JP2001093100A - Device and method for displaying spatial position - Google Patents

Device and method for displaying spatial position

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JP2001093100A
JP2001093100A JP26991599A JP26991599A JP2001093100A JP 2001093100 A JP2001093100 A JP 2001093100A JP 26991599 A JP26991599 A JP 26991599A JP 26991599 A JP26991599 A JP 26991599A JP 2001093100 A JP2001093100 A JP 2001093100A
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JP
Japan
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error
flying object
altitude
display
longitude
Prior art date
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Application number
JP26991599A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Shinagawa
祐一 品川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make visually confirmable the three-dimensional estimation error including latitude, longitude, and altitude at the time of obtaining the spatial position of a flying object. SOLUTION: A spatial position detecting part 11 such as a GPS receiver or an ISN and an altimeter detects the position of a flying object in three- dimension (latitude, longitude, and altitude). A calculating part 12 estimates an error in the detected position according to the error characteristics of equipment used as the spatial position detector. A display part 13 three-dimensionally displays the position of the flying object and the error range based on the position data indicating the position of the flying object and the estimated error data. Thus, it is possible to confirm the estimated position of the flying object including the latitude, longitude, and altitude from the three-dimensional display.

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、航空機等の飛翔体
の空間位置を表示する空間位置表示装置に係り、特に緯
度、経度、高度の3次元の位置誤差を視覚的に表示可能
な空間位置表示装置及び空間位置表示方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial position display device for displaying the spatial position of a flying object such as an aircraft, and more particularly to a spatial position capable of visually displaying three-dimensional positional errors of latitude, longitude and altitude. The present invention relates to a display device and a spatial position display method.

【0002】[0002]

【従来の技術】航法装置の発展により航空機等の飛翔体
の航法精度が飛躍的に向上し、これに伴って今まで以上
に密な(余裕度の少ない)航法が要求されるようになっ
て来た。この場合に重要となるのが、各々の飛翔体の空
間位置の不確実さ、つまり、航法誤差の把握である。
2. Description of the Related Art With the development of navigation devices, the navigation accuracy of flying objects such as aircraft has been dramatically improved, and accordingly, there has been a demand for denser navigation (with a smaller margin) than ever before. Came. What is important in this case is to grasp the uncertainty of the spatial position of each flying object, that is, the navigation error.

【0003】ここで、飛翔体の位置を表示する方法とし
ては、平面位置(緯度、経度)に関しては、飛翔体の推
定位置を中心とする誤差円を表示することで、その位置
誤差を平面的に表現する方法が考えられているが、高度
に関しては、その高度誤差を数値化して表示する方法が
一般的である。
Here, as a method of displaying the position of the flying object, as for a plane position (latitude and longitude), an error circle centered on the estimated position of the flying object is displayed, and the positional error is displayed in a planar manner. However, as for the altitude, a method of digitizing and displaying the altitude error is generally used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の平面表示方法では、飛翔体の位置を平面的にしか確認
できない。このため、画面上で各飛翔体の位置が重なっ
て見えるような場合に、各飛翔体の高度が同じであるの
か否かを即座に判断できず、非常に不具合である等の問
題があった。
As described above, in the conventional flat display method, the position of the flying object can be confirmed only in a planar manner. For this reason, when the positions of the flying objects seem to overlap on the screen, it is not possible to immediately determine whether or not the altitude of each flying object is the same, and there has been a problem that the flying object is extremely defective. .

【0005】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、飛翔体の空間位置を得る際に、緯度および経度と
共に高度を含めた3次元の推定誤差を視覚的に確認する
ことのできる空間位置表示装置及び空間位置表示方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and can obtain a three-dimensional estimation error including altitude as well as latitude and longitude when obtaining a spatial position of a flying object. It is an object to provide a spatial position display device and a spatial position display method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の空間位置表示装
置は、飛翔体の位置を3次元で検出する位置検出手段
と、この位置検出手段によって検出された位置の誤差範
囲を推定する誤差推定手段と、上記位置検出手段から出
力される位置データと上記誤差推定手段から出力される
推定誤差データに基づいて上記飛翔体の位置とその誤差
範囲を3次元表示する表示手段とを具備して構成され
る。
A spatial position display apparatus according to the present invention comprises: a position detecting means for detecting the position of a flying object in three dimensions; and an error estimating means for estimating an error range of the position detected by the position detecting means. Means, and display means for three-dimensionally displaying the position of the flying object and its error range based on the position data output from the position detecting means and the estimated error data output from the error estimating means. Is done.

【0007】このような構成において、上記位置検出手
段として、例えばGPS受信機またはINSと高度計等
が用いられ、飛翔体の位置が3次元(緯度、経度、高
度)で検出される。上記誤差推定手段は、その検出され
た位置に対する誤差を上記位置検出手段として用いられ
た機器の誤差特性に従って推定する。上記表示手段は、
上記飛翔体の位置を示す位置データとその推定誤差デー
タに基づいて上記飛翔体の位置とその誤差範囲を3次元
表示する。
In such a configuration, for example, a GPS receiver or an INS and an altimeter are used as the position detecting means, and the position of the flying object is detected in three dimensions (latitude, longitude, altitude). The error estimating means estimates an error with respect to the detected position in accordance with an error characteristic of a device used as the position detecting means. The display means,
The position of the flying object and its error range are three-dimensionally displayed based on the position data indicating the position of the flying object and the estimated error data.

