JP2006317241A - Positioning device and positioning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体の位置を計測する測位装置及び測位方法に関する。 The present invention relates to a positioning device and a positioning method for measuring the position of a moving body.
既知点である測位用衛星から発射された電波が受信点に辿り着くまでの伝搬時間を計測して測位用衛星からの距離を知り、これを使って移動体の現在位置を求めるＧＰＳ等の測位装置では伝搬時間に誤差があるため、その測位結果には誤差が含まれることとなる。 GPS or other positioning that determines the current position of a moving object by measuring the propagation time until a radio wave emitted from a positioning satellite, which is a known point, arrives at the receiving point to know the distance from the positioning satellite. Since the apparatus has an error in propagation time, the positioning result includes an error.
一般に、ＧＰＳ測位装置では４個以上の衛星までの擬似距離を知り３次元位置を求める。天空が開けた状態であれば、通常６個から８個の衛星を利用できるため、ＧＰＳ測位装置ではこれら全てを使って測位計算を行う。この時、ＧＰＳ測位装置で利用できる衛星は、地球の自転や衛星の移動によって時間の経過に伴って変化する。そのため、使っていた衛星が変わると伝搬時間に含まれていた誤差の様子が変化してしまい、使用衛星の変化時にＧＰＳ測位装置で得られる測位結果がステップ的に変化する現象が生じる。
また、ＧＰＳ測位装置には観測雑音が存在するため、衛星からの測位信号を用いて測位した際の測位結果にランダムなばらつきが生じる。
In general, a GPS positioning apparatus obtains a three-dimensional position by knowing pseudoranges to four or more satellites. If the sky is open, normally 6 to 8 satellites can be used, so the GPS positioning device uses all of these to perform positioning calculations. At this time, the satellites that can be used in the GPS positioning device change with time due to the rotation of the earth or the movement of the satellites. For this reason, when the satellite used changes, the state of the error included in the propagation time changes, and a phenomenon occurs in which the positioning result obtained by the GPS positioning device changes stepwise when the used satellite changes.
In addition, since there is observation noise in the GPS positioning device, random variations occur in the positioning results when positioning is performed using positioning signals from satellites.
一方で、移動体の移動による衛星からの搬送波の周波数に基づいて移動体の移動速度を求め、該移動速度から算出した移動体の移動量と、直近の移動体位置情報とを用いて現在位置を知ることも可能である。この速度情報を用いた測位方法では、前述の直接ＧＰＳ測位装置により測位した測位結果に比べ、測位結果に生じるばらつきが少ないという利点があるが、算出された移動体の速度誤差が累積的に積算されてしまうため、測位結果が時間経過に伴ってドリフト的に変化するという問題点を有している。 On the other hand, the moving speed of the moving object is obtained based on the frequency of the carrier wave from the satellite due to the movement of the moving object, and the current position is calculated using the moving amount of the moving object calculated from the moving speed and the latest moving object position information. It is also possible to know. This positioning method using speed information has the advantage that there is less variation in the positioning results compared to the positioning results measured by the direct GPS positioning device described above, but the calculated speed error of the moving body is cumulatively integrated. Therefore, there is a problem that the positioning result changes in a drift manner with time.
そこで、これらの問題を解決するために、例えば、非特許文献１に開示されているような方法がとられていた。この非特許文献１に開示されている方法は、これらの２つの測位結果を重み付け平均で統合し現在位置とするものである。すなわち、直接ＧＰＳ測位装置で測位した測位結果と、速度情報を用いて測位した測位結果とを、速度情報を用いて測位した測位結果の信頼性に基づいて重み付けをし、正確な現在位置を計測しようとするものである。
しかしながら、このような従来の方法では、測位信号を用いて直接測位した測位結果と、速度情報を用いて測位した測位結果とが同時に得られることが必要であり、所望のタイミングで現在位置を知るためには、その測位タイミングにおいて常に両方のデータが得られることが必要となるといった問題点を有していた。 However, in such a conventional method, it is necessary to obtain a positioning result obtained by direct positioning using a positioning signal and a positioning result obtained by positioning using speed information, and the current position is known at a desired timing. For this purpose, there is a problem that it is necessary to always obtain both data at the positioning timing.
