JP2001305210A - Position detection device - Google Patents

Position detection device

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JP2001305210A
JP2001305210A JP2000124935A JP2000124935A JP2001305210A JP 2001305210 A JP2001305210 A JP 2001305210A JP 2000124935 A JP2000124935 A JP 2000124935A JP 2000124935 A JP2000124935 A JP 2000124935A JP 2001305210 A JP2001305210 A JP 2001305210A
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base station
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Masahito Fukuda
Kazuhiro Kawamoto
Kenji Okuno
Takuya Suefuji
Junichi Suzuki
Ikuo Tsujimoto
Wakio Yamada
健治 奥野
和喜男 山田
和宏 川本
卓也 末藤
正仁 福田
郁夫 辻本
淳一 鈴木
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
松下電工株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a receiving position with a comparatively high accuracy by using both the GPS technique and the position detection technique of a PHS terminal in a PHS public network.
SOLUTION: A GPS receiving part 12 receives a GPS signal from a GPS satellite, and a PHS receiving part 22 can communicate with a PHS base station 2. A GPS position measurement calculation part 13 finds a first probability density function regarding the measurement position by the GPS signals from three or more GPS satellites received by the GPS receiving part 12. A PHS radio wave intensity measurement part 23 finds a second probability density function regarding the measurement position based on the position of the PHS base station 2 communicating with the PHS receiving part 22 and the receiving intensity. A present position estimating part 31 determines the measurement position by finding the position where the maximum likelihood value can be obtained from the first and second probability density functions.
COPYRIGHT: (C)2001,JPO

Description

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

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、GPS衛星からのGPS信号およびPHS公衆網を併用することによって受信位置を測位する位置検出装置に関するものである。 The present invention relates to relates to a position detecting apparatus for positioning the receiving position by combining the GPS signals and the PHS public network from the GPS satellites.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、地球を周回する複数個の人工衛星から送信される衛星信号を受信することにより、受信位置を測定する測位システムが普及してきている。 In recent years, by receiving satellite signals transmitted from a plurality of artificial satellites orbiting the Earth, the positioning system for measuring the received position it has become popular. この種の測位システムとしてGPS(Global Positioning S As this type of positioning system GPS (Global Positioning S
ystem)が広く知られている。 ystem) it is widely known. GPSに用いる受信装置では、図8に示すように、GPSアンテナ11によって人工衛星(以下、「GPS衛星」という)からのGPS In the receiving apparatus used for the GPS, as shown in FIG. 8, an artificial satellite (hereinafter, referred to as "GPS satellites") by the GPS antenna 11 GPS from
信号を受信し、GPS受信部12においてGPS信号を捕捉するとともに、航法データ(航法メッセージ)を復調することによってGPS信号を送信したGPS衛星を特定する。 Receiving a signal, as well as acquire the GPS signals in the GPS receiver 12, identifies the GPS satellites transmit GPS signals by demodulating the navigation data (navigation message). 受信装置では、3個以上(一般には4個以上)のGPS衛星からのGPS信号を同時に受信し、G In the receiving apparatus receives three or more (typically four or more) GPS signals from GPS satellites at the same time, G
PS受信部12からの出力は測位演算処理部13′に入力され、測位演算処理部13′では、航法メッセージから求めた各GPS衛星の位置情報および時刻情報と、各GPS衛星からのGPS信号の送信時刻と受信時刻との時間差(到達時間データ)と、受信周波数とに基づいて各GPS衛星までの疑似距離およびドップラーシフトを算出し、これらと受信装置内のクロック信号の誤差(つまり、各疑似距離に等しく含まれる誤差であるクロックバイアス)を含めて受信位置を2次元的ないし3次元的に決定する。 The output from the PS receiver 12 'is input to the positioning processor 13' positioning calculation processing unit 13, the position information and time information of each GPS satellite calculated from the navigation message, the GPS signals from each GPS satellite time difference between the transmission time and the reception time and (arrival time data), calculates the pseudorange and Doppler shift to each GPS satellite based on the receiving frequency, of the clock signal in these and the receiver error (i.e., each pseudo distance equal to determine the received position 2 dimensional stone three-dimensional, including the clock bias) is an error included. こうして求めた測位位置は現在位置出力部6を通して出力される。 Thus determined measured position is outputted through the current position output section 6.

【0003】ところで、受信装置においてGPS信号を受信しているGPS衛星の幾何学的配置により測位誤差の大きさが変化することが知られている。 Meanwhile, the magnitude of the positioning error is known to vary by geometry of GPS satellites received GPS signals in the receiver. また、GPS In addition, GPS
信号には精度劣化信号が含まれているから、GPS信号のみで測位すれば100m程度の誤差が含まれることになる。 Since the signal contains precision deterioration signal, it will include 100m of about errors when positioning only the GPS signal. しかも、GPS技術によって受信位置を測位するには、3個以上のGPS衛星からのGPS信号を同時に受信する必要があるが、市街地などではビルや高架によってGPS信号が遮られ、3個以上のGPS衛星からのGPS信号を同時に受信するという条件が満たされない場合がある。 Moreover, the positions the receiving position by the GPS technology, it is necessary to simultaneously receive the GPS signals from three or more GPS satellites, in such urban GPS signal is blocked by buildings or elevated, three or more GPS in some cases the condition of receiving a GPS signal from a satellite at the same time is not met.

【0004】一方、PHS公衆網においてはPHS端末の位置を求める技術が用いられており、この技術においては位置を特定しようとするPHS端末と交信しているPHS基地局のID番号(CS−ID)をセンタ局に送信することによって、PHS基地局がPHS端末と交信可能な範囲程度の精度で位置情報を得ることが可能になっている。 [0004] On the other hand, a technique is used to determine the position of the PHS terminal in PHS public network, ID number (CS-ID of the PHS base stations in communication with the PHS terminal to try to determine the position in this art ) by sending to the center station, it has been possible PHS base station to obtain the location information communication possible range a precision of about a PHS terminal. また、位置を特定しようとするPHS端末が複数のPHS基地局と交信可能である場合には、PHS Further, when the PHS terminal to try to determine the location can be communicated with a plurality of PHS base stations, PHS
端末と交信可能なPHS基地局により囲まれる範囲内にPHS端末が存在するものと判断することができる。 It can be determined that the PHS terminal is present in the range surrounded by the terminal and communication can PHS base station. たとえば、PHS端末と交信可能なPHS基地局が2個であれば両PHS基地局を結ぶ直線を直径とする円内とし、3個であればすべてのPHS基地局を通る円内、あるいはPHS基地局を頂点とする三角形内などとする。 For example, PHS terminal and communication can PHS base station is within a circle whose diameter a line connecting both PHS base station if two, the circle passing through all the PHS base station if three or PHS base the station, and the like within a triangle whose vertices.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したように、PHS端末の位置を求める技術は、PHS基地局の位置に対してPHS端末との交信が可能な範囲程度の精度しか得られないものであり、通常は100〜500 [SUMMARY OF THE INVENTION] As described above, techniques for determining the location of PHS terminal, which can only be obtained about the possible range communication with the PHS terminal accuracy relative to the position of the PHS base station in it, it is usually 100 to 500
m程度の誤差を含むものである。 It is intended to include an error of about m. また、GPSによる位置の測定精度は3個以上のGPS衛星からのGPS信号を同時に受信することができるときには100m前後の精度での測位が可能であるが、上述したように市街地では3個以上のGPS衛星からのGPS信号を同時に受信できない場合も多い。 The measurement accuracy of the position by the GPS is when it can receive GPS signals from three or more GPS satellites simultaneously is capable of positioning at 100m before and after precision, three or more in urban as described above in many cases it can not receive the GPS signal from the GPS satellite at the same time.

