JP2010256301A - Multipath determination device and program - Google Patents

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祥子 小島
Noriyoshi Suzuki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To highly precisely determine whether a received signal from a GPS satellite is of a multipath, with a simple configuration. <P>SOLUTION: A GPS information acquisition part 20 receives radio waves from the GPS satellite. In addition, the GPS information acquisition part 20 acquires information of the GPS satellite and a phase difference between received signals from GPS antennas 12A, 12B. An incoming wave relative direction estimation part 24 estimates a relative incoming direction of radio waves from each GPS satellite, based on a phase difference between received signals from the GPS satellite. An incoming wave absolute direction estimation part 22 calculates each of absolute incoming directions of radio waves from each GPS satellite, based on information of the GPS satellite. A multipath determination part 26 determines whether or not a received signal from the estimated GPS satellite is a multipath, by wholly comparing a relative incoming direction of radio waves from the estimated GPS satellite with an absolute incoming direction of radio waves from the calculated GPS satellite. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、マルチパス判定装置及びプログラムに係り、特に、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a multipath determination device and a program, and more particularly, to a multipath determination device and a program for determining whether or not a received signal from a GPS satellite is a multipath.

従来より、MUSIC法などによって到来信号方向を推定する信号到来方向推定装置が知られている(特許文献1)。この装置では、各素子アンテナからの信号に対して複素重みを乗じることで、mアレーアンテナの指向性パターンを所望形状にし、所望波のみに基づいて高精度な測位を行っている。   Conventionally, a signal arrival direction estimation device that estimates an arrival signal direction by a MUSIC method or the like is known (Patent Document 1). This apparatus multiplies the signal from each element antenna by a complex weight to make the directivity pattern of the m array antenna a desired shape, and performs highly accurate positioning based only on the desired wave.

特開2005−77376号公報JP-A-2005-77376

しかしながら、上記の特許文献1に記載の技術では、指向性の制御を行うためにアンテナでアレーを形成する必要があるため、装置構成が複雑となってしまう、という問題がある。   However, the technique described in Patent Document 1 has a problem that the configuration of the apparatus becomes complicated because it is necessary to form an array with an antenna in order to control directivity.

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡易な構成で、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができるマルチパス判定装置及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a multipath determination device capable of accurately determining whether or not a received signal from a GPS satellite is a multipath with a simple configuration, and The purpose is to provide a program.

上記の目的を達成するために第1の発明に係るマルチパス判定装置は、GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段と、前記GPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段と、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段とを含んで構成されている。   In order to achieve the above object, a multipath determination device according to a first aspect of the present invention is a GPS reception unit including a plurality of antennas for receiving radio waves from a GPS satellite, and the GPS satellites received by the GPS reception unit. Acquisition means for acquiring the information and the phase difference between the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas for all of the GPS satellites that have received the radio waves, and acquisition for each GPS satellite by the acquisition means Relative direction estimation means for estimating the relative arrival directions of radio waves from the GPS satellites based on the phase difference of the received signals from the GPS satellites, and the GPS acquired by the acquisition means for each GPS satellite Absolute direction calculation means for calculating the absolute direction of arrival of radio waves from the GPS satellite based on the satellite information; By comparing the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the direction estimation unit and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation unit as a whole And determining means for determining whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath.

第2の発明に係るプログラムは、コンピュータを、GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、及び前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。   According to a second aspect of the invention, there is provided a program for receiving information on the GPS satellite received by a GPS receiving unit having a plurality of antennas for receiving radio waves from a GPS satellite, and the GPS received by each of the plurality of antennas. The acquisition means for acquiring the phase difference of the received signal from the satellite for all the GPS satellites that have received the radio wave, for each GPS satellite, based on the phase difference of the received signal from the GPS satellite acquired by the acquisition means, Relative direction estimation means for estimating the relative directions of arrival of radio waves from the GPS satellites, and for each GPS satellite, based on the information of the GPS satellites acquired by the acquisition means, the absolute of radio waves from the GPS satellites Each of the GPS satellites estimated by the absolute direction calculating means for calculating the respective arrival directions and the relative direction estimating means. By comparing the relative arrival direction of the radio waves from the GPS and the absolute arrival direction of the radio waves from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation unit as a whole, the received signal from each GPS satellite can be It is a program for functioning as determination means for determining whether or not each path.

第1の発明及び第2の発明によれば、複数のアンテナを備えたGPS受信手段によって、GPS衛星からの電波を受信する。取得手段によって、GPS受信手段によって受信したGPS衛星の情報、及び複数のアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を、電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する。   According to the first invention and the second invention, the radio wave from the GPS satellite is received by the GPS receiving means having a plurality of antennas. The acquisition unit acquires the GPS satellite information received by the GPS reception unit and the phase difference between the reception signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas for all the GPS satellites that have received the radio waves.

そして、相対方向推定手段によって、各GPS衛星について、取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する。また、絶対方向算出手段によって、各GPS衛星について、取得手段によって取得した該GPS衛星の情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する。   Then, the relative direction estimation means estimates the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite based on the phase difference of the received signal from the GPS satellite acquired by the acquisition means. Further, the absolute direction calculation means calculates the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite based on the information of the GPS satellite acquired by the acquisition means.

そして、判定手段によって、相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する。   Then, the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation unit and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation unit are determined by the determination unit. By comparing as a whole, it is determined whether the received signal from each GPS satellite is multipath or not.

このように、複数のアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を用いて、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定し、GPS情報から算出される各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と比較することにより、簡易な構成で、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。   In this way, each GPS satellite calculated from GPS information by estimating the relative direction of arrival of radio waves from each GPS satellite using the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas. By comparing with the absolute direction of arrival of radio waves from, it is possible to accurately determine whether or not the received signal from the GPS satellite is multipath with a simple configuration.

第3の発明に係るマルチパス判定装置は、GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段と、前記GPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段と、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段と、前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段とを含んで構成されている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a multipath determination apparatus comprising: a GPS receiving unit including a plurality of antennas for receiving radio waves from GPS satellites; information on the GPS satellites received by the GPS receiving unit; and the plurality of antennas. Acquisition means for acquiring the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of all the GPS satellites that have received the radio waves, and the received signals from the GPS satellites acquired by the acquiring means for each GPS satellite Based on the phase difference of the GPS satellite, relative direction estimation means for estimating the relative direction of arrival of radio waves from the GPS satellite, and for each GPS satellite, based on the position information of the GPS satellite acquired by the acquisition means, Absolute direction calculation means for calculating the absolute direction of arrival of radio waves from the GPS satellite, and the absolute reference direction of the host vehicle Vehicle direction estimation means, a relative arrival direction of radio waves from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation means, and an absolute reference direction of the vehicle estimated by the vehicle direction estimation means By comparing the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculating unit for each GPS satellite, And determining means for determining whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath.

第4の発明に係るプログラムは、コンピュータを、GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段、及び前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a program for receiving information on the GPS satellite received by a GPS receiver having a plurality of antennas for receiving radio waves from a GPS satellite, and the GPS received by each of the plurality of antennas. The acquisition means for acquiring the phase difference of the received signal from the satellite for all the GPS satellites that have received the radio wave, for each GPS satellite, based on the phase difference of the received signal from the GPS satellite acquired by the acquisition means, Relative direction estimation means for estimating the relative direction of arrival of radio waves from the GPS satellites, and for each GPS satellite, based on the positional information of the GPS satellites acquired by the acquisition means, the absolute radio waves from the GPS satellites Absolute direction calculating means for calculating the respective arrival directions, own vehicle direction estimating hand for estimating the absolute reference direction of the own vehicle And each GPS satellite obtained from the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimating means and the absolute reference direction of the own vehicle estimated by the own vehicle direction estimating means. Reception from each GPS satellite by comparing the absolute arrival direction of the radio wave from the GPS and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation means. This is a program for functioning as determination means for determining whether or not a signal is multipath.

第3の発明及び第4の発明によれば、複数のアンテナを備えたGPS受信手段によってGPS衛星からの電波を受信する。取得手段によって、GPS受信手段によって受信したGPS衛星の情報、及び複数のアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を、電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する。   According to the third and fourth aspects of the invention, the radio wave from the GPS satellite is received by the GPS receiving means having a plurality of antennas. The acquisition unit acquires the GPS satellite information received by the GPS reception unit and the phase difference between the reception signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas for all the GPS satellites that have received the radio waves.

そして、相対方向推定手段によって、各GPS衛星について、取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する。絶対方向算出手段によって、各GPS衛星について、取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する。自車方向推定手段によって、自車両の絶対的な基準方向を推定する。   Then, the relative direction estimation means estimates the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite based on the phase difference of the received signal from the GPS satellite acquired by the acquisition means. The absolute direction calculation means calculates, for each GPS satellite, the absolute arrival direction of the radio wave from the GPS satellite based on the position information of the GPS satellite acquired by the acquisition means. An absolute reference direction of the host vehicle is estimated by the host vehicle direction estimating means.

そして、判定手段によって、相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向、及び自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する。   Then, the determination means obtains the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation means and the absolute reference direction of the own vehicle estimated by the own vehicle direction estimation means, By comparing the absolute arrival direction of the radio wave from the GPS satellite and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculating means for each GPS satellite, It is determined whether or not the received signal is multipath.

このように、複数のアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を用いて、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定すると共に、推定される自車両の絶対的な基準方向から、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定し、GPS情報から算出される各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と比較することにより、簡易な構成で、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。   In this way, the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite is estimated using the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas, and the absolute value of the estimated own vehicle is estimated. By estimating the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite from the reference direction, and comparing with the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated from the GPS information, It is possible to accurately determine whether or not the received signal from the GPS satellite is multipath.

第5の発明に係るマルチパス判定装置は、GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段と、前記GPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の位置情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段と、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段と、前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段とを含んで構成されている。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a multipath determination device comprising: a GPS receiving unit having a plurality of antennas for receiving radio waves from GPS satellites; position information of the GPS satellites received by the GPS receiving unit; and the plurality of antennas Acquisition means for acquiring the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of all the GPS satellites that received the radio waves, and reception from the GPS satellites acquired by the acquisition means for each GPS satellite Based on the phase difference of the signal, relative direction estimating means for estimating the relative arrival direction of the radio wave from the GPS satellite, and for each GPS satellite, based on the position information of the GPS satellite acquired by the acquiring means Absolute direction calculation means for calculating the absolute direction of arrival of radio waves from the GPS satellite, and the absolute reference direction of the host vehicle The vehicle direction estimation means to estimate, the relative arrival direction of the radio waves from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation means, and the absolute of the radio waves from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation means By comparing each GPS satellite with the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite, which is obtained from the absolute arrival direction and the absolute reference direction of the own vehicle estimated by the own vehicle direction estimating means. And determining means for determining whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath.

第6の発明に係るプログラムは、GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の位置情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段、及び前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a program according to a position information of the GPS satellite received by a GPS receiving unit including a plurality of antennas for receiving radio waves from the GPS satellite, and the GPS satellite received by each of the plurality of antennas. Acquisition means for acquiring the phase difference of the received signal for all GPS satellites that have received the radio wave, and for each GPS satellite, based on the phase difference of the received signal from the GPS satellite acquired by the acquisition means, the GPS Relative direction estimation means for estimating the relative arrival directions of radio waves from the satellites, and for each GPS satellite, based on the position information of the GPS satellites acquired by the acquisition means, the absolute radio wave from the GPS satellites Absolute direction calculating means for calculating each direction of arrival, own vehicle direction estimating means for estimating an absolute reference direction of the own vehicle, and Relative arrival direction of radio waves from each GPS satellite estimated by the counter direction estimation means, absolute arrival direction of radio waves from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation means, and estimation of the direction of the own vehicle By comparing the relative arrival directions of the radio waves from the respective GPS satellites obtained from the absolute reference direction of the host vehicle estimated by the means, the received signals from the respective GPS satellites are multiplexed. It is a program for functioning as determination means for determining whether or not each path.

第5の発明及び第6の発明によれば、複数のアンテナを備えたGPS受信手段によってGPS衛星からの電波を受信する。取得手段によって、GPS受信手段によって受信したGPS衛星の情報、及び複数のアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を、電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する。   According to the fifth and sixth aspects of the invention, the radio wave from the GPS satellite is received by the GPS receiving means having a plurality of antennas. The acquisition unit acquires the GPS satellite information received by the GPS reception unit and the phase difference between the reception signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas for all the GPS satellites that have received the radio waves.

そして、相対方向推定手段によって、各GPS衛星について、取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する。絶対方向算出手段によって、各GPS衛星について、取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する。自車方向推定手段によって、自車両の絶対的な基準方向を推定する。   Then, the relative direction estimation means estimates the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite based on the phase difference of the received signal from the GPS satellite acquired by the acquisition means. The absolute direction calculation means calculates, for each GPS satellite, the absolute arrival direction of the radio wave from the GPS satellite based on the position information of the GPS satellite acquired by the acquisition means. An absolute reference direction of the host vehicle is estimated by the host vehicle direction estimating means.

そして、判定手段によって、相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する。   And the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation unit by the determination unit, the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation unit, and By comparing the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite, which is obtained from the absolute reference direction of the own vehicle estimated by the own vehicle direction estimation means, for each GPS satellite, It is determined whether or not the received signal is multipath.

このように、複数のアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を用いて、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定し、推定される自車両の絶対的な基準方向と、GPS情報から算出される各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とから求められる各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と比較することにより、簡易な構成で、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。   Thus, using the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas, the relative arrival directions of the radio waves from the respective GPS satellites are estimated, and the absolute value of the estimated own vehicle is estimated. By comparing the reference direction and the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite obtained from the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated from the GPS information, the GPS can be obtained with a simple configuration. It is possible to accurately determine whether the received signal from the satellite is multipath or not.

第3の発明及び第5の発明に係る取得手段は、GPS衛星の位置情報、GPS衛星からの受信信号の位相差、及びGPS衛星からの受信信号のドップラー周波数を、電波を受信したGPS衛星の全てについて取得し、自車方向推定手段は、取得手段によって取得されたドップラー周波数の各々に基づいて、各GPS衛星に対する自車両の相対速度を算出する相対速度算出手段を備え、相対速度算出手段によって算出された相対速度を用いて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。   The acquisition means according to the third and fifth aspects of the present invention provides the position information of the GPS satellite, the phase difference of the received signal from the GPS satellite, and the Doppler frequency of the received signal from the GPS satellite, of the GPS satellite that has received the radio wave. The vehicle direction estimation means is obtained for all, and includes a relative speed calculation means for calculating a relative speed of the own vehicle with respect to each GPS satellite based on each of the Doppler frequencies acquired by the acquisition means. Using the calculated relative speed, the absolute reference direction of the host vehicle can be estimated.

また、上記の相対速度算出手段を備えた自車方向推定手段は、取得されたGPS衛星の情報から、各GPS衛星の速度を算出し、相対速度算出手段によって算出された各GPS衛星に対する相対速度と算出された各GPS衛星の速度とに基づいて、各GPS衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、算出された各GPS衛星方向の自車両の速度に基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。   The own vehicle direction estimating means including the relative speed calculating means calculates the speed of each GPS satellite from the acquired GPS satellite information, and calculates the relative speed for each GPS satellite calculated by the relative speed calculating means. And the vehicle speed calculation means for calculating the speed of the vehicle in each GPS satellite direction based on the calculated speed of each GPS satellite, and the vehicle speed based on the calculated speed of the vehicle in each GPS satellite direction. A speed vector estimation unit that estimates a speed vector of the vehicle is further provided, and an absolute reference direction of the host vehicle can be estimated based on the speed vector of the host vehicle estimated by the speed vector estimation unit.

第3の発明及び第5の発明に係るマルチパス判定装置は、自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含み、自車方向推定手段は、予め記憶された道路地図情報から、位置算出手段によって算出された自車両の位置が存在する道路の方向を取得し、取得した道路の方向に基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。これによって、簡易な処理により、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。   The multipath determination device according to the third and fifth aspects of the present invention further includes a position calculating means for calculating the position of the own vehicle, and the own vehicle direction estimating means is configured to calculate the position from the road map information stored in advance. It is possible to acquire the direction of the road where the position of the host vehicle calculated by (1) exists and to estimate the absolute reference direction of the host vehicle based on the acquired direction of the road. Thus, the absolute reference direction of the host vehicle can be estimated by simple processing.

上記の相対速度算出手段を備えた自車方向推定手段は、取得されたGPS衛星の情報から、各GPS衛星の速度を算出し、相対速度算出手段によって算出された各GPS衛星に対する相対速度と算出された各GPS衛星の速度とに基づいて、各GPS衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、自車両の車速を取得する車速取得手段と、少なくとも2つのGPS衛星について算出された各GPS衛星方向の自車両の速度と、取得された自車両の車速とに基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。これによって、電波を受信したGPS衛星の数が少ない場合であっても、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。   The vehicle direction estimation means including the above relative speed calculation means calculates the speed of each GPS satellite from the acquired GPS satellite information, and calculates the relative speed and the relative speed for each GPS satellite calculated by the relative speed calculation means. Based on at least two GPS satellites, the own vehicle speed calculating means for calculating the speed of the own vehicle in the direction of each GPS satellite, the vehicle speed acquiring means for acquiring the vehicle speed of the own vehicle, and the speed of each GPS satellite. Speed vector estimating means for estimating the speed vector of the own vehicle based on the obtained speed of the own vehicle in each GPS satellite direction and the acquired vehicle speed of the own vehicle, and estimated by the speed vector estimating means Based on the speed vector of the host vehicle, the absolute reference direction of the host vehicle can be estimated. This makes it possible to estimate the absolute reference direction of the host vehicle even when the number of GPS satellites that have received radio waves is small.

上記の相対速度算出手段を備えた自車方向推定手段は、取得されたGPS衛星の情報から、各GPS衛星の速度を算出し、相対速度算出手段によって算出された各GPS衛星に対する相対速度と算出された各GPS衛星の速度とに基づいて、各GPS衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、自車両の車速を取得する車速取得手段と、クロックバイアスの時間に伴う変化の割合を示すクロックバイアスドリフトを算出するクロックバイアスドリフト算出手段と、少なくとも1つのGPS衛星について算出されたGPS衛星方向の自車両の速度と、取得された自車両の車速と、算出されたクロックバイアスドリフトとに基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。これによって、電波を受信したGPS衛星の数が少ない場合であっても、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。   The vehicle direction estimation means including the above relative speed calculation means calculates the speed of each GPS satellite from the acquired GPS satellite information, and calculates the relative speed and the relative speed for each GPS satellite calculated by the relative speed calculation means. The vehicle speed calculation means for calculating the speed of the own vehicle in the direction of each GPS satellite, the vehicle speed acquisition means for acquiring the vehicle speed of the own vehicle, and the change of the clock bias with time Clock bias drift calculating means for calculating a clock bias drift indicating the ratio of the vehicle, the speed of the host vehicle in the direction of the GPS satellite calculated for at least one GPS satellite, the obtained vehicle speed of the host vehicle, and the calculated clock bias Speed vector estimating means for estimating the speed vector of the host vehicle based on the drift, and the speed vector estimating means Ri based on the velocity vector of the estimated vehicle, it is possible to estimate the absolute reference direction of the vehicle. This makes it possible to estimate the absolute reference direction of the host vehicle even when the number of GPS satellites that have received radio waves is small.

