JP2001208824A - Gps航法装置 - Google Patents

Gps航法装置

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JP2001208824A
JP2001208824A JP2000021722A JP2000021722A JP2001208824A JP 2001208824 A JP2001208824 A JP 2001208824A JP 2000021722 A JP2000021722 A JP 2000021722A JP 2000021722 A JP2000021722 A JP 2000021722A JP 2001208824 A JP2001208824 A JP 2001208824A
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JP
Japan
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position data
value
timing
dop
averaging
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000021722A
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English (en)
Inventor
Shinichi Kawada
信一 河田
Hidekazu Murohashi
英一 室橋
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Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動中でもDOP値に基づいて位置データを
補正することにより、精度を高めることのできるGPS
航法装置を提供する。 【解決手段】 GPS航法装置は、GPS用の測位衛星
からの信号を一定のタイミングにより取り込んで移動体
の位置データを演算すると共にそのタイミングにおける
DOP値を演算して出力する受信ユニット2と、この受
信ユニット2からの複数のタイミングT1〜T4におけ
る各瞬間位置データD1〜D4にその各タイミングにお
ける各DOP値から求まる各計数K1〜K4を乗算して
得られる合算瞬間位置データZを平均化してこの平均値
を補正位置データPとして求める制御装置3とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、GPS(Global P
ositioning System)のみにより、人間,車両等の移動
体の自己位置を測定する等に利用される航法装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】GPS航法装置は、カーナビゲーション
システムとして広く利用されているが、GPSによる絶
対位置測定は、通常20〜200メートルの距離誤差がある
と言われており(特開平10-185600号公報参照、以下先
行文献と言う)、これは測位衛星からの信号が有してい
る故意に発生される誤差と、測位衛星の数や配置等の測
位衛星の状態による誤差とが原因である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このうち、前者の誤差
については改善する方法はないが、後者については、D
OP(Dilution of Precision)値を計測することによ
り把握して対応が可能である。なお、DOP値とは、測
位衛星の数や配置及び信号(送信電波)レベル等を測定
して所定の計算を行うことにより得られるもので、DO
P値が小さいほど測位衛星の状態は良く絶対位置測定の
精度が高くなる。
【0004】測位衛星の状態に応じて絶対位置測定の精
度を高めるため、前記先行文献には、測定した位置デー
タの平均を取り、そのデータを補正に利用する技術が開
示されており、すなわち、その際測定した位置データを
精度に応じて分けて平均値を算出した後重み付けをし、
精度の高いデータを優先して採用し、精度の良い位置で
の測定値か精度の悪い位置での測定値かは、DOP値に
よって判断する技術が開示されている。
【0005】斯かる技術は、移動体(車両)が一定時間
以上停車状態にある場合に用いることにより、車両位置
の補正をすることを目的とするもので、移動中において
は利用されない。
【0006】本発明は、GPSのみにより人間,車両等
の移動体の自己位置を測定する等に利用される航法装置
において、移動中でもDOP値に基づいて位置データを
補正することにより、精度を高めることのできるGPS
航法装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明のGPS航法装置は、請求項1に記載のように、
GPS用の測位衛星からの信号を一定のタイミングによ
り取り込んで移動体の位置データを演算すると共にその
タイミングにおけるDOP値を演算して出力する受信ユ
ニットと、この受信ユニットからの複数のタイミングに
おける各瞬間位置データにその各タイミングにおける各
DOP値から求まる各計数を乗算して得られる合算瞬間
位置データを平均化してこの平均値を補正位置データと
して求める制御装置とを有するものである。
【0008】また、請求項2に記載した通り請求項1に
おいて、前記平均化により前記補正位置データを求める
際には前記DOP値が小さいタイミングにおける前記瞬
間位置データを優先的に利用するように、前記DOP値
が小さいと前記計数は大きな値で、前記DOP値が大き
いと前記計数は小さな値を採るように、前記制御装置が
前記DOP値に応じて前記瞬間位置データの重み付けす
るものである。
【0009】また、請求項3に記載した通り請求項1ま
たは請求項2において、前記移動体の移動速度が一定速
度以上の場合は、前記制御装置が前記平均化を行わずに
1回のタイミングで入力した前記瞬間位置データを前記
補正位置データとして求めるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】GPS用の測位衛星からの信号を
