はGPS衛星101の送信
信号が障害物112によって反射し自機位置に到達してい
る場合の本ナビゲーション装置の動作説明図である。こ
のときGPS衛星101について式(1)は成立しない。
したがって、Tsをしきい値とするとマルチパス検出手段
6では、以下の式(3)が成立するときに障害物反射が
発生したと判定する。 max{ri−cΔti }−min{rj−Δtj }>Ts … (3) ただし、i,jは衛星番号、かつi≠jである。
On the other hand, FIG. 5B is a diagram for explaining the operation of the navigation apparatus when the transmission signal of the GPS satellite 101 is reflected by the obstacle 112 and reaches the position of the navigation apparatus. At this time, equation (1) does not hold for the GPS satellite 101.
Therefore, when Ts is set as a threshold value, the multipath detecting means 6 determines that obstacle reflection has occurred when the following equation (3) is satisfied. max {ri−cΔti} −min {rj−Δtj}> Ts (3) where i and j are satellite numbers and i ≠ j.

【0017】マルチパス検出手段6が障害物反射を検出
したときは、GPSによる位置修正を行なわないように
するか、あるいは式(3)が成立しないような衛星組み
合わせを用いて位置修正を行なう。しきい値Tsは、目的
とする測位精度に合わせて決定することが可能である。
When the multipath detecting means 6 detects an obstacle reflection, the position is not corrected by the GPS, or the position is corrected by using a satellite combination that does not satisfy the equation (3). The threshold value Ts can be determined according to the target positioning accuracy.

【0018】本発明の第1の実施形態は、このような構
成としたことにより、自機が高層建造物の隣接している
ような場所に存在する場合に、信号の障害物反射による
GPSの位置修正誤差が大きくなることを防止すること
が可能となる。
According to the first embodiment of the present invention, by adopting such a structure, when the own aircraft is located in a place adjacent to a high-rise building, the GPS of the GPS caused by the reflection of obstacles of the signal is used. It is possible to prevent the position correction error from increasing.

【0019】なお、上記説明では距離センサ1と方位セ
ンサ2を用いて位置を推定する場合について説明した
が、位置推定に地図データベースの道路情報を用いた
り、あるいはそれ以外のセンサを用いても構わない。ま
た、GPS衛星の受信個数が2個以上の場合について説
明したが統計的手法を用いてGPS受信機の時計誤差を
算出することにより衛星受信個数が1個の場合でもマル
チパスを検出するようにしてもよい。
In the above description, the case where the position is estimated using the distance sensor 1 and the direction sensor 2 has been described. However, road information in a map database may be used for position estimation, or other sensors may be used. Absent. Also, the case where the number of received GPS satellites is two or more has been described. By calculating the clock error of the GPS receiver using a statistical method, multipath can be detected even when the number of received satellites is one. You may.

【0020】(第2の実施の形態)図2は、本発明の第
2の実施の形態の構成を示すナビゲーション装置であ
る。図2に示すナビゲーション装置では、図1のナビゲ
ーション装置の構成に加えて、位置推定手段3が推定す
る自機位置に対してGPS受信機4で得られるGPS衛
星の位置から受信衛星の方位ならびに仰角を算出する衛
星方位算出手段7と、道路情報と障害物の位置ならびに
高さが格納されている地図データベース8を備えてお
り、マルチパス検出手段6では衛星方位算出手段7が算
出する受信衛星の位置ならびに方位と地図データベース
8から得られる障害物の位置ならびに高さを比較して障
害物反射を検出する。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a navigation device showing a configuration of a second embodiment of the present invention. In the navigation device shown in FIG. 2, in addition to the configuration of the navigation device shown in FIG. 1, the azimuth and elevation of the receiving satellite are determined from the position of the GPS satellite obtained by the GPS receiver 4 with respect to the own position estimated by the position estimating means 3. , And a map database 8 in which road information and the position and height of obstacles are stored. The multipath detecting means 6 calculates the reception satellites calculated by the satellite azimuth calculating means 7. Obstacle reflection is detected by comparing the position and orientation with the position and height of the obstacle obtained from the map database 8.

