JP2011242179A - Mobile radio positioning device - Google Patents

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Mitsunori Kono
実則 河野
Kiminori Kono
公則 河野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost mobile radio positioning device capable of measuring a position of a mobile terminal with high accuracy.SOLUTION: A plurality of relay stations 202a-202d are arranged at an interval around a reference station 201, the reference station 201 and the plurality of relay stations 202a-202d are connected via transmission cables 101a-101d, and the reference station 201 and a mobile terminal 203 perform two-way communication via the plurality of relay stations 202a-202d, so that the position of the mobile terminal 203 is measured.

Description

この発明は、基準局の周辺に間隔をおいて複数の中継局を配置し、前記基準局と複数の中継局との間を各々異なる複数の伝送ケーブルを介して接続し、前記基準局と移動端末との間で前記複数の中継局を介して双方向通信を行うことによって、前記移動端末の位置を高精度で測位できる移動無線測位装置に関するものである。
In the present invention, a plurality of relay stations are arranged at intervals around a reference station, the reference station and the plurality of relay stations are connected via different transmission cables, and the reference station and the mobile terminal are connected to each other. The present invention relates to a mobile radio positioning apparatus capable of measuring the position of the mobile terminal with high accuracy by performing bidirectional communication between the plurality of relay stations.

従来から、複数の発信手段を用いて測位を行なうシステムが提案されている。(例えば、特許文献1〜3参照)
特開2005−083888号 特開2006−023261号 特開2007−010639号
Conventionally, a system that performs positioning using a plurality of transmission means has been proposed. (For example, see Patent Documents 1 to 3)
JP 2005-088888 A JP 2006-023261 A JP 2007-010639 A

図6は、特許文献1に記載されている従来の「RTK測位システム及びその測位方法」の実施例である。
図6において、1は、RTK(リアルタイムキネマティック)測位を利用して利用者の測位を行うRTK測位システムである。
このRTK測位システム1は、4基のスードライト2と、固定基準局受信手段3と移動基準局受信手段4とからなる2基の基準局受信手段と、ローバー受信手段5と、利用者処理ユニット6と、データリンク7とにより構成されている。
ここで、スードライト2は、衛星の代わりの信号源として使用され、利用者の3次元測位を行う場合は、少なくとも4基必要であり、2次元測位を行う場合は、少なくとも3基が必要であるとされている。
FIG. 6 shows an example of a conventional “RTK positioning system and its positioning method” described in Patent Document 1.
In FIG. 6, reference numeral 1 denotes an RTK positioning system that performs user positioning using RTK (real-time kinematic) positioning.
This RTK positioning system 1 includes four pseudolites 2, two reference station receiving means comprising a fixed reference station receiving means 3 and a mobile reference station receiving means 4, a rover receiving means 5, a user processing unit 6, a data And a link 7.
Here, the pseudolite 2 is used as a signal source instead of a satellite, and at least four units are necessary when performing three-dimensional positioning of a user, and at least three are necessary when performing two-dimensional positioning. It is said that.

上記のように、従来の「RTK測位システム及びその測位方法」では3次元の測位を行なうために少なくとも4基のスードライト(擬似衛星局)が必要であり、更に、利用者処理ユニット6の他に、固定基準局受信手段3と移動基準局受信手段4とからなる2基の基準局受信手段と、ローバー受信機5と、データリンク7が必要であることから、システムが複雑であり、取り扱いが煩雑であり、高価となる問題点があった。
As described above, the conventional “RTK positioning system and its positioning method” requires at least four pseudolites (pseudo satellite stations) to perform three-dimensional positioning, and in addition to the user processing unit 6. The system is complicated and handling is complicated because two reference station receiving means consisting of a fixed reference station receiving means 3 and a mobile reference station receiving means 4, a rover receiver 5 and a data link 7 are required. There was an expensive problem.

一方、特許文献2に記載されている従来の「アクティブタグ装置」では、発信手段1の指向性アンテナの方向31に対向して受信手段2の指向性アンテナ21aと21bを向け、発信手段1が高周波信号を発信中に指向性アンテナ21aと21bを切替えた時に受信した高周波信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせの変化をリアルタイムで検知し、当該発信手段1が位置する方向を検知し、当該発信手段1と受信手段2の距離を検知するとされているが、当該発信手段1と受信手段2の距離を検知する手段あるいは方法が明確にされておらず、受信手段2の3次元の位置を測位する旨の訴求がなされていない問題点がある。
On the other hand, in the conventional “active tag device” described in Patent Document 2, the directional antennas 21a and 21b of the receiving unit 2 are directed to face the direction 31 of the directional antenna of the transmitting unit 1, and the transmitting unit 1 Changes in the timing, amplitude, frequency, phase, or combination of these received high-frequency signals when the directional antennas 21a and 21b are switched while transmitting high-frequency signals are detected in real time, and the direction in which the transmitting means 1 is located is detected. It is said that the distance between the transmitting means 1 and the receiving means 2 is detected, but the means or method for detecting the distance between the transmitting means 1 and the receiving means 2 is not clarified. There is a problem that the appeal of positioning the dimension is not made.

また、特許文献3に記載されている従来の「アクティブタグ装置」では、固定される側の発信手段に複数のアンテナを接続し、当該アンテナから個別のシステム同期信号と同期しあるいは直交する複数の測定用信号を周期的に発信し、移動体が携帯する受信手段において当該システム同期信号を受信して相対距離と方向を検知し、相対距離が短いものの平均値から方向を検知することで高い精度で方向を検知するとされているが、相対距離と方向を高精度で検知するための当該システム同期信号あるいは個別の同期信号の役割が記述されたおらず、単一の同期信号を用いるとされているため十分な測位精度が得られないこと、また、受信手段の3次元の位置を測位する旨の訴求がなされていないことなどの問題点がある。
Further, in the conventional “active tag device” described in Patent Document 3, a plurality of antennas are connected to the transmitting means on the fixed side, and a plurality of antennas synchronized with or orthogonal to individual system synchronization signals from the antennas. High accuracy by periodically transmitting measurement signals, receiving the system synchronization signal at the receiving means carried by the moving body, detecting the relative distance and direction, and detecting the direction from the average value of the short relative distance However, the role of the system synchronization signal or individual synchronization signal for detecting relative distance and direction with high accuracy is not described, and a single synchronization signal is used. Therefore, there are problems such as that sufficient positioning accuracy cannot be obtained, and that there is no appeal for positioning the three-dimensional position of the receiving means.

この発明は、基準局の周辺に間隔をおいて複数の中継局を配置し、前記基準局と各中継局との間を伝送ケーブルを介して接続し、前記複数の中継局を介して基準局と移動端末との間で双方向通信を行うことによって、前記移動端末の位置を高精度で測位できる移動無線測位装置を安価に実現する。
According to the present invention, a plurality of relay stations are arranged at intervals around a reference station, the reference station and each relay station are connected via a transmission cable, and the reference station and the mobile terminal are connected via the plurality of relay stations. By carrying out two-way communication with the mobile radio, a mobile radio positioning device capable of measuring the position of the mobile terminal with high accuracy is realized at low cost.

この発明に係わる移動無線測位装置は、基準局の周辺に間隔をおいて複数の中継局を配置し、前記基準局と各中継局との間を伝送ケーブルを介して接続し、各中継局を介して移動端末との間で双方向通信を行い、移動端末もしくは基準局の何れかで各中継局を経由した距離を高精度で測定し、三角法もしくは双曲線航法によって移動端末の位置を高精度で測位するためのものであり、例えば、基準局において移動端末の位置を測位する場合、基準局において、移動端末の位置を測位するために、少なくとも起点信号を含む測位要求信号を生成し、前記測位要求信号を含む高周波信号を前記複数の中継局に向け、各々の伝送ケーブルを経由してバースト信号として間欠的に伝送し、   In the mobile radio positioning apparatus according to the present invention, a plurality of relay stations are arranged at intervals around a reference station, the reference station and each relay station are connected via a transmission cable, and each relay station is Two-way communication with the mobile terminal, the distance via each relay station is measured with high accuracy by either the mobile terminal or the reference station, and the position of the mobile terminal is measured with high accuracy by trigonometric or hyperbolic navigation For example, when positioning the position of the mobile terminal in the reference station, the positioning station generates a positioning request signal including at least an origin signal in order to determine the position of the mobile terminal in the reference station, and includes the positioning request signal Directing high-frequency signals to the plurality of relay stations, intermittently transmitted as burst signals via each transmission cable,

前記複数の中継局において、前記高周波信号を直接あるいは増幅器を用いて増幅し、各々の中継局からアンテナを介して無線信号として移動端末に向けて送信し、前記移動端末で、前記複数の中継局から受信した無線信号から前記複数の中継局に対応して少なくとも起点信号を再生し、前記再生した起点信号と同期発振手段とを高精度で瞬時に同期を確立して保持し、前記同期発振手段の出力信号と同期しあるいは直交したた距離測定信号を生成し、少なくとも前記生成した距離測定信号を含む無線信号を前記複数の中継局に向けて送信し、   In the plurality of relay stations, the high-frequency signal is amplified directly or by using an amplifier, and transmitted from each relay station as a radio signal to the mobile terminal via an antenna. At least a starting signal corresponding to the plurality of relay stations from the radio signal received from the receiver, and the recovered starting signal and the synchronous oscillating means are instantaneously established and held in high accuracy, and the synchronous oscillating means Generating a distance measurement signal that is synchronized with or orthogonal to the output signal, and transmitting a radio signal including at least the generated distance measurement signal to the plurality of relay stations,

