JP2002236165A - Ｇｐｓ装置 - Google Patents
Ｇｐｓ装置Info
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- JP2002236165A JP2002236165A JP2001032604A JP2001032604A JP2002236165A JP 2002236165 A JP2002236165 A JP 2002236165A JP 2001032604 A JP2001032604 A JP 2001032604A JP 2001032604 A JP2001032604 A JP 2001032604A JP 2002236165 A JP2002236165 A JP 2002236165A
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- radio wave
- satellite
- radio waves
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/10—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals
- G01S19/11—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals wherein the cooperating elements are pseudolites or satellite radio beacon positioning system signal repeaters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 トンネルやアクアラインなどでも簡単に設置
することができ、しかも確実にＧＰＳ位置検出を行うこ
とができるＧＰＳ位置検出システムを提供すること。 【解決手段】 上空に複数のＧＰＳ衛星４ａ〜４ｄが飛
んでいると仮定し、その仮想的なＧＰＳ衛星から電波が
発せられて大気中を伝搬して、そのＧＰＳ電波をＧＰＳ
装置２の位置において受信したと想定して、そのときの
電波をＧＰＳ衛星４ａ〜４ｄ毎に計算する。計算したＧ
ＰＳ衛星毎の電波がＧＰＳ装置２から送信されＧＰＳ受
信機３で受信され、ＧＰＳ受信機３ではＧＰＳ装置２の
位置にあるとして位置表示される。
することができ、しかも確実にＧＰＳ位置検出を行うこ
とができるＧＰＳ位置検出システムを提供すること。 【解決手段】 上空に複数のＧＰＳ衛星４ａ〜４ｄが飛
んでいると仮定し、その仮想的なＧＰＳ衛星から電波が
発せられて大気中を伝搬して、そのＧＰＳ電波をＧＰＳ
装置２の位置において受信したと想定して、そのときの
電波をＧＰＳ衛星４ａ〜４ｄ毎に計算する。計算したＧ
ＰＳ衛星毎の電波がＧＰＳ装置２から送信されＧＰＳ受
信機３で受信され、ＧＰＳ受信機３ではＧＰＳ装置２の
位置にあるとして位置表示される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＧＰＳ装置に関し、
特に仮想的な衛星に基づく電波を送信して、ＧＰＳ衛星
電波の不感地帯を解消することができるＧＰＳ装置に関
する。
特に仮想的な衛星に基づく電波を送信して、ＧＰＳ衛星
電波の不感地帯を解消することができるＧＰＳ装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】自分が現在地上のどの位置にいるかを知
るために、米国国防総省により管理運営されているＧＰ
Ｓ（Global Positioning System）が利用されている。
ＧＰＳ位置検出システムにおいては、上空を旋回する４
個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信することにより位
置検出を行う。しかしながら、トンネル、地下道、高層
ビルに囲まれた市街地などの上空を遮断するような場所