【0008】具体的には、上記位置検出手段としてGP
S受信機を用いた場合には、上記GPS受信機から出力
される位置データと上記誤差推定手段から出力される推
定誤差データに基づいて、半径が上記水平方向の推定誤
差に相当する円を水平面とし、短径が上記水平方向の推
定誤差、長径が上記鉛直方向の推定誤差に相当する楕円
を鉛直面として有する、上記飛翔体の位置を中心とした
球を表示する。また、上記位置検出手段として慣性航法
装置と高度計を用いた場合には、上記慣性航法装置から
出力される位置データおよび上記高度計から出力される
高度データと上記誤差推定手段から出力される推定誤差
データに基づいて、上記平面誤差を表わす動作時間に依
存する円と上記高度誤差を表わす高度に依存する線分と
を合わせて上記飛翔体の位置を中心とする円柱を表示す
る。このような3次元表示により、緯度および経度と共
に高度を含めて飛翔体の推定位置を確認できる。
More specifically, GP as the position detecting means
When the S receiver is used, a circle whose radius is equivalent to the horizontal estimation error is drawn on the horizontal plane based on the position data output from the GPS receiver and the estimation error data output from the error estimating means. A sphere centered on the position of the flying object and having an ellipse whose minor axis corresponds to the horizontal estimation error and whose major axis corresponds to the vertical estimation error is displayed. When an inertial navigation device and an altimeter are used as the position detecting means, the position data output from the inertial navigation device and the altitude data output from the altimeter and the estimated error data output from the error estimating means are used. Based on the above, a circle centered on the position of the flying object is displayed by combining a circle depending on the operation time indicating the plane error and a line segment depending on the altitude indicating the altitude error. With such a three-dimensional display, the estimated position of the flying object including the altitude as well as the latitude and longitude can be confirmed.

【0009】さらに、本発明は、表示モードの切り替え
を指示するモード切替え手段を有し、このモード切替え
手段によって指示された表示モードに応じた表示形式で
上記飛翔体の位置とその誤差範囲を表示することを特徴
とするものである。
Further, the present invention has mode switching means for instructing switching of the display mode, and displays the position of the flying object and its error range in a display format according to the display mode designated by the mode switching means. It is characterized by doing.

【0010】このようなモード切替え手段を備えること
で、飛翔体の推定位置を任意の表示モードで確認できる
ようになる。表示モードとしては、上記のような飛翔体
位置とその誤差範囲を3次元表示する鳥瞰表示モードの
他に、高度を除いて平面的に表示する平面表示モード、
高度のみを表示する高度表示などがある。
By providing such mode switching means, the estimated position of the flying object can be confirmed in any display mode. As the display mode, in addition to the bird's-eye display mode for three-dimensionally displaying the flying object position and its error range as described above, a flat display mode for displaying a plane except for altitude,
There is an altitude display that displays only altitude.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1は本発明の一実施形態の係る空間位置
表示装置の構成を示すブロック図である。この空間位置
表示装置は、航空機等の飛翔体の空間位置(3次元の座
標位置)を推定誤差を含めて表示するものであり、図1
に示すように、空間位置検出部11、計算部12、表示
部13、モード切替え部14から構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a spatial position display device according to one embodiment of the present invention. This spatial position display device displays the spatial position (three-dimensional coordinate position) of a flying object such as an aircraft, including an estimation error.
As shown in (1), it comprises a spatial position detecting unit 11, a calculating unit 12, a display unit 13, and a mode switching unit 14.

【0013】空間位置検出部11は、飛翔体の位置を3
次元で検出し、その位置データを計算部12に出力す
る。この場合、平面位置(緯度、経度)に関しては、G
PS(Global Positioning System:全世界的測位システ
ム)やINS(inertial navigation system:慣性航法
装置)、VOR(VHF omni-directional range:超短波
全方向式無線標識)、DME(distance measuring equ
ipment:距離測定装置)などを用いて特定し、高度に関
してはGPS、気圧高度計、電波高度計などを用いて特
定する。
The spatial position detector 11 detects the position of the flying object by three.
Dimensions are detected, and the position data is output to the calculation unit 12. In this case, the plane position (latitude, longitude) is G
PS (Global Positioning System), INS (inertial navigation system), VOR (VHF omni-directional range), DME (distance measuring equ)
ipment: distance measuring device), and the altitude is specified using a GPS, a barometric altimeter, a radio altimeter, or the like.

【0014】GPSは、複数個(少なくとも4個以上)
の人工衛星からの電波を同時受信することで、受信点の
3次元位置つまり緯度、経度、高度を検出することがで
きる。INSは、ジャイロおよび加速度形を利用して、
航空機に加わる加速度ベクトルを検知して、位置を検出
するものである。ただし、INSからは緯度と経度の情
報しか得られないため、高度に関しては高度計を必要と
する。VORおよびDMEについても同様であり、緯度
と経度の情報しか得られないため、高度に関しては高度
計を必要とする。
A plurality of GPS (at least four or more)
, The three-dimensional position of the receiving point, that is, the latitude, longitude, and altitude can be detected. INS uses gyro and acceleration type,
The position is detected by detecting an acceleration vector applied to the aircraft. However, since only information of latitude and longitude can be obtained from INS, an altimeter is required for altitude. The same applies to VOR and DME. Since only information of latitude and longitude can be obtained, an altimeter is required for altitude.