前記複数の中継局において前記無線信号を各アンテナによって受信して高周波信号とし、前記各伝送ケーブルを介して基準局に向けて伝送し、前記基準局において、前記高周波信号を各中継局に対応して選択し、各選択して高周波信号から少なくとも距離測定信号を再生し、前記再生した距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を前記生成した起点信号を基準として高精度で測定し、前記測定結果から、前記移動端末の位置を三角法もしくは双曲線航法によって高精度で測位を行うものとする。同様に、移動端末において自局の位置を測位する場合には逆の手順で行うものとする。
In the plurality of relay stations, the radio signals are received by the respective antennas to be converted into high-frequency signals and transmitted to the reference station via the transmission cables, and the reference station selects the high-frequency signal corresponding to each relay station. Each of which reproduces at least the distance measurement signal from the high-frequency signal, and measures the propagation time, propagation phase, or both of the reproduced distance measurement signal with high accuracy based on the generated origin signal, and From the measurement result, it is assumed that the position of the mobile terminal is measured with high accuracy by trigonometry or hyperbolic navigation. Similarly, when the position of the own station is measured in the mobile terminal, the procedure is reversed.

本発明の移動無線測位装置では、前記生成した起点信号を基準として、再生した距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を測定することによって、前記移動端末の位置を三角法もしくは双曲線航法によって、安価に高精度で測位を行うことができる。
In the mobile radio positioning apparatus of the present invention, the position of the mobile terminal is determined by trigonometry or hyperbola by measuring the propagation time, propagation phase, or both of the reproduced distance measurement signal with the generated origin signal as a reference. By navigation, positioning can be performed with high accuracy at low cost.

この発明に係わる移動無線測位装置100は、図1、図3、図4、および請求項1に本発明の第1の実施の形態を示すように、無線信号を用いて移動端末203の位置を高精度で測位するための移動無線測位装置において、少なくとも1つの基準局201の周辺に、複数の中継局202a〜202dを間隔を置いて配置し、前記基準局と各中継局との間を伝送ケーブル101a〜101dで接続し、前記基準局201が、少なくとも、制御手段11と、送信手段12と、受信手段13と、高周波信号切替手段14とを有し、   The mobile radio positioning apparatus 100 according to the present invention determines the position of the mobile terminal 203 using radio signals as shown in FIGS. 1, 3, 4, and 1 according to the first embodiment of the present invention. In a mobile radio positioning apparatus for positioning with high accuracy, a plurality of relay stations 202a to 202d are arranged at intervals around at least one reference station 201, and a transmission cable 101a is provided between the reference station and each relay station. The reference station 201 includes at least a control unit 11, a transmission unit 12, a reception unit 13, and a high-frequency signal switching unit 14.

前記制御手段11が少なくとも間欠送信のタイミング信号を生成し、前記タイミング信号に同期して少なくとも起点信号を含む測位要求信号を生成し、前記送信手段12が前記生成された測位要求信号を含む高周波信号を送信し、前記高周波信号切替手段14が、前記生成された高周波信号を、各伝送ケーブルを介して、前記複数の中継局202a〜202dに向けて順次に切替えて伝送し、前記複数の中継局が、前記無測位要求信号を含む高周波信号を、各アンテナ(記載せず)を介して無線信号として前記移動端末203に向けて送信し、   The control means 11 generates at least an intermittent transmission timing signal, generates a positioning request signal including at least an origin signal in synchronization with the timing signal, and the transmitting means 12 includes a high-frequency signal including the generated positioning request signal. And the high-frequency signal switching means 14 sequentially switches and transmits the generated high-frequency signal to each of the plurality of relay stations 202a to 202d via each transmission cable, and the plurality of relay stations Transmits a high frequency signal including the non-positioning request signal to the mobile terminal 203 as a radio signal via each antenna (not shown),


前記移動端末203が、少なくとも、アンテナ35と、高周波信号切替手段34と、受信手段33と、送信手段32と、制御手段31とを有し、前記高周波信号切替手段34が、アンテナ35を前記受信手段33に接続して待受け、前記受信手段が、前記アンテナ35で受信した高周波信号を直接もしくは中間周波信号に変換して増幅し、前記制御手段31が、前記高周波信号もしくは中間周波信号から少なくとも測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、前記再生された起点信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出されたタイミングで前記再生された起点信号と高精度で瞬時に同期を確立して同期を保持し、あるいは遅延ロックループを構成して前記再生された起点信号と高精度で同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された起点信号に同期をしあるいは直交する距離測定信号を生成し、

The mobile terminal 203 includes at least an antenna 35, a high-frequency signal switching unit 34, a receiving unit 33, a transmission unit 32, and a control unit 31, and the high-frequency signal switching unit 34 receives the antenna 35. Connected to the means 33 for standby, the receiving means converts the high-frequency signal received by the antenna 35 directly or into an intermediate frequency signal and amplifies it, and the control means 31 performs at least positioning from the high-frequency signal or the intermediate-frequency signal. The starting signal included in the request signal is reproduced, the timing of the rising point, the falling point, or the zero crossing of the reproduced starting signal is detected, and the reproduced starting signal is detected with high accuracy at the detected timing. Establish synchronization instantaneously to maintain synchronization, or configure a delay lock loop to establish synchronization with the reproduced origin signal with high accuracy To maintain synchronization, and generates the distance measurement signal to a synchronization or perpendicular to the origin signal held the synchronization,


前記送信手段32が前記生成された距離測定信号を含む高周波信号を時分割同時送受信のタイミングで生成し、前記高周波信号切替手段34が、前記送信手段を時分割のタイミングでアンテナに接続し、前記距離測定信号を含む高周波信号を無線信号としてアンテナ35を介して前記複数の中継手段に向けて送信し、前記複数の中継局202a〜202dが、前記無線信号を各アンテナで受信して距離測定信号を含む高周波信号とし、直接もしくは低雑音増幅器を用いて増幅し、前記各伝送ケーブルを介して基準局に向けて伝送し、

The transmission means 32 generates a high-frequency signal including the generated distance measurement signal at the time of time-division simultaneous transmission / reception, and the high-frequency signal switching means 34 connects the transmission means to the antenna at a time-division timing, A high-frequency signal including a distance measurement signal is transmitted as a radio signal to the plurality of relay means via an antenna 35, and the plurality of relay stations 202a to 202d receive the radio signal at each antenna and receive the distance measurement signal. A high-frequency signal including, amplified directly or using a low-noise amplifier, and transmitted to the reference station via each transmission cable,


前記基準局201において、前記高周波信号切替手段14が前記複数の中継局202a〜202dの内から各伝送ケーブル101a〜101dを介して伝送される高周波信号を周期的に切替えながら選択し、前記受信手段13が前記選択された高周波信号を直接もしくは中間周波信号に変換して増幅し、前記制御手段11が、前記高周波信号もしくは中間周波信号から前記複数の中継局に対応して少なくとも距離測定信号を再生し、前記複数の中継局に対応して距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を前記生成した起点信号を基準として測定し、前記複数の中継局に対応した複数組の測定結果から、前記移動端末203の位置を三角法もしくは双曲線航法によって高精度で測位を行う。

In the reference station 201, the high-frequency signal switching means 14 selects a high-frequency signal transmitted from the plurality of relay stations 202a to 202d via the transmission cables 101a to 101d while periodically switching the reference station 201, and the receiving means 13 The control unit 11 reproduces at least a distance measurement signal corresponding to the plurality of relay stations from the high frequency signal or the intermediate frequency signal, by directly or directly converting the selected high frequency signal into an intermediate frequency signal and amplifying it. , Measuring the propagation time, propagation phase, or both of the distance measurement signal corresponding to the plurality of relay stations with reference to the generated origin signal, and from a plurality of sets of measurement results corresponding to the plurality of relay stations The position of the mobile terminal 203 is measured with high accuracy by trigonometry or hyperbolic navigation.

また、図1、図3、図4、および請求項2に本発明の第2の実施の形態を示すように、無線信号を用いて移動端末203の位置を高精度で測位するための移動無線測位装置において、少なくとも1つの基準局201の周辺に、複数の中継局202a〜202dを間隔を置いて配置し、前記基準局と各中継局との間を伝送ケーブル101a〜101dで接続し、前記移動端末203が、少なくとも、アンテナ35と、制御手段31と、送信手段32と、受信手段33と、高周波信号切替手段34とを有し、   In addition, as shown in FIGS. 1, 3, 4, and 2 according to the second embodiment of the present invention, mobile radio for measuring the position of the mobile terminal 203 with high accuracy using radio signals. In the positioning device, a plurality of relay stations 202a to 202d are arranged at intervals around at least one reference station 201, the reference station and each relay station are connected by transmission cables 101a to 101d, and the mobile terminal 203 includes at least an antenna 35, a control unit 31, a transmission unit 32, a reception unit 33, and a high-frequency signal switching unit 34.

