JP2009058490A - Ｇｐｓ測位システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳ衛星を利用した測位に、測位地点の近くに高層建築物などの測位誤差要因が存在する場合にも高い精度で測位できる。
【解決手段】現地条件観測用ＧＰＳ受信機３０は、ＧＰＳ衛星２０からの電波受信に高層建築物４０からの反射波の影響を受けやすい場所に設置され、ＧＰＳ衛星からの電波受信による測位データと内部設定された絶対位置データとの偏差（ずれ分）を補正データとして周辺に送信する。ＧＰＳ測位端末１０Ａは、現地条件観測用ＧＰＳ受信機の周辺に位置したときに補正データを受信して現地点の測位データを補正する。
現地条件観測用ＧＰＳ受信機に代えて、その地点の絶対位置（緯度、経度）データを周辺に送信する位置標識を備え、ＧＰＳ測位端末は絶対位置データを検知して現地点の測位データを更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＧＰＳ衛星を使った移動体の測位システムに係り、特に高層建築物などの測位誤差要因による測位精度への影響を取り除いたシステムに関する。

ＧＰＳ衛星を使った測位システムとして、電子基準点を利用したＲＴＫ（Ｒｉａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）ＧＰＳ測位システムがある。この測位システムは、各地に電子基準点を配置し、移動体に搭載したＧＰＳ測位端末が近くの電子基準点から基準点データの配信サービスを受けることで測位するが、基準点からの距離が大きくなると測位誤差の増大や初期化時間が増大する。

この問題を解決する手法として、複数の基準点データから、ＶＲＳ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｔａｔｉｏｎ：仮想基準点）を設定し、このＶＲＳデータを基にＧＰＳ測位端末の測位データを補正するＶＲＳ方式が提案されている。

図３はＶＲＳ方式の概略構成を示す。電子基準点１Ａ、１Ｂ、１Ｃは数１０ｋｍ単位で分散配置され、ＧＰＳ衛星からの電波受信で各位置での測位データを得る。測位センタ２は、電子基準点からの測位データを２４時間連続して受信し、この解析により電子基準点１Ａ、１Ｂ、１Ｃで囲まれるエリア上空の電離層、対流圏の状態や衛星の軌道に関する情報を掌握し、当該エリア内に仮想基準点を求め、この位置での補正データを求める。測位観測者はＧＰＳ測位端末３により測位センタ２から補正データの配信を受け、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式による測位を補正することで正確な位置を算出する。

他の補正方式として、ＶＲＳ測位情報とＧＰＳ単独測位情報から移動体の位置を求める方式もある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３１８２７０号公報

先にあげたＶＲＳによる補正は、電子基準点とそれによって囲まれた範囲において、電子基準点と同じ条件で測位されたものとして、補正を行うものである。実際に測位している地点近くの電子基準点で取得して測位データによる補正であれば、衛星から地球に届く間の電離層や対流圏等の条件が大きく異なることはないことから、高い精度で測位を行うことが可能である。

しかし、この場合に実際に測位している場所でのそのほかの条件については、加味することができない。例えば、測位している近傍に高層建築物がある場合、その建築物に衛星からの電波がぶつかり反射波が発生し、衛星からの電波が測位する点に届くまでの距離が変わってしまい、ずれを生じるようになる。

市街地などで、移動体で移動しながら測位する場合などは、時々刻々と状態が変化する。このような場合は、ＶＲＳによる補正はできても実際の場所における誤差要因を排除することはできない。

本発明の目的は、ＧＰＳ衛星を利用した測位に、測位地点の近くに高層建築物などの測位誤差要因が存在する場合にも高い精度で測位できるＧＰＳ測位システムを提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、以下のＧＰＳ測位システムを特徴とする。

（１）移動体に搭載されるＧＰＳ測位端末がＧＰＳ衛星からの電波受信による単独測位、またはＲＴＫ−ＧＰＳ測位システムの電子基準点からの電波受信により測位を行うＧＰＳ測位システムにおいて、
ＧＰＳ衛星からの電波受信に建築物からの反射波の影響を受けやすい場所に設置され、ＧＰＳ衛星からの電波受信による測位データと内部設定された絶対位置データとの偏差（ずれ分）を補正データとして周辺に送信する現地条件観測用ＧＰＳ受信機を備え、
前記ＧＰＳ測位端末は、前記現地条件観測用ＧＰＳ受信機の周辺に位置したときに前記補正データを受信して現地点の測位データを補正する手段を備えたことを特徴とする。

（２）移動体に搭載されるＧＰＳ測位端末がＧＰＳ衛星からの電波受信による単独測位、またはＲＴＫ−ＧＰＳ測位システムの電子基準点からの電波受信により測位を行うＧＰＳ測位システムにおいて、
ＧＰＳ衛星からの電波受信に建築物からの反射波の影響を受けやすい場所に設置され、その地点の絶対位置（緯度、経度）データを周辺に送信する位置標識を備え、
前記ＧＰＳ測位端末は、前記位置標識の周辺に位置したときに前記絶対位置データを検知して現地点の測位データを更新する手段を備えたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、ＧＰＳ衛星からの電波受信に建築物からの反射波の影響を受けやすい場所で、ＧＰＳ衛星からの電波受信による測位データと絶対位置データの偏差による補正データ、または絶対位置データを送信する手段を備えておき、この補正データまたは絶対位置データでＧＰＳ測位端末による現地の測位データを補正または更新するようにしたため、ＧＰＳ衛星を利用した測位に、測位地点の近くに高層建築物などの測位誤差要因が存在する場合にも高い精度で測位できる。