上記のマルチパス判定装置は、相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かに基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第2判定手段を更に含むことができる。これによって、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。   The multipath determination device described above receives a received signal from each GPS satellite based on whether or not there is a shield in the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation means. Second determination means for determining whether the path is multipath can be further included. As a result, it is possible to more accurately determine whether or not the received signal from the GPS satellite is multipath.

また、上記の第2判定手段を含むマルチパス判定装置は、自車両の周囲を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から遮蔽物を検出する遮蔽物検出手段とを更に含み、第2判定手段は、遮蔽物検出手段の検出結果に基づいて、推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断することができる。   The multipath determination device including the second determination unit further includes an imaging unit that images the surroundings of the host vehicle, and a shielding object detection unit that detects the shielding object from the image captured by the imaging unit. 2 determination means can determine whether there is a shield in the relative arrival direction of the radio wave from each estimated GPS satellite based on the detection result of the shield detection means.

上記の第2判定手段を含むマルチパス判定装置は、自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含み、遮蔽物判定手段は、予め記憶された道路地図情報から、位置算出手段によって算出された自車両の位置の周辺に存在する遮蔽物の有無を取得し、推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断することができる。   The multipath determination device including the second determination unit further includes a position calculation unit that calculates the position of the host vehicle, and the shielding unit determination unit is calculated by the position calculation unit from road map information stored in advance. It is possible to acquire the presence or absence of a shielding object around the position of the host vehicle and determine whether or not there is a shielding object in the estimated relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite.

上記のマルチパス判定装置は、相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向が、予め定められた、遮蔽物が存在する可能性のある方向であるか否かに基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第2判定手段を更に含むことができる。これによって、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。   In the multipath determination device described above, whether the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation unit is a predetermined direction in which a shielding object may be present. Based on the above, it is possible to further include second determination means for determining whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath. As a result, it is possible to more accurately determine whether or not the received signal from the GPS satellite is multipath.

また、上記の取得手段は、更に、GPS衛星から電波が送信されて自車両まで到達するまでのGPS電波伝搬時間又はGPS衛星までの擬似距離を、電波を受信したGPS衛星の全てについて、アンテナ毎に取得し、マルチパス判定装置は、各GPS衛星について、アンテナ間のGPS電波伝搬時間の差又は擬似距離の差と、該GPS衛星からの受信信号の位相差とを比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する第3判定手段を更に含むことができる。これによって、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。   Further, the acquisition means described above further calculates the GPS radio wave propagation time from when the radio wave is transmitted from the GPS satellite to the host vehicle, or the pseudo distance to the GPS satellite, for each of the GPS satellites that have received the radio wave. The multipath determination device obtains each GPS satellite by comparing the difference in GPS radio wave propagation time between antennas or the difference in pseudo distance with the phase difference of the received signal from the GPS satellite. Third determination means for determining whether or not the received signal from the satellite is multipath can be further included. As a result, it is possible to more accurately determine whether or not the received signal from the GPS satellite is multipath.

上記の取得手段は、更に、GPS衛星からの受信信号のドップラー周波数を、電波を受信したGPS衛星の全てについて、アンテナ毎に取得し、各GPS衛星におけるアンテナ間のドップラー周波数の差に基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する第4判定手段を更に含むことができる。これによって、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。   The acquisition means further acquires the Doppler frequency of the received signal from the GPS satellite for each of the GPS satellites that have received the radio wave, and based on the difference in Doppler frequency between the antennas in each GPS satellite, Fourth determination means for determining whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath can be further included. As a result, it is possible to more accurately determine whether or not the received signal from the GPS satellite is multipath.

上記のGPS受信手段は、3つ以上のアンテナを備え、相対方向推定手段は、各GPS衛星について、取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号のアンテナ間の各々の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の、仰角及び方位角で表わされる相対的な到来方向を各々推定し、絶対方向算出手段は、各GPS衛星について、取得手段によって取得した該GPS衛星の情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の、仰角及び方位角で表わされる絶対的な到来方向を各々算出することができる。これによって、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。   The GPS reception means includes three or more antennas, and the relative direction estimation means, for each GPS satellite, based on the phase difference between the antennas of the received signals from the GPS satellites acquired by the acquisition means, The relative arrival directions represented by the elevation angle and the azimuth angle of the radio waves from the GPS satellites are each estimated, and the absolute direction calculation means for each GPS satellite based on the GPS satellite information acquired by the acquisition means, Absolute arrival directions represented by elevation and azimuth of radio waves from the GPS satellites can be calculated. As a result, it is possible to more accurately determine whether or not the received signal from the GPS satellite is multipath.

上記の取得手段は、更に、GPS衛星から電波が送信されて自車両まで到達するまでのGPS電波伝搬時間又はGPS衛星までの擬似距離を、電波を受信したGPS衛星の全てについて取得し、マルチパス判定装置は、受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星以外の各GPS衛星の前記GPS電波伝搬時間又は前記擬似距離に基づいて、自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含むことができる。これによって、自車両の位置を精度よく算出することができる。   The acquisition means further acquires the GPS radio wave propagation time from when the radio wave is transmitted from the GPS satellite until it reaches the host vehicle or the pseudo distance to the GPS satellite for all the GPS satellites that have received the radio wave. The determination device further includes position calculation means for calculating the position of the host vehicle based on the GPS radio wave propagation time or the pseudorange of each GPS satellite other than the GPS satellite determined to be a multipath received signal. Can do. Thereby, the position of the own vehicle can be calculated with high accuracy.

本発明に係るプログラムを、記憶媒体に格納して提供することができる。   The program according to the present invention can be provided by being stored in a storage medium.

以上説明したように、本発明のマルチパス判定装置及びプログラムによれば、複数のアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を用いて、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定し、GPS情報から算出される各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向、または相対的な到来方向と比較することにより、簡易な構成で、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる、という効果が得られる。   As described above, according to the multipath determination device and the program of the present invention, the relative difference of the radio wave from each GPS satellite is obtained using the phase difference of the received signal from the GPS satellite received by each of the plurality of antennas. By estimating the arrival direction and comparing it with the absolute arrival direction or relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated from GPS information, the received signal from the GPS satellite can be multiplexed with a simple configuration. It is possible to determine whether or not the path is accurate.

本発明の第1の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. GPSアンテナ間の受信信号の位相差から、電波の到来方向を推定する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the arrival direction of an electromagnetic wave is estimated from the phase difference of the received signal between GPS antennas. 三角測量の原理に従って自車両の位置が推定される様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the position of the own vehicle is estimated according to the principle of triangulation. (A)衛星位置から算出された電波の絶対的な到来方向を示す図、及び(B)推定された電波の相対的な到来方向を示す図である。(A) The figure which shows the absolute arrival direction of the electromagnetic wave calculated from the satellite position, (B) The figure which shows the relative arrival direction of the estimated electromagnetic wave. 本発明の第1の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおけるマルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the multipath determination processing routine in the computer of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 各GPS衛星の速度ベクトル及び各GPS衛星の方向に基づいて、自車方向の各GPS衛星の速度を算出する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the speed of each GPS satellite of the own vehicle direction is calculated based on the velocity vector of each GPS satellite, and the direction of each GPS satellite. 本発明の第2の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおけるマルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the multipath determination processing routine in the computer of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける自車方向推定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the own vehicle direction estimation process routine in the computer of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける自車方向推定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the own vehicle direction estimation process routine in the computer of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける自車方向推定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the own vehicle direction estimation process routine in the computer of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける自車方向推定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the own vehicle direction estimation process routine in the computer of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける第2マルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the 2nd multipath determination processing routine in the computer of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける第2マルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the 2nd multipath determination processing routine in the computer of the vehicle-mounted measuring device which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 直接波と反射波とを2つのGPSアンテナで受信する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a direct wave and a reflected wave are received with two GPS antennas. 本発明の第8の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける第2マルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the 2nd multipath determination processing routine in the computer of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける第3マルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the 3rd multipath determination processing routine in the computer of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on the 8th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、車両に搭載されて自車両の位置を測定する車載測定装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the case where this invention is applied to the vehicle-mounted measuring apparatus mounted in a vehicle and measuring the position of the own vehicle is demonstrated to an example.

図1に示すように、第1の実施の形態に係る車載測定装置10は、GPS衛星からの電波を受信するGPS受信部12と、GPS受信部12によって受信されたGPS衛星からの受信信号に基づいて、自車両の位置を測定すると共に、受信信号がマルチパスであるか否かを判定するコンピュータ14とを備えている。   As shown in FIG. 1, the in-vehicle measuring apparatus 10 according to the first embodiment includes a GPS receiving unit 12 that receives radio waves from a GPS satellite, and a received signal from the GPS satellite that is received by the GPS receiving unit 12. And a computer 14 that measures the position of the host vehicle and determines whether or not the received signal is multipath.

GPS受信部12は、GPS衛星からの電波を受信する2本以上のGPSアンテナ12A、12Bを備えており、各GPSアンテナ12A、12Bによって、GPS衛星からの電波を各々受信する。また、GPS受信部12は、複数のGPS衛星からの電波を受信して、受信した全てのGPS衛星からの受信信号から、GPS衛星の情報として、GPS衛星の衛星番号、搬送波位相、コード擬似距離、ドップラーシフト周波数、信号強度、及び軌道情報を取得し、コンピュータ14に出力する。なお、受信信号については、GPSアンテナ12A、12Bの各々について出力される。また、GPSアンテナ12A、12B間の距離は既知である。   The GPS receiving unit 12 includes two or more GPS antennas 12A and 12B that receive radio waves from GPS satellites, and each of the GPS antennas 12A and 12B receives radio waves from the GPS satellites. The GPS receiving unit 12 receives radio waves from a plurality of GPS satellites, and from the received signals from all the received GPS satellites, as GPS satellite information, the satellite number, the carrier phase, and the code pseudo distance of the GPS satellite. The Doppler shift frequency, signal intensity, and orbit information are acquired and output to the computer 14. The received signal is output for each of the GPS antennas 12A and 12B. Further, the distance between the GPS antennas 12A and 12B is known.

コンピュータ14は、CPU、後述するマルチパス判定処理ルーチンを実現するためのプログラムを記憶したROM、データを一時的に記憶するRAM、及びHDD等の記憶装置で構成されている。   The computer 14 includes a storage device such as a CPU, a ROM that stores a program for realizing a multipath determination processing routine that will be described later, a RAM that temporarily stores data, and an HDD.

コンピュータ14を以下で説明するマルチパス判定処理ルーチンに従って機能ブロックで表すと、図1に示すように、GPS受信部12から、電波を受信した全てのGPS衛星について、GPS衛星の情報を取得すると共に、GPSアンテナ12A、12B間の受信信号の位相差を取得するGPS情報取得部20と、算出された自車両の位置及び各GPS衛星の位置座標に基づいて、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を算出する到来波絶対方向算出部22と、取得した各GPS衛星のGPSアンテナ12A、12B間の位相差に基づいて、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する到来波相対方向推定部24と、推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を全体として比較して、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定部26と、マルチパスと判定されたGPS衛星以外の受信信号のGPS擬似距離データに基づいて、自車両の位置を算出する自車位置算出部28とを備えている。   When the computer 14 is represented by functional blocks in accordance with a multipath determination processing routine described below, as shown in FIG. 1, GPS satellite information is acquired from the GPS receiver 12 for all GPS satellites that have received radio waves. Based on the GPS information acquisition unit 20 that acquires the phase difference of the received signals between the GPS antennas 12A and 12B, and the calculated position of the own vehicle and the position coordinates of each GPS satellite, the absolute radio wave from each GPS satellite is obtained. Based on the obtained phase difference between the GPS antennas 12A and 12B of each GPS satellite, the arrival direction for estimating the relative direction of arrival of the radio wave from each GPS satellite based on the obtained phase difference between the GPS antennas 12A and 12B. The relative wave direction estimation unit 24, the estimated relative arrival direction of the radio waves from each GPS satellite, and the absolute radio wave from each GPS satellite calculated A multipath determination unit 26 that determines whether or not a received signal from each GPS satellite is a multipath by comparing the incoming directions as a whole, and a GPS pseudo distance of a received signal other than a GPS satellite that is determined to be a multipath A host vehicle position calculation unit 28 that calculates the position of the host vehicle based on the data is provided.

GPS情報取得部20は、GPS受信部12から、電波を受信した全てのGPS衛星について、GPS衛星の情報を取得すると共に、GPSアンテナ12A、12Bの各々で受信した受信信号に基づいて、GPSアンテナ12A、12Bの位相差を算出する。また、GPS衛星の位置、及びGPS衛星が電波を送信した送信時刻が、受信信号から取得したGPS衛星の情報に基づいて推定されて取得される。例えば、GPSの位置は、時刻の関数になっており、関数を決める係数などが、「軌道情報」として取得され、軌道情報に基づいてGPSの位置が推定されて取得される。なお、受信した電波が低入力レベルや低SN信号などであるGPS衛星については、GPS衛星の情報やGPSアンテナ12A、12Bの位相差を取得しないことは言うまでもない。   The GPS information acquisition unit 20 acquires GPS satellite information for all GPS satellites that have received radio waves from the GPS reception unit 12, and based on reception signals received by the GPS antennas 12A and 12B, The phase difference between 12A and 12B is calculated. Further, the position of the GPS satellite and the transmission time at which the GPS satellite transmits radio waves are estimated and acquired based on the GPS satellite information acquired from the received signal. For example, the GPS position is a function of time, and a coefficient that determines the function is acquired as “orbit information”, and the GPS position is estimated and acquired based on the orbit information. Needless to say, GPS satellite information and the phase difference between the GPS antennas 12A and 12B are not acquired for GPS satellites whose received radio waves have a low input level, a low SN signal, or the like.

到来波絶対方向算出部22は、自車位置算出部28により算出された自車両の位置、及び各GPS衛星の位置座標に基づいて、各GPS衛星jの位置と自車両の位置との角度関係(水平面に対する仰角θ、水平面上の北方向に対する方位角φ)を、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向として推定する。 The incoming wave absolute direction calculation unit 22 is based on the position of the own vehicle calculated by the own vehicle position calculation unit 28 and the position coordinates of each GPS satellite, and the angular relationship between the position of each GPS satellite j and the position of the own vehicle. (Elevation angle θ j with respect to the horizontal plane and azimuth angle φ j with respect to the north direction on the horizontal plane) are estimated as absolute directions of arrival of radio waves from the respective GPS satellites.

到来波相対方向推定部24は、図2に示すように、各GPS衛星について算出されたGPSアンテナ12A、12B間の受信信号の位相差と、GPSアンテナ12A、12B間の距離Lとに基づいて、アンテナ設置方向(基準方向)に対する、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する。また、到来波相対方向推定部24は、上記到来波絶対方向算出部22によって推定される絶対的な到来方向の仰角分を補正して、水平面上の方位角として、相対的な到来方向を推定する。   As shown in FIG. 2, the incoming wave relative direction estimation unit 24 is based on the phase difference of the received signal between the GPS antennas 12A and 12B calculated for each GPS satellite and the distance L between the GPS antennas 12A and 12B. The relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite with respect to the antenna installation direction (reference direction) is estimated. The arrival wave relative direction estimation unit 24 corrects the elevation angle of the absolute arrival direction estimated by the arrival wave absolute direction calculation unit 22 and estimates the relative arrival direction as an azimuth angle on the horizontal plane. To do.

次に、本発明の原理について説明する。   Next, the principle of the present invention will be described.

GPSを用いた測位では、図3に示すように、既知であるGPS衛星位置と、各衛星から受信した信号の伝播距離である擬似距離から、三角測量の原理で自車両の位置が推定される。   In the positioning using GPS, as shown in FIG. 3, the position of the host vehicle is estimated by the principle of triangulation from the known GPS satellite position and the pseudo distance that is the propagation distance of the signal received from each satellite. .

擬似距離は伝播時間から算出されるものであるが、伝播時間には対流圏遅延と電離層遅延とクロックバイアスなどによる誤差が含まれており、擬似距離は以下の(1)式で表される。   The pseudorange is calculated from the propagation time. The propagation time includes errors due to tropospheric delay, ionospheric delay, clock bias, and the like, and the pseudorange is expressed by the following equation (1).

Figure 2010256301
Figure 2010256301

ただし、tは、誤差を含むGPS受信部の受信時刻であり、tは、正確なGPS時刻での受信時刻であり、t は、正確なGPS時刻でのGPS衛星jからの送信時刻である。また、Rは、GPS衛星jとの真距離であり、BはGPS衛星jの時計誤差による距離誤差であり、SはGPS受信部の時計誤差(クロックバイアス)による距離誤差である。また、Iは、電離層遅延によるGPS衛星jからの距離誤差であり、tは、対流圏遅延によるGPs衛星jからの距離誤差であり、ξは、マルチパスなどその他誤差である。 However, t R is the reception time of the GPS receiver including an error, t r is the received time for a precise GPS time, t t j is transmitted from a GPS satellite j at the exact GPS time It's time. R j is a true distance from the GPS satellite j, B j is a distance error due to a clock error of the GPS satellite j, and S is a distance error due to a clock error (clock bias) of the GPS receiver. Further, I j is a distance error from the GPS satellite j due to ionospheric delay, t j is a distance error from the GPs satellite j due to tropospheric delay, and ξ j is other errors such as multipath.

また、GPS衛星位置も時間の関数であるため、伝播時間に誤差が含まれている場合、GPS衛星位置も誤差を含んで算出される。ここで、測位に一般的に用いられるのが、非特許文献(坂井丈泰、“GPSのための実用プログラミング”、東京電機大学出版局、2007.)に記載された、擬似距離を用いた最適推定である。   Further, since the GPS satellite position is also a function of time, when the propagation time includes an error, the GPS satellite position is also calculated including the error. Here, the optimal estimation using pseudorange described in non-patent literature (Takayasu Sakai, “Practical programming for GPS”, Tokyo Denki University Press, 2007.) is generally used for positioning. It is.