【0015】高度計としては、電波高度計や気圧高度計
などを用いる。電波高度計は、飛翔体から地上に発射し
た電波の反射波を受信し、電波の往復時間を計測するこ
とによって高度を検知する。気圧高度計は、飛行高度で
の気圧を計測し、標準の気圧−高度の関係に基づいて海
面からの高度を検知する。
As the altimeter, a radio altimeter or a barometric altimeter is used. The radio altimeter receives reflected waves of radio waves emitted from a flying object to the ground, and detects altitude by measuring the round trip time of the radio waves. The barometric altimeter measures the barometric pressure at the flight altitude and detects the altitude from the sea surface based on a standard barometric-altitude relationship.

【0016】計算部12は、空間位置検出部11によっ
て得られた飛翔体の3次元の位置座標(緯度、経度、高
度)の誤差を推定するための誤差推定処理を行い、その
結果として得られた推定誤差データを位置データと共に
表示部13に出力する。表示部13は、計算部12によ
って得られた推定誤差データと上記位置データに基づい
て飛翔体の位置とその誤差範囲を所定の形式で3次元表
示する。モード切替え部14は、表示部13に対する表
示モードの切り替え指示を行うための操作部である。
The calculating unit 12 performs an error estimating process for estimating the error of the three-dimensional position coordinates (latitude, longitude, altitude) of the flying object obtained by the spatial position detecting unit 11, and the result is obtained. The estimated error data is output to the display unit 13 together with the position data. The display unit 13 three-dimensionally displays the position of the flying object and its error range in a predetermined format based on the estimated error data obtained by the calculation unit 12 and the position data. The mode switching unit 14 is an operation unit for instructing the display unit 13 to switch the display mode.

【0017】図2は空間位置の表示例を示す図である。FIG. 2 is a view showing a display example of a spatial position.

【0018】空間位置検出部11として、GPSを利用
した場合には、図2(a)に示すように、飛翔体の位置
とその誤差範囲が自機位置21を中心とした球22で表
現される。この球22で示される範囲が緯度、経度、高
度の誤差範囲である。なお、より厳密には、高度誤差の
精度により、水平面と鉛直面とで同じにならないことが
あるため、図2(b)に示すような楕円球22′で表現
される。
When the GPS is used as the spatial position detecting unit 11, the position of the flying object and its error range are represented by a sphere 22 centered on the own aircraft position 21, as shown in FIG. You. The range indicated by the sphere 22 is a latitude, longitude, and altitude error range. Note that, more strictly, the horizontal plane and the vertical plane may not be the same due to the accuracy of the altitude error, and are represented by an ellipsoidal sphere 22 'as shown in FIG. 2B.

【0019】また、INSと高度計を利用した場合に
は、図2(c)に示すように、飛翔体の空間とその誤差
範囲が自機位置23を中心とした円柱24で表現され
る。この円柱24で示される範囲が緯度、経度、高度の
誤差範囲である。
When the INS and the altimeter are used, as shown in FIG. 2C, the space of the flying object and its error range are represented by a cylinder 24 having its own position 23 as its center. The range indicated by the cylinder 24 is the latitude, longitude, and altitude error ranges.

【0020】図3は表示モードの切り替えを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing switching of the display mode.

【0021】本実施形態では、飛翔体の空間位置を表示
するモードとして、「鳥瞰表示」、「平面表示」、「高
度表示」の3つモード1〜3を備えており、これらを任
意選択的に切り替えることができる。「鳥瞰表示」モー
ド1では、飛翔体の緯度、経度、高度の座標位置とその
誤差範囲を表現する(図2)。「平面表示」モード2で
は、飛翔体の緯度、経度の座標位置とその誤差範囲を表
現する。「高度表示」モード3では、飛翔体の高度の座
標位置とその誤差範囲を表現する。これらのモード1〜
3の切替えはモード切替え部14を通じて行う。
In this embodiment, three modes 1 to 3 of "bird's-eye display", "plane display", and "altitude display" are provided as modes for displaying the spatial position of the flying object, and these are arbitrarily selected. You can switch to In the “bird's eye display” mode 1, the coordinates of the latitude, longitude, and altitude of the flying object and their error ranges are represented (FIG. 2). In the “planar display” mode 2, the coordinates of the latitude and longitude of the flying object and their error ranges are expressed. In the “altitude display” mode 3, the coordinate position of the altitude of the flying object and its error range are expressed. These modes 1
The switching of No. 3 is performed through the mode switching unit 14.

【0022】以下に、本装置の空間位置表示処理の動作
について説明する。
The operation of the spatial position display processing of the present apparatus will be described below.

【0023】図4は本実施形態における空間位置表示処
理の動作を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the spatial position display processing in this embodiment.