前記制御手段31が、少なくとも間欠送信のタイミング信号を生成し、前記タイミング信号に同期して少なくとも起点信号を含む測位要求信号を生成し、前記送信手段32が、前記生成された測位要求信号を含む高周波信号を生成し、アンテナ35を介して無線信号として前記複数の中継局202a〜202dに向けてバースト信号として間欠的に送信し、 The control means 31 generates a timing signal for at least intermittent transmission, generates a positioning request signal including at least an origin signal in synchronization with the timing signal, and the transmitting means 32 includes the generated positioning request signal A high-frequency signal is generated and intermittently transmitted as a burst signal to the plurality of relay stations 202a to 202d as a radio signal via the antenna 35,

前記複数の中継局202a〜202dが、前記無線信号を各アンテナ(記載せず)で受信して測位要求信号を含む高周波信号とし、直接もしくは低雑音増幅器を用いて増幅し、前記各伝送ケーブルを介して基準局201に向けて伝送し、前記基準局が、少なくとも、高周波信号切替手段14と、受信手段13と、送信手段12と、制御手段11とを有し、前記高周波信号切替手段14が前記複数の中継局の内から各伝送ケーブル101a〜101dを介して伝送される高周波信号を周期的に切替えながら選択し、前記受信手段13が前記選択された高周波信号を直接もしくは中間周波信号に変換して増幅し、   The plurality of relay stations 202a to 202d receive the radio signals with respective antennas (not shown) to form high frequency signals including positioning request signals, amplify them directly or using a low noise amplifier, and connect the transmission cables. The reference station has at least a high-frequency signal switching unit 14, a receiving unit 13, a transmission unit 12, and a control unit 11, and the high-frequency signal switching unit 14 includes the plurality of high-frequency signal switching units 14. A high-frequency signal transmitted from each of the relay stations via the transmission cables 101a to 101d is selected while being periodically switched, and the receiving means 13 converts the selected high-frequency signal directly or into an intermediate frequency signal. Amplify and

前記制御手段11が、前記高周波信号もしくは中間周波信号から少なくとも測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、前記再生された起点信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出されたタイミングで前記再生された起点信号と高精度で瞬時に同期を確立して同期を保持し、あるいは遅延ロックループを構成して前記再生された起点信号と高精度で同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された起点信号に同期をしあるいは直交する距離測定信号を生成し、前記送信手段12が前記生成された距離測定信号を含む高周波信号を時分割同時送受信のタイミングで生成し、前記高周波信号切替手段14が、前記距離測定信号を含む高周波信号を周期的に切替えながら、各伝送ケーブル101a〜101dを介して、前記複数の中継局202a〜202dに向けて順次に伝送し、   The control means 11 reproduces at least the starting point signal included in the positioning request signal from the high frequency signal or the intermediate frequency signal, and detects the timing of the rising point, falling point, or zero crossing of the reproduced starting point signal, At the detected timing, synchronize with the reproduced starting signal instantly with high accuracy and maintain synchronization, or configure a delay lock loop to establish synchronization with the reproduced starting signal with high accuracy. The transmitter 12 generates a distance measurement signal that is synchronized with or orthogonal to the synchronization origin signal, and the transmission means 12 performs time-division simultaneous transmission and reception of the high-frequency signal including the generated distance measurement signal. And the high-frequency signal switching means 14 periodically switches the high-frequency signal including the distance measurement signal while switching each transmission cable 101a. Through 101d, sequentially transmitted toward the plurality of relay stations 202 a to 202 d,

前記複数の中継局が、前記各伝送ケーブルを介して伝送された前記高周波信号を、アンテナを介して無線信号として前記移動端末に向けて送信し、前記移動端末203において、前記受信手段33が、前記複数の中継局から送信される無線信号をアンテナ35で受信して高周波信号とし、直接もしくは中間周波信号に変換して増幅し、前記制御手段31が、前記中間周波信号から前記複数の中継局に対応して少なくとも距離測定信号を再生し、前記複数の中継局に対応して距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を前記生成した起点信号を基準として測定し、前記複数の中継局に対応した複数組の測定結果から、前記移動端末の位置を三角法もしくは双曲線航法によって高精度で測位を行う。   The plurality of relay stations transmit the high-frequency signal transmitted via the transmission cables to the mobile terminal as a radio signal via an antenna. In the mobile terminal 203, the receiving unit 33 includes: The radio signals transmitted from the plurality of relay stations are received by the antenna 35 to be converted into high frequency signals, directly or converted into intermediate frequency signals and amplified, and the control means 31 converts the intermediate frequency signals into the plurality of relay stations. And at least a distance measurement signal is reproduced corresponding to the plurality of relay stations, and a propagation time, a propagation phase, or both of the distance measurement signal is measured based on the generated origin signal corresponding to the plurality of relay stations, Based on a plurality of sets of measurement results corresponding to the relay station, the position of the mobile terminal is measured with high accuracy by trigonometric or hyperbolic navigation.

また、図4、および請求項3に示すように、前記制御手段11、31が、少なくとも、信号再生手段44、50と、同期検出手段49と、同期発振手段46とを有し、前記信号再生手段が前記高周波信号もしくは中間周波信号から起点信号もしくは距離測定信号を再生し、前記同期検出手段が、前記再生された起点信号もしくは距離測定信号の、立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記同期発振手段が、前記検出されたタイミングで、前記再生された起点信号もしくは距離測定信号と高精度で瞬時に同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された起点信号の周波数もしくはチップレートの整数倍の周波数もしくはチップレートで同期信号を生成する。   Further, as shown in FIG. 4 and claim 3, the control means 11, 31 includes at least signal reproduction means 44, 50, synchronization detection means 49, and synchronous oscillation means 46, and the signal reproduction. Means reproduces the origin signal or distance measurement signal from the high frequency signal or intermediate frequency signal, and the synchronization detection means reproduces the timing of the rising point, falling point, or zero crossing point of the reproduced origin signal or distance measurement signal; The synchronous oscillating means establishes synchronization with the reproduced starting point signal or distance measurement signal with high accuracy and maintains synchronization at the detected timing, and the synchronization is maintained. A synchronization signal is generated at a frequency or chip rate that is an integer multiple of the frequency of the starting signal or the chip rate.

また、請求項4に示すように、前記距離測定信号が、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合せである。
また、請求項5に示すように、前記基準局201から送信される高周波信号に少なくとも報知信号が含まれ、前記報知信号に、少なくとも、基準局の位置に関する情報、各中継局の位置に関する情報、各伝送ケーブルの長さに関する情報、あるいはこれらの組み合わせが含まれている。
According to a fourth aspect of the present invention, the distance measurement signal is a carrier signal, a subcarrier signal, a modulation signal, a spread spectrum code, or a combination thereof.
Further, as shown in claim 5, at least a notification signal is included in the high-frequency signal transmitted from the reference station 201, and the notification signal includes at least information regarding the position of the reference station, information regarding the position of each relay station, and each transmission. Contains information about cable length, or a combination of these.

また、請求項6に示すように、前記基準局201もしくは移動端末203が前記移動端末203の位置を測位する際に、前記制御手段11、31が、前記再生された距離測定信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出されたタイミングで前記再生された距離測定信号と高精度で瞬時に同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された距離測定信号に同期をしあるいは直交する同期信号を生成し、前記生成する同期信号の周波数を、前記制御手段に要求される測位レンジに合わせて設定し、あるいは前記制御手段が周波数の異なる複数の同期信号を生成し、前記複数の同期信号の中から、前記制御手段に要求される測位レンジに合わせて、最適なものを選択することによって、高い測位精度を実現する。   Further, as shown in claim 6, when the reference station 201 or the mobile terminal 203 measures the position of the mobile terminal 203, the control means 11, 31 makes the rising point and the rising edge of the reproduced distance measurement signal. Detects the timing of the down or zero crossing, establishes synchronization with the reproduced distance measurement signal at the detected timing with high accuracy and maintains synchronization, and distance measurement with the synchronization maintained Synchronize with the signal or generate an orthogonal synchronization signal, and set the frequency of the generated synchronization signal in accordance with the positioning range required by the control means, or the control means may have a plurality of synchronization signals having different frequencies. High positioning accuracy can be achieved by selecting an optimum one from the plurality of synchronization signals according to the positioning range required by the control means. To.

また、請求項7に示すように、前記制御手段11、31が、測位レンジを長い尺度のものから順次短い尺度のものに変化させ、あるいは切替えて設定することによって、最適の測位レンジを用いて前記移動端末203の位置を高精度で測位する。
また、請求項8に示すように、前記制御手段11、31の信号生成手段45、47もしくは信号再生手段44、50において、前記起点信号もしくは距離測定信号が、無線信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号である場合には、直接群遅延歪みおよび遅延誤差の少ない帯域通過フイルタを通し、あるいは無線信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号を変調した変調信号である場合には、遅延誤差の少ないアナログ復調器もしくは高い周波数のサンプリング信号を用いた遅延誤差の少ないデジタル復調器によって復調した後に、前記帯域通過フイルタを通して再生する。
In addition, as shown in claim 7, the control means 11, 31 uses the optimum positioning range by changing the positioning range from the long scale to the short scale sequentially or by switching. The position of the mobile terminal 203 is measured with high accuracy.
Further, as defined in claim 8, in the signal generating means 45, 47 of the control means 11, 31 or the signal reproducing means 44, 50, the origin signal or distance measurement signal is a carrier signal or subcarrier signal of a radio signal. The analog demodulator with a small delay error or a modulated signal obtained by modulating a carrier signal or subcarrier signal of a radio signal directly or through a band-pass filter with a small group delay distortion and delay error. After being demodulated by a digital demodulator with a small delay error using a high frequency sampling signal, it is reproduced through the band pass filter.