【0006】本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、GPS技術とPHS公衆網におけるPHS端末の位置検出技術とを併用することにより比較的高い精度で受信位置を測位することを可能にした位置検出装置を提供することにある。 [0006] The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is positioning the receiving position with relatively high accuracy by using both the position detection technology of the PHS terminal in GPS technology and PHS public network and to provide a position detecting device which makes it possible to.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、GP Means for Solving the Problems of claims 1 invention, GP
S衛星からのGPS信号を受信するGPS受信部と、P A GPS receiver for receiving GPS signals from the S satellite, P
HS基地局との交信が可能なPHS受信部と、GPS受信部で受信したGPS信号により求めたGPS衛星までの疑似距離とPHS受信部を通して求めたPHS基地局の位置とから尤度が最大になる測位位置を求める測位演算処理部とを備えるものである。 And communication is possible PHS reception unit of the HS base station, a maximum likelihood from the position of the PHS base station obtained through the pseudo distance and the PHS reception unit to GPS satellites determined by the GPS signal received by the GPS receiver it is intended and a positioning calculation processing unit for obtaining a composed located position. この構成によれば、G According to this configuration, G
PS衛星からのGPS信号から得られる位置情報だけではなくPHS基地局との交信により得られる位置情報も併せて用いるから、GPS信号のみで位置が検出できる場合には測位位置をより高い精度で求めることが可能になる。 Since used in conjunction the position information obtained by communication with the PHS base station, not only the position information obtained from the GPS signals from the PS satellites, if only by the position can be detected GPS signal obtains the measured position with higher precision it becomes possible. また、GPS信号のみでは位置が検出できない場合でもPHS基地局との交信によって得た位置情報を加味することで測位位置を求めることが可能になる場合がある。 Also, with only GPS signals sometimes becomes possible to obtain the measured position by adding the position information obtained by communication with the PHS base station even if the position can not be detected. たとえば、市街地などで2個のGPS衛星からしかGPS信号が得られない場合であってもPHS基地局との交信が可能であれば、定点の位置情報を3個以上得ることが可能になり、測位位置を2次元的に特定できることになる。 For example, it is possible to obtain communication with the PHS base station even if no GPS signal is obtained only from two GPS satellites in such urban is possible, the location information of the fixed point 3 or more, It becomes possible to identify the positioning position two-dimensionally. つまり、測位可能性を高めることができる。 That is, it is possible to improve the positioning possibilities. 一方、PHS基地局の設置数が少ない郊外などでは、3個以上のGPS衛星からのGPS信号を受信できる可能性が高いから、GPS信号のみで測位が可能になる。 On the other hand, like in the suburban number of installed PHS base station is small, a high possibility that can receive GPS signals from three or more GPS satellites, allowing positioning only the GPS signal. このように、市街地と郊外とにかかわらず測位位置の特定が可能になる。 Thus, it is possible to identify the measured position regardless of the urban and suburban.

【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記測位演算処理部が、GPS受信部で受信した3 [0008] invention of claim 2 is the invention of claim 1, wherein the positioning calculation processing unit, received by the GPS receiver 3
個以上のGPS衛星からのGPS信号により測位位置に関する第1の確率密度関数を求めるGPS測位演算部と、PHS受信部が交信しているPHS基地局の位置と受信強度とに基づいて測位位置に関する第2の確率密度関数を求めるPHS電波強度測定部と、第1および第2 And GPS positioning operation unit by GPS signals from more than five GPS satellites determining a first probability density function for the measured position, to positioning position based on the position and the reception intensity of the PHS base stations PHS reception unit is communicating and PHS radio field intensity measurement unit for determining the second probability density function, first and second
の確率密度関数から最尤値が得られる位置を求めて測位位置とする現在位置推定部とから成るものである。 It is made of the current position estimation unit for a positioning position from the probability density function to seek the position where the maximum likelihood value is obtained. この構成によれば、GPS衛星からのGPS信号のみで測位位置を特定できる場合において、PHS基地局との交信で得られる位置情報を加味することで測位精度を高めることが可能になる。 According to this configuration, in a case where only identifiable positioning position GPS signals from GPS satellites, it is possible to enhance the positioning accuracy by considering the positional information obtained by communication with the PHS base station.

【0009】請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記測位演算処理部が、GPS受信部で受信した複数個のGPS衛星からのGPS信号により各GPS衛星までの疑似距離をそれぞれ求める疑似距離計測部と、P [0009] The invention of claim 3 is the invention of claim 1, wherein the positioning calculation processing unit calculates the pseudo distance to each GPS satellite, respectively by the GPS signals from a plurality of GPS satellites received by the GPS receiver and a pseudo distance measurement unit, P
HS受信部が交信しているPHS基地局の位置と受信強度とに基づいて既知位置のPHS基地局までの距離を求めるPHS電波強度測定部と、測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとを未知数とし、測位位置と各G Unknowns and PHS radio field intensity measurement unit for determining the distance to the PHS base station of known position on the basis of the position and the reception intensity of the PHS base station HS receiver is communicating, the latitude and longitude and clock bias of the determined position and, positioning position and each G
PS衛星との疑似距離およびPHS基地局までの距離と、推定される測位位置に対する各GPS衛星およびP And the distance to the pseudorange and the PHS base station with PS satellites, each of the GPS satellites for estimated measured position and P
HS基地局の方向余弦ベクトルとで得られる非線形連立方程式の最小2乗推定量として未知数である測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとを求める最小2乗収束演算測位位置計算部とから成るものである。 Made of a least-squares convergent computation positioning position calculation unit for obtaining the latitude and longitude and the clock bias of the determined position is unknown as the least squares estimator of nonlinear simultaneous equations obtained by the direction cosine vectors of the HS base station is there. この構成によれば、GPS衛星からのGPS信号のみでは測位位置を特定することができない場合でも、PHS基地局との交信により得られる位置情報を加えることで測位位置を特定することが可能になる。 According to this structure, even when the only GPS signals from GPS satellites can not be identified located position, it is possible to identify the measured position by adding the position information obtained by communication with the PHS base station . つまり、市街地などにおいて2個のGPS衛星からのGPS信号しか受信できないような場合でもPHS基地局との交信が可能であれば、測位位置を求めることが可能になる。 That is, communication with the PHS base station, even if only GPS signals from two GPS satellites in such urban that can not be received if, it is possible to determine a measured position.

【0010】請求項4の発明は、請求項3の発明において、疑似距離計測部で求めた各GPS衛星までの疑似距離に等しい重み係数を乗算する第1の重みづけ部と、P [0010] The invention of claim 4 is the invention of claim 3, the first weighting unit for multiplying the equivalent weight coefficient pseudo distance to each GPS satellite calculated in pseudorange measurement unit, P
HS電波強度測定部で求めたPHS基地局までの距離に重み係数を乗算する第2の重みづけ部を設け、重みづけされた値を最小2乗収束演算測位位置計算部に与えるものである。 A second weighting unit for multiplying a weighting factor to the distance to the PHS base station determined by the HS radio field intensity measurement unit provided is intended to provide a weighted value to the least squares convergence calculation determined position calculation section. この構成によれば、GPS衛星からのGPS According to this configuration, GPS from the GPS satellites
信号から得られる疑似距離とPHS基地局との交信によって得られるPHS基地局までの距離との精度の相違を重みづけによって軽減することができ、より信頼性の高い測位が可能になる。 The accuracy difference between the distance to the PHS base station obtained by communication with the pseudoranges and the PHS base station obtained from the signal can be reduced by weighting, thereby enabling more reliable positioning.

【0011】請求項5の発明は、請求項3の発明において、疑似距離計測部で求めた各GPS衛星までの疑似距離にそれぞれ個別に重み係数を乗算する第1の重みづけ部と、PHS電波強度測定部で求めたPHS基地局までの距離に重み係数を乗算する第2の重みづけ部を設け、 [0011] The invention of claim 5 is the invention of claim 3, the first weighting unit for multiplying each individual weighting coefficients to the pseudo distance to each GPS satellite calculated in pseudorange measurement unit, PHS radio a second weighting unit for multiplying a weighting factor provided in the distance to the PHS base station determined by the intensity measuring unit,
重みづけされた値を最小2乗収束演算測位位置計算部に与えるものである。 The weighted value is what gives the least-squares convergence calculation determined position calculation section. この構成によれば、GPS衛星からのGPS信号から得られる疑似距離とPHS基地局との交信によって得られるPHS基地局までの距離との精度の相違を重みづけによって軽減することができるのはもちろん、各GPS衛星ごとに異なる疑似距離の精度の相違についても重みづけによって軽減することができるから、より信頼性の高い測位が可能になる。 According to this arrangement, of course it is possible to reduce the accuracy difference between the distance to the PHS base station obtained by communication with the pseudoranges and the PHS base station obtained from the GPS signals from the GPS satellites by weighting the since it can also be reduced by weighting the accuracy of differences of different pseudorange for each GPS satellite, thereby enabling more reliable positioning.

