JP2001281317A - Movable body attitude measurement system and plural antenna arrangement structure - Google Patents

Movable body attitude measurement system and plural antenna arrangement structure

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JP2001281317A
JP2001281317A JP2000093825A JP2000093825A JP2001281317A JP 2001281317 A JP2001281317 A JP 2001281317A JP 2000093825 A JP2000093825 A JP 2000093825A JP 2000093825 A JP2000093825 A JP 2000093825A JP 2001281317 A JP2001281317 A JP 2001281317A
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Japan
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base line
antenna
observation
angle
bias
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Miki Nakagawa
美樹 中川
Jun Fujiwara
純 藤原
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Japan Radio Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly decide an integer bias causing a problem in use of carrier wave phase. SOLUTION: To a reference antenna 11a, an observation antenna 11d is arranged on a short base line 13, while an observation antenna 11b of a long base line 11 is arranged on the extension of the observation antenna 11d. An observation antenna 11c is arranged in the end of a short base line 12 at an angle α different from that for the base lines 11, 13. Using the short base lines 13, 12 directed in the different directions, a calculation quantity and a time required until the decision of an actual integer bias can be reduced, and the attitude angle of a movable body can be accurately decided by using the long base line 11.

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】この発明は、船舶や、車両等
の移動体に搭載される移動体姿勢計測システムに関し、
より詳細には、GPS衛星等の測位用衛星から送信され
る搬送波を用いて、前記移動体の姿勢角を高精度に算出
する移動体姿勢計測システムおよび該移動体姿勢計測シ
ステム等に適用される複数アンテナ配置構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving body attitude measuring system mounted on a moving body such as a ship or a vehicle.
More specifically, the present invention is applied to a mobile body attitude measurement system that calculates the attitude angle of the mobile body with high accuracy using a carrier wave transmitted from a positioning satellite such as a GPS satellite, and the mobile body attitude measurement system. It relates to a multiple antenna arrangement structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】RTK(リアルタイムキネマティク)方
式では、GPS衛星などの測位用衛星から地上に送信さ
れる電波の搬送波位相の差分を利用して測位位置を求め
る。
2. Description of the Related Art In the RTK (Real Time Kinematic) system, a positioning position is obtained by using a difference in a carrier phase of a radio wave transmitted from a positioning satellite such as a GPS satellite to the ground.

【0003】このRTK方式による測位では、測位用衛
星と観測点間のコード疑似距離を利用する単独測位と比
較すると、一層高精度な測位結果を得ることが可能であ
る。その理由は、単独測位で使用している疑似距離では
波長約300mのコード位相を使用しているのに対し、
RTK方式による測位で使用する搬送波は、波長が約1
9cmと短いことにある。姿勢角を高精度に得るために
は、まず高精度な測位が必要となるため、姿勢角計測シ
ステムではRTK方式による測位が採用される。
In the positioning by the RTK method, it is possible to obtain a positioning result with higher accuracy as compared with a single positioning using a pseudo-code distance between a positioning satellite and an observation point. The reason is that the pseudo-range used for single positioning uses a code phase of about 300 m wavelength,
The carrier used for positioning by the RTK method has a wavelength of about 1
It is as short as 9 cm. In order to obtain the attitude angle with high accuracy, high-precision positioning is first required. Therefore, the RTK method is used in the attitude angle measurement system.

【0004】RTK方式により測位を行うと精度の高い
測位結果が得られるが、波長の短い搬送波を用いること
による問題が生じる。その問題とは、ある時刻に三次元
的に真の解と同位相となる点が多数生じること、すなわ
ち、多重解が生じることである。この多重解の中から真
の解(整数値バイアス)を確定するためには、多くの計
算時間を必要とする。したがって、真の整数値バイアス
を確定することは一般に容易ではない。
[0004] When the positioning is performed by the RTK method, a highly accurate positioning result can be obtained, but a problem arises due to the use of a carrier having a short wavelength. The problem is that, at a certain time, many points are three-dimensionally in phase with the true solution, that is, multiple solutions occur. It takes a lot of calculation time to determine the true solution (integer value bias) from the multiple solutions. Therefore, it is generally not easy to determine the true integer value bias.

【0005】多重解とはどのようなものであるかを以下
に述べる。説明を簡単にするために、一次元の図で表す
ことにする。
The following describes what a multiple solution is like. For the sake of simplicity, it is represented by a one-dimensional diagram.

【0006】図6は、測位用衛星から送信される搬送波
の一重位相差によって基線上に現れる同位相を示してい
る。観測アンテナの真の解Fに対して、他にも同位相で
ある解の候補が多数存在する(解候補A〜E)。基線が
1波長より長いと、基線上に解の他の候補が幾つか存在
するが、基準アンテナ位置と観測アンテナ位置間の基線
の長さである基線長が予め与えられていれば、解候補
B、C、D、Eは、基線長より短いので解候補から破棄
できる。しかし、真値Fと同じ長さである解候補Aと
は、同一の基線長を有するので、このままでは区別する
ことができない。
FIG. 6 shows the same phase appearing on the base line due to the single phase difference of the carrier transmitted from the positioning satellite. With respect to the true solution F of the observation antenna, there are many other solution candidates having the same phase (solution candidates A to E). If the baseline is longer than one wavelength, there are some other candidates on the baseline, but if the baseline length, which is the length of the baseline between the reference antenna position and the observation antenna position, is given in advance, the solution candidate B, C, D, and E can be discarded from solution candidates because they are shorter than the base line length. However, since the solution candidate A having the same length as the true value F has the same base line length, it cannot be distinguished as it is.

【0007】測位用衛星の位置が変化することによって
多重解の位置(座標値)も動いていくが、真の解の位置
が時間が経っても変化しないことから、測位用衛星の移
動を継続して観測し、測位用衛星と基線との位置関係が
充分変化するまで待つことにより、時間が経っても変化
しない点を真の解として判定することができるが、その
ためには測位用衛星の位置変化が大きくなるまで、数十
分程度は、測位用衛星を連続追尾する必要がある。
As the position of the positioning satellite changes, the position (coordinate value) of the multiple solution also moves, but since the position of the true solution does not change over time, the movement of the positioning satellite is continued. By observing and waiting until the positional relationship between the positioning satellite and the baseline has sufficiently changed, a point that does not change over time can be determined as a true solution. Until the position change becomes large, it is necessary to continuously track the positioning satellite for several tens of minutes.

【0008】逆に基線長が充分短く、例えば1/2波長
以下であった場合を考えると、図7に示すように、真の
解Fに直ちに確定することができる。なお、隣り合う解
候補ABCDEF間は、それぞれ1波長の長さに対応し
ている。
Conversely, when the base line length is sufficiently short, for example, less than 1/2 wavelength, a true solution F can be immediately determined as shown in FIG. Each adjacent solution candidate ABCDEF corresponds to a length of one wavelength.