また、この従来の方法では、測位用信号を用いて直接測位した測位結果を重み付け平均処理に使用しているため、衛星の切り替え時や観測雑音により発生する測位結果のステップ的変化の影響を受け易いといった問題点を有していた。特に、このことは、ステップ的な測位結果の変化を嫌う、農業用トラクター直進支援装置などに提供する位置情報としては不十分なものであった。 In addition, in this conventional method, the positioning result directly measured using the positioning signal is used for the weighted averaging process, so that it is affected by the step change of the positioning result caused by the switching of the satellite or the observation noise. It had the problem of being easy. In particular, this is insufficient as position information to be provided to an agricultural tractor straight-ahead support apparatus that dislikes stepwise positioning results.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、算出した移動体の速度情報に含まれる速度誤差を補正し、速度情報の算出タイミング毎に補正後の速度情報を用いた正確な測位を行うことのできる測位装置及び測位方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and corrects a speed error included in the calculated speed information of the moving body, and performs accurate positioning using the speed information after correction for each speed information calculation timing. It is an object to provide a positioning device and a positioning method that can be performed.
前記課題を解決するために本発明は、既知点との距離と既知点位置情報とを用いて第１の測位結果を算出する第１の測位部と、移動体の速度を算出する速度算出部と、前記速度算出部により算出した速度情報と前回の第３の測位結果とから第２の測位結果を得る第２の測位部と、前記第１の測位結果と前記第２の測位結果とを用いて速度誤差を算出する速度誤差算出部と、前記算出された速度誤差を用いて前記速度算出部で算出した速度情報を補正し、補正後の速度情報と前回の第３の測位結果とを用いて第３の測位結果を得る第３の測位部とを備えることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a first positioning unit that calculates a first positioning result using a distance to a known point and known point position information, and a speed calculating unit that calculates the speed of a moving object. A second positioning unit that obtains a second positioning result from the speed information calculated by the speed calculating unit and the previous third positioning result, the first positioning result, and the second positioning result. A speed error calculation unit that calculates a speed error by using the speed error calculated by the speed calculation unit by using the calculated speed error, and the corrected speed information and the previous third positioning result. And a third positioning unit that obtains a third positioning result by using the third positioning unit.
この構成により、速度算出部で算出された速度情報に含まれる速度誤差を補正することができ、補正した速度情報を用いて正確な移動体の位置情報を得ることが可能になる。 With this configuration, the speed error included in the speed information calculated by the speed calculation unit can be corrected, and accurate position information of the moving body can be obtained using the corrected speed information.
なお、既知点との距離と既知点位置情報とを用いて移動体の位置情報を求める方法としては、測位用衛星からの測位用信号を用いて測位を行うものの他、既知点である送信局から送信される電波を用いて送信局までの距離を求めて測位を行うロランＣなど、種々の測位方法を用いることができる。 In addition, as a method for obtaining the position information of the moving object using the distance to the known point and the known point position information, the transmitter that is a known point is used in addition to performing positioning using a positioning signal from a positioning satellite. Various positioning methods, such as Loran C, which performs positioning by obtaining the distance to the transmitting station using radio waves transmitted from can be used.
また、移動体の速度情報の算出方法としては、測位用衛星から送信される測位用信号のキャリアのドップラシフト量を用いて速度を算出するものの他、水底等から帰来する超音波の反射波等を用いて移動体の速度を算出する速度算出方法、移動体に搭載した加速度計を用いて移動体の速度を算出する速度算出方法など、種々の速度算出方法を用いることができる。 In addition, as a method of calculating the velocity information of the moving body, in addition to calculating the velocity using the Doppler shift amount of the carrier of the positioning signal transmitted from the positioning satellite, the reflected wave of the ultrasonic wave coming from the bottom of the water, etc. Various speed calculation methods can be used, such as a speed calculation method for calculating the speed of the moving body using the above and a speed calculation method for calculating the speed of the moving body using an accelerometer mounted on the moving body.
