JP2002181916A - 同一周波数の電波を使用する多数の端末の測位システム - Google Patents
同一周波数の電波を使用する多数の端末の測位システムInfo
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- JP2002181916A JP2002181916A JP2000377087A JP2000377087A JP2002181916A JP 2002181916 A JP2002181916 A JP 2002181916A JP 2000377087 A JP2000377087 A JP 2000377087A JP 2000377087 A JP2000377087 A JP 2000377087A JP 2002181916 A JP2002181916 A JP 2002181916A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数の端末の位置情報を低コストで得ること
ができる。 【解決手段】 単一の周波数を用いて発信を行う多数の
発信器ユニット１を人や物に携帯させる。発信器ユニッ
ト１から発せられた電波を受信する最少４基以上の受信
アンテナユニット７を監視エリアの外側の適宜の位置に
配置する。受信アンテナユニット７から離れた位置にコ
ントロールユニット１３を設置し、そのコンピュータ１
４によって発信器ユニット１と受信アンテナユニット７
のタイミングをコントロールし、位置情報の計算を行う
ようにする。
ができる。 【解決手段】 単一の周波数を用いて発信を行う多数の
発信器ユニット１を人や物に携帯させる。発信器ユニッ
ト１から発せられた電波を受信する最少４基以上の受信
アンテナユニット７を監視エリアの外側の適宜の位置に
配置する。受信アンテナユニット７から離れた位置にコ
ントロールユニット１３を設置し、そのコンピュータ１
４によって発信器ユニット１と受信アンテナユニット７
のタイミングをコントロールし、位置情報の計算を行う
ようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は同一周波数の電波を
使用する多数の端末の測位システムに関し、コストをか
けず、而も高速で３次元的に多数の端末の測位を行うこ
とができるようになしたシステムに係わる。
使用する多数の端末の測位システムに関し、コストをか
けず、而も高速で３次元的に多数の端末の測位を行うこ
とができるようになしたシステムに係わる。
【０００２】
【従来の技術】現在、人間、動物、機械、乗物を問わ
ず、位置情報によって得られる情報を基にしたビジネス
が社会的に定着しつつある。代表的なものとしてカーナ
ビゲーションステム、買物道案内システム、徘徊老人探
索システム、盗難車両探索システムなどがある。
ず、位置情報によって得られる情報を基にしたビジネス
が社会的に定着しつつある。代表的なものとしてカーナ
ビゲーションステム、買物道案内システム、徘徊老人探
索システム、盗難車両探索システムなどがある。
【０００３】そして、これらのシステムにおいて使用さ
れている装置としては、ＧＰＳ、ＰＨＳ・携帯電話のロ
ーミングタイミングを使用して測位を行うもの、或いは
距離センサーを使用して測位を行うものなど幾つかのも
のがある。
れている装置としては、ＧＰＳ、ＰＨＳ・携帯電話のロ
ーミングタイミングを使用して測位を行うもの、或いは
距離センサーを使用して測位を行うものなど幾つかのも
のがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来の装置による場合には次の如き問題点がある。 １０００〜５０００といった多数の端末の測位を行う
ことは困難である。 測位してから観測者に情報が伝わるまでの時間がかか
り過ぎる。 測位された位置情報が、５〜１００ｍと精度が低い。 測位される人や物が携帯する端末（発振器）が高価で
ある。 そしてまた、端末毎に周波数を違えているから、送信
機、受信機共に製造コストが高くなる。 電波が届き難い屋内や地下での測位は困難である。
従来の装置による場合には次の如き問題点がある。 １０００〜５０００といった多数の端末の測位を行う
ことは困難である。 測位してから観測者に情報が伝わるまでの時間がかか
り過ぎる。 測位された位置情報が、５〜１００ｍと精度が低い。 測位される人や物が携帯する端末（発振器）が高価で
ある。 そしてまた、端末毎に周波数を違えているから、送信
機、受信機共に製造コストが高くなる。 電波が届き難い屋内や地下での測位は困難である。
【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
って、単一の周波数を用いて発信を行う多数の端末（発
信器ユニット）と、端末（発信器ユニット）から発せら
れた電波を受信する最少４基以上の受信アンテナユニッ
ト群と、それらのタイミングをコントロールし、位置情
報の計算を行う１基のコンピュータを備えたコントロー
ルユニットとをもって構成し、上記の問題点を悉く解消
し得るようになした多数の端末の測位システムを提供せ
んとするものである。
って、単一の周波数を用いて発信を行う多数の端末（発
信器ユニット）と、端末（発信器ユニット）から発せら
れた電波を受信する最少４基以上の受信アンテナユニッ
ト群と、それらのタイミングをコントロールし、位置情
報の計算を行う１基のコンピュータを備えたコントロー
ルユニットとをもって構成し、上記の問題点を悉く解消
し得るようになした多数の端末の測位システムを提供せ
んとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】而して、本発明の要旨と