この最適推定では、擬似距離残差が大きいGPS衛星からの信号を、マルチパスとして除去し、推定精度を向上させている。通常、マルチパスの判定には擬似距離のほかにも信号強度などが用いられ、可視衛星数が多い状況下では、比較的安定に位置や速度が推定される。   In this optimal estimation, a signal from a GPS satellite having a large pseudorange residual is removed as a multipath to improve estimation accuracy. In general, signal strength and the like are used in addition to pseudoranges for multipath determination, and the position and velocity are estimated relatively stably under a situation where the number of visible satellites is large.

しかしながら、都心部のような、直接波だけでなく反射波や回折波を含んだ信号が多く受信される場合には、擬似距離が大きな誤差を含んでいる可能性がある。擬似距離に大きい誤差がある場合、測位誤差が大きくなり、その場合、伝播時間の推定誤差も大きく、GPS衛星位置の算出でも誤差が生じる。このとき、GPS衛星位置にも誤差が含まれるため、擬似距離残差を用いたマルチパス判定では、十分な精度で判定することができない。また、マルチパスにおける信号の反射点がGPS受信機と近い場合、マルチパスによる経路差が生じにくく、擬似距離残差では、マルチパスの判断が難しい。   However, when many signals including not only direct waves but also reflected waves and diffracted waves are received as in the central area, the pseudorange may include a large error. When there is a large error in the pseudorange, the positioning error becomes large. In this case, the estimation error of the propagation time is also large, and an error occurs even in the calculation of the GPS satellite position. At this time, since the GPS satellite position also includes an error, the multipath determination using the pseudorange residual cannot be determined with sufficient accuracy. In addition, when the reflection point of the signal in the multipath is close to the GPS receiver, a path difference due to the multipath hardly occurs, and it is difficult to determine the multipath with the pseudorange residual.

そこで、本実施の形態では、推定された各GPS衛星からの電波の到来方向と、本来の到来方向とを比較して、合致しない場合にマルチパスと判定する。   Therefore, in the present embodiment, the estimated arrival direction of the radio wave from each GPS satellite is compared with the original arrival direction, and if they do not match, it is determined as multipath.

ここで、本来の到来波方向を推定する際、衛星方向は既知であるため、衛星の存在する方角は計算できるが、GPS受信機が搭載されたアンテナ設置方向を基準とした衛星方向を予測するためには、移動体の方位推定が必要になる。   Here, since the satellite direction is known when estimating the original arrival wave direction, the direction in which the satellite exists can be calculated, but the satellite direction is predicted based on the antenna installation direction on which the GPS receiver is mounted. In order to do so, it is necessary to estimate the direction of the moving object.

アンテナ間の距離が既知であるGPSアンテナが2つ以上ある場合、測位結果の差分とアンテナ間距離から方位を決定できる。また、一般的にGPSコンパスなどで用いられる方法において、アンテナ間の位相差から推定された到来波方向をそのまま衛星方向として、移動体の方位を決定できる。しかし、マルチパスが多い環境では、移動体の方位を、位相や測位位置だけから決定することは容易ではない。   When there are two or more GPS antennas whose distance between the antennas is known, the direction can be determined from the difference between the positioning results and the distance between the antennas. Further, in a method generally used in a GPS compass or the like, the direction of the moving body can be determined with the incoming wave direction estimated from the phase difference between the antennas as the satellite direction as it is. However, in an environment with many multipaths, it is not easy to determine the azimuth of a moving object only from the phase and positioning position.

そこで、本実施の形態では、マルチパス判定部26において、移動体の方位を直接推定することなく、図4(A)、(B)に示すように、到来波絶対方向算出部22により全体の衛星位置関係から算出された絶対的な到来方向全体と、到来波相対方向推定部24により推定された相対的な到来波方向全体とを、全体として比較して、到来方向が合致しない衛星(図4のSN4参照)を推定することにより、マルチパスを判定する。   Therefore, in the present embodiment, the multipath determination unit 26 does not directly estimate the azimuth of the moving body, and as shown in FIGS. Comparing the entire absolute arrival direction calculated from the satellite positional relationship with the entire relative arrival wave direction estimated by the arrival wave relative direction estimation unit 24 as a whole, the satellites whose arrival directions do not match (see FIG. Multipaths are determined by estimating 4 SN4).

自車位置算出部28は、以下のように、GPS情報取得部20によって取得された各GPS衛星のGPS擬似距離データと、マルチパス判定部26の判定結果とを用いて、以下に説明するように、自車両の位置を算出する。   The vehicle position calculation unit 28 will be described below using the GPS pseudorange data of each GPS satellite acquired by the GPS information acquisition unit 20 and the determination result of the multipath determination unit 26 as follows. Next, the position of the host vehicle is calculated.

まず、GPS衛星までの真の距離rは、以下の(2)式で表され、GPSで観測される擬似距離ρは、以下の(3)式で表される。 First, the true distance r j to the GPS satellite is expressed by the following equation (2), and the pseudo distance ρ j observed by GPS is expressed by the following equation (3).

Figure 2010256301
Figure 2010256301

ただし、(X,Y,Z)がGPS衛星jの位置座標であり、(x,y,z)が自車両の位置座標である。sは、GPS受信部の時計誤差(クロックバイアス)による距離誤差である。 However, (X j , Y j , Z j ) is the position coordinate of the GPS satellite j, and (x, y, z) is the position coordinate of the host vehicle. s is a distance error due to a clock error (clock bias) of the GPS receiver.

上記(2)式、(3)式より、4つ以上のGPS衛星のGPS擬似距離データから得られる以下の(4)式の連立方程式を解くことによって、自車両の位置(x、y、z)が算出される。   From the above equations (2) and (3), by solving the simultaneous equations of the following equation (4) obtained from the GPS pseudorange data of four or more GPS satellites, the position of the host vehicle (x, y, z ) Is calculated.

Figure 2010256301
Figure 2010256301

自車位置算出部28では、電波を受信した全てのGPS衛星について得られた擬似距離データのうち、受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星の擬似距離データを除外し、残りのGPS衛星の擬似距離データを用いて得られる上記(4)式の連立方程式を解くことによって、自車両の位置(x、y、z)を算出し、算出された自車両の位置を外部装置(例えば、ナビゲーションシステムや運転支援システム)に出力する。ただし、GPS情報取得部20で取得されたGPS擬似距離データと判定結果は、位置推定だけでなく、2次元測位などにも利用できるため、必ずしも4つ以上のGPS衛星についてのデータである必要は無い。用途によっては1つのGPS衛星についてのデータでもよく、利用先は位置推定に限らない。   The own vehicle position calculation unit 28 excludes the pseudorange data of the GPS satellites for which the received signal is determined to be multipath from the pseudorange data obtained for all GPS satellites that have received radio waves, and the remaining GPS. The position (x, y, z) of the host vehicle is calculated by solving the simultaneous equations of the above formula (4) obtained by using the pseudorange data of the satellite, and the calculated position of the host vehicle is set to an external device (for example, , Navigation system and driving support system). However, since the GPS pseudo distance data and the determination result acquired by the GPS information acquisition unit 20 can be used not only for position estimation but also for two-dimensional positioning, it is not necessarily required to be data for four or more GPS satellites. No. Depending on the application, data about one GPS satellite may be used, and the usage destination is not limited to position estimation.

次に、第1の実施の形態に係る車載測定装置10の作用について説明する。   Next, the operation of the in-vehicle measurement device 10 according to the first embodiment will be described.

GPS受信部12のGPSアンテナ12A、12Bによって、複数のGPS衛星から電波を受信しているときに、コンピュータ14において、図5に示すマルチパス判定処理ルーチンが繰り返し実行される。   When the radio waves are received from a plurality of GPS satellites by the GPS antennas 12A and 12B of the GPS receiver 12, the multipath determination processing routine shown in FIG.

まず、ステップ100において、GPS受信部12から複数のGPS衛星の情報を取得すると共に、GPSアンテナ12A、12B間の複数のGPS衛星の受信信号の位相差を取得する。   First, in step 100, the information of a plurality of GPS satellites is acquired from the GPS receiver 12, and the phase difference of the received signals of the plurality of GPS satellites between the GPS antennas 12A and 12B is acquired.

そして、ステップ102において、上記ステップ100で取得した各GPS衛星の情報に基づいて算出される各GPS衛星の位置座標と、後述するステップ110又はステップ112で前回算出された自車位置とに基づいて、各GPS衛星の方向を、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出する。   Then, in step 102, based on the position coordinates of each GPS satellite calculated based on the information of each GPS satellite acquired in step 100, and the vehicle position previously calculated in step 110 or step 112 described later. The direction of each GPS satellite is calculated as the absolute direction of arrival of radio waves from each GPS satellite.

次のステップ104では、上記ステップ100で取得したGPSアンテナ12A、12B間の各GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、自車両の走行方向を基準とした、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する。   In the next step 104, based on the phase difference of the received signals from the GPS satellites between the GPS antennas 12A and 12B acquired in the above step 100, the radio wave from each GPS satellite based on the traveling direction of the host vehicle is used. Estimate the relative direction of arrival.

そして、ステップ106において、上記ステップ102で算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、上記ステップ104で推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向とを全体として比較して、到来方向が一致するか否かに基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。上記判定に用いる衛星数は最低3つ以上であればよい。   In step 106, the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated in step 102 and the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated in step 104 are taken as a whole. In comparison, it is determined whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath based on whether or not the arrival directions match, and the determination result is output to the external device. The number of satellites used for the determination may be at least three.

次のステップ108では、上記ステップ106でマルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号があるか否かを判定する。上記ステップ106で、全体として比較したときに電波の到来方向が一致しないGPS衛星が存在した場合には、ステップ110において、受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星の擬似距離データを除き、上記ステップ100で取得された他のGPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   In the next step 108, it is determined whether or not there is a received signal from the GPS satellite determined to be multipath in step 106. If there are GPS satellites whose arrival directions of radio waves do not match when compared as a whole in step 106, except for the pseudorange data of the GPS satellites in which the received signal is determined to be multipath in step 110. Based on the pseudorange data of other GPS satellites acquired in step 100, the vehicle position is calculated and output to the external device, and the multipath determination processing routine is terminated.

一方、上記ステップ106で全体として比較したときに全てのGPS衛星について電波の到来方向が一致した場合には、上記ステップ108で、マルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号がなかったと判断され、ステップ112において、上記ステップ100で取得された各GPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   On the other hand, if the arrival directions of radio waves coincide for all GPS satellites when compared as a whole in step 106, there is no reception signal from the GPS satellites determined to be multipath in step 108. In step 112, based on the pseudorange data of each GPS satellite acquired in step 100, the vehicle position is calculated and output to the external device, and the multipath determination processing routine is terminated.

以上説明したように、第1の実施の形態に係る車載測定装置によれば、複数のGPSアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を用いて、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する。既知である衛星位置を利用して算出される各GPS衛星からの電波の本来の絶対的な到来方向と、全体として比較することにより、簡易な構成で、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。   As described above, according to the in-vehicle measurement device according to the first embodiment, the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of GPS antennas is used to Estimate the relative direction of arrival. By comparing with the original absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated using the known satellite position, the received signal from the GPS satellite is multipath with a simple configuration. It can be accurately determined whether or not there is.

また、マルチパスにより間違った方向からの信号の擬似距離データを用いた場合には測位精度が低下するため、マルチパスの判定結果を用いて、マルチパスである受信信号を除去することにより、大きな誤差を持つ信号を除去でき、測位精度を向上させることができる。   In addition, if the pseudo-range data of the signal from the wrong direction due to multipath is used, the positioning accuracy is reduced. Signals with errors can be removed, and positioning accuracy can be improved.

次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a second embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第2の実施の形態では、自車両の走行方向を推定し、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定し、電波の絶対的な到来方向同士を比較している点が、第1の実施の形態と主に異なっている。   In the second embodiment, the traveling direction of the host vehicle is estimated, the absolute arrival directions of the radio waves from the respective GPS satellites are estimated, and the absolute arrival directions of the radio waves are compared with each other. This is mainly different from the first embodiment.

図6に示すように、第2の実施の形態に係る車載測定装置210のコンピュータ214は、GPS受信部12から、電波を受信した全てのGPS衛星について、GPS衛星の情報を取得すると共に、GPSアンテナ12A、12B間の受信信号の位相差を取得するGPS情報取得部220と、到来波絶対方向算出部22と、到来波相対方向推定部24と、取得した各GPS衛星のドップラーシフト周波数を用いて、自車両の基準方向としての絶対的な走行方向(北方向に対する方位角)を推定する自車方向推定部222と、推定された自車両の絶対的な走行方向、及び推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向に基づいて、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する到来波絶対方向推定部224と、推定された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とをGPS衛星毎に比較して、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定部226と、自車位置算出部28とを備えている。   As shown in FIG. 6, the computer 214 of the in-vehicle measurement device 210 according to the second embodiment acquires GPS satellite information for all GPS satellites that have received radio waves from the GPS receiver 12, and GPS A GPS information acquisition unit 220 that acquires a phase difference of received signals between the antennas 12A and 12B, an incoming wave absolute direction calculation unit 22, an incoming wave relative direction estimation unit 24, and the acquired Doppler shift frequency of each GPS satellite are used. The vehicle direction estimation unit 222 that estimates the absolute traveling direction (azimuth angle with respect to the north direction) as the reference direction of the host vehicle, the estimated absolute traveling direction of the host vehicle, and each estimated GPS Based on the relative arrival directions of the radio waves from the satellites, the arrival wave absolute direction estimation unit 224 that estimates the absolute arrival directions of the radio waves from the GPS satellites, The absolute arrival direction of the radio wave from the S satellite and the calculated absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite are compared for each GPS satellite, and whether the received signal from each GPS satellite is multipath A multi-path determination unit 226 for determining whether or not the vehicle and a vehicle position calculation unit 28 are provided.

GPS情報取得部220は、GPS受信部12から、電波を受信した全てのGPS衛星について、GPS衛星の情報を取得すると共に、GPSアンテナ12A、12Bの位相差を算出する。なお、GPS衛星の情報に含まれるドップラーシフト周波数は、各GPS衛星から送信される信号の既知の周波数と、各GPS衛星から受信した受信信号の周波数とに基づいて、取得される。また、ドップラーシフト周波数は、GPS衛星と自車との相対速度による、搬送波周波数のドップラーシフト量を観測したものである。   The GPS information acquisition unit 220 acquires GPS satellite information for all GPS satellites that have received radio waves from the GPS reception unit 12, and calculates the phase difference between the GPS antennas 12A and 12B. The Doppler shift frequency included in the GPS satellite information is acquired based on the known frequency of the signal transmitted from each GPS satellite and the frequency of the received signal received from each GPS satellite. The Doppler shift frequency is obtained by observing the Doppler shift amount of the carrier frequency based on the relative speed between the GPS satellite and the own vehicle.

自車方向推定部222は、以下に説明するように、自車両の絶対的な走行方向を推定する。   The own vehicle direction estimation unit 222 estimates the absolute traveling direction of the own vehicle as described below.

まず、ドップラーシフト周波数とGPS衛星に対する相対速度との関係を表わす以下の(5)式に従って、各GPS衛星からの受信信号のドップラーシフト周波数から、各GPS衛星に対する自車両の相対速度を算出する。   First, the relative speed of the host vehicle with respect to each GPS satellite is calculated from the Doppler shift frequency of the received signal from each GPS satellite according to the following equation (5) representing the relationship between the Doppler shift frequency and the relative speed with respect to the GPS satellite.

Figure 2010256301
Figure 2010256301

ただし、vはGPS衛星jに対する相対速度であり、D1はGPS衛星jから得られるドップラーシフト周波数(ドップラーシフト量)である。また、Cは光速であり、Fは、GPS衛星から送信される信号の既知のL1周波数である。 Here, v j is a relative velocity with respect to the GPS satellite j, and D1 j is a Doppler shift frequency (Doppler shift amount) obtained from the GPS satellite j. C is the speed of light, and F 1 is a known L1 frequency of a signal transmitted from a GPS satellite.

次に、取得した各GPS衛星の位置座標の時系列データから、ケプラーの方程式の微分を用いて、各GPS衛星の速度ベクトル(3次元速度VX、VY、VZ)を算出する。例えば、非特許文献(Pratap Misra and Per Enge原著 日本航海学会GPS研究会訳:“精説GPS基本概念・測位原理・信号と受信機”正陽文庫,2004.)に記載された方法を用いて、各GPS衛星の速度ベクトルを算出することができる。 Next, velocity vectors (three-dimensional velocities VX j , VY j , VZ j ) of the respective GPS satellites are calculated from the obtained time series data of the position coordinates of the respective GPS satellites using differentiation of Kepler's equations. For example, using the method described in a non-patent document (Pratap Misra and Per Eng, the original Japanese Navigational Society GPS Study Group translation: “Sophisticated GPS Basic Concept / Positioning Principle / Signal and Receiver”, Shoyo Bunko, 2004.) The velocity vector of each GPS satellite can be calculated.

また、図7に示すように、算出された各GPS衛星の速度ベクトル(VX、VY、VZ)及び各GPS衛星の方向(θ、φ)に基づいて、自車方向の各GPS衛星の速度Vsを算出する
次に、各GPS衛星jに対する自車両の相対速度v及び自車方向の各GPS衛星jの速度Vsに基づいて、以下の(6)式に従って、各GPS衛星jの方向の自車両の速度Vvを算出する。
Further, as shown in FIG. 7, based on the calculated velocity vector (VX j , VY j , VZ j ) of each GPS satellite and the direction (θ j , φ j ) of each GPS satellite, then calculate the velocity Vs j of the GPS satellites, based on the speed Vs j of the relative velocity v j and each GPS satellite j of the vehicle direction of the vehicle with respect to each GPS satellite j, in accordance with the following equation (6), each calculate the velocity Vv j direction of the vehicle of the GPS satellites j.

Figure 2010256301
Figure 2010256301

ただし、vは、GPS衛星jに対する自車両の相対速度(衛星方向におけるGPS衛星との相対速度)であり、Vsは、自車方向のGPS衛星jの速度である。また、Vvは、GPS衛星jの方向の自車速であり、Cbのドットは、クロックバイアスドリフトである。 However, v j is a relative speed of the own vehicle with respect to the GPS satellite j (relative speed with respect to the GPS satellite in the satellite direction), and Vs j is a speed of the GPS satellite j in the direction of the own vehicle. Vv j is the own vehicle speed in the direction of the GPS satellite j, and the dot Cb is clock bias drift.