また、請求項9に示すように、前記制御手段11、31が、少なくとも、基準発振器41と、位相同期発振器48と、同期検出手段49と、同期発振手段46とを含み、前記同期発振手段46が、前記基準発振器41の発振周波数を位相同期発振器48によって高い周波数に変換して駆動される、セットあるいはリセット付きのカウンタあるいは数値制御発振器によって構成され、前記同期検出手段49が、少なくとも128MHz以上の周波数のサンプリング信号を用いて、前記再生された起点信号もしくは距離測定信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出したタイミングで前記同期発振手段46をセットしあるいはリセットすることによって、前記同期発振手段46が、前記起点信号もしくは距離測定信号と短時間で瞬時に同期を確立し、かつ前記起点信号もしくは距離測定信号が停止しあるいは消滅した後も、比較的に長時間同期を保持できる。   According to a ninth aspect of the present invention, the control means 11, 31 includes at least a reference oscillator 41, a phase synchronous oscillator 48, a synchronous detection means 49, and a synchronous oscillation means 46, and the synchronous oscillation means 46 Is constituted by a counter with a set or reset or a numerically controlled oscillator that is driven by converting the oscillation frequency of the reference oscillator 41 to a high frequency by a phase-locked oscillator 48, and the synchronization detecting means 49 has at least 128 MHz or more. Using the frequency sampling signal, the timing of the rising point, falling point, or zero crossing point of the reproduced starting signal or distance measurement signal is detected, and the synchronous oscillating means 46 is set or reset at the detected timing. By doing so, the synchronous oscillating means 46 makes the origin signal or distance Establishing a measurement signal and a short synchronization instantaneously, and also after the origin signal or distance measurement signal is or disappeared stopped, relatively maintained for a long time period.

また、請求項10に示すように、前記制御手段11、31の位相測定手段43が、前記再生した起点信号もしくは距離測定信号あるいは生成した同期信号の周波数の、4の整数倍のサンプリング周波数で、かつ4ビット以上のアナログデジタル変換器を用いてデジタル信号に変換し、Sinのルックアップテーブルとして0、1、0、−1、もしくは1、1、−1、−1、あるいはこれらの繰り返しであり、Cosのルックアップテーブルとして1、0、−1、0もしくは1、−1、−1、1、あるいはこれらの繰り返しであり、前記変換したデジタル信号とルックアップテーブルとの積和演算を行う。   Further, as shown in claim 10, the phase measuring means 43 of the control means 11, 31 has a sampling frequency that is an integer multiple of 4 of the frequency of the reproduced starting signal or distance measuring signal or generated synchronization signal, In addition, it is converted into a digital signal by using an analog-digital converter of 4 bits or more, and 0, 1, 0, -1, or 1, 1, -1, -1, or a repetition thereof as a Sin lookup table The Cos lookup table is 1, 0, −1, 0 or 1, −1, −1, 1, or a repetition thereof, and performs a product-sum operation on the converted digital signal and the lookup table.

また、請求項11に示すように、前記受信手段13、33が、伝搬経路の品質を検知する品質検知手段を有し、前記品質検知手段が、前記受信手段において受信した無線信号もしくは高周波信号の電力あるいは信号対雑音比を測定した結果から回線品質を分析し、あるいは前記制御手段11、31で距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を測定した結果を分析し、あるいはこれらの両方の分析を行い、前記測位の結果を補正し、補完し、フイルタリングし、あるいはこれらの組み合わせを行う。   In addition, as shown in claim 11, the receiving means 13 and 33 have quality detecting means for detecting the quality of a propagation path, and the quality detecting means receives a radio signal or a high-frequency signal received by the receiving means. Analyzing the line quality from the result of measuring the power or signal-to-noise ratio, or analyzing the result of measuring the propagation time, propagation phase, or both of the distance measurement signal by the control means 11, 31, or these Both analyzes are performed, and the positioning results are corrected, complemented, filtered, or a combination thereof.

また、請求項12に示すように、前記携帯端末203、複数の中継局202a〜202d、もしくはこれらの両方が、複数のアンテナを設けて周期的に切替え、前記複数のアンテナに対応して測定した距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を測定した結果の内、比較的に小さく測定しあるいは算出したものを選択し、平均し、荷重平均し、あるいはこれらの組み合わせを行うことによって、前記測位結果を補正し、補完し、フイルタリングし、あるいはこれらの組み合わせを行う。
また、請求項13に示すように、前記無線信号の周波数が、GPSに割当てられた周波数、その近傍の周波数、法令によって定められた周波数、もしくはこれらの組み合わせである。
Further, as shown in claim 12, the portable terminal 203, the plurality of relay stations 202a to 202d, or both of them are provided with a plurality of antennas and periodically switched, and measurement is performed corresponding to the plurality of antennas. By selecting, averaging, weighted average, or a combination of the measurement results of the distance measurement signal propagation time, propagation phase, or both, measured or calculated relatively small The positioning result is corrected, complemented, filtered, or a combination thereof.
Further, according to a thirteenth aspect of the present invention, the frequency of the radio signal is a frequency assigned to GPS, a frequency in the vicinity thereof, a frequency determined by law, or a combination thereof.

(実施の形態1)
図1、図3、および図4は、本発明の第1の実施の形態による移動無線測位装置の構成図である。図1、図3、図4において、201は基準局、202a〜202dは複数の中継局、21a〜21dは接続端子、101a〜101dは伝送ケーブル、203は携帯端末、102a〜102dは無線信号の伝搬経路、11、31は制御手段、12、32は送信手段、13、33は受信手段、14、34は高周波信号切替手段、35は移動端末203のアンテナ、41は基準発振器、42は位置測位手段、43は位相測定手段、44は距離測定信号再生手段、45は起点信号生成手段、46は同期発振器、47は距離測定信号生成手段、48は位相同期発振器、49は同期検出手段、50は起点信号再生手段、51、52は接続端子である。
(Embodiment 1)
1, 3 and 4 are configuration diagrams of the mobile radio positioning apparatus according to the first embodiment of the present invention. 1, 3, and 4, 201 is a reference station, 202 a to 202 d are a plurality of relay stations, 21 a to 21 d are connection terminals, 101 a to 101 d are transmission cables, 203 is a portable terminal, and 102 a to 102 d are radio signal propagations Path, 11 and 31 are control means, 12 and 32 are transmission means, 13 and 33 are reception means, 14 and 34 are high frequency signal switching means, 35 is an antenna of the mobile terminal 203, 41 is a reference oscillator, and 42 is position positioning means. , 43 is a phase measuring means, 44 is a distance measuring signal reproducing means, 45 is a starting signal generating means, 46 is a synchronous oscillator, 47 is a distance measuring signal generating means, 48 is a phase synchronous oscillator, 49 is a synchronous detecting means, and 50 is a starting point. Signal reproducing means 51 and 52 are connection terminals.

無線信号を用いた移動無線測位装置において、少なくとも1つの基準局201の周辺に、複数の中継局202a〜202dを間隔を置いて配置し、前記基準局と各中継局との間を伝送ケーブル101a〜101dを介して接続し、前記複数の中継局202a〜202dを介して前記基準局201と双方向通信を行う移動端末203とから構成され、前記基準局201が、少なくとも、制御手段11と、送信手段12と、受信手段13と、高周波信号切替手段14と、接続端子21a〜21dとを有し、前記制御手段11の起点信号生成手段45が起点信号を含む測位要求信号を生成し、前記送信手段32が、前記起点信号を含む測位要求信号とは別に生成したシステム同期信号と識別信号とを更に含む高周波信号を、バースト信号としてかつ間欠的に送信し、前記高周波信号切替手段14が、前記接続端子21a〜21dと伝送ケーブル101a〜101dとを介し前記複数の中継局202a〜202dに向けて順次切替えて伝送し、   In a mobile radio positioning apparatus using radio signals, a plurality of relay stations 202a to 202d are arranged at intervals around at least one reference station 201, and transmission cables 101a to 101d are connected between the reference station and each relay station. And a mobile terminal 203 that performs two-way communication with the reference station 201 via the plurality of relay stations 202a to 202d. The reference station 201 includes at least a control unit 11 and a transmission unit 12. The receiving means 13, the high-frequency signal switching means 14, and the connection terminals 21a to 21d, the starting signal generating means 45 of the control means 11 generates a positioning request signal including the starting signal, and the transmitting means 32 A high-frequency signal further including a system synchronization signal and an identification signal generated separately from the positioning request signal including the origin signal as a burst signal and Was deleted to transmit the radio frequency signal switch unit 14 are sequentially switched and transmitted toward the plurality of relay stations 202a~202d via the transmission cable 101a~101d and the connection terminals 21a to 21d,