するところは、個々にＩＤ識別番号が割り当てられ、単
一の周波数を用いて発信を行う多数の発信器ユニット
と、個々にＩＤ識別番号が割り当てられ、前記発信器ユ
ニットから発せられた電波を受信する最少４基以上の受
信アンテナユニットと、それらのタイミングをコントロ
ールし、位置情報の計算を行う１基のコンピュータを備
えたコントロールユニットとからなる同一周波数の電波
を使用する多数の端末の測位システムにある
するところは、個々にＩＤ識別番号が割り当てられ、単
一の周波数を用いて発信を行う多数の発信器ユニット
と、個々にＩＤ識別番号が割り当てられ、前記発信器ユ
ニットから発せられた電波を受信する最少４基以上の受
信アンテナユニットと、それらのタイミングをコントロ
ールし、位置情報の計算を行う１基のコンピュータを備
えたコントロールユニットとからなる同一周波数の電波
を使用する多数の端末の測位システムにある
【０００７】また、上記構成において、発信器ユニット
は、単一の周波数に固定され、後記ＤＳＰの発信指示に
より一定時間電波を発振する送信機と、後記受信アンテ
ナユニット群の夫々から発せられたＩＤ識別番号を含ん
だ発信指令電波を受信する受信機と、受信機により受信
したＩＤ識別番号を、後記ＩＤデータ保存用不揮発メモ
リーに書き込まれているＩＤ識別番号（当該受信器ユニ
ットの個有のＩＤ識別番号）と比較し、合致したときに
送信機に発振を始める指令を出すＤＳＰ（デジタル信号
プロセッサー）と、当該受信機ユニットを個別化させる
ためのＩＤ識別番号等の識別情報を保存するＩＤデータ
保存用不揮発メモリーとをもって構成し、受信アンテナ
ユニットは、単一の周波数に固定され、前記発信器ユニ
ットへの発信指令を出すと共に後記コンピュータとの通
信を行う送信機と、後記コンピュータから発せられたＩ
Ｄ識別番号を含んだ発信指令電波を受信すると共に前記
発信器ユニットからの電波を受信する受信機と、受信機
により受信したＩＤ識別番号を、後記ＩＤデータ保存用
不揮発メモリーに書き込まれているＩＤ識別番号（当該
受信アンテナユニットの個有のＩＤ識別番号）と比較
し、合致したときに送信機に発振を始める指令を出すＤ
ＳＰ（デジタル信号プロセッサー）と、当該受信アンテ
ナユニットを個別化させるためのＩＤ識別番号等の識別
情報を保存するＩＤデータ保存用不揮発メモリーとをも
って構成し、コントロールユニットは、前記各受信アン
テナユニットに前記発信器ユニットへの発振指令を行う
旨の指令を出す一方、前記受信アンテナユニットからの
発信器ユニットから電波を受け取った旨の信号を受け、
保存装置にデータを格納すると共に、前記受信アンテナ
ユニットから発信器ユニットにＩＤ識別番号を含んだ発
信指令電波を発信してから該受信アンテナユニットが発
信器ユニットからの電波を受信するまでの電波到達時間
を計測することによる測位方法を用いて距離を算出し、
そしてこれによって発信器ユニットの位置を計算し、Ｇ
ＩＳを基礎とした地図、或いは建物図面上に発信器ユニ
ットの位置を表示するコンピュータと、前記受信アンテ
ナユニットからの信号を受信する受信機と、単一の周波
数に固定され、前記コンピュータから発せられた指令信
号を受信アンテナユニットに発信する送信機と、セシウ
ム原子時計からなる基準時計とをもって構成するように
してもよい。
は、単一の周波数に固定され、後記ＤＳＰの発信指示に
より一定時間電波を発振する送信機と、後記受信アンテ
ナユニット群の夫々から発せられたＩＤ識別番号を含ん
だ発信指令電波を受信する受信機と、受信機により受信
したＩＤ識別番号を、後記ＩＤデータ保存用不揮発メモ
リーに書き込まれているＩＤ識別番号（当該受信器ユニ
ットの個有のＩＤ識別番号）と比較し、合致したときに
送信機に発振を始める指令を出すＤＳＰ（デジタル信号
プロセッサー）と、当該受信機ユニットを個別化させる
ためのＩＤ識別番号等の識別情報を保存するＩＤデータ
保存用不揮発メモリーとをもって構成し、受信アンテナ
ユニットは、単一の周波数に固定され、前記発信器ユニ
ットへの発信指令を出すと共に後記コンピュータとの通
信を行う送信機と、後記コンピュータから発せられたＩ
Ｄ識別番号を含んだ発信指令電波を受信すると共に前記
発信器ユニットからの電波を受信する受信機と、受信機
により受信したＩＤ識別番号を、後記ＩＤデータ保存用
不揮発メモリーに書き込まれているＩＤ識別番号（当該
受信アンテナユニットの個有のＩＤ識別番号）と比較
し、合致したときに送信機に発振を始める指令を出すＤ
ＳＰ（デジタル信号プロセッサー）と、当該受信アンテ
ナユニットを個別化させるためのＩＤ識別番号等の識別
情報を保存するＩＤデータ保存用不揮発メモリーとをも
って構成し、コントロールユニットは、前記各受信アン
テナユニットに前記発信器ユニットへの発振指令を行う
旨の指令を出す一方、前記受信アンテナユニットからの
発信器ユニットから電波を受け取った旨の信号を受け、
保存装置にデータを格納すると共に、前記受信アンテナ
ユニットから発信器ユニットにＩＤ識別番号を含んだ発
信指令電波を発信してから該受信アンテナユニットが発
信器ユニットからの電波を受信するまでの電波到達時間
を計測することによる測位方法を用いて距離を算出し、
そしてこれによって発信器ユニットの位置を計算し、Ｇ
ＩＳを基礎とした地図、或いは建物図面上に発信器ユニ
ットの位置を表示するコンピュータと、前記受信アンテ
ナユニットからの信号を受信する受信機と、単一の周波
数に固定され、前記コンピュータから発せられた指令信
号を受信アンテナユニットに発信する送信機と、セシウ
ム原子時計からなる基準時計とをもって構成するように
してもよい。
【０００８】更にまた、上記構成において、受信アンテ