【0021】次に上記実施の形態の動作について図6を
参照して説明する。図6は位置推定手順の推定する位置
220において衛星201の送信信号を直接受信することがで
きない場合の動作説明図である。GPS衛星201、202、
203は、位置推定手段3が推定する位置220では、衛星20
2、203の信号を直接受信することが可能である。衛星20
1の送信信号が伝達経路2−aを通る場合、障害物211に
送信信号を遮断されるため直接信号受信することはでき
ない。しかし衛星201の信号が伝達経路2−bを通る場
合は障害物212に反射することで推定位置220に到達可能
となる。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the position estimated by the position estimation procedure.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation when a transmission signal of a satellite 201 cannot be directly received in 220. GPS satellites 201, 202,
203 indicates a satellite 220 at a position 220 estimated by the position estimating means 3.
It is possible to directly receive the signals of 2,203. Satellite 20
When one transmission signal passes through the transmission path 2-a, the transmission signal is cut off by the obstacle 211, so that the signal cannot be directly received. However, when the signal of the satellite 201 passes through the transmission path 2-b, it can reach the estimated position 220 by reflecting off the obstacle 212.

【0022】この場合、マルチパス検出手段6は衛星方
位算出手段7の算出する衛星位置ならびに方位と自機位
置周辺の障害物の位置ならびに高さを比較して、衛星位
置と自機位置とを結ぶ線分上に障害物が存在する場合は
マルチパスを検出したものと判断する。マルチパスを検
出した場合は、GPSによる位置修正を行なわないよう
にするか、あるいは衛星の送信信号が直接到達可能な衛
星組み合わせで位置修正を行なう。
In this case, the multipath detecting means 6 compares the satellite position and azimuth calculated by the satellite azimuth calculating means 7 with the positions and heights of obstacles around the position of the own device, and determines the satellite position and the own position. If an obstacle exists on the connecting line segment, it is determined that a multipath has been detected. If a multipath is detected, the position is not corrected by the GPS, or the position is corrected by a satellite combination to which a satellite transmission signal can directly reach.

【0023】本発明の第2の実施形態は、このような構
成としたことにより、自機が高層建造物の隣接している
ような場所に存在する場合でも、信号の障害物反射によ
るGPSの位置修正誤差が大きくなることを防止するこ
とが可能となる。
According to the second embodiment of the present invention, by adopting such a configuration, even when the own aircraft exists in a place adjacent to a high-rise building, the GPS of the GPS caused by the reflection of obstacles of the signal is used. It is possible to prevent the position correction error from increasing.

【0024】(第3の実施の形態)図3は、本発明の第
3の実施の形態の構成を示すナビゲーション装置であ
る。図3に示すナビゲーション装置では、図2の構成に
加えて距離センサ1から得られる移動距離と方位センサ
2から得られる角度変位量および地図データベース8に
格納されている道路情報を用いて1個以上の自機の位置
候補を算出する位置候補算出手段9と、衛星方位算出手
段7によって得られる各候補位置と衛星の位置ならびに
方位と地図データベース8に格納されている障害物の位
置ならびに高さと比較して自機の位置を決定する位置決
定手段10を備えている。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a navigation device showing a configuration of a third embodiment of the present invention. In the navigation device shown in FIG. 3, in addition to the configuration of FIG. 2, one or more units are used by using the travel distance obtained from the distance sensor 1, the angular displacement obtained from the azimuth sensor 2, and the road information stored in the map database 8. Candidate position calculating means 9 for calculating the position candidate of the own device, and comparing each candidate position obtained by the satellite direction calculating means 7 with the position and the direction of the satellite and the position and height of the obstacle stored in the map database 8. And a position determining means 10 for determining the position of the own device.