前記複数の中継局202a〜202dが、前記基準局201から伝送される高周波信号を直接あるいは増幅器によって増幅し、アンテナ(記載せず)を介して無線信号として送信し、前記移動端末203が、少なくとも、アンテナ35と、高周波信号切替手段34と、受信手段33と、送信手段32と、制御手段31とを有し、更に、前記制御手段31が起点信号再生手段50と同期検出手段49と同期発振手段46と距離測定信号生成手段47とを有し、アンテナ35が受信した高周波信号を前記高周波信号切替手段34が前記受信手段33に接続し、前記受信手段33が直接あるいは中間周波信号に変換して増幅し、前記起点信号再生手段45が前記高周波信号に含まれる起点信号を再生し、   The plurality of relay stations 202a to 202d amplify a high-frequency signal transmitted from the reference station 201 directly or by an amplifier, and transmit it as a radio signal via an antenna (not shown). An antenna 35, a high-frequency signal switching unit 34, a receiving unit 33, a transmitting unit 32, and a control unit 31 are further included. The control unit 31 further includes an origin signal reproduction unit 50, a synchronization detection unit 49, and a synchronous oscillation unit. 46 and a distance measurement signal generating means 47, the high frequency signal received by the antenna 35 is connected to the receiving means 33 by the high frequency signal switching means 34, and the receiving means 33 converts it directly or into an intermediate frequency signal. Amplifying, and the origin signal reproduction means 45 reproduces the origin signal included in the high frequency signal,

前記同期検出手段49が前記再生した起点信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記同期発振手段46が前記検出されたタイミングで起点信号と瞬時に同期を確立して同期を保持し、あるいは前記起点信号再生手段45と、同期検出手段49と、同期発振手段46とが遅延ロックループを構成し、前記再生された起点信号と高精度で同期を確立して同期を保持し、前記距離測定信号生成手段47が前記同期発振手段46あるいは遅延ロックループの出力信号と同期しあるいは直交する距離測定信号を生成し、前記送信手段32が前記生成された距離測定信号とは別に生成した少なくともシステム同期信号と識別信号とを含む高周波信号を時分割同時送受信のタイミグで生成し、前記高周波信号切替手段34が前記生成された高周波信号をアンテナ35に接続して、無線信号として前記複数の中継局に向けて送信し、前記複数の中継手段が前記無線信号を各アンテナ(記載せず)で受信し、高周波信号として前記伝送ケーブル101a〜101dを介して前記基準局201に向けて伝送し、   The synchronization detection means 49 detects the timing of the rising point, falling point, or zero crossing of the reproduced starting signal, and the synchronous oscillating means 46 instantaneously establishes synchronization with the starting signal at the detected timing. The starting point signal reproducing means 45, the synchronization detecting means 49, and the synchronous oscillating means 46 constitute a delay lock loop, and synchronize with the reproduced starting point signal with high accuracy. The distance measurement signal generation unit 47 generates a distance measurement signal that is synchronized with or orthogonal to the output signal of the synchronous oscillation unit 46 or the delay locked loop, and the transmission unit 32 is the generated distance measurement signal. A separately generated high frequency signal including at least the system synchronization signal and the identification signal is generated by time division simultaneous transmission / reception timing, and the high frequency signal switching means 34 is generated. The generated high-frequency signal is connected to an antenna 35 and transmitted as a radio signal to the plurality of relay stations, and the plurality of relay means receive the radio signal at each antenna (not shown). A signal transmitted to the reference station 201 via the transmission cables 101a to 101d,

前記基準局201が、前記高周波信号を、高周波信号切替手段14によって、前記複数の中継局202a〜202dに対応して受信手段13に順次切替えて接続し、前記受信手段13によって直接あるいは中間周波信号に変換して増幅し、前記制御手段11の距離測定信号再生手段44によって距離測定信号を再生し、前記同期発振器46の出力信号を基準とし、前記複数の中継局202a〜202dに対応して、前記再生した距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を前記位相測定手段43によって測定し、前記測定された複数の中継局202a〜202dに対応した複数組の測定結果から、前記位置測位手段42よって、移動端末203の位置を、三角法もしくは双曲線航法によって高精度で測位することができる。   The reference station 201 switches and connects the high-frequency signal to the receiving unit 13 in order corresponding to the plurality of relay stations 202a to 202d by the high-frequency signal switching unit 14, and directly or intermediately converts the high-frequency signal to the intermediate frequency signal. The distance measurement signal is regenerated by the distance measurement signal regenerating means 44 of the control means 11, and the output signal of the synchronous oscillator 46 is used as a reference to correspond to the plurality of relay stations 202a to 202d. The phase measurement means 43 measures the propagation time, propagation phase, or both of the reproduced distance measurement signal, and the position measurement is performed based on the plurality of sets of measurement results corresponding to the plurality of relay stations 202a to 202d. By means 42, the position of the mobile terminal 203 can be measured with high accuracy by triangulation or hyperbolic navigation.

なお、前記制御手段11もしくは31において、前記距離測定信号再生手段44が、前記中間周波信号から前記複数の中継局202a〜202dに対応して、距離測定信号を再生し、前記同期検出手段46が、前記再生された距離測定信号の、立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記同期発振手段46が、前記検出されたタイミングで、前記再生された距離測定信号と高精度で瞬時に同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された距離測定信号の周波数もしくはチップレートの整数倍の周波数もしくはチップレートで同期信号を生成し、   In the control means 11 or 31, the distance measurement signal reproduction means 44 reproduces a distance measurement signal from the intermediate frequency signal corresponding to the plurality of relay stations 202a to 202d, and the synchronization detection means 46 The timing of the rising point, the falling point, or the zero crossing of the reproduced distance measurement signal is detected, and the synchronous oscillating means 46 is highly accurate with the reproduced distance measurement signal at the detected timing. The synchronization signal is generated at a frequency or a chip rate that is an integral multiple of the frequency of the distance measurement signal or the chip rate that holds the synchronization,

あるいは前記距離測定信号再生手段50と、同期検出手段49と、同期発振手段46とが遅延ロックループを構成し、前記再生された距離測定信号と高精度で同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された距離測定信号の周波数もしくはチップレートの整数倍の周波数もしくはチップレートで同期信号を生成し、前記制御手段11もしくは31の位相測定手段43において、前記起点信号生成手段45によって生成された起点信号を基準として、前記距離測定信号と同期した同期信号の位相を測定することによって、前記距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を整数倍に拡大して測定することが可能となり、前記基準局201と複数の中継局202a〜202dとの間の距離が比較的に短い場合でも高精度の測位が実現できる。   Alternatively, the distance measurement signal reproducing means 50, the synchronization detecting means 49, and the synchronous oscillating means 46 constitute a delay lock loop, and establish synchronization with the reproduced distance measurement signal with high accuracy to maintain the synchronization, A synchronization signal is generated at a frequency or a chip rate that is an integral multiple of the frequency of the distance measurement signal or the chip rate that is kept synchronized, or at the phase measurement means 43 of the control means 11 or 31 by the origin signal generation means 45. By measuring the phase of the synchronization signal synchronized with the distance measurement signal on the basis of the generated origin signal, the propagation time, the propagation phase, or both of the distance measurement signal are expanded to an integral multiple and measured. Even when the distance between the reference station 201 and the plurality of relay stations 202a to 202d is relatively short, high accuracy can be achieved. Much can be achieved.

また、前記制御手段11もしくは31の位相同期発振器48は、基準発振器41から出力されるクロック信号に同期して周波数を逓倍し、同期発振手段46、同期検出手段49、信号再生手段44、50、もしくはこれらの組み合わせに逓倍されたクロック信号を供給し、同期検出手段49の同期検出精度と、同期発振手段46の同期確立精度とを向上させるために用いられる。
また、前記起点信号もしくは距離測定信号が、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合せである。
また、前記基準局201から送信される高周波信号に少なくとも報知信号が含まれ、前記報知信号に、少なくとも、基準局の位置に関する情報、各中継局の位置に関する情報、各伝送ケーブルの長さに関する情報、あるいはこれらの組み合わせが含まれている。
The phase-locked oscillator 48 of the control means 11 or 31 multiplies the frequency in synchronization with the clock signal output from the reference oscillator 41, and the synchronous oscillating means 46, the synchronization detecting means 49, the signal reproducing means 44, 50, Alternatively, multiplied clock signals are supplied to these combinations, and used to improve the synchronization detection accuracy of the synchronization detection means 49 and the synchronization establishment accuracy of the synchronization oscillation means 46.
Further, the origin signal or the distance measurement signal is a carrier signal, a subcarrier signal, a modulation signal, a spread spectrum code, or a combination thereof.
The high-frequency signal transmitted from the reference station 201 includes at least a notification signal, and the notification signal includes at least information regarding the position of the reference station, information regarding the position of each relay station, information regarding the length of each transmission cable, or These combinations are included.