ナユニットとコントロールユニットを光ファイバーで結
ぶようになしてもよい。この場合には、屋内や地下等の
一般に電波を透過できない場所における通信が可能とな
る。而も高速で送受信することができると共に雑音、妨
害電波、迷走電流などを排除することもできる。
ナユニットとコントロールユニットを光ファイバーで結
ぶようになしてもよい。この場合には、屋内や地下等の
一般に電波を透過できない場所における通信が可能とな
る。而も高速で送受信することができると共に雑音、妨
害電波、迷走電流などを排除することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。図１はシステム全体の概略
的説明図、図２は発信器ユニットの構成図、図３は受信
アンテナユニットの構成図、図４はコントロールユニッ
トの構成図、図５は受信アンテナユニットと発信器ユニ
ットとの距離の求め方の説明図、図６は発信器ユニット
の座標の求め方の説明図である。
図面を参照しつつ説明する。図１はシステム全体の概略
的説明図、図２は発信器ユニットの構成図、図３は受信
アンテナユニットの構成図、図４はコントロールユニッ
トの構成図、図５は受信アンテナユニットと発信器ユニ
ットとの距離の求め方の説明図、図６は発信器ユニット
の座標の求め方の説明図である。
【００１０】本システムは、端末である発信器ユニット
と、受信アンテナユニットと、コントロールユニットと
からなるものである。
と、受信アンテナユニットと、コントロールユニットと
からなるものである。
【００１１】１は発信器ユニットであり、多数（１００
０〜５０００）同時に用いると共にいずれも同一の周波
数としている。また、夫々の発信器ユニットには個々に
ＩＤ識別番号が割り当てられている。
０〜５０００）同時に用いると共にいずれも同一の周波
数としている。また、夫々の発信器ユニットには個々に
ＩＤ識別番号が割り当てられている。
【００１２】また、該発信器ユニット１は、単一の周波
数に固定され、後記ＤＳＰの発信指示により一定時間電
波を発振する送信機２と、後記受信アンテナユニット群
の夫々から発せられたＩＤ識別番号を含んだ発信指令電
波を受信する受信機３と、受信機３により受信したＩＤ
識別番号を、後記ＩＤデータ保存用不揮発メモリーに書
き込まれているＩＤ識別番号（当該受信器ユニットの個
有のＩＤ識別番号）と比較し、合致したときに発信機２
に発振を始める指令を出すＤＳＰ（デジタル信号プロセ
ッサー）４と、当該受信機ユニットを個別化させるため
のＩＤ識別番号等の識別情報を保存するＩＤデータ保存
用不揮発メモリー５と、電池６とをもって構成してい
る。
数に固定され、後記ＤＳＰの発信指示により一定時間電
波を発振する送信機２と、後記受信アンテナユニット群
の夫々から発せられたＩＤ識別番号を含んだ発信指令電
波を受信する受信機３と、受信機３により受信したＩＤ
識別番号を、後記ＩＤデータ保存用不揮発メモリーに書
き込まれているＩＤ識別番号（当該受信器ユニットの個
有のＩＤ識別番号）と比較し、合致したときに発信機２
に発振を始める指令を出すＤＳＰ（デジタル信号プロセ
ッサー）４と、当該受信機ユニットを個別化させるため
のＩＤ識別番号等の識別情報を保存するＩＤデータ保存
用不揮発メモリー５と、電池６とをもって構成してい
る。
【００１３】７は受信アンテナユニットである。該受信
アンテナユニット７は少なくとも４基以上を同時に用い
るものであり、監視エリアの外側における所定の位置に
配置する。また夫々の受信アンテナユニット７には個々
にＩＤ識別番号が割り当てられている。
アンテナユニット７は少なくとも４基以上を同時に用い
るものであり、監視エリアの外側における所定の位置に
配置する。また夫々の受信アンテナユニット７には個々
にＩＤ識別番号が割り当てられている。
【００１４】また、該受信アンテナユニット７は、単一
の周波数に固定され、前記発信器ユニット１へ発信指令
を出すと共に後記コンピュータとの通信を行う送信機８
と、後記コンピュータから発せられたＩＤ識別番号を含
んだ発信指令電波を受信すると共に前記発信器ユニット
１からの電波を受信する受信機９と、受信機９により受
信したＩＤ識別番号を、後記ＩＤデータ保存用不揮発メ
モリーに書き込まれているＩＤ識別番号（当該受信アン
テナユニットの個有のＩＤ識別番号）と比較し、合致し
たときに送信機８に発振を始める指令を出すＤＳＰ（デ
ジタル信号プロセッサー）１０と、当該受信アンテナユ
ニットを個別化させるためのＩＤ識別番号等の識別情報
を保存するＩＤデータ保存用不揮発メモリー１１と、電
池又は外部電源１２とをもって構成している。
の周波数に固定され、前記発信器ユニット１へ発信指令
を出すと共に後記コンピュータとの通信を行う送信機８
と、後記コンピュータから発せられたＩＤ識別番号を含
んだ発信指令電波を受信すると共に前記発信器ユニット
１からの電波を受信する受信機９と、受信機９により受
信したＩＤ識別番号を、後記ＩＤデータ保存用不揮発メ
モリーに書き込まれているＩＤ識別番号（当該受信アン
テナユニットの個有のＩＤ識別番号）と比較し、合致し
たときに送信機８に発振を始める指令を出すＤＳＰ（デ
ジタル信号プロセッサー）１０と、当該受信アンテナユ
ニットを個別化させるためのＩＤ識別番号等の識別情報
を保存するＩＤデータ保存用不揮発メモリー１１と、電
池又は外部電源１２とをもって構成している。
【００１５】１３はコントロールユニットであり、前記
受信アンテナユニット７から離れた場所に設置してい
る。また、該コントロールユニット１３は、前記各受信
アンテナユニット７に前記発信器ユニット１への発振指
令を行う旨の指令を出す一方、前記受信アンテナユニッ
ト７からの発信器ユニット１から電波を受け取った旨の