では、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ電波を受信することができ
ず、位置検出を行うことができない。
るために、米国国防総省により管理運営されているＧＰ
Ｓ（Global Positioning System）が利用されている。
ＧＰＳ位置検出システムにおいては、上空を旋回する４
個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信することにより位
置検出を行う。しかしながら、トンネル、地下道、高層
ビルに囲まれた市街地などの上空を遮断するような場所
では、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ電波を受信することができ
ず、位置検出を行うことができない。
【０００３】従来のＧＰＳ位置検出システムでは、屋上
などの上空の開けた場所に設置した中継器の受信アンテ
ナでＧＰＳ衛星の電波を集め、それを同軸ケーブルで直
接不感地帯へ中継することにより、上空を遮断するよう
な場所でもＧＰＳ位置検出を可能にしている。
などの上空の開けた場所に設置した中継器の受信アンテ
ナでＧＰＳ衛星の電波を集め、それを同軸ケーブルで直
接不感地帯へ中継することにより、上空を遮断するよう
な場所でもＧＰＳ位置検出を可能にしている。
【０００４】図４は、従来のＧＰＳ位置検出システムを
示す概略図である。図４において、上空が開けた屋上に
中継器受信アンテナ３２を設置し、この中継器受信アン
テナ３２で衛星３６からのＧＰＳ電波を受信する。この
中継器受信アンテナ３２はケーブルにより内部の中継器
３５に接続されており、さらに中継器３５はケーブルに
より地下道３１内の中継器送信アンテナ３３に接続され
ている。そして、この中継器送信アンテナ３３からＧＰ
Ｓ電波をＧＰＳ受信機３４に送信して、ＧＰＳ受信機３
４において位置検出を行う。
示す概略図である。図４において、上空が開けた屋上に
中継器受信アンテナ３２を設置し、この中継器受信アン
テナ３２で衛星３６からのＧＰＳ電波を受信する。この
中継器受信アンテナ３２はケーブルにより内部の中継器
３５に接続されており、さらに中継器３５はケーブルに
より地下道３１内の中継器送信アンテナ３３に接続され
ている。そして、この中継器送信アンテナ３３からＧＰ
Ｓ電波をＧＰＳ受信機３４に送信して、ＧＰＳ受信機３
４において位置検出を行う。
【０００５】ＧＰＳ受信機３４の位置は、中継器受信ア
ンテナ３２から中継器送信アンテナ３３までのケーブル
長と中継器送信アンテナ３３からＧＰＳ受信機３４まで
の距離をそれぞれＲc，Ｒtrとし、ＧＰＳ受信機３４の
同期誤差をΔｔとし、光速をｃとし、４個以上の衛星を
捕捉して、衛星３６ごとの擬似距離ＰＲiを求めること
により検出することができる。
ンテナ３２から中継器送信アンテナ３３までのケーブル
長と中継器送信アンテナ３３からＧＰＳ受信機３４まで
の距離をそれぞれＲc，Ｒtrとし、ＧＰＳ受信機３４の
同期誤差をΔｔとし、光速をｃとし、４個以上の衛星を
捕捉して、衛星３６ごとの擬似距離ＰＲiを求めること
により検出することができる。
【０００６】すなわちまず、 ＰＲi＝√｛(Ｘi−ｘ)2＋(Ｙi−ｙ)2＋(Ｚi−ｚ)2｝＋Ｋ(Δｔ) …（１） という方程式が４つ以上できる。ただし、（Ｘi,Ｙi,Ｚ
i）は各衛星３６の位置、Ｋ(Δｔ) はＧＰＳ受信機３４
の内部時計誤差Δｔで決まる定数である。これを解くこ
とにより、ＧＰＳ受信機位置（ｘ,ｙ,ｚ）を求めること
ができる。
i）は各衛星３６の位置、Ｋ(Δｔ) はＧＰＳ受信機３４
の内部時計誤差Δｔで決まる定数である。これを解くこ
とにより、ＧＰＳ受信機位置（ｘ,ｙ,ｚ）を求めること
ができる。
【０００７】ここで、図４から ＰＲi＝Ｒir＋(Ｒc＋Ｒtr＋ｃΔｔ) …（２） Ｒir＝√｛(Ｘi−Ｘr)2＋(Ｙi−Ｙr)2＋(Ｚi−Ｚr)2｝ …（３） である。ただし、（Ｘr,Ｙr,Ｚr）は中継器受信アンテ