上述したように、GPS衛星方向の自車速は、GPS衛星位置の三次元位置ではなく、GPS衛星との方位関係によってのみ算出される。GPS衛星は遥か遠方にあり、1日で地球をほぼ2周するため1分間の角度変化は0.5度である。通常、GPS衛星とGPS受信機との時計誤差は精々数秒であるため、GPS衛星との方位関係に大きな影響はない。また、同じくGPS衛星は遥か遠方にあるため、自車の位置決定に数100m程度の誤差が生じていたとしても、GPS衛星との方位関係に大きな影響はない。このため、擬似距離に誤差が乗りやすい状況であったとしても、GPS衛星方向の自車速は、擬似距離に比較して正確に算出され得る。   As described above, the own vehicle speed in the direction of the GPS satellite is calculated not only by the three-dimensional position of the GPS satellite position but only by the orientation relationship with the GPS satellite. The GPS satellite is far away, and the angle change per minute is 0.5 degrees because it makes two rounds of the earth in one day. Usually, since the clock error between the GPS satellite and the GPS receiver is at most several seconds, there is no significant influence on the orientation relationship with the GPS satellite. Similarly, since the GPS satellite is far away, even if an error of about several hundred meters occurs in determining the position of the own vehicle, the orientation relationship with the GPS satellite is not greatly affected. For this reason, even if it is a situation where an error is likely to ride on the pseudo distance, the vehicle speed in the direction of the GPS satellite can be accurately calculated as compared with the pseudo distance.

そして、以下に説明するように、自車両の速度ベクトルの最適推定を行う。   Then, as described below, optimal estimation of the speed vector of the host vehicle is performed.

まず、自車の速度ベクトルを(Vx,Vy,Vz)とした時、GPS衛星方向の自車両の速度Vvとの関係は以下の(7)式、(8)式で表される。 First, when the velocity vector of the vehicle and (Vx, Vy, Vz), the vehicle relationship between the speed Vv j of the following equation (7) of the GPS satellite direction is expressed by equation (8).

Figure 2010256301
Figure 2010256301

各GPS衛星jについて得られる上記(7)式、(8)式より、Vx,Vy,Vz及びCbのドットを推定値とした、以下の(9)式で表される連立方程式が得られる。   From the above equations (7) and (8) obtained for each GPS satellite j, simultaneous equations represented by the following equation (9) using the dots of Vx, Vy, Vz, and Cb as estimated values are obtained.

Figure 2010256301
Figure 2010256301

4個のGPS衛星からなる各組み合わせについて、上記(9)式の連立方程式を解くことによって、自車両の速度ベクトル(Vx,Vy,Vz)を各々算出し、算出された自車両の速度ベクトル(Vx,Vy,Vz)の最小二乗解を求めることによって、自車両の速度ベクトルの最適値を推定する。   For each combination of four GPS satellites, the speed vector (Vx, Vy, Vz) of the host vehicle is calculated by solving the simultaneous equations of the above formula (9), and the calculated speed vector of the host vehicle ( The optimum value of the speed vector of the host vehicle is estimated by obtaining a least square solution of (Vx, Vy, Vz).

そして、推定された自車両の速度ベクトルの向きに基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定する。   Then, the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated based on the estimated direction of the speed vector of the host vehicle.

なお、上記4つの未知数のうち、鉛直方向の速度ベクトルを「0」にすると、3個以上のGPS衛星でも、自車両の絶対的な走行方向を推定することができる。衛星数が多いほど正しい方向を推定できる可能性があるが、最低3つあればマルチパス判定に必要な方向の推定が可能になる。   Of the four unknowns, if the velocity vector in the vertical direction is set to “0”, the absolute traveling direction of the host vehicle can be estimated even with three or more GPS satellites. As the number of satellites increases, there is a possibility that a correct direction can be estimated. However, if there are at least three, the direction necessary for multipath determination can be estimated.

上記のように、自車方向推定部222は、ドップラーシフト周波数を用いて、各GPS衛星方向に対する自車両の速度を算出し、各GPS衛星方向に対する自車両の速度から、自車両の絶対的な走行方向を推定する。   As described above, the host vehicle direction estimation unit 222 calculates the speed of the host vehicle with respect to each GPS satellite direction using the Doppler shift frequency, and calculates the absolute speed of the host vehicle from the speed of the host vehicle with respect to each GPS satellite direction. Estimate the direction of travel.

到来波絶対方向推定部224は、推定された自車両の絶対的な走行方向を用いて、推定された、自車両の走行方向に対する、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向に変換して、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向の推定値とする。   The arrival wave absolute direction estimation unit 224 uses the estimated absolute traveling direction of the host vehicle to estimate the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite with respect to the estimated traveling direction of the host vehicle. It converts into the absolute arrival direction of the radio wave from a GPS satellite, and it is set as the estimated value of the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite.

マルチパス判定部226では、衛星位置から算出された絶対的な到来方向と、推定された絶対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較して、到来方向が合致しない衛星を推定することにより、マルチパスを判定する。   The multipath determination unit 226 compares the absolute arrival direction calculated from the satellite position and the estimated absolute arrival direction for each GPS satellite, and estimates a satellite that does not match the arrival direction. Determine multipath.

次に、第2の実施の形態に係るマルチパス判定処理ルーチンについて、図8を用いて説明する。なお、第1の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a multipath determination processing routine according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the process similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

まず、ステップ250において、GPS受信部12から複数のGPS衛星の情報を取得すると共に、GPSアンテナ12A、12B間の受信信号の位相差を取得する。   First, in step 250, information on a plurality of GPS satellites is acquired from the GPS receiver 12, and the phase difference of received signals between the GPS antennas 12A and 12B is acquired.

そして、ステップ102において、各GPS衛星の方向を、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出し、次のステップ104では、自車両の走行方向を基準とした、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を算出する。   In step 102, the direction of each GPS satellite is calculated as the absolute direction of arrival of radio waves from each GPS satellite. In the next step 104, the direction from each GPS satellite is calculated based on the traveling direction of the host vehicle. Calculate the relative direction of arrival of radio waves.

そして、ステップ252において、上記ステップ250で取得したドップラーシフト周波数を用いて、自車両の絶対的な走行方向を推定する。   In step 252, the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated using the Doppler shift frequency acquired in step 250.

次のステップ254では、上記ステップ104で推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、上記ステップ252で推定された自車両の絶対的な走行方向とに基づいて、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する。そして、ステップ256において、上記ステップ102で算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、上記ステップ254で推定された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、GPS衛星毎に比較して、到来方向が一致するか否かに基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。   In the next step 254, each GPS satellite is based on the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated in step 104 and the absolute traveling direction of the vehicle estimated in step 252. Estimate the absolute direction of arrival of radio waves from. Then, in step 256, the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated in step 102 and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated in step 254 are determined as GPS. Based on whether or not the arrival directions coincide with each other, it is determined whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath, and the determination result is output to an external device.

次のステップ108では、上記ステップ256でマルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号があるか否かを判定する。上記ステップ256で、GPS衛星毎に比較したときに電波の到来方向が一致しないGPS衛星が存在した場合には、ステップ110において、受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星の擬似距離データを除き、上記ステップ100で取得された他のGPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   In the next step 108, it is determined whether there is a reception signal from the GPS satellite determined to be multipath in step 256. If there is a GPS satellite whose arrival direction of radio waves does not match when compared for each GPS satellite in step 256, the pseudo-range data of the GPS satellite determined in step 110 that the received signal is multipath. Except for the above, based on the pseudorange data of other GPS satellites acquired in step 100 above, the vehicle position is calculated and output to the external device, and the multipath determination processing routine is terminated.

一方、上記ステップ256で全てのGPS衛星について電波の到来方向が一致した場合には、上記ステップ108で、マルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号がなかったと判断され、ステップ112において、上記ステップ100で取得された各GPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   On the other hand, when the arrival directions of the radio waves coincide for all GPS satellites in step 256, it is determined in step 108 that there is no received signal from the GPS satellite determined to be multipath. Based on the pseudorange data of each GPS satellite acquired in step 100, the vehicle position is calculated and output to the external device, and the multipath determination processing routine is terminated.

上記ステップ252は、図9に示す自車方向推定処理ルーチンによって実現される。まず、ステップ270において、上記ステップ250で取得した各GPS衛星におけるドップラーシフト周波数に基づいて、各GPS衛星に対する自車両の相対速度を各々算出する。   Step 252 is realized by the vehicle direction estimation processing routine shown in FIG. First, in step 270, based on the Doppler shift frequency in each GPS satellite acquired in step 250, the relative speed of the host vehicle with respect to each GPS satellite is calculated.

次のステップ272では、上記ステップ250で取得したGPS衛星の情報に基づいて算出されるGPS衛星の位置座標に基づいて、各GPS衛星の速度ベクトルを各々算出し、ステップ274において、上記ステップ110又はステップ112で前回算出された自車位置を取得する。   In the next step 272, the velocity vector of each GPS satellite is calculated based on the GPS satellite position coordinates calculated based on the GPS satellite information acquired in step 250. In step 274, the above step 110 or In step 112, the vehicle position calculated last time is acquired.

そして、ステップ276において、上記ステップ250で取得した各GPS衛星の情報に基づいて算出される各GPS衛星の位置座標と、上記ステップ274で取得された自車位置とに基づいて、各GPS衛星の方向を算出する。ステップ278では、上記ステップ272で算出された各GPS衛星の速度ベクトルと、上記ステップ276で算出された各GPS衛星の方向とに基づいて、各GPS衛星について、自車方向のGPS衛星の速度を各々算出する。   In step 276, the position of each GPS satellite is calculated based on the position coordinates of each GPS satellite calculated based on the information of each GPS satellite acquired in step 250 and the own vehicle position acquired in step 274. Calculate the direction. In step 278, based on the velocity vector of each GPS satellite calculated in step 272 and the direction of each GPS satellite calculated in step 276, for each GPS satellite, the velocity of the GPS satellite in the direction of the vehicle is calculated. Calculate each.

次のステップ280では、上記ステップ270で算出された各GPS衛星に対する相対速度と、上記ステップ278で算出された自車方向の各GPS衛星の速度とに基づいて、各GPS衛星方向の自車速を算出する。   In the next step 280, the vehicle speed in each GPS satellite direction is calculated based on the relative speed for each GPS satellite calculated in step 270 and the speed of each GPS satellite in the vehicle direction calculated in step 278. calculate.

そして、ステップ282において、上記ステップ280で算出された各GPS衛星方向の自車速を用いて、自車両の速度ベクトルの最適推定を行う。ステップ284では、上記ステップ282で推定された自車両の速度ベクトルの方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定して、自車方向推定処理ルーチンを終了する。   In step 282, the vehicle's speed vector is optimally estimated using the vehicle speed in each GPS satellite direction calculated in step 280. In step 284, the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated based on the direction of the speed vector of the host vehicle estimated in step 282, and the host vehicle direction estimation processing routine is terminated.

以上説明したように、第2の実施の形態に係る車載測定装置によれば、複数のGPSアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を用いて、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定すると共に、推定される自車両の絶対的な基準方向から、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する。既知である衛星位置を利用して算出される各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、GPS衛星毎に比較することにより、簡易な構成で、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。   As described above, according to the in-vehicle measurement device according to the second embodiment, the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of GPS antennas is used to The relative arrival direction is estimated, and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite is estimated from the estimated absolute reference direction of the own vehicle. By comparing the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated using the known satellite position with each GPS satellite, the received signal from the GPS satellite is multipath with a simple configuration. It can be accurately determined whether or not there is.

次に、第3の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a third embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the same structure as 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第3の実施の形態では、自車位置が存在する道路の方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定している点が、第2の実施の形態と異なっている。   The third embodiment is different from the second embodiment in that the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated based on the direction of the road where the host vehicle position exists.

図10に示すように、第3の実施の形態に係る車載測定装置310のコンピュータ314は、GPS情報取得部20と、到来波絶対方向算出部22と、到来波相対方向推定部24と、算出された自車両の位置と、ナビゲーションシステム(図示省略)に記憶されている道路地図データとに基づいて、自車両の絶対的な走行方向(方位角)を推定する自車方向推定部322と、到来波絶対方向推定部224と、マルチパス判定部226と、マルチパスと判定されたGPS衛星以外の受信信号のGPS擬似距離データに基づいて、自車両の位置を算出すると共に、ナビゲーションシステム(図示省略)に記憶されている道路地図データを用いて、マップマッチングを行い、算出された自車両の位置を補正する自車位置算出部328とを備えている。   As shown in FIG. 10, the computer 314 of the in-vehicle measurement device 310 according to the third embodiment includes a GPS information acquisition unit 20, an incoming wave absolute direction calculation unit 22, an incoming wave relative direction estimation unit 24, and a calculation. A host vehicle direction estimation unit 322 that estimates an absolute travel direction (azimuth angle) of the host vehicle based on the position of the host vehicle and road map data stored in a navigation system (not shown); An arrival wave absolute direction estimation unit 224, a multipath determination unit 226, and the position of the host vehicle are calculated based on GPS pseudorange data of a received signal other than a GPS satellite determined to be multipath, and a navigation system (illustrated) A vehicle position calculation unit 328 that performs map matching using the road map data stored in (omitted) and corrects the calculated position of the vehicle.

自車位置算出部328は、GPS情報取得部20によって取得された各GPS衛星の情報と、マルチパス判定部226の判定結果とを用いて、上記第1の実施の形態と同様に、自車両の位置を算出する。また、自車位置算出部328は、自車両に搭載されているナビゲーションシステムから、道路地図データを取得し、算出された自車両の位置が、道路上の位置であるか否かを判断し、算出された自車両の位置が、道路上にない場合には、算出された自車両の位置が、道路上の位置となるようにマップマッチングを行い、算出された自車両の位置を補正する。これによって、測位位置が大きくずれていても、マップマッチングによって道路上への表示を適切に行うことができる。なお、マップマッチングの手法としては、従来既知の手法を用いればよく、本実施の形態では、詳細な説明を省略する。   The own vehicle position calculation unit 328 uses the information of each GPS satellite acquired by the GPS information acquisition unit 20 and the determination result of the multipath determination unit 226 in the same manner as in the first embodiment. The position of is calculated. The own vehicle position calculation unit 328 acquires road map data from the navigation system mounted on the own vehicle, determines whether or not the calculated position of the own vehicle is a position on the road, When the calculated position of the own vehicle is not on the road, map matching is performed so that the calculated position of the own vehicle becomes a position on the road, and the calculated position of the own vehicle is corrected. Thereby, even if the positioning position is largely deviated, display on the road can be appropriately performed by map matching. Note that a conventionally known method may be used as the map matching method, and detailed description thereof is omitted in the present embodiment.

自車方向推定部322は、自車両に搭載されているナビゲーションシステムから、道路の位置を含む情報が格納された道路地図データを取得し、自車位置算出部328によって算出された自車両の位置が存在する道路の方向を、自車両の絶対的な走行方向として推定する。なお、自車両の位置が存在する道路のどちらの向きを、走行方向とするかは、前回までに算出された自車両の位置の時系列変化に基づいて決定すればよい。   The host vehicle direction estimation unit 322 acquires road map data storing information including the position of the road from the navigation system mounted on the host vehicle, and the host vehicle position calculated by the host vehicle position calculation unit 328 Is estimated as the absolute traveling direction of the host vehicle. Note that which direction of the road on which the position of the host vehicle exists is set as the travel direction may be determined based on the time-series change of the position of the host vehicle calculated up to the previous time.

第3の実施の形態に係る車載測定装置310の作用について説明する。   The effect | action of the vehicle-mounted measuring apparatus 310 which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated.

第3の実施の形態に係るマルチパス判定処理ルーチンでは、GPS受信部12から複数のGPS衛星の情報を取得すると共に、GPSアンテナ12A、12B間の受信信号の位相差を取得する。そして、各GPS衛星の方向を、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出し、次に、自車両の走行方向を基準とした、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を算出する。   In the multipath determination processing routine according to the third embodiment, the information of a plurality of GPS satellites is acquired from the GPS receiver 12, and the phase difference of the received signals between the GPS antennas 12A and 12B is acquired. Then, the direction of each GPS satellite is calculated as the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite, and then the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite based on the traveling direction of the host vehicle. Is calculated.

そして、後述する自車方向推定処理ルーチンを実行して、自車両の絶対的な走行方向を推定する。次に、推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、推定された自車両の絶対的な走行方向とに基づいて、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する。そして、算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、推定された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、GPS衛星毎に比較して、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。   And the own vehicle direction estimation process routine mentioned later is performed and the absolute traveling direction of the own vehicle is estimated. Next, based on the estimated relative arrival direction of the radio waves from each GPS satellite and the estimated absolute traveling direction of the host vehicle, the absolute arrival direction of the radio waves from each GPS satellite is estimated. To do. Then, the calculated absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite and the estimated absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite are compared for each GPS satellite, and It is determined whether or not the received signal is multipath, and the determination result is output to an external device.

次に、マルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号がある場合には、受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星の擬似距離データを除き、取得された他のGPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出すると共に、マップマッチングを行って、自車位置を補正して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。マルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号がなかった場合には、取得された各GPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出すると共に、マップマッチングを行って、自車位置を補正して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   Next, when there is a received signal from a GPS satellite determined to be multipath, the other GPS satellites acquired except for the pseudorange data of the GPS satellite determined to be multipath. Based on the pseudo distance data, the vehicle position is calculated, map matching is performed, the vehicle position is corrected and output to the external device, and the multipath determination processing routine is terminated. If there is no received signal from a GPS satellite determined to be multipath, the vehicle position is calculated based on the acquired pseudorange data of each GPS satellite and map matching is performed. The vehicle position is corrected and output to the external device, and the multipath determination processing routine is terminated.

第3の実施の形態に係る自車方向推定処理ルーチンについて図11を用いて説明する。まず、ステップ350において、上記のように前回算出された自車両の位置を取得し、ステップ352において、ナビゲーションシステムから道路地図データを読み込んで、上記ステップ350で取得した自車両の位置が存在する道路の方向を取得する。   The own vehicle direction estimation processing routine according to the third embodiment will be described with reference to FIG. First, in step 350, the position of the host vehicle calculated previously as described above is acquired. In step 352, the road map data is read from the navigation system, and the position of the host vehicle acquired in step 350 is present. Get direction.

そして、ステップ354では、上記ステップ352で取得した道路の方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定して、自車方向推定処理ルーチンを終了する。   In step 354, the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated based on the road direction acquired in step 352, and the host vehicle direction estimation processing routine is terminated.

以上説明したように、第3の実施の形態に係る車載測定装置によれば、複数のGPSアンテナの各々によって受信したGPS衛星からの受信信号の位相差を用いて、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定すると共に、推定される自車両の絶対的な基準方向から、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する。既知である衛星位置を利用して算出される各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、GPS衛星毎に比較することにより、簡易な構成で、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。   As described above, according to the in-vehicle measurement device according to the third embodiment, the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of GPS antennas is used to The relative arrival direction is estimated, and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite is estimated from the estimated absolute reference direction of the own vehicle. By comparing the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated using the known satellite position with each GPS satellite, the received signal from the GPS satellite is multipath with a simple configuration. It can be accurately determined whether or not there is.