【0025】次に上記実施の形態の動作について図7を
参照して説明する。図7は衛星受信個数が2個の場合に
受信衛星位置候補算出手段9により2個の自機位置候補
が作成されたときの動作説明図である。GPS衛星30
1、302は、位置候補算出手段9は距離センサ1から得ら
れる移動距離と方位センサ2から得られる角度変位量に
よって2個の自機位置候補320、321が算出される。自機
候補位置320、321では共に衛星受信個数は2個である
が、候補位置321では信号が障害物311で反射することに
より伝達経路3−bで受信している。衛星方位算出手段
7は各候補位置に対する受信衛星の方位ならびに仰角を
算出し、位置候補決定手段9がその衛星の方位ならびに
仰角を地図データベース8から得られる障害物の位置な
らびに方位と比較して各候補位置で直接信号受信が可能
かどうか判別することで自機の候補位置を決定する。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation when two own position candidates are created by the received satellite position candidate calculating means 9 when the number of received satellites is two. GPS satellite 30
In 1 and 302, the position candidate calculating means 9 calculates two own position candidates 320 and 321 based on the moving distance obtained from the distance sensor 1 and the angular displacement obtained from the direction sensor 2. Although the number of satellite receptions at both the candidate positions 320 and 321 is two, at the candidate position 321 the signal is reflected on the obstacle 311 and received on the transmission path 3-b. The satellite azimuth calculating means 7 calculates the azimuth and elevation of the receiving satellite with respect to each candidate position, and the position candidate deciding means 9 compares the azimuth and elevation of the satellite with the position and azimuth of the obstacle obtained from the map database 8, and By determining whether or not a signal can be directly received at the candidate position, the candidate position of the own device is determined.

【0026】本発明の第3の実施形態は、このような構
成としたことにより、高層建造物の密集するような場所
でもマルチパスの影響を受けることなく自機位置を決定
することが可能となる。また衛星受信個数が3個未満の
場合でも候補位置を決定することが可能となる。
According to the third embodiment of the present invention, by adopting such a configuration, it is possible to determine its own position without being affected by multipath even in a place where high-rise buildings are densely packed. Become. Further, even when the number of received satellites is less than three, the candidate position can be determined.

【0027】なお、上記実施の形態では、距離センサ1
と方位センサ2および地図データベース8を用いて位置
候補を計算しているが、位置候補の算出には他の相対測
位手段(例えばジャイロセンサ、加速度センサ等)を用
いても構わない。
In the above embodiment, the distance sensor 1
Although the position candidates are calculated using the azimuth sensor 2 and the map database 8, other relative positioning means (for example, a gyro sensor, an acceleration sensor, etc.) may be used for calculating the position candidates.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、衛星距離
算出手段はGPS受信機から得られる衛星の位置から位
置推定手段が算出する自機の推定位置までの距離を算出
し、マルチパス検出手段はGPS受信機から得られる受
信衛星の信号伝播時間と衛星距離算出手段が算出する衛
星位置から自機推定位置までの距離を比較し、マルチパ
スを検出した場合はGPSによる位置修正を行なわない
構成としたため、障害物の信号反射によって位置修正誤
差が大きくなることを防止するという効果を有する。
As described above, according to the present invention, the satellite distance calculating means calculates the distance from the position of the satellite obtained from the GPS receiver to the estimated position of the own apparatus calculated by the position estimating means, and performs multipath calculation. The detecting means compares the signal propagation time of the receiving satellite obtained from the GPS receiver with the distance from the satellite position calculated by the satellite distance calculating means to the own position estimation position, and performs position correction by GPS when detecting multipath. Since there is no configuration, there is an effect of preventing a position correction error from increasing due to signal reflection from an obstacle.