ナ３２の位置。
ナ３２の位置。
【０００８】そこで、式（１）と式（２）及び式（３）
とから (ｘ,ｙ,ｚ)＝(Ｘr,Ｙr,Ｚr) となり、すべての衛星について共通の値であるＫ(Δｔ)
も含めて、ＧＰＳ受信機の位置は中継器受信アンテナ
３２の位置として求められる。
とから (ｘ,ｙ,ｚ)＝(Ｘr,Ｙr,Ｚr) となり、すべての衛星について共通の値であるＫ(Δｔ)
も含めて、ＧＰＳ受信機の位置は中継器受信アンテナ
３２の位置として求められる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示すシステムでは、中継器受信アンテナを中継器送信ア
ンテナの位置に相当する屋上に設置する必要があり、ト
ンネルやアクアラインなどにおける設置は実際上きわめ
て困難であるという問題がある。また、広い地域にいく
つかの中継器送信アンテナを設置するためには、それだ
けの個数の中継器受信アンテナを設置する必要がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、トンネ
ルやアクアラインなどでも簡単に設置することができ、
しかも比較的に正確にＧＰＳ位置検出を行うことができ
るＧＰＳ装置を提供することを目的とする。
示すシステムでは、中継器受信アンテナを中継器送信ア
ンテナの位置に相当する屋上に設置する必要があり、ト
ンネルやアクアラインなどにおける設置は実際上きわめ
て困難であるという問題がある。また、広い地域にいく
つかの中継器送信アンテナを設置するためには、それだ
けの個数の中継器受信アンテナを設置する必要がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、トンネ
ルやアクアラインなどでも簡単に設置することができ、
しかも比較的に正確にＧＰＳ位置検出を行うことができ
るＧＰＳ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のＧＰＳ装置は、
所定の位置に関する情報を入力する位置情報入力手段
と、該位置情報入力手段により入力された位置でＧＰＳ
衛星から受信されると想定される電波の情報を算出する
電波算出手段と、該電波算出手段により算出された電波
を生成する電波生成手段と、該電波生成手段により生成
された電波を送信する送信手段とを備える。
所定の位置に関する情報を入力する位置情報入力手段
と、該位置情報入力手段により入力された位置でＧＰＳ
衛星から受信されると想定される電波の情報を算出する
電波算出手段と、該電波算出手段により算出された電波
を生成する電波生成手段と、該電波生成手段により生成
された電波を送信する送信手段とを備える。
【００１１】また、ＧＰＳのアルマナック情報を入力す
るアルマナック情報入力手段と、ＧＰＳのエフェメリス
情報を生成するエフェメリス情報生成手段と、をさらに
備え、前記電波算出手段は、該アルマナック情報及びエ
フェメリス情報に基づいて電波の情報を算出すること
で、ＧＰＳ受信機が地上に出た時又は地上から地下街に
入った時に、位置表示の中断期間を比較的に短くするこ
とができるとともに、実際上ＧＰＳ衛星をモニタする必
要がなくなる。
るアルマナック情報入力手段と、ＧＰＳのエフェメリス
情報を生成するエフェメリス情報生成手段と、をさらに
備え、前記電波算出手段は、該アルマナック情報及びエ
フェメリス情報に基づいて電波の情報を算出すること
で、ＧＰＳ受信機が地上に出た時又は地上から地下街に
入った時に、位置表示の中断期間を比較的に短くするこ
とができるとともに、実際上ＧＰＳ衛星をモニタする必
要がなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】上述したように、中継することに
よって求められるＧＰＳ受信機の位置は、ＧＰＳ衛星の
電波が集まる中継器受信アンテナの位置である。この性
質を利用することにより、地下街などの天井に、あたか
もＧＰＳ衛星が飛んでいるかのように見せかけてＧＰＳ
