JP2001311767A - Ｇｐｓ受信機及びｇｐｓ受信機におけるマルチパス判定方法 - Google Patents
Ｇｐｓ受信機及びｇｐｓ受信機におけるマルチパス判定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受信した信号が直接波であるかマルチパスに
よる反射波であるかを判定するとともに直接波であると
判定されたＧＰＳ衛星のみを用いて測位演算を行うこと
のできるＧＰＳ受信機を提供する。 【解決手段】 第１のアンテナで補足されている複数の
ＧＰＳ衛星の夫々に対し、第２のアンテナ制御手段が、
指向性を有する第２のアンテナの受信の向きを向け、判
定手段によって、該夫々のＧＰＳ衛星について第２のア
ンテナからＧＰＳ信号が受信されたか否かが確認され、
第２のアンテナから受信された場合にはその信号は直接
波であると判定され、第２のアンテナから受信できない
場合にはその信号はマルチパスによる反射波であると判
定される。演算手段は、直接波であると判定されたＧＰ
Ｓ衛星のみを用いて測位演算を行う。
よる反射波であるかを判定するとともに直接波であると
判定されたＧＰＳ衛星のみを用いて測位演算を行うこと
のできるＧＰＳ受信機を提供する。 【解決手段】 第１のアンテナで補足されている複数の
ＧＰＳ衛星の夫々に対し、第２のアンテナ制御手段が、
指向性を有する第２のアンテナの受信の向きを向け、判
定手段によって、該夫々のＧＰＳ衛星について第２のア
ンテナからＧＰＳ信号が受信されたか否かが確認され、
第２のアンテナから受信された場合にはその信号は直接
波であると判定され、第２のアンテナから受信できない
場合にはその信号はマルチパスによる反射波であると判
定される。演算手段は、直接波であると判定されたＧＰ
Ｓ衛星のみを用いて測位演算を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＰＳ（Global P
ositioning System）信号を受信するＧＰＳ受信機に関
する。
ositioning System）信号を受信するＧＰＳ受信機に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星から地上に
向けて送られるＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に含ま
れる衛星位置情報（ephemeris）、衛星時計の情報等を
含んだ航法データを取得するとともに、ＧＰＳ信号の到
達時間を測定しこの到達時間に光速の乗じた値を、ＧＰ
Ｓ衛星とＧＰＳ受信機の距離として算出する（この距離
を「擬似距離」とよぶ）。さらに、ＧＰＳ受信機は複数
のＧＰＳ衛星との間の擬似距離を求め、幾何学的な演算
によりＧＰＳ受信機自身の位置を算出するための測位演
算を実行する。なお、一般の使用者に開放されているＧ
ＰＳ信号は、周波数１，５７５．４２ＭＨｚの搬送波
を、ＧＰＳ衛星固有の擬似ランダムコード（Ｃ／Ａコー
ド）の信号で位相変調したものである。
向けて送られるＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に含ま
れる衛星位置情報（ephemeris）、衛星時計の情報等を
含んだ航法データを取得するとともに、ＧＰＳ信号の到
達時間を測定しこの到達時間に光速の乗じた値を、ＧＰ
Ｓ衛星とＧＰＳ受信機の距離として算出する（この距離
を「擬似距離」とよぶ）。さらに、ＧＰＳ受信機は複数
のＧＰＳ衛星との間の擬似距離を求め、幾何学的な演算
によりＧＰＳ受信機自身の位置を算出するための測位演
算を実行する。なお、一般の使用者に開放されているＧ
ＰＳ信号は、周波数１，５７５．４２ＭＨｚの搬送波
を、ＧＰＳ衛星固有の擬似ランダムコード（Ｃ／Ａコー
ド）の信号で位相変調したものである。
【０００３】図４は、ＧＰＳにおいて、緯度，経度の２
次元測位を行う場合の測位原理を示している。なお、図
４では、簡単のため、地表面を平面とみなしている。始
めに、観測点に存在するＧＰＳ受信機によって、ＧＰＳ
衛星ＳＶＡ，ＳＶＢ，ＳＶＣと観測点間の擬似距離
ｒａ，ｒｂ，ｒｃが求められる。ＧＰＳ衛星の位置を中
心とし、擬似距離を半径とする球の表面は地表平面Ｈに
おいて円で交わるので、各ＧＰＳ衛星ＳＶＡ、ＳＶＢ，
ＳＢＣについて前記のごとく設定される球の表面が、地
表平面Ｈと交わる部分に、ＣＡ，ＣＢ，ＣＣの３つの円
が得られる。このとき、これらの３つの円の交点Ｐ０が
観測点の位置を表すことになる。
次元測位を行う場合の測位原理を示している。なお、図
４では、簡単のため、地表面を平面とみなしている。始
めに、観測点に存在するＧＰＳ受信機によって、ＧＰＳ
衛星ＳＶＡ，ＳＶＢ，ＳＶＣと観測点間の擬似距離
ｒａ，ｒｂ，ｒｃが求められる。ＧＰＳ衛星の位置を中
心とし、擬似距離を半径とする球の表面は地表平面Ｈに
おいて円で交わるので、各ＧＰＳ衛星ＳＶＡ、ＳＶＢ，
ＳＢＣについて前記のごとく設定される球の表面が、地
表平面Ｈと交わる部分に、ＣＡ，ＣＢ，ＣＣの３つの円
が得られる。このとき、これらの３つの円の交点Ｐ０が
観測点の位置を表すことになる。
【０００４】なお、ＧＰＳ受信機が測定する到達時間に
はＧＰＳ受信機自身の時計の持つ誤差が含められるた
め、測位演算においては、未知数としてＧＰＳ受信機の
位置（ｘ，ｙ，ｚ）以外に受信機時計誤差が含められる
ことになる。したがって、測位演算において３つのＧＰ
Ｓ衛星を用いることで２次元（緯度、経度）測位が可能
となり、４つのＧＰＳ衛星を用いると３次元（緯度、経
度、高度）測位が可能となる。
はＧＰＳ受信機自身の時計の持つ誤差が含められるた
め、測位演算においては、未知数としてＧＰＳ受信機の
位置（ｘ，ｙ，ｚ）以外に受信機時計誤差が含められる
ことになる。したがって、測位演算において３つのＧＰ
Ｓ衛星を用いることで２次元（緯度、経度）測位が可能
となり、４つのＧＰＳ衛星を用いると３次元（緯度、経
度、高度）測位が可能となる。
【０００５】ところで、ＧＰＳにおける信号受信では、
ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機を直接結ぶ経路で到来する直
接波以外に、建物等で反射して到来する反射波が受信さ
れる場合がある。この現象はマルチパスと呼ばれ、ＧＰ
Ｓ受信機が直接波ではなくマルチパスによる反射波を受
信して擬似距離を求めると、反射波は直接波より到達時
間が長くなるため、直接波によって求める擬似距離より
も誤差が大きくなる。すなわち、ＧＰＳ受信機がマルチ
パスによる影響を受けるとＧＰＳ測位解の誤差も大きく
なり、ＧＰＳ受信機を利用して車両の位置を求めるカー
ナビゲーションシステム等では車両の位置が突然移動す
る所謂位置飛びを起こす原因となる。
ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機を直接結ぶ経路で到来する直
接波以外に、建物等で反射して到来する反射波が受信さ
れる場合がある。この現象はマルチパスと呼ばれ、ＧＰ
Ｓ受信機が直接波ではなくマルチパスによる反射波を受
信して擬似距離を求めると、反射波は直接波より到達時
間が長くなるため、直接波によって求める擬似距離より
も誤差が大きくなる。すなわち、ＧＰＳ受信機がマルチ
パスによる影響を受けるとＧＰＳ測位解の誤差も大きく
なり、ＧＰＳ受信機を利用して車両の位置を求めるカー
ナビゲーションシステム等では車両の位置が突然移動す
る所謂位置飛びを起こす原因となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＧＰＳ受信機自身が、