【0009】以上は原理的な説明であるが、アンテナ毎
に異なる受信機を使用しなくてはならないことから、そ
の受信機毎の特性の違い等の影響を除去するため、RT
K方式では、同時刻に2つの受信機で受信したある衛星
の搬送波位相の差分A(受信機間一重位相差という。)
と、他の衛星を同時刻に前記2つの受信機で受信した搬
送波位相の差分B(受信機間一重位相差)との差分(B
−A)である二重位相差を用いる。したがって、実際の
RTK方式による測位装置においては、真の解Fに確定
するためには、二重位相差を用いる都合上、基線長を1
/2波長以下ではなく、1/4波長以下とする必要があ
る。
Although the above is a principle explanation, since a different receiver must be used for each antenna, in order to remove the influence of a difference in characteristics between the respective receivers, RT
In the K system, the difference A in the carrier phase of a certain satellite received by two receivers at the same time (referred to as a single phase difference between receivers).
(B) between a carrier phase difference B (single phase difference between receivers) received by the two receivers at the same time from another satellite.
-A) is used. Therefore, in the actual positioning device using the RTK method, in order to determine the true solution F, the base line length is set to 1 due to the use of the double phase difference.
It is necessary to set the wavelength to not more than 波長 wavelength and not more than 1 / wavelength.

【0010】従来からGPS測位用衛星等を用いて方位
角および姿勢角を求める移動体姿勢計測システムとし
て、図8に示すように、3軸の姿勢角を得るための4つ
のアンテナ1a、1b、1c、1dを用い、直角に交差
させた長基線{基線1(基線長L1)、基線2(基線長
L2)}上に等間隔に設置する移動体姿勢計測システム
がある。この移動体姿勢計測システムは、飛行機等3次
元の姿勢(方位角、ロール、ピッチ)を正確に求める場
合に用いられるが、車両等、主として方位角のみが必要
な移動体の場合には冗長であるので殆ど用いられていな
い。
Conventionally, as a moving object attitude measuring system for obtaining an azimuth angle and an attitude angle using a GPS positioning satellite or the like, as shown in FIG. 8, four antennas 1a, 1b, There is a mobile body posture measurement system that is installed at equal intervals on a long baseline {baseline 1 (baseline length L1), baseline 2 (baseline length L2)} that intersects at right angles using 1c and 1d. This moving body posture measurement system is used for accurately obtaining a three-dimensional posture (azimuth, roll, pitch) such as an airplane, but is redundant for a moving body such as a vehicle that mainly requires only the azimuth. It is hardly used because there is.

【0011】車両等、主として方位角が必要な移動体の
場合には、図9に示す単一基線1上にアンテナ1a、1
bを配置する移動体姿勢計測システムが一般的である。
[0011] In the case of a vehicle such as a vehicle that mainly requires an azimuth, the antennas 1a, 1a,
A moving body posture measurement system for arranging b is common.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】RTK方式による測位
では高精度の測位結果が得られるが、波長が短い搬送波
を用いることにより多重解の問題が生じることは既に述
べた。多重解の中から真の解(真の整数値バイアス)を
確定するためには、多くの計算時間を必要とするため、
真の整数値バイアスを確定することは一般に容易ではな
い。
Although positioning with the RTK method can provide high-precision positioning results, the use of a carrier having a short wavelength causes the problem of multiple solutions, as described above. Since it takes a lot of calculation time to determine the true solution (true integer value bias) from multiple solutions,
Determining the true integer bias is generally not easy.

【0013】測位用衛星の移動を継続して測定し、測位
用衛星と基線との位置関係が充分変化するまで待つなら
ば、時間が経っても変化しない点が整数値バイアスであ
ると判定できるが、そのためには測位用衛星の位置変化
が大きくなるまで数十分程度、連続追尾しなくてはなら
ない。
If the movement of the positioning satellite is continuously measured and it is waited until the positional relationship between the positioning satellite and the base line has sufficiently changed, it can be determined that the point that does not change over time is an integer value bias. However, for that purpose, continuous tracking must be performed for several tens of minutes until the position change of the positioning satellite becomes large.

【0014】移動体、たとえば車の場合を例として考え
ると、市街地ではビル等による電波の遮蔽が頻発するた
め、測位用衛星を連続追尾できない場合が多い。したが
って、図8や図9に示した長基線1、2を用いる従来の
姿勢計測システムにおいては、整数値バイアスが決定で
きない事態が発生し、長時間の間、姿勢角が得られない
等の欠点があった。
Considering the case of a moving object, for example, a car as an example, in a city area, radio waves are frequently shielded by buildings and the like, so that it is often impossible to continuously track a positioning satellite. Therefore, in the conventional attitude measurement system using the long baselines 1 and 2 shown in FIGS. 8 and 9, a situation occurs in which the integer value bias cannot be determined, and the attitude angle cannot be obtained for a long time. was there.

【0015】逆に、基線長が充分短く、例えば1/4波
長以下である場合には真の整数値バイアスの決定までの
時間は短縮されるが、基線長が短い分、整数値バイアス
決定後に得られる測位位置精度が姿勢角精度に及ぼす影
響が大きくなることから、姿勢角を高精度に求められな
いという欠点があるため、実際の姿勢計測システムとし
て使用されることはなかった。
Conversely, if the base line length is sufficiently short, for example, 1 / wavelength or less, the time required to determine the true integer value bias is shortened. Since the obtained positioning position accuracy has a large influence on the posture angle accuracy, there is a disadvantage that the posture angle cannot be obtained with high accuracy, and thus it has not been used as an actual posture measurement system.

【0016】そのため、実際には製品化されてはいない
が、図10に示すように、単一基線上で、複数のアンテ
ナ1a、1b、1c、1dを用いることにより、短基線
1、2、長基線3(基線長は、それぞれL1、L2、L
3)を組み合わせた姿勢計測システムが提案されてい
る。
For this reason, although not actually commercialized, as shown in FIG. 10, by using a plurality of antennas 1a, 1b, 1c, and 1d on a single base line, short base lines 1, 2, and Long baseline 3 (baseline lengths are L1, L2, L
An attitude measurement system combining 3) has been proposed.

【0017】図11は、搬送波の同位相と基線、整数値
バイアスの位置を平面上に示したものであるが、この図
を用いて図10に示した短基線1、2、長基線3を組み
合わせた姿勢計測システムの計測原理を説明する。
FIG. 11 shows the positions of the carrier in-phase, the base line, and the integer bias on a plane. The short base lines 1 and 2 and the long base line 3 shown in FIG. The measurement principle of the combined posture measurement system will be described.

【0018】まず、基線長を1/4波長以下とした短基
線1(図10で基準アンテナ1aと観測アンテナ1bと
の間の基線)について、整数値バイアス(基線1の整数
値バイアス)を決定する。
First, an integer value bias (an integer value bias of the base line 1) is determined for the short base line 1 (base line between the reference antenna 1a and the observation antenna 1b in FIG. 10) whose base line length is 1/4 wavelength or less. I do.