一定のタイミングにより取り込んで移動体の位置データ
を演算すると共にそのタイミングにおけるDOP値を演
算して出力する受信ユニット2と、この受信ユニット2
からの複数のタイミングT1〜T4における各瞬間位置
データD1〜D4にその各タイミングにおける各DOP
値から求まる各計数K1〜K4を乗算して得られる合算
瞬間位置データZを平均化してこの平均値を補正位置デ
ータPとして求める制御装置3とを有するものである。
【0011】これにより、移動中でもDOP値に基づい
て位置データを補正することにより、GPS航法装置の
精度を高めることができる。
【0012】また、前記平均化により前記補正位置デー
タPを求める際には前記DOP値が小さいタイミングに
おける前記瞬間位置データを優先的に利用するように、
前記DOP値が小さいと前記計数は大きな値で、前記D
OP値が大きいと前記計数は小さな値を採るように、前
記制御装置3が前記DOP値に応じて前記瞬間位置デー
タの重み付けするものである。
【0013】これにより、移動中でもDOP値に基づい
て位置データを補正すると共に、前記DOP値が小さい
タイミングにおける精度の高い前記瞬間位置データを優
先的に利用するできるため、GPS航法装置の精度を高
めることができる。
【0014】また、前記移動体の移動速度が一定速度以
上の場合は、制御装置3が前記平均化を行わずに1回の
タイミングで入力した前記瞬間位置データを前記補正位
置データPとして求めるものである。
【0015】これにより、平均化する際に生じる実際の
位置と前記補正位置データPから求まる位置との誤差を
小さくすることができる。
【0016】
【実施例】本発明を、添付図面に示した実施例に基づき
説明する。
【0017】図1は、本発明の実施例の構成を説明する
ブロック図であり、GPS用の測位衛星からの信号を受
信するアンテナ1と、一定の周期によりその信号を取り
込んで周波数変調及び復調して受信位置の緯度,経度,
移動方向(方位や角度とも言う),高度等の位置データ
を演算すると共に、そのタイミング(前記周期により前
記信号を取り込んだ時)におけるDOP値を演算し、こ
れらを出力する受信ユニット2と、受信ユニット2から
の出力信号を入力して後述する演算処理を行うことによ
り自己位置に関する補正位置データを求める制御装置3
と、制御装置3の指示によりCD−ROM等の記憶媒体
から地図データ等のデータを読み出す読取装置4と、使
用者の操作によって制御装置3へ各種指令を入力するた
めのキーボードやスイッチ等の入力装置5と、制御装置
3の前記位置データに基づいて自己位置や目標地点まで
の距離,方向等の進行情報を表示する表示装置6とから
なる。
【0018】制御装置3は、CPU3a,ROM3b,
RAM3c等からなる周知のマイクロコンピュータ(マ
イコン)で構成されており、RAM3cに格納される各
種データをROM3bに予め記憶したプログラムに基づ
きCPU3aが所定の演算を行うことにより前記位置デ
ータを求めるもので、以下にその処理について説明す
る。
【0019】ROM3bには、前記CPU3aで行う処
理の手順であるプログラムの他に、DOP値に対する重
み付けのための計数の一部が予め記憶されている。すな
わち、DOP値と計数との関係が例えば図2で示すもの
となるように、DOP値「1」〜「4」の場合の計数
「10」、DOP値「4」及び「30」の範囲の場合に
おける計数「10」及び「5」、DOP値「30」及び
「100」の範囲の場合における計数「5」及び「1」
が記憶されている。従って、ROM3bに記憶されてい
ない残りの計数は、XをDOP値、Yを計数とすれば、
DOP値「4」〜「30」の範囲ではY=a1・X+b
1の式、同様にDOP値「30」〜「100」の範囲で
はY=a2・X+b2の式(a1,a2,b1,b2は
各式における定数)によるCPU3aの計算で求められ
る。なお、予めROM3bに記憶されている計数「1
0」「5」「1」は任意であるし、計算で求められる計
数のための前記各式も任意である。また、DOP値の上
限値は、受信ユニット2の仕様により異なり、「10
0」であるとは限らない。
【0020】RAM3cには、前記タイミングで取り込
んだ瞬間位置データ及びDOP値から求まる前記計数を
記憶する複数のエリアが用意されており、例えば4回の
タイミングにおける瞬間位置データ及び計数を記憶し、
順次最新のタイミングにおける瞬間位置データ及び計数
を入れる際に格納している記憶値をシフトする等により
記憶領域を確保して最も古いタイミングにおける瞬間位
置データ及び計数を削除する。
【0021】CPU3aは、各タイミングT1〜T4に
おける各瞬間位置データD1〜D4にそのタイミングに
おけるDOP値から求まる計数K1〜K4を乗算し、得
られる合算瞬間位置データZを平均化することで得られ
る平均値を補正位置データPとする。なお、平均化の一
例としては、計数K1〜K4の合計値で合算瞬間位置デ
ータZを除算したり、あるいは、計数K1〜K4の合計
値で合算瞬間位置データZを除算した値に適当な係数を
乗算して求められる。
【0022】次のタイミングT5では、各タイミングT
2〜T5における各瞬間位置データD2〜D5にそのタ
イミングにおけるDOP値から求まる計数K2〜K5を
乗算し、得られる合算瞬間位置データZを前述のように
平均化してこの平均値を補正位置データPとする。
【0023】以下も同様であるが、停止時から移動を始
めた直後では、1回のタイミングで1つのエリアに瞬間
位置データと計数を入力しても他のエリアは空であり
(停止と共にRAM3cの記憶値はクリアされる)、こ
のままではおよそ4分の1に減縮された実際とは大きく
かけ離れた不正確な値となることから、1回のタイミン
グ入力した瞬間位置データ及びDOP値から求まる計数
をすべてのエリアに記憶し、これに基づき平均化して補
正位置データPを求める。
【0024】なお、平均化するためのタイミングの回数
は実施例で示した4回に限らず任意であることは言うま
でもない。
【0025】このように重み付けと平均化を行う構成に
よれば、瞬間位置データをそのまま利用するよりも精度