また、自車両位置が存在する道路の方向から、自車両の絶対的な走行方向を推定することにより、衛星数不足などによってGPS衛星からの情報だけでは方位を決定できない場合においても、自車両の方位を推定することができるため、ロバストな到来波の絶対方向の推定ができ、マルチパスの判定精度も向上する。   In addition, by estimating the absolute traveling direction of the host vehicle from the direction of the road where the host vehicle is located, the direction of the host vehicle can be determined even if the direction cannot be determined only by information from GPS satellites due to the insufficient number of satellites. Since the azimuth can be estimated, the absolute direction of a robust incoming wave can be estimated, and the multipath determination accuracy can be improved.

次に、第4の実施の形態について説明する。なお、第4の実施の形態に係る車載測定装置の構成は、第2の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a fourth embodiment will be described. In addition, since the structure of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on 4th Embodiment becomes a structure similar to 2nd Embodiment, it attaches | subjects the same code | symbol and abbreviate | omits description.

第4の実施の形態では、車速パルスの値を利用して、自車両の絶対的な走行方向を推定している点が、第2の実施の形態と主に異なっている。   The fourth embodiment is mainly different from the second embodiment in that the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated using the value of the vehicle speed pulse.

第4の実施の形態に係る車載測定装置では、自車方向推定部222によって、以下のように自車両の絶対的な走行方向を推定する。   In the in-vehicle measurement device according to the fourth embodiment, the own vehicle direction estimation unit 222 estimates the absolute traveling direction of the own vehicle as follows.

まず、ナビゲーションシステムやスピードメータの表示に用いられる、車速センサからの車速パルスを取得し、車速パルスの値から自車速を取得する。   First, a vehicle speed pulse from a vehicle speed sensor used for display of a navigation system or a speedometer is acquired, and the host vehicle speed is acquired from the value of the vehicle speed pulse.

また、第2の実施の形態と同様に、各GPS衛星からの受信信号のドップラーシフト周波数から、各GPS衛星に対する自車両の相対速度を算出する。そして、各GPS衛星jに対する自車両の相対速度v、及び第2の実施の形態と同様に算出された自車方向の各GPS衛星jの速度Vsに基づいて、各GPS衛星jの方向の自車両の速度Vvを算出する。 Similarly to the second embodiment, the relative speed of the host vehicle with respect to each GPS satellite is calculated from the Doppler shift frequency of the received signal from each GPS satellite. Then, based on the relative speed v j of the own vehicle with respect to each GPS satellite j and the speed Vs j of each GPS satellite j in the direction of the own vehicle calculated in the same manner as in the second embodiment, the direction of each GPS satellite j to the calculated speed Vv j of the vehicle.

次に、電波を受信したGPS衛星数が2である場合に、Vx,Vy,Vz及びCbのドットを推定値とした、以下の(10)式で表される連立方程式が得られる。   Next, when the number of GPS satellites that have received radio waves is 2, simultaneous equations represented by the following equation (10) are obtained using Vx, Vy, Vz, and Cb dots as estimated values.

Figure 2010256301
Figure 2010256301

また、取得した自車速Vにより、以下の(11)式が得られる。   Further, the following equation (11) is obtained from the acquired own vehicle speed V.

Figure 2010256301
Figure 2010256301

ここで、Vz=0と近似すると共に、上記(11)式を用いて、上記(10)式の連立方程式を解くことにより、Vx,Vyを求め、Vx,Vyの比により、自車両の絶対的な走行方向を推定する。   Here, Vx is approximated to Vz = 0, and Vx and Vy are obtained by solving the simultaneous equations of the above equation (10) using the above equation (11), and the absolute value of the host vehicle is determined by the ratio of Vx and Vy. The typical driving direction.

次に、第4の実施の形態に係る車載測定装置の作用について説明する。なお、第2の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, the operation of the in-vehicle measurement device according to the fourth embodiment will be described. In addition, about the process similar to 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

コンピュータ214によって、第2の実施の形態と同様に、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。また、図12に示すように、自車方向推定処理ルーチンが実行される。   As in the second embodiment, the computer 214 executes a multipath determination processing routine. Further, as shown in FIG. 12, the vehicle direction estimation processing routine is executed.

まず、ステップ400において、車速センサから車速パルスの値を取得し、自車速を取得する。そして、ステップ270において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得した各GPS衛星におけるドップラーシフト周波数に基づいて、各GPS衛星に対する自車両の相対速度を各々算出する。   First, in step 400, the value of the vehicle speed pulse is acquired from the vehicle speed sensor, and the vehicle speed is acquired. In step 270, the relative speed of the host vehicle with respect to each GPS satellite is calculated based on the Doppler shift frequency in each GPS satellite acquired in the multipath determination processing routine.

次のステップ272では、各GPS衛星の速度ベクトルを各々算出し、ステップ274において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで前回算出された自車位置を取得する。   In the next step 272, the velocity vector of each GPS satellite is calculated. In step 274, the vehicle position previously calculated in the multipath determination processing routine is acquired.

そして、ステップ276において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得した各GPS衛星の情報に基づいて算出される各GPS衛星の位置座標と、上記ステップ274で取得された自車位置とに基づいて、各GPS衛星の方向を算出し、ステップ278では、上記ステップ272で算出された各GPS衛星の速度ベクトルと、上記ステップ276で算出された各GPS衛星の方向とに基づいて、各GPS衛星について、自車方向のGPS衛星の速度を各々算出する。   Then, in step 276, based on the position coordinates of each GPS satellite calculated based on the information of each GPS satellite acquired in the multipath determination processing routine and the vehicle position acquired in step 274, The direction of each GPS satellite is calculated, and in step 278, for each GPS satellite based on the velocity vector of each GPS satellite calculated in step 272 and the direction of each GPS satellite calculated in step 276, The speed of the GPS satellite in the direction of the vehicle is calculated.

次のステップ280では、上記ステップ270で算出された各GPS衛星に対する相対速度と、上記ステップ278で算出された自車方向の各GPS衛星の速度とに基づいて、各GPS衛星方向の自車速を算出する。   In the next step 280, the vehicle speed in each GPS satellite direction is calculated based on the relative speed for each GPS satellite calculated in step 270 and the speed of each GPS satellite in the vehicle direction calculated in step 278. calculate.

そして、ステップ402において、上記ステップ280で算出された各GPS衛星方向の自車速と、上記ステップ400で得られた自車速とを用いて、自車両の速度ベクトルを推定し、推定された自車両の速度ベクトルの方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定して、自車方向推定処理ルーチンを終了する。   In step 402, the own vehicle speed in each GPS satellite direction calculated in step 280 and the own vehicle speed obtained in step 400 are used to estimate the speed vector of the own vehicle. Based on the direction of the speed vector, the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated, and the host vehicle direction estimation processing routine is terminated.

以上説明したように、第4の実施の形態に係る車載測定装置によれば、自車両の車速パルスの値を用いて、自車両の絶対的な走行方向を推定することにより、衛星数不足などによってGPS衛星からの情報だけでは、自車両の方位を決定できない場合においても、自車両の方位を推定することができるため、ロバストな到来波の絶対方向の推定ができ、マルチパス判定精度も向上する。   As described above, according to the in-vehicle measuring device according to the fourth embodiment, the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated using the value of the vehicle speed pulse of the host vehicle, and so on. This makes it possible to estimate the heading of the host vehicle even when the heading of the host vehicle cannot be determined by only the information from the GPS satellites, thus making it possible to estimate the absolute direction of the robust incoming wave and improving the multipath determination accuracy. To do.

なお、上記の実施の形態では、電波を受信したGPS衛星の数が2である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、電波を受信したGPS衛星の数が3以上であってもよい。この場合には、2つのGPS衛星の各ペアを用いて、自車両の絶対的な走行方向を各々推定し、これらの推定結果を組み合わせて、自車両の絶対的な走行方向を推定するようにすればよい。   In the above embodiment, the case where the number of GPS satellites that have received radio waves is two has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the number of GPS satellites that have received radio waves is three or more. There may be. In this case, the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated using each pair of two GPS satellites, and the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated by combining these estimation results. do it.

次に、第5の実施の形態について説明する。なお、第5の実施の形態に係る車載測定装置の構成は、第2の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a fifth embodiment will be described. In addition, since the structure of the vehicle-mounted measuring apparatus which concerns on 5th Embodiment becomes a structure similar to 2nd Embodiment, it attaches | subjects the same code | symbol and abbreviate | omits description.

第5の実施の形態では、車速パルスの値、及びクロックバイアスのドリフトを利用して、自車両の絶対的な走行方向を推定している点が、第2の実施の形態と主に異なっている。   The fifth embodiment is mainly different from the second embodiment in that the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated using the value of the vehicle speed pulse and the drift of the clock bias. Yes.

第5の実施の形態に係る車載測定装置では、自車位置算出部28によって、電波を受信した全てのGPS衛星について得られた擬似距離データのうち、受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星の擬似距離データを除外し、残りのGPS衛星の擬似距離データを用いて得られる上記(4)式の連立方程式を解くことによって、自車両の位置(x、y、z)及びクロックバイアスによる距離誤差sを算出すると共に、距離誤差sからクロックバイアスを算出して、メモリに記憶する。   In the in-vehicle measurement device according to the fifth embodiment, the vehicle position calculation unit 28 determines that the received signal is multipath among the pseudorange data obtained for all GPS satellites that have received radio waves. By excluding the GPS satellite pseudorange data and solving the simultaneous equations of the above equation (4) obtained using the remaining GPS satellite pseudorange data, the position (x, y, z) of the host vehicle and the clock bias are obtained. The distance error s is calculated, and the clock bias is calculated from the distance error s and stored in the memory.

自車方向推定部222は、以下のように自車両の絶対的な走行方向を推定する。なお、電波を受信したGPS衛星数が1である場合について説明する。   The own vehicle direction estimation unit 222 estimates the absolute traveling direction of the own vehicle as follows. A case where the number of GPS satellites that have received radio waves is 1 will be described.

まず、メモリから、上記のように過去に算出されたクロックバイアスの時系列データを取得し、クロックバイアスの時系列データから、クロックバイアスドリフト(時間と共に変化するクロックバイアスのドリフト成分)を予測する。   First, the time series data of the clock bias calculated in the past as described above is acquired from the memory, and the clock bias drift (the drift component of the clock bias that changes with time) is predicted from the time series data of the clock bias.

また、車速センサからの車速パルスを取得し、車速パルスの値から自車速を取得する。   Further, the vehicle speed pulse from the vehicle speed sensor is acquired, and the host vehicle speed is acquired from the value of the vehicle speed pulse.

また、第2の実施の形態と同様に、GPS衛星からの受信信号のドップラーシフト周波数から、GPS衛星に対する自車両の相対速度を算出する。   Similarly to the second embodiment, the relative speed of the host vehicle with respect to the GPS satellite is calculated from the Doppler shift frequency of the received signal from the GPS satellite.

また、GPS衛星jに対する自車両の相対速度v、及び第2の実施の形態と同様に算出された自車方向のGPS衛星jの速度Vsに基づいて、GPS衛星jの方向の自車両の速度Vvを算出する。 Also, the vehicle in the direction of the GPS satellite j based on the relative speed v j of the vehicle with respect to the GPS satellite j and the velocity Vs j of the GPS satellite j in the direction of the vehicle calculated in the same manner as in the second embodiment. to calculate the speed Vv j.

Vx,Vy,Vz及びCbのドットを推定値とした、以下の(12)式で表される方程式が得られる。   An equation represented by the following expression (12) is obtained using the dots of Vx, Vy, Vz, and Cb as estimated values.

Figure 2010256301
Figure 2010256301

ここで、Vz=0と近似すると共に、取得した自車速vを用いて得られる上記(11)式、及び算出されたクロックバイアスドリフトCbのドットを用いて、上記(12)式の方程式を解くことにより、Vx,Vyを求め、Vx,Vyの比により、自車両の絶対的な走行方向を推定する。   Here, while approximating Vz = 0, the equation of the above equation (12) is solved by using the above equation (11) obtained by using the acquired own vehicle speed v and the dot of the calculated clock bias drift Cb. Thus, Vx and Vy are obtained, and the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated from the ratio of Vx and Vy.

次に、第5の実施の形態に係る車載測定装置の作用について説明する。なお、第2の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, the operation of the in-vehicle measurement device according to the fifth embodiment will be described. In addition, about the process similar to 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

コンピュータ214によって、第2の実施の形態と同様に、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。また、図13に示すように、自車方向推定処理ルーチンが実行される。なお、以下では、電波を受信したGPS衛星数が1である場合を例に説明する。   As in the second embodiment, the computer 214 executes a multipath determination processing routine. Further, as shown in FIG. 13, a host vehicle direction estimation processing routine is executed. In the following, a case where the number of GPS satellites that have received radio waves is 1 will be described as an example.

まず、ステップ500において、前回までの位置算出で得られたクロックバイアスの時系列データをメモリから取得し、ステップ502において、上記ステップ500で取得したクロックバイアスの時系列データから、クロックバイアスドリフトを算出する。   First, in step 500, the clock bias time-series data obtained in the previous position calculation is acquired from the memory, and in step 502, the clock bias drift is calculated from the clock bias time-series data acquired in step 500 above. To do.

そして、ステップ400において、車速センサから車速パルスの値を取得し、自車速を取得する。そして、ステップ270において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得したGPS衛星におけるドップラーシフト周波数に基づいて、GPS衛星に対する自車両の相対速度を算出する。   In step 400, the value of the vehicle speed pulse is acquired from the vehicle speed sensor, and the vehicle speed is acquired. In step 270, the relative speed of the host vehicle with respect to the GPS satellite is calculated based on the Doppler shift frequency in the GPS satellite acquired in the multipath determination processing routine.

次のステップ272では、GPS衛星の速度ベクトルを算出し、ステップ274において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで前回算出された自車位置を取得する。   In the next step 272, the velocity vector of the GPS satellite is calculated, and in step 274, the vehicle position previously calculated in the multipath determination processing routine is acquired.

そして、ステップ276において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得したGPS衛星の情報に基づいて算出されるGPS衛星の位置座標と、上記ステップ274で取得された自車位置とに基づいて、GPS衛星の方向を算出し、ステップ278では、上記ステップ272で算出されたGPS衛星の速度ベクトルと、上記ステップ276で算出されたGPS衛星の方向とに基づいて、GPS衛星について、自車方向のGPS衛星の速度を算出する。   In step 276, the GPS satellite is calculated based on the position coordinates of the GPS satellite calculated based on the GPS satellite information acquired in the multipath determination processing routine and the own vehicle position acquired in step 274. In step 278, based on the GPS satellite velocity vector calculated in step 272 and the GPS satellite direction calculated in step 276, the GPS satellite in the direction of the vehicle is calculated. Calculate the speed of.

次のステップ280では、上記ステップ270で算出されたGPS衛星に対する相対速度と、上記ステップ278で算出された自車方向のGPS衛星の速度とに基づいて、GPS衛星方向の自車速を算出する。   In the next step 280, the vehicle speed in the GPS satellite direction is calculated based on the relative speed with respect to the GPS satellite calculated in step 270 and the speed of the GPS satellite in the vehicle direction calculated in step 278.

そして、ステップ504において、上記ステップ280で算出されたGPS衛星方向の自車速と、上記ステップ400で得られた自車速と、上記ステップ502で算出されたクロックバイアスドリフトの値とを用いて、自車両の速度ベクトルを推定し、推定された自車両の速度ベクトルの方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定して、自車方向推定処理ルーチンを終了する。   In step 504, the vehicle speed in the GPS satellite direction calculated in step 280, the vehicle speed obtained in step 400, and the clock bias drift value calculated in step 502 are used. The speed vector of the vehicle is estimated, the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated based on the estimated direction of the speed vector of the host vehicle, and the host vehicle direction estimation processing routine is terminated.

このように、位置算出の際に得られるクロックドリフトから算出されるクロックバイアスドリフトと、自車両の車速パルスの値とを用いて、自車両の絶対的な走行方向を推定することにより、衛星数不足などによってGPS衛星の情報だけでは自車両の方位を決定できない場合においても、自車両の方位を推定することができるため、ロバストな到来波の絶対方向の推定ができ、マルチパス判定精度も向上する。   Thus, by estimating the absolute traveling direction of the host vehicle using the clock bias drift calculated from the clock drift obtained at the time of position calculation and the value of the vehicle speed pulse of the host vehicle, the number of satellites is estimated. Even when the direction of the subject vehicle cannot be determined by GPS satellite information alone due to lack of information, the orientation of the subject vehicle can be estimated, so the absolute direction of the incoming wave can be estimated robustly and the multipath determination accuracy is improved. To do.

なお、上記の実施の形態では、自車両の走行方向を推定する際に、クロックバイアスドリフトを算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではい。クロックバイアスドリフトの値は基本的に短時間の間では一定値と考えられ、大きな変動がないため、数分程度であれば過去に算出されたクロックバイアスドリフトの値を用いてもよい。   In the above embodiment, the case where the clock bias drift is calculated when estimating the traveling direction of the host vehicle has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. Since the value of the clock bias drift is basically considered to be a constant value for a short time and does not vary greatly, the clock bias drift value calculated in the past may be used for about several minutes.

また、上記の実施の形態では、電波を受信したGPS衛星の数が1である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、電波を受信したGPS衛星の数が2以上であってもよい。この場合には、電波を受信したGPS衛星の各々の情報を用いて、自車両の絶対的な走行方向を各々推定し、これらの推定結果を組み合わせて、自車両の絶対的な走行方向を推定するようにすればよい。   In the above embodiment, the case where the number of GPS satellites that have received radio waves is 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the number of GPS satellites that have received radio waves is 2 or more. There may be. In this case, the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated using the information of each GPS satellite that has received the radio wave, and the absolute traveling direction of the host vehicle is estimated by combining these estimation results. You just have to do it.

また、上記の第2の実施の形態〜第5の実施の形態では、推定された自車両の絶対的な走行方向と推定された電波の相対的な到来方向とから、電波の絶対的な到来方向を推定して、絶対的な到来方向同士を比較することにより、マルチパスを判定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。推定された自車両の絶対的な走行方向と算出された電波の絶対的な到来方向とから、電波の相対的な到来方向を算出して、相対的な到来方向同士を比較することにより、マルチパスを判定するようにしてもよい。   In the second to fifth embodiments, the absolute arrival of radio waves is determined from the estimated absolute traveling direction of the host vehicle and the estimated relative arrival direction of the radio waves. Although the case where multipath is determined by estimating the direction and comparing the absolute arrival directions is described as an example, the present invention is not limited to this. By calculating the relative arrival direction of the radio wave from the estimated absolute traveling direction of the vehicle and the calculated absolute arrival direction of the radio wave, and comparing the relative arrival directions, The path may be determined.