【0019】上記したように、基線長が1/4波長以下
であれば、整数値バイアス候補は1つしかないので、直
ちに決定できる。決定した短基線1の整数値バイアスよ
り、粗い精度であるが短基線1の姿勢角が算出され、図
11中、角度θ1に開いた一点鎖線間で示す扇形内の範
囲に、最終的に求めたい長基線3(図10中、基準アン
テナ1aと観測アンテナ1d)の整数値バイアス候補の
範囲を狭めることができる。しかしながら、姿勢角を正
確に求めたい場合、上述した理由により、たとえば位置
精度を1〜2[cm]とした場合、一般に要求されるよ
うに角度精度を1度以内で得ようとするならば、基線長
は1m以上が必要であり、1/4波長(GPS測位シス
テムでは0.05m)の数十倍長くする必要があるた
め、図11に示すように、長基線3においては、角度θ
1中の一点鎖線内に限定した範囲内にも、真の候補(真
の整数値バイアス)Aの他に、複数の整数値バイアス候
補B、Cが存在し、長基線3の整数値バイアスを決定す
ることができない。
As described above, if the base line length is 1/4 wavelength or less, there is only one integer value bias candidate, so that it can be determined immediately. The posture angle of the short base line 1 is calculated with coarse accuracy from the determined integer bias of the short base line 1 and is finally obtained in the range within the sector indicated by the one-dot chain line opened at the angle θ1 in FIG. It is possible to narrow the range of the integer value bias candidate of the long base line 3 (the reference antenna 1a and the observation antenna 1d in FIG. 10). However, if it is desired to accurately determine the attitude angle, for example, if the position accuracy is set to 1 to 2 [cm] for the above-described reason, if the angle accuracy is to be obtained within 1 degree as generally required, Since the base line length is required to be 1 m or more and tens of times longer than a quarter wavelength (0.05 m for the GPS positioning system), as shown in FIG.
1, a plurality of integer value bias candidates B and C exist in addition to the true candidate (true integer value bias) A within the range limited to the dashed line in FIG. I can't decide.

【0020】そのため、その中間基線長L2である短基
線2(図10で基準アンテナ1aと観測アンテナ1c)
を用いる。短基線2の場合には、整数値バイアス候補は
真の解候補D以外にも、解候補E、F等が存在する。し
かしながら、短基線1により角度θ1に開いた一点鎖線
内に限定した範囲内には、真の解候補Dしか存在しない
ので、短基線2の整数値バイアスを真の解Dに直ちに決
定することができる。
Therefore, the short base line 2 having the intermediate base line length L2 (the reference antenna 1a and the observation antenna 1c in FIG. 10)
Is used. In the case of the short base line 2, as the integer value bias candidates, there are solution candidates E and F in addition to the true solution candidate D. However, since only the true solution candidate D exists within the range limited to the dashed line opened to the angle θ1 by the short baseline 1, it is possible to immediately determine the integer bias of the short baseline 2 to the true solution D. it can.

【0021】短基線2の整数値バイアスが真の解Dに決
定されると、角度θ2に開いた破線内の範囲内に、最終
的に求めたい長基線3の整数値バイアス候補の範囲を狭
めることができる。この長基線3の真の整数値バイアス
により、基線が長いことから短基線1より高精度な姿勢
角を算出することができる。
When the integer bias of the short base line 2 is determined to be the true solution D, the range of the integer bias candidate of the long base line 3 to be finally obtained is narrowed within the range of the broken line opened at the angle θ2. be able to. Due to the true integer value bias of the long base line 3, the posture angle can be calculated more accurately than the short base line 1 because the base line is long.

【0022】この場合には、短基線2により角度θ2の
破線内に限定した範囲には、真の解Aしか存在しないの
で、長基線3の整数値Aに決定することができる。図1
0例、図11例では真の解を求める概念を簡単に理解す
るために、中間基線長L2となる基線2に係るアンテナ
1cは1つでよい形としたが、上述したように、位置精
度を1〜2[cm]とした場合に角度精度を1度以内で
得ようとするならば、基線3において基線長L3は1m
以上とし、1/4波長(GPSでは0.05m)の数十
倍の長さとする必要がある。このため、実際には、中間
基線長となるアンテナは、各基線長における候補を真の
候補しか存在しないように、図10で示したアンテナ1
cのような中間基線長L2として配置すべきアンテナが
2個以上必要となる。
In this case, since only the true solution A exists in the range limited by the short base line 2 within the broken line of the angle θ2, the integer value A of the long base line 3 can be determined. FIG.
In the example of FIG. 11 and the example of FIG. 11, in order to easily understand the concept of finding the true solution, only one antenna 1c for the base line 2 having the intermediate base line length L2 is required. Is set to 1 to 2 [cm], if the angle accuracy is to be obtained within 1 degree, the baseline length L3 of the baseline 3 is 1 m
As described above, it is necessary to set the length to several tens of times the quarter wavelength (0.05 m for GPS). For this reason, in practice, the antenna having the intermediate baseline length has the antenna 1 shown in FIG. 10 so that only true candidates exist at each baseline length.
Two or more antennas to be arranged as the intermediate base line length L2 such as c are required.

【0023】図10例の姿勢角計測システムでは、最短
基線1の長さを1/4波長以下にしなければならない。
このことは、キャリアマルチパス対策として使われてい
る、数波長以上の長さのグランドプレーン付きアンテナ
が使えなくなる欠点がある。また、グランドプレーンを
共通化したとしても、アンテナを近接させたことによる
アンテナ間干渉による精度劣化が生じ、場合によって
は、真の整数値バイアスの決定を誤ってしまうという欠
点がある。また、通常、アンテナおよび受信装置はそれ
ぞれ5個以上必要となり高価となる欠点がある。
In the attitude angle measuring system shown in FIG. 10, the length of the shortest base line 1 must be set to 1/4 wavelength or less.
This has a disadvantage that an antenna with a ground plane having a length of several wavelengths or more, which is used as a measure against carrier multipath, cannot be used. Further, even if the ground plane is shared, there is a disadvantage in that accuracy is deteriorated due to interference between antennas caused by bringing the antennas close to each other, and in some cases, a true integer value bias is erroneously determined. In addition, there is usually a disadvantage that more than five antennas and five or more receiving devices are required and the cost is high.

【0024】この発明は、このような課題を考慮してな
されたものであり、真の整数値バイアスを簡単かつ短時
間に求めることを可能とし、かつ移動体の姿勢角を高精
度に算出することを可能とする移動体姿勢計測システム
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of such a problem, and enables a true integer value bias to be obtained easily and in a short time, and calculates a posture angle of a moving body with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a mobile body posture measurement system capable of performing such operations.

【0025】また、この発明は、真の整数値バイアスを
簡単かつ短時間に求めることを可能とする複数アンテナ
配置構造を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a multi-antenna arrangement structure capable of finding a true integer value bias easily and in a short time.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】この発明は、測位衛星か
ら送信される衛星信号を受信して姿勢角を計測する移動
体姿勢計測システムにおいて、長基線端にそれぞれ配さ
れる基準アンテナと第1の観測アンテナと、前記基準ア
ンテナから延び、前記長基線に比較して短くかつ方位が
異なる短基線端に配される第2の観測アンテナと、前記
基準アンテナと前記第1および第2の観測アンテナを通
じて受信された衛星信号から整数値バイアスの解の候補
を算出し、算出した解の候補中、前記長基線長、短基線
長および基線長間角度に基づき、真の整数値バイアスを
決定する整数値バイアス決定装置と、決定した真の整数
値バイアスと、前記長基線端間で得られる搬送波位相に
基づき該移動体の姿勢角を演算する姿勢角演算装置とを
備えることを特徴とする(請求項1記載の発明)。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a mobile attitude measuring system which receives a satellite signal transmitted from a positioning satellite and measures an attitude angle. An observation antenna, a second observation antenna extending from the reference antenna, arranged at a short base line end shorter than the long base line and having a different direction, and the reference antenna and the first and second observation antennas. From the satellite signals received through the satellite signal, and among the calculated solution candidates, an integer for determining a true integer value bias based on the long base line length, the short base line length, and the angle between the base line lengths. Numerical bias determining device, and a posture angle calculating device that calculates a posture angle of the moving object based on the determined true integer value bias and a carrier phase obtained between the long baseline ends. To (the invention according to claim 1).