この発明によれば、既知点との距離と既知点位置情報とを用いて求めた移動体の位置情報と、速度算出部で得た移動体の速度情報を用いて算出した移動体の位置情報とを用いて移動体速度の実際の移動速度からのズレ量である速度誤差を算出し、該算出した速度誤差で移動体の速度情報を補正することにより、少なくとも速度情報の算出タイミング毎に、補正後の速度情報を用いて移動体の位置情報を正確に計測することができる測位装置及び測位方法を提供することが可能になる。 According to the present invention, the position information of the moving object calculated using the distance information to the known point and the position information of the known point and the speed information of the moving object obtained by the speed calculation unit. Is used to calculate a speed error that is a deviation amount from the actual moving speed of the moving body speed, and by correcting the speed information of the moving body with the calculated speed error, at least for each speed information calculation timing, It is possible to provide a positioning device and a positioning method capable of accurately measuring the position information of the moving body using the corrected speed information.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
図１は、本発明の実施の形態１による測位装置の構成の一例を示す図である。
図１において、本発明の実施の形態１による測位装置は、受信部１と、第１の測位部２と、速度算出部３と、第２の測位部4と、速度誤差算出部５と、第３の測位部６とからなる。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a positioning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the positioning device according to the first embodiment of the present invention includes a receiving unit 1, a first positioning unit 2, a speed calculating unit 3, a second positioning unit 4, a speed
受信部１は、測位用衛星から送信された測位用信号を受信し、受信した信号を第１の測位部２及び速度算出部３に出力する。なお、ここでは、受信部１が１つであるものを例にとって説明するが、第１の測位部２に受信結果を出力するための受信部と、速度算出部３に受信結果を出力するための受信部とを異ならせることも可能である。 The receiving unit 1 receives a positioning signal transmitted from a positioning satellite, and outputs the received signal to the first positioning unit 2 and the speed calculation unit 3. Note that, here, a case where there is one reception unit 1 will be described as an example, but a reception unit for outputting the reception result to the first positioning unit 2 and a reception result to the speed calculation unit 3 are described. It is also possible to make it different from the receiving section.
第１の測位部２は、受信部１で受信した測位用信号を用いて単独測位、或いは相対測位を行う測位演算部であり、測位用衛星から送信された測位用信号を用いて取得した距離情報と衛星位置情報を用いて移動体の位置情報（以下、第１の測位結果とする）を算出する。そして、この第１の測位部２で算出された第１の測位結果は速度誤差算出部５に出力される。
The first positioning unit 2 is a positioning calculation unit that performs independent positioning or relative positioning using the positioning signal received by the receiving unit 1, and the distance acquired using the positioning signal transmitted from the positioning satellite. Using the information and the satellite position information, position information of the moving body (hereinafter referred to as a first positioning result) is calculated. Then, the first positioning result calculated by the first positioning unit 2 is output to the speed
速度算出部３は、移動体の位置変化に伴う測位用信号の搬送波に基づいて移動体の速度を算出し、算出速度結果を第２の測位部４及び第３の測位部６に出力する。 The speed calculation unit 3 calculates the speed of the moving body based on the carrier wave of the positioning signal accompanying the position change of the moving body, and outputs the calculated speed result to the second positioning unit 4 and the third positioning unit 6.
第２の測位部４は、速度算出部３で得た速度情報を用いて前回の測位位置からの偏位量を算出し、該算出した偏位量と第３の測位部６による前回の測位結果とを用いて移動体の位置情報（以下、第２の測位結果とする）を算出する。算出された第２の測位結果は速度誤差検出部５に出力される。なお、前回の第３の測位部６での測位結果は、測位装置内、或いは測位装置外に設けられた記憶部に記憶されており、必要に応じて読み出されるものとする。
The second positioning unit 4 calculates a deviation amount from the previous positioning position using the speed information obtained by the speed calculating unit 3, and the calculated positioning amount and the previous positioning by the third positioning unit 6. The position information of the moving body (hereinafter referred to as the second positioning result) is calculated using the result. The calculated second positioning result is output to the
速度誤差算出部５は、第１の測位結果と第２の測位結果とを用いて、実際の移動体の速度と前記速度算出部で算出した移動体の速度と速度誤差を算出するものであり、算出した速度誤差を第３の測位部６に出力する。
The speed
第３の測位部６は、速度誤差算出部５で算出された速度誤差を用いて速度算出部３で算出される速度情報を補正するとともに、該補正後の速度情報を用いて前回の測位位置からの偏位量を算出し、算出した偏位量と、第３の測位部６による前回の測位結果とを用いて移動体の位置情報（以下、第３の測位結果とする）を算出する。
The third positioning unit 6 corrects the speed information calculated by the speed calculating unit 3 using the speed error calculated by the speed
次に、速度誤差算出部５で算出する速度誤差について、その算出アルゴリズムの一例を詳細に説明する。
第１の測位部２で算出した第１の測位結果をＰｉ、第２の測位部４で算出した第２の測位結果をＶｉとすると、その差Ｓｉは、
〔数１〕
Ｓｉ＝Ｖｉ−Ｐｉ
となる。
Next, an example of a calculation algorithm for the speed error calculated by the speed
When the first positioning result calculated by the first positioning unit 2 is Pi and the second positioning result calculated by the second positioning unit 4 is Vi, the difference Si is given by
[Equation 1]
Si = Vi-Pi
It becomes.