【0012】請求項6の発明は、請求項1の発明において、前記測位演算処理部が、GPS受信部で受信した複数個のGPS衛星からのGPS信号により各GPS衛星までの疑似距離をそれぞれ求める疑似距離計測部と、P [0012] The invention of claim 6 is the invention of claim 1, wherein the positioning calculation processing unit calculates the pseudo distance to each GPS satellite, respectively by the GPS signals from a plurality of GPS satellites received by the GPS receiver and a pseudo distance measurement unit, P
HS受信部が交信しているPHS基地局の位置と受信強度とに基づいて既知位置のPHS基地局までの距離を求めるPHS電波強度測定部と、疑似距離計測部で求めた疑似距離およびPHS電波強度測定部で求めたPHS基地局までの距離にGPS信号を受信するGPSアンテナおよびPHS基地局と交信するPHSアンテナを搭載した移動体の動特性を加味してカルマンフィルタにより測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとを求めるカルマンフィルタ測位位置計算部とから成るものである。 And PHS radio field intensity measurement unit for determining the distance to the PHS base station of known position on the basis of the position and the reception intensity of the PHS base station HS receiver is communicating, pseudoranges and PHS radio waves determined by the pseudo-distance measurement unit a latitude and longitude measured position by the Kalman filter in consideration of the dynamic characteristics of the moving unit incorporating a PHS antenna to communicate with the GPS antenna and the PHS base station that receives a GPS signal to the distance to the PHS base station determined by the intensity measuring unit it is made of a Kalman filter positioning position calculation unit for obtaining a clock bias. この構成によれば、GPS衛星からのGPS信号のみで測位位置を特定できる場合において、PHS基地局との交信で得られる位置情報を加味することで測位精度を高めることが可能になる。 According to this configuration, in a case where only identifiable positioning position GPS signals from GPS satellites, it is possible to enhance the positioning accuracy by considering the positional information obtained by communication with the PHS base station. しかも、移動体に搭載され測位位置が時々刻々変化する場合でも精度のよい測位が可能になる。 Moreover, it mounted on the measured position in the moving body to allow good positioning accuracy even when changing every moment.

【0013】請求項7の発明は、請求項6の発明は、前記カルマンフィルタ測位位置計算部で用いる測位位置の初期推定値をPHS受信部が交信しているPHS基地局の位置とするものである。 [0013] The invention of claim 7, the invention of claim 6 is to the position of the PHS base station an initial estimate of the position location to be used in the Kalman filter located position calculation section PHS reception unit is communicating . この構成によれば、初期推定値が大幅にずれることがなく、立ち上がりから短時間で精度のよい測位が可能になる。 According to this arrangement, without initial estimate deviates significantly, allowing better positioning accuracy in a short time from the rise.

【0014】 [0014]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)本実施形態では、GPS技術のみでも受信位置の測位が可能な場合、つまり、3個以上(3次元的に測位する場合には4 In DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (First Embodiment) In this embodiment, if possible positioning of the receiver position also only GPS technology, that is, in the case of three or more (three-dimensional positioning 4
個以上)のGPS衛星からのGPS信号を同時に受信することができることを前提とし、PHS端末の位置を特定する技術を併用することによって測位精度を高める例を示す。 It assumes that can receive GPS signals from GPS satellites FOB) simultaneously, showing an example of increasing the positioning accuracy by combining a technique for identifying the position of PHS terminal.

【0015】すなわち、GPS技術においては受信装置においてGPS信号を受信しているGPS衛星の幾何学的配置により測位誤差の大きさが変化することが知られている。 [0015] That is, the magnitude of the positioning error is known to vary by geometry of GPS satellites received GPS signals at the receiver in the GPS art. この種の測位誤差は受信装置からGPS衛星までの距離のばらつきが大きいほど大きくなり、水平面上では誤差の分布が楕円状をなすことが知られている。 Positioning error of this kind increases as the variation of the distance from the receiver to the GPS satellites is large, the distribution of the errors are known to form an elliptical shape in the horizontal plane. このことは、受信装置から見た各GPS衛星の方向を成分とする行列(観測行列という)の数学的性質から導き出され、誤差が分布する楕円を誤差楕円と呼んでいる(図2に誤差楕円E1を例示している)。 This is derived from the mathematical properties of the matrix (referred to observation matrix) to the direction of each GPS satellite as seen from the receiving apparatus as a component, error ellipse the ellipse error is distributed are referred to as error ellipse (FIG. 2 It illustrates the E1). すなわち、楕円の長径方向においては測位の誤差が大きく、楕円の短径方向においては誤差が小さいことになる。 That is, large error in positioning is in the major axis direction of the ellipse, resulting in a small error in the minor axis direction of the ellipse. また、誤差楕円E1の中心をGPS信号により求めた位置P1とすることができる。 Further, it is possible to position P1 that the center of the error ellipse E1 determined by the GPS signal.

【0016】一方、PHS技術を用いた測位では、従来構成として説明したように、PHS基地局とPHS端末との交信範囲程度の精度での測位が可能であって、さらにPHS基地局からの電波の出力は既知であるから、P [0016] On the other hand, in the positioning using the PHS technology, as described as a conventional configuration, a possible positioning in the coverage area of ​​about accuracy of the PHS base station and a PHS terminal, further radio wave from the PHS base station since the output of is known, P
HS端末において受信する電波の電界強度を加味すれば、PHS端末が存在する範囲を狭めることが可能になる。 If considering the electric field strength of the radio wave to be received in the HS terminal, it is possible to narrow the range in which PHS terminal exists. ここでは、PHS基地局とPHS端末との交信範囲をPHS基地局を中心とする円で近似する。 Here, it approximates the coverage area of ​​the PHS base station and a PHS terminal in a circle around the PHS base station. 実際には建造物などの影響によって交信範囲は円形にはならないが、近似モデルとしては比較的よいモデルであると言える。 In fact in the communication range due to the influence of such buildings is not a circle, it can be said that a relatively good model as an approximate model. つまり、PHS端末での受信強度(電波の電界強度)を加味すれば、PHS端末が存在すると推定される範囲は円環状の範囲になる。 That is, when considering the reception intensity at the PHS terminal (electric field strength of radio waves), the range is estimated to PHS terminal exists in the range of an annular shape. たとえば、図2においてP Example, P in FIG. 2
HS基地局の位置をP2とし、PHS端末との交信範囲をD2とするとき、電界強度から求められるPHS端末の存在範囲をE2で表される円環状の範囲と推定することができる。 The position of the HS base station and P2, when the coverage area of ​​the PHS terminal and D2, the existence range of the PHS terminal to be determined from the electric field intensity can be estimated in the range of annular represented by E2.

【0017】以上のことから、GPS信号を受信する受信装置とPHS端末とが同じ位置に存在し、かつ誤差楕円E1とPHS端末の存在範囲E2とが図2のように表されるとすれば、誤差楕円E1と存在範囲E2との重複する範囲内に求める位置が含まれている可能性が高いと言える。 [0017] From the above, the receiving apparatus and the PHS terminal receiving the GPS signal is present at the same position, and if represented as error ellipse E1 and existing range E2 Togazu 2 of the PHS terminal , it can be said that there is a high possibility of including the position determined in a range that overlaps with the existence range E2 and error ellipse E1. ここで、誤差楕円E1と存在範囲E2とには位置を変数とする確率密度関数を設定することが可能であるから、両者の重複する範囲において存在確率がもっとも高い位置を求めれば、よい精度で位置を求めることが可能になる。 Here, since the the error ellipse E1 and existing range E2 is capable of setting a probability density function for the position variable, by obtaining the highest position existence probability to the extent that overlapping of the two, with good accuracy position it is possible to obtain the. つまり、図3に示すように、GPS技術によって推定される受信装置の位置(つまり、測位位置) That is, as shown in FIG. 3, the position of the receiving device estimated by the GPS technology (i.e., measured position)
に対して受信装置が存在する確率に関する確率分布関数がPD1であり、PHS基地局の位置がP1であるときのPHS端末での受信強度から得られるPHS端末の位置に対してPHS端末が存在する確率に関する確率分布関数がPD2であるとすると、両確率分布関数PD1, Probability distribution function for the probability that the receiving device is present is PD1, PHS terminal exists with respect to the position of PHS terminal position of the PHS base station is obtained from the reception intensities at the PHS terminal when a P1 against When the probability distribution function for the probability is assumed to be PD2, both the probability distribution function PD1,
PD2から最尤値が得られる位置を求める位置P0とすることができるのである。 It is possible to from the PD2 and the position P0 to determine the position of the maximum likelihood value is obtained.

【0018】以下では、上述した原理を実現する装置について説明する。 [0018] In the following, a description will be given apparatus embodying the principles described above. 図1に示すように、本実施形態における位置検出装置1は、GPS受信装置とPHS端末との機能を備えるものである。 As shown in FIG. 1, the position detecting device 1 according to this embodiment is provided with the functions of the GPS receiver and the PHS terminal. すなわち、位置検出装置1 That is, the position detecting device 1
は、GPS信号を受信するGPSアンテナ11と、GP It includes a GPS antenna 11 for receiving GPS signals, GP
S信号から航法データを復調するとともに受信周波数を求めるGPS受信部12と、PHS基地局2からの電波を受信するためのPHSアンテナ21と、PHS基地局からの受信信号から位置データを復調するPHS受信部22とを備える。 A GPS receiver 12 for determining the receiving frequency demodulates the navigation data from the S signal, a PHS antenna 21 for receiving radio waves from the PHS base station 2, PHS for demodulating the position data from the received signal from the PHS base station and a receiving portion 22. PHS受信部22はPHS基地局2との間で下り信号だけではなく上り信号も扱うことができるように構成されている。 PHS reception unit 22 is configured to be able to handle even the uplink signal not only the downlink signal between the PHS base station 2. GPS受信部12の出力はG The output of the GPS receiver 12 G
PS測位演算部13に入力されて受信位置が測位される。 Are input received positioned PS positioning operation unit 13 is a positioning. ただし、この受信位置は誤差楕円E1(つまり、確率密度関数PD1)として表される。 However, the receiving position is expressed as an error ellipse E1 (i.e., the probability density function PD1).