信号を受け、保存装置にデータを格納すると共に、前記
受信アンテナユニット７から発信器ユニット１にＩＤ識
別番号を含んだ発信指令電波を発信してから該受信アン
テナユニット７が発信器ユニット１からの電波を受信す
るまでの電波到達時間を計測することによる測位方法を
用いて距離を算出し、そしてこれによって発信器ユニッ
ト１の位置を計算し、ＧＩＳを基礎とした地図、或いは
建物図面上に発信器ユニット１の位置を表示するコンピ
ュータ１４と、前記受信アンテナユニット７からの信号
を受信する受信機１５と、単一の周波数に固定され、前
記コンピュータ１４から発せられた指令信号を受信アン
テナユニット７に発信する送信機１６と、セシウム原子
時計からなる基準時計１７とをもって構成している。
受信アンテナユニット７から離れた場所に設置してい
る。また、該コントロールユニット１３は、前記各受信
アンテナユニット７に前記発信器ユニット１への発振指
令を行う旨の指令を出す一方、前記受信アンテナユニッ
ト７からの発信器ユニット１から電波を受け取った旨の
信号を受け、保存装置にデータを格納すると共に、前記
受信アンテナユニット７から発信器ユニット１にＩＤ識
別番号を含んだ発信指令電波を発信してから該受信アン
テナユニット７が発信器ユニット１からの電波を受信す
るまでの電波到達時間を計測することによる測位方法を
用いて距離を算出し、そしてこれによって発信器ユニッ
ト１の位置を計算し、ＧＩＳを基礎とした地図、或いは
建物図面上に発信器ユニット１の位置を表示するコンピ
ュータ１４と、前記受信アンテナユニット７からの信号
を受信する受信機１５と、単一の周波数に固定され、前
記コンピュータ１４から発せられた指令信号を受信アン
テナユニット７に発信する送信機１６と、セシウム原子
時計からなる基準時計１７とをもって構成している。
【００１６】また、この他、図示はしないが、地下街、
鉱山、ビルなどの一般に電波の透過できない場所におい
て本システムを実施するときに、地下街、鉱山、ビルの
内部に受信アンテナユニット７を設置し、電波の到達す
る外部に中継機を設置してもよい。受信アンテナユニッ
ト７と中継機は光ファイバーで結ばれる。
鉱山、ビルなどの一般に電波の透過できない場所におい
て本システムを実施するときに、地下街、鉱山、ビルの
内部に受信アンテナユニット７を設置し、電波の到達す
る外部に中継機を設置してもよい。受信アンテナユニッ
ト７と中継機は光ファイバーで結ばれる。
【００１７】また、該中継機は、夫々に個々のＩＤ識別
番号が割り当てられている。そして、該中継機は、単一
の周波数に固定され、前記受信アンテナユニット７へ発
振指令を出すと共に前記コントロールユニット１３のコ
ンピュータ１４との通信を行う送信機と、前記コンピュ
ータ１４から発せられたＩＤ識別番号を含んだ発信指令
電波を受信すると共に前記受信アンテナユニット７から
の電波を受信する受信機と、受信機により受信したＩＤ
識別番号を、後記ＩＤデータ保存用不揮発メモリーに書
き込まれているＩＤ識別番号（当該中継機の個有のＩＤ
識別番号）と比較し、合致したときに発信機に発信を始
める指令を出すＤＳＰ（デジタル信号プロセッサー）
と、当該中継機を個別化させるためのＩＤ識別番号等の
識別情報を保存するＩＤデータ保存用不揮発メモリー
と、光ファイバーケーブルと、電池又は外部電源とをも
って構成している。
番号が割り当てられている。そして、該中継機は、単一
の周波数に固定され、前記受信アンテナユニット７へ発
振指令を出すと共に前記コントロールユニット１３のコ
ンピュータ１４との通信を行う送信機と、前記コンピュ
ータ１４から発せられたＩＤ識別番号を含んだ発信指令
電波を受信すると共に前記受信アンテナユニット７から
の電波を受信する受信機と、受信機により受信したＩＤ
識別番号を、後記ＩＤデータ保存用不揮発メモリーに書
き込まれているＩＤ識別番号（当該中継機の個有のＩＤ
識別番号）と比較し、合致したときに発信機に発信を始
める指令を出すＤＳＰ（デジタル信号プロセッサー）
と、当該中継機を個別化させるためのＩＤ識別番号等の
識別情報を保存するＩＤデータ保存用不揮発メモリー
と、光ファイバーケーブルと、電池又は外部電源とをも
って構成している。
【００１８】次に、本システムにおける測位方法につい
て説明すると、以下の通りである。 （１）コントロールユニット１３が、先ず多数の発信器
ユニット１のうちの１番目に測位しようとする発信器ユ
ニットに割り当てられたＩＤ識別番号を選ぶ。 （２）複数の受信アンテナユニット７のうちのいずれか
に割り当てられた識別番号を選ぶ。 （３）選ばれた受信アンテナユニット７に、全ての発信
器ユニット１に向けて前記選ばれたＩＤ識別番号を含ん
だ電波を発射する指令電波を出す。 （４）この時、コントロールユニット１３は、セシウム
時計１７の時間を記録する。 （５）前記の指令電波を受けた受信アンテナユニット７
は、受信機９を動作状態にすると共に、全ての発信器ユ
ニット１に対してコントロールユニット１３が選択した
ＩＤ識別番号を含んだ電波を発射する。 （６）全ての発信器ユニット１は前記受信アンテナユニ
ット７からの電波を受信し、ＤＳＰ４によってＩＤデー
タ保存用不揮発メモリー５に保存されているＩＤ識別番
号と、送信された電波に含まれたＩＤ識別番号と比較
し、コントロールユニット１３が選んだＩＤ識別番号と
合致した発信器ユニット１のみが、電波を一定時間発射
する。 （７）前記電波を発射した受信アンテナユニット７は、
受信機９が電波を受けたと同時に、内蔵した送信機８に
てコントロールユニット１３に受信した旨の電波を発射
する。 （８）コントロールユニット１３は、内蔵した受信機１
５が電波を受け取ったと同時に、セシウム時計１７の時