と同じ仕様の電波を送信することにより、地下にいるＧ
ＰＳ受信機でまったく同様にＧＰＳ電波を受けることと
なり、同様にしてＧＰＳ位置検出を行うことが可能であ
ると考えられる。本発明者はこの点に鑑みて、仮想的に
ＧＰＳ衛星からの電波を中継するように、実際にはＧＰ
Ｓと同じ仕様の電波を生成して送信するＧＰＳ装置を設
けることにより、トンネルやアクアラインなどでも簡単
に設置することができ、しかも確実にＧＰＳ位置検出を
行うことができることを見出し本発明をするに至った。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照し
て詳細に説明する。
よって求められるＧＰＳ受信機の位置は、ＧＰＳ衛星の
電波が集まる中継器受信アンテナの位置である。この性
質を利用することにより、地下街などの天井に、あたか
もＧＰＳ衛星が飛んでいるかのように見せかけてＧＰＳ
と同じ仕様の電波を送信することにより、地下にいるＧ
ＰＳ受信機でまったく同様にＧＰＳ電波を受けることと
なり、同様にしてＧＰＳ位置検出を行うことが可能であ
ると考えられる。本発明者はこの点に鑑みて、仮想的に
ＧＰＳ衛星からの電波を中継するように、実際にはＧＰ
Ｓと同じ仕様の電波を生成して送信するＧＰＳ装置を設
けることにより、トンネルやアクアラインなどでも簡単
に設置することができ、しかも確実にＧＰＳ位置検出を
行うことができることを見出し本発明をするに至った。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照し
て詳細に説明する。
【００１３】図１は、本発明の実施の形態に係るＧＰＳ
装置を用いた全体システムを示す概略図である。地下道
１の天井には、ＧＰＳ装置２が設置されており、そのＧ
ＰＳ装置２から仮想的なＧＰＳ電波を送信し、ＧＰＳ受
信機３がそのＧＰＳ電波を受信する。ＧＰＳ受信機３で
は、仮想的なＧＰＳ電波により位置検出を行う。
装置を用いた全体システムを示す概略図である。地下道
１の天井には、ＧＰＳ装置２が設置されており、そのＧ
ＰＳ装置２から仮想的なＧＰＳ電波を送信し、ＧＰＳ受
信機３がそのＧＰＳ電波を受信する。ＧＰＳ受信機３で
は、仮想的なＧＰＳ電波により位置検出を行う。
【００１４】図２は、本発明の実施の形態に係るＧＰＳ
装置の構成を示すブロック図である。ＧＰＳ装置２は、
ＧＰＳ装置２の位置に相当する位置を入力する位置情報
入力部１１と、ＧＰＳのアルマナック情報（全ての衛星
から共通に送信される情報であり、各衛星のおおよその
位置情報や、どの衛星が使用可能かを示す情報などから
なる）を入力するアルマナック情報入力部１２と、ＧＰ
Ｓのエフェメリス情報（衛星の軌道を求めるためのパラ
メータと、衛星からの信号の送出時間などが含まれる）
を生成するエフェメリス情報生成部１３と、これらアル
マナック情報及びエフェメリス情報から、位置情報入力
部１１で入力された位置において受信されると想定され
る電波の情報を算出する電波算出部１４と、算出された
電波を生成する電波生成部１５と、生成された電波をア
ンテナ１７を介して送信する送信部１６と、を備えてい
る。
装置の構成を示すブロック図である。ＧＰＳ装置２は、
ＧＰＳ装置２の位置に相当する位置を入力する位置情報
入力部１１と、ＧＰＳのアルマナック情報（全ての衛星
から共通に送信される情報であり、各衛星のおおよその
位置情報や、どの衛星が使用可能かを示す情報などから
なる）を入力するアルマナック情報入力部１２と、ＧＰ
Ｓのエフェメリス情報（衛星の軌道を求めるためのパラ
メータと、衛星からの信号の送出時間などが含まれる）
を生成するエフェメリス情報生成部１３と、これらアル
マナック情報及びエフェメリス情報から、位置情報入力
部１１で入力された位置において受信されると想定され
る電波の情報を算出する電波算出部１４と、算出された
電波を生成する電波生成部１５と、生成された電波をア
ンテナ１７を介して送信する送信部１６と、を備えてい
る。
【００１５】位置情報入力部１１では、例えばテンキー
