JP2003279635A - 移動体位置計測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車などの移動体に搭載され、ＧＰＳ衛星
等から送信される衛星信号を用いて、移動体の位置を計
測する移動体位置計測システムにおいて、測位誤差の原
因となるマルチパスの発生時にも高精度の位置決定を継
続して行うこと。 【解決手段】 衛星信号を利用したＤＧＰＳ測位位置
と、移動速度と方位角を利用した推測航法位置とから、
マルチパスの大きさに応じたマルチパス判定信号にした
がって移動体位置を求める。これにより、マルチパスに
よる誤差の影響を低減して、移動体の位置決定を行え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの移動
体に搭載され、ＧＰＳ衛星等の測位用衛星から送信され
る衛星信号を用いて、その移動体の位置を高精度に算出
する計測システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＧＰＳなどの衛星航法システムを用い
て、移動体の位置を計測し、航法に利用する技術は、現
在広く一般に用いられている。位置を計測する場合、最
も多く用いられている方式は単独測位である。この単独
測位方式は、各衛星信号からの搬送波に乗せられている
Ｃ／Ａコードと呼ばれる測位用信号を用い、同時に４
個以上の衛星からの測位用信号を捕捉することによっ
て、移動体位置および時計の誤差等を得る方式である。

【０００３】この単独測位方式では、測位位置に誤差が
大きいので、より高精度を必要とする場合には、既設も
しくは自ら設置した基準局より送信される、補正データ
を受信し、測位データに対して補正を行うディファレン
シャルＧＰＳ（以下、ＤＧＰＳ）という相対測位演算方
式が用いられる。

【０００４】図４は、従来のＤＧＰＳによる相対位置演
算装置の構成を示す図である。この図４において、複数
のＧＰＳ衛星１−１〜１−ｎからの衛星信号をＧＰＳア
ンテナ２で受信し、この受信した衛星信号を衛星信号受
信装置３で処理をし、ＤＧＰＳ位置演算装置４に供給す
る。一方、基準局から送られてくる補正データを補正デ
ータ受信用アンテナ５で受信し、補正データ受信装置６
でその受信信号を処理して補正データを得て、この補正
データをＤＧＰＳ位置演算装置４に供給する。この補正
データは、正確に位置が計測されている基準局にてＧＰ
Ｓ単独測位し、各種の誤差成分を衛星毎に求めたもので
ある。

【０００５】ＤＧＰＳ位置演算装置４では、衛星信号受
信装置３で処理された受信信号による測位データ（即
ち、単独測位データ）を、基準局からの補正データによ
って補正することにより、共通する誤差分を除去して相
対的な測位データを得ることができる。したがって、Ｇ
ＰＳ単独測位での誤差分を改善して、精度良く移動体位
置Ｐを決定することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動車
向けの汎用システムとして位置計測装置を用いる場合、
利用場所としては様々な場所が想定される。郊外など障
害物が少なく天空の見通しが良好なところでは、衛星電
波の捕捉に関して問題はないが、街中ではビルや街路樹
などによって衛星からの電波が反射し、マルチパスが増
大することが良く知られている。

【０００７】単独測位やＤＧＰＳで使用している擬似距
離測位では波長約３００ｍ（１μｓ／チップ）のコード
位相を使用しているため、マルチパスが多い場所では測
位誤差が大きくなってしまう。このマルチパスによる測
位誤差は、補正データとは関係がないので、ＤＧＰＳを
行っても高精度位置が求められない欠点があった。

【０００８】本発明は、自動車などの移動体に搭載さ
れ、ＧＰＳ衛星等の測位用衛星から送信される衛星信号
を用いて、移動体の位置を計測する移動体位置計測シス
テムにおいて、測位誤差の原因となるマルチパスの発生
時にも高精度の位置決定を継続して行うことを可能にす
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の移動体位置計
測システムは、移動体に搭載され、この移動体の位置を
計測する移動体位置計測システムであって、衛星信号を
受信し、位置を含む計測値を演算し出力する測位位置演
算手段と、方位角を出力する姿勢角演算手段と、移動速
度と前記姿勢角演算手段からの方位角を用いて、位置を
推測して求める推測位置演算手段と、前記衛星信号のマ
ルチパスの大きさを判定し、マルチパスの大きさに応じ
たマルチパス判定信号を出力するマルチパス判定手段
と、前記測位位置演算手段からの測位位置と、前記推測
位置演算手段からの推測位置と、前記マルチパス判定手
段からのマルチパス判定信号が入力され、前記測位位置
及び前記推測位置に基づき、かつ前記マルチパス判定信
号に応じて、移動体位置を決定し出力する移動体位置出
力手段とを有することを特徴としている。