また、前記基準局201もしくは移動端末203が前記移動端末203の位置を測位する際に、前記同期発振手段46が生成する同期信号の周波数を、前記制御手段11もしくは31の位相測定手段43に要求される測位レンジに合わせて設定し、あるいは前記同期発振手段46が異なる周波数の複数の同期信号を生成し、前記複数の同期信号の中から、前記位相測定手段43に要求される測位レンジに合わせて最適なものを選択することによって、高い測位精度を実現できる。
また、前記位相測定手段43の測位レンジを長い尺度のものから順次短い尺度のものに変化させ、あるいは切替えて設定することによって、最適の測位レンジを用いて前記移動体203の位置を高精度で測位することができる。
Further, when the reference station 201 or the mobile terminal 203 measures the position of the mobile terminal 203, the phase measurement means 43 of the control means 11 or 31 is requested for the frequency of the synchronization signal generated by the synchronous oscillation means 46. The synchronization oscillation means 46 generates a plurality of synchronization signals having different frequencies, and the synchronization measurement means 46 generates a plurality of synchronization signals according to the positioning range required by the phase measurement means 43. By selecting the optimal one, high positioning accuracy can be realized.
Further, by changing the positioning range of the phase measuring means 43 from a long scale to a short scale sequentially or switching and setting it, the position of the moving body 203 can be determined with high accuracy using the optimum positioning range. Positioning can be performed.

また、前記信号生成手段45、47、もしくは信号再生手段44、50において、前記起点信号もしくは距離測定信号が、無線信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号である場合には、直接群遅延歪みおよび遅延誤差の少ない帯域通過フイルタを通し、あるいは無線信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号を変調した変調信号である場合には、遅延誤差の少ないアナログ復調器、あるいは前記位相同期発振器48から供給される高い周波数のクロック信号を用いた遅延誤差の少ないデジタル復調器によって復調した後に前記帯域通過フイルタを通して再生する。   Further, in the signal generating means 45, 47 or the signal reproducing means 44, 50, when the origin signal or distance measurement signal is a carrier signal or subcarrier signal of a radio signal, direct group delay distortion and delay error are generated. In the case of a modulated signal obtained by modulating a carrier wave signal or subcarrier signal of a radio signal through a band-pass filter with a small delay, an analog demodulator with a small delay error or a high frequency signal supplied from the phase-locked oscillator 48 is used. After being demodulated by a digital demodulator with a small delay error using a clock signal, it is reproduced through the band pass filter.

また、前記同期発振手段46が、基準発振器41の発振周波数を位相同期発振器48によって高い周波数に変換して駆動される、セットあるいはリセット付きのカウンタ、あるいは数値制御発振器によって構成され、前記同期検出手段49が、少なくとも128MHz以上の周波数のサンプリング信号を用いて、前記再生された起点信号もしくは距離測定信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出したタイミングでセットあるいはリセット付きのカウンタあるいは数値制御発振器をセットしもしくはリセットすることによって、前記同期発振手段46が前記起点信号もしくは距離測定信号と瞬時に同期を確立し、かつ前記起点信号もしくは距離測定信号が停止しあるいは消滅した後も、比較的に長時間、同期を保持できる。   The synchronous oscillation means 46 is constituted by a counter with a set or reset, or a numerically controlled oscillator, which is driven by converting the oscillation frequency of the reference oscillator 41 to a high frequency by a phase synchronous oscillator 48, and the synchronous detection means 49 detects the timing of the rising point, falling point, or zero-crossing point of the reproduced starting signal or distance measurement signal using a sampling signal having a frequency of at least 128 MHz, and sets or resets at the detected timing. By setting or resetting a counter or numerically controlled oscillator, the synchronous oscillation means 46 establishes synchronization with the starting signal or distance measurement signal instantaneously, and the starting signal or distance measurement signal stops or disappears. After a relatively long time The synchronization can be held.

また、前記位相測定手段43が、前記再生した距離測定信号あるいは生成した同期信号の周波数の、4の整数倍のサンプリング周波数で、かつ4ビット以上のアナログデジタル変換器を用いてデジタル信号に変換し、Sinのルックアップテーブルとして0、1、0、−1、もしくは1、1、−1、−1、あるいはこれらの繰り返しであり、Cosのルックアップテーブルとして1、0、−1、0もしくは1、−1、−1、1、あるいはこれらの繰り返しであり、前記変換したデジタル信号とルックアップテーブルとの積和演算を行うことで、安価な回路でしかも高速であり、リアルタイムの積和演算が可能となる。   The phase measuring means 43 converts the reproduced distance measurement signal or the generated synchronization signal into a digital signal using a sampling frequency that is an integer multiple of 4 and a 4-bit or more analog-digital converter. , Sin lookup table 0, 1, 0, −1, or 1, 1, −1, −1, or repetition thereof, and Cos lookup table 1, 0, −1, 0 or 1 −1, −1, 1, or a repetition of these, and performing the product-sum operation on the converted digital signal and the lookup table, it is an inexpensive circuit and high speed, and real-time product-sum operation is performed. It becomes possible.

また、前記携帯端末203、複数の中継局202a〜202d、基準局201、もしくはこれらの組合せの受信手段が、無線信号の伝搬経路の品質を検知する品質検知手段を有し、前記品質検知手段が、前記受信手段において受信した無線信号の電力あるいは信号対雑音比を測定した結果から回線品質を分析し、前記位置特定の結果をフイルタリングし、補正し、あるいは補完する。
また、前記携帯端末、中継局、もしくはこれらの両方に複数のアンテナを設けて周期的に切替え、前記複数のアンテナに対応して測定した距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を測定した結果の内、比較的に小さく測定しあるいは算出したものを選択し、平均し、荷重平均し、あるいはこれらの組み合わせを行うことによって、前記測位結果を補正し、補完し、フイルタリングし、あるいはこれらの組み合わせを行うことで測位精度を改善することができる。
In addition, the mobile terminal 203, the plurality of relay stations 202a to 202d, the reference station 201, or a combination of these reception means has a quality detection means for detecting the quality of a radio signal propagation path, and the quality detection means, The channel quality is analyzed from the result of measuring the power or signal-to-noise ratio of the radio signal received by the receiving means, and the position specifying result is filtered, corrected, or complemented.
In addition, a plurality of antennas are provided in the portable terminal, the relay station, or both of them, and periodically switched, and the propagation time, the propagation phase, or both of the distance measurement signals measured corresponding to the plurality of antennas are determined. Among the measured results, select a relatively small measured or calculated, average, load average, or perform a combination of these to correct, supplement, and filter the positioning results, Alternatively, the positioning accuracy can be improved by combining these.

また、前記移動端末が、複数の基準局に接続された複数組の中継局から発信される無線信号を受信する場合に、受信した無線信号の電力あるいは信号対雑音比を測定した結果から、特定の基準局を選定して位置の特定を行い、もしくは複数の基準局を用いた位置特定の結果を荷重平均することで、位置特定精度を改善することができる。
また、前記携帯端末203もしくは基準局201において、無線信号を間欠発信する間隔を、内部に設けた自励発振器を用いて制御することによって、複数の携帯端末あるいは複数の基準局から無線信号を非同期で発信し、あるいは前記携帯端末の移動速度に応じて間欠発信の間隔を制御することで、無線信号を効率的に活用できる。
また、複数組の前記基準局201と複数の中継局202a〜202dとが、アドホックネットワークを構成し、前記位置特定に必要な情報を交換することができる。また、ノードを設けて外部の通信回線にリンクすることも可能となる。
In addition, when the mobile terminal receives radio signals transmitted from a plurality of sets of relay stations connected to a plurality of reference stations, the mobile terminal determines from the result of measuring the power or signal-to-noise ratio of the received radio signal. The position specifying accuracy can be improved by selecting the reference station and specifying the position, or by averaging the position specifying results using the plurality of reference stations.
Further, the mobile terminal 203 or the reference station 201 asynchronously transmits a radio signal from a plurality of mobile terminals or a plurality of reference stations by controlling the interval at which the radio signal is intermittently transmitted using a self-excited oscillator provided therein. Alternatively, by controlling the interval of intermittent transmission according to the moving speed of the portable terminal, it is possible to efficiently use the radio signal.
In addition, a plurality of sets of the reference station 201 and a plurality of relay stations 202a to 202d can constitute an ad hoc network and exchange information necessary for the location specification. It is also possible to link to an external communication line by providing a node.