などでＧＰＳ装置２の位置又はＧＰＳ装置２に相当する
地下道１の地面の位置など適当な位置の、例えば経度、
緯度、及び標高を入力する。アルマナック情報入力部１
２は、どこかで入手したアルマナック情報が記録されて
いるＦＤの内容を読み取る例えばＦＤドライブなどで構
成することができる。エフェメリス情報生成部１３は、
アルマナック情報に基づき適当な情報を設定すればよ
い。電波算出部１４は、上述のアルマナック情報及びエ
フェメリス情報に基づき、４つの衛星から送信され、位
置情報入力部１１で入力された位置において受信される
と想定される電波の情報を算出する。電波生成部１５
は、算出された情報に基づき実際に受信されると想定さ
れる４つの電波を生成する。すなわち、アルマナック情
報及びエフェメリス情報を含み、衛星毎に異なるＰＮ系
列符号であるＣ／Ａコード（Coarse Acquisition Cod
e）によるスペクトル拡散信号電波を生成する。
などでＧＰＳ装置２の位置又はＧＰＳ装置２に相当する
地下道１の地面の位置など適当な位置の、例えば経度、
緯度、及び標高を入力する。アルマナック情報入力部１
２は、どこかで入手したアルマナック情報が記録されて
いるＦＤの内容を読み取る例えばＦＤドライブなどで構
成することができる。エフェメリス情報生成部１３は、
アルマナック情報に基づき適当な情報を設定すればよ
い。電波算出部１４は、上述のアルマナック情報及びエ
フェメリス情報に基づき、４つの衛星から送信され、位
置情報入力部１１で入力された位置において受信される
と想定される電波の情報を算出する。電波生成部１５
は、算出された情報に基づき実際に受信されると想定さ
れる４つの電波を生成する。すなわち、アルマナック情
報及びエフェメリス情報を含み、衛星毎に異なるＰＮ系
列符号であるＣ／Ａコード（Coarse Acquisition Cod
e）によるスペクトル拡散信号電波を生成する。
【００１６】図３は、ＧＰＳ受信機の構成を示すブロッ
ク図である。ＧＰＳ受信機３には、従来のものをそのま
ま用いることができる。すなわち、高周波信号処理部
（ＲＦ部）２２は、アンテナ２１を介して仮想的なＧＰ
Ｓ衛星信号を受信し、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの中間周波
信号に周波数変換し、その中間周波信号を、復調・演算
部２３に出力する。復調・演算部２３は、Ｃ／Ａコード
の同期をとり、復調（スペクトル逆拡散）処理を行うと
共に、時間同期を取り、測位演算を実行する。時計部２
４は、復調・演算部２３での測位計算のための時計情報
を保持・更新する。
ク図である。ＧＰＳ受信機３には、従来のものをそのま
ま用いることができる。すなわち、高周波信号処理部
（ＲＦ部）２２は、アンテナ２１を介して仮想的なＧＰ
Ｓ衛星信号を受信し、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの中間周波
信号に周波数変換し、その中間周波信号を、復調・演算
部２３に出力する。復調・演算部２３は、Ｃ／Ａコード
の同期をとり、復調（スペクトル逆拡散）処理を行うと
共に、時間同期を取り、測位演算を実行する。時計部２
４は、復調・演算部２３での測位計算のための時計情報
を保持・更新する。
【００１７】復調・演算部２３は、また、受信信号を復
調処理して得たアルマナック情報やエフェメリス情報を
記憶部２５に記憶する。入出力部２６は、測位演算によ
り求められた結果等を出力したり、必要な情報を取り込
むためのものである。次に、上記構成を有するＧＰＳ位
置検出システムにより位置検出を行う場合について説明
する。
調処理して得たアルマナック情報やエフェメリス情報を
記憶部２５に記憶する。入出力部２６は、測位演算によ
り求められた結果等を出力したり、必要な情報を取り込
むためのものである。次に、上記構成を有するＧＰＳ位
置検出システムにより位置検出を行う場合について説明
する。
【００１８】ＧＰＳ装置２では、電波算出部１４におい