【００１０】この請求項１の移動体位置計測システムに
よれば、衛星信号を利用した測位位置と、移動速度と方
位角を利用した推測位置とから、マルチパスの大きさに
応じたマルチパス判定信号にしたがって移動体位置を求
めるから、マルチパスによる誤差の影響を低減して、移
動体の位置決定を行うことができる。

【００１１】請求項２の移動体位置計測システムは、請
求項１記載の移動体位置計測システムにおいて、前記姿
勢角演算手段は、姿勢計測用の基線を構成する２以上の
アンテナからの衛星信号を受信し、それら衛星信号の搬
送波位相を利用して方位角を算出することを特徴として
いる。

【００１２】この請求項２の移動体位置計測システムに
よれば、姿勢角演算手段に衛星信号の波長が短い搬送波
(ＧＰＳの場合、波長約１９ｃｍ)を用いているため、マ
ルチパス環境下であっても、高精度に方位を求めること
ができる。したがって、別途求められる速度とこの高精
度の方位とにより高精度に推測位置が得られる。また、
ジャイロ装置などとは異なり、測位位置演算手段で用い
られる受信装置などと同様な受信装置等で構成できるか
ら、安価にコンパクトに構成することができる。

【００１３】請求項３の移動体位置計測システムは、請
求項１、２のいずれかに記載の移動体位置計測システム
において、前記測位位置演算手段は、受信した衛星信号
に基づいて方位角を含む計測値を演算し出力する単独測
位演算手段と、受信した衛星信号及び基準局から送信さ
れた補正データを用いて位置を演算し出力する相対測位
演算手段を含むことを特徴としている。

【００１４】この請求項３の移動体位置計測システムに
よれば、相対測位演算手段（即ち、ＤＧＰＳ）により常
時高精度に位置を決定することができる。また、単独測
位演算手段により方位角を演算するから、マルチパスの
影響による方位角の変動を逆に利用して、マルチパス発
生を検出することができる。

【００１５】請求項４の移動体位置計測システムは、請
求項１〜３のいずれかに記載の移動体位置計測システム
において、前記マルチパス判定手段は、マルチパスの大
小を判定し、マルチパスが大きいと判定された場合には
マルチパス有りの判定信号を出力し、前記移動体位置出
力手段は、前記マルチパス判定手段からのマルチパス有
りの判定信号が入力されるときは、前記推測位置を移動
体位置として出力することを特徴とする。

【００１６】この請求項４の移動体位置計測システムに
よれば、マルチパスが発生していない或いはそれが小さ
いときには衛星信号を利用した測位位置を移動体位置と
して出力する。一方、マルチパスが所定以上になると、
方位角と速度を利用した推測位置に自動的に切り替えて
移動体位置として出力する。したがって、マルチパスに
よる誤差の影響を小さくして、精度良く位置決定を行う
ことができる。

【００１７】請求項５の移動体位置計測システムは、請
求項４に記載の移動体位置計測システムにおいて、前記
マルチパス判定手段は、前記姿勢角演算手段からの方位
角と前記測位位置演算手段からの方位角との差を所定閾
値と比較し、その差がその閾値より大きいときにはマル
チパス有りの判定信号を出力することを特徴としてい
る。

【００１８】この請求項５の移動体位置計測システムに
よれば、マルチパスの影響をほとんど受けない姿勢角演
算手段からの方位角と、マルチパスの影響を強く受ける
測位位置演算手段からの方位角との差を利用してマルチ
パスを検出するから、マルチパス判定を早くかつ確実に
行うことができる。

【００１９】請求項６の移動体位置計測システムは、請
求項５記載の移動体位置計測システムにおいて、前記閾
値は、速度が早くなるにつれて小さくされるように設定
されていることを特徴としている。

【００２０】この請求項６の移動体位置計測システムに
よれば、測位位置演算手段からの方位角に対するマルチ
パスによる影響度が変化するにつれて閾値が変化される
から、適切にマルチパス判定を行うことができる。