【0027】この発明によれば、方向の異なる長基線と
短基線を利用することにより、真の整数値バイアスを決
定するまでの計算量と時間を短縮することができ、かつ
姿勢角の算出には長基線を用いることができるため、姿
勢角の精度が劣化することがない。
According to the present invention, by using the long base line and the short base line having different directions, the amount of calculation and the time required to determine the true integer value bias can be reduced, and the posture angle can be calculated. Since a long base line can be used, the accuracy of the attitude angle does not deteriorate.

【0028】この場合、さらに、長基線と同軸上に短基
線を設け、方向の異なる2つの短基線を利用することに
より、真の整数値バイアスを決定するまでの計算量と時
間をより一層短縮することができ、かつ姿勢角の算出に
は長基線を用いることで、姿勢角の精度を劣化させるこ
となく、真の整数値バイアスを決定するまでの時間を短
出することができる(請求項2記載の発明)。
In this case, furthermore, by providing a short base line coaxially with the long base line and using two short base lines having different directions, the amount of calculation and the time required to determine the true integer value bias can be further reduced. By using the long baseline for calculating the attitude angle, the time required to determine the true integer value bias can be shortened without deteriorating the accuracy of the attitude angle. 2).

【0029】また、この発明は、測位衛星から送信され
る衛星信号を受信して真の整数値バイアスを算出するた
めの複数アンテナ配置構造において、長基線端にそれぞ
れ配される基準アンテナと第1の観測アンテナと、前記
基準アンテナから延び、前記長基線に比較して短くかつ
方位が異なる短基線端に配される第2の観測アンテナと
を備えることを特徴とする(請求項3記載の発明)。
According to the present invention, in a multiple antenna arrangement structure for receiving a satellite signal transmitted from a positioning satellite and calculating a true integer value bias, a reference antenna disposed at an end of a long base line and a first antenna are provided. And a second observation antenna extending from the reference antenna and arranged at a short base line end that is shorter than the long base line and has a different direction from the long base line (the invention according to claim 3). ).

【0030】この発明によれば、方向の異なる長基線と
短基線を利用することにより、真の整数値バイアスを決
定するまでの計算量と時間を短縮することができる。
According to the present invention, by using the long base line and the short base line in different directions, it is possible to reduce the amount of calculation and the time required to determine the true integer value bias.

【0031】この場合においても、長基線と同軸上に短
基線を設け、方向の異なる2本の短基線を利用すること
により、真の整数値バイアスを決定するまでの計算量と
時間を短縮し、かつ長基線を用いることで、姿勢角の精
度を維持することができる(請求項4記載の発明)。
Also in this case, by providing a short base line coaxially with the long base line and using two short base lines having different directions, the amount of calculation and the time required to determine the true integer value bias can be reduced. By using the long base line, the accuracy of the attitude angle can be maintained (the invention according to claim 4).

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態について
説明する前に、まず、この発明の原理について説明す
る。なお、以下の説明において、長基線とは、たとえば
移動体にアンテナが設置可能で、かつ所望の充分な姿勢
角精度が得られる長さをいい、短基線とは、長基線に比
較して短く、GPS衛星等の測位衛星からの衛星信号の
搬送波の波長をλとするとき、その数波長(λ)以内の
長さをいう。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing an embodiment of the present invention, the principle of the present invention will be described first. In the following description, the long base line refers to, for example, a length at which an antenna can be installed on a mobile object and a desired sufficient attitude angle accuracy is obtained.The short base line is shorter than the long base line. When the wavelength of a carrier wave of a satellite signal from a positioning satellite such as a GPS satellite is λ, the length is within a few wavelengths (λ).

【0033】この発明では、図1に示すように、基準ア
ンテナ11aから延びる長さ(基線長L11:既知)を
有する長基線(単に、基線ともいう。)11と、この長
基線11の長さより短い長さ(基線長L12:既知)を
有する短基線(単に、基線ともいう。)12とを異なる
方位である角度α(既知)をもって配し、長基線11の
他端と、短基線12の他端にそれぞれ、第1および第2
の観測アンテナ11b、11cを配置する。角度αの開
きの方向は、矢印で示すように、基線11から基線12
側へ向かう方向である。
In the present invention, as shown in FIG. 1, a long base line (also simply referred to as a base line) 11 having a length extending from the reference antenna 11a (base line length L11: known), and a length of the long base line 11 are shown. A short base line (simply referred to as a base line) 12 having a short length (base line length L12: known) is arranged at an angle α (known) that is a different azimuth, and the other end of the long base line 11 and the short base line 12 At the other end, the first and second
Of the observation antennas 11b and 11c are arranged. The direction of the opening of the angle α is, as indicated by the arrow, from the base line 11 to the base line 12.
It is the direction toward the side.

【0034】ここで、この発明の理解を容易にするた
め、図1において、まず、長基線11の長さも、短基線
12と同じ長さであると仮定し、かつ長基線11と短基
線12とが同じ基線長(L11=L12)であるものと
仮定する。混乱を避けるため、以降の原理説明では、基
線11、基線12という。
Here, in order to facilitate understanding of the present invention, it is assumed in FIG. 1 that the length of the long base line 11 is also the same as that of the short base line 12, and that the long base line 11 and the short base line 12 Are the same base line length (L11 = L12). In order to avoid confusion, in the following description of the principle, they will be referred to as a baseline 11 and a baseline 12.

【0035】そこで、図2を参照して、角度が異なる短
基線と仮定した基線11、基線12から真の整数値バイ
アスが迅速に求められる原理について説明する。
Referring now to FIG. 2, a description will be given of the principle by which a true integer value bias is quickly obtained from the base lines 11 and 12, which are assumed to be short base lines having different angles.

【0036】原理説明のために、基線11、12を同一
平面上に表した図2において、基線(基線ベクトルとも
いう。)11に対する解の候補は、真の解候補(整数値
バイアスともいう。)7aの他に、解候補(整数値バイ
アス)7b、7cが存在する。解候補7a、7b、7c
は、基線11の同位相となる2本の実線と、基準アンテ
ナ11aを中心とし基線11の長さを半径とする円32
の交点で得られる。
For the sake of explanation of the principle, in FIG. 2 in which the base lines 11 and 12 are shown on the same plane, a solution candidate for the base line (also referred to as a base line vector) 11 is a true solution candidate (also referred to as an integer value bias). ) 7a, there are solution candidates (integer value bias) 7b and 7c. Solution candidates 7a, 7b, 7c
Are two solid lines having the same phase as the base line 11 and a circle 32 whose center is the reference antenna 11a and whose radius is the length of the base line 11.
At the intersection of

【0037】同様に、基線角度を角度αだけ変えた基線
(同様に、基線ベクトルともいう。)12に対する解候
補(真の解候補7d、解候補7e、7f)は、角度を角
度αだけ変えた基線12の同位相となる2本の点線と、
基準アンテナ11aを中心とし基線12の長さを半径と
する円132(この場合、L11=L12と仮定してい
るので円32と同一の円である。)との交点に存在す
る。
Similarly, the solution candidates (true solution candidates 7d, 7e, and 7f) for the base line 12 whose base angle is changed by the angle α (similarly referred to as the base line vector) are obtained by changing the angle by the angle α. Two dotted lines having the same phase as the base line 12,
It is located at the intersection of a circle 132 centered on the reference antenna 11a and having a radius equal to the length of the base line 12 (in this case, the circle is the same as the circle 32 because L11 = L12 is assumed).