現在受信しているＧＰＳ信号が直接波であるか、マルチ
パスによる反射波であるかを確実に判定することは、極
めて困難であり、従来のＧＰＳ受信機では、受信された
ＧＰＳ信号の受信レベルに基づいて直接波／反射波の判
定を行っていた。しかしながら、このような判定では精
度の良い判定をおこなうことができなかった。
現在受信しているＧＰＳ信号が直接波であるか、マルチ
パスによる反射波であるかを確実に判定することは、極
めて困難であり、従来のＧＰＳ受信機では、受信された
ＧＰＳ信号の受信レベルに基づいて直接波／反射波の判
定を行っていた。しかしながら、このような判定では精
度の良い判定をおこなうことができなかった。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされ
た。すなわち、本発明は受信した信号が直接波であるか
マルチパスによる反射波であるかを判定するとともに直
接波であると判定されたＧＰＳ衛星のみを用いて測位演
算を行うことのできるＧＰＳ受信機を提供すること、直
接波／反射波の判定を確実に行うことのできるマルチパ
ス判定方法を提供すること、マルチパスによる影響を排
除することのできる測位演算用ＧＰＳ衛星決定方法を提
供すること、マルチパスの影響を排除することのできる
測位演算方法を提供すること、及び、ＧＰＳ測位解に対
する誤差推定値にマルチパスによる影響を確実に反映さ
せることにより、ＧＰＳ測位解を利用してナビゲーショ
ンを実行するカーナビゲーションシステム等においてマ
ルチパスによる影響を軽減させることを目的とする。
た。すなわち、本発明は受信した信号が直接波であるか
マルチパスによる反射波であるかを判定するとともに直
接波であると判定されたＧＰＳ衛星のみを用いて測位演
算を行うことのできるＧＰＳ受信機を提供すること、直
接波／反射波の判定を確実に行うことのできるマルチパ
ス判定方法を提供すること、マルチパスによる影響を排
除することのできる測位演算用ＧＰＳ衛星決定方法を提
供すること、マルチパスの影響を排除することのできる
測位演算方法を提供すること、及び、ＧＰＳ測位解に対
する誤差推定値にマルチパスによる影響を確実に反映さ
せることにより、ＧＰＳ測位解を利用してナビゲーショ
ンを実行するカーナビゲーションシステム等においてマ
ルチパスによる影響を軽減させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明の請求
項１に記載のＧＰＳ受信機は、第１のアンテナで受けた
ＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで同時に復調処理可
能なＧＰＳ受信機であって、指向性を有する第２のアン
テナと、第２のアンテナが受けたＧＰＳ信号の搬送波周
波数を中間周波数に変換する第２の周波数変換部と、第
２のアンテナの向きを制御するとともに少なくとも１つ
以上の受信チャンネルで第２の周波数変換部からの信号
を復調処理させる第２アンテナ受信制御手段と、第２の
アンテナからＧＰＳ信号が受信されているか否かを判定
する判定手段とを備えることを特徴とする。図５（ａ）
に示すように、ＧＰＳ受信機ＲＶに直接波Ｓが到来して
いる場合には、指向性を有する第２のアンテナＡ２を第
１のアンテナＡ１で受信しているＧＰＳ衛星ＳＶ０方向
へ向けることで、第２のアンテナＡ２で第１のアンテナ
Ａ１で受信しているＧＰＳ衛星ＳＶ０の信号が受信でき
ることになる。一方、図５（ｂ）に示すように、ＧＰＳ
受信機ＲＶに反射波Ｓｍが到来している場合には、第２
のアンテナＡ２からは第１のアンテナＡ１で受信されて
いるＧＰＳ衛星ＳＶ０の信号は受信されないことにな
る。すなわち、第２のアンテナＡ２をＧＰＳ衛星ＳＶ０
の方向へ向けることで、判定手段により、直接波／反射
波の判定ができることになる。
項１に記載のＧＰＳ受信機は、第１のアンテナで受けた
ＧＰＳ信号を複数の受信チャンネルで同時に復調処理可
能なＧＰＳ受信機であって、指向性を有する第２のアン
テナと、第２のアンテナが受けたＧＰＳ信号の搬送波周
波数を中間周波数に変換する第２の周波数変換部と、第
２のアンテナの向きを制御するとともに少なくとも１つ
以上の受信チャンネルで第２の周波数変換部からの信号
を復調処理させる第２アンテナ受信制御手段と、第２の
アンテナからＧＰＳ信号が受信されているか否かを判定
する判定手段とを備えることを特徴とする。図５（ａ）
に示すように、ＧＰＳ受信機ＲＶに直接波Ｓが到来して
いる場合には、指向性を有する第２のアンテナＡ２を第
１のアンテナＡ１で受信しているＧＰＳ衛星ＳＶ０方向
へ向けることで、第２のアンテナＡ２で第１のアンテナ
Ａ１で受信しているＧＰＳ衛星ＳＶ０の信号が受信でき
ることになる。一方、図５（ｂ）に示すように、ＧＰＳ
受信機ＲＶに反射波Ｓｍが到来している場合には、第２
のアンテナＡ２からは第１のアンテナＡ１で受信されて
いるＧＰＳ衛星ＳＶ０の信号は受信されないことにな
る。すなわち、第２のアンテナＡ２をＧＰＳ衛星ＳＶ０
の方向へ向けることで、判定手段により、直接波／反射
波の判定ができることになる。
【０００９】請求項２に記載のＧＰＳ受信機は、さら
に、判定手段による判定結果に基づいて測位対象ＧＰＳ
衛星を決定すると共に、該決定されたＧＰＳ衛星を用い
て測位演算を行う演算手段を備える。該演算手段によ
り、直接波と判定されるＧＰＳ衛星のみを用いて測位演
算を行うことが可能である。
に、判定手段による判定結果に基づいて測位対象ＧＰＳ
衛星を決定すると共に、該決定されたＧＰＳ衛星を用い
て測位演算を行う演算手段を備える。該演算手段によ
り、直接波と判定されるＧＰＳ衛星のみを用いて測位演
算を行うことが可能である。
【００１０】なお、第２のアンテナＡ２を向ける向きを
決定するためには、第１のアンテナＡ１で受信している
ＧＰＳ衛星ＳＶ０の信号から取得される衛星軌道情報
（ephemeris）を用いればよい（請求項３）。
決定するためには、第１のアンテナＡ１で受信している
ＧＰＳ衛星ＳＶ０の信号から取得される衛星軌道情報
（ephemeris）を用いればよい（請求項３）。
【００１１】また、請求項４に記載のマルチパス判定方
法は、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星の信号
から該ＧＰＳ衛星の衛星位置情報を取得し、第１のアン
テナで捕捉しているＧＰＳ衛星方向に、指向性を有する
第２のアンテナの向きを向け、第２のアンテナから、第
１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星の信号が受信さ
れた場合には、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛
星の信号は直接波であると判定し、第２のアンテナか
ら、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星の信号が
受信されない場合には、第１のアンテナで捕捉している
ＧＰＳ衛星の信号はマルチパスによる反射波であると判
定する。ＧＰＳ受信機が第１のアンテナで直接波を受信
している場合には、第２のアンテナを第１のアンテナが
捕捉しているＧＰＳ衛星方向に向けることで、第２のア
ンテナでそのＧＰＳ衛星からの信号が受信されることに
なる。また、ＧＰＳ受信機が第１のアンテナで反射波を
受信している場合には、第２のアンテナを第１のアンテ
ナが捕捉しているＧＰＳ衛星方向に向けても、第２のア
ンテナでそのＧＰＳ衛星からの信号は受信されない。