て、上空に飛んでいると仮定される仮想的な複数のＧＰ
Ｓ衛星から電波が発せられて大気中を伝搬して、そのＧ
ＰＳ電波を受信したとして、そのときの位相や電界強度
をＧＰＳ衛星４ａ〜４ｄ毎に計算する。計算した位相や
電界強度のＧＰＳ衛星毎の情報は、電波生成部１５に送
られる。
て、上空に飛んでいると仮定される仮想的な複数のＧＰ
Ｓ衛星から電波が発せられて大気中を伝搬して、そのＧ
ＰＳ電波を受信したとして、そのときの位相や電界強度
をＧＰＳ衛星４ａ〜４ｄ毎に計算する。計算した位相や
電界強度のＧＰＳ衛星毎の情報は、電波生成部１５に送
られる。
【００１９】電波生成部１５では、前記情報に対して仮
想的なＧＰＳ衛星４ａ〜４ｄ毎に異なるＣ／Ａコードを
用いて拡散変調処理する。すなわち、ＧＰＳ衛星４ａの
情報には、ＧＰＳ衛星４ａ用のＣ／Ａコードで拡散さ
れ、ＧＰＳ衛星４ｂの情報には、ＧＰＳ衛星４ｂ用のＣ
／Ａコードで拡散され、ＧＰＳ衛星４ｃの情報には、Ｇ
ＰＳ衛星４ｃ用のＣ／Ａコードで拡散され、ＧＰＳ衛星
４ｄの情報には、ＧＰＳ衛星４ｄ用のＣ／Ａコードで拡
散される。このようにＧＰＳ衛星毎に異なるＣ／Ａコー
ドを用いて拡散変調処理することにより、どの情報がど
のＧＰＳ衛星のものであるかをＧＰＳ受信機で識別する
ことが可能となる。
想的なＧＰＳ衛星４ａ〜４ｄ毎に異なるＣ／Ａコードを
用いて拡散変調処理する。すなわち、ＧＰＳ衛星４ａの
情報には、ＧＰＳ衛星４ａ用のＣ／Ａコードで拡散さ
れ、ＧＰＳ衛星４ｂの情報には、ＧＰＳ衛星４ｂ用のＣ
／Ａコードで拡散され、ＧＰＳ衛星４ｃの情報には、Ｇ
ＰＳ衛星４ｃ用のＣ／Ａコードで拡散され、ＧＰＳ衛星
４ｄの情報には、ＧＰＳ衛星４ｄ用のＣ／Ａコードで拡
散される。このようにＧＰＳ衛星毎に異なるＣ／Ａコー
ドを用いて拡散変調処理することにより、どの情報がど
のＧＰＳ衛星のものであるかをＧＰＳ受信機で識別する
ことが可能となる。
【００２０】拡散変調後の信号は、送信部１６において
４つのＧＰＳ電波がコード多重した状態で無線周波数に
変換された後に、アンテナ１７から送信される。この無
線周波数は、ＧＰＳ衛星がＧＰＳ電波として用いている
周波数と同じ周波数とする。ＧＰＳ装置２から送信され
た信号は、ＧＰＳ受信機３のアンテナ２１を介してＲＦ
部２２で受信され、中間周波信号に周波数変換され、復
調・演算部２３において、Ｃ／Ａコードを用いてスペク
トル逆拡散処理が行われ、時間同期が取られ、各ＧＰＳ
衛星毎の情報が取り出され、測位演算される。
４つのＧＰＳ電波がコード多重した状態で無線周波数に
変換された後に、アンテナ１７から送信される。この無
線周波数は、ＧＰＳ衛星がＧＰＳ電波として用いている
周波数と同じ周波数とする。ＧＰＳ装置２から送信され
た信号は、ＧＰＳ受信機３のアンテナ２１を介してＲＦ
部２２で受信され、中間周波信号に周波数変換され、復
調・演算部２３において、Ｃ／Ａコードを用いてスペク
トル逆拡散処理が行われ、時間同期が取られ、各ＧＰＳ
衛星毎の情報が取り出され、測位演算される。
【００２１】復調・演算部２３では、次のようにして位
置検出を行う。仮想的な各ＧＰＳ衛星の位置を（Ｘi,Ｙ
i,Ｚi）とし、ＧＰＳ装置２の位置を（Ｘv,Ｙv,Ｚv）と
すると、求めるＧＰＳ受信機３の位置（ｘ,ｙ,ｚ）は、
式（２）及び式（３）をそれぞれ以下の式（４）及び式
（５）に置き換えて、これと式（１）とから求められ
る。
置検出を行う。仮想的な各ＧＰＳ衛星の位置を（Ｘi,Ｙ
i,Ｚi）とし、ＧＰＳ装置２の位置を（Ｘv,Ｙv,Ｚv）と
すると、求めるＧＰＳ受信機３の位置（ｘ,ｙ,ｚ）は、
式（２）及び式（３）をそれぞれ以下の式（４）及び式
（５）に置き換えて、これと式（１）とから求められ
る。
【００２２】 ＰＲi＝Ｒiv＋(Ｒtr＋ｃΔｔ) …（４） Ｒiv＝√｛(Ｘi−Ｘv)2＋(Ｙi−Ｙv)2＋(Ｚi−Ｚv)2｝ …（５） (ｘ,ｙ,ｚ)＝(Ｘv,Ｙv,Ｚv) すなわち、地下道を歩いているユーザ（ＧＰＳ受信機）
は、ＧＰＳ装置２の位置にいるように求められる。