【００２１】請求項７の移動体位置計測システムは、請
求項４に記載の移動体位置計測システムにおいて、前記
マルチパス判定手段は、受信された衛星信号の信号レベ
ルの変動が激しいときに、マルチパスが大きいと判定し
てマルチパス判定信号を出力することを特徴としてい
る。

【００２２】この請求項７の移動体位置計測システムに
よれば、受信された衛星信号の信号レベルの変動が激し
いときにマルチパスが大きいと判定するから、マルチパ
スの判定が容易に行える。

【００２３】請求項８の移動体位置計測システムは、請
求項４に記載の移動体位置計測システムにおいて、前記
マルチパス判定手段は、捕捉可能な衛星数が急激に変化
する場合に、マルチパスが大きいと判定してマルチパス
判定信号を出力することを特徴としている。

【００２４】この請求項８の移動体位置計測システムに
よれば、捕捉可能な衛星数が急激に変化（増加或いは減
少）する場合に、マルチパスが大きいと判定するから、
マルチパスの判定が容易に行える。

【００２５】請求項９の移動体位置計測システムは、請
求項１〜３のいずれかに記載の移動体位置計測システム
において、前記マルチパス判定手段は、マルチパスの大
きさに関係した重み係数を発生し、前記移動体位置出力
手段は、前記重み係数に応じて前記測位位置と前記推測
位置の双方を用いたハイブリッド位置を求め、このハイ
ブリッド位置を移動体位置として出力することを特徴と
している。

【００２６】この請求項９の移動体位置計測システムに
よれば、重み係数に応じて測位位置と推測位置の双方を
用いたハイブリッド位置を移動体位置としているから、
マルチパスが大きい状態が長時間続いた場合でも、推測
位置のみによる場合に比べて、移動体位置の誤差を小さ
くすることができる。又、この移動体位置の誤差を小さ
くすることができるから、マルチパスが大きい状態が長
時間続いた後にマルチパスが小さくなったときに、移動
体位置のずれを小さくできる。

【００２７】請求項１０の移動体位置計測システムは、
請求項９に記載の移動体位置計測システムにおいて、前
記マルチパス判定手段は、前記姿勢角演算手段からの方
位角と前記測位位置演算手段からの方位角の差分に基づ
いてマルチパスの大きさを求めることを特徴としてい
る。

【００２８】この請求項１０の移動体位置計測システム
によれば、マルチパスの影響をほとんど受けない姿勢角
演算手段からの方位角と、マルチパスの影響を強く受け
る測位位置演算手段からの方位角との差を利用してマル
チパスの大きさを検出するから、マルチパス判定を早く
かつ確実に行うことができる。

【００２９】請求項１１の移動体位置計測システムは、
請求項１〜１０のいずれかに記載の移動体位置計測シス
テムにおいて、前記推測位置演算手段に入力される前記
移動速度は、前記測位位置演算手段からの速度データを
使用することを特徴としている。

【００３０】この請求項１１の移動体位置計測システム
によれば、速度データとして測位位置演算手段でドップ
ラシフトにより求められる正確な速度データを推測位置
演算に用いるから、他の速度センサなどは不要であり、
したがって安価にかつ精度良く推測位置を演算すること
ができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明では、ＧＰＳなどの航法衛
星システムを用いて移動体の位置測位を行う場合、マル
チパスが少ない通常時には、衛星信号に基づいて測位計
算を行う測位位置演算装置のみで高精度の測位位置を得
る。街中等ではマルチパスにより測位位置演算装置では
測位誤差が大きくなるので、例えば衛星信号の搬送波を
利用して得た高精度の方位角と、車速センサ一等から得
られる速度を用いた推測航法位置も求める。そして、測
位位置と推測航法位置と両方の位置を用いて、マルチパ
ス発生時にも、高精度の位置を得るようにしている。

【００３２】以下、本発明の実施の形態を、マルチパス
対策を施した移動体位置計測システムの構成を示す図を
参照して詳細に説明する。

【００３３】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
移動体位置計測システムの構成を示す図である。図１に
おいて、複数のＧＰＳ衛星１−１〜１−ｎからの衛星信
号をＧＰＳアンテナ２−１で受信し、この受信した衛星
信号を衛星信号受信装置３−１で処理し、ＤＧＰＳ位置
演算装置４及び単独測位演算装置７に供給する。