【0024】まず、空間位置検出部11によって飛翔体
の位置を3次元で検出し、緯度、経度、高度を示す位置
データPOS(Lat,Lon,Alt)を計算部12
に出力する(ステップA11)。なお、POS(La
t)は緯度、POS(Lon)は経度、POS(Al
t)は高度を示す。ここでの空間位置の検出とは、GP
SやINSの他、VOR、DMEなどを用いた所謂航法
計算を行うことである。この場合、GPSでは緯度、経
度、高度の位置を同時に得ることができるが、INS、
VOR、DMEでは緯度と経度の位置しか得られないた
め、高度に関しては、位置電波高度計や気圧高度計等の
高度計を用いる必要がある。
First, the position of the flying object is detected three-dimensionally by the spatial position detecting section 11 and position data POS (Lat, Lon, Alt) indicating latitude, longitude and altitude are calculated by the calculating section 12.
(Step A11). In addition, POS (La
t) is latitude, POS (Lon) is longitude, and POS (Al
t) indicates the altitude. The detection of the spatial position here is defined as GP
The so-called navigation calculation using VOR, DME, etc. in addition to S and INS is performed. In this case, the GPS can obtain the latitude, longitude, and altitude positions at the same time.
Since VOR and DME can only obtain the position of latitude and longitude, it is necessary to use an altimeter such as a position radio altimeter or a barometric altimeter for altitude.

【0025】計算部12では、この空間位置検出部11
を通じて3次元の位置データPOS(Lat,Lon,
Alt)を得ると、これらの誤差を推定する処理を行う
(ステップA12)。具体的には、空間位置検出部11
として用いた機器の誤差特性に従って以下のようにして
誤差を推定する。
In the calculation unit 12, the spatial position detection unit 11
Through the three-dimensional position data POS (Lat, Lon,
Once Alt) is obtained, processing for estimating these errors is performed (step A12). Specifically, the spatial position detector 11
The error is estimated as follows in accordance with the error characteristics of the device used as.

【0026】(a)GPS 多くのGPS受信機において、一般的に出力されている
FOM値を利用する。FOM値とは、推定誤差のランク
を示す値のことである。例えば、FOM値が「1」であ
れば、空間位置誤差は25m(SEP)であり、FOM
値が「2」であれば、空間位置誤差は50m(SEP)
となる。
(A) GPS In many GPS receivers, a generally output FOM value is used. The FOM value is a value indicating the rank of the estimation error. For example, if the FOM value is “1”, the spatial position error is 25 m (SEP), and the FOM value is
If the value is “2”, the spatial position error is 50 m (SEP)
Becomes

【0027】より厳密に表現する場合には、水平方向の
推定誤差を示すEHPE(estimated horizon position
error)値と、鉛直方向の推定誤差を示すEVPE(es
timated vertical position error)値を用いる。この
EHPE値、EVPE値共にGPS受信機から得られる
ものであり、EHPE値を緯度および経度の推定誤差、
EVPE値を高度の推定誤差として用いる。
In a more precise expression, EHPE (estimated horizon position) indicating an estimation error in the horizontal direction is used.
error) value and EVPE (es) indicating the estimation error in the vertical direction.
timated vertical position error) value. Both the EHPE value and the EVPE value are obtained from the GPS receiver.
The EVPE value is used as the altitude estimation error.

【0028】(b)INS INSでは、飛翔体の平面誤差が得られる。この平面誤
差は時間に比例して増大する。例えば、0.5nm/h
(CEP)のスペックのINSであれば、つまり、1時
間に0.5nmの平面誤差を有するINSの場合には、
平面誤差は動作時間tの関数として、0.5×t(CE
P)と推定することができる。なお、nmは長さを表わ
す単位であり、「海里」または「nautical mile」と呼
び、1(nm)は1852mである。この平面誤差を緯
度および経度の推定誤差として用いる。ただし、INS
では、高度に関する情報は得られないので、以下に説明
するように高度計を用いた場合での高度誤差を推定する
必要がある。
(B) INS In INS, a plane error of the flying object is obtained. This plane error increases in proportion to time. For example, 0.5 nm / h
In the case of an INS having a specification of (CEP), that is, in the case of an INS having a plane error of 0.5 nm per hour,
The plane error is 0.5 × t (CE
P). Note that nm is a unit representing length, and is called "nautical miles" or "nautical mile", and 1 (nm) is 1852 m. This plane error is used as an estimation error of latitude and longitude. However, INS
In this case, since information on altitude cannot be obtained, it is necessary to estimate an altitude error when an altimeter is used, as described below.

【0029】(c)VOR VORでは、飛翔体の平面誤差が得られる。この平面誤
差はVOR地上局からの距離に比例して増大する。例え
ば、一般的な方位誤差(θ)4.5°(2σ)の場合、
VOR局からの距離をxとすれば、平面誤差は、簡単に
は、x・tan(θ/2)=0.039x(2σ)と推
定することができる。この平面誤差を緯度および経度の
推定誤差として用いる。ただし、VORでは、上記IN
Sと同様に高度に関する情報は得られないので、以下に
説明するように高度計を用いた場合での高度誤差を推定
する必要がある。
(C) VOR In VOR, a plane error of the flying object is obtained. This plane error increases in proportion to the distance from the VOR ground station. For example, in the case of a general azimuth error (θ) of 4.5 ° (2σ),
Assuming that the distance from the VOR station is x, the plane error can be easily estimated as x · tan (θ / 2) = 0.039x (2σ). This plane error is used as an estimation error of latitude and longitude. However, in VOR, the above IN
Since information on altitude cannot be obtained similarly to S, it is necessary to estimate an altitude error when an altimeter is used as described below.