また、第2の実施の形態〜第5の実施の形態における自車両の走行方向の推定方法を組み合わせて、自車両の絶対的な走行方向を推定するようにしてもよい。また、受信信号の位相差や測位差異から自車両の絶対的な走行方向を推定する方法を更に組み合わせてもよい。   Moreover, you may make it estimate the absolute traveling direction of the own vehicle combining the estimation method of the traveling direction of the own vehicle in 2nd Embodiment-5th Embodiment. Moreover, you may further combine the method of estimating the absolute running direction of the own vehicle from the phase difference and positioning difference of a received signal.

次に、第6の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a sixth embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第6の実施の形態では、3本のGPSアンテナを備えている点と、推定された電波の相対的な到来方向に遮蔽物が存在するか否かに基づいて、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定して、複数種類のマルチパス判定手法を用いている点とが、第1の実施の形態と主に異なっている。   In the sixth embodiment, the received signal from the GPS satellite is based on the fact that there are three GPS antennas and whether there is a shield in the relative arrival direction of the estimated radio wave. It is mainly different from the first embodiment in that it is determined whether or not it is multipath and a plurality of types of multipath determination methods are used.

図14に示すように、第6の実施の形態に係る車載測定装置610のGPS受信部612は、GPS衛星からの電波を受信する3本のGPSアンテナ612A、612B、612Cを備えており、各GPSアンテナ612A、612B、612Cによって、GPS衛星からの電波を各々受信する。なお、GPSアンテナ612A、612B、612C間の各々の距離は既知である。   As shown in FIG. 14, the GPS receiver 612 of the in-vehicle measuring apparatus 610 according to the sixth embodiment includes three GPS antennas 612A, 612B, and 612C that receive radio waves from GPS satellites. The GPS antennas 612A, 612B, and 612C receive radio waves from GPS satellites. The distances between the GPS antennas 612A, 612B, and 612C are known.

コンピュータ614は、GPS受信部612から、電波を受信した全てのGPS衛星について、GPS衛星の情報を取得すると共に、GPSアンテナ612A、612B、612C間の各々の受信信号の位相差を算出して取得するGPS情報取得部620と、到来波絶対方向算出部22と、取得した各GPS衛星のGPSアンテナ612A、612B、612C間の各々の位相差に基づいて、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向(水平面に対する仰角及び水平面上の方位角)を推定する到来波相対方向推定部624と、推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を全体として比較して、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定部626と、自車位置算出部28と、ナビゲーションシステムから得られる道路地図データに基づいて、推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断して、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第2マルチパス判定部640とを備えている。   The computer 614 acquires GPS satellite information for all GPS satellites that have received radio waves from the GPS receiver 612, and calculates and acquires the phase difference of each received signal between the GPS antennas 612A, 612B, and 612C. Based on the phase differences between the GPS antennas 612A, 612B, and 612C of the GPS satellites acquired, the GPS wave information acquisition unit 620, the incoming wave absolute direction calculation unit 22, and the acquired GPS satellites. An arrival wave relative direction estimation unit 624 that estimates an arrival direction (an elevation angle with respect to the horizontal plane and an azimuth angle on the horizontal plane), an estimated relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite, and an absolute radio wave from each GPS satellite Multipath determination unit 6 that compares the total arrival directions and determines whether or not the received signal from each GPS satellite is a multipath. 6 and based on the road map data obtained from the vehicle position calculation unit 28 and the navigation system, it is determined whether or not there is an obstruction in the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated. And a second multipath determination unit 640 that determines whether or not the received signal from each GPS satellite is a multipath.

GPS情報取得部620は、GPS受信部612から、電波を受信した全てのGPS衛星について、GPS衛星の情報を取得すると共に、電波を受信した全てのGPS衛星について、GPSアンテナ612A、612B、613Bの各々の受信信号に基づいて、GPSアンテナ612A、612B、612C間の各々の受信信号の位相差を算出する。   The GPS information acquisition unit 620 acquires GPS satellite information for all GPS satellites that have received radio waves from the GPS reception unit 612, and GPS antennas 612A, 612B, and 613B for all GPS satellites that have received radio waves. Based on each received signal, the phase difference of each received signal between the GPS antennas 612A, 612B, 612C is calculated.

到来波相対方向推定部624は、各GPS衛星について算出されたGPSアンテナ612A、612B、612C間の各々の受信信号の位相差と、GPSアンテナ612A、612B、612C間の各々の距離Lとに基づいて、自車両の走行方向に対する、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向(水平面に対する仰角及び水平面上の方位角)を推定する。   The incoming wave relative direction estimation unit 624 is based on the phase difference of the received signals between the GPS antennas 612A, 612B, and 612C calculated for each GPS satellite and the distance L between the GPS antennas 612A, 612B, and 612C. Thus, the relative arrival directions of radio waves from each GPS satellite (the elevation angle with respect to the horizontal plane and the azimuth angle on the horizontal plane) with respect to the traveling direction of the host vehicle are estimated.

マルチパス判定部626は、到来波相対方向推定部624によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向(水平面に対する仰角及び水平面上の方位角)と、到来波絶対方向算出部22によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向(水平面に対する仰角及び北方向に対する方位角)とを、全体として比較して、到来方向として仰角及び方位角の双方が合致しない衛星を推定することにより、マルチパスを判定する。   The multipath determination unit 626 includes a relative arrival direction of radio waves from each GPS satellite estimated by the arrival wave relative direction estimation unit 624 (an elevation angle with respect to the horizontal plane and an azimuth angle on the horizontal plane), and an arrival wave absolute direction calculation unit 22. Comparing the absolute arrival directions (elevation angle with respect to the horizontal plane and the azimuth angle with respect to the north direction) of the radio waves from each GPS satellite calculated as described above, the satellites that do not match both the elevation angle and the azimuth angle as the arrival direction are compared. Multipath is determined by estimation.

第2マルチパス判定部640は、ナビゲーションシステムから、道路沿いの建物情報を含む道路地図データを取得し、道路地図データから、自車位置算出部28により算出された自車位置の周辺(自車位置が存在する道路の道路沿い)の建物情報(建物の位置や高さを含む情報)を取得する。第2マルチパス判定部640は、取得した建物情報に基づいて、到来波相対方向推定部624によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向(水平面に対する仰角及び水平面上の方位角)に、遮蔽物となる建物が存在するか否かを判断し、電波の相対的な到来方向に遮蔽物が存在するGPS衛星を推定することにより、マルチパスを判定する。   The second multipath determination unit 640 acquires road map data including building information along the road from the navigation system, and from the road map data, around the own vehicle position calculated by the own vehicle position calculation unit 28 (the own vehicle Acquire building information (information including the position and height of the building) along the road where the position exists. Based on the acquired building information, the second multipath determination unit 640 determines the relative arrival direction of radio waves from each GPS satellite estimated by the arrival wave relative direction estimation unit 624 (the elevation angle with respect to the horizontal plane and the azimuth angle on the horizontal plane). ), It is determined whether there is a building that becomes a shielding object, and multipath is determined by estimating a GPS satellite in which the shielding object exists in the relative arrival direction of radio waves.

自車位置算出部28は、電波を受信した全てのGPS衛星について得られた擬似距離データのうち、マルチパス判定部626又は第2マルチパス判定部640によって受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星の擬似距離データを除外し、残りのGPS衛星の擬似距離データを用いて得られる上記(4)式の連立方程式を解くことによって、自車両の位置(x、y、z)を算出する。   The own vehicle position calculation unit 28 determines that the received signal is multipath by the multipath determination unit 626 or the second multipath determination unit 640 out of the pseudo distance data obtained for all GPS satellites that have received radio waves. The position (x, y, z) of the host vehicle is calculated by excluding the pseudorange data of the GPS satellites and solving the simultaneous equation (4) obtained using the pseudorange data of the remaining GPS satellites. To do.

次に、第6の実施の形態に係る車載測定装置610の作用について説明する。   Next, the operation of the in-vehicle measurement device 610 according to the sixth embodiment will be described.

GPS受信部612によって、複数のGPS衛星から電波を受信しているときに、コンピュータ614において、以下のように、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。   When the GPS receiving unit 612 receives radio waves from a plurality of GPS satellites, the computer 614 executes a multipath determination processing routine as follows.

まず、GPS受信部612から複数のGPS衛星の情報を取得すると共に、複数のGPS衛星のGPSアンテナ612A、612B、612C間の各々の受信信号の位相差を算出して取得する。   First, the information of a plurality of GPS satellites is acquired from the GPS receiving unit 612, and the phase difference of each received signal between the GPS antennas 612A, 612B, 612C of the plurality of GPS satellites is acquired and acquired.

そして、取得した各GPS衛星の情報に含まれる各GPS衛星の位置座標と、算出された自車位置とに基づいて、各GPS衛星の方向を、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出する。次に、取得したGPSアンテナ612A、612B、612C間の各々についての各GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、自車両の走行方向を基準とした、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向(水平面に対する仰角及び水平面上の方位角)を推定する。   Then, based on the position coordinates of each GPS satellite included in the acquired information of each GPS satellite and the calculated own vehicle position, the direction of each GPS satellite is determined as the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite. Calculate as Next, based on the phase difference of the received signal from each GPS satellite for each of the acquired GPS antennas 612A, 612B, 612C, the relative radio wave from each GPS satellite based on the traveling direction of the host vehicle The direction of arrival (elevation angle relative to the horizontal plane and azimuth angle on the horizontal plane) is estimated.

そして、算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向とを全体として比較して、到来方向における仰角及び方位角が一致するか否かに基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。   Then, the calculated absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite is compared with the estimated relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite as a whole, and the elevation angle and azimuth angle in the arrival direction are Based on whether or not they match, it is determined whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath, and the determination result is output to an external device.

次に、上記の判定処理又は後述する第2マルチパス判定処理ルーチンでマルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号がある場合には、受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星の擬似距離データを除き、取得された他のGPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。一方、マルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号がなかった場合には、取得された各GPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   Next, when there is a received signal from a GPS satellite determined to be multipath in the above determination processing or a second multipath determination processing routine described later, the GPS in which the reception signal is determined to be multipath. Except for the satellite pseudorange data, based on the obtained pseudorange data of other GPS satellites, the vehicle position is calculated and output to the external device, and the multipath determination processing routine is terminated. On the other hand, when there is no received signal from a GPS satellite determined to be multipath, based on the acquired pseudorange data of each GPS satellite, the vehicle position is calculated and output to an external device, The multipath determination processing routine is terminated.

また、コンピュータ614において、上記のマルチパス判定処理ルーチンと並行に、図15に示す第2マルチパス判定処理ルーチンが実行される。   Further, in the computer 614, a second multipath determination processing routine shown in FIG. 15 is executed in parallel with the above-described multipath determination processing routine.

まず、ステップ650において、上記のマルチパス判定処理ルーチンによって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向(仰角及び方位角)を取得する。そして、ステップ652において、ナビゲーションシステムから道路地図データを取得し、道路地図データから、上記のマルチパス判定処理ルーチンで直近に算出された自車両の位置について、周辺の建物情報を取得する。   First, in step 650, the relative arrival directions (elevation angle and azimuth angle) of radio waves from each GPS satellite estimated by the multipath determination processing routine are acquired. In step 652, road map data is acquired from the navigation system, and peripheral building information is acquired from the road map data for the position of the host vehicle most recently calculated by the multipath determination processing routine.

次のステップ654において、上記ステップ652で取得した周辺の建物情報に基づいて、各GPS衛星について、上記ステップ650で取得した電波の相対的な到来方向(仰角及び方位角)に、遮蔽物となる建物が存在するかを判断して、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力し、第2マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   In the next step 654, based on the surrounding building information acquired in step 652, the GPS satellites become shields in the relative arrival direction (elevation angle and azimuth angle) of the radio wave acquired in step 650. It is determined whether a building exists, it is determined whether the received signal from each GPS satellite is multipath, the determination result is output to an external device, and the second multipath determination processing routine is terminated.

以上説明したように、第6の実施の形態に係る車載測定装置によれば、推定される電波の到来方向を比較してマルチパスを判定すると共に、推定された電波の到来方向に遮蔽物が存在するか否かを判断して、マルチパスを判定し、判定結果を組み合わせることにより、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。   As described above, according to the in-vehicle measurement device according to the sixth embodiment, the estimated direction of arrival of radio waves is compared to determine multipath, and the shielding object is located in the estimated direction of arrival of radio waves. By determining whether or not it exists, determining the multipath, and combining the determination results, it is possible to more accurately determine whether or not the received signal from the GPS satellite is a multipath.

次に、第7の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態及び第6の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a seventh embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment and 6th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第7の実施の形態では、周辺を撮像した画像を用いて、推定された電波の相対的な到来方向に遮蔽物が存在するか否かを判断している点が、第6の実施の形態と主に異なっている。   In the seventh embodiment, the sixth embodiment is that it is determined whether or not there is a shield in the relative arrival direction of the estimated radio wave using an image obtained by imaging the periphery. And mainly different.

図16に示すように、第7の実施の形態に係る車載測定装置710は、自車両の周辺(特に側方)を撮像するように設置された撮像装置712を備え、撮像装置712は、コンピュータ714に接続されている。   As shown in FIG. 16, the on-vehicle measuring device 710 according to the seventh embodiment includes an imaging device 712 that is installed so as to image the periphery (particularly the side) of the host vehicle, and the imaging device 712 is a computer. 714.

車載測定装置710のコンピュータ714は、GPS情報取得部620と、到来波絶対方向算出部22と、到来波相対方向推定部624と、マルチパス判定部626と、自車位置算出部28と、撮像装置712により撮像された周辺画像から遮蔽物を検出する遮蔽物検出部738と、遮蔽物検出部738の検出結果に基づいて、推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第2マルチパス判定部740とを備えている。   The computer 714 of the in-vehicle measuring device 710 includes a GPS information acquisition unit 620, an incoming wave absolute direction calculation unit 22, an incoming wave relative direction estimation unit 624, a multipath determination unit 626, an own vehicle position calculation unit 28, and an imaging. Based on the detection result of the shielding object detection unit 738 that detects the shielding object from the peripheral image captured by the device 712, and the detection result of the shielding object detection unit 738, in the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite, A second multipath determination unit 740 that determines whether or not a received signal from each GPS satellite is a multipath by determining whether or not a shield is present.

遮蔽物検出部738は、撮像装置712により撮像された周辺画像に対して、画像認識処理を行って、建物等の遮蔽物を検出すると共に、周辺に存在する遮蔽物の位置及び高さを検出する。   The shielding object detection unit 738 performs image recognition processing on a peripheral image captured by the imaging device 712 to detect a shielding object such as a building, and also detects the position and height of the shielding object present in the vicinity. To do.

第2マルチパス判定部740は、遮蔽物検出部738による検出結果を取得する。第2マルチパス判定部740は、取得した検出結果が表わす周辺に存在する遮蔽物の位置及び高さに基づいて、到来波相対方向推定部624によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向(仰角及び方位角)に、遮蔽物となる建物が存在するか否かを判断し、電波の相対的な到来方向に遮蔽物が存在するGPS衛星を推定することにより、マルチパスを判定する。   The second multipath determination unit 740 acquires the detection result by the shielding object detection unit 738. The second multipath determination unit 740 uses the relative position of the radio wave from each GPS satellite estimated by the arrival wave relative direction estimation unit 624 based on the position and height of the shielding object present in the periphery represented by the acquired detection result. Multipath is determined by determining whether there is a building that becomes a shielding object in a certain direction of arrival (elevation angle and azimuth angle), and estimating a GPS satellite that has a shielding object in the relative direction of arrival of radio waves. judge.

次に、第7の実施の形態に係る車載測定装置710の作用について説明する。   Next, the operation of the in-vehicle measurement device 710 according to the seventh embodiment will be described.

GPS受信部612によって、複数のGPS衛星から電波を受信しているときに、コンピュータ714において、上記第6の実施の形態と同様に、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。   When the GPS receiver 612 is receiving radio waves from a plurality of GPS satellites, the computer 714 executes a multipath determination processing routine in the same manner as in the sixth embodiment.

また、撮像装置712によって、自車両の周辺の画像が連続して撮像されているときに、コンピュータ714において、上記のマルチパス判定処理ルーチンと並行に、図17に示す第2マルチパス判定処理ルーチンが実行される。なお、第6の実施の形態と同様の処理については同一符号を付して詳細な説明を省略する。   In addition, when images around the host vehicle are continuously captured by the imaging device 712, the computer 714 performs the second multipath determination processing routine shown in FIG. 17 in parallel with the multipath determination processing routine described above. Is executed. Note that the same processes as those of the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

まず、ステップ750において、撮像装置712から周辺画像を取得し、ステップ752において、上記ステップ750で取得した周辺画像から、遮蔽物となる建物を検出し、建物が存在する位置及び建物の高さを検出する。   First, in step 750, a peripheral image is acquired from the imaging device 712, and in step 752, a building that becomes a shield is detected from the peripheral image acquired in step 750, and the position where the building exists and the height of the building are determined. To detect.

そして、ステップ650において、上記のマルチパス判定処理ルーチンによって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向(仰角及び方位角)を取得する。そして、ステップ756において、上記ステップ752で検出した周辺に存在する建物の位置及び高さに基づいて、各GPS衛星について、上記ステップ650で取得した電波の相対的な到来方向(仰角及び方位角)に、遮蔽物となる建物が存在するかを判断して、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力し、第2マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   In step 650, the relative arrival directions (elevation angle and azimuth angle) of radio waves from each GPS satellite estimated by the multipath determination processing routine are acquired. In step 756, the relative arrival direction (elevation angle and azimuth angle) of the radio wave acquired in step 650 is obtained for each GPS satellite based on the position and height of the building existing in the vicinity detected in step 752. In addition, it is determined whether there is a building that becomes a shielding object, it is determined whether the received signal from each GPS satellite is multipath, the determination result is output to an external device, and a second multipath determination process is performed. End the routine.

このように、推定される到来方向を比較してマルチパスを判定すると共に、電波の到来方向に遮蔽物が存在するか否かを判断して、マルチパスを判定することにより、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。   In this way, the estimated arrival directions are compared to determine the multipath, and whether or not there is an obstacle in the direction of arrival of the radio wave, and the multipath is determined, thereby determining the multipath. Whether or not the received signal is multipath can be determined with higher accuracy.