【００３４】基準局から送られてくる補正データを補正
データ受信用アンテナ５で受信し、補正データ受信装置
６でその受信信号を処理して補正データを得て、この補
正データをＤＧＰＳ位置演算装置４に供給する。この補
正データは、正確に位置が計測されている基準局にてＧ
ＰＳ単独測位し、各種の誤差成分を衛星毎に求めたもの
である。

【００３５】ＤＧＰＳ位置演算装置４では、衛星信号受
信装置３−１で処理された受信信号による測位データ
（即ち、単独測位データ）を、基準局からの補正データ
によって補正することにより、共通する誤差分を除去し
て相対的なＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓを得る。このＤＧ
ＰＳ測位位置Ｐｇｐｓは、ＧＰＳ単独測位での誤差分を
基準局からの補正データにより改善しているから、マル
チパス等の影響が無い場合には、高精度の移動体位置を
示している。

【００３６】単独測位演算装置７は、衛星信号受信装置
３−１からの受信信号を受けて、各時点の測位位置を測
定する。この単独測位演算装置７による測位位置は、種
々の誤差要因による測位誤差を含んでいるが、マルチパ
ス以外の誤差要因による測位誤差は短時間の間ではそれ
ほど変化しない。しかし、マルチパス環境下ではマルチ
パスの影響による測位誤差が激しく変化する。

【００３７】単独測位演算装置７では、この測位位置の
時間変化を利用して移動体の進行方向の方位角θｇを測
定する。その測定された方位角θｇは、マルチパスの影
響がない或いは小さい時には変動も少なく比較的正しい
角度を示す一方、マルチパスが大きい時には変動も大き
くかつ大きな誤差を含むことになる。

【００３８】ＧＰＳアンテナ２−２〜２−ｎは、ＧＰＳ
アンテナ２−１とともに移動体上に配置される複数の衛
星信号受信用アンテナであり、移動体の姿勢角測定のた
めに所定の関係（直線状や三角状等）に配置される。衛
星信号受信装置３−２は、ＧＰＳアンテナ２−１〜２−
ｎからの衛星信号を受信して処理し、姿勢角演算装置８
に入力する。

【００３９】姿勢角演算装置８は、衛星信号受信装置３
−２で処理された各ＧＰＳアンテナ２−１〜２−ｎから
の衛星信号の搬送波相対位相を計測することにより、移
動体の方位角θｄやその他ピッチ、ロールなどを高精度
に計測する。姿勢角演算装置８では、マルチパスの影響
を受けやすいコード位相(ＧＰＳの場合波長約３００ｍ)
ではなく、波長が短い搬送波(ＧＰＳの場合波長約１９
ｃｍ)を用いているため、マルチパスによる誤差が小さ
い。したがって、マルチパス環境下であっても、高精度
の方位を求めることができる。このように、マルチパス
環境下でも高精度の方位角θｄを計測できるから、従
来、高精度の方位を得るために用いられていた高価格の
光ファイバジャイロ等の使用を必要としない。

【００４０】推測航法位置演算装置１１は、姿勢角演算
装置８で求められた方位角θｄと、車速センサ等の速度
検出手段から得られる速度Ｓ、及び前回の測位時におけ
る移動体位置演算装置１０からの移動体位置Ｐとを用い
て推測航法位置Ｐｄｒを算出する。この推測航法位置Ｐ
ｄｒは、前回の測位時の移動体位置Ｐ、方位角θｄ、速
度Ｓにより、新しい移動体位置を求めるから、マルチパ
スによる影響をほとんど受けることがない。

【００４１】マルチパス判定装置９は、単独測位演算装
置７からの方位角θｇと姿勢角演算装置８からの方位角
θｄが入力され、その両方位角θｇ、θｄの差分をと
り、その差分の絶対値｜θｇ−θｄ｜を所定の閾値ｋ１
と比較する。差分の絶対値｜θｇ−θｄ｜が所定の閾値
ｋ１を越えたとき、即ち｜θｇ−θｄ｜＞ｋ１のとき、
マルチパス有りの判定信号を出力する。そうでない場
合、即ち｜θｇ−θｄ｜＜ｋ１のときにはマルチパス無
しの判定信号を出力する。