【0030】(d)DME DMEでは、飛翔体の平面誤差が得られる。この平面誤
差はDME地上局からの距離に比例して増大する。例え
ば、一般的な誤差である「0.5nmとDME局からの
距離の3%の大きい方(2σ)」の場合において、DM
E局からの距離(x)が16.6nm以下であれば、平
面誤差は0.5nm(2σ)と推定でき、DME局から
の距離(x)が16.7nm以上であれば、平面誤差は
0.03x nm(2σ)と推定することができる。こ
の平面誤差を緯度および経度の推定誤差として用いる。
ただし、DMEでは、上記INSと同様に高度に関する
情報は得られないので、以下に説明するように高度計を
用いた場合での高度誤差を推定する必要がある。
(D) DME In DME, a plane error of the flying object is obtained. This plane error increases in proportion to the distance from the DME ground station. For example, in the case of a general error “0.5 nm is larger (2σ) of 3% of the distance from the DME station”, the DM
If the distance (x) from the E station is 16.6 nm or less, the plane error can be estimated to be 0.5 nm (2σ). If the distance (x) from the DME station is 16.7 nm or more, the plane error is It can be estimated as 0.03x nm (2σ). This plane error is used as an estimation error of latitude and longitude.
However, in the DME, information on altitude cannot be obtained as in the case of the INS. Therefore, it is necessary to estimate an altitude error when an altimeter is used as described below.

【0031】(e)高度計 高度ソースとして気圧高度計または電波高度計を使用す
る場合には、これらの高度計は高度の上昇に伴って誤差
が増大するため、高度誤差を高度の関数として数式化す
ることで得られる。
(E) Altimeter When using a barometric altimeter or a radio altimeter as an altitude source, these altimeters increase in error as the altitude rises. can get.

【0032】すなわち、気圧高度計を用いた場合には、
一般的には高度の上昇に伴って誤差が増大する。例え
ば、一般的な誤差である「海面レベルで誤差15ft、
海抜50,000ftで誤差80ft」である場合にお
いて、海抜高度をhとしたとき、 0.013h+15ft として数値化する(2σ値)。
That is, when a barometric altimeter is used,
Generally, the error increases as the altitude increases. For example, a common error "error 15 ft at sea level,
When the altitude is h and the error is 80 ft at 50,000 ft above sea level, the numerical value is expressed as 0.013h + 15 ft (2σ value).

【0033】また、電波高度計を用いた場合には、一般
的には高度の上昇に伴って誤差が増大する。例えば、一
般的な誤差である「対地高度100ftで誤差2ft、
対地高度100〜5000ftで誤差2%」である場合
において、対地高度をhとしたとき、 h=0〜100ftの場合:2ft h=100〜5000ftの場合:0.02ft として数値化する(2σ値)。
When a radio altimeter is used, the error generally increases as the altitude increases. For example, a general error “error 2 ft at 100 ft above ground,
When the altitude is 100 to 5000 ft and the error is 2% ", and the altitude is h, the h is 0 to 100 ft: 2 ft and the h is 100 to 5000 ft: 0.02 ft. ).

【0034】なお、高度ソースとしてGPSを利用する
ことも可能であり、この場合の高度誤差は上述したEV
PE値に相当する値となる。
It is also possible to use GPS as an altitude source. In this case, the altitude error is calculated using the above-mentioned EV.
This is a value corresponding to the PE value.

【0035】また、各機器の特性によって得られる誤差
量を表わす数値は、例えば95%値、1σ値、2σ値、
CEP値、SEP値など、統一した基準に合わせて単位
変換を行っておくものとする。
Numerical values representing error amounts obtained by the characteristics of each device are, for example, 95% value, 1σ value, 2σ value,
It is assumed that unit conversion is performed in accordance with a unified standard such as a CEP value and a SEP value.

【0036】このようにして、空間座標に対する誤差が
推定されると、計算部12は飛翔体の位置データPOS
(Lat,Lon,Alt)とその推定誤差データEr
r(Rad,Alt)を表示部13に与えて、飛翔体の
位置とその誤差範囲を表示部13の画面上に3次元表示
する(ステップA13)。なお、Err(Rad)は半
径方向(緯度と経度)の誤差、Err(Alt)は高度
の誤差を示す。
When the error with respect to the spatial coordinates is estimated in this way, the calculation unit 12 calculates the position data POS of the flying object.
(Lat, Lon, Alt) and its estimated error data Er
By giving r (Rad, Alt) to the display unit 13, the position of the flying object and its error range are three-dimensionally displayed on the screen of the display unit 13 (step A13). Err (Rad) indicates an error in the radial direction (latitude and longitude), and Err (Alt) indicates an error in altitude.

【0037】この場合、空間位置の誤差範囲を表現する
立体は、各々の誤差のパフォーマンスに応じて決定す
る。例えばGPSやINSを例にすると、次のようにし
て空間位置の誤差範囲を表現することになる。
In this case, the solid representing the error range of the spatial position is determined according to the performance of each error. For example, using GPS or INS as an example, the error range of the spatial position is expressed as follows.