法は、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星の信号
から該ＧＰＳ衛星の衛星位置情報を取得し、第１のアン
テナで捕捉しているＧＰＳ衛星方向に、指向性を有する
第２のアンテナの向きを向け、第２のアンテナから、第
１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星の信号が受信さ
れた場合には、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛
星の信号は直接波であると判定し、第２のアンテナか
ら、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星の信号が
受信されない場合には、第１のアンテナで捕捉している
ＧＰＳ衛星の信号はマルチパスによる反射波であると判
定する。ＧＰＳ受信機が第１のアンテナで直接波を受信
している場合には、第２のアンテナを第１のアンテナが
捕捉しているＧＰＳ衛星方向に向けることで、第２のア
ンテナでそのＧＰＳ衛星からの信号が受信されることに
なる。また、ＧＰＳ受信機が第１のアンテナで反射波を
受信している場合には、第２のアンテナを第１のアンテ
ナが捕捉しているＧＰＳ衛星方向に向けても、第２のア
ンテナでそのＧＰＳ衛星からの信号は受信されない。
【００１２】第１のアンテナが捕捉しているＧＰＳ衛星
の方向に第２のアンテナの向きを向けてもそのＧＰＳ衛
星からの信号が受信されないことにより第１のアンテナ
が捕捉しているＧＰＳ衛星の信号が反射波であると判定
された場合に、第２のアンテナの向きを、そのＧＰＳ衛
星の方向と異なる方向においてサーチさせ、第２のアン
テナからそのＧＰＳ衛星の信号が受信できた場合には、
すなわち、第２のアンテナが第１のアンテナが受信して
いる反射波の到来方向を向いたことになり、第１のアン
テナで捕捉しているＧＰＳ衛星からの信号が反射波であ
ることを確定することができる（請求項５）。
の方向に第２のアンテナの向きを向けてもそのＧＰＳ衛
星からの信号が受信されないことにより第１のアンテナ
が捕捉しているＧＰＳ衛星の信号が反射波であると判定
された場合に、第２のアンテナの向きを、そのＧＰＳ衛
星の方向と異なる方向においてサーチさせ、第２のアン
テナからそのＧＰＳ衛星の信号が受信できた場合には、
すなわち、第２のアンテナが第１のアンテナが受信して
いる反射波の到来方向を向いたことになり、第１のアン
テナで捕捉しているＧＰＳ衛星からの信号が反射波であ
ることを確定することができる（請求項５）。
【００１３】また、請求項６に記載の測位演算用ＧＰＳ
衛星決定方法は、第１のアンテナが受けたＧＰＳ信号を
複数の受信チャンネルで復調処理することにより同時に
複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し、第１のアンテナ
で捕捉される夫々のＧＰＳ衛星について取得される夫々
の衛星位置情報に基づいて、該夫々のＧＰＳ衛星の方向
に、指向性を有する第２のアンテナの受信の向きを向け
ることで、該夫々のＧＰＳ衛星からの信号について、第
２のアンテナから第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ
衛星からの信号が受信された場合には該信号は直接波で
あると判定するとともに、第２のアンテナから第１のア
ンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星からの信号が受信され
ない場合には該信号はマルチパスによる反射波であると
判定し、直接波であると判定されたＧＰＳ衛星を測位演
算の対象とする。直接波であると判定されたＧＰＳ衛星
のみによって測位演算が行われるため、ＧＰＳ受信機が
算出するＧＰＳ測位解からマルチパスによる影響を排除
することができる。
衛星決定方法は、第１のアンテナが受けたＧＰＳ信号を
複数の受信チャンネルで復調処理することにより同時に
複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し、第１のアンテナ
で捕捉される夫々のＧＰＳ衛星について取得される夫々
の衛星位置情報に基づいて、該夫々のＧＰＳ衛星の方向
に、指向性を有する第２のアンテナの受信の向きを向け
ることで、該夫々のＧＰＳ衛星からの信号について、第
２のアンテナから第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ
衛星からの信号が受信された場合には該信号は直接波で
あると判定するとともに、第２のアンテナから第１のア
ンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星からの信号が受信され
ない場合には該信号はマルチパスによる反射波であると
判定し、直接波であると判定されたＧＰＳ衛星を測位演
算の対象とする。直接波であると判定されたＧＰＳ衛星
のみによって測位演算が行われるため、ＧＰＳ受信機が
算出するＧＰＳ測位解からマルチパスによる影響を排除
することができる。
【００１４】また、請求項７に記載の測位演算用ＧＰＳ
衛星決定方法は、第１のアンテナが受けたＧＰＳ信号を
複数の受信チャンネルで復調処理することにより同時に
複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し、第１のアンテナ
で捕捉される夫々のＧＰＳ衛星について取得される夫々
の衛星位置情報に基づいて、該夫々のＧＰＳ衛星の方向
に、仰角の高いものから順に、指向性を有する第２のア
ンテナの受信の向きを向けることで、該夫々のＧＰＳ衛
星からの信号について、第２のアンテナから、第１のア
ンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星からの信号が受信され
た場合には該信号は直接波であると判定するとともに、
第２のアンテナから、第１のアンテナで捕捉しているＧ
ＰＳ衛星からの信号が受信されない場合には該信号はマ
ルチパスによる反射波であると判定し、直接波であると
判定されるＧＰＳ衛星を測位演算の対象とする。仰角の
低いＧＰＳ衛星ほどＧＰＳ受信機に到来する信号がマル
チパスによる反射波になり易いので、仰角の高いＧＰＳ
衛星から順に直接波／反射波の測定を行っていけば、直
接波と判定されるＧＰＳ衛星を迅速に複数得ることがで
きる。
衛星決定方法は、第１のアンテナが受けたＧＰＳ信号を
複数の受信チャンネルで復調処理することにより同時に
複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し、第１のアンテナ
で捕捉される夫々のＧＰＳ衛星について取得される夫々
の衛星位置情報に基づいて、該夫々のＧＰＳ衛星の方向
に、仰角の高いものから順に、指向性を有する第２のア
ンテナの受信の向きを向けることで、該夫々のＧＰＳ衛
星からの信号について、第２のアンテナから、第１のア
ンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星からの信号が受信され
た場合には該信号は直接波であると判定するとともに、
第２のアンテナから、第１のアンテナで捕捉しているＧ
ＰＳ衛星からの信号が受信されない場合には該信号はマ
ルチパスによる反射波であると判定し、直接波であると
判定されるＧＰＳ衛星を測位演算の対象とする。仰角の
低いＧＰＳ衛星ほどＧＰＳ受信機に到来する信号がマル
チパスによる反射波になり易いので、仰角の高いＧＰＳ