【0038】原理上は、解の候補として、解候補7aと
解候補7e、7fの組み合わせ{たとえば解候補(7
a、7e)、(7a、7f)}等も存在するが、既知で
ある基線角度αから見て明らかに大きく異なる角度であ
ることから解候補とはなり得ないので、候補となる3つ
の組の解候補(7a、7d)、(7b、7e)、(7
c、7f)について考察する。
In principle, a combination of the solution candidate 7a and the solution candidates 7e and 7f {for example, the solution candidate (7
a, 7e), (7a, 7f)} and the like exist, but since they are obviously significantly different from the known baseline angle α, they cannot be solution candidates. Solution candidates (7a, 7d), (7b, 7e), (7
Consider c, 7f).

【0039】真の解候補(単に、真の解ともいう。)
(7a、7d)間の基線間角度8aは、角度と開きの方
向とが、図1に示した基線間角度αに一致するととも
に、開きの方向が一致する。
True solution candidate (also simply referred to as true solution)
In the angle 8a between the base lines between (7a, 7d), the angle and the direction of the opening coincide with the angle α between the base lines shown in FIG.

【0040】これに対して解候補(7b、7e)の角度
8bは、開きの方向は一致するが、真の基線間角度αに
は一致していないので誤った解候補である。同様に、解
候補(7c、7f)は、開きの方向、基線間角度8cが
ともに真の開きの方向、真の基線間角度αに一致しな
い。
On the other hand, the angle 8b of the solution candidate (7b, 7e) is an erroneous solution candidate because the direction of opening coincides but does not coincide with the true inter-baseline angle α. Similarly, in the solution candidates (7c, 7f), both the direction of opening and the angle 8c between base lines do not match the true direction of opening and the true angle α between base lines.

【0041】以上説明したように、角度が異なる短基線
と仮定した基線11、基線12から真の整数値バイアス
7a、7dを一意に迅速に決定することができる。
As described above, the true integer value biases 7a and 7d can be uniquely and rapidly determined from the base lines 11 and 12, which are assumed to be short base lines having different angles.

【0042】原理上は、基線長が1波長より長い場合で
も、同一の要領で真の解候補を求めることができるが、
基線長が長くなると、基線長を半径とする円上に存在す
る整数値バイアス候補が増加することにより、真の候補
間の角度と、誤った候補間の角度差が小さくなるので、
どちらか一方の基線長は短基線であることが好ましい。
In principle, even when the base line length is longer than one wavelength, a true solution candidate can be obtained in the same manner.
When the base line length becomes longer, the integer value bias candidates existing on the circle having the base line length as the radius increase, so that the angle difference between the true candidates and the angle difference between the erroneous candidates become smaller.
Preferably, one of the base lines is a short base line.

【0043】そこで、この発明では、図1に示したよう
に、基線長L12を有する片方の基線12を短基線と
し、基線長L11を有する他方の基線11を長基線と
し、各角度αで配置した両基線11、12を同時に観測
するようにすることで、解候補を直ちに決定できるよう
にしている。
Therefore, according to the present invention, as shown in FIG. 1, one of the base lines 12 having the base line length L12 is a short base line, and the other base line 11 having the base line length L11 is a long base line. By observing both the baselines 11 and 12 at the same time, a solution candidate can be immediately determined.

【0044】このため、本発明の配置によれば、図8
例、図9例に示した従来技術に係る配置では、短時間に
得ることのできなかった解候補を迅速に短時間に決定す
ることができる。また、少なくとも一方の基線は長基線
とするため、短基線と異なり、高い姿勢角精度が得られ
る充分な基線長があることから姿勢角精度の劣化も発生
しない。
Therefore, according to the arrangement of the present invention, FIG.
For example, in the arrangement according to the related art shown in the example of FIG. 9, a solution candidate that could not be obtained in a short time can be quickly determined in a short time. Also, since at least one of the base lines is a long base line, unlike the short base line, there is a sufficient base line length for obtaining a high posture angle accuracy, so that the deterioration of the posture angle accuracy does not occur.

【0045】その上、図10例に示した従来技術に係る
配置では、最短基線長である基線1の基線長L1を1/
4波長以下としなければならないが、この発明では、角
度の異なる基線を用いることによって、短基線において
必ずしも整数値バイアス候補を1つに絞り込む必要がな
いことから、その制限が廃され、アンテナの数も最小の
3個(基準アンテナ11a、第1および第2の観測アン
テナ11b、11c)で構成することができる。
In addition, in the arrangement according to the prior art shown in FIG. 10, the base line length L1 of the base line 1, which is the shortest base line length, is 1 /
Although the wavelength must be four wavelengths or less, in the present invention, by using the base lines having different angles, it is not always necessary to narrow down the integer bias candidates to one in the short base line. Can also be configured with a minimum of three (the reference antenna 11a, the first and second observation antennas 11b and 11c).

【0046】以上がこの発明の原理の説明である。The preceding is an explanation of the principle of the present invention.

【0047】次に、以上の原理が適用されたこの発明の
一実施の形態について説明する。
Next, an embodiment of the present invention to which the above principle is applied will be described.

【0048】アンテナの配置構造40としては、上述し
た図1例の配置構造40を採用する。すなわち、基準ア
ンテナ11aと観測アンテナ11b間を姿勢角計測用長
基線11(基線長L11)とし、この長基線11から角
度αだけ開いた基準アンテナ11aと観測アンテナ11
c間を短基線12(基線長L12)とする。
As the antenna arrangement structure 40, the above-described arrangement example 40 of FIG. 1 is employed. That is, a long base line 11 for measuring the attitude angle (base line length L11) is provided between the reference antenna 11a and the observation antenna 11b, and the reference antenna 11a and the observation antenna 11 opened from the long base line 11 by an angle α.
The interval between c is a short base line 12 (base line length L12).

【0049】基線11と基線12の長さ(基線長L11
と基線長L12)および角度αは、それぞれ計測が可能
であり既知である。
The length of the base line 11 and the base line 12 (base line length L11
And the base line length L12) and the angle α are known and can be measured.

【0050】図2は、この図1例の配置を採用したこの
実施の形態に係る移動体姿勢計測システム20の構成を
示している。なお、この移動体姿勢計測システム20
は、図示していない車両、船舶等の移動体に搭載され
る。
FIG. 2 shows a configuration of a moving body posture measuring system 20 according to this embodiment employing the arrangement of FIG. Note that this mobile body posture measurement system 20
Is mounted on a moving body such as a vehicle or a ship (not shown).