間を記録する。 （９）同時に、コントロールユニット１３のコンピュー
タ１４は、既に計測された個々の受信アンテナユニット
７の時間を差し引きし、電波を発射した受信アンテナユ
ニット７と測位しようとしている発信器ユニット１の時
間を計算記録する。 （10）同時に、コントロールユニット１３は、前記とは
別の次の受信アンテナユニット７に対し、前記〜の
操作を行う。 (11) その後順次各受信アンテナユニット７に対して前
記と同様な動作を行わせる。尚、この場合、受信アンテ
ナユニットは４基あれば充分であるが、数が多いほど精
度は良くなる。 （12) コントロールユニット１３は、全ての受信アンテ
ナユニット７が、最初に選んだ発信器ユニット１を計測
し終えた時、記録されている各時間より各受信アンテナ
ユニット７と発信器ユニット１までの距離を計算する。
受信アンテナユニット７が４基であれば、直ちに高さも
含めた座標計算を行い、この結果を記録する。４基以上
の場合、統計的手法により計算された距離の偏差値の小
さい値から４つを選び、座標計算を行い記録すると共
に、表示機（図示せず。）の地図或いは図面上にその位
置を表示する。
て説明すると、以下の通りである。 （１）コントロールユニット１３が、先ず多数の発信器
ユニット１のうちの１番目に測位しようとする発信器ユ
ニットに割り当てられたＩＤ識別番号を選ぶ。 （２）複数の受信アンテナユニット７のうちのいずれか
に割り当てられた識別番号を選ぶ。 （３）選ばれた受信アンテナユニット７に、全ての発信
器ユニット１に向けて前記選ばれたＩＤ識別番号を含ん
だ電波を発射する指令電波を出す。 （４）この時、コントロールユニット１３は、セシウム
時計１７の時間を記録する。 （５）前記の指令電波を受けた受信アンテナユニット７
は、受信機９を動作状態にすると共に、全ての発信器ユ
ニット１に対してコントロールユニット１３が選択した
ＩＤ識別番号を含んだ電波を発射する。 （６）全ての発信器ユニット１は前記受信アンテナユニ
ット７からの電波を受信し、ＤＳＰ４によってＩＤデー
タ保存用不揮発メモリー５に保存されているＩＤ識別番
号と、送信された電波に含まれたＩＤ識別番号と比較
し、コントロールユニット１３が選んだＩＤ識別番号と
合致した発信器ユニット１のみが、電波を一定時間発射
する。 （７）前記電波を発射した受信アンテナユニット７は、
受信機９が電波を受けたと同時に、内蔵した送信機８に
てコントロールユニット１３に受信した旨の電波を発射
する。 （８）コントロールユニット１３は、内蔵した受信機１
５が電波を受け取ったと同時に、セシウム時計１７の時
間を記録する。 （９）同時に、コントロールユニット１３のコンピュー
タ１４は、既に計測された個々の受信アンテナユニット
７の時間を差し引きし、電波を発射した受信アンテナユ
ニット７と測位しようとしている発信器ユニット１の時
間を計算記録する。 （10）同時に、コントロールユニット１３は、前記とは
別の次の受信アンテナユニット７に対し、前記〜の
操作を行う。 (11) その後順次各受信アンテナユニット７に対して前
記と同様な動作を行わせる。尚、この場合、受信アンテ
ナユニットは４基あれば充分であるが、数が多いほど精
度は良くなる。 （12) コントロールユニット１３は、全ての受信アンテ
ナユニット７が、最初に選んだ発信器ユニット１を計測
し終えた時、記録されている各時間より各受信アンテナ
ユニット７と発信器ユニット１までの距離を計算する。
受信アンテナユニット７が４基であれば、直ちに高さも
含めた座標計算を行い、この結果を記録する。４基以上
の場合、統計的手法により計算された距離の偏差値の小
さい値から４つを選び、座標計算を行い記録すると共
に、表示機（図示せず。）の地図或いは図面上にその位
置を表示する。
【００１９】次に、受信アンテナユニットと発信器ユニ
ットとの距離の求め方、及び発信器ユニットの座標の求
め方について、図５及び図６を参照しつつ説明する。先
ず、前者について図５を参照しつつ説明する。先ず、
、によりコントロールユニット１３と受信アンテナ
ユニット７までの必要時間ｔを計測し、記録する（随時
更正を行う。）。次に、特定の受信アンテナユニット７
に対し、全ての発信器ユニット１に対してコントロール
ユニット１３が選んだＩＤ識別番号を含む電波を発射す
るよう指令を出す（）。そしてこの受信アンテナユニ
ット７の発する電波に対して該当するＩＤ識別番号を有
する発信器ユニット１が電波を発射する。そして、、
により受信アンテナユニット７がコントロールユニッ
ト１３からの指令を受けて電波を発射し、発信器ユニッ
ト１からの電波を受け取るまでの時間Ｔが計測される。
そして最後に受信アンテナユニット７からコントロール
ユニット１３に対して、発信器ユニット１からの電波を
受けた旨を知らせる信号電波を発射する（）。
ットとの距離の求め方、及び発信器ユニットの座標の求
め方について、図５及び図６を参照しつつ説明する。先
ず、前者について図５を参照しつつ説明する。先ず、
、によりコントロールユニット１３と受信アンテナ
ユニット７までの必要時間ｔを計測し、記録する（随時
更正を行う。）。次に、特定の受信アンテナユニット７
に対し、全ての発信器ユニット１に対してコントロール
ユニット１３が選んだＩＤ識別番号を含む電波を発射す
るよう指令を出す（）。そしてこの受信アンテナユニ
ット７の発する電波に対して該当するＩＤ識別番号を有
する発信器ユニット１が電波を発射する。そして、、
により受信アンテナユニット７がコントロールユニッ
ト１３からの指令を受けて電波を発射し、発信器ユニッ
ト１からの電波を受け取るまでの時間Ｔが計測される。
そして最後に受信アンテナユニット７からコントロール