衛星から順に直接波／反射波の測定を行っていけば、直
接波と判定されるＧＰＳ衛星を迅速に複数得ることがで
きる。
【００１５】この場合、直接波と判定されるＧＰＳ衛星
が４つ以上得られた時点で、３次元測位のための測位演
算を行うことが可能である（請求項８）。
が４つ以上得られた時点で、３次元測位のための測位演
算を行うことが可能である（請求項８）。
【００１６】また、請求項９に記載のＧＰＳ測位解に対
する誤差推定方法は、第１のアンテナが受けたＧＰＳ信
号を複数の受信チャンネルで復調処理することにより同
時に複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し、第１のアン
テナで捕捉される夫々のＧＰＳ衛星について取得される
夫々の衛星位置情報に基づいて、該夫々のＧＰＳ衛星の
方向に、指向性を有する第２のアンテナの受信の向きを
向けることで、該夫々のＧＰＳ衛星からの信号につい
て、第２のアンテナから、第１のアンテナで捕捉してい
るＧＰＳ衛星からの信号が受信された場合には該信号は
直接波であると判定するとともに、第２のアンテナか
ら、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星からの信
号が受信されない場合には該信号はマルチパスによる反
射波であると判定し、直接波であると判定されたＧＰＳ
衛星のみを用いて測位演算を行う場合には、測距誤差要
因としてのマルチパスによる誤差α（αは定数）を含ま
ないＵＥＲＥ（User Equivalent Range Error；利用者
等価測距誤差）に基づいてＧＰＳ測位解の誤差推定値を
算出し、反射波であると判定されたＧＰＳ衛星を含めて
測位演算を行う場合には、測距誤差要因としてのマルチ
パスによる誤差α（αは定数）を含むＵＥＲＥ（User E
quivalent Range Error；利用者等価測距誤差）に基づ
いてＧＰＳ測位解の誤差推定値を算出することを特徴と
する。ＧＰＳ測位解にマルチパスの影響が含まれる場合
には、ＧＰＳ測位解の誤差が大きくなるので、ＧＰＳ測
位解に対する誤差推定値も大きくすることで、ＧＰＳ測
位解を利用する、カーナビゲーションシステム等におい
て、ＧＰＳ測位解に含まれる誤差を的確に把握すること
が可能となる。
する誤差推定方法は、第１のアンテナが受けたＧＰＳ信
号を複数の受信チャンネルで復調処理することにより同
時に複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し、第１のアン
テナで捕捉される夫々のＧＰＳ衛星について取得される
夫々の衛星位置情報に基づいて、該夫々のＧＰＳ衛星の
方向に、指向性を有する第２のアンテナの受信の向きを
向けることで、該夫々のＧＰＳ衛星からの信号につい
て、第２のアンテナから、第１のアンテナで捕捉してい
るＧＰＳ衛星からの信号が受信された場合には該信号は
直接波であると判定するとともに、第２のアンテナか
ら、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星からの信
号が受信されない場合には該信号はマルチパスによる反
射波であると判定し、直接波であると判定されたＧＰＳ
衛星のみを用いて測位演算を行う場合には、測距誤差要
因としてのマルチパスによる誤差α（αは定数）を含ま
ないＵＥＲＥ（User Equivalent Range Error；利用者
等価測距誤差）に基づいてＧＰＳ測位解の誤差推定値を
算出し、反射波であると判定されたＧＰＳ衛星を含めて
測位演算を行う場合には、測距誤差要因としてのマルチ
パスによる誤差α（αは定数）を含むＵＥＲＥ（User E
quivalent Range Error；利用者等価測距誤差）に基づ
いてＧＰＳ測位解の誤差推定値を算出することを特徴と
する。ＧＰＳ測位解にマルチパスの影響が含まれる場合
には、ＧＰＳ測位解の誤差が大きくなるので、ＧＰＳ測
位解に対する誤差推定値も大きくすることで、ＧＰＳ測
位解を利用する、カーナビゲーションシステム等におい
て、ＧＰＳ測位解に含まれる誤差を的確に把握すること
が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態である
ＧＰＳ受信機５０の構成を示すブロック図である。ＧＰ
Ｓ受信機５０は、受信機本体１１、全天方向からのＧＰ
Ｓ信号を受信できるＧＰＳアンテナ１、特定の方向から
のＧＰＳ信号のみを受信する指向性を持ったＧＰＳアン
テナ２より構成されている。なお、ＧＰＳアンテナ２
は、アンテナ駆動部３により全天のあらゆる方向に受信
の向きを向けることができるように構成されており、す
なわち、ＧＰＳ受信機５０は、ＧＰＳアンテナ２の向き
を制御することによりＧＰＳアンテナ２から、視界内の
ＧＰＳ衛星を選択的に受信することができる。以下、図
１を参照してＧＰＳ受信機５０について詳細に説明す
る。
ＧＰＳ受信機５０の構成を示すブロック図である。ＧＰ
Ｓ受信機５０は、受信機本体１１、全天方向からのＧＰ
Ｓ信号を受信できるＧＰＳアンテナ１、特定の方向から
のＧＰＳ信号のみを受信する指向性を持ったＧＰＳアン
テナ２より構成されている。なお、ＧＰＳアンテナ２
は、アンテナ駆動部３により全天のあらゆる方向に受信
の向きを向けることができるように構成されており、す
なわち、ＧＰＳ受信機５０は、ＧＰＳアンテナ２の向き
を制御することによりＧＰＳアンテナ２から、視界内の
ＧＰＳ衛星を選択的に受信することができる。以下、図
１を参照してＧＰＳ受信機５０について詳細に説明す
る。
【００１８】ＧＰＳアンテナ１で捉えられた搬送波周波
数１，５７５.４２ＭＨｚのＧＰＳ信号は、ダウンコン
バータ４の受信周波数変換部１２に入力され、基準周波
数発振機１４の発振周波数に基づいてシンセサイザ１３
が発生する局部発振周波数の信号と乗算され、中間周波
数の信号に変換される。さらに、受信周波数変換部１２
で中間周波数に変換された信号は、Ａ／Ｄ変換部１５で
デジタル信号に変換され、合計１２コ存在する受信チャ
ンネル５の夫々に入力される。
数１，５７５.４２ＭＨｚのＧＰＳ信号は、ダウンコン
バータ４の受信周波数変換部１２に入力され、基準周波
数発振機１４の発振周波数に基づいてシンセサイザ１３
が発生する局部発振周波数の信号と乗算され、中間周波
数の信号に変換される。さらに、受信周波数変換部１２
で中間周波数に変換された信号は、Ａ／Ｄ変換部１５で
デジタル信号に変換され、合計１２コ存在する受信チャ
ンネル５の夫々に入力される。
【００１９】Ａ／Ｄ変換部１５からの信号はキャリア相
関部１６に入力され、キャリアＮＣＯ１７で発生される
信号と乗算される。数値制御発振器であるキャリアＮＣ
Ｏ１７の出力信号はシンセサイザ部１３から入力される
クロック信号をもとに発生され、測位演算制御部３０か
らの制御信号により、Ａ／Ｄ変換部１５から入力される
信号の搬送波の周波数及び位相と等しくなるように制御
される。したがって、キャリア相関部１６の出力信号か
らは搬送波の成分が取り除かれる。
関部１６に入力され、キャリアＮＣＯ１７で発生される
信号と乗算される。数値制御発振器であるキャリアＮＣ
Ｏ１７の出力信号はシンセサイザ部１３から入力される
クロック信号をもとに発生され、測位演算制御部３０か
らの制御信号により、Ａ／Ｄ変換部１５から入力される
信号の搬送波の周波数及び位相と等しくなるように制御
される。したがって、キャリア相関部１６の出力信号か
らは搬送波の成分が取り除かれる。
【００２０】Ｃ／Ａコード相関部１８では、キャリア相
関部１６からの信号とＣ／Ａコード発生部１９で発生さ