【0038】(a)GPS GPS受信機のFOM値の定義に従い、図2(a)に示
すように自機位置21を中心した球22で誤差範囲を表
現する。例えば、FOM値が「1」であれば、半径25
m(SEP)の球22で表現することができる。
(A) GPS According to the definition of the FOM value of the GPS receiver, the error range is represented by a sphere 22 centered on the own position 21 as shown in FIG. For example, if the FOM value is “1”, the radius 25
m (SEP) can be represented by a sphere 22.

【0039】より厳密には、EHPE値とEVPE値を
推定誤差Err(Rad)、EVPE値を推定誤差Er
r(Alt)として用いる。すなわち、水平面は半径が
EHPE値に相当する円、鉛直面は短径がEHPE値、
長経がEVPE値に相当する楕円として定義すること
で、図2(b)に示すような楕円球22′を表示する。
この球22または楕円球22′で示される範囲が緯度、
経度、高度の誤差範囲である。
More strictly, the EHPE value and the EVPE value are used as the estimation error Err (Rad), and the EVPE value is used as the estimation error Er.
Used as r (Alt). That is, the horizontal plane is a circle whose radius is equivalent to the EHPE value,
By defining the long longitude as an ellipse corresponding to the EVPE value, an elliptical sphere 22 'as shown in FIG. 2B is displayed.
The range indicated by this sphere 22 or ellipsoidal sphere 22 ′ is latitude,
It is the error range of longitude and altitude.

【0040】(b)INS 平面誤差を表わす動作時間に依存する円と、高度誤差を
表わす高度に依存する線分(地面に垂直)とを合わせ
て、図2(c)に示すように自機位置23を中心した円
柱24で誤差範囲を表現する。
(B) INS A circle that depends on the operation time representing the plane error and a line segment (perpendicular to the ground) that represents the altitude error are combined together as shown in FIG. The error range is represented by a cylinder 24 centered on the position 23.

【0041】例えば、0.5nm/h(CEP)のスペ
ックのINSであれば、0.5×t(CEP)で示され
る平面誤差を推定誤差Err(Rad)として用いる。
また、推定誤差Err(Alt)としては、高度計から
得られる高度誤差を用いる。この円柱24で示される範
囲が緯度、経度、高度の誤差範囲である。
For example, if the INS has a specification of 0.5 nm / h (CEP), the plane error represented by 0.5 × t (CEP) is used as the estimated error Err (Rad).
Also, an altitude error obtained from an altimeter is used as the estimation error Err (Alt). The range indicated by the cylinder 24 is the latitude, longitude, and altitude error ranges.

【0042】このように、GPS受信機を用いた場合に
は図2(a)、(b)に示すような3次元表示が表示部
13の画面上になされ、INSを用いた場合には図2
(c)に示すような3次元表示が表示部13の画面上に
なされる。なお、VORやDMEを用いた場合にも、上
記INSの場合と同様にして、図2(c)に示すような
3次元表示が表示部13の画面上になされる。これによ
り、オペレータは高度誤差を含めて飛翔体の推定位置を
視覚的に確認できるようになる。
As described above, when the GPS receiver is used, a three-dimensional display as shown in FIGS. 2A and 2B is displayed on the screen of the display unit 13. 2
The three-dimensional display as shown in (c) is made on the screen of the display unit 13. In the case where VOR or DME is used, a three-dimensional display as shown in FIG. 2C is displayed on the screen of the display unit 13 in the same manner as in the case of INS. This allows the operator to visually check the estimated position of the flying object including the altitude error.

【0043】また、本実施形態では、飛翔体の空間位置
を表示するモードとして、「鳥瞰表示」、「平面表
示」、「高度表示」の3つモード1〜3を備えており、
図3に示すように、これらモード1〜3をモード切替え
部14の操作により任意選択的に切り替えることができ
る。
In this embodiment, three modes 1 to 3 of "bird's-eye display", "plane display", and "altitude display" are provided as modes for displaying the spatial position of the flying object.
As shown in FIG. 3, these modes 1 to 3 can be arbitrarily switched by operating the mode switching unit 14.

【0044】以下に、この表示モードの切替え処理につ
いて説明する。
Hereinafter, the display mode switching processing will be described.

【0045】図5は表示モードの切替え処理の動作を示
すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the display mode switching process.

【0046】例えば、モード切替え部14がモード1〜
3を順に切替え可能なスイッチである場合を想定する。
モード切替え部14によって任意のモードが選択される
と(ステップB11)、表示部13では、まず、モード
1が選択されたか否かを判断する(ステップB12)。
モード1が選択された場合、つまり、モード切替え部1
4からモード1の切替え信号が出力されている場合には
(ステップB12のYes)、表示部13では、飛翔体
の緯度、経度、高度を示す位置データPOS(Lat,
Lon,Alt)と、半径方向(緯度、経度)の誤差と
高度誤差を示す推定誤差データErr(Rad,Al
t)を用いて鳥瞰表示を行う(ステップB13)。ここ
での鳥瞰表示とは、図2に示すような高度誤差を含めた
形で3次元表示することである。
For example, the mode switching unit 14 sets the mode 1 to
Assume that the switch 3 is a switch that can be sequentially switched.
When an arbitrary mode is selected by the mode switching unit 14 (step B11), the display unit 13 first determines whether or not the mode 1 is selected (step B12).
When the mode 1 is selected, that is, the mode switching unit 1
4 outputs the mode 1 switching signal (Yes in step B12), the display unit 13 displays the position data POS (Lat,
Lon, Alt) and estimated error data Err (Rad, Alt) indicating an error in the radial direction (latitude, longitude) and an altitude error.
Bird's-eye display is performed using t) (step B13). Here, the bird's-eye display means three-dimensional display in a form including an altitude error as shown in FIG.