【0019】一方、PHS基地局2は公衆網3を介してセンタ局4と接続されている。 Meanwhile, PHS base station 2 is connected to the center station 4 via the public network 3. PHS受信部22ではP In the PHS receiving section 22 P
HS基地局2と交信可能であるときに、そのPHS基地局2の識別番号(CS−ID)を知ることができる。 When possible communicate with HS base station 2, it is possible to know the PHS identification number of the base station 2 (CS-ID). また、センタ局4では各PHS基地局2のCS−IDと、 Further, the CS-ID of each PHS base station 2 in the center station 4,
その設置位置とをデータベースとして保有している。 Owns its installation position as a database. したがって、PHS受信部22はセンタ局4に接続し、P Therefore, PHS reception unit 22 is connected to the center station 4, P
HS基地局2との交信によって知ったCS−IDをセンタ局4に送信することで、当該PHS基地局2の位置情報を公衆網3を通してセンタ局4から受け取る。 By transmitting the CS-ID, which knows the communication with the HS base station 2 to the central station 4 receives from the center station 4 the location information of the PHS base station 2 through the public network 3. PHS PHS
基地局2の位置情報は緯度と経度とを示すデータであって、PHS基地局2の位置情報がわかればPHS受信部22の受信位置を大略知ることができる。 Location information of the base station 2 is a data showing the latitude and longitude, it is possible to know roughly the receiving position of the PHS reception unit 22 knowing the location information of the PHS base station 2. さらに、PH In addition, PH
S受信部22ではPHS基地局2からの受信信号をPH The received signal from the S receiver 22 in the PHS base station 2 PH
S電波強度測定部23に入力し、PHS基地局2から受信した電波の電界強度をPHS電波強度測定部23によって測定する。 Enter the S wave strength measurement unit 23 measures the field intensity of the radio wave received from the PHS base station 2 by PHS radio field intensity measurement unit 23. ここで、各PHS基地局2からの電波の出力電力は既知であるから、3次元空間に放射された電波の距離に対する減衰特性に当てはめることによって、 Here, since the output power of a radio wave from the PHS base station 2 it is known, by fitting the damping characteristic for the distance of the emitted radio waves in a three-dimensional space,
PHS電波強度測定部23で測定した電界強度をPHS PHS electric field strength measured by the PHS radio wave intensity measurement unit 23
基地局2からの距離に換算することができる。 It can be converted to the distance from the base station 2. すなわち、上述した円環状の存在範囲E2(つまり、確率密度関数PD2)を求めることができる。 That is, it is possible to determine the existence range of the annular described above E2 (i.e., the probability density function PD2). ただし、市街地などでは建造物などによって電波が反射されるから、円環状の存在範囲E2を正確に設定することはできないが、 However, since in such urban radio waves are reflected by such buildings, but it is impossible to accurately set the existing range E2 annular,
簡易的にはPHS基地局2の位置を中心とし、受信電波の電界強度を距離に換算した円環状の存在範囲E2を設定することでPHS受信部22の存在する範囲を比較的よい精度で推定することが可能である。 The simply around the position of the PHS base station 2, estimated with relatively good accuracy the existence range of the PHS reception unit 22 by setting the existing range E2 annular obtained by converting the field strength of the received radio wave to the distance it is possible to. また、ここでは位置検出装置が地上に存在するものと仮定している。 Also, here it is assumed that the position detecting device is present on the ground.

【0020】上述したGPS測位演算部13とPHS電波強度測定部23とは現在位置推定部31とともに測位演算処理部5を構成しており、GPS測位演算部13とPHS電波強度測定部23とにおいてそれぞれ求めた確率密度関数PD1,PD2を現在位置推定部31に入力し、現在位置推定部31において2つの確率密度関数P [0020] constitute a positioning calculation processing unit 5 together with the current position estimating unit 31 and the GPS positioning operation unit 13 and the PHS radio field intensity measurement unit 23 described above, in the GPS positioning operation unit 13 and the PHS radio field intensity measurement unit 23 the probability density function PD1, PD2 obtained respectively input to the current position estimating unit 31, at the current position estimating unit 31 two probability density functions P
D1,PD2から受信位置の存在確率の最尤値を求め、 Obtains the maximum likelihood value of the existence probability of the receiving position from D1, PD2,
最尤値が得られる位置を、現在位置出力部6を通して出力するのである。 The position of the maximum likelihood value is obtained, it is to output through the current position output section 6. つまり、GPS技術から得られる誤差楕円E1の範囲のみに基づいて測位位置を求める場合や、PHS技術から得られる存在範囲E2のみに基づいて測位位置を求める場合に比較すると、高い信頼度で測位位置を求めることができる。 That is, if and to determine the measured position based only on the scope of the error ellipse E1 obtained from the GPS technology, when compared to the case of obtaining the measured position based only on the existence range E2 obtained from PHS technology, positioning position with a high degree of confidence it can be obtained.

【0021】(第2の実施の形態)本実施形態は、測位に必要な個数のGPS衛星よりも少ない個数のGPS衛星からのGPS信号しか受信することができない場合において、PHS技術を併用することで測位を可能とするものである。 [0021] (Second Embodiment) In this embodiment, in the case where only the GPS signal from a small number of GPS satellites than the number of GPS satellites required for positioning can not be received, be used in combination PHS technology in it is intended to enable positioning. たとえば、3次元的に測位するには4個以上のGPS衛星からのGPS信号を同時に受信する必要があるが、3個以下のGPS衛星からのGPS信号しか受信することができなければ2次元的にしか測位することはできない。 For example, three-dimensionally to the positioning, it is necessary to receive the GPS signals from 4 or more GPS satellites at the same time, 2-dimensional to be able to receive only GPS signals from three or less GPS satellites it is not possible to positioning only. また、2個以下のGPS衛星からのGP In addition, GP from more than two GPS satellites
S信号しか受信できなければGPS技術を用いるだけでは、2次元的にも測位することはできないことになる。 Only by using GPS technology If only be received S signal would be two-dimensionally can not be positioning.

【0022】以下では2次元的に測位しようとする場合について、2個のGPS衛星からのGPS信号しか受信できない場合を想定して説明する。 The case to be two-dimensionally positioning in the following, only GPS signals from two GPS satellites will be described on the assumption that can not be received. 図4に示すように、 As shown in FIG. 4,
本実施形態では、第1の実施の形態におけるGPS測位演算部12に代えて疑似距離計測部14を設け、現在位置推定部31に代えて最小2乗収束演算測位位置計算部32を設けている。 In the present embodiment, the pseudorange measurement unit 14 in place of the GPS positioning operation unit 12 of the first embodiment is provided, is provided with the least squares convergence calculation determined position calculation unit 32 instead of the current position estimating unit 31 . 最小2乗収束演算測位位置計算部3 Least squares convergence calculation determined position calculation section 3
2での処理については後述する。 It will be described later treatment with 2.

【0023】まず、GPS衛星からのGPS信号に基づく処理について説明する。 [0023] First, a description will be given of a process based on the GPS signals from the GPS satellites. GPS信号はGPSアンテナ11で受信されGPS受信部12に入力され、GPS受信部12で復調された航法メッセージなどが疑似距離計測部14に入力される。 GPS signal is input to the GPS receiver 12 is received by the GPS antenna 11, such as the navigation message demodulated by the GPS receiver 12 is input to the pseudo distance measuring unit 14. 疑似距離計測部14では各GP Each in the pseudo-distance measuring unit 14 GP
S衛星までの疑似距離をそれぞれ求める。 Determine the pseudo distance to the S satellite, respectively. ただし求めた疑似距離はGPS受信部22のクロックバイアスを含んでいる。 However pseudoranges obtained contains clock bias of the GPS receiver 22.

【0024】一方、PHS受信部22では、第1の実施の形態と同様に、PHSアンテナ21で受信しているP On the other hand, the PHS reception unit 22, similarly to the first embodiment, P being received by the PHS antenna 21
HS基地局2からの電波に相当する受信信号をPHS電波強度測定部23に入力する。 Inputting a reception signal corresponding to the radio waves from the HS base station 2 to the PHS radio field intensity measurement unit 23. したがって、PHS電波強度測定部23では、受信信号の電界強度を距離に換算する。 Therefore, the PHS radio field intensity measurement unit 23, converts the electric field strength of a received signal at a distance. また、PHS受信部22ではセンタ局4に問い合わせることによってPHS基地局2の位置情報を求めることができる。 Further, it is possible to obtain the position information of the PHS base station 2 by querying the center station 4 the PHS reception unit 22.