【００４２】移動体位置演算装置１０は、ＤＧＰＳ位置
演算装置４からのＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓと、推測航
法位置演算装置１１からの推測航法位置Ｐｄｒと、マル
チパス判定装置９からのマルチパス有り／無しの判定信
号を受ける。そして、通常状態であるマルチパス無しの
判定信号が入力されている場合には、ＤＧＰＳ測位位置
Ｐｇｐｓを選択して、移動体位置Ｐとして出力する。一
方、マルチパス有りの判定信号が入力されている場合に
は、推測航法位置Ｐｄｒを選択して、移動体位置Ｐとし
て出力する。

【００４３】以上のように構成されている、図１の第１
の実施の形態に係る移動体位置計測システムの動作を、
簡単に説明する。

【００４４】ＧＰＳ航法衛星１−１〜１−ｎからの衛星
信号を移動体上の複数のＧＰＳアンテナ２−１〜２−ｎ
でそれぞれ受信する。ＧＰＳアンテナ２−１で受信した
衛星信号を衛星信号受信装置３−１で処理し、単独測位
演算装置７により移動体の方位角θｇを演算し、マルチ
パス判定装置９に入力する。

【００４５】これと同時に、ＤＧＰＳ位置演算装置４で
は、衛星信号受信装置３−１からの衛星信号と、補正デ
ータ受信装置６で受信した基準局からの補正データとに
より、相対測位による高精度なＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐ
ｓを演算して、移動体演算装置１０に入力する。マルチ
パスが無いときには、このＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓが
移動体位置Ｐとして出力される。

【００４６】一方、ＧＰＳアンテナ２−１〜２−ｎでそ
れぞれ受信した衛星信号を衛星信号受信装置３−２で処
理し、姿勢角演算装置８により衛星信号の搬送波相対位
相を計測して移動体の方位角θｄを得る。この方位角θ
ｄ、速度信号Ｓ及び前回測位時の移動体位置Ｐとから、
推測航法位置演算装置１１はその時点の推測航法位置Ｐ
ｄｒを算出して移動体位置演算装置１０に入力する。

【００４７】そして、単独測位演算装置７からの方位角
θｇと姿勢角演算装置８からの方位角θｄとの差分の絶
対値｜θｇ−θｄ｜がマルチパス判定装置９で所定の閾
値ｋ１と比較・判定されて、マルチパス有り／無しの判
定信号を移動体位置演算装置１０に出力する。

【００４８】その結果、移動体位置演算装置１０では、
通常状態であるマルチパス無しの判定信号が入力されて
いる場合には、ＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓを選択して、
移動体位置Ｐとして出力する一方、マルチパス有りの判
定信号が入力されている場合には、推測航法位置Ｐｄｒ
を選択して、移動体位置Ｐとして出力する。

【００４９】この第１の実施の形態の移動体位置計測シ
ステムによれば、衛星信号を利用した測位位置Ｐｇｐｓ
と、移動速度Ｓと方位角θｄを利用した推測位置Ｐｄｒ
とから、マルチパスの大きさに応じたマルチパス判定信
号にしたがって移動体位置Ｐを求めるから、マルチパス
による誤差の影響を低減して、移動体の位置決定を行う
ことができる。

【００５０】また、相対測位演算手段であるＤＧＰＳ位
置演算装置４により常時高精度に位置Ｐｇｐｓを決定す
るとともに、単独測位演算装置７、即ちＧＰＳにより方
位角θｇを演算するから、マルチパスの影響による方位
角θｇの変動を逆に利用して、マルチパス発生を検出す
ることができる。

【００５１】この第１の実施の形態において、速度Ｓは
車速センサ等の速度センサから得ることとしているが、
これに代えて単独測位演算装置７から得られる速度デー
タを用いることができる。単独測位演算装置７から得ら
れる速度データは、ＧＰＳの故意の精度劣化ＳＡ（Sele
ctive Availability）が解除されて以降、その精度が
向上しており、十分に利用することができる。

【００５２】また、単独測位から得られる方位角θｇの
精度は、速度に依存し、速度が速い程精度が良い。した
がって、単独測位の方位角θｇと姿勢角演算の方位角θ
ｄの差分量｜θｇ−θｄ｜から、マルチパス環境下であ
ると判定する閾値ｋ１については、速度Ｓが早くなるに
つれて小さくされるように設定することができる。これ
により、単独測位から得られる方位角θｇへのマルチパ
スによる影響度が変化するにつれて閾値ｋ１が変化され
るから、適切にマルチパス判定を行うことができる。