れる擬似ランダムコードの信号とが乗算される。数値制
御発振器であるコードＮＣＯ２０及び、コードＮＣＯ２
０からのクロック信号に基づいて擬似ランダムコードの
信号を発生するＣ／Ａコード発生部１９は、夫々測位演
算制御部３０によって制御され、Ｃ／Ａコード発生部１
９からは、測位の対象とするＧＰＳ衛星固有の擬似ラン
ダムコードと等しい信号が発生される。したがって、Ｃ
／Ａコード相関部１８の出力信号からは擬似ランダムコ
ードの成分が取り除かれ、夫々の受信チャンネル５から
測位演算制御部３０に対して出力される信号はベースバ
ンド信号となる。
関部１６からの信号とＣ／Ａコード発生部１９で発生さ
れる擬似ランダムコードの信号とが乗算される。数値制
御発振器であるコードＮＣＯ２０及び、コードＮＣＯ２
０からのクロック信号に基づいて擬似ランダムコードの
信号を発生するＣ／Ａコード発生部１９は、夫々測位演
算制御部３０によって制御され、Ｃ／Ａコード発生部１
９からは、測位の対象とするＧＰＳ衛星固有の擬似ラン
ダムコードと等しい信号が発生される。したがって、Ｃ
／Ａコード相関部１８の出力信号からは擬似ランダムコ
ードの成分が取り除かれ、夫々の受信チャンネル５から
測位演算制御部３０に対して出力される信号はベースバ
ンド信号となる。
【００２１】測位演算制御部３０は、受信チャンネル５
から入力されるベースバンド信号から航法データを取得
する。航法データには、ＧＰＳ衛星の詳細な軌道情報を
表す衛星位置情報（ephemeris）、衛星時計の情報、全
てのＧＰＳ衛星に関する大まかな位置情報（almanac）
等が含まれている。ＧＰＳ受信機５０は、１２コの受信
チャンネル５で同時に信号を復調処理することにより、
同時に１２コのＧＰＳ衛星を捕捉し、それらのＧＰＳ衛
星からの航法データを同時に取得することができる。
から入力されるベースバンド信号から航法データを取得
する。航法データには、ＧＰＳ衛星の詳細な軌道情報を
表す衛星位置情報（ephemeris）、衛星時計の情報、全
てのＧＰＳ衛星に関する大まかな位置情報（almanac）
等が含まれている。ＧＰＳ受信機５０は、１２コの受信
チャンネル５で同時に信号を復調処理することにより、
同時に１２コのＧＰＳ衛星を捕捉し、それらのＧＰＳ衛
星からの航法データを同時に取得することができる。
【００２２】測位演算制御部３０の受信制御部３１は、
受信チャンネル５のキャリアＮＣＯ１７、コードＮＣＯ
２０及びＣ／Ａコード発生部１９に対する制御信号を発
生する。ＧＰＳ受信機５０においてＧＰＳアンテナ１の
みでなくＧＰＳアンテナ２をも用いて受信を行う場合、
アンテナ２受信制御部３２は、複数の受信チャンネル５
の中から復調処理の行われていないチャンネルを少なく
とも１つ選択し、選択した受信チャンネルに対してダウ
ンコンバータ６からの信号が入力されるように選択回路
３５及び選択回路３６を制御する。なお、アンテナ２受
信制御部３２は、復調処理の行われていない空きチャン
ネルが無い場合であっても、少なくとも１つのチャンネ
ルをＧＰＳアンテナ２からの信号処理用に選択する。
受信チャンネル５のキャリアＮＣＯ１７、コードＮＣＯ
２０及びＣ／Ａコード発生部１９に対する制御信号を発
生する。ＧＰＳ受信機５０においてＧＰＳアンテナ１の
みでなくＧＰＳアンテナ２をも用いて受信を行う場合、
アンテナ２受信制御部３２は、複数の受信チャンネル５
の中から復調処理の行われていないチャンネルを少なく
とも１つ選択し、選択した受信チャンネルに対してダウ
ンコンバータ６からの信号が入力されるように選択回路
３５及び選択回路３６を制御する。なお、アンテナ２受
信制御部３２は、復調処理の行われていない空きチャン
ネルが無い場合であっても、少なくとも１つのチャンネ
ルをＧＰＳアンテナ２からの信号処理用に選択する。
【００２３】ダウンコンバータ６の機能はダウンコンバ
ータ４と同様であり、ダウンコンバータ６はＧＰＳアン
テナ２が受けた信号を中間周波数の信号に変換し受信チ
ャンネル５に対して出力する。ＧＰＳアンテナ２は指向
性を持つアンテナであり、アンテナ２受信制御部３２か
らの制御信号によって制御されるアンテナ駆動部３によ
り、全天のあらゆる方向に受信の向きを向けることがで
きる。なお、メモリ３４には、測位演算制御部３０を動
作させるためのプログラムその他の情報が格納される。
ータ４と同様であり、ダウンコンバータ６はＧＰＳアン
テナ２が受けた信号を中間周波数の信号に変換し受信チ
ャンネル５に対して出力する。ＧＰＳアンテナ２は指向
性を持つアンテナであり、アンテナ２受信制御部３２か
らの制御信号によって制御されるアンテナ駆動部３によ
り、全天のあらゆる方向に受信の向きを向けることがで
きる。なお、メモリ３４には、測位演算制御部３０を動
作させるためのプログラムその他の情報が格納される。
【００２４】演算部３３は、航法データからＧＰＳ衛星
が信号を発した時刻を取得し、演算部３３内部に持つ時
計からＧＰＳ信号が到来した時刻を得、これらの時刻の
差に光速を乗じることで、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機５
０間の擬似距離を算出する。さらに演算部３３は、複数
のＧＰＳ衛星に関して得た擬似距離をもとに測位演算を
行い、ＧＰＳ受信機５０自身の位置を得る。
が信号を発した時刻を取得し、演算部３３内部に持つ時
計からＧＰＳ信号が到来した時刻を得、これらの時刻の
差に光速を乗じることで、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機５
０間の擬似距離を算出する。さらに演算部３３は、複数
のＧＰＳ衛星に関して得た擬似距離をもとに測位演算を
行い、ＧＰＳ受信機５０自身の位置を得る。
【００２５】図２は、ＧＰＳ受信機５０における測位演
算の動作を表すフローチャートである。ＧＰＳ受信機５
０において測位演算が開始されると、始めに、ＧＰＳア
ンテナ１が受けた信号により、視界内の複数のＧＰＳ衛
星からの信号が同時に受信され、夫々のＧＰＳ衛星から
の航法データが取得されると共に、夫々のＧＰＳ衛星と
の擬似距離の算出が行われる（Ｓ２０１）。次に、アン
テナ２制御部３２により、ＧＰＳアンテナ１により捕捉
されているＧＰＳ衛星のうちの１つが捕捉対象衛星とし
て選択され、その捕捉対象衛星の方向にＧＰＳアンテナ
２の向きが向けられる（Ｓ２０２）。ＧＰＳアンテナ２
を向ける方向は、ＧＰＳアンテナ１が捕捉しているＧＰ
Ｓ衛星からの航法データに含まれる衛星位置情報（ephe
meris）を用いることで決定することが可能である。
算の動作を表すフローチャートである。ＧＰＳ受信機５
０において測位演算が開始されると、始めに、ＧＰＳア
ンテナ１が受けた信号により、視界内の複数のＧＰＳ衛
星からの信号が同時に受信され、夫々のＧＰＳ衛星から
の航法データが取得されると共に、夫々のＧＰＳ衛星と
の擬似距離の算出が行われる（Ｓ２０１）。次に、アン
テナ２制御部３２により、ＧＰＳアンテナ１により捕捉
されているＧＰＳ衛星のうちの１つが捕捉対象衛星とし
て選択され、その捕捉対象衛星の方向にＧＰＳアンテナ
２の向きが向けられる（Ｓ２０２）。ＧＰＳアンテナ２
を向ける方向は、ＧＰＳアンテナ１が捕捉しているＧＰ
Ｓ衛星からの航法データに含まれる衛星位置情報（ephe
meris）を用いることで決定することが可能である。
【００２６】ＧＰＳアンテナ２が受けた信号を復調処理
するための擬似ランダムコードを、捕捉対象衛星の擬似
ランダムコードと合わせることにより、ＧＰＳアンテナ
２から捕捉対象衛星の信号が受信できた場合には（Ｓ２