【0047】また、選択されたモードがモード1でなか
った場合には、表示部13では、次にモード2が選択さ
れたか否かを判断する(ステップB14)。モード2が
選択された場合、つまり、モード切替え部14からモー
ド2の切替え信号が出力されている場合には(ステップ
B14のYes)、表示部13では、飛翔体の緯度、経
度を示す位置データPOS(Lat,Lon)と、半径
方向(緯度、経度)の誤差を示す推定誤差データErr
(Rad)を用いて平面表示を行う(ステップB1
4)。平面表示とは、図2の3次元立体を上面から見た
場合の平面図を表示することである。
If the selected mode is not mode 1, the display unit 13 determines whether mode 2 is selected next (step B14). When mode 2 is selected, that is, when the mode switching unit 14 outputs a mode 2 switching signal (Yes in step B14), the display unit 13 displays position data indicating the latitude and longitude of the flying object. POS (Lat, Lon) and estimated error data Err indicating an error in the radial direction (latitude, longitude)
Perform planar display using (Rad) (Step B1)
4). The plane display is to display a plan view when the three-dimensional solid in FIG. 2 is viewed from above.

【0048】また、選択されたモードがモード2でもな
かった場合には、表示部13では、次にモード3が選択
されたか否かを判断する(ステップB16)。モード3
が選択された場合、つまり、モード切替え部14からモ
ード3の切替え信号が出力されている場合には(ステッ
プB16のYes)、表示部13では、飛翔体の高度を
示す位置データPOS(Alt)と、その高度誤差を示
す推定誤差データErr(Alt)を用いて高度表示を
行う(ステップB14)。高度表示とは、図2の3次元
立体を側面から見た場合の側面図を表示することであ
る。
If the selected mode is not mode 2, the display unit 13 determines whether mode 3 is selected next (step B16). Mode 3
Is selected, that is, when a mode 3 switching signal is output from the mode switching unit 14 (Yes in step B16), the display unit 13 displays the position data POS (Alt) indicating the altitude of the flying object. And the altitude is displayed using the estimated error data Err (Alt) indicating the altitude error (step B14). The altitude display is to display a side view of the three-dimensional solid in FIG. 2 when viewed from the side.

【0049】このように、飛翔体の空間位置とその誤差
範囲を鳥瞰表示、平面表示、高度表示の3つの表示モー
ドで視覚的に確認することができ、航法誤差をさらに細
かく分析できることができる。
As described above, the spatial position of the flying object and the error range thereof can be visually confirmed in the three display modes of the bird's-eye display, the plane display, and the altitude display, and the navigation error can be analyzed in more detail.

【0050】なお、ここではモード切替え部14がモー
ド1〜3を順に切替え可能なスイッチである場合を想定
して説明したが、例えばモード切替え部14がモード1
〜3に対応した3つのスイッチを有する場合には、上記
図5のように、どのモードが選択されているかを順にチ
ェックする必要はなく、各スイッチから出力される特定
のモード信号に基づいて当該モード信号に応じた表示を
行うことができる。
The above description has been made on the assumption that the mode switching unit 14 is a switch capable of sequentially switching the modes 1 to 3;
When three switches corresponding to .about.3 are provided, it is not necessary to sequentially check which mode is selected as shown in FIG. 5, and the corresponding mode is determined based on a specific mode signal output from each switch. Display according to the mode signal can be performed.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、飛
翔体の位置を3次元で検出すると共にその誤差範囲を推
定し、上記位置検出結果として得られた位置データと上
記誤差推定結果として得られた推定誤差データに基づい
て上記飛翔体の位置とその誤差範囲を3次元表示するよ
うにしたため、飛翔体の空間位置を得る際に、緯度およ
び経度と共に高度を含めた3次元の推定誤差を視覚的に
確認でき、より正確かつ迅速な航法が実現できるように
なる。
As described above in detail, according to the present invention, the position of a flying object is detected three-dimensionally and its error range is estimated, and the position data obtained as the position detection result and the error estimation result are obtained. Since the position of the flying object and its error range are displayed three-dimensionally based on the estimated error data obtained as above, when obtaining the spatial position of the flying object, three-dimensional estimation including altitude along with latitude and longitude is performed. Errors can be visually confirmed, and more accurate and quick navigation can be realized.

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

【図1】本発明の一実施形態の係る空間位置表示装置の
構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a spatial position display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記空間位置表示装置による空間位置の表示例
を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a display example of a spatial position by the spatial position display device.

【図3】上記空間位置表示装置による表示モードの切り
替えを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing switching of a display mode by the spatial position display device.