は、ＧＰＳ装置２の位置にいるように求められる。
【００２３】なお、Ｃ／Ａコードは、仮想的なＧＰＳ衛
星からＧＰＳ装置までの到達時間に基づいて衛星ごとに
遅延をかけて生成される。Ｃ／Ａコードの遅延時間Δｔ
ivは、 Ｒiv＝ｃ(３×１０5×Ｍ＋Δｔiv) …（６） から求められる。ただし、Ｒivは、仮想的な各ＧＰＳ衛
星−ＧＰＳ装置間の距離であり、Ｍは整数である。式
（６）中の数字は、Ｃ／Ａコード一周期分の距離が３０
０ｋｍであることから求められる。
星からＧＰＳ装置までの到達時間に基づいて衛星ごとに
遅延をかけて生成される。Ｃ／Ａコードの遅延時間Δｔ
ivは、 Ｒiv＝ｃ(３×１０5×Ｍ＋Δｔiv) …（６） から求められる。ただし、Ｒivは、仮想的な各ＧＰＳ衛
星−ＧＰＳ装置間の距離であり、Ｍは整数である。式
（６）中の数字は、Ｃ／Ａコード一周期分の距離が３０
０ｋｍであることから求められる。
【００２４】ＧＰＳ装置の位置が決まれば、ＭとΔｔiv
も決定することができる。したがって、その分だけＣ／
Ａコードのチップをずらして送信すれば良い。このよう
に、本発明のＧＰＳ装置を用いることより、トンネルや
地下道、地下駐車場にいるＧＰＳ受信機が、天井の遥か
上空にＧＰＳ衛星が飛んでいるように錯覚してＧＰＳ電
波を受信することができ、トンネルや地下道といったＧ
ＰＳ衛星電波の不感地帯でもおおよその自分の位置を把
握することができる。
も決定することができる。したがって、その分だけＣ／
Ａコードのチップをずらして送信すれば良い。このよう
に、本発明のＧＰＳ装置を用いることより、トンネルや
地下道、地下駐車場にいるＧＰＳ受信機が、天井の遥か
上空にＧＰＳ衛星が飛んでいるように錯覚してＧＰＳ電
波を受信することができ、トンネルや地下道といったＧ
ＰＳ衛星電波の不感地帯でもおおよその自分の位置を把
握することができる。
【００２５】また、このシステムでは、ＧＰＳ装置を地
下道などの天井に設置するだけで良いので、トンネルや
アクアラインなどでも簡単に設置することができる。ま
た、このシステムでは、ＧＰＳ受信機として、現在流通
している既存のＧＰＳ受信機をそのまま使用することが
できる。このシステムでは、実際のＧＰＳのように電離
層や大気中を長距離にわたって電波が伝搬してくること
はないので、そのような原因による遅延の影響がない。
このため、従来の中継方式よりも位置を正確に求めるこ
とが可能である。
下道などの天井に設置するだけで良いので、トンネルや
アクアラインなどでも簡単に設置することができる。ま
た、このシステムでは、ＧＰＳ受信機として、現在流通
している既存のＧＰＳ受信機をそのまま使用することが
できる。このシステムでは、実際のＧＰＳのように電離
層や大気中を長距離にわたって電波が伝搬してくること
はないので、そのような原因による遅延の影響がない。
このため、従来の中継方式よりも位置を正確に求めるこ
とが可能である。
【００２６】本発明は上記実施の形態に限定されず、種
々変更して実施することが可能である。例えば、上記実
施の形態では、仮想的なＧＰＳ衛星が４個である場合に
ついて説明しているが、本発明においては、仮想的なＧ
ＰＳ衛星が４個以外の個数である場合にも適用すること
ができる。また、複数のＧＰＳ装置を設置する場合に、
隣接するＧＰＳ装置が模擬する衛星をそれぞれ異ならせ
ることにより、それら２つのＧＰＳ装置からの信号が届
く境界地点において同じ信号を受信することがないため
干渉が避けられる。
々変更して実施することが可能である。例えば、上記実
施の形態では、仮想的なＧＰＳ衛星が４個である場合に
ついて説明しているが、本発明においては、仮想的なＧ
ＰＳ衛星が４個以外の個数である場合にも適用すること
ができる。また、複数のＧＰＳ装置を設置する場合に、
隣接するＧＰＳ装置が模擬する衛星をそれぞれ異ならせ
ることにより、それら２つのＧＰＳ装置からの信号が届
く境界地点において同じ信号を受信することがないため
干渉が避けられる。
【００２７】また、送信する電波は、以下の(1).〜(3).