ここでＰｉは観測雑音の為、測位結果にばらつきが生じるので時間平均処理を行って測定結果のばらつきを低減させる。ここでは、２Ｎ（Ｎ：自然数）エポックの平均をとるものとし、時間平均処理を行った第１の測位結果Ｐｉと第２の測位結果Ｖｉとの差Ｓは、
〔数２〕
Ｓ＝｛ΣＰｉ／２Ｎ｝−｛ΣＶｉ／２Ｎ｝
となる。
Here, since Pi is an observation noise, there is a variation in the positioning result. Therefore, time average processing is performed to reduce the variation in the measurement result. Here, it is assumed that the average of 2N (N: natural number) epochs is taken, and the difference S between the first positioning result Pi and the second positioning result Vi subjected to the time averaging process is:
[Equation 2]
S = {ΣPi / 2N} − {ΣVi / 2N}
It becomes.
そして、２Ｎエポック間にドリフト的に変化する速度誤差の変化量が一定Ｄだと仮定し、当初Ｖ０＝Ｐ０だとするとＳはＮエポック時の差なので速度誤差は、
〔数３〕
Ｄ＝Ｓ／Ｎ
となる。なお、この速度誤差の変化量は、長時間の結果を経時的に見た場合には常に一定の変化量であるとはいえないが、短時間の結果を見ると速度誤差の変化量は一定Ｄであるとみなせるため、ここではドリフト的に変化する速度誤差の変化量を一定Ｄと仮定している。
Assuming that the amount of change in the speed error that drifts between 2N epochs is constant D, and assuming that V 0 = P 0 at the beginning, S is the difference in N epochs, so the speed error is
[Equation 3]
D = S / N
It becomes. Note that the amount of change in speed error is not always constant when a long-term result is viewed over time, but the amount of change in speed error is constant when looking at a short-time result. Since D can be regarded as D, the amount of change in the speed error that changes in a drift manner is assumed to be constant D here.
次に、このままではＤが求まるのは２Ｎエポック（秒）後であり実用的ではないので、Ｓを現在の差Ｓｊで代用すれば、
〔数４〕
Ｄｊ＝Ｓｊ／Ｎ
となり、速度誤差算出部５による速度誤差算出式が得られる。
Next, since D is obtained after 2N epochs (seconds) as it is, it is not practical, so if S is substituted by the current difference Sj,
[Equation 4]
Dj = Sj / N
Thus, a speed error calculation formula by the speed
図２から図４は、この〔数４〕の速度誤差算出式を用いて測位実験を行った際の実験結果である。 2 to 4 show experimental results when a positioning experiment is performed using the velocity error calculation formula of [Equation 4].
この実験では、〔数４〕中のＮを１５分（９００秒）とし、第１の測位結果Ｐｊと第２の測位結果Ｖｊを共に１秒間隔で算出するとともに、速度誤差の算出間隔及び速度誤差の補正間隔を共に１秒間隔で行っている。なお、第１の測位部２による単独測位にはコードディファレンシャルを用い、第２の測位部４による速度積算測位には測位用信号の搬送波に基づいて算出した速度情報を用いている。 In this experiment, N in [Expression 4] is set to 15 minutes (900 seconds), and the first positioning result Pj and the second positioning result Vj are calculated at intervals of 1 second, and the speed error calculation interval and speed are calculated. Both error correction intervals are performed at intervals of 1 second. Note that code differential is used for independent positioning by the first positioning unit 2, and speed information calculated based on the carrier wave of the positioning signal is used for speed integration positioning by the second positioning unit 4.
図２は固定点での東方向に対する実際位置からの測位結果のズレを示す図であり、図３は固定点での北方向に対する実際位置からの測位結果のズレを示す図である。なお、図２及び図３は横軸の経過時間からもわかるように、約１日分の測位実験データを示している。 FIG. 2 is a diagram showing a deviation of the positioning result from the actual position with respect to the east direction at the fixed point, and FIG. 3 is a diagram showing a deviation of the positioning result from the actual position with respect to the north direction at the fixed point. 2 and 3 show the positioning experiment data for about one day, as can be seen from the elapsed time on the horizontal axis.