【0051】図2において、GPS衛星、GLONAS
S衛星等の測位衛星から送信される衛星信号を受信する
基準アンテナ11a、観測アンテナ11b、11cは、
それぞれ衛星信号受信装置22a、22b、22cの入
力端子に接続される。
In FIG. 2, a GPS satellite, GLONAS
The reference antenna 11a and the observation antennas 11b and 11c that receive satellite signals transmitted from positioning satellites such as the S satellite are:
Each is connected to the input terminals of the satellite signal receiving devices 22a, 22b, 22c.

【0052】衛星信号受信装置22aの出力端子は、そ
れぞれ整数値バイアス候補算出装置24b、24cの一
方の入力端子に接続されるとともに、姿勢角演算装置2
5の入力端子に接続される。
The output terminal of the satellite signal receiving device 22a is connected to one of the input terminals of the integer value bias candidate calculating devices 24b and 24c, respectively.
5 input terminals.

【0053】衛星信号受信装置22b、22cの出力端
子は、それぞれ整数値バイアス候補算出装置24b、2
4cの他方の入力端子に接続される。この場合、長基線
11に係る衛星信号受信装置22bの出力端子は、姿勢
角演算装置25の入力端子にも接続されている。
The output terminals of the satellite signal receivers 22b and 22c are connected to integer value bias candidate calculators 24b and 2b, respectively.
4c is connected to the other input terminal. In this case, the output terminal of the satellite signal receiving device 22b related to the long baseline 11 is also connected to the input terminal of the attitude angle computing device 25.

【0054】整数値バイアス候補算出装置24b、24
cの出力端子は、整数値バイアス決定装置26の入力端
子に接続される。
Integer value bias candidate calculation devices 24b, 24
The output terminal of c is connected to the input terminal of the integer value bias determining device 26.

【0055】整数値バイアス決定装置26の出力端子
は、姿勢角演算装置25の入力端子に接続され、この姿
勢角演算装置25は、整数値バイアス決定装置26によ
り決定された真の整数値バイアスと、長基線11の端間
で得られる搬送波位相に基づきこの移動体姿勢計測シス
テム20が搭載される移動体の姿勢角等(具体的には、
方位とピッチング角度とローリング角度とその他の計算
値である。)を演算する。姿勢角演算装置25の出力端
子からは演算された姿勢角等が出力される。
The output terminal of the integer value bias determination device 26 is connected to the input terminal of the attitude angle calculation device 25, and this attitude angle calculation device 25 is connected to the true integer value bias determined by the integer value bias determination device 26. Based on the carrier phase obtained between the ends of the long base line 11, the posture angle of the moving body on which the moving body posture measurement system 20 is mounted (specifically,
The azimuth, pitching angle, rolling angle, and other calculated values. ) Is calculated. From the output terminal of the attitude angle calculation device 25, the calculated attitude angle and the like are output.

【0056】次に、図3のように構成される移動体計測
システム20の動作について説明する。
Next, the operation of the moving object measuring system 20 configured as shown in FIG. 3 will be described.

【0057】衛星信号受信装置22a〜22cは、それ
ぞれ基準アンテナ11a、観測アンテナ11b、11c
を通じて得た測位衛星からの衛星信号を受信し、搬送波
位相等の受信データを整数値バイアス候補算出装置24
b、24cに供給する。
The satellite signal receivers 22a to 22c respectively include a reference antenna 11a and observation antennas 11b and 11c.
The satellite signal from the positioning satellite obtained through the above is received, and the received data such as the carrier wave phase is converted to an integer value bias candidate calculating device
b, 24c.

【0058】整数値バイアス候補算出装置24b、24
cは、得られた受信データおよびそれぞれ既知の長基線
11の長さL11と短基線12の長さL12および角度
αとにより、図2を参照して説明したように、各基線1
1、12における整数値バイアス候補7a〜7c等、及
びその基線ベクトル候補を複数算出し、整数値バイアス
決定装置26に出力する。この場合、基線11は、長基
線11としているので、該長基線11の同位相と長基線
11の長さを半径とする円の交点(整数値バイアス候
補)は、図2例の場合より多くなる。
The integer value bias candidate calculating devices 24b and 24
c is obtained from the obtained reception data and the known length L11 of the long base line 11 and the length L12 of the short base line 12 and the angle α, as described with reference to FIG.
A plurality of integer value bias candidates 7a to 7c and the like and the baseline vector candidates in 1 and 12 are calculated and output to the integer value bias determination device 26. In this case, since the base line 11 is the long base line 11, the number of intersections (integer value bias candidates) of the circle having the same phase as the long base line 11 and the radius of the length of the long base line 11 is larger than that in the example of FIG. Become.

【0059】整数値バイアス決定装置26では以下の処
理を行う。すなわち、長基線11の基線ベクトル候補
と、短基線12の基線ベクトル候補の、全ての組み合わ
せについて、基線ベクトル候補間の角度を求め、その角
度が既知である基線11、12間の角度αと一致するか
どうかをチェックし、角度αと一致しない候補対(こう
ほつい)は、整数値バイアス候補から除外する。この処
理により、角度αと一致する候補数(候補対の数)が1
つになったとき、これを真の解とする。そして、真の解
である1つの候補対としての基線ベクトル候補中、長い
方の基線ベクトル候補から姿勢角計測用の長基線11の
整数値バイアスを決定し、それを姿勢角演算装置25に
出力する。
The following processing is performed in the integer value bias determining device 26. That is, for all combinations of the baseline vector candidate of the long baseline 11 and the baseline vector candidate of the short baseline 12, the angle between the baseline vector candidates is determined, and the angle matches the angle α between the known baselines 11 and 12. Is checked, and candidate pairs that do not match the angle α are excluded from the integer value bias candidates. By this processing, the number of candidates (the number of candidate pairs) matching the angle α is 1
When they come together, this is the true solution. Then, an integer value bias of the long baseline 11 for posture angle measurement is determined from the longer baseline vector candidate among the baseline vector candidates as one candidate pair that is a true solution, and the bias is output to the posture angle computing device 25. I do.

【0060】なお、整数値バイアス候補決定装置26に
おいて、整数値バイアス候補数が1つに絞れなかったと
き等、整数値バイアスが確定できなかった場合には、整
数値バイアスを姿勢角演算装置25には出力しない、あ
るいは、この代わりに正しく計算できたかどうかのフラ
グを出力するようにしてもよい。
If the integer value bias cannot be determined in the integer value bias candidate determination device 26, such as when the number of integer value bias candidates cannot be reduced to one, the integer value bias is converted to the attitude angle calculation device 25. May not be output, or a flag indicating whether or not the calculation was correctly performed may be output instead.

【0061】姿勢角演算装置25は、整数値バイアス決
定装置26から姿勢角計測用の長基線11の整数値バイ
アスが出力された時、その整数値バイアスと、基準アン
テナ11aに接続している測位用衛星信号受信装置22
aと、観測アンテナ11bに接続している測位用衛星信
号受信装置22bから得られた搬送波位相データ等の受
信データにより、姿勢角を算出し、それを外部へ出力す
る。
When the integer value bias of the long base line 11 for attitude angle measurement is output from the integer value bias determination device 26, the attitude angle calculation device 25 determines the integer value bias and the positioning connected to the reference antenna 11a. Satellite signal receiver 22
Based on a and received data such as carrier phase data obtained from the positioning satellite signal receiving device 22b connected to the observation antenna 11b, the attitude angle is calculated and output to the outside.