のいずれであってもよい。 (1).実際のＧＰＳ衛星からの電波を模擬する。この場合
は、実際のＧＰＳ衛星からのアルマナック情報及びエフ
ェメリス情報を受信して記憶し、これらの情報を用いて
ＧＰＳ装置の位置において受信されるはずである電波を
模擬して生成するとよい。これにより、ＧＰＳ受信機が
地上に出た時又は地上から地下街に入った時に、中断せ
ずに連続的にＧＰＳによる位置表示を行うことができ
る。
のいずれであってもよい。 (1).実際のＧＰＳ衛星からの電波を模擬する。この場合
は、実際のＧＰＳ衛星からのアルマナック情報及びエフ
ェメリス情報を受信して記憶し、これらの情報を用いて
ＧＰＳ装置の位置において受信されるはずである電波を
模擬して生成するとよい。これにより、ＧＰＳ受信機が
地上に出た時又は地上から地下街に入った時に、中断せ
ずに連続的にＧＰＳによる位置表示を行うことができ
る。
【００２８】(2).アルマナック情報に関しては実際のＧ
ＰＳ衛星からのものを模擬し、エフェメリス情報に関し
ては実際に存在しないＧＰＳ衛星を模擬する。これによ
り、ＧＰＳ受信機が地上に出た時又は地上から地下街に
入った時に、エフェメリス情報は比較的に短期間で取得
して更新できるので表示の中断期間を比較的に短くする
ことができるとともに、アルマナック情報はほとんど変
更されることがないのでＦＤなどの記録媒体を介して供
給することもでき、実際上ＧＰＳ衛星をモニタする必要
がない。 (3).実際には全く存在しないＧＰＳ衛星からの電波であ
って、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ装置の位置を表示する電波
を模擬する。これにより、実際のＧＰＳ衛星をモニタす
る必要は全くなくなる。
ＰＳ衛星からのものを模擬し、エフェメリス情報に関し
ては実際に存在しないＧＰＳ衛星を模擬する。これによ
り、ＧＰＳ受信機が地上に出た時又は地上から地下街に
入った時に、エフェメリス情報は比較的に短期間で取得
して更新できるので表示の中断期間を比較的に短くする
ことができるとともに、アルマナック情報はほとんど変
更されることがないのでＦＤなどの記録媒体を介して供
給することもでき、実際上ＧＰＳ衛星をモニタする必要
がない。 (3).実際には全く存在しないＧＰＳ衛星からの電波であ
って、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ装置の位置を表示する電波
を模擬する。これにより、実際のＧＰＳ衛星をモニタす
る必要は全くなくなる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明のＧＰＳ装置
を用いることにより、既存のＧＰＳ受信機では位置検出
が行えない、トンネルや地下道、地下駐車場といったＧ
ＰＳ衛星電波の不感地帯において、仮想的にＧＰＳ衛星
を作り出し、仮想的なＧＰＳ電波を送信するので、既存
のＧＰＳ受信機では位置検出が行えない場所でも、同様
に確実にＧＰＳ位置検出を行うことができる。また、実
際のＧＰＳのように電離層や大気中を長距離にわたって
電波が伝搬してくることはないので、そのような原因に
よる遅延の影響がない。このため、従来の中継方式より
も位置を正確に求めることが可能である。
を用いることにより、既存のＧＰＳ受信機では位置検出
が行えない、トンネルや地下道、地下駐車場といったＧ
ＰＳ衛星電波の不感地帯において、仮想的にＧＰＳ衛星
を作り出し、仮想的なＧＰＳ電波を送信するので、既存
のＧＰＳ受信機では位置検出が行えない場所でも、同様
に確実にＧＰＳ位置検出を行うことができる。また、実
際のＧＰＳのように電離層や大気中を長距離にわたって
電波が伝搬してくることはないので、そのような原因に
よる遅延の影響がない。このため、従来の中継方式より
も位置を正確に求めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ装置を用いた
全体システムを示す概略図である。
全体システムを示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】ＧＰＳ受信機の構成を示すブロック図である。
【図４】従来のＧＰＳ位置検出システムを示す概略図で
ある。
ある。
１，３１ 地下道 ２ ＧＰＳ装置 ３ ＧＰＳ受信機 ４ａ〜４ｄ 仮想衛星 １７，２１ アンテナ
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の位置に関する情報を入力する位置
情報入力手段と、 該位置情報入力手段により入力された位置でＧＰＳ衛星
から受信されると想定される電波の情報を算出する電波
算出手段と、 該電波算出手段により算出された電波を生成する電波生
成手段と、 該電波生成手段により生成された電波を送信する送信手
段とを備えることを特徴とするＧＰＳ装置。 - 【請求項２】 ＧＰＳのアルマナック情報を入力するア
ルマナック情報入力手段と、 ＧＰＳのエフェメリス情報を生成するエフェメリス情報
生成手段と、をさらに備え、 前記電波算出手段は、該アルマナック情報及びエフェメ
リス情報に基づいて電波の情報を算出することを特徴と
する請求項１記載のＧＰＳ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032604A JP2002236165A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | Ｇｐｓ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032604A JP2002236165A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | Ｇｐｓ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002236165A true JP2002236165A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18896502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001032604A Pending JP2002236165A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | Ｇｐｓ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002236165A (ja) |
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-
2001
- 2001-02-08 JP JP2001032604A patent/JP2002236165A/ja active Pending
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