【0025】上述のようにして2個のGPS衛星までの疑似距離とPHS基地局までの距離(推定距離)とが求まれば、測位位置の緯度Latおよび経度LonとGP [0025] The distance to the pseudoranges and the PHS base station up to two GPS satellites as described above and (estimated distance) is determined, latitude located position Lat and longitude Lon and GP
S受信部22のクロックバイアスTとの3つの未知数に対して、数1に示す連立方程式を設定することができる。 For three unknowns and clock bias T of S receiver 22, it is possible to set the simultaneous equations shown in Formula 1.

【0026】 [0026]

【数1】 [Number 1]

【0027】数1において、GPS_pr1およびGP [0027] In the number 1, GPS_pr1 and GP
S_pr2は疑似距離計測部14で求めた2個のGPS S_pr2 The two GPS determined by the pseudo-distance measurement unit 14
衛星までのそれぞれの疑似距離、PHS_rはPHS電波強度測定部23で求めたPHS基地局2までの推定距離である。 Each pseudorange to the satellites, PHS_r is the estimated distance to the PHS base station 2 determined by PHS radio field intensity measurement unit 23. また、H11,H12,H21,H22,H In addition, H11, H12, H21, H22, H
31,H32は、位置検出装置1から各GPS衛星およびPHS基地局2との幾何学的位置関係によって決定される方位の方向余弦である。 31, H32 is the direction cosine of the azimuth to be determined from the position detecting device 1 by the geometrical positional relationship between each GPS satellite and the PHS base station 2. 上述の演算は繰り返し行われており、方向余弦は推定される前回の受信位置と現在の衛星位置との間の距離との差から求められる。 The operation of the above are repeated, the direction cosine is determined from the difference between the distance between the previous reception position and current satellite positions estimated. GPS GPS
技術においては方向余弦行列を求める技術は周知であり、PHS基地局2に関する方向余弦も同様にして求めることができる。 Technique to determine the direction cosine matrix in the art are well known and can be obtained in the same manner direction cosines also relates PHS base station 2. また、数1におけるΔは前回の値との差分を意味する。 Also, the Δ in equation 1 means the difference between the previous value.

【0028】数1に示す連立方程式は非線形連立方程式であって解を一意には決定できないから、最小2乗収束演算を行うことによって(つまり、最小2乗推定量としてΔXを求めることによって)、未知数である測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとの最尤推定値を求める。 [0028] Since the simultaneous equations shown in Formula 1 can not be determined uniquely solutions a nonlinear simultaneous equations by performing a least squares convergence calculation (that is, by determining the ΔX as least squares estimator), determining maximum likelihood estimates of the latitude and longitude and clock bias of the determined position is unknown. この演算は最小2乗収束演算測位位置計算部3 This operation is the least squares convergence calculation determined position calculation section 3
2で行う。 Carried out in two. 求めた測位位置は現在位置出力部6を通して出力される。 Calculated located position is output via the current position output section 6. 他の構成および動作は第1の実施の形態と同様である。 Other configurations and operations are the same as in the first embodiment.

【0029】(第3の実施の形態)本実施形態は、2次元的に測位する場合について第1の実施の形態と同様に3個のGPS衛星からのGPS信号を受信可能である場合について、第1の実施の形態よりもさらに高精度で測位位置を求めることができるようにした例を示す。 [0029] (Third Embodiment) This embodiment shows that it is possible to receive a GPS signal from the first embodiment as well as three GPS satellites for a case of two-dimensionally positioning, shows an example in which to be able to determine the measured position in a higher accuracy than the first embodiment. 本実施形態は、GPS技術を用いて得られる測位位置と、P This embodiment includes a measured position obtained by using GPS technology, P
HS技術を用いて得られる測位位置との信頼性の相違を考慮したものである。 It is obtained by considering the reliability of the differences between the measured position obtained by using the HS technique. すなわち、第1の実施形態および第2の実施の形態でも説明したように、GPS技術とP That is, as described in the first embodiment and the second embodiment, GPS technology and P
HS技術とを併用して求める測位位置は最尤値として確率的に求めているから、信頼性の異なる値を同じ重みで組み合わせて用いると、測位位置の精度が低下する可能性がある。 Since measured position obtained by using both the HS technology is stochastically determined as the maximum likelihood value, when used in combination with different values ​​of reliability at the same weight, there is a possibility that the accuracy of the measured position is reduced.

【0030】そこで、本実施形態では、GPS技術により得られる情報と、PHS技術により得られる情報とに対して数2のような形でそれぞれ重みづけを行い、重みづけを行った値を用いて最尤値としての測位位置を求めるのである。 [0030] Therefore, in the present embodiment, the information obtained by the GPS technology, each performed weighted in a way of two numbers against the information obtained by the PHS technique, using a value obtained by weighting We determine the positioning position as the maximum likelihood value.

【0031】 [0031]

【数2】 [Number 2]

【0032】ただし、数2において、w_gは各GPS [0032] However, in the number 2, w_g each GPS
衛星までの疑似距離の推定誤差分散の逆数であり、w_ It is the inverse of the estimated error variance of the pseudo distance to the satellite, w_
phsはPHS基地局2までの推定距離の推定誤差分散の逆数である。 phs is the inverse of the estimated error variance of the estimated distance to the PHS base station 2.

【0033】すなわち、図5に示すように、測位演算処理部5では、第2の実施の形態と同様の疑似距離計測部14およびPHS電波強度測定部23を設けて、それぞれ各GPS衛星までの疑似距離とPHS基地局2までの推定距離を求める。 [0033] That is, as shown in FIG. 5, the positioning calculation unit 5, provided with a second similar to the embodiment of the pseudo-distance measurement unit 14 and the PHS radio field intensity measurement unit 23, to each of GPS satellites determine an estimated distance to the pseudoranges and the PHS base station 2. こうして求めた疑似距離および推定距離に対して最小2乗収束演算を適用すれば、測位位置を最尤値として求めることができるのであるが、本実施形態では、疑似距離および推定距離から測位位置を直接求めるのではなく、疑似距離と推定距離とにそれぞれ適宜の重み係数を乗算する重みづけ部15,25を設けておき、重みづけを行った後の値に最小2乗収束演算を施すようにしてある。 Applying the least squares convergence calculation manner relative pseudoranges and the estimated distance calculated, but the measured position it is possible to determine a maximum likelihood value, in the present embodiment, the positioning position from the pseudoranges and the estimated distance instead of obtaining directly, it may be provided a weighting unit 15, 25 for multiplying the weight coefficient appropriate respectively to a pseudo distance and the estimated distance, so as to apply a least squares convergence calculation to a value after the weighting and Aru. したがって、本実施形態においては、重みづけ部15,25の出力に対して最小2乗収束演算を行って測位位置を求める最小2乗収束演算測位位置計算部33を設け、最小2乗収束演算測位位置計算部33で求めた測位位置は現在位置出力部6を通して出力される。 Accordingly, in the present embodiment, a least squares convergence calculation determined position calculation unit 33 for obtaining the measured position provided by performing a least-squares convergence calculation with respect to the output of the weighting section 15 and 25, the least squares convergence calculation positioning positioning position obtained by the position calculating unit 33 is output through the current position output section 6. 他の構成および動作は第1の実施の形態と同様である。 Other configurations and operations are the same as in the first embodiment.

【0034】(第4の実施の形態)第3の実施の形態では、各GPS衛星までの疑似距離に対して同じ重み係数w_gを乗じているが、数3のように、各GPS衛星までの疑似距離に対してそれぞれ異なる重み係数w_g [0034] (Fourth Embodiment) A third embodiment has been multiplied by the same weighting factor w_g this pseudo distance to each GPS satellite, as in equation 3, to each GPS satellite respectively pseudorange different weighting factors w_g
1,w_g2,w_g3を乗じるようにすれば、さらに高い精度で測位位置を求めることが可能になる。 1, w_g2, if so multiplying W_g3, it is possible to determine a measured position with higher accuracy. 各GP Each GP
S衛星について求める重み係数は、各GPS信号の受信強度に応じた信頼性に基づいて設定される。 Weighting factor determined for S satellite is set based on the reliability according to the received strength of each GPS signal. すなわち、 That is,
受信したGPS信号に含まれるC/N(キャリアノイズ比)が大きいほど誤差分散が小さいものとして各重み係数w_g1,w_g2,w_g3をそれぞれ設定する。 Received the weighting factors as the more error variance C / N (carrier to noise ratio) is large to be contained in the GPS signal is small w_g1, w_g2, respectively set W_g3.