図２及び図３において、「単独測位結果」は第１の測位部２で算出した測位結果を示すものであり、その測位結果は観測雑音の為、常に約±１０ｍ程度のばらつきが生じている。
また、図中に示す「速度積算位置」は、第２の測位部４で算出した測位結果を示すものであり、その測位結果は速度誤差が積算されるため、時間経過に伴って実際の位置からのずれ量が増大していく。
2 and 3, “single positioning result” indicates the positioning result calculated by the first positioning unit 2, and the positioning result always has a variation of about ± 10 m due to observation noise. .
In addition, the “speed integrated position” shown in the figure indicates the positioning result calculated by the second positioning unit 4 and the positioning result is integrated with the speed error, so that the actual position with time elapses. The amount of deviation from increases.
一方で、図中に示す「統合測位位置」は、本発明の測位方法を用いた場合の測位結果である。本発明の測位方法によれば、前述した〔数４〕を用いて速度誤差を算出し、該算出した速度誤差を用いて速度算出部３で算出した移動体の速度を補正しているため、この補正後の速度情報を用いて移動体位置を測位することにより、大変正確な測位結果を得ることができる。 On the other hand, the “integrated positioning position” shown in the figure is a positioning result when the positioning method of the present invention is used. According to the positioning method of the present invention, the speed error is calculated using the above [Equation 4], and the speed of the moving body calculated by the speed calculation unit 3 is corrected using the calculated speed error. By positioning the position of the moving body using the corrected speed information, a very accurate positioning result can be obtained.
図４は図２及び図３の測定結果をまとめたもので、実際の位置からのズレ量を統計的に示したものである。
図４に示すように、測位誤差の７８％が１m以内に納まっており、正確な測位結果が得られることが確認できる。
FIG. 4 summarizes the measurement results of FIG. 2 and FIG. 3, and statistically shows the amount of deviation from the actual position.
As shown in FIG. 4, 78% of the positioning error is within 1 m, and it can be confirmed that an accurate positioning result can be obtained.
なお、この実験では、〔数４〕中のＮを１５分（９００秒）、速度誤差の算出間隔及び速度誤差の補正間隔を共に１秒間隔で行っているが、もちろんこれらの値は任意に設定可能であり、第１の測位部２及び第２の測位部4の測位精度、第３の測位部に要求される測位精度、衛星からの信号の受信状況等の諸条件に基づいて最適値に設定することが可能である In this experiment, N in [Expression 4] is 15 minutes (900 seconds), and the speed error calculation interval and the speed error correction interval are both 1 second. Of course, these values are arbitrary. It can be set and is the optimum value based on various conditions such as the positioning accuracy of the first positioning unit 2 and the second positioning unit 4, the positioning accuracy required for the third positioning unit, and the signal reception status from the satellite. Can be set to
次に、本発明の実施の形態１による測位装置の動作について、第１の測位部２と第２の測位部4の測位タイミングが異なる場合を例に挙げて説明する。
図５は、本発明の実施の形態１による測位装置の動作の一例を説明するための説明図であり、第１の測位部２と第２の測位部4の測位タイミングが異なる場合における本発明の測位装置の動作を説明するための図である。
Next, the operation of the positioning device according to Embodiment 1 of the present invention will be described by taking as an example the case where the positioning timings of the first positioning unit 2 and the second positioning unit 4 are different.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an example of the operation of the positioning device according to the first embodiment of the present invention, and the present invention when the positioning timings of the first positioning unit 2 and the second positioning unit 4 are different. It is a figure for demonstrating operation | movement of this positioning apparatus.
図５において、先ず、第１の測位部２では、受信部１で受信した測位用信号より衛星からの擬似距離情報と衛星位置情報とを取得し、該情報を用いて第１の測位結果を算出する。この第１の測位結果取得タイミングが図５中の「第１の測位タイミング」である。 In FIG. 5, first, the first positioning unit 2 acquires pseudorange information and satellite position information from the satellite from the positioning signal received by the receiving unit 1, and uses the information to obtain the first positioning result. calculate. This first positioning result acquisition timing is the “first positioning timing” in FIG.
また同時に、速度算出部３では、移動体の位置変化に伴う測位用信号の搬送波に基づいて移動体の速度が算出され、この速度情報を用いて第２の測位部４により第２の測位結果が算出される。この第２の測位結果取得タイミングが図５中の「第２の測位タイミング」である。 At the same time, the speed calculation unit 3 calculates the speed of the moving body based on the carrier wave of the positioning signal accompanying the position change of the moving body, and the second positioning unit 4 uses the speed information to obtain the second positioning result. Is calculated. This second positioning result acquisition timing is the “second positioning timing” in FIG.