（実施形態１）
図１は、本実施形態を示す測位システムの要部構成図である。移動体になる自動車１０にはＧＰＳ衛星２０からの電波を受信して単独測位ができるＧＰＳ測位端末１０Ａを搭載し、任意のタイミングで現地点の測位データを求める。

現地条件観測用ＧＰＳ受信機３０は、高層建築物などのＧＰＳ測位誤差要因が存在する位置近くに設置され、衛星からの受信電波が高層建築物で反射されることによる測位データの位置ずれ分（縦横方向、さらには高さ方向）を補正データとして連続的に求める。この補正データは、受信機３０にその地点の絶対位置（緯度、経度）データを内部設定しておき、ＧＰＳ衛星２０からの電波受信で測位を行い、この測位データと内部設定された絶対位置データとの偏差（ずれ分）として作成する。この補正データの送信エリアは、受信機３０の周辺（例えば半径数十メートル）のみとし、受信機３０の近くを移動する自動車のＧＰＳ測位端末１０Ａが補正データとして受信できるようにしておく。

このシステム構成において、移動体になる自動車１０に搭載するＧＰＳ測位端末１０Ａが単独測位を行い、この現地点の測位データを現地条件観測用ＧＰＳ受信機３０の近くを走行中に受信した補正データで補正する。この補正により、衛星からの電波がＧＰＳ測位端末１０Ａに届くまでの距離が高層建築物４０で反射されて変わっている場合の当該エリア内での位置ずれ分を補正し、高い精度の測位を得ることができる。また、ＧＰＳ測位端末１０Ａは、ＧＰＳ電波の受信による測位機能のほか、補正データの受信機能をもつもので済む。

なお、ＧＰＳ測位端末１０Ａは、単独測位に限らず、各地に電子基準点を配置し、移動体に搭載したＧＰＳ測位端末が近くの電子基準点から基準点データの配信サービスを受けることで測位するＲＴＫ−ＧＰＳ測位システムを利用して測位するものでもよい。

（実施形態２）
図２は、本実施形態を示す測位システムの要部構成図である。本実施形態が図１と異なる部分は、現地条件観測用ＧＰＳ受信機３０から測位の補正データを取得するのに代えて、移動体が走行する道路面にその地点の絶対位置（緯度、経度）データを記した位置標識５０を設けておき、この位置標識５０の上を走行する移動体が位置標識５０に記された位置データを検知することでＧＰＳ測位端末１０Ａによる測位データを更新する点にある。なお、絶対位置データは、あらかじめ精密な測地を行なって設定される。

この構成により、自動車が標識５０上を通過する度に、ＧＰＳ測位端末１０Ａによる測位データを位置標識５０の絶対位置データに更新することができる。

なお、絶対位置データは標識に記した符号（コード）に限るものでなく、到達距離が数メートルの無線電波や超音波、光発信器として同等の作用効果を得ることができる。これらの場合、位置標識は路面に設置する必要がなく、道路側面の建造物（道路壁、電柱、信号機など）に設置することができる。

また、ＧＰＳ測位端末１０Ａは、単独測位に限らず、各地に電子基準点を配置し、移動体に搭載したＧＰＳ測位端末が近くの電子基準点から基準点データの配信サービスを受けることで測位するＲＴＫ−ＧＰＳ測位システムを利用して測位するものでもよい。

本発明の実施形態１を示す測位システムの要部構成図。 本発明の実施形態２を示す測位システムの要部構成図。 ＶＲＳ方式の概略構成図。

符号の説明

１０ 自動車
１０Ａ ＧＰＳ測位端末
２０ ＧＰＳ衛星
３０ 現地条件観測用ＧＰＳ受信機
４０ 高層建築物
５０ 位置標識

Claims (2)

1. 移動体に搭載されるＧＰＳ測位端末がＧＰＳ衛星からの電波受信による単独測位、またはＲＴＫ−ＧＰＳ測位システムの電子基準点からの電波受信により測位を行うＧＰＳ測位システムにおいて、
   ＧＰＳ衛星からの電波受信に建築物からの反射波の影響を受けやすい場所に設置され、ＧＰＳ衛星からの電波受信による測位データと内部設定された絶対位置データとの偏差（ずれ分）を補正データとして周辺に送信する現地条件観測用ＧＰＳ受信機を備え、
   前記ＧＰＳ測位端末は、前記現地条件観測用ＧＰＳ受信機の周辺に位置したときに前記補正データを受信して現地点の測位データを補正する手段を備えたことを特徴とするＧＰＳ測位システム。
2. 移動体に搭載されるＧＰＳ測位端末がＧＰＳ衛星からの電波受信による単独測位、またはＲＴＫ−ＧＰＳ測位システムの電子基準点からの電波受信により測位を行うＧＰＳ測位システムにおいて、
   ＧＰＳ衛星からの電波受信に建築物からの反射波の影響を受けやすい場所に設置され、その地点の絶対位置（緯度、経度）データを周辺に送信する位置標識を備え、
   前記ＧＰＳ測位端末は、前記位置標識の周辺に位置したときに前記絶対位置データを検知して現地点の測位データを更新する手段を備えたことを特徴とするＧＰＳ測位システム。

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