ユニット１３に対して、発信器ユニット１からの電波を
受けた旨を知らせる信号電波を発射する（）。
【００２０】ここにおいて全体時間は、（ｔ）＋Δｔ
1 ＋（Ｔ）＋Δｔ2 ＋（Ｔ）＋Δｔ1 ＋（ｔ）と
なる。尚、Δｔ1 とΔｔ2 は予め測定できている。した
がって、受信アンテナユニット７と発信器ユニット１と
の間での時間は２×Ｔとなり、Ｔを算出することができ
る。よって受信アンテナユニット７と発信器ユニット１
との距離Ｌは、Ｃを光速とすれば、Ｌ＝Ｃ×Ｔとなる。
尚、これは３次元的な距離であるので、２次元の図面に
プロットするには計算が必要である。
1 ＋（Ｔ）＋Δｔ2 ＋（Ｔ）＋Δｔ1 ＋（ｔ）と
なる。尚、Δｔ1 とΔｔ2 は予め測定できている。した
がって、受信アンテナユニット７と発信器ユニット１と
の間での時間は２×Ｔとなり、Ｔを算出することができ
る。よって受信アンテナユニット７と発信器ユニット１
との距離Ｌは、Ｃを光速とすれば、Ｌ＝Ｃ×Ｔとなる。
尚、これは３次元的な距離であるので、２次元の図面に
プロットするには計算が必要である。
【００２１】次に、図６を参照しつつ発信器ユニットの
座標の求め方について説明する。受信アンテナユニット
１〜４の各座標を（ｘ1 、ｙ1 、ｚ1 ）、（ｘ2 、
ｙ2、ｚ2 ）、（ｘ3 、ｙ3 、ｚ3 ）、（ｘ4 、ｙ4 、
ｚ4 ）、求めるべき発信器ユニットｉの座標を（ｘｉ、
ｙｉ、ｚｉ）とする。そしてまた、受信アンテナユニッ
ト１〜４と発信器ユニットｉとの斜距離を夫々Ｒ1 、Ｒ
2 、Ｒ3 、Ｒ4 とすれば、
座標の求め方について説明する。受信アンテナユニット
１〜４の各座標を（ｘ1 、ｙ1 、ｚ1 ）、（ｘ2 、
ｙ2、ｚ2 ）、（ｘ3 、ｙ3 、ｚ3 ）、（ｘ4 、ｙ4 、
ｚ4 ）、求めるべき発信器ユニットｉの座標を（ｘｉ、
ｙｉ、ｚｉ）とする。そしてまた、受信アンテナユニッ
ト１〜４と発信器ユニットｉとの斜距離を夫々Ｒ1 、Ｒ
2 、Ｒ3 、Ｒ4 とすれば、
【００２２】
【数１】
【００２３】となる。そして、
【数２】 となる。
【００２４】そして今、
【００２５】
【数３】 とすれば、
【００２６】
【数４】 となる。
【００２７】更にこれは、
【００２８】
【数５】 となり、
【００２９】
【数６】 となる。
【００３０】つまり、連立一次方程式を解法することに
他ならず、故に、マトリックス表記をすれば、
他ならず、故に、マトリックス表記をすれば、
【００３１】
【数７】 となる。
【００３２】ここで、
【００３３】
【数８】 とすれば、
【００３４】
【数９】 となり、発信器ユニットｉの座標（ｘi 、ｙi 、ｚi ）
が求められる。
が求められる。
【００３５】また、一般的に多数の端末が存在する場
合、端末がＩＤ識別番号を出して制御側に知らしめる
が、本システムではコンピュータ制御によるＩＤ識別番
号を含んだ発信指令電波を端末に発信することから、制
御側から個別端末を予め特定することが可能となり、複
雑なプロセスが不必要となる。
合、端末がＩＤ識別番号を出して制御側に知らしめる
が、本システムではコンピュータ制御によるＩＤ識別番
号を含んだ発信指令電波を端末に発信することから、制
御側から個別端末を予め特定することが可能となり、複
雑なプロセスが不必要となる。
【００３６】また、非常に大量の端末（１０００〜５０
００）の測位を行う場合においても、実際に発信指令を
出した１端末のみの測位を行うだけでよいから、受信装
置も含めシステム全体を非常に単純化できる。
００）の測位を行う場合においても、実際に発信指令を
出した１端末のみの測位を行うだけでよいから、受信装
置も含めシステム全体を非常に単純化できる。
【００３７】
【発明の効果】本発明は上記の如き構成、作用であるか
ら、１０００〜５０００といった多数の端末（発信器ユ
ニット）の測位を行うことが可能となるものである。そ
してまた、測位の時間を大幅に短縮することができると
共に、精度の高い位置情報を得ることが可能となるもの
である。また、測位される人や物が携帯する端末（発信
器ユニット）も単一の周波数のもので済むから、コスト
が安上がりであり、そしてまたこれに伴い受信アンテナ
ユニットも単一の周波数のもので済むから、システムを
構成する機器のコストを全体的に安くおさえることがで
きるものである。
ら、１０００〜５０００といった多数の端末（発信器ユ
ニット）の測位を行うことが可能となるものである。そ
してまた、測位の時間を大幅に短縮することができると
共に、精度の高い位置情報を得ることが可能となるもの
である。また、測位される人や物が携帯する端末（発信
器ユニット）も単一の周波数のもので済むから、コスト
が安上がりであり、そしてまたこれに伴い受信アンテナ
ユニットも単一の周波数のもので済むから、システムを
構成する機器のコストを全体的に安くおさえることがで
きるものである。
【００３８】そして更に、受信アンテナユニットとコン
トロールユニットを光ファイバーで結ぶようにした場合
には、屋内や地下等の一般に電波の透過できない場所に
おける通信が可能となると共に通信速度も格段に速くな
るものである。そして更にこの場合には、雑音、妨害電
波、迷走電流などを排除することもできるものである。
トロールユニットを光ファイバーで結ぶようにした場合
には、屋内や地下等の一般に電波の透過できない場所に
おける通信が可能となると共に通信速度も格段に速くな
るものである。そして更にこの場合には、雑音、妨害電
波、迷走電流などを排除することもできるものである。
【図１】本発明に係るシステム全体の概略的説明図であ
る。
る。
【図２】発信器ユニットの構成図である。
【図３】受信アンテナユニットの構成図である。
【図４】コントロールユニットの構成図である。