【0062】なお、連続追尾中の整数値バイアスは変化
がないので、整数値バイアス決定装置26により一度整
数値バイアスが決定された測位用衛星については、連続
追尾であれば、整数値バイアス決定装置26から整数値
バイアスが出力されない場合にも、姿勢角演算に用い
る。
Since the integer bias during continuous tracking does not change, if the positioning satellite for which the integer bias has been determined once by the integer bias determining device 26 is continuous tracking, the integer bias determining device will be used. Even when an integer bias is not output from 26, it is used for the attitude angle calculation.

【0063】連続追尾できなくなった測位用衛星に関し
ては、整数値バイアス候補決定装置26により整数値バ
イアスが確定されるまで、姿勢角演算装置25では姿勢
角演算に用いない。また、正しく姿勢角が得られていな
い場合には、外部へ姿勢角を出力しないか、正しいかど
うかのフラグを出力する。
For the positioning satellites that cannot be continuously tracked, the attitude angle calculator 25 does not use them for the attitude angle calculation until the integer value bias candidate determiner 26 determines the integer value bias. If the attitude angle is not correctly obtained, the attitude angle is not output to the outside, or a flag indicating whether the attitude angle is correct is output.

【0064】図4は、他の実施の形態に係るアンテナの
配置構造図、図5は、図4例のアンテナ配置構造50を
利用する他の実施の形態に係る移動体姿勢計測システム
30のブロック図をそれぞれ示している。
FIG. 4 is a diagram showing an antenna arrangement structure according to another embodiment, and FIG. 5 is a block diagram of a mobile posture measurement system 30 according to another embodiment using the antenna arrangement structure 50 of FIG. Each figure is shown.

【0065】この図4例のアンテナ配置構造50では、
図1例の基準アンテナ11aと観測アンテナ11bとの
間の長基線11の間に第3の観測アンテナ11dを設置
し、1波長以下の短基線13を加えている点が図1例の
アンテナ配置構造40と異なる。なお、短基線13の基
線長L13は、基線12の基線長L12と同じであって
も異なっていてもよい。搬送波の波長をλとするとき、
上述したように、長基線11の基線長L11より短く数
波長(λ)以内の長さである。
In the antenna arrangement structure 50 shown in FIG.
1 is that the third observation antenna 11d is installed between the long base line 11 between the reference antenna 11a and the observation antenna 11b, and the short base line 13 of one wavelength or less is added. Different from structure 40. Note that the base length L13 of the short base line 13 may be the same as or different from the base length L12 of the base line 12. When the wavelength of the carrier is λ,
As described above, the length is shorter than the base length L11 of the long base line 11 and is within several wavelengths (λ).

【0066】同様に、図5例の移動体姿勢計測システム
30では、図3例の移動体姿勢計測システム20に比較
して、観測アンテナ11dに接続される衛星信号受信装
置22dと、この衛星信号受信装置22dと衛星信号受
信装置22aからの受信データを受けて整数値バイアス
候補を算出して整数値バイアス決定装置26に送る整数
値バイアス候補算出装置24dとが新たに追加されてい
る点が異なる。
Similarly, in the mobile attitude measurement system 30 of FIG. 5, the satellite signal receiving device 22d connected to the observation antenna 11d and the satellite signal The difference is that an integer bias candidate calculating device 24d that receives the data received from the receiver 22d and the satellite signal receiving device 22a to calculate an integer bias candidate and sends the candidate to the integer bias determining device 26 is newly added. .

【0067】図4例、図5例の構成によれば、整数値バ
イアス決定装置26により、角度の異なる複数の短基線
12、13を用いて整数値バイアスを決定した後、姿勢
角演算装置25において、長基線11に係る衛星信号受
信装置22a、22bからの受信データにより姿勢角を
求めることができる。
According to the configuration of FIGS. 4 and 5, after the integer value bias is determined by the integer value bias determination device 26 using the plurality of short base lines 12 and 13 having different angles, the attitude angle calculation device 25 is used. In, the attitude angle can be obtained from the received data from the satellite signal receiving devices 22a and 22b related to the long baseline 11.

【0068】このようにすれば、図1例、図3例のよう
に、整数値バイアス決定において長基線11と短基線1
2を用いるのではなく、短基線を複数(この場合、短基
線12、13)用いることにより、整数値バイアス候補
が1つに絞られない確率を図1例、図3例に比較してさ
らに減らすことができる。
In this manner, as shown in the examples of FIGS. 1 and 3, the long baseline 11 and the short baseline 1
By using a plurality of short baselines (in this case, the short baselines 12 and 13) instead of using 2, the probability that the integer value bias candidates cannot be reduced to one is further compared with the examples in FIGS. 1 and 3. Can be reduced.

【0069】もちろん、図4例のアンテナ配置におい
て、基線12と基線13の基線長は、同一であっても異
なっていてもよい。
Of course, in the antenna arrangement of FIG. 4, the base lines 12 and 13 may have the same or different base line lengths.

【0070】なお、車両等移動体への応用として、方位
の異なる短基線12、13を角度α=90゜に配置すれ
ば、高精度ではないが、移動体進行方向の基線(この場
合、基線13)に対して90゜に配置させた基線(この
場合、基線12)から進行方向に対するロール角が得ら
れる。このようにして移動体のロール角を同時に計測す
ることもできる。
As an application to a moving body such as a vehicle, if the short base lines 12 and 13 having different directions are arranged at an angle α = 90 °, the base line in the moving body traveling direction (in this case, the base line A roll angle with respect to the traveling direction is obtained from a base line (in this case, base line 12) arranged at 90 ° to 13). In this way, the roll angle of the moving body can be measured simultaneously.

【0071】また、この発明は、上述の実施の形態に限
らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成
を採りうることはもちろんである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、測位衛星からの衛星信号の受信データを用いて真の
整数値バイアスを決定した後、必要に応じて姿勢角を決
定する場合、長さが既知である長基線と短基線とを角度
を変えて用いることにより、搬送波位相を用いる際に問
題となる整数値バイアスの確定を速やかに(短時間で)
行うことができる。また、同時に、長基線を用いること
により姿勢角の精度を一定精度に保持することができ
る。
As described above, according to the present invention, after determining a true integer value bias using received data of a satellite signal from a positioning satellite, and then determining an attitude angle as necessary, By changing the angle between the long base line and the short base line whose lengths are known, the integer value bias, which is a problem when using the carrier phase, can be determined quickly (in a short time).
It can be carried out. At the same time, the accuracy of the attitude angle can be maintained at a constant accuracy by using the long base line.

【0073】さらに、角度の異なる複数の短基線を用い
ることにより、一層確実に真の整数値バイアスを迅速に
求めることができる。
Further, by using a plurality of short base lines having different angles, a true integer value bias can be quickly and more reliably obtained.

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

【図1】この発明の一実施の形態のアンテナ配置構造を
示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an antenna arrangement structure according to an embodiment of the present invention.

【図2】角度が異なる基線を用いて整数値バイアスを求
める説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for obtaining an integer value bias using a base line having a different angle.

【図3】この発明の一実施の形態の移動体姿勢計測シス
テムのブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a moving body posture measurement system according to an embodiment of the present invention.