０３：ＹＥＳ）、演算部３３により、捕捉対象衛星から
の信号は直接波であると判定される（Ｓ２０４）。一
方、Ｓ２０３において捕捉対象衛星からの信号が受信さ
れなかった場合には（Ｓ２０３：ＮＯ）、捕捉対象衛星
からの信号は反射波であると判定される（Ｓ２０５）。
するための擬似ランダムコードを、捕捉対象衛星の擬似
ランダムコードと合わせることにより、ＧＰＳアンテナ
２から捕捉対象衛星の信号が受信できた場合には（Ｓ２
０３：ＹＥＳ）、演算部３３により、捕捉対象衛星から
の信号は直接波であると判定される（Ｓ２０４）。一
方、Ｓ２０３において捕捉対象衛星からの信号が受信さ
れなかった場合には（Ｓ２０３：ＮＯ）、捕捉対象衛星
からの信号は反射波であると判定される（Ｓ２０５）。
【００２７】ＧＰＳアンテナ１が捕捉している複数のＧ
ＰＳ衛星に関し、Ｓ２０２からＳ２０５の直接波／反射
波の判定処理が繰り返し実行され、直接波のＧＰＳ衛星
が４つ以上得られた場合には（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、演
算部３３により、直接波と判定されたＧＰＳ衛星のみを
用いて測位演算が行われる（Ｓ２０７）。なお、Ｓ２０
２において、ＧＰＳアンテナ１が捕捉している複数のＧ
ＰＳ衛星の中から、ＧＰＳアンテナ２で捉えようとする
捕捉対象衛星を選択する際に、仰角の低いＧＰＳ衛星か
らの信号がマルチパスを生じやすいことを考慮し、仰角
の高いＧＰＳ衛星を優先して選択することで、測位演算
用のＧＰＳ衛星の決定を迅速に行うことが可能である。
ＰＳ衛星に関し、Ｓ２０２からＳ２０５の直接波／反射
波の判定処理が繰り返し実行され、直接波のＧＰＳ衛星
が４つ以上得られた場合には（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、演
算部３３により、直接波と判定されたＧＰＳ衛星のみを
用いて測位演算が行われる（Ｓ２０７）。なお、Ｓ２０
２において、ＧＰＳアンテナ１が捕捉している複数のＧ
ＰＳ衛星の中から、ＧＰＳアンテナ２で捉えようとする
捕捉対象衛星を選択する際に、仰角の低いＧＰＳ衛星か
らの信号がマルチパスを生じやすいことを考慮し、仰角
の高いＧＰＳ衛星を優先して選択することで、測位演算
用のＧＰＳ衛星の決定を迅速に行うことが可能である。
【００２８】また、図３はＧＰＳ受信機５０で実行され
る測位演算の示すフローチャートであり、図２で示した
ものとは別の例を示すものである。図３のフローチャー
トは、図２に対して、ステップＳ３０１からＳ３０５で
示す処理が加えられた構成となっており、図２で示した
処理ステップと同じ処理ステップには同じ符号を用いて
いる。ここでは、図３における特徴部分について説明を
行う。Ｓ３０１からＳ３０５の処理は、Ｓ２０５におい
て捕捉対象衛星からの信号が反射波であると判定された
場合に、その信号が反射波であるか否かを確認し、判定
の精度を高めるための処理である。
る測位演算の示すフローチャートであり、図２で示した
ものとは別の例を示すものである。図３のフローチャー
トは、図２に対して、ステップＳ３０１からＳ３０５で
示す処理が加えられた構成となっており、図２で示した
処理ステップと同じ処理ステップには同じ符号を用いて
いる。ここでは、図３における特徴部分について説明を
行う。Ｓ３０１からＳ３０５の処理は、Ｓ２０５におい
て捕捉対象衛星からの信号が反射波であると判定された
場合に、その信号が反射波であるか否かを確認し、判定
の精度を高めるための処理である。
【００２９】Ｓ２０５で捕捉対象衛星が反射波と判定さ
れた場合、Ｓ３０１では、始めに、Ｓ２０２において向
けられていた方向と異なる全天の全ての方向に対してＧ
ＰＳアンテナ２の向きをサーチさせつつ、ＧＰＳアンテ
ナ２によって捕捉対象衛星からの信号についての受信が
試みられ、サーチが終了したらＳ２０２において設定さ
れた方向に対する受信が再び試みられる（Ｓ３０１，Ｓ
３０２）。Ｓ３０２において、ＧＰＳアンテナ２で受信
された信号の受信の方向が捕捉対象衛星の方向と異なっ
ていた場合には（Ｓ３０３：ＮＯ）、ＧＰＳアンテナ２
が反射波が到来している方向を向いて、その反射波を受
信していることになるので、捕捉対象衛星からＧＰＳ受
信機に到来している信号は反射波であると確定されるこ
とになる（Ｓ３０４）。一方、Ｓ３０２において受信し
た信号の方向が、捕捉対象衛星の方向と一致する場合に
は、捕捉対象衛星からＧＰＳ受信機に到来している信号
は直接波であると判定される。図２の場合と同様に、直
接波と判定されるＧＰＳ衛星が４つ以上得られた場合に
は（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、直接波と判定されたＧＰＳ衛
星のみを用いて測位演算が行われる（Ｓ２０７）。
れた場合、Ｓ３０１では、始めに、Ｓ２０２において向
けられていた方向と異なる全天の全ての方向に対してＧ
ＰＳアンテナ２の向きをサーチさせつつ、ＧＰＳアンテ
ナ２によって捕捉対象衛星からの信号についての受信が
試みられ、サーチが終了したらＳ２０２において設定さ
れた方向に対する受信が再び試みられる（Ｓ３０１，Ｓ
３０２）。Ｓ３０２において、ＧＰＳアンテナ２で受信
された信号の受信の方向が捕捉対象衛星の方向と異なっ
ていた場合には（Ｓ３０３：ＮＯ）、ＧＰＳアンテナ２
が反射波が到来している方向を向いて、その反射波を受
信していることになるので、捕捉対象衛星からＧＰＳ受
信機に到来している信号は反射波であると確定されるこ
とになる（Ｓ３０４）。一方、Ｓ３０２において受信し
た信号の方向が、捕捉対象衛星の方向と一致する場合に
は、捕捉対象衛星からＧＰＳ受信機に到来している信号
は直接波であると判定される。図２の場合と同様に、直
接波と判定されるＧＰＳ衛星が４つ以上得られた場合に
は（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、直接波と判定されたＧＰＳ衛
星のみを用いて測位演算が行われる（Ｓ２０７）。
【００３０】ＧＰＳ受信機５０は、測位演算の結果得ら
れたＧＰＳ測位解とともに、以下で説明を行うＧＰＳ測
位解に対する誤差推定値を算出する。これらの結果は、
入出力端子４１（図１参照）を介してＧＰＳ出力メッセ
ージとして外部に出力される。
れたＧＰＳ測位解とともに、以下で説明を行うＧＰＳ測
位解に対する誤差推定値を算出する。これらの結果は、
入出力端子４１（図１参照）を介してＧＰＳ出力メッセ
ージとして外部に出力される。
【００３１】ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星からの信号の到
達時間を測定することで算出する擬似距離には、様々な
要因による誤差が存在する。誤差要因には、軌道情報誤
差、衛星時計誤差、電離層伝搬誤差、対流圏伝搬誤差、
受信機ノイズ誤差等があり、これらの誤差は理論的かつ
経験的に導き出され、ＧＰＳ受信機では定数として扱わ
れる。これら定数としての各誤差要因のＲＳＳ（root s
um square）値はＵＥＲＥ（User Equivalent Range Err
or；利用者等価測距誤差）と呼ばれる。また、ＧＰＳ受
信機は、一般に、ＵＥＲＥと、測位対象ＧＰＳ衛星の瞬
間的な配置から求められる値であって擬似距離について
の誤差の水平方向への拡大係数を表すＨＤＯＰ（horizo
ntal dilution of precision）をもとに下記の定義、 ２ｄｒｍｓ＝２×ＨＤＯＰ×ＵＥＲＥ によって得られる２ｄｒｍｓをＧＰＳ測位解に対する誤