【図５】受信アンテナユニットと発信器ユニットとの距
離の求め方の説明図である。
離の求め方の説明図である。
【図６】発信器ユニットの座標の求め方の説明図であ
る。
る。
１ 発信器ユニット ２ 送信機 ３ 受信機 ４ ＤＳＰ ５ ＩＤデータ保存用不揮発メモリー ７ 受信アンテナユニット ８ 送信機 ９ 受信機 １０ ＤＳＰ １１ ＩＤデータ保存用不揮発メモリー １３ コントロールユニット １４ コンピュータ １５ 受信機 １６ 送信機 １７ 基準時計
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月１３日（２０００．１２．
１３）
１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】次に、本システムにおける測位方法につい
て説明すると、以下の通りである。 コントロールユニット１３が、先ず多数の発信器ユニ
ット１のうちの１番目に測位しようとする発信器ユニッ
トに割り当てられたＩＤ識別番号を選ぶ。 複数の受信アンテナユニット７のうちのいずれかに割
り当てられた識別番号を選ぶ。 選ばれた受信アンテナユニット７に、全ての発信器ユ
ニット１に向けて前記選ばれたＩＤ識別番号を含んだ電
波を発射する指令電波を出す。 この時、コントロールユニット１３は、セシウム時計
１７の時間を記録する。 前記の指令電波を受けた受信アンテナユニット７は、
受信機９を動作状態にすると共に、全ての発信器ユニッ
ト１に対してコントロールユニット１３が選択したＩＤ
識別番号を含んだ電波を発射する。 全ての発信器ユニット１は前記受信アンテナユニット
７からの電波を受信し、ＤＳＰ４によってＩＤデータ保
存用不揮発メモリー５に保存されているＩＤ識別番号
と、送信された電波に含まれたＩＤ識別番号と比較し、
コントロールユニット１３が選んだＩＤ識別番号と合致
した発信器ユニット１のみが、電波を一定時間発射す
る。 前記電波を発射した受信アンテナユニット７は、受信
機９が電波を受けたと同時に、内蔵した送信機８にてコ
ントロールユニット１３に受信した旨の電波を発射す
る。 コントロールユニット１３は、内蔵した受信機１５が
電波を受け取ったと同時に、セシウム時計１７の時間を
記録する。 同時に、コントロールユニット１３のコンピュータ１
４は、既に計測された個々の受信アンテナユニット７の
時間を差し引きし、電波を発射した受信アンテナユニッ
ト７と測位しようとしている発信器ユニット１の時間を
計算記録する。 （10）同時に、コントロールユニット１３は、前記とは
別の次の受信アンテナユニット７に対し、前記〜の
操作を行う。 (11) その後順次各受信アンテナユニット７に対して前
記と同様な動作を行わせる。尚、この場合、受信アンテ
ナユニットは４基あれば充分であるが、数が多いほど精
度は良くなる。 （12) コントロールユニット１３は、全ての受信アンテ
ナユニット７が、最初に選んだ発信器ユニット１を計測
し終えた時、記録されている各時間より各受信アンテナ
ユニット７と発信器ユニット１までの距離を計算する。
受信アンテナユニット７が４基であれば、直ちに高さも
含めた座標計算を行い、この結果を記録する。４基以上
の場合、統計的手法により計算された距離の偏差値の小
さい値から４つを選び、座標計算を行い記録すると共
に、表示機（図示せず。）の地図或いは図面上にその位
置を表示する。
て説明すると、以下の通りである。 コントロールユニット１３が、先ず多数の発信器ユニ
ット１のうちの１番目に測位しようとする発信器ユニッ
トに割り当てられたＩＤ識別番号を選ぶ。 複数の受信アンテナユニット７のうちのいずれかに割
り当てられた識別番号を選ぶ。 選ばれた受信アンテナユニット７に、全ての発信器ユ
ニット１に向けて前記選ばれたＩＤ識別番号を含んだ電
波を発射する指令電波を出す。 この時、コントロールユニット１３は、セシウム時計
１７の時間を記録する。 前記の指令電波を受けた受信アンテナユニット７は、
受信機９を動作状態にすると共に、全ての発信器ユニッ
ト１に対してコントロールユニット１３が選択したＩＤ
識別番号を含んだ電波を発射する。 全ての発信器ユニット１は前記受信アンテナユニット
７からの電波を受信し、ＤＳＰ４によってＩＤデータ保
存用不揮発メモリー５に保存されているＩＤ識別番号
と、送信された電波に含まれたＩＤ識別番号と比較し、
コントロールユニット１３が選んだＩＤ識別番号と合致
した発信器ユニット１のみが、電波を一定時間発射す
る。 前記電波を発射した受信アンテナユニット７は、受信
機９が電波を受けたと同時に、内蔵した送信機８にてコ
ントロールユニット１３に受信した旨の電波を発射す
る。 コントロールユニット１３は、内蔵した受信機１５が
電波を受け取ったと同時に、セシウム時計１７の時間を
記録する。 同時に、コントロールユニット１３のコンピュータ１
４は、既に計測された個々の受信アンテナユニット７の
時間を差し引きし、電波を発射した受信アンテナユニッ
ト７と測位しようとしている発信器ユニット１の時間を
計算記録する。 （10）同時に、コントロールユニット１３は、前記とは
別の次の受信アンテナユニット７に対し、前記〜の
操作を行う。 (11) その後順次各受信アンテナユニット７に対して前
記と同様な動作を行わせる。尚、この場合、受信アンテ
ナユニットは４基あれば充分であるが、数が多いほど精
度は良くなる。 （12) コントロールユニット１３は、全ての受信アンテ
ナユニット７が、最初に選んだ発信器ユニット１を計測
し終えた時、記録されている各時間より各受信アンテナ
ユニット７と発信器ユニット１までの距離を計算する。
受信アンテナユニット７が４基であれば、直ちに高さも
含めた座標計算を行い、この結果を記録する。４基以上