【００５３】なお、移動体が止まっている場合を考える
と、この場合、推測航法位置Ｐｄｒは止まった位置とな
るが、ＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓは観測ノイズにより変
動するので、推測航法位置Ｐｄｒの方が精度は良い。マ
ルチパス環境下と判定する閾値ｋ１を、速度Ｓに依存し
ない一定値とした場合は、単独測位方位角θｇの精度が
悪いために、その閾値以上となりやすい。したがって、
マルチパス環境下と判定され、推測航法位置優先となる
が、この場合には推測航法位置Ｐｄｒの方が精度は良い
ので問題は生じない。

【００５４】また、姿勢角演算装置８から得られる方位
角θｄと、単独測位演算装置７から得られる方位角θｇ
の差によってマルチパスの大小を判定することに代え
て、ＤＧＰＳ用の補正データの誤り率が多い時に、マル
チパスが大と判定することもできる。これは、マルチパ
スが多いビル街等では、補正データ用の無線電波も届き
にくいことを利用している。

【００５５】また、受信している衛星信号の信号レベル
の変動が激しい場合には、マルチパスが大と判定するこ
ともできる。マルチパス環境下では、ときには反射波の
みとなる等、マルチパス状況が大きく変化しやすいこと
を利用する。これによれば、マルチパスの判定が容易に
行える。

【００５６】また、捕捉可能な衛星数、ＤＯＰ(測位精
度低下率)が急激に変化する場合は、マルチパスが大と
判定する。これは、ビル等障害が多い場合には、衛星信
号の遮蔽の多いことを利用する。これによれば、マルチ
パスの判定が容易に行える。

【００５７】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る
移動体位置計測システムの構成を示す図であり、図３
は、第２の実施の形態におけるマルチパス判定の動作を
説明するための図である。

【００５８】この第２の実施の形態では、ＤＧＰＳ位置
演算装置４から得られるＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓと推
測航法位置演算装置１１から得られる推測航法位置Ｐｄ
ｒのいずれかを選択するのではなく、マルチパス量の大
小に応じた重みを設定し、この重みに応じてＤＧＰＳ測
位位置Ｐｇｐｓと推測航法位置Ｐｄｒの両方を利用した
ハイブリッド位置を移動体位置Ｐとして出力する。

【００５９】図２において、マルチパス判定装置９Ａ及
び移動体位置演算装置１０Ａが、図１のマルチパス判定
装置９及び移動体位置演算装置１０と異なるが、その他
の構成は、図１におけると同様である。

【００６０】マルチパス判定装置９Ａは、単独測位演算
装置７からの方位角θｇと姿勢角演算装置８からの方位
角θｄとを受け、マルチパス量を方位角θｇと方位角θ
ｄとの差分から得る。そして、マルチパス量に応じて重
み係数αを決定する。

【００６１】マルチパス量と重み係数αとの関係は、図
３に示されるように、マルチパス量が小さいときには重
み係数αはほぼ１（即ち、α≒１）となり、マルチパス
量が大きくなるにつれて重み係数αは次第に小さくな
る。そして、マルチパス量が大きくなると、重み係数α
はほぼ０（即ち、α≒０）となる。

【００６２】移動体位置演算装置１０Ａは、ＤＧＰＳ位
置演算装置４からのＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓと、推測
航法位置演算装置１１からの推測航法位置Ｐｄｒと、マ
ルチパス判定装置９Ａからの重み係数αを受ける。そし
て、ＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓ及び推測航法位置Ｐｄｒ
の双方に、係数α、（１−α）を次式のように乗じて移
動体位置Ｐを得る。即ち、Ｐ＝α×Ｐｇｐｓ＋（１−
α）×Ｐｄｒ。

【００６３】この第２の実施の形態においては、マルチ
パス量に応じた重み係数αをマルチパス判定装置により
設定し、ＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓ及び推測航法位置Ｐ
ｄｒに係数α、（１−α）を乗じてから加算することに
より、ハイブリッド位置を移動体位置Ｐとして出力す
る。

【００６４】このように移動体位置Ｐとしてハイブリッ
ド位置を用いるから、マルチパスが大きい状態が長く続
いた場合でも、ＤＧＰＳ測位位置Ｐｇｐｓと推測航法位
置Ｐｄｒとを併用しているから、推測航法位置Ｐｄｒを
長時間使用することにより累積する誤差を抑えることが
できる。また、誤差を抑えることができることにより、
マルチパスが小さい状態に復帰したときに、移動体位置
Ｐのずれを小さくすることができる。