速度誤差算出部５では、第１の測位結果と第２の測位結果が同時に得られるＴ１、Ｔ３、Ｔ５のタイミングで前述の〔数４〕を用いて速度誤差Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を算出する。このようにして算出された速度誤差が図５中の「速度誤差補正」で示すＤ１、Ｄ２である。
The speed
第３の測位部では、図５の「速度誤差補正」で示すように、速度算出部３で得た速度情報Ｖ１、Ｖ２を共に速度誤差Ｄ１を用いて補正し、速度算出部３で得た速度情報Ｖ３、Ｖ４を共に速度誤差Ｄ２を用いて補正することにより、補正後の速度情報Ｖ１‘〜Ｖ４’を得る。そして、第３の測位部は、この補正後の速度情報Ｖ１‘〜Ｖ４’用いて前回の測位位置からの偏位量を算出し、該算出した偏位量とメモリ等に記憶された前回の測位結果とを加算することにより第３の測位結果を得る。 In the third positioning unit, as indicated by “speed error correction” in FIG. 5, the speed information V1 and V2 obtained by the speed calculation unit 3 are both corrected using the speed error D1, and obtained by the speed calculation unit 3. By correcting both the speed information V3 and V4 using the speed error D2, corrected speed information V1 ′ to V4 ′ is obtained. Then, the third positioning unit calculates the deviation amount from the previous positioning position using the corrected speed information V1 ′ to V4 ′, and calculates the deviation amount and the previous deviation stored in the memory or the like. A third positioning result is obtained by adding the positioning result.
このように、本発明では、速度誤差算出部５で速度誤差を算出し、該算出した速度誤差を用いて速度算出部３により速度情報が得られる度に速度情報の補正を行うことができるため、第１の測位部２による測位結果と第２の測位部４による測位結果とが同時に取得できない場合においても速度誤差補正を行うことができる。特に、第１の測位部で行う演算処理負担は、第２の測位部で行う演算処理負担に比べて大きいものであるため、前述のように速度算出部３で速度情報が算出される度に速度誤差算出部５から得た速度誤差を用いて速度誤差補正を行うことにより、少ない演算量でより正確な測位結果を得ることが可能になる。
As described above, in the present invention, the speed error can be corrected each time the speed calculation unit 3 calculates the speed error and the speed calculation unit 3 obtains the speed information using the calculated speed error. Even when the positioning result by the first positioning unit 2 and the positioning result by the second positioning unit 4 cannot be acquired simultaneously, the speed error correction can be performed. In particular, since the calculation processing load performed by the first positioning unit is larger than the calculation processing load performed by the second positioning unit, each time the speed information is calculated by the speed calculation unit 3 as described above. By performing speed error correction using the speed error obtained from the speed
以上のように、本発明の実施の形態１による測位装置によれば、測位用信号から得た距離情報と衛星位置情報とを用いて第１の測位結果を得る第１の測位部２と、測位用信号の搬送波に基づいて移動体の速度を算出する速度算出部３と、速度算出部３により算出した速度情報と第３の測位部６による前回の測位結果とを用いて、第２の測位結果を得る第２の測位部４と、第１の測位結果と前記第２の測位結果とを用いて速度誤差を算出する速度誤差算出部5と、算出した速度誤差を用いて速度算出部３で算出した速度情報を補正し、補正後の速度情報と前回の測位結果とを用いて、第３の測位結果を得る第３の測位部６とを備えたことにより、少なくとも速度情報の算出タイミング毎に、補正後の速度情報を用いて移動体の位置情報を正確に計測することができる効果が得られる。
As described above, according to the positioning device according to Embodiment 1 of the present invention, the first positioning unit 2 that obtains the first positioning result using the distance information obtained from the positioning signal and the satellite position information; Based on the velocity calculation unit 3 that calculates the velocity of the moving object based on the carrier wave of the positioning signal, the velocity information calculated by the velocity calculation unit 3, and the previous positioning result by the third positioning unit 6, A second positioning unit 4 for obtaining a positioning result, a speed
なお、本発明の実施の形態１では、測位装置に受信部１を設け、第１の測位部２が測位用衛星からの測位用信号を用いて測位を行うものについて説明したが、第１の測位部が行う測位処理は、既知点との距離と既知点位置情報とを用いて移動体の位置情報を算出するものであればよく、例えば、既知点である送信局から送信される電波を用いて送信局までの距離を求めて測位を行うロランＣなどの、種々の測位方法を用いることが可能である。 In the first embodiment of the present invention, the receiver 1 is provided in the positioning device, and the first positioning unit 2 performs positioning using the positioning signal from the positioning satellite. The positioning process performed by the positioning unit only needs to calculate the position information of the moving object using the distance to the known point and the known point position information. For example, the radio wave transmitted from the transmitting station that is the known point is transmitted. It is possible to use various positioning methods such as Loran C, which uses the distance to the transmitting station to perform positioning.