の場合、統計的手法により計算された距離の偏差値の小
さい値から４つを選び、座標計算を行い記録すると共
に、表示機（図示せず。）の地図或いは図面上にその位
置を表示する。
Claims (3)
- 【請求項１】 個々にＩＤ識別番号が割り当てられ、単
一の周波数を用いて発信を行う多数の発信器ユニット
と、個々にＩＤ識別番号が割り当てられ、前記発信器ユ
ニットから発せられた電波を受信する最少４基以上の受
信アンテナユニットと、それらのタイミングをコントロ
ールし、位置情報の計算を行う１基のコンピュータを備
えたコントロールユニットとからなる同一周波数の電波
を使用する多数の端末の測位システム。 - 【請求項２】 発信器ユニットは、単一の周波数に固定
され、後記ＤＳＰの発信指示により一定時間電波を発振
する送信機と、後記受信アンテナユニット群の夫々から
発せられたＩＤ識別番号を含んだ発信指令電波を受信す
る受信機と、受信機により受信したＩＤ識別番号を、後
記ＩＤデータ保存用不揮発メモリーに書き込まれている
当該受信器ユニットの個有のＩＤ識別番号と比較し、合
致したときに送信機に発振を始める指令を出すデジタル
信号プロセッサーと、当該受信機ユニットを個別化させ
るためのＩＤ識別番号等の識別情報を保存するＩＤデー
タ保存用不揮発メモリーとをもって構成し、 受信アンテナユニットは、単一の周波数に固定され、前
記発信器ユニットへの発信指令を出すと共に後記コンピ
ュータとの通信を行う送信機と、後記コンピュータから
発せられたＩＤ識別番号を含んだ発信指令電波を受信す
ると共に前記発信器ユニットからの電波を受信する受信
機と、受信機により受信したＩＤ識別番号を、後記ＩＤ
データ保存用不揮発メモリーに書き込まれている当該受
信アンテナユニットの個有のＩＤ識別番号と比較し、合
致したときに発信機に発振を始める指令を出すデジタル
信号プロセッサーと、当該受信アンテナユニットを個別
化させるためのＩＤ識別番号等の識別情報を保存するＩ
Ｄデータ保存用不揮発メモリーとをもって構成し、 コントロールユニットは、前記各受信アンテナユニット
に前記発信器ユニットへの発振指令を行う旨の指令を出
す一方、前記受信アンテナユニットからの発信器ユニッ
トから電波を受け取った旨の信号を受け、保存装置にデ
ータを格納すると共に、前記受信アンテナユニットから
発信器ユニットにＩＤ識別番号を含んだ発信指令電波を
発信してから該受信アンテナユニットが発信器ユニット
からの電波を受信するまでの電波到達時間を計測するこ
とによる測位方法を用いて距離を算出し、そしてこれに
よって発信器ユニットの位置を計算し、ＧＩＳを基礎と
した地図、或いは建物図面上に発信器ユニットの位置を
表示するコンピュータと、前記受信アンテナユニットか
らの信号を受信する受信機と、単一の周波数に固定さ
れ、前記コンピュータから発せられた指令信号を受信ア
ンテナユニットに発信する送信機と、セシウム原子時計
からなる基準時計とをもって構成してなる請求項１記載
の同一周波数の電波を使用する多数の端末の測位システ
ム。 - 【請求項３】 受信アンテナユニットとコントロールユ
ニットを光ファイバーで結ぶようになした請求項１又は
２記載の同一周波数の電波を使用する多数の端末の測位
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000377087A JP2002181916A (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 同一周波数の電波を使用する多数の端末の測位システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000377087A JP2002181916A (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 同一周波数の電波を使用する多数の端末の測位システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002181916A true JP2002181916A (ja) | 2002-06-26 |
Family
ID=18845861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000377087A Pending JP2002181916A (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 同一周波数の電波を使用する多数の端末の測位システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002181916A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005241301A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Ntt Advanced Technology Corp | 位置検出システム |
-
2000
- 2000-12-12 JP JP2000377087A patent/JP2002181916A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005241301A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Ntt Advanced Technology Corp | 位置検出システム |
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