【００６５】

【発明の効果】請求項１の移動体位置計測システムによ
れば、衛星信号を利用した測位位置と、移動速度と方位
角を利用した推測位置とから、マルチパスの大きさに応
じたマルチパス判定信号にしたがって移動体位置を求め
るから、マルチパスによる誤差の影響を低減して、移動
体の位置決定を行うことができる。

【００６６】請求項２の移動体位置計測システムによれ
ば、姿勢角演算手段に衛星信号の波長が短い搬送波(Ｇ
ＰＳの場合、波長約１９ｃｍ)を用いているため、マル
チパス環境下であっても、高精度に方位を求めることが
できる。したがって、別途求められる速度とこの高精度
の方位とにより高精度に推測位置が得られる。また、ジ
ャイロ装置などとは異なり、測位位置演算手段で用いら
れる受信装置などと同様な受信装置等で構成できるか
ら、安価にコンパクトに構成することができる。

【００６７】請求項３の移動体位置計測システムによれ
ば、相対測位演算手段（即ち、ＤＧＰＳ）により常時高
精度に位置を決定することができる。また、単独測位演
算手段により方位角を演算するから、マルチパスの影響
による方位角の変動を逆に利用して、マルチパス発生を
検出することができる。

【００６８】請求項４の移動体位置計測システムによれ
ば、マルチパスが発生していない或いはそれが小さいと
きには衛星信号を利用した測位位置を移動体位置として
出力する。一方、マルチパスが所定以上になると、方位
角と速度を利用した推測位置に自動的に切り替えて移動
体位置として出力する。したがって、マルチパスによる
誤差の影響を小さくして、精度良く位置決定を行うこと
ができる。

【００６９】請求項５の移動体位置計測システムによれ
ば、マルチパスの影響をほとんど受けない姿勢角演算手
段からの方位角と、マルチパスの影響を強く受ける測位
位置演算手段からの方位角との差を利用してマルチパス
を検出するから、マルチパス判定を早くかつ確実に行う
ことができる。

【００７０】請求項６の移動体位置計測システムによれ
ば、測位位置演算手段からの方位角に対するマルチパス
による影響度が変化するにつれて閾値が変化されるか
ら、適切にマルチパス判定を行うことができる。

【００７１】請求項７の移動体位置計測システムによれ
ば、受信された衛星信号の信号レベルの変動が激しいと
きにマルチパスが大きいと判定するから、マルチパスの
判定が容易に行える。

【００７２】請求項８の移動体位置計測システムによれ
ば、捕捉可能な衛星数が急激に変化（増加或いは減少）
する場合に、マルチパスが大きいと判定するから、マル
チパスの判定が容易に行える。

【００７３】請求項９の移動体位置計測システムによれ
ば、重み係数に応じて測位位置と推測位置の双方を用い
たハイブリッド位置を移動体位置としているから、マル
チパスが大きい状態が長時間続いた場合でも、推測位置
のみによる場合に比べて、移動体位置の誤差を小さくす
ることができる。又、この移動体位置の誤差を小さくす
ることができるから、マルチパスが大きい状態が長時間
続いた後にマルチパスが小さくなったときに、移動体位
置のずれを小さくできる。

【００７４】請求項１０の移動体位置計測システムによ
れば、マルチパスの影響をほとんど受けない姿勢角演算
手段からの方位角と、マルチパスの影響を強く受ける測
位位置演算手段からの方位角との差を利用してマルチパ
スの大きさを検出するから、マルチパス判定を早くかつ
確実に行うことができる。

【００７５】請求項１１の移動体位置計測システムによ
れば、速度データとして測位位置演算手段でドップラシ
フトにより求められる正確な速度データを推測位置演算
に用いるから、他の速度センサなどは不要であり、した
がって安価にかつ精度良く推測位置を演算することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る移動体位置計
測システムの構成を示す図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る移動体位置計
測システムの構成を示す図。