なお、上記の第6の実施の形態及び第7の実施の形態では、道路地図データや周辺画像に基づいて電波の到来方向に遮蔽物があるか否かを判断して、マルチパスを判定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、推定された電波の到来方向のみに基づいて、マルチパスを判定してもよい。推定されたGPS衛星からの電波の相対的な到来方向が、予め定められた、遮蔽物が存在する可能性が高い方向であるか否かによって、そのGPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定してもよい。例えば、GPS衛星からの電波の相対的な到来方向が、走行方向と直交する方向である場合や、道路沿いの方向である場合、到来方向の仰角が低い場合には、マルチパスである可能性が高いと判定するようにしてもよい。   In the sixth embodiment and the seventh embodiment described above, multipath is determined by determining whether there is an obstruction in the direction of arrival of radio waves based on road map data and surrounding images. Although the case has been described as an example, the present invention is not limited to this, and multipath may be determined based only on the estimated arrival direction of radio waves. The received signal from the GPS satellite is multipath depending on whether or not the estimated relative arrival direction of the radio wave from the GPS satellite is a predetermined direction in which there is a high possibility that a shielding object exists. It may be determined whether or not. For example, if the relative arrival direction of radio waves from a GPS satellite is a direction orthogonal to the traveling direction, a direction along a road, or the elevation angle of the arrival direction is low, there is a possibility of multipath. May be determined to be high.

次に、第8の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an eighth embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the same structure as 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第8の実施の形態では、複数種類のマルチパス判定手法を用いて、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定している点が、第1の実施の形態と主に異なっている。   The eighth embodiment is mainly different from the first embodiment in that it is determined whether or not a received signal from a GPS satellite is a multipath using a plurality of types of multipath determination methods. Is different.

図18に示すように、第8の実施の形態に係る車載測定装置810のGPS受信部12は、複数のGPS衛星からの電波を受信して、受信した全てのGPS衛星からの受信信号から、GPS衛星の情報として、GPS衛星の衛星番号、搬送波位相、コード擬似距離、ドップラーシフト周波数、信号強度、及び軌道情報を取得し、コンピュータ814に出力する。なお、GPS衛星の情報は、アンテナ12A、12Bの各々について取得され、コンピュータ814に出力される。   As shown in FIG. 18, the GPS receiver 12 of the in-vehicle measuring device 810 according to the eighth embodiment receives radio waves from a plurality of GPS satellites, and receives received signals from all the received GPS satellites. As the GPS satellite information, the satellite number, carrier phase, code pseudorange, Doppler shift frequency, signal intensity, and orbit information of the GPS satellite are acquired and output to the computer 814. GPS satellite information is acquired for each of the antennas 12A and 12B and output to the computer 814.

コンピュータ814は、GPS受信部12から、電波を受信した全てのGPS衛星について、GPS衛星の情報をアンテナ毎に取得すると共に、GPSアンテナ12A、12B間の受信信号の位相差を取得するGPS情報取得部820と、到来波絶対方向算出部22と、到来波相対方向推定部24と、マルチパス判定部26と、自車位置算出部28と、GPS情報取得部220によって取得された各GPS衛星のGPS擬似距離データ及び受信信号の位相差に基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第2マルチパス判定部824と、GPS情報取得部220によって取得された各GPS衛星のドップラーシフト周波数に基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第3マルチパス判定部826とを備えている。なお、第2マルチパス判定部824は、第3判定手段の一例であり、第3マルチパス判定部826は、第4判定手段の一例である。   The computer 814 obtains GPS satellite information for each antenna for all GPS satellites that have received radio waves from the GPS receiver 12 and obtains the phase difference of the received signals between the GPS antennas 12A and 12B. Unit 820, arrival wave absolute direction calculation unit 22, arrival wave relative direction estimation unit 24, multipath determination unit 26, own vehicle position calculation unit 28, and GPS information acquisition unit 220. Based on the GPS pseudorange data and the phase difference between the received signals, the second multipath determining unit 824 that determines whether or not the received signal from each GPS satellite is a multipath, and the GPS information acquiring unit 220 Based on the Doppler shift frequency of each GPS satellite, a third marker for determining whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath. And a-path determination unit 826. The second multipath determination unit 824 is an example of a third determination unit, and the third multipath determination unit 826 is an example of a fourth determination unit.

GPS情報取得部820は、GPS受信部12から、電波を受信した全てのGPS衛星について、GPS衛星の情報を、GPSアンテナ12A、12B毎に取得すると共に、GPSアンテナ12A、12Bの位相差を算出する。また、GPS衛星の位置、及びGPS衛星が電波を送信した送信時刻は、受信信号から取得したGPS衛星の情報に基づいて推定されて取得される。   The GPS information acquisition unit 820 acquires GPS satellite information for each GPS antenna 12A and 12B for all GPS satellites that have received radio waves from the GPS reception unit 12, and calculates the phase difference between the GPS antennas 12A and 12B. To do. Further, the position of the GPS satellite and the transmission time at which the GPS satellite transmits radio waves are estimated and acquired based on the GPS satellite information acquired from the received signal.

第2マルチパス判定部824は、GPS衛星の各々について、GPSアンテナ12A、12B間の当該GPS衛星のGPS擬似距離データの差分と、GPSアンテナ12A、12B間の当該GPS衛星の受信信号の位相差とを比較し、これらの差が閾値以上であれば、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであると判定し、これらの差が閾値未満であれば、GPS衛星からの受信信号がマルチパスではないと判定する。   For each GPS satellite, the second multipath determination unit 824 determines the difference between the GPS pseudorange data of the GPS satellite between the GPS antennas 12A and 12B and the phase difference between the received signals of the GPS satellites between the GPS antennas 12A and 12B. If these differences are equal to or greater than the threshold, it is determined that the received signal from the GPS satellite is multipath. If these differences are less than the threshold, the received signal from the GPS satellite is not multipath. Judge that there is no.

例えば、図19に示すように、GPSアンテナ12A、12B間で受信した電波の経路が大きく異なる場合には、GPSアンテナ12A、12B間で得られるGPS擬似距離データの差分が大きくなる一方、この差分が、受信信号の位相差の最大値(2π)を越えることにより、受信信号の位相差が小さくなる。従って、上記のGPS擬似距離データの差分と、受信信号の位相差との差が大きくなり、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであると判定される。なお、上記判定で用いる閾値については、実験的又は統計的に、一方のGPSアンテナでのみマルチパスの受信信号を受信する場合における、アンテナ間のGPS擬似距離データの差分と、アンテナ間の受信信号の位相差との差を予め求めておき、求められた差に基づいて、閾値を設定しておけばよい。   For example, as shown in FIG. 19, when the path of the radio wave received between the GPS antennas 12A and 12B is greatly different, the difference in the GPS pseudorange data obtained between the GPS antennas 12A and 12B becomes large. However, exceeding the maximum value (2π) of the phase difference of the received signal reduces the phase difference of the received signal. Therefore, the difference between the difference in the GPS pseudorange data and the phase difference of the received signal becomes large, and it is determined that the received signal from the GPS satellite is multipath. As for the threshold used in the above determination, the difference between the GPS pseudorange data between the antennas and the received signal between the antennas when the multipath received signal is received only by one of the GPS antennas experimentally or statistically. What is necessary is just to obtain a difference from the phase difference in advance, and to set a threshold based on the obtained difference.

第3マルチパス判定部826は、GPS衛星の各々について、GPSアンテナ12A、12B間のドップラーシフト周波数の差分が、閾値以上であれば、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであると判定し、この差分が閾値未満であれば、GPS衛星からの受信信号がマルチパスではないと判定する。通常、自車両に発生し得る車両運動(ヨーレート)に相当する範囲で、GPSアンテナ12A、12B間のドップラーシフト周波数の差分が生じるが、例えば、上記図19のように、GPSアンテナ12A、12B間で受信した電波の経路が大きく異なる場合には、GPSアンテナ12A、12B間で得られるドップラーシフト周波数の差分が大きくなり、GPS衛星からの受信信号がマルチパスであると判定される。   For each GPS satellite, the third multipath determination unit 826 determines that the received signal from the GPS satellite is multipath if the difference in Doppler shift frequency between the GPS antennas 12A and 12B is equal to or greater than a threshold value. If this difference is less than the threshold, it is determined that the received signal from the GPS satellite is not multipath. Normally, a difference in Doppler shift frequency between the GPS antennas 12A and 12B occurs in a range corresponding to vehicle motion (yaw rate) that can occur in the host vehicle. For example, as shown in FIG. When the path of the radio wave received at 1 is greatly different, the difference in the Doppler shift frequency obtained between the GPS antennas 12A and 12B is increased, and the received signal from the GPS satellite is determined to be multipath.

なお、上記判定で用いる閾値については、実験的又は統計的に、一方のGPSアンテナでのみマルチパスの受信信号を受信する場合における、アンテナ間のドップラーシフト周波数の差分を予め求めておき、求められた差分に基づいて、閾値を設定しておけばよい。   Note that the threshold value used in the above determination is obtained by experimentally or statistically obtaining in advance a difference in Doppler shift frequency between antennas when a multipath received signal is received by only one GPS antenna. A threshold may be set based on the difference.

次に、第8の実施の形態に係る車載測定装置810の作用について説明する。   Next, the effect | action of the vehicle-mounted measuring apparatus 810 which concerns on 8th Embodiment is demonstrated.

GPS受信部12によって、複数のGPS衛星から電波を受信しているときに、コンピュータ814において、以下のように、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。   When the GPS receiver 12 receives radio waves from a plurality of GPS satellites, the computer 814 executes a multipath determination processing routine as follows.

まず、GPS受信部12から複数のGPS衛星の情報を取得すると共に、複数のGPS衛星のGPSアンテナ12A、12B間の受信信号の位相差を取得する。   First, information on a plurality of GPS satellites is acquired from the GPS receiving unit 12, and a phase difference between reception signals between the GPS antennas 12A and 12B of the plurality of GPS satellites is acquired.

そして、取得した各GPS衛星の情報に基づいて算出される各GPS衛星の位置座標と、算出された自車位置とに基づいて、各GPS衛星の方向を、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出する。次に、取得したGPSアンテナ12A、12B間の各GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、アンテナ設置方向を基準とした、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する。   Then, based on the position coordinates of each GPS satellite calculated based on the acquired information of each GPS satellite and the calculated position of the own vehicle, the direction of each GPS satellite is determined based on the absolute radio wave from each GPS satellite. It is calculated as the correct direction of arrival. Next, based on the phase difference of the received signal from each GPS satellite between the acquired GPS antennas 12A and 12B, the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite is estimated based on the antenna installation direction.

そして、算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向とを全体として比較して、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。   Then, the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite and the estimated relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite are compared as a whole, and a received signal from each GPS satellite is obtained. It is determined whether the path is multipath, and the determination result is output to an external device.

次に、上記の判定、後述する第2マルチパス判定処理ルーチン、又は後述する第3マルチパス判定処理ルーチンで、マルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号がある場合には、受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星の擬似距離データを除き、取得された他のGPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。一方、マルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号がなかった場合には、取得された各GPS衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   Next, if there is a received signal from a GPS satellite determined to be multipath in the above determination, the second multipath determination processing routine described later, or the third multipath determination processing routine described later, a reception is performed. Based on the pseudorange data of other GPS satellites acquired, except for the GPS satellite pseudorange data for which the signal is determined to be multipath, the vehicle position is calculated and output to an external device, and multipath determination is made. The processing routine ends. On the other hand, when there is no received signal from a GPS satellite determined to be multipath, based on the acquired pseudorange data of each GPS satellite, the vehicle position is calculated and output to an external device, The multipath determination processing routine is terminated.

また、コンピュータ814において、上記のマルチパス判定処理ルーチンと並行に、図20に示す第2マルチパス判定処理ルーチンが実行される。   Further, in the computer 814, a second multipath determination processing routine shown in FIG. 20 is executed in parallel with the above-described multipath determination processing routine.

まず、ステップ850において、GPS受信部12からの出力に基づいて、各GPS衛星について、GPSアンテナ12A、12B毎のGPS擬似距離データを算出すると共に、GPSアンテナ12A、12B間のGPS擬似距離データの差分を算出して取得する。   First, in step 850, for each GPS satellite, the GPS pseudorange data for each GPS antenna 12A, 12B is calculated based on the output from the GPS receiver 12, and the GPS pseudorange data between the GPS antennas 12A, 12B is calculated. Calculate and obtain the difference.

そして、ステップ852において、各GPS衛星について、上記ステップ850で取得したGPSアンテナ12A、12B間のGPS擬似距離データの差分と、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得したGPSアンテナ12A、12B間の受信信号の位相差との差を算出する。   In step 852, for each GPS satellite, the difference between the GPS pseudorange data between the GPS antennas 12A and 12B acquired in step 850 and the reception between the GPS antennas 12A and 12B acquired in the multipath determination processing routine. The difference from the phase difference of the signal is calculated.

次のステップ854では、各GPS衛星について、上記ステップ852で算出された差が、閾値以上であるか否かを判定することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力して、第2マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   In the next step 854, it is determined whether or not the received signal from each GPS satellite is multipath by determining whether or not the difference calculated in step 852 is greater than or equal to a threshold value for each GPS satellite. Determine, output the determination result to the external device, and terminate the second multipath determination processing routine.

また、コンピュータ814において、上記のマルチパス判定処理ルーチン及び第2マルチパス判定処理ルーチンと並行に、図21に示す第3マルチパス判定処理ルーチンが実行される。   Further, in the computer 814, a third multipath determination processing routine shown in FIG. 21 is executed in parallel with the multipath determination processing routine and the second multipath determination processing routine.

まず、ステップ860において、GPS受信部12からの出力に基づいて、各GPS衛星について、GPSアンテナ12A、12B毎のドップラーシフト周波数を取得すると共に、GPSアンテナ12A、12B間のドップラーシフト周波数の差分を算出して取得する。   First, in step 860, for each GPS satellite, the Doppler shift frequency for each of the GPS antennas 12A and 12B is acquired based on the output from the GPS receiver 12, and the difference in Doppler shift frequency between the GPS antennas 12A and 12B is obtained. Calculate and get.

そして、ステップ862において、各GPS衛星について、上記ステップ860で算出されたドップラーシフト周波数の差分が、閾値以上であるか否かを判定することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力して、第3マルチパス判定処理ルーチンを終了する。   In step 862, for each GPS satellite, it is determined whether the difference in Doppler shift frequency calculated in step 860 is greater than or equal to a threshold value, so that the received signal from each GPS satellite is multipath. Whether or not, the determination result is output to the external device, and the third multipath determination processing routine is terminated.

以上説明したように、第8の実施の形態に係る車載測定装置によれば、複数種類のマルチパスの判定手法を組み合わせることにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。   As described above, according to the in-vehicle measurement device according to the eighth embodiment, whether or not the received signal from each GPS satellite is a multipath by combining a plurality of types of multipath determination methods. It can be determined with high accuracy.

また、上記の実施の形態では、アンテナ間の擬似距離の差を用いてマルチパスを判定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、アンテナ間のGPS電波伝搬時間の差と、受信信号の位相差との差分を用いて、受信信号がマルチパスであるか否かを判定するようにしてもよい。この場合には、GPS衛星が電波を送信した時刻及び自車両で電波を受信した時刻に基づいて、GPS電波伝搬時間を算出するようにすればよい。   In the above embodiment, the case where multipath is determined using the difference in pseudo distance between antennas has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the difference in GPS radio wave propagation time between antennas is described. And the difference between the received signal and the phase difference of the received signal may be used to determine whether the received signal is multipath or not. In this case, the GPS radio wave propagation time may be calculated based on the time when the GPS satellite transmits the radio wave and the time when the vehicle receives the radio wave.

また、上記の第6の実施の形態〜第8の実施の形態では、到来方向を全体として比較してマルチパスを判定するマルチパス判定手法と、他のマルチパス判定手法とを組み合わせた場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、上記第2の実施の形態〜第5の実施の形態におけるマルチパス判定手法に、第6の実施の形態〜第8の実施の形態の第2マルチパス判定部又は第3マルチパス判定部の判定手法を組み合わせてもよい。   In the sixth to eighth embodiments, the multipath determination method for determining the multipath by comparing the arrival directions as a whole and the other multipath determination method are combined. Although described as an example, the present invention is not limited to this, and the multipath determination methods in the second to fifth embodiments are the same as those in the sixth to eighth embodiments. The determination methods of the second multipath determination unit or the third multipath determination unit may be combined.

また、第6の実施の形態における第2マルチパス判定部640による判定手法、第7の実施の形態における第2マルチパス判定部740による判定手法、第8の実施の形態における第2マルチパス判定部824による判定手法、及び第3マルチパス判定部826による判定手法の任意の組み合わせを、第1の実施の形態〜第5の実施の形態におけるマルチパス判定手法に組み合わせて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するようにしてもよい。   Also, the determination method by the second multipath determination unit 640 in the sixth embodiment, the determination method by the second multipath determination unit 740 in the seventh embodiment, and the second multipath determination in the eighth embodiment An arbitrary combination of the determination method by the unit 824 and the determination method by the third multipath determination unit 826 is combined with the multipath determination method in the first to fifth embodiments, It may be determined whether the received signal is multipath.

また、何れかの1つの判定手法によりマルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号を、最終的にマルチパスと判定した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、全ての判定手法によりマルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号を、最終的にマルチパスと判定するようにしてもよく、また、少なくとも2つの判定手法によりマルチパスであると判定されたGPS衛星からの受信信号を、最終的にマルチパスと判定するようにしてもよい。   Moreover, although the case where the received signal from the GPS satellite determined to be multipath by any one of the determination methods is finally determined to be multipath has been described as an example, it is not limited to this. A received signal from a GPS satellite determined to be multipath by all the determination methods may be finally determined to be multipath, and it is determined to be multipath by at least two determination methods. The received signal from the GPS satellite may be finally determined as multipath.

また、上記の第1の実施の形態〜第8の実施の形態において、従来既知の擬似距離残差などを用いたマルチパスの判定手法も組み合わせて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するようにしてもよい。この場合には、その手順や組み合わせは任意でよい。   In addition, in the first to eighth embodiments described above, a multipath determination method using a conventionally known pseudorange residual or the like is combined, so that a received signal from each GPS satellite is a multipath. You may make it determine whether it exists. In this case, the procedure and combination may be arbitrary.

また、擬似距離データではなく、GPS電波伝搬時間を用いて、自車両の位置を算出するようにしてもよい。   Moreover, you may make it calculate the position of the own vehicle using GPS radio wave propagation time instead of pseudorange data.

また、GPS衛星の方向を算出する際に用いる自車両の位置として、擬似距離データを用いた位置算出の値を用いた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。GPS衛星の方向を求める際には、おおざっぱな自車両の位置が分かればよいため、地図データなどから求められる自車両の位置を用いてもよい。   Moreover, although the case where the value of position calculation using pseudorange data was used as an example of the position of the host vehicle used when calculating the direction of the GPS satellite was described, it is not limited to this. When obtaining the direction of the GPS satellite, it is only necessary to know the rough position of the own vehicle. Therefore, the position of the own vehicle obtained from map data or the like may be used.