【図4】この発明の他の実施の形態のアンテナ配置構造
を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an antenna arrangement structure according to another embodiment of the present invention.

【図5】この発明の他の実施の形態の移動体姿勢計測シ
ステムのブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of a moving body posture measurement system according to another embodiment of the present invention.

【図6】長基線に係る1次元同位相の位置関係説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a positional relationship of one-dimensional in-phase with respect to a long base line.

【図7】短基線に係る1次元同位相の位置関係説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a one-dimensional in-phase positional relationship related to a short base line.

【図8】従来技術に係る複数基線のアンテナ配置構造を
示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a multi-baseline antenna arrangement structure according to the related art.

【図9】従来技術に係る単一基線上の2つのアンテナ配
置構造を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view showing two antenna arrangement structures on a single base line according to the related art.

【図10】従来技術に係る単一基線上の4つのアンテナ
配置構造を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing four antenna arrangement structures on a single baseline according to the related art.

【図11】1次元同位相の位置関係説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a positional relationship of one-dimensional in-phase.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a〜1d、11a〜11d…アンテナ 1、2、3、11、12、13、14…基線 7a〜7f…解候補 8a〜8c、α
…基線間角度 20、30…移動体姿勢計測システム 22a〜22d
…衛星信号受信装置 24b、24c、24d…整数値バイアス候補算出装置 25…姿勢角演算装置 26…整数値バ
イアス決定装置 40、50…アンテナ配置構造
1a-1d, 11a-11d ... antennas 1, 2, 3, 11, 12, 13, 14 ... baselines 7a-7f ... solution candidates 8a-8c, α
... Baseline angles 20, 30... Moving body posture measurement systems 22a to 22d
... Satellite signal receiving devices 24b, 24c, 24d ... Integer value bias candidate calculating device 25 ... Attitude angle calculating device 26 ... Integer value bias determining device 40, 50 ... Antenna arrangement structure

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】測位衛星から送信される衛星信号を受信し
て姿勢角を計測する移動体姿勢計測システムにおいて、 長基線端にそれぞれ配される基準アンテナと第1の観測
アンテナと、 前記基準アンテナから延び、前記長基線に比較して短く
かつ方位が異なる短基線端に配される第2の観測アンテ
ナと、 前記基準アンテナと前記第1および第2の観測アンテナ
を通じて受信された衛星信号から整数値バイアスの解の
候補を算出し、算出した解の候補中、前記長基線長、短
基線長および基線長間角度に基づき、真の整数値バイア
スを決定する整数値バイアス決定装置と、 決定した真の整数値バイアスと、前記長基線端間で得ら
れる搬送波位相に基づき該移動体の姿勢角を演算する姿
勢角演算装置とを備えることを特徴とする移動体姿勢角
計測システム。
1. A mobile attitude measuring system which receives a satellite signal transmitted from a positioning satellite and measures an attitude angle, wherein a reference antenna, a first observation antenna, and a reference antenna respectively arranged at an end of a long base line; A second observation antenna extending from the short base line, which is shorter than the long base line and has a different direction from the long base line, and a satellite signal received through the reference antenna and the first and second observation antennas. An integer value bias determination device that calculates a candidate for a numerical bias solution, and determines a true integer value bias based on the long base line length, the short base line length, and the angle between the base line lengths among the calculated solution candidates. And a posture angle calculation device for calculating a posture angle of the moving body based on a true integer value bias and a carrier wave phase obtained between the long baseline ends. Tem.
【請求項2】測位衛星から送信される衛星信号を受信し
て姿勢角を計測する移動体姿勢計測システムにおいて、 長基線端にそれぞれ配される基準アンテナと第1の観測
アンテナと、 前記基準アンテナから延び、前記長基線に比較して短く
かつ方位が異なる短基線端に配される第2の観測アンテ
ナと、 前記長基線上、前記基準アンテナと前記第1の観測アン
テナとの間に、前記基準アンテナからの基線距離が前記
長基線よりも短い短基線端に配される第3の観測アンテ
ナと、 前記基準アンテナおよび前記1〜第3の観測アンテナを
通じて受信された衛星信号から整数値バイアスの解の候
補を算出し、算出した解の候補中、前記第2および第3
観測アンテナに係る2つの短基線長および基線長間角度
に基づき、真の整数値バイアスを決定する整数値バイア
ス決定装置と決定した真の整数値バイアスと、前記長基
線端間で得られる搬送波位相に基づき該移動体の姿勢角
を演算する姿勢角演算装置とを備えることを特徴とする
移動体姿勢角計測システム。
2. A mobile attitude measuring system which receives a satellite signal transmitted from a positioning satellite and measures an attitude angle, wherein a reference antenna, a first observation antenna, and a reference antenna respectively arranged at a long base line end; A second observation antenna extending from the short base end, which is shorter than the long base line and has a different orientation, and on the long base line, between the reference antenna and the first observation antenna. A third observation antenna whose base line distance from the reference antenna is shorter than the long base line, and an integer bias from a satellite signal received through the reference antenna and the first to third observation antennas; Solution candidates are calculated, and the second and third candidates are calculated among the calculated solution candidates.
An integer bias determining device that determines a true integer bias based on two short baseline lengths and an angle between the baseline lengths related to the observation antenna, and a determined true integer bias, and a carrier phase obtained between the long baseline ends. And a posture angle calculation device that calculates a posture angle of the moving body based on the moving body posture angle measurement system.
【請求項3】測位衛星から送信される衛星信号を受信し
て真の整数値バイアスを算出するための複数アンテナ配
置構造において、 長基線端にそれぞれ配される基準アンテナと第1の観測
アンテナと、 前記基準アンテナから延び、前記長基線に比較して短く
かつ方位が異なる短基線端に配される第2の観測アンテ
ナとを備えることを特徴とする複数アンテナ配置構造。
3. A multiple antenna arrangement for receiving a satellite signal transmitted from a positioning satellite and calculating a true integer value bias, wherein a reference antenna, a first observation antenna, and a first antenna are respectively disposed at a long base line end. A second observation antenna extending from the reference antenna and arranged at a short base end that is shorter than the long base and has a different orientation.
【請求項4】測位衛星から送信される衛星信号を受信し
て真の整数値バイアスを算出するための複数アンテナ配
置構造において、 長基線端にそれぞれ配される基準アンテナと第1の観測
アンテナと、 前記基準アンテナから延び、前記長基線に比較して短く
かつ方位が異なる短基線端に配される第2の観測アンテ
ナと、 前記長基線上、前記基準アンテナと前記第1の観測アン
テナとの間に、前記基準アンテナからの基線距離が前記
長基線よりも短い短基線端に配される第3の観測アンテ
ナとを備えることを特徴とする複数アンテナ配置構造。
4. A multiple antenna arrangement for receiving a satellite signal transmitted from a positioning satellite and calculating a true integer value bias, wherein a reference antenna, a first observation antenna, and a first observation antenna respectively arranged at a long base line end are provided. A second observation antenna extending from the reference antenna, arranged at a short base end that is shorter than the long base line and has a different direction; and a second observation antenna on the long base line, the reference antenna and the first observation antenna. And a third observation antenna disposed at a short base line end whose base line distance from the reference antenna is shorter than the long base line.
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