【0029】さらに、上記構成に地図データベースと衛
星方位算出手段を付加し、衛星方位算出手段は位置推定
手段から得られる推定位置に対する受信衛星の方位なら
びに仰角を算出し、マルチパス算出手段は衛星方位算出
手段が算出する受信衛星の方位ならびに仰角と地図デー
タベースから得られる推定位置周囲の障害物の位置なら
びに高さを比較することでマルチパスを検出した場合は
GPSによる位置修正を行なわない構成としたため、障
害物の信号反射によって位置修正誤差が大きくなること
を防止できるという効果を有する。
Further, a map database and satellite azimuth calculating means are added to the above configuration, the satellite azimuth calculating means calculates the azimuth and elevation of the receiving satellite with respect to the estimated position obtained from the position estimating means, and the multipath calculating means calculates the satellite azimuth. When the multipath is detected by comparing the azimuth and elevation of the receiving satellite calculated by the calculating means with the position and height of the obstacle around the estimated position obtained from the map database, the position is not corrected by GPS when multipath is detected. This has the effect that the position correction error can be prevented from increasing due to the signal reflection from the obstacle.

【0030】さらに、上記構成に位置候補算出手段と位
置候補決定手段を付加し、位置候補算出手段は距離セン
サから得られる距離と方位センサから得られる角度変位
量を用いて位置候補を算出し、衛星方位算出手段が候補
位置に対する受信衛星の方位ならびに仰角を算出し、位
置候補決定手段は衛星方位算出手段が算出する受信衛星
の方位ならびに仰角と地図データベースから得られる障
害物の位置ならびに高さを比較して位置候補を決定する
という構成としたため、障害物の信号反射の影響を受け
ることなく位置候補を決定することが可能となり、また
3個以下の衛星受信時でも位置候補を決定することが可
能になるという効果を有する。
Further, a position candidate calculating unit and a position candidate determining unit are added to the above configuration, and the position candidate calculating unit calculates a position candidate using the distance obtained from the distance sensor and the angular displacement obtained from the direction sensor. The satellite azimuth calculating means calculates the azimuth and elevation of the receiving satellite with respect to the candidate position, and the position candidate deciding means calculates the azimuth and elevation of the receiving satellite calculated by the satellite azimuth calculating means and the position and height of the obstacle obtained from the map database. Since the configuration is such that the position candidates are determined by comparison, the position candidates can be determined without being affected by the signal reflection of the obstacle, and the position candidates can be determined even when three or less satellites are received. It has the effect that it becomes possible.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態のナビゲーション装
置おける構成を示すブロック図、
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a navigation device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】本発明の第2の実施の形態のナビゲーション装
置おける構成を示すブロック図、
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a navigation device according to a second embodiment of the present invention;

【図3】本発明の第3の実施の形態のナビゲーション装
置における構成を示すブロック図、
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a navigation device according to a third embodiment of the present invention;

【図4】従来のナビゲーション装置の構成を説明するブ
ロック図、
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional navigation device;

【図5】(a)本発明の第1の実施の形態のナビゲーシ
ョン装置における信号の障害物反射が発生していないと
きの動作説明図、(b)本発明の第1の実施の形態のナ
ビゲーション装置における信号の障害物反射が発生した
ときの動作説明図、
FIG. 5 (a) is an explanatory diagram of an operation of the navigation device according to the first embodiment of the present invention when no obstacle reflection of a signal occurs, and FIG. 5 (b) navigation according to the first embodiment of the present invention. Operation explanatory diagram when obstacle reflection of a signal in the device occurs,

【図6】本発明の第2の実施の形態のナビゲーション装
置における動作説明図、
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the navigation device according to the second embodiment of the present invention;

【図7】本発明の第3の実施の形態のナビゲーション装
置における動作説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation in the navigation device according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 距離センサ 2 方位センサ 3 位置推定手段 4 GPS受信機 5 衛星距離算出手段 6 マルチパス検出手段 7 衛星方位算出手段 8 地図データベース 9 候補位置算出手段 10 自機位置決定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Distance sensor 2 Direction sensor 3 Position estimation means 4 GPS receiver 5 Satellite distance calculation means 6 Multipath detection means 7 Satellite direction calculation means 8 Map database 9 Candidate position calculation means 10 Own device position determination means