差推定値として算出する。下記表１は、ＧＰＳ受信機５
０が用いる誤差要因の値の例を示している。
達時間を測定することで算出する擬似距離には、様々な
要因による誤差が存在する。誤差要因には、軌道情報誤
差、衛星時計誤差、電離層伝搬誤差、対流圏伝搬誤差、
受信機ノイズ誤差等があり、これらの誤差は理論的かつ
経験的に導き出され、ＧＰＳ受信機では定数として扱わ
れる。これら定数としての各誤差要因のＲＳＳ（root s
um square）値はＵＥＲＥ（User Equivalent Range Err
or；利用者等価測距誤差）と呼ばれる。また、ＧＰＳ受
信機は、一般に、ＵＥＲＥと、測位対象ＧＰＳ衛星の瞬
間的な配置から求められる値であって擬似距離について
の誤差の水平方向への拡大係数を表すＨＤＯＰ（horizo
ntal dilution of precision）をもとに下記の定義、 ２ｄｒｍｓ＝２×ＨＤＯＰ×ＵＥＲＥ によって得られる２ｄｒｍｓをＧＰＳ測位解に対する誤
差推定値として算出する。下記表１は、ＧＰＳ受信機５
０が用いる誤差要因の値の例を示している。
【００３２】
【表１】
【００３３】ＧＰＳ受信機５０は、図２又は図３で示し
た測位演算のための処理の過程において、直接波として
判定されるＧＰＳ衛星が４つ以上得られない場合、或い
は直接波と判定されるＧＰＳ衛星のみを用いることでＨ
ＤＯＰが所定値以上となる場合（すなわち、ＧＰＳ測位
解の精度が所定値以上劣化すると判断される場合）に
は、反射波と判定されるＧＰＳ衛星を含めて測位演算を
行うことができる。ただし、反射波と判定されるＧＰＳ
衛星を含めて測位演算を行う場合には、表１に示すよう
に、誤差要因としてマルチパスの誤差を含めたＵＥＲＥ
ｍを用いて誤差推定値を算出する。すなわち、反射波と
判定されるＧＰＳ衛星を含めて測位演算を行った場合の
誤差推定値は、 ２ｄｒｍｓ＝２×ＨＤＯＰ×ＵＥＲＥｍ とされ、直接波と判定されるＧＰＳ衛星のみを用いて測
位演算を行った場合の誤差推定値は、 ２ｄｒｍｓ＝２×ＨＤＯＰ×ＵＥＲＥ０ とされる。
た測位演算のための処理の過程において、直接波として
判定されるＧＰＳ衛星が４つ以上得られない場合、或い
は直接波と判定されるＧＰＳ衛星のみを用いることでＨ
ＤＯＰが所定値以上となる場合（すなわち、ＧＰＳ測位
解の精度が所定値以上劣化すると判断される場合）に
は、反射波と判定されるＧＰＳ衛星を含めて測位演算を
行うことができる。ただし、反射波と判定されるＧＰＳ
衛星を含めて測位演算を行う場合には、表１に示すよう
に、誤差要因としてマルチパスの誤差を含めたＵＥＲＥ
ｍを用いて誤差推定値を算出する。すなわち、反射波と
判定されるＧＰＳ衛星を含めて測位演算を行った場合の
誤差推定値は、 ２ｄｒｍｓ＝２×ＨＤＯＰ×ＵＥＲＥｍ とされ、直接波と判定されるＧＰＳ衛星のみを用いて測
位演算を行った場合の誤差推定値は、 ２ｄｒｍｓ＝２×ＨＤＯＰ×ＵＥＲＥ０ とされる。
【００３４】このように、ＧＰＳ受信機５０は、測位演
算にマルチパスによる影響が含まれた場合には、誤差推
定値の計算に用いるＵＥＲＥを切り替えて、実際の誤差
に応じた誤差推定値を算出する。したがって、ＧＰＳ受
信機５０を用いてカーナビゲーションシステムを構成し
た場合、カーナビゲーションシステムでは、ＧＰＳ測位
解に含まれる誤差を的確に把握できることとなり、ＧＰ
Ｓ測位解の誤差推定値が、車速センサ等を用いた推測航
法による測位結果についての誤差推定値より大きくなっ
た場合には、車両の位置として推測航法による測位結果
を用いることも可能である。すなわち、カーナビゲーシ
ョンシステムにおいてマルチパスによる影響が軽減され
る。
算にマルチパスによる影響が含まれた場合には、誤差推
定値の計算に用いるＵＥＲＥを切り替えて、実際の誤差
に応じた誤差推定値を算出する。したがって、ＧＰＳ受
信機５０を用いてカーナビゲーションシステムを構成し
た場合、カーナビゲーションシステムでは、ＧＰＳ測位
解に含まれる誤差を的確に把握できることとなり、ＧＰ
Ｓ測位解の誤差推定値が、車速センサ等を用いた推測航
法による測位結果についての誤差推定値より大きくなっ
た場合には、車両の位置として推測航法による測位結果
を用いることも可能である。すなわち、カーナビゲーシ
ョンシステムにおいてマルチパスによる影響が軽減され
る。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明のＧＰＳ受信
機によれば、受信したＧＰＳ信号が直接波であるかマル
チパスによる反射波であるかを確実に判定することが可
能である。また、本発明のＧＰＳ受信機によれば、同時
に受信した複数のＧＰＳ衛星に関し夫々直接波／反射波
の判定が行われ、直接波と判定されるＧＰＳ衛星のみを
用いた測位演算を行うことが可能である。すなわち、Ｇ
ＰＳ測位解からマルチパスによる影響を排除することが
可能である。また、本発明によるＧＰＳ受信機は、測位
演算にマルチパスの影響が含まれる場合であっても、推
定誤差値にマルチパスによる影響を的確に反映させる。
機によれば、受信したＧＰＳ信号が直接波であるかマル
チパスによる反射波であるかを確実に判定することが可
能である。また、本発明のＧＰＳ受信機によれば、同時
に受信した複数のＧＰＳ衛星に関し夫々直接波／反射波
の判定が行われ、直接波と判定されるＧＰＳ衛星のみを
用いた測位演算を行うことが可能である。すなわち、Ｇ
ＰＳ測位解からマルチパスによる影響を排除することが
可能である。また、本発明によるＧＰＳ受信機は、測位
演算にマルチパスの影響が含まれる場合であっても、推
定誤差値にマルチパスによる影響を的確に反映させる。
【図１】本発明によるＧＰＳ受信機のブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明によるＧＰＳ受信機における測位演算の
過程を示すフローチャートである。
過程を示すフローチャートである。
【図３】本発明によるＧＰＳ受信機における測位演算の
過程を示すフローチャートであって、図２とは別の例を
表す。
過程を示すフローチャートであって、図２とは別の例を
表す。
【図４】ＧＰＳにおける測位原理を説明するための図で
ある。
ある。
【図５】マルチパスの状況を表す図である。
１ ＧＰＳアンテナ ２ ＧＰＳアンテナ ３ アンテナ駆動部 ４ ダウンコンバータ ５ 受信チャンネル ６ ダウンコンバータ １２ 受信周波数変換部 １３ シンセサイザ部 １４ 基準周波数発振器 １６ キャリア相関部 １７ キャリアＮＣＯ １８ Ｃ／Ａコード相関部 １９ Ｃ／Ａコード発生部 ２０ コードＮＣＯ ３０ 測位演算制御部 ３１ 受信制御部 ３２ アンテナ２受信制御部 ３３ 演算部 ３４ メモリ ４１ 入出力端子
Claims (9)
- 【請求項１】 第１のアンテナで受けたＧＰＳ（Global
Positioning System）信号を複数の受信チャンネルで
同時に復調処理可能なＧＰＳ受信機であって、 指向性を有する第２のアンテナと、 第２のアンテナが受けたＧＰＳ信号の搬送波周波数を中
間周波数に変換する第２の周波数変換部と、 第２のアンテナの向きを制御するとともに少なくとも１
つ以上の受信チャンネルで第２の周波数変換部からの信
号を復調処理させる第２アンテナ受信制御手段と、 第２のアンテナからＧＰＳ信号が受信されているか否か
を判定する判定手段とを備えること、を特徴とするＧＰ
Ｓ受信機。 - 【請求項２】 前記判定手段による判定結果に基づいて
測位対象ＧＰＳ衛星を決定すると共に、該決定されたＧ
ＰＳ衛星を用いて測位演算を行う演算手段を更に備える