また、マルチパスの判定結果を用いて、自車両の位置を算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、信号の反射点予測などによって周辺構造物の配置を推定する場合に、マルチパスの判定結果を用いて反射点を予測するようにしてもよい。また、自車両の速度を算出して、外部装置に出力してもよい。この場合には、マルチパスの判定結果を用いて、自車両の速度を算出することができる。   In addition, the case where the position of the host vehicle is calculated using the multipath determination result has been described as an example, but the present invention is not limited to this. When estimating, the reflection point may be predicted using the determination result of multipath. Further, the speed of the host vehicle may be calculated and output to an external device. In this case, the speed of the host vehicle can be calculated using the multipath determination result.

10、210、310、610、710、810 車載測定装置
12A、12B、612A、612B、612C GPSアンテナ
12、612 GPS受信部
14、214、314、614、714、814 コンピュータ
20、220、620、820 GPS情報取得部
22 到来波絶対方向算出部
24、624 到来波相対方向推定部
26、226、626 マルチパス判定部
28、328 自車位置算出部
222 自車方向推定部
224 到来波絶対方向推定部
322 自車方向推定部
640、740、824 第2マルチパス判定部
712 撮像装置
738 遮蔽物検出部
826 第3マルチパス判定部
10, 210, 310, 610, 710, 810 On-vehicle measuring device 12A, 12B, 612A, 612B, 612C GPS antenna 12, 612 GPS receiver 14, 214, 314, 614, 714, 814 Computer 20, 220, 620, 820 GPS information acquisition unit 22 Arrival wave absolute direction calculation unit 24, 624 Arrival wave relative direction estimation unit 26, 226, 626 Multipath determination unit 28, 328 Own vehicle position calculation unit 222 Own vehicle direction estimation unit 224 Arrival wave absolute direction estimation unit 322 Self-vehicle direction estimation unit 640, 740, 824 Second multipath determination unit 712 Imaging device 738 Shielding object detection unit 826 Third multipath determination unit

Claims (19)

GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段と、
前記GPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段と、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、
前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段と、
を含むマルチパス判定装置。
GPS receiving means having a plurality of antennas for receiving radio waves from GPS satellites;
Acquisition means for acquiring the information on the GPS satellites received by the GPS receiving means and the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas for all of the GPS satellites that have received the radio waves; ,
For each GPS satellite, relative direction estimation means for estimating the relative arrival directions of radio waves from the GPS satellite based on the phase difference of the received signals from the GPS satellite acquired by the acquisition means;
For each GPS satellite, based on the information of the GPS satellite acquired by the acquisition unit, an absolute direction calculation unit that calculates an absolute arrival direction of radio waves from the GPS satellite;
The relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation unit and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation unit are compared as a whole. A determination means for determining whether the received signal from each GPS satellite is multipath,
Multipath determination device including
GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段と、
前記GPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段と、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、
自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段と、
前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段と、
を含むマルチパス判定装置。
GPS receiving means having a plurality of antennas for receiving radio waves from GPS satellites;
Acquisition means for acquiring the information on the GPS satellites received by the GPS receiving means and the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas for all of the GPS satellites that have received the radio waves; ,
For each GPS satellite, relative direction estimation means for estimating the relative arrival directions of radio waves from the GPS satellite based on the phase difference of the received signals from the GPS satellite acquired by the acquisition means;
For each GPS satellite, based on the position information of the GPS satellite acquired by the acquisition means, absolute direction calculation means for calculating the absolute arrival direction of the radio wave from the GPS satellite,
Own vehicle direction estimating means for estimating an absolute reference direction of the own vehicle;
From the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimating means and the absolute reference direction of the own vehicle estimated by the own vehicle direction estimating means, By comparing the absolute arrival direction of the radio wave with the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculating unit, the received signal from each GPS satellite is obtained. Determining means for respectively determining whether or not multipath,
Multipath determination device including
GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段と、
前記GPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の位置情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段と、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、
自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段と、
前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段と、
を含むマルチパス判定装置。
GPS receiving means having a plurality of antennas for receiving radio waves from GPS satellites;
Acquisition means for acquiring the position information of the GPS satellites received by the GPS receiving means and the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas for all the GPS satellites that have received the radio waves. When,
For each GPS satellite, relative direction estimation means for estimating the relative arrival directions of radio waves from the GPS satellite based on the phase difference of the received signals from the GPS satellite acquired by the acquisition means;
For each GPS satellite, based on the position information of the GPS satellite acquired by the acquisition means, absolute direction calculation means for calculating the absolute arrival direction of the radio wave from the GPS satellite,
Own vehicle direction estimating means for estimating an absolute reference direction of the own vehicle;
The relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation unit, the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation unit, and the own vehicle direction By comparing the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite, which is obtained from the absolute reference direction of the host vehicle estimated by the estimation means, for each GPS satellite, the received signal from each GPS satellite is obtained. Determining means for respectively determining whether or not multipath,
Multipath determination device including
前記取得手段は、前記GPS衛星の位置情報、前記GPS衛星からの受信信号の位相差、及び前記GPS衛星からの受信信号のドップラー周波数を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得し、
前記自車方向推定手段は、前記取得手段によって取得された前記ドップラー周波数の各々に基づいて、各GPS衛星に対する自車両の相対速度を算出する相対速度算出手段を備え、前記相対速度算出手段によって算出された前記相対速度を用いて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項2又は3記載のマルチパス判定装置。
The acquisition means acquires the position information of the GPS satellite, the phase difference of the received signal from the GPS satellite, and the Doppler frequency of the received signal from the GPS satellite for all the GPS satellites that have received the radio waves,
The own vehicle direction estimating means includes a relative speed calculating means for calculating a relative speed of the own vehicle with respect to each GPS satellite based on each of the Doppler frequencies acquired by the acquiring means, and is calculated by the relative speed calculating means. 4. The multipath determination device according to claim 2, wherein an absolute reference direction of the host vehicle is estimated using the relative speed that has been set.
前記自車方向推定手段は、前記取得されたGPS衛星の情報から、各GPS衛星の速度を算出し、前記相対速度算出手段によって算出された各GPS衛星に対する前記相対速度と前記算出された各GPS衛星の速度とに基づいて、各GPS衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、算出された各GPS衛星方向の自車両の速度に基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、前記速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項4記載のマルチパス判定装置。   The own vehicle direction estimation means calculates the speed of each GPS satellite from the acquired GPS satellite information, and calculates the relative speed for each GPS satellite calculated by the relative speed calculation means and each calculated GPS Based on the speed of the satellite, the vehicle speed calculation means for calculating the speed of the vehicle in each GPS satellite direction, and the speed vector of the host vehicle is estimated based on the calculated speed of the vehicle in each GPS satellite direction The multipath determination device according to claim 4, further comprising: a speed vector estimation unit configured to estimate an absolute reference direction of the host vehicle based on the speed vector of the host vehicle estimated by the speed vector estimation unit. 自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含み、
前記自車方向推定手段は、予め記憶された道路地図情報から、前記位置算出手段によって算出された自車両の位置が存在する道路の方向を取得し、取得した道路の方向に基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項2又は3項記載のマルチパス判定装置。
It further includes position calculation means for calculating the position of the host vehicle,
The own vehicle direction estimating means acquires the direction of the road where the position of the own vehicle calculated by the position calculating means exists from road map information stored in advance, and based on the acquired road direction, The multipath determination device according to claim 2, wherein the absolute reference direction is estimated.
前記自車方向推定手段は、前記取得されたGPS衛星の情報から、各GPS衛星の速度を算出し、前記相対速度算出手段によって算出された各GPS衛星に対する前記相対速度と前記算出された各GPS衛星の速度とに基づいて、各GPS衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、自車両の車速を取得する車速取得手段と、少なくとも2つのGPS衛星について算出された各GPS衛星方向の自車両の速度と、前記取得された自車両の車速とに基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、前記速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項4記載のマルチパス判定装置。   The own vehicle direction estimation means calculates the speed of each GPS satellite from the acquired GPS satellite information, and calculates the relative speed for each GPS satellite calculated by the relative speed calculation means and each calculated GPS Based on the speed of the satellite, own vehicle speed calculating means for calculating the speed of the own vehicle in each GPS satellite direction, vehicle speed acquiring means for acquiring the vehicle speed of the own vehicle, and each GPS calculated for at least two GPS satellites The vehicle further comprises speed vector estimation means for estimating the speed vector of the host vehicle based on the speed of the host vehicle in the satellite direction and the acquired vehicle speed of the host vehicle, and the host vehicle estimated by the speed vector estimation unit The multipath determination device according to claim 4, wherein an absolute reference direction of the host vehicle is estimated based on the speed vector. 前記自車方向推定手段は、前記取得されたGPS衛星の情報から、各GPS衛星の速度を算出し、前記相対速度算出手段によって算出された各GPS衛星に対する前記相対速度と前記算出された各GPS衛星の速度とに基づいて、各GPS衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、自車両の車速を取得する車速取得手段と、クロックバイアスの時間に伴う変化の割合を示すクロックバイアスドリフトを算出するクロックバイアスドリフト算出手段と、少なくとも1つのGPS衛星について算出されたGPS衛星方向の自車両の速度と、前記取得された自車両の車速と、前記算出されたクロックバイアスドリフトとに基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、前記速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項4記載のマルチパス判定装置。   The own vehicle direction estimation means calculates the speed of each GPS satellite from the acquired GPS satellite information, and calculates the relative speed for each GPS satellite calculated by the relative speed calculation means and each calculated GPS Based on the speed of the satellite, the own vehicle speed calculating means for calculating the speed of the own vehicle in each GPS satellite direction, the vehicle speed acquiring means for acquiring the vehicle speed of the own vehicle, and the rate of change with time of the clock bias are shown. Clock bias drift calculating means for calculating clock bias drift, the speed of the host vehicle in the direction of the GPS satellite calculated for at least one GPS satellite, the obtained vehicle speed of the host vehicle, and the calculated clock bias drift Speed vector estimation means for estimating the speed vector of the host vehicle based on the speed vector estimation means, Based on the velocity vector of the vehicle which is more estimated multipath determination apparatus according to claim 4, wherein estimating the absolute reference direction of the vehicle. 前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かに基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第2判定手段を更に含む請求項1〜請求項8の何れか1項記載のマルチパス判定装置。   Whether the received signal from each GPS satellite is multipath based on whether there is a shield in the relative arrival direction of the radio waves from each GPS satellite estimated by the relative direction estimating means The multipath determination device according to any one of claims 1 to 8, further comprising a second determination unit that determines whether or not. 自車両の周囲を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から遮蔽物を検出する遮蔽物検出手段とを更に含み、
前記第2判定手段は、前記遮蔽物検出手段の検出結果に基づいて、前記推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断する請求項9記載のマルチパス判定装置。
Imaging means for imaging the surroundings of the host vehicle;
A shielding object detecting means for detecting the shielding object from the image captured by the imaging means,
The second determination unit determines whether there is a shield in the relative arrival direction of the radio waves from the estimated GPS satellites based on a detection result of the shield detection unit. The multipath determination device according to 9.
自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含み、
前記遮蔽物判定手段は、予め記憶された道路地図情報から、前記位置算出手段によって算出された自車両の位置の周辺に存在する遮蔽物の有無を取得し、前記推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断する請求項9項記載のマルチパス判定装置。
It further includes position calculation means for calculating the position of the host vehicle,
The shielding object determination means obtains presence / absence of an obstacle present around the position of the host vehicle calculated by the position calculation means from road map information stored in advance, and obtains from each estimated GPS satellite. The multipath determination device according to claim 9, wherein it is determined whether or not a shielding object exists in a relative arrival direction of radio waves.
前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向が、予め定められた、遮蔽物が存在する可能性のある方向であるか否かに基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第2判定手段を更に含む請求項1〜請求項8の何れか1項記載のマルチパス判定装置。   Each GPS satellite is based on whether or not the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation means is a predetermined direction in which there is a possibility that a shielding object exists. The multipath determination device according to any one of claims 1 to 8, further comprising second determination means for determining whether or not a received signal from the multipath is multipath. 前記取得手段は、更に、前記GPS衛星から電波が送信されて自車両まで到達するまでのGPS電波伝搬時間又は前記GPS衛星までの擬似距離を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて、前記アンテナ毎に取得し、
各GPS衛星について、前記アンテナ間の前記GPS電波伝搬時間の差又は前記擬似距離の差と、該GPS衛星からの受信信号の位相差とを比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する第3判定手段を更に含む請求項1〜請求項12の何れか1項記載のマルチパス判定装置。
The acquisition means further determines the GPS radio wave propagation time from when the radio wave is transmitted from the GPS satellite until it reaches the host vehicle or the pseudo distance to the GPS satellite for all the GPS satellites that have received the radio wave. Get every
For each GPS satellite, by comparing the difference in the GPS radio wave propagation time between the antennas or the difference in the pseudo distance with the phase difference of the received signal from the GPS satellite, the received signal from each GPS satellite is The multipath determination device according to any one of claims 1 to 12, further comprising third determination means for determining whether or not each path is a path.
前記取得手段は、更に、前記GPS衛星からの受信信号のドップラー周波数を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて、前記アンテナ毎に取得し、
各GPS衛星における前記アンテナ間のドップラー周波数の差に基づいて、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する第4判定手段を更に含む請求項1〜請求項13の何れか1項記載のマルチパス判定装置。
The acquisition means further acquires the Doppler frequency of the reception signal from the GPS satellite for each of the antennas for all the GPS satellites that have received the radio waves,
14. The fourth determination unit according to claim 1, further comprising fourth determination means for determining whether or not a received signal from each GPS satellite is multipath based on a difference in Doppler frequency between the antennas in each GPS satellite. The multipath determination device according to any one of the preceding claims.
前記GPS受信手段は、3つ以上のアンテナを備え、
前記相対方向推定手段は、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の前記アンテナ間の各々の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の、仰角及び方位角で表わされる相対的な到来方向を各々推定し、
前記絶対方向算出手段は、各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の、仰角及び方位角で表わされる絶対的な到来方向を各々算出する請求項1〜請求項14の何れか1項記載のマルチパス判定装置。
The GPS receiving means includes three or more antennas,
The relative direction estimation means, for each GPS satellite, based on the phase difference between the antennas of the received signal from the GPS satellite acquired by the acquisition means, the elevation angle and azimuth angle of the radio wave from the GPS satellite Estimate the relative directions of arrival represented by
The absolute direction calculation means calculates, for each GPS satellite, an absolute arrival direction represented by an elevation angle and an azimuth angle of the radio wave from the GPS satellite based on the information of the GPS satellite acquired by the acquisition means. The multipath determination device according to any one of claims 1 to 14.
前記取得手段は、更に、前記GPS衛星から電波が送信されて自車両まで到達するまでのGPS電波伝搬時間又は前記GPS衛星までの擬似距離を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得し、
受信信号がマルチパスであると判定されたGPS衛星以外の各GPS衛星の前記GPS電波伝搬時間又は前記擬似距離に基づいて、自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含む請求項1〜請求項15の何れか1項記載のマルチパス判定装置。
The acquisition means further acquires the GPS radio wave propagation time from when the radio wave is transmitted from the GPS satellite to reach the host vehicle or the pseudo distance to the GPS satellite for all the GPS satellites that have received the radio wave,
The position calculation means which calculates the position of the own vehicle further based on the GPS radio wave propagation time or the pseudo distance of each GPS satellite other than the GPS satellite determined that the received signal is multipath. 16. The multipath determination device according to any one of items 15.
コンピュータを、
GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、及び
前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段
として機能させるためのプログラム。
Computer
The information of the GPS satellite received by the GPS receiving means having a plurality of antennas for receiving radio waves from the GPS satellites, and the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas, Acquisition means for acquiring all of the GPS satellites that received
For each GPS satellite, relative direction estimation means for estimating the relative arrival directions of radio waves from the GPS satellite based on the phase difference of the received signals from the GPS satellite acquired by the acquisition means,
For each GPS satellite, the absolute direction calculation means for calculating the absolute arrival direction of the radio wave from the GPS satellite based on the information of the GPS satellite acquired by the acquisition means, and the relative direction estimation means By comparing the relative arrival direction of the radio waves from each GPS satellite and the absolute arrival direction of the radio waves from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation means as a whole, A program for functioning as a determination means for determining whether a received signal is multipath or not.
コンピュータを、
GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、
自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段、及び
前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段
として機能させるためのプログラム。
Computer
The information of the GPS satellite received by the GPS receiving means having a plurality of antennas for receiving radio waves from the GPS satellites, and the phase difference of the received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas, Acquisition means for acquiring all of the GPS satellites that received
For each GPS satellite, relative direction estimation means for estimating the relative arrival directions of radio waves from the GPS satellite based on the phase difference of the received signals from the GPS satellite acquired by the acquisition means,
For each GPS satellite, based on the position information of the GPS satellite acquired by the acquisition unit, an absolute direction calculation unit that calculates an absolute arrival direction of radio waves from the GPS satellite,
A vehicle direction estimation unit that estimates an absolute reference direction of the vehicle, a relative arrival direction of radio waves from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation unit, and the vehicle direction estimation unit The absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite obtained from the absolute reference direction of the own vehicle and the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite calculated by the absolute direction calculation means A program for causing each GPS satellite to function as a determination means for determining whether or not a received signal from each GPS satellite is multipath by comparing each GPS satellite.
GPS衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたGPS受信手段によって受信した前記GPS衛星の位置情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記GPS衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したGPS衛星の全てについて取得する取得手段、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該GPS衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、
各GPS衛星について、前記取得手段によって取得した該GPS衛星の位置情報に基づいて、該GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、
自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段、及び
前記相対方向推定手段によって推定された各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各GPS衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各GPS衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各GPS衛星について比較することにより、各GPS衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段
として機能させるためのプログラム。
Position information of the GPS satellites received by GPS receiving means having a plurality of antennas for receiving radio waves from GPS satellites, and a phase difference of received signals from the GPS satellites received by each of the plurality of antennas, Acquisition means for acquiring all GPS satellites that have received radio waves;
For each GPS satellite, relative direction estimation means for estimating the relative arrival directions of radio waves from the GPS satellite based on the phase difference of the received signals from the GPS satellite acquired by the acquisition means,
For each GPS satellite, based on the position information of the GPS satellite acquired by the acquisition unit, an absolute direction calculation unit that calculates an absolute arrival direction of radio waves from the GPS satellite,
The vehicle direction estimation means for estimating the absolute reference direction of the vehicle, the relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite estimated by the relative direction estimation means, and the absolute direction calculation means The relative arrival direction of the radio wave from each GPS satellite, which is obtained from the absolute arrival direction of the radio wave from each GPS satellite and the absolute reference direction of the own vehicle estimated by the own vehicle direction estimating means. A program for causing each GPS satellite to function as a determination means for determining whether or not a received signal from each GPS satellite is multipath by comparing each GPS satellite.
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