図5は本発明の第1の実施の形態によるタイミングチャートであり、61は基準局201の起点信号生成手段45で生成された起点信号、61aは伝送ケーブル101aを経由して中継局202aから無線信号として送信され移動端末203において再生される起点信号、62aは移動端末203において起点信号61aと同期を確立し同期を保持した距離測定信号、63aは移動端末203から送信される距離測定信号、64aは移動端末203から中継局202aを介し伝送ケーブル101aを経由して基準局201において再生される距離測定信号、65aは基準局201において前記距離測定信号と同期した同期信号、   FIG. 5 is a timing chart according to the first embodiment of the present invention, in which 61 is a starting point signal generated by the starting point signal generating means 45 of the reference station 201, 61a is a radio signal from the relay station 202a via the transmission cable 101a. Is transmitted from the mobile terminal 203 and is reproduced at the mobile terminal 203, 62a is a distance measurement signal that establishes synchronization with the origin signal 61a at the mobile terminal 203 and maintains synchronization, 63a is a distance measurement signal transmitted from the mobile terminal 203, and 64a is A distance measurement signal reproduced at the reference station 201 from the mobile terminal 203 via the relay station 202a through the transmission cable 202a, 65a is a synchronization signal synchronized with the distance measurement signal at the reference station 201,

61bは伝送ケーブル101bを経由して中継局202bから無線信号として送信され移動端末203において再生される起点信号、62bは移動端末203において起点信号61bと同期を確立し同期を保持した距離測定信号、63bは移動端末203から送信される距離測定信号、64bは移動端末203から中継局202bを介し伝送ケーブル101bを経由して基準局201において再生される距離測定信号、65bは基準局201において前記距離測定信号と同期した同期信号、67は時分割同時送受信の間隔、67aは第1のタイムスロット、67bは第2のタイムスロット、68aは中継局202aを経由した距離測定信号の伝搬時間もしくは伝搬位相、68bは中継局202bを経由した距離測定信号の伝搬時間もしくは伝搬位相である。   61b is a starting point signal transmitted as a radio signal from the relay station 202b via the transmission cable 101b and reproduced at the mobile terminal 203, 62b is a distance measurement signal that establishes synchronization with the starting point signal 61b and maintains synchronization at the mobile terminal 203, 63b is a distance measurement signal transmitted from the mobile terminal 203, 64b is a distance measurement signal reproduced in the reference station 201 from the mobile terminal 203 via the relay station 202b via the transmission cable 202b, and 65b is the distance measurement signal in the reference station 201. 67 is a time division simultaneous transmission / reception interval, 67a is a first time slot, 67b is a second time slot, 68a is a propagation time or propagation phase of a distance measurement signal via the relay station 202a, 68b Is the propagation time or propagation of the distance measurement signal via the relay station 202b. It is a phase.

なお、前記同期信号61d、62dは起点信号もしくは距離測定信号61c、62cの周波数もしくはチップレートの整数倍に設定できるので、前記同期信号の周波数もしくはチップレートを高くとると、前記位相差103は大きくなるので、測位レンジを短くしたのと等価となり、前記位相差103は拡大されるので、更に測位精度が高くなることが分かる。例えば、同期信号の周波数が1MHzの場合、基準局201と移動端末との間の距離が150mの時360°位相が変化するのに対して、同期信号の周波数が8MHzの場合、18.8m毎に360°位相が変化するので、位相差の測定精度が±0.5°の場合、前者では測位精度が±21cmであるのに対して、後者では±2.6cmとなるので誤差が10分の1に改善できることが分かる。特に、同期信号61d、62dは、起点信号もしくは距離測定信号61c、62cが停止した後も、同期が比較的に長時間高安定に保持されるので、同期信号61dと62dとの間の位相差が比較的に長い時間をかけて測定可能となる。   Since the synchronization signals 61d and 62d can be set to an integer multiple of the frequency or chip rate of the origin signal or distance measurement signals 61c and 62c, the phase difference 103 increases when the frequency or chip rate of the synchronization signal is increased. Therefore, it is equivalent to shortening the positioning range, and the phase difference 103 is enlarged, and it can be seen that the positioning accuracy is further increased. For example, when the frequency of the synchronization signal is 1 MHz, the 360 ° phase changes when the distance between the reference station 201 and the mobile terminal is 150 m, whereas when the frequency of the synchronization signal is 8 MHz, the frequency changes every 18.8 m. Since the 360 ° phase changes, when the phase difference measurement accuracy is ± 0.5 °, the positioning accuracy is ± 21 cm in the former, and ± 2.6 cm in the latter, so the error is 10 minutes. It can be seen that it can be improved to 1. In particular, since the synchronization signals 61d and 62d maintain high stability for a relatively long time even after the origin signal or distance measurement signals 61c and 62c are stopped, the phase difference between the synchronization signals 61d and 62d. Can be measured over a relatively long time.

また、前記基準局201から送信される起点信号61をASin(2πf1t)とすると、前記第起点信号61が伝送ケーブル101aを伝送し、前記中継局202aを経由して移動端末203に到達し、移動端末203において前記起点信号と同期した距離測定信号を生成し、移動端末203から無線伝搬路102aを伝搬し、中継局202aを経由し伝送ケーブル101aを伝送して基準局203までの距離をLa(m)とすると、基準局201における距離測定信号64aの位相は、BSin{2πf1t+(La)(2πf1)/C)}に変化し、従って、同期信号61dの位相φaは、φa=CSin{2πf1t+(La)(2πf1)/C)}となり、距離をLa(m)が算出できる。ここで、Cは光の速度とする。同様に、中継局202b〜202dを経由する距離Lb(m)〜Ld(m)が算出できるので、三角法もしくは双曲線航法により、前記移動端末203の位置を高精度で測位することができる。   Also, assuming that the origin signal 61 transmitted from the reference station 201 is ASin (2πf1t), the first origin signal 61 is transmitted through the transmission cable 101a, reaches the mobile terminal 203 via the relay station 202a, and the mobile terminal 203, a distance measurement signal synchronized with the origin signal is generated, propagated from the mobile terminal 203 through the radio propagation path 102a, transmitted through the relay station 202a through the transmission cable 101a, and the distance to the reference station 203 is La (m) Then, the phase of the distance measurement signal 64a in the reference station 201 changes to BSin {2πf1t + (La) (2πf1) / C)}. 2πf1) / C)}, and La (m) can be calculated as the distance. Here, C is the speed of light. Similarly, since the distances Lb (m) to Ld (m) passing through the relay stations 202b to 202d can be calculated, the position of the mobile terminal 203 can be measured with high accuracy by triangulation or hyperbolic navigation.

また、図中に示すシステム同期信号は複数ビットのユニークワードであり、±100ナノ秒程度の精度で前記基準局201と移動端末203との間の制御タイミングを合わせることができるが、この程度の精度で前記位相差を検出すると、距離の測定誤差が数十mと大きくなる問題点がある。そこで、起点信号を新たに設けて基準局201から複数の中継局を経由して送信し、移動端末203において前記起点信号と同期を確立した距離測定信号を生成して折返し、基準局201において前記起点信号を基準として距離測定信号の伝搬時間もしくは伝搬位相を測定することで、高精度の位置の測位を実現する。   In addition, the system synchronization signal shown in the figure is a multi-bit unique word, and the control timing between the reference station 201 and the mobile terminal 203 can be matched with an accuracy of about ± 100 nanoseconds. When the phase difference is detected by the above method, there is a problem that a distance measurement error becomes as large as several tens of meters. Therefore, a starting point signal is newly provided and transmitted from the reference station 201 via a plurality of relay stations, a distance measurement signal that establishes synchronization with the starting point signal is generated and returned at the mobile terminal 203, and the starting point signal is output at the reference station 201. By measuring the propagation time or propagation phase of the distance measurement signal with reference to, high-accuracy positioning is realized.

また、MACレイヤは、少なくとも、符号長、識別番号、相手先番号、報知信号、誤り訂正符号、もしくはこれらの組合せから構成され、前記システム同期信号とセットになって生成され、前記MACレイヤの継続時間を0.5ms〜1ms程度とし、前記起点信号もしくは距離測定信号の継続時間を各々1ms程度とすると、4タイムスロットの合計で4.5ms〜5ms程度の継続時間となる。前記継続時間の間、基準局の基準発振器の周波数安定度と移動端末の基準発振器の周波数安定度に差がある場合でも、第1の起点信号もしくは距離測定信号〜第4の起点信号もしくは距離測定信号の間の相対的な位相関係は均一に保たれることになり、高精度の測位が可能となる効果がある。
また、前記システム同期信号とMACレイヤとを前記第2のタイムスロット〜第4のタイムスロットの起点信号もしくは距離測定信号の先頭に付加することもできる。
The MAC layer is composed of at least a code length, an identification number, a partner number, a broadcast signal, an error correction code, or a combination thereof, and is generated as a set with the system synchronization signal. If the time is set to about 0.5 ms to 1 ms and the duration time of the origin signal or the distance measurement signal is set to about 1 ms, the total time of 4 time slots is about 4.5 ms to 5 ms. Even if there is a difference between the frequency stability of the reference oscillator of the reference station and the frequency stability of the reference oscillator of the mobile terminal during the duration, the first origin signal or distance measurement signal to the fourth origin signal or distance measurement signal The relative phase relationship between the two is kept uniform, which has the effect of enabling highly accurate positioning.
In addition, the system synchronization signal and the MAC layer can be added to the beginning of the second time slot to the fourth time slot or the head of the distance measurement signal.