こと、を特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ受信機。 - 【請求項３】 前記第２アンテナ受信制御手段は、 第１のアンテナからの信号を複数の受信チャンネルで復
調処理することにより取得される複数のＧＰＳ衛星に関
する夫々の衛星位置情報に基づいて第２のアンテナの向
きを制御すること、を特徴とする請求項１又は請求項２
に記載のＧＰＳ受信機。 - 【請求項４】 第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛
星の信号から該ＧＰＳ衛星の衛星位置情報を取得し、 第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星方向に、指向
性を有する第２のアンテナの向きを向け、 第２のアンテナから、第１のアンテナで捕捉しているＧ
ＰＳ衛星の信号が受信された場合には、第１のアンテナ
で捕捉しているＧＰＳ衛星の信号は直接波であると判定
し、 第２のアンテナから、第１のアンテナで捕捉しているＧ
ＰＳ衛星の信号が受信されない場合には、第１のアンテ
ナで捕捉しているＧＰＳ衛星の信号はマルチパスによる
反射波であると判定すること、を特徴とするマルチパス
判定方法。 - 【請求項５】 第１のアンテナで捕捉したＧＰＳ衛星の
信号が反射波であると判定された場合において、 更に、第２のアンテナの向きを、第１のアンテナで捕捉
しているＧＰＳ衛星の方向と異なる方向においてサーチ
させ、 第２のアンテナから、第１のアンテナで捕捉しているＧ
ＰＳ衛星の信号が受信された場合には、第１のアンテナ
で捕捉しているＧＰＳ衛星の信号はマルチパスによる反
射波であると確定すること、を特徴とする請求項４に記
載のマルチパス判定方法。 - 【請求項６】 第１のアンテナが受けたＧＰＳ信号を複
数の受信チャンネルで復調処理することにより同時に複
数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し、 第１のアンテナで捕捉される夫々のＧＰＳ衛星について
取得される夫々の衛星位置情報に基づいて、該夫々のＧ
ＰＳ衛星の方向に、指向性を有する第２のアンテナの受
信の向きを向けることで、該夫々のＧＰＳ衛星からの信
号について、第２のアンテナから、第１のアンテナで捕
捉しているＧＰＳ衛星からの信号が受信された場合には
該信号は直接波であると判定するとともに、第２のアン
テナから、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星か
らの信号が受信されない場合には該信号はマルチパスに
よる反射波であると判定し、 直接波であると判定されたＧＰＳ衛星を測位演算の対象
とすること、を特徴とするＧＰＳ受信機における測位演
算用ＧＰＳ衛星決定方法。 - 【請求項７】 第１のアンテナが受けたＧＰＳ信号を複
数の受信チャンネルで復調処理することにより同時に複
数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し、 第１のアンテナで捕捉される夫々のＧＰＳ衛星について
取得される夫々の衛星位置情報に基づいて、該夫々のＧ
ＰＳ衛星の方向に、仰角の高いものから順に、指向性を
有する第２のアンテナの受信の向きを向けることで、該
夫々のＧＰＳ衛星からの信号について、第２のアンテナ
から、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星からの
信号が受信された場合には該信号は直接波であると判定
するとともに、第２のアンテナから、第１のアンテナで
捕捉しているＧＰＳ衛星からの信号が受信されない場合
には該信号はマルチパスによる反射波であると判定し、 直接波であると判定されるＧＰＳ衛星を測位演算の対象
とすること、を特徴とするＧＰＳ受信機における測位演
算用ＧＰＳ衛星決定方法。 - 【請求項８】 請求項６又は請求項７のいずれかに記載
の測位演算用ＧＰＳ衛星決定方法を有し、 更に、測位演算対象として決定されたＧＰＳ衛星の数が
所定数以上得られた時点で、該所定数以上のＧＰＳ衛星
のみを用いて測位演算を行うこと、を特徴とするＧＰＳ
受信機における測位演算方法。 - 【請求項９】 第１のアンテナが受けたＧＰＳ信号を複
数の受信チャンネルで復調処理することにより同時に複
数のＧＰＳ衛星からの信号を受信し、 第１のアンテナで捕捉される夫々のＧＰＳ衛星について
取得される夫々の衛星位置情報に基づいて、該夫々のＧ
ＰＳ衛星の方向に、指向性を有する第２のアンテナの受
信の向きを向けることで、該夫々のＧＰＳ衛星からの信
号について、第２のアンテナから、第１のアンテナで捕
捉しているＧＰＳ衛星からの信号が受信された場合には
該信号は直接波であると判定するとともに、第２のアン
テナから、第１のアンテナで捕捉しているＧＰＳ衛星か
らの信号が受信されない場合には該信号はマルチパスに
よる反射波であると判定し、 直接波であると判定されたＧＰＳ衛星のみを用いて測位
演算を行う場合には、測距誤差要因としてのマルチパス
による誤差α（αは定数）を含まないＵＥＲＥ（User E
quivalent Range Error；利用者等価測距誤差）に基づ
いてＧＰＳ測位解の誤差推定値を算出し、 反射波であると判定されたＧＰＳ衛星を含めて測位演算
を行う場合には、測距誤差要因としてのマルチパスによ
る誤差α（αは定数）を含むＵＥＲＥ（User Equivalen
t Range Error；利用者等価測距誤差）に基づいてＧＰ
Ｓ測位解の誤差推定値を算出すること、 を特徴とするＧＰＳ測位解に対する誤差推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130612A JP2001311767A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | Ｇｐｓ受信機及びｇｐｓ受信機におけるマルチパス判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130612A JP2001311767A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | Ｇｐｓ受信機及びｇｐｓ受信機におけるマルチパス判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001311767A true JP2001311767A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=18639669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000130612A Pending JP2001311767A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | Ｇｐｓ受信機及びｇｐｓ受信機におけるマルチパス判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001311767A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2000
- 2000-04-28 JP JP2000130612A patent/JP2001311767A/ja active Pending
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