【0035】 [0035]

【数3】 [Number 3]

【0036】ただし、数3において、w_g1,w_g [0036] However, in the number 3, w_g1, w_g
2,w_g3は各GPS衛星までのそれぞれの疑似距離の推定誤差分散の逆数であり、w_phsはPHS基地局2までの推定距離の推定誤差分散の逆数である。 2, W_g3 is the inverse of the estimated error variance of each pseudo distance to each GPS satellite, W_phs is the inverse of the estimated error variance of the estimated distance to the PHS base station 2.

【0037】本実施形態では、図5に示した第3の実施の形態の構成に対して重みづけ部15で各疑似距離ごとに設定した重み係数を乗じる点のみが相違し、他の構成および動作は第3の実施の形態と同様である。 [0037] In the present embodiment, only in that multiplying the weighting coefficient set by the weighting unit 15 for each pseudorange to the configuration of the third embodiment shown in FIG. 5 are different, the other configurations and operation is similar to the third embodiment.

【0038】(第5の実施の形態)本実施形態は、測位位置が時々刻々変化する場合、つまり移動体で測位するのに適した構成例を示す。 [0038] (Fifth Embodiment) In this embodiment, if the measured position is changed every moment, i.e. showing an example configuration suitable for positioning in the mobile. ここでは、移動体の動特性を考慮し、第1の実施の形態における現在位置推定部31 Here, in consideration of the dynamic characteristics of the moving body, the current position estimating unit 31 in the first embodiment
に代えて図6のようにカルマンフィルタ測位位置計算部34を用いる。 The Kalman filter located position calculation unit 34 as shown in FIG. 6 in place of the use. カルマンフィルタ測位位置計算部34 Kalman filter located position calculation section 34
は、カルマンフィルタを用いて測位位置を求めるものであって、数4に示す演算処理を行うように構成されている。 Is a and requests positioning position using a Kalman filter, is configured to perform arithmetic processing shown in Formula 4. また、移動体ダイナミクスパラメータ記憶部35を設けて移動体の動特性をカルマンフィルタに与えるように構成してある。 Moreover, and are configured to provide a Kalman filter the dynamic characteristics of the moving body provided mobile dynamics parameter storage unit 35. ここで、観測値については第4の実施の形態と同様に、受信強度に応じた観測値の信頼性を考慮する。 Here, the observed value is similar to the fourth embodiment, consider the reliability of the observed value corresponding to the reception strength. 他の構成および動作は第1の実施の形態と同様である。 Other configurations and operations are the same as in the first embodiment.

【0039】 [0039]

【数4】 [Number 4]

【0040】(第6の実施の形態)本実施形態は、第5 [0040] (Sixth Embodiment) In this embodiment, the fifth
の実施の形態と同様にカルマンフィルタ測位位置計算部34を備えるものである。 Similar to the embodiment in which comprises a Kalman filter located position calculation unit 34. ただし、図7のように、PH However, as shown in Figure 7, PH
S受信部22から出力されるPHS基地局2の位置情報をカルマンフィルタの初期推定値として与えるために初期推定値入力部36を設けている。 It is provided an initial estimate input section 36 to provide location information of the PHS base station 2 which is output from the S receiver 22 as the initial estimate of the Kalman filter.

【0041】一般に、GPS衛星からのGPS信号に基づいて求めた疑似距離を用いて測位する場合に、カルマンフィルタの初期推定値を真の位置とは大きく異なる位置に設定していると、GPS衛星が大きな誤差を発生するような位置関係であるような条件下では、正規分布する定常的なノイズとは異なった突発的な計測ノイズによって真の位置とは大きく離れた位置に測位してしまうという現象がまれに発生し、誤差劣化の一因となることがある。 [0041] In general, when positioning using a pseudo distance obtained based on the GPS signals from the GPS satellites, if the initial estimate of the Kalman filter is set to very different position from the true position, the GPS satellites phenomenon under conditions such that a positional relationship such as to generate a large error, resulting in positioning the far away position from the true position by different unexpected measurement noise and stationary noise normally distributed is rarely occurs, it may become a cause of error deterioration.

【0042】本実施形態では、カルマンフィルタ測位位置計算部34における測位位置の初期推定値としてPH [0042] In this embodiment, PH as the initial estimate of the measured position in the Kalman filter located position calculation section 34
S基地局2の位置を用いることによって、カルマンフィルタ測位位置計算部34で求めた測位位置(測位解) By using the position of S base station 2, located position calculated in the Kalman filter located position calculation unit 34 (positioning solution)
が、初期推定値として入力したPHS基地局2の位置から大きく離れ、明らかに受信エリア外と考えられるような測位解が得られたときに、異常であると判断することができ、異常データを排除することが可能になる。 But far away from the location of the PHS base station 2 input as an initial estimate, when apparently positioning solution as considered outside the receiving area is obtained, it can be determined to be abnormal, the abnormality data it is possible to eliminate. 他の構成および動作は第5の実施の形態と同様である。 Other configurations and operations are the same as that of the fifth embodiment.

【0043】なお、上述した各実施形態においてはPH Incidentally, PH in the embodiments described above
S受信部22において1つのPHS基地局2から得られる位置情報のみを用いる例を示したが、複数個のPHS Although an example of using only the position information obtained from one of the PHS base station 2 in the S receiver 22, a plurality of PHS
基地局2と交信が可能であれば、それらを併せて用いればよく、同じ処理手順でより精度よく測位位置を特定することが可能になる。 Communicate with the base station 2 is possible, may be used together them, it is possible to identify more accurately determined position in the same procedure.

【0044】 [0044]

【発明の効果】請求項1の発明は、GPS衛星からのG Effect of the Invention of Claim 1 invention, G from the GPS satellites
PS信号を受信するGPS受信部と、PHS基地局との交信が可能なPHS受信部と、GPS受信部で受信したGPS信号により求めたGPS衛星までの疑似距離とP A GPS receiver for receiving the PS signal, and communication is possible PHS reception unit of the PHS base station, the pseudo distance and P to GPS satellites determined by the GPS signal received by the GPS receiver
HS受信部を通して求めたPHS基地局の位置とから尤度が最大になる測位位置を求める測位演算処理部とを備えるものであり、GPS衛星からのGPS信号から得られる位置情報だけではなくPHS基地局との交信により得られる位置情報も併せて用いるから、GPS信号のみで位置が検出できる場合には測位位置をより高い精度で求めることが可能になる。 Are those likelihoods from the position of the PHS base station obtained through the HS receiving unit and a positioning calculation processing unit for obtaining a measured position of maximum, PHS base not only the position information obtained from the GPS signals from the GPS satellites since used in conjunction the position information obtained by communication stations Prefecture, it is possible to determine a measured position with higher precision if only the position can be detected GPS signals. また、GPS信号のみでは位置が検出できない場合でもPHS基地局との交信によって得た位置情報を加味することで測位位置を求めることが可能になる場合がある。 Also, with only GPS signals sometimes becomes possible to obtain the measured position by adding the position information obtained by communication with the PHS base station even if the position can not be detected. たとえば、市街地などで2個のGPS衛星からしかGPS信号が得られない場合であってもPHS基地局との交信が可能であれば、定点の位置情報を3個以上得ることが可能になり、測位位置を2 For example, it is possible to obtain communication with the PHS base station even if no GPS signal is obtained only from two GPS satellites in such urban is possible, the location information of the fixed point 3 or more, the positioning position 2
次元的に特定できることになる。 It becomes possible to dimensionally identified. つまり、測位可能性を高めることができる。 That is, it is possible to improve the positioning possibilities. 一方、PHS基地局の設置数が少ない郊外などでは、3個以上のGPS衛星からのGPS On the other hand, like in the suburban number of installed PHS base station is small, GPS from three or more GPS satellites
信号を受信できる可能性が高いから、GPS信号のみで測位が可能になる。 Since there is a high possibility of being able to receive a signal, it is possible to positioning only the GPS signal. このように、市街地と郊外とにかかわらず測位位置の特定が可能になる。 Thus, it is possible to identify the measured position regardless of the urban and suburban.

【0045】請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記測位演算処理部が、GPS受信部で受信した3 The invention of claim 2 is the invention of claim 1, wherein the positioning calculation processing unit, received by the GPS receiver 3
個以上のGPS衛星からのGPS信号により測位位置に関する第1の確率密度関数を求めるGPS測位演算部と、PHS受信部が交信しているPHS基地局の位置と受信強度とに基づいて測位位置に関する第2の確率密度関数を求めるPHS電波強度測定部と、第1および第2 And GPS positioning operation unit by GPS signals from more than five GPS satellites determining a first probability density function for the measured position, to positioning position based on the position and the reception intensity of the PHS base stations PHS reception unit is communicating and PHS radio field intensity measurement unit for determining the second probability density function, first and second
の確率密度関数から最尤値が得られる位置を求めて測位位置とする現在位置推定部とから成るものであり、GP The measured position from the probability density function to seek the position where the maximum likelihood value is obtained is made of the current position estimation unit, GP
S衛星からのGPS信号のみで測位位置を特定できる場合において、PHS基地局との交信で得られる位置情報を加味することで測位精度を高めることが可能になる。 In the case where only the GPS signal from the S satellite can identify the positioning location, it is capable of increasing the positioning accuracy by considering the positional information obtained by communication with the PHS base station.