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動距離を検出する距離センサと、角度
変位量を検出する方位センサと、前記距離センサにより
得られる移動距離と前記方位センサにより得られる角度
変位量を用いて自機の位置を相対的に算出する位置推定
手段と、衛星測位システムの受信衛星の位置および送信
される信号の伝搬時間を計測するGPS受信機と、該G
PS受信機により得られる受信衛星の位置から前記位置
推定手段が推定する自機の位置までの距離を算出する衛
星距離算出手段と、前記GPS受信機から得られる信号
の伝搬時間と前記衛星距離算出手段が算出する推定位置
から衛星までの距離を比較して衛星信号の障害物反射の
検出を行なうマルチパス検出手段を備えたナビゲーショ
ン装置。
1. A distance sensor for detecting a moving distance, an azimuth sensor for detecting an angular displacement amount, and a position of the own device using a moving distance obtained by the distance sensor and an angular displacement amount obtained by the azimuth sensor. Position estimating means for relatively calculating, a GPS receiver for measuring a position of a receiving satellite of the satellite positioning system and a propagation time of a transmitted signal,
Satellite distance calculating means for calculating a distance from a position of a receiving satellite obtained by a PS receiver to a position of the own apparatus estimated by the position estimating means; a propagation time of a signal obtained from the GPS receiver and calculating the satellite distance A navigation device including a multipath detecting means for detecting obstacle reflection of a satellite signal by comparing a distance from an estimated position calculated by the means to the satellite.
【請求項2】 道路情報と建造物の位置および高さが格
納されている地図データベースと、前記位置推定手段が
算出する自機の位置に対する前記GPS受信機により計
測される衛星位置から受信衛星の方位と仰角を算出する
衛星方位算出手段と、前記地図データベースから得られ
る周囲の建造物の高さおよび前記衛星方位算出手段が算
出する受信衛星の方位と仰角を比較して衛星の障害物反
射の検出を行なうマルチパス検出手段を備えた請求項1
記載のナビゲーション装置。
2. A map database in which road information and a position and a height of a building are stored, and a position of a receiving satellite calculated from a satellite position measured by the GPS receiver with respect to a position of the own device calculated by the position estimating means. Satellite azimuth calculating means for calculating the azimuth and the elevation angle, and comparing the height of the surrounding building obtained from the map database and the azimuth and the elevation angle of the receiving satellite calculated by the satellite azimuth calculation means, to obtain the reflection of the obstacle reflection of the satellite. 2. A multi-path detecting means for performing detection.
A navigation device as described.
【請求項3】 前記距離センサから得られる移動距離お
よび前記方位センサから得られる角度変位量と前記地図
データベースから得られる道路情報から1個以上の候補
位置を算出する位置候補算出手段と、該候補位置算出手
段が算出する各候補位置に対して衛星の方位、仰角を算
出する衛星方位算出手段と、該衛星方位算出手段が算出
する方位・仰角と前記地図データベースに格納されてい
る候補点周囲の建物の高さを比較して候補数が2個以上
の時の位置を決定する候補位置決定手段を備えた請求項
2記載のナビゲーション装置。
3. A position candidate calculating means for calculating one or more candidate positions from a moving distance obtained from the distance sensor, an angular displacement obtained from the azimuth sensor, and road information obtained from the map database; Satellite azimuth calculation means for calculating the azimuth and elevation of the satellite for each candidate position calculated by the position calculation means; and azimuth / elevation calculated by the satellite azimuth calculation means and around the candidate points stored in the map database. 3. The navigation apparatus according to claim 2, further comprising candidate position determining means for determining a position when the number of candidates is two or more by comparing the height of the building.
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