また、本発明の実施の形態１では、測位装置に受信部１を設け速度算出部３が測位用衛星から送信される測位用信号の搬送波を用いて速度を算出するものについて説明したが、移動体の速度算出方法はこれに限定されず、水底等から帰来する超音波の反射波等を用いて移動体の速度を算出する速度算出方法、移動体に搭載したＩＭＵ、或いはＩＭＵ／ＧＰＳ等を用いて移動体の速度を算出する速度算出方法など、種々の速度算出方法を用いることが可能である。 In the first embodiment of the present invention, the receiver 1 is provided in the positioning device, and the speed calculator 3 calculates the speed using the carrier wave of the positioning signal transmitted from the positioning satellite. The speed calculation method of the body is not limited to this. A speed calculation method for calculating the speed of the moving body using the reflected wave of the ultrasonic wave coming from the bottom of the water, an IMU mounted on the moving body, an IMU / GPS, etc. It is possible to use various speed calculation methods such as a speed calculation method for calculating the speed of the moving object.
また、本発明の実施の形態１では、２Ｎエポック間にドリフト的に変化する速度誤差の変化量が一定だと仮定して速度誤差を前記〔数４〕を用いて算出するものについて説明したが、速度誤差算出式はこれに限定されず、例えば、少なくとも温度等の環境変化等に起因する系統的誤差についてはモデルによる近似を行うことができることから、この系統的誤差を取り除くことができるような速度誤差の近似式を用いて速度誤差を算出するようにしてもよい。 Further, in the first embodiment of the present invention, the description has been made on the assumption that the speed error is calculated using the above [Equation 4] on the assumption that the change amount of the speed error that drifts during the 2N epoch is constant. The speed error calculation formula is not limited to this. For example, a systematic error caused by at least an environmental change such as temperature can be approximated by a model, so that this systematic error can be removed. The speed error may be calculated using an approximate expression for the speed error.
本発明の測位装置及び測位方法では、移動体の速度情報を利用して正確な測位結果を得ることができるため大変有用である。 The positioning device and positioning method of the present invention are very useful because accurate positioning results can be obtained using the velocity information of the moving body.
１ 受信部
２ 第１の測位部
３ 速度算出部
４ 第２の測位部
５ 速度誤差算出部
６ 第３の測位部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reception part 2 1st positioning part 3 Speed calculation part 4
Claims (6)
移動体の速度を算出する速度算出部と、
前記速度算出部により算出した速度情報と前回の第３の測位結果とを用いて、第２の測位結果を得る第２の測位部と、
前記第１の測位結果と前記第２の測位結果とを用いて、実際の移動体の速度と前記速度算出部で算出した移動体の速度との速度誤差を算出する速度誤差算出部と、
前記算出された速度誤差を用いて前記速度算出部で算出した速度情報を補正し、補正後の速度情報と前回の第３の測位結果とを用いて第３の測位結果を得る第３の測位部とを備えることを特徴とする測位装置。 A first positioning unit that calculates the position information of the moving body using the distance to the known point and the known point position information, and obtains a first positioning result;
A speed calculator for calculating the speed of the moving object;
A second positioning unit that obtains a second positioning result by using the speed information calculated by the speed calculating unit and the previous third positioning result;
Using the first positioning result and the second positioning result, a speed error calculating unit that calculates a speed error between the actual moving body speed and the moving body speed calculated by the speed calculating unit;
Third positioning that corrects the speed information calculated by the speed calculation unit using the calculated speed error and obtains a third positioning result using the corrected speed information and the previous third positioning result. And a positioning device.