【0046】請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記測位演算処理部が、GPS受信部で受信した複数個のGPS衛星からのGPS信号により各GPS衛星までの疑似距離をそれぞれ求める疑似距離計測部と、P The invention of claim 3 is the invention of claim 1, wherein the positioning calculation processing unit calculates the pseudo distance to each GPS satellite, respectively by the GPS signals from a plurality of GPS satellites received by the GPS receiver and a pseudo distance measurement unit, P
HS受信部が交信しているPHS基地局の位置と受信強度とに基づいて既知位置のPHS基地局までの距離を求めるPHS電波強度測定部と、測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとを未知数とし、測位位置と各G Unknowns and PHS radio field intensity measurement unit for determining the distance to the PHS base station of known position on the basis of the position and the reception intensity of the PHS base station HS receiver is communicating, the latitude and longitude and clock bias of the determined position and, positioning position and each G
PS衛星との疑似距離およびPHS基地局までの距離と、推定される測位位置に対する各GPS衛星およびP And the distance to the pseudorange and the PHS base station with PS satellites, each of the GPS satellites for estimated measured position and P
HS基地局の方向余弦ベクトルとで得られる非線形連立方程式の最小2乗推定量として未知数である測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとを求める最小2乗収束演算測位位置計算部とから成るものであり、GPS Made of a least-squares convergent computation positioning position calculation unit for obtaining the latitude and longitude and the clock bias of the determined position is unknown as the least squares estimator of nonlinear simultaneous equations obtained by the direction cosine vectors of the HS base station Yes, GPS
衛星からのGPS信号のみでは測位位置を特定することができない場合でも、PHS基地局との交信により得られる位置情報を加えることで測位位置を特定することが可能になる。 Even if only a GPS signal from a satellite is not able to identify the positioning position, it made it possible to identify the measured position by adding the position information obtained by communication with the PHS base station. つまり、市街地などにおいて2個のGPS In other words, two GPS in such urban
衛星からのGPS信号しか受信できないような場合でもPHS基地局との交信が可能であれば、測位位置を求めることが可能になる。 Communication with the PHS base station, even if only a GPS signal from a satellite that can not be received if, it is possible to determine a measured position.

【0047】請求項4の発明は、請求項3の発明において、疑似距離計測部で求めた各GPS衛星までの疑似距離に等しい重み係数を乗算する第1の重みづけ部と、P The invention of claim 4 is the invention of claim 3, the first weighting unit for multiplying the equivalent weight coefficient pseudo distance to each GPS satellite calculated in pseudorange measurement unit, P
HS電波強度測定部で求めたPHS基地局までの距離に重み係数を乗算する第2の重みづけ部を設け、重みづけされた値を最小2乗収束演算測位位置計算部に与えるものであり、GPS衛星からのGPS信号から得られる疑似距離とPHS基地局との交信によって得られるPHS A second weighting unit for multiplying a weighting factor to the distance to the PHS base station determined by the HS radio field intensity measurement unit provided is intended to provide a weighted value to the minimum square convergent computation positioning position calculation unit, PHS obtained by communication with the pseudoranges and the PHS base station obtained from the GPS signals from the GPS satellites
基地局までの距離との精度の相違を重みづけによって軽減することができ、より信頼性の高い測位が可能になる。 The accuracy difference between the distance to the base station can be mitigated by weighting, thereby enabling more reliable positioning.

【0048】請求項5の発明は、請求項3の発明において、疑似距離計測部で求めた各GPS衛星までの疑似距離にそれぞれ個別に重み係数を乗算する第1の重みづけ部と、PHS電波強度測定部で求めたPHS基地局までの距離に重み係数を乗算する第2の重みづけ部を設け、 The invention of claim 5 is the invention of claim 3, the first weighting unit for multiplying each individual weighting coefficients to the pseudo distance to each GPS satellite calculated in pseudorange measurement unit, PHS radio a second weighting unit for multiplying a weighting factor provided in the distance to the PHS base station determined by the intensity measuring unit,
重みづけされた値を最小2乗収束演算測位位置計算部に与えるものであり、GPS衛星からのGPS信号から得られる疑似距離とPHS基地局との交信によって得られるPHS基地局までの距離との精度の相違を重みづけによって軽減することができるのはもちろん、各GPS衛星ごとに異なる疑似距離の精度の相違についても重みづけによって軽減することができるから、より信頼性の高い測位が可能になる。 And it is to be given a weighting value to the minimum square convergent computation positioning position calculation unit, and the distance to the PHS base station obtained by communication with the pseudoranges and the PHS base station obtained from the GPS signals from the GPS satellites course it is possible to reduce the difference in accuracy by weighting, since it can also be mitigated by weighting the accuracy of differences of different pseudorange for each GPS satellite, thereby enabling more reliable positioning .

【0049】請求項6の発明は、請求項1の発明において、前記測位演算処理部が、GPS受信部で受信した複数個のGPS衛星からのGPS信号により各GPS衛星までの疑似距離をそれぞれ求める疑似距離計測部と、P The invention of claim 6 is the invention of claim 1, wherein the positioning calculation processing unit calculates the pseudo distance to each GPS satellite, respectively by the GPS signals from a plurality of GPS satellites received by the GPS receiver and a pseudo distance measurement unit, P
HS受信部が交信しているPHS基地局の位置と受信強度とに基づいて既知位置のPHS基地局までの距離を求めるPHS電波強度測定部と、疑似距離計測部で求めた疑似距離およびPHS電波強度測定部で求めたPHS基地局までの距離にGPS信号を受信するGPSアンテナおよびPHS基地局と交信するPHSアンテナを搭載した移動体の動特性を加味してカルマンフィルタにより測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとを求めるカルマンフィルタ測位位置計算部とから成るものであり、GPS衛星からのGPS信号のみで測位位置を特定できる場合において、PHS基地局との交信で得られる位置情報を加味することで測位精度を高めることが可能になる。 And PHS radio field intensity measurement unit for determining the distance to the PHS base station of known position on the basis of the position and the reception intensity of the PHS base station HS receiver is communicating, pseudoranges and PHS radio waves determined by the pseudo-distance measurement unit a latitude and longitude measured position by the Kalman filter in consideration of the dynamic characteristics of the moving unit incorporating a PHS antenna to communicate with the GPS antenna and the PHS base station that receives a GPS signal to the distance to the PHS base station determined by the intensity measuring unit It is those consisting of the Kalman filter measurement position calculation unit for obtaining a clock bias in the case where only identifiable positioning position GPS signals from GPS satellites, positioning by adding the position information obtained by communication with the PHS base station it is possible to improve the accuracy. しかも、移動体に搭載され測位位置が時々刻々変化する場合でも精度のよい測位が可能になる。 Moreover, it mounted on the measured position in the moving body to allow good positioning accuracy even when changing every moment.

【0050】請求項7の発明は、請求項6の発明は、前記カルマンフィルタ測位位置計算部で用いる測位位置の初期推定値をPHS受信部が交信しているPHS基地局の位置とするものであり、初期推定値が大幅にずれることがなく、立ち上がりから短時間で精度のよい測位が可能になる。 The invention of claim 7, the invention of claim 6 is for the position of the PHS base station an initial estimate of the position location to be used in the Kalman filter located position calculation section PHS reception unit is communicating , without initial estimate deviates significantly, allowing better positioning accuracy in a short time from the rise.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図である。 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】同上の原理説明図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a principle of the same.

【図3】同上の動作説明図である。 FIG. 3 is an operation explanatory view of the same.