の高い(DOP値の小さい)瞬間位置データを優先して
利用するために補正位置データの方が精度良くなる確率
が高く、よってGPS航法装置の精度を高めることがで
きる。
【0026】これは、自立航法ユニットのような移動速
度や移動角度等の他の測位データを併用する、所謂ハイ
ブリッドタイプと称する航法装置とは異なり、GPSの
みにより自己位置を測定する航法装置において有益であ
って大きな効果を発揮するものである。
【0027】ところで、移動体の移動速度が比較的速い
(例えば20Km/m以上)場合は、遅い(例えば20Km/m未
満)場合に比べて、誤差が表示上では目立たないことを
本発明の発明者等の実験により確認している。このた
め、移動体の移動速度が一定速度(例えば20Km/m)以上
の場合は、前記補正処理を行わずに、各タイミングで入
力した瞬間位置データ及びDOP値から求まる計数をす
べてのエリアに記憶するが、これに基づき平均化するこ
となく最新のタイミングで入力した瞬間位置データから
補正位置データPを求める構成、すなわち、前記移動体
の移動速度が一定速度以上の場合は、制御装置3が前記
平均化を行わずに1回のタイミングで入力した瞬間位置
データを補正位置データPとして求める構成としても良
い。
【0028】
【発明の効果】この発明によれば、GPSのみにより人
間,車両等の移動体の自己位置を測定する等に利用され
る航法装置において、移動中でもDOP値に基づいて位
置データを補正することにより、精度を高めることので
きるGPS航法装置を実現することができる。
【0029】本発明は、GPSのみにより人間,車両等
の移動体の自己位置を測定する等に利用される航法装置
に適用することにより大きな効果を発揮するもので、自
立航法ユニットのような移動速度や移動角度等の他の測
位データを併用しないために安価でありながら精度を高
めることのできるGPS航法装置を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の構成を説明するブロック
図。
【図2】 同上実施例の計数をDOP値と計数との関係
を説明する特性図。
【符号の説明】
1 アンテナ 2 受信ユニット 3 制御装置 3a CPU 3b ROM 3c RAM 4 読取装置 5 入力装置 6 表示装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年1月31日(2000.1.3
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの誤差のうち、
前者については、DGPS(デイファレンシャルGP
S)を利用することで除去し、後者については、DOP
(Dilution of Precision)値を計測することにより把
握して対応することが前記先行文献に開示されている。
なお、DOP値とは、測位衛星の数や配置及び信号(送
信電波)レベル等を測定して所定の計算を行うことによ
り得られるもので、DOP値が小さいほど測位衛星の状
態は良く絶対位置測定の精度が高くなる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GPS用の測位衛星からの信号を一定の
    タイミングにより取り込んで移動体の位置データを演算
    すると共にそのタイミングにおけるDOP値を演算して
    出力する受信ユニットと、この受信ユニットからの複数
    のタイミングにおける各瞬間位置データにその各タイミ
    ングにおける各DOP値から求まる各計数を乗算して得
    られる合算瞬間位置データを平均化してこの平均値を補
    正位置データとして求める制御装置とを有することを特
    徴とするGPS航法装置。
  2. 【請求項2】 前記平均化により前記補正位置データを
    求める際には前記DOP値が小さいタイミングにおける
    前記瞬間位置データを優先的に利用するように、前記D
    OP値が小さいと前記計数は大きな値で、前記DOP値
    が大きいと前記計数は小さな値を採るように、前記制御
    装置が前記DOP値に応じて前記瞬間位置データの重み
    付けすることを特徴とする請求項1に記載したGPS航
    法装置。
  3. 【請求項3】 前記移動体の移動速度が一定速度以上の
    場合は、前記制御装置が前記平均化を行わずに1回のタ
    イミングで入力した前記瞬間位置データを前記補正位置
    データとして求めることを特徴とする請求項1または請
    求項2に記載したGPS航法装置。
JP2000021722A 2000-01-26 2000-01-26 Gps航法装置 Pending JP2001208824A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2467251B (en) * 2007-11-05 2012-08-29 Sirf Tech Inc Systems and methods for processing navigational solutions
EP2866206B1 (de) 2013-10-23 2015-12-30 Kapsch TrafficCom AG Onboard-Unit und Transaktionsserver für ein Straßenmautsystem

Cited By (3)

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GB2467251B (en) * 2007-11-05 2012-08-29 Sirf Tech Inc Systems and methods for processing navigational solutions
EP2866206B1 (de) 2013-10-23 2015-12-30 Kapsch TrafficCom AG Onboard-Unit und Transaktionsserver für ein Straßenmautsystem
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