測位用衛星から送信された測位用信号の搬送波に基づいて前記移動体の速度を算出する速度算出部と、
前記速度算出部により算出した速度情報と前回の第３の測位結果とを用いて、第２の測位結果を得る第２の測位部と、
前記第１の測位結果と前記第２の測位結果とを用いて、実際の移動体の速度と前記速度算出部で算出した移動体の速度との速度誤差を算出する速度誤差算出部と、
前記算出された速度誤差を用いて前記速度算出部で算出した速度情報を補正し、補正後の速度情報と前回の第３の測位結果とを用いて第３の測位結果を得る第３の測位部とを備えることを特徴とする測位装置 A first positioning unit that obtains a first positioning result by calculating position information of the moving body using the distance information acquired from the positioning signal transmitted from the positioning satellite and the satellite position information;
A speed calculation unit that calculates the speed of the moving body based on a carrier wave of a positioning signal transmitted from a positioning satellite;
A second positioning unit that obtains a second positioning result by using the speed information calculated by the speed calculating unit and the previous third positioning result;
Using the first positioning result and the second positioning result, a speed error calculating unit that calculates a speed error between the actual moving body speed and the moving body speed calculated by the speed calculating unit;
Third positioning that corrects the speed information calculated by the speed calculation unit using the calculated speed error and obtains a third positioning result using the corrected speed information and the previous third positioning result. And a positioning device characterized by comprising:
前記速度誤差算出部は、前記速度誤差を
（速度誤差）＝{（前記第２の測位結果）−（前記第１の測位結果）}／（所定の時間）
の演算により算出することを特徴とする測位装置。 In the positioning device according to claim 1 or 2,
The speed error calculation unit calculates the speed error as (speed error) = {(second positioning result) − (first positioning result)} / (predetermined time).
A positioning device that is calculated by the calculation of.
移動体の速度を算出する速度算出ステップと、
前記速度算出ステップにより算出した速度情報と前回の第３の測位結果とを用いて、第２の測位結果を得る第２の測位ステップと、
前記第１の測位結果と前記第２の測位結果とを用いて、実際の移動体の速度と前記速度算出部で算出した移動体の速度との速度誤差を算出する速度誤差算出ステップと、
前記算出された速度誤差を用いて前記速度算出ステップで算出した速度情報を補正し、補正後の速度情報と前回の第３の測位結果とを用いて第３の測位結果を得る第３の測位ステップとを含むことを特徴とする測位方法。 A first positioning step of calculating the position information of the moving body using the distance to the known point and the known point position information, and obtaining a first positioning result;
A speed calculating step for calculating the speed of the moving object;
A second positioning step for obtaining a second positioning result using the speed information calculated in the speed calculating step and the previous third positioning result;
A speed error calculating step of calculating a speed error between an actual speed of the mobile body and the speed of the mobile body calculated by the speed calculation unit using the first positioning result and the second positioning result;
Third positioning that corrects the speed information calculated in the speed calculation step using the calculated speed error and obtains a third positioning result using the corrected speed information and the previous third positioning result. Including a step.
測位用衛星から送信された測位用信号の搬送波に基づいて前記移動体の速度を算出する速度算出ステップと、
前記速度算出ステップにより算出した速度情報と前回の第３の測位結果とを用いて、第２の測位結果を得る第２の測位ステップと、
前記第１の測位結果と前記第２の測位結果とを用いて、実際の移動体の速度と前記速度算出ステップで算出した移動体の速度との速度誤差を算出する速度誤差算出部と、
前記算出された速度誤差を用いて前記速度算出部で算出した速度情報を補正し、補正後の速度情報と前回の第３の測位結果とを用いて第３の測位結果を得る第３の測位部とを含むことを特徴とする測位方法 A first positioning step of calculating position information of the moving body using distance information acquired using a positioning signal transmitted from a positioning satellite and satellite position information, and obtaining a first positioning result;
A speed calculating step for calculating the speed of the moving body based on a carrier wave of a positioning signal transmitted from a positioning satellite;
A second positioning step for obtaining a second positioning result using the speed information calculated in the speed calculating step and the previous third positioning result;
Using the first positioning result and the second positioning result, a speed error calculating unit that calculates a speed error between the actual moving body speed and the moving body speed calculated in the speed calculating step;
Third positioning that corrects the speed information calculated by the speed calculation unit using the calculated speed error and obtains a third positioning result using the corrected speed information and the previous third positioning result. Positioning method characterized by including
前記速度誤差算出ステップでは、前記速度誤差を
（速度誤差）＝{（前記第２の測位結果）−（前記第１の測位結果）}／（所定の時間）
の演算により算出することを特徴とする測位方法。 In the positioning method according to claim 5 or 6,
In the speed error calculating step, the speed error is expressed as (speed error) = {(second positioning result) − (first positioning result)} / (predetermined time).
A positioning method characterized by calculating by the operation of
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