【図4】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図である。 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態を示すブロック図である。 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施の形態を示すブロック図である。 6 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6の実施の形態を示すブロック図である。 7 is a sixth block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図8】従来例を示すブロック図である。 8 is a block diagram showing a conventional example.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 位置検出装置 2 PHS基地局 3 公衆網 4 センタ局 5 測位演算処理部 6 現在位置出力部 11 GPSアンテナ 12 GPS受信部 13 GPS測位演算部 14 疑似距離計測部 15 重みづけ部 21 PHSアンテナ 22 PHS受信部 23 PHS電波強度測定部 25 重みづけ部 31 現在位置推定部 32 最小2乗収束演算測位位置計算部 33 最小2乗収束演算測位位置計算部 34 カルマンフィルタ測位位置計算部 35 移動体ダイナミクスパラメータ記憶部 36 初期推定値入力部 1 position detecting apparatus 2 PHS base station 3 the public network 4 center station 5 the positioning operation processing unit 6 current position output unit 11 GPS antenna 12 GPS receiver 13 GPS positioning operation unit 14 pseudorange measurement unit 15 weighting unit 21 PHS antenna 22 PHS receiving unit 23 PHS radio field intensity measurement unit 25 weighting unit 31 the current position estimating portion 32 the least squares convergence calculation determined position calculation section 33 least-squares convergence calculation determined position calculation section 34 Kalman filter located position calculation unit 35 mobile dynamics parameter storage unit 36 initial estimated value input unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末藤 卓也 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 福田 正仁 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 辻本 郁夫 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 奥野 健治 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 川本 和宏 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 2F029 AA07 AB07 AC02 AC13 AD03 5H180 AA21 BB05 FF05 FF07 FF27 5J062 AA06 BB01 BB05 CC07 CC18 DD21 FF01 5K067 AA14 AA33 BB04 BB36 DD19 DD43 DD44 DD57 EE02 EE10 EE16 EE23 FF03 FF16 HH07 JJ52 JJ54 JJ56 JJ64 KK01 9A001 CC05 JJ78 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Suefuji Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1048 address Matsushita Electric Works Co., the company Takuya (72) inventor Fukuda Masahito Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1048 address Matsushita Electric Works Co., the company ( 72) the invention's Ikuo Tsujimoto Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1048 address Matsushita Electric Works Co., within the company (72) inventor Kenji Okuno Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1048 address Matsushita Electric Works Co., within the company (72) inventor Kazuhiro Kawamoto Osaka Kadoma Oaza Kadoma 1048 address Matsushita Electric Works Co., Ltd. in the F-term (reference) 2F029 AA07 AB07 AC02 AC13 AD03 5H180 AA21 BB05 FF05 FF07 FF27 5J062 AA06 BB01 BB05 CC07 CC18 DD21 FF01 5K067 AA14 AA33 BB04 BB36 DD19 DD43 DD44 DD57 EE02 EE10 EE16 EE23 FF03 FF16 HH07 JJ52 JJ54 JJ56 JJ64 KK01 9A001 CC05 JJ78

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 GPS衛星からのGPS信号を受信するGPS受信部と、PHS基地局との交信が可能なPHS 1. A a GPS receiver for receiving GPS signals from GPS satellites, which can communicate with the PHS base station PHS
    受信部と、GPS受信部で受信したGPS信号により求めたGPS衛星までの疑似距離とPHS受信部を通して求めたPHS基地局の位置とから尤度が最大になる測位位置を求める測位演算処理部とを備えることを特徴とする位置検出装置。 A receiving unit, and a positioning calculation section that the likelihood of the position of the PHS base station obtained through the pseudo distance and the PHS reception unit to GPS satellites determined by the GPS signal received by the GPS receiving section obtains the measured position of maximum position detecting apparatus comprising: a.
  2. 【請求項2】 前記測位演算処理部が、GPS受信部で受信した3個以上のGPS衛星からのGPS信号により測位位置に関する第1の確率密度関数を求めるGPS測位演算部と、PHS受信部が交信しているPHS基地局の位置と受信強度とに基づいて測位位置に関する第2の確率密度関数を求めるPHS電波強度測定部と、第1および第2の確率密度関数から最尤値が得られる位置を求めて測位位置とする現在位置推定部とから成ることを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。 Wherein said positioning calculation processing unit, and the GPS positioning operation unit for obtaining the first probability density function for the measured position by the GPS signals from three or more GPS satellites received by the GPS receiver, the PHS reception unit and PHS radio field intensity measurement unit for determining the second probability density function related to positioning position, is the maximum likelihood value from the first and second probability density functions obtained based on the position and the reception intensity of the PHS base stations communicating position detecting device according to claim 1, wherein the position seeking, characterized in that it consists of the current position estimation unit for a positioning position.
  3. 【請求項3】 前記測位演算処理部が、GPS受信部で受信した複数個のGPS衛星からのGPS信号により各GPS衛星までの疑似距離をそれぞれ求める疑似距離計測部と、PHS受信部が交信しているPHS基地局の位置と受信強度とに基づいて既知位置のPHS基地局までの距離を求めるPHS電波強度測定部と、測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとを未知数とし、測位位置と各GPS衛星との疑似距離およびPHS基地局までの距離と、推定される測位位置に対する各GPS衛星およびPHS基地局の方向余弦ベクトルとで得られる非線形連立方程式の最小2乗推定量として未知数である測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとを求める最小2乗収束演算測位位置計算部とから成ることを特徴とする請求項1記載 Wherein the positioning calculation processing unit, and a pseudo distance measuring unit for determining each pseudo distance to each GPS satellite by the GPS signals from a plurality of GPS satellites received by the GPS receiver unit, PHS reception unit communicates and a PHS radio field intensity measurement unit for determining the distance to the PHS base station of known position on the basis of the position and the reception intensity of the PHS base station is, the latitude and longitude and clock bias of the determined position unknowns, determined position and the respective and the distance to the pseudorange and the PHS base station with the GPS satellites, it is unknown as the least squares estimator of nonlinear simultaneous equations obtained by the direction cosine vectors of the GPS satellites and the PHS base station for estimated positioning positioning according to claim 1, characterized in that it consists of a least-squares convergent computation positioning position calculation unit for obtaining the latitude and longitude and clock bias position の位置検出装置。 Position detecting device.
  4. 【請求項4】 疑似距離計測部で求めた各GPS衛星までの疑似距離に等しい重み係数を乗算する第1の重みづけ部と、PHS電波強度測定部で求めたPHS基地局までの距離に重み係数を乗算する第2の重みづけ部を設け、重みづけされた値を最小2乗収束演算測位位置計算部に与えることを特徴とする請求項3記載の位置検出装置。 4. A weighted distance of the first weighting unit for multiplying the equivalent weight coefficient pseudo distance to each GPS satellite calculated in pseudorange measurement unit, until the PHS base station determined by the PHS radio field intensity measurement unit a second weighting unit for multiplying the coefficients provided, the position detecting device according to claim 3, wherein the providing a weighted value to the least squares convergence calculation determined position calculation section.
  5. 【請求項5】 疑似距離計測部で求めた各GPS衛星までの疑似距離にそれぞれ個別に重み係数を乗算する第1 5. A first multiplying each individual weighting coefficients to the pseudo distance to each GPS satellite calculated in pseudorange measurement unit
    の重みづけ部と、PHS電波強度測定部で求めたPHS A weighting unit, PHS was determined by PHS radio field intensity measurement unit
    基地局までの距離に重み係数を乗算する第2の重みづけ部を設け、重みづけされた値を最小2乗収束演算測位位置計算部に与えることを特徴とする請求項3記載の位置検出装置。 The distance to the base station a second weighting unit for multiplying a weighting factor provided, the position detecting device according to claim 3, wherein the providing a weighted value to the minimum square convergent computation located position calculation section .
  6. 【請求項6】 前記測位演算処理部が、GPS受信部で受信した複数個のGPS衛星からのGPS信号により各GPS衛星までの疑似距離をそれぞれ求める疑似距離計測部と、PHS受信部が交信しているPHS基地局の位置と受信強度とに基づいて既知位置のPHS基地局までの距離を求めるPHS電波強度測定部と、疑似距離計測部で求めた疑似距離およびPHS電波強度測定部で求めたPHS基地局までの距離にGPS信号を受信するGP Wherein said positioning calculation processing unit, and a pseudo distance measuring unit for determining each pseudo distance to each GPS satellite by the GPS signals from a plurality of GPS satellites received by the GPS receiver unit, PHS reception unit communicates and PHS radio field intensity measurement unit for determining the distance to the PHS base station of known position on the basis of the position and the reception intensity of the PHS base station is, determined in the pseudo distance and PHS radio field intensity measurement unit determined by the pseudo-distance measurement unit GP for receiving GPS signals on the distance to the PHS base station
    SアンテナおよびPHS基地局と交信するPHSアンテナを搭載した移動体の動特性を加味してカルマンフィルタにより測位位置の緯度および経度とクロックバイアスとを求めるカルマンフィルタ測位位置計算部とから成ることを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。 Characterized in that it consists of a S antenna and the Kalman filter measurement position calculation unit in consideration of the dynamic characteristics of the mobile body incorporating a PHS antenna obtains the latitude and longitude and clock bias of the measured position by the Kalman filter that communicates with the PHS base station position detecting apparatus according to claim 1.
  7. 【請求項7】 前記カルマンフィルタ測位位置計算部で用いる測位位置の初期推定値をPHS受信部が交信しているPHS基地局の位置とすることを特徴とする請求項6記載の位置検出装置。 7. A position detecting apparatus according to claim 6, characterized in that the position of the PHS base stations PHS reception unit an initial estimate of the position location is communicating used in the Kalman filter located position calculation section.
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