【図３】第２の実施の形態におけるマルチパス判定の説
明図。

【図４】従来のＤＧＰＳを用いた移動体位置計測システ
ムの構成を示す図。

【符号の説明】

１−１〜１−ｎ ＧＰＳ航法衛星 ２−１〜２−ｎ ＧＰＳ受信アンテナ ３−１，３−２ 衛星信号受信装置 ４ ＤＧＰＳ位置演算装置 ５ 補正データ受信用アンテナ ６ 補正データ受信装置 ７ 単独測位演算装置 ８ 姿勢角演算装置 ９、９Ａ マルチパス判定装置 １０、１０Ａ 移動体位置演算装置 １１ 推測航法位置演算装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に搭載され、この移動体の位置を
   計測する移動体位置計測システムであって、 衛星信号を受信し、位置を含む計測値を演算し出力する
   測位位置演算手段と、 方位角を出力する姿勢角演算手段と、 移動速度と前記姿勢角演算手段からの方位角を用いて、
   位置を推測して求める推測位置演算手段と、 前記衛星信号のマルチパスの大きさを判定し、マルチパ
   スの大きさに応じたマルチパス判定信号を出力するマル
   チパス判定手段と、 前記測位位置演算手段からの測位位置と、前記推測位置
   演算手段からの推測位置と、前記マルチパス判定手段か
   らのマルチパス判定信号が入力され、前記測位位置及び
   前記推測位置に基づき、かつ前記マルチパス判定信号に
   応じて、移動体位置を決定し出力する移動体位置出力手
   段とを有することを特徴とする移動体位置計測システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記姿勢角演算手段は、姿勢計測用の基
   線を構成する２以上のアンテナからの衛星信号を受信
   し、それら衛星信号の搬送波位相を利用して方位角を算
   出することを特徴とする、請求項１記載の移動体位置計
   測システム。
3. 【請求項３】 前記測位位置演算手段は、受信した衛星
   信号に基づいて方位角を含む計測値を演算し出力する単
   独測位演算手段と、受信した衛星信号及び基準局から送
   信された補正データを用いて位置を演算し出力する相対
   測位演算手段を含むことを特徴とする、請求項１、２の
   いずれかに記載の移動体位置計測システム。
4. 【請求項４】 前記マルチパス判定手段は、マルチパス
   の大小を判定し、マルチパスが大きいと判定された場合
   にはマルチパス有りの判定信号を出力し、 前記移動体位置出力手段は、前記マルチパス判定手段か
   らのマルチパス有りの判定信号が入力されるときは、前
   記推測位置を移動体位置として出力することを特徴とす
   る、請求項１〜３のいずれかに記載の移動体位置計測シ
   ステム。
5. 【請求項５】 前記マルチパス判定手段は、前記姿勢角
   演算手段からの方位角と前記測位位置演算手段からの方
   位角との差を所定閾値と比較し、その差がその閾値より
   大きいときにはマルチパス有りの判定信号を出力するこ
   とを特徴とする、請求項４に記載の移動体位置計測シス
   テム。
6. 【請求項６】 前記閾値は、速度が早くなるにつれて小
   さくされるように設定されていることを特徴とする、請
   求項５記載の移動体位置計測システム。
7. 【請求項７】 前記マルチパス判定手段は、受信された
   衛星信号の信号レベルの変動が激しいときに、マルチパ
   スが大きいと判定してマルチパス判定信号を出力するこ
   とを特徴とする、請求項４に記載の移動体位置計測シス
   テム。
8. 【請求項８】 前記マルチパス判定手段は、捕捉可能な
   衛星数が急激に変化する場合に、マルチパスが大きいと
   判定してマルチパス判定信号を出力することを特徴とす
   る、請求項４に記載の移動体位置計測システム。
9. 【請求項９】 前記マルチパス判定手段は、マルチパス
   の大きさに関係した重み係数を発生し、 前記移動体位置出力手段は、前記重み係数に応じて前記
   測位位置と前記推測位置の双方を用いたハイブリッド位
   置を求め、このハイブリッド位置を移動体位置として出
   力することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記
   載の移動体位置計測システム。
10. 【請求項１０】 前記マルチパス判定手段は、前記姿勢
    角演算手段からの方位角と前記測位位置演算手段からの
    方位角の差分に基づいてマルチパスの大きさを求めるこ
    とを特徴とする、請求項９に記載の移動体位置計測シス
    テム。
11. 【請求項１１】 前記推測位置演算手段に入力される前
    記移動速度は、前記測位位置演算手段からの速度データ
    を使用することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれ
    かに記載の移動体位置計測システム。