【図4】上記空間位置表示装置による空間位置表示処理
の動作を示すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation of a spatial position display process by the spatial position display device.

【図5】上記空間位置表示装置による表示モードの切替
え処理の動作を示すフローチャート。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of a display mode switching process by the spatial position display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…空間位置検出部 12…計算部 13…表示部 14…モード切替え部 21…自機位置 22…球 22′…楕円球 23…自機位置 24…円柱 1…鳥瞰表示モード 2…平面表示モード 3…高度表示モード DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Spatial position detection part 12 ... Calculation part 13 ... Display part 14 ... Mode switching part 21 ... Own position 22 ... Sphere 22 '... Elliptical sphere 23 ... Own position 24 ... Cylinder 1 ... Bird's-eye display mode 2 ... Flat display mode 3: Altitude display mode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 飛翔体の位置を3次元で検出する位置検
出手段と、この位置検出手段によって検出された位置の
誤差範囲を推定する誤差推定手段と、 上記位置検出手段から出力される位置データと上記誤差
推定手段から出力される推定誤差データに基づいて上記
飛翔体の位置とその誤差範囲を3次元表示する表示手段
とを具備したことを特徴とする空間位置表示装置。
1. A position detecting means for detecting a position of a flying object in three dimensions, an error estimating means for estimating an error range of a position detected by the position detecting means, and position data output from the position detecting means. And a display means for three-dimensionally displaying the position of the flying object and its error range based on the estimated error data output from the error estimating means.
【請求項2】 表示モードの切り替えを指示するモード
切替え手段を有し、 上記表示手段は、このモード切替え手段によって指示さ
れた表示モードに応じた表示形式で上記飛翔体の位置と
その誤差範囲を表示することを特徴とする請求項1記載
の空間位置表示装置。
2. A mode switching means for instructing a switching of a display mode, wherein the display means displays a position of the flying object and an error range thereof in a display format according to the display mode instructed by the mode switching means. The spatial position display device according to claim 1, wherein the display is performed.
【請求項3】 飛翔体の緯度、経度、高度の位置を検出
するGPS受信機と、 このGPS受信機に固有の誤差特性に基づいて上記GP
S受信機による検出位置の水平方向および鉛直方向の誤
差を推定する誤差推定手段と、 上記GPS受信機から出力される位置データと上記誤差
推定手段から出力される推定誤差データに基づいて、半
径が上記水平方向の推定誤差に相当する円を水平面と
し、短径が上記水平方向の推定誤差、長径が上記鉛直方
向の推定誤差に相当する楕円を鉛直面として有する、上
記飛翔体の位置を中心とした球を表示する表示手段とを
具備したことを特徴とする空間位置表示装置。
3. A GPS receiver for detecting a position of latitude, longitude and altitude of a flying object, and the GPS receiver based on an error characteristic inherent to the GPS receiver.
Error estimating means for estimating an error in the horizontal direction and vertical direction of the position detected by the S receiver; and a radius having a radius based on the position data output from the GPS receiver and the estimated error data output from the error estimating means. The circle corresponding to the horizontal estimation error is a horizontal plane, the minor axis is the horizontal estimation error, and the major axis has an ellipse corresponding to the vertical estimation error as the vertical plane. And a display means for displaying a sphere.
【請求項4】 飛翔体の緯度、経度の位置を検出する慣
性航法装置と、 上記飛翔体の高度を検出する高度計と、 上記慣性航法装置に固有の誤差特性に基づいて上記慣性
航法装置による検出位置の平面誤差を推定すると共に、
上記高度計に固有の誤差特性に基づいて上記高度計によ
る検出高度の誤差を推定する誤差推定手段と、 上記慣性航法装置から出力される位置データおよび上記
高度計から出力される高度データと上記誤差推定手段か
ら出力される推定誤差データに基づいて、上記平面誤差
を表わす動作時間に依存する円と上記高度誤差を表わす
高度に依存する線分とを合わせて上記飛翔体の位置を中
心とする円柱を表示する表示手段とを具備したことを特
徴とする空間位置表示装置。
4. An inertial navigation device for detecting the latitude and longitude positions of the flying object, an altimeter for detecting the altitude of the flying object, and detection by the inertial navigation device based on an error characteristic inherent to the inertial navigation device. Estimate the plane error of the position,
Error estimating means for estimating an error of the altitude detected by the altimeter based on an error characteristic unique to the altimeter; and position data output from the inertial navigation device, altitude data output from the altimeter, and Based on the output estimation error data, a circle centering on the position of the flying object is displayed by combining a circle depending on the operation time indicating the plane error and a line segment depending on the altitude indicating the altitude error. A spatial position display device comprising a display means.
【請求項5】 飛翔体の位置を3次元で検出し、 この検出された位置の誤差範囲を推定し、 上記位置検出結果として得られた位置データと上記誤差
推定結果として得られた推定誤差データに基づいて上記
飛翔体の位置とその誤差範囲を3次元表示することを特
徴とする空間位置表示方法。
5. A position of the flying object is detected in three dimensions, an error range of the detected position is estimated, and position data obtained as the position detection result and estimation error data obtained as the error estimation result are provided. A three-dimensional display of the position of the flying object and an error range thereof based on the method.
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