(実施の形態2)
図1、図3、図4は本発明の第2の実施の形態による移動無線測位装置の構成図である。図1、図3、図4において、201は基準局、202a〜202dは複数の中継局、21a〜21dは接続端子、101a〜101dは伝送ケーブル、203は携帯端末、100、102a〜102dは無線信号の伝搬経路、11、31は制御手段、12、32は送信手段、13、33は受信手段、14、34は高周波信号切替手段、35は移動端末203のアンテナ、41は基準発振器、42は距離算出手段、43は位相測定手段、44は距離測定信号再生手段、45は起点信号生成手段、46は同期発振器、47は距離測定信号生成手段、48は位相同期発振器、49は同期検出手段、50は起点信号再生手段、51、52は接続端子である。
(Embodiment 2)
1, 3 and 4 are configuration diagrams of a mobile radio positioning apparatus according to a second embodiment of the present invention. 1, 3, and 4, 201 is a reference station, 202 a to 202 d are a plurality of relay stations, 21 a to 21 d are connection terminals, 101 a to 101 d are transmission cables, 203 is a portable terminal, and 100, 102 a to 102 d are wireless signals. 11 and 31 are control means, 12 and 32 are transmission means, 13 and 33 are reception means, 14 and 34 are high-frequency signal switching means, 35 is an antenna of the mobile terminal 203, 41 is a reference oscillator, and 42 is a distance. Calculation means 43, phase measurement means 44, distance measurement signal regeneration means 45, origin signal generation means 45, synchronous oscillator 46, distance measurement signal generation means 47, phase synchronization oscillator 48, synchronization detection means 49 Is a starting point signal reproducing means, and 51 and 52 are connection terminals.

無線信号を用いた移動無線測位装置において、少なくとも1つの基準局201の周辺に、複数の中継局202a〜202dを間隔を置いて配置し、前記基準局と各中継局との間を伝送ケーブル101a〜101dを介して接続し、前記複数の中継局202a〜202dを介して前記基準局201と双方向通信を行う移動端末203とから構成され、前記移動端末203が、少なくとも、制御手段31と、送信手段32と、受信手段33と、高周波信号切替手段34と、アンテナ35とを有し、前記制御手段31の起点信号生成手段45が起点信号を含む測位要求信号を生成し、前記送信手段32が、前記起点信号を含む測位要求信号とは別に生成したシステム同期信号と識別信号とを更に含む無線信号を、バースト信号としてかつ間欠的に、前記高周波信号切替手段34とアンテナ35とを介し前記複数の中継局202a〜202dに向けて送信し、   In a mobile radio positioning apparatus using radio signals, a plurality of relay stations 202a to 202d are arranged at intervals around at least one reference station 201, and transmission cables 101a to 101d are connected between the reference station and each relay station. And a mobile terminal 203 that performs two-way communication with the reference station 201 via the plurality of relay stations 202a to 202d. The mobile terminal 203 includes at least a control means 31 and a transmission means 32. A receiving means 33, a high frequency signal switching means 34, and an antenna 35, the starting point signal generating means 45 of the control means 31 generates a positioning request signal including a starting point signal, and the transmitting means 32 A radio signal further including a system synchronization signal and an identification signal generated separately from the positioning request signal including the origin signal, as a burst signal and intermittently, Serial and transmitted to the high-frequency signal switching means 34 and the plurality of relay stations 202a~202d via an antenna 35,

前記複数の中継局202a〜202dが、前記移動端末203から送信された無線信号を受信して直接あるいは低雑音増幅器によって増幅し、前記伝送ケーブル101a〜101dを介して高周波信号として伝送し、前記基準局201が、少なくとも、高周波信号切替手段14と、受信手段13と、送信手段12と、制御手段11とを有し、更に、前記制御手段11が起点信号再生手段50と同期検出手段49と同期発振手段46と距離測定信号生成手段47とを有し、前記高周波信号切替手段14が前記伝送された高周波信号を前記複数の中継局に対応して順次かつ周期的に切替えて前記受信手段13に接続し、前記受信手段13が直接あるいは中間周波信号に変換して増幅し、前記起点信号再生手段45が前記高周波信号に含まれる起点信号を再生し、   The plurality of relay stations 202a to 202d receive a radio signal transmitted from the mobile terminal 203, amplify it directly or by a low noise amplifier, and transmit it as a high frequency signal via the transmission cables 101a to 101d. 201 includes at least a high-frequency signal switching unit 14, a receiving unit 13, a transmitting unit 12, and a control unit 11, and the control unit 11 further synchronizes with an origin signal reproduction unit 50, a synchronization detection unit 49, and a synchronous oscillation. Means 46 and distance measurement signal generation means 47, and the high-frequency signal switching means 14 sequentially and periodically switches the transmitted high-frequency signals corresponding to the plurality of relay stations and connects to the reception means 13 The reception means 13 converts the signal directly or into an intermediate frequency signal and amplifies the signal, and the origin signal reproduction means 45 is the origin included in the high frequency signal. Play the issue,

前記同期検出手段49が前記再生した起点信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記同期発振手段46が前記検出されたタイミングで起点信号と瞬時に同期を確立して同期を保持し、あるいは前記起点信号再生手段45と、同期検出手段49と、同期発振手段46とが遅延ロックループを構成し、前記再生された起点信号と高精度で同期を確立して同期を保持し、前記距離測定信号生成手段47が前記同期発振手段46あるいは遅延ロックループの出力信号と同期しあるいは直交する距離測定信号を生成し、前記送信手段12が前記生成された距離測定信号とは別に生成した少なくともシステム同期信号と識別信号とを含む高周波信号を時分割同時送受信のタイミングで生成し、前記高周波信号切替手段14が前記生成された高周波信号を順次かつ周期的に切替えて前記伝送ケーブル101a〜101dを介して前記複数の中継局に向けて伝送し、前記複数の中継手段が各アンテナ(記載せず)を介して無線信号として前記移動端末203に向けて送信し、   The synchronization detection means 49 detects the timing of the rising point, falling point, or zero crossing of the reproduced starting signal, and the synchronous oscillating means 46 instantaneously establishes synchronization with the starting signal at the detected timing. The starting point signal reproducing means 45, the synchronization detecting means 49, and the synchronous oscillating means 46 constitute a delay lock loop, and synchronize with the reproduced starting point signal with high accuracy. And the distance measurement signal generation means 47 generates a distance measurement signal that is synchronized with or orthogonal to the output signal of the synchronous oscillation means 46 or the delay lock loop, and the transmission means 12 is the generated distance measurement signal. A high-frequency signal including at least a system synchronization signal and an identification signal generated separately is generated at the time of time-division simultaneous transmission / reception, and the high-frequency signal switching means 1 The generated high-frequency signals are sequentially and periodically switched and transmitted to the plurality of relay stations via the transmission cables 101a to 101d, and the plurality of relay means are connected to the antennas (not shown). To the mobile terminal 203 as a wireless signal,

前記移動端末203が、前記無線信号をアンテナ35を介して受信し、高周波信号切替手段34によって受信手段33に接続し、受信手段33によって直接あるいは中間周波信号に変換して増幅し、制御手段31の距離測定信号再生手段44によって距離測定信号を再生し、前記再生した距離測定信号の位相を前記同期発振器46の出力信号を基準とし前記複数の中継局202a〜202dに対応して位相測定手段43によって伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を測定し、前記位置測位手段42よって測定された複数の中継局202a〜202dに対応した複数組の測定結果から、自局の位置を三角法もしくは双曲線航法によって高精度で測位することができる。
The mobile terminal 203 receives the radio signal via the antenna 35, connects to the receiving means 33 by the high frequency signal switching means 34, converts it directly or into an intermediate frequency signal by the receiving means 33, and amplifies the control means 31. The distance measurement signal reproduction means 44 reproduces the distance measurement signal, and the phase of the reproduced distance measurement signal is set to the phase measurement means 43 corresponding to the plurality of relay stations 202a to 202d with reference to the output signal of the synchronous oscillator 46. Is used to measure the propagation time, propagation phase, or both, and from the plurality of sets of measurement results corresponding to the plurality of relay stations 202a to 202d measured by the position positioning means 42, the position of the own station is determined by trigonometry or hyperbola. Positioning can be performed with high accuracy by navigation.

図2は、本発明の第1の形態および第2の形態によるによる移動無線測位装置の測位原理の説明図である。図2において、300は地面あるいは移動端末203のアンテナの高さ、202a、202bは中継局、211aは前記中継局202aと202bとの中間点の真下の位置、211bは前記中継局202bの真下の位置、211cは前記中間点の真下の位置211aから距離212c(例えば5.5m)の位置、212aは各中継局の間隔(例えば1m)、212bは各中継局の高さ(例えば5m)とする。移動端末203が地点211aにある場合には各中継局202a、202bが受信する無線信号に含まれる距離測定信号の位相は同相であるが、地点211b、211cにある場合には中継局202aから受信する無線信号に含まれる距離測定信号の方が、中継局202bから受信する無線信号に含まれる距離測定信号より遅れていることになる。   FIG. 2 is an explanatory diagram of the positioning principle of the mobile radio positioning device according to the first and second embodiments of the present invention. In FIG. 2, 300 is the height of the antenna of the ground or the mobile terminal 203, 202a and 202b are relay stations, 211a is a position directly below the intermediate point between the relay stations 202a and 202b, and 211b is directly below the relay station 202b. The position 211c is a position 212c (for example, 5.5 m) from the position 211a immediately below the intermediate point, 212a is the distance between the relay stations (for example, 1 m), and 212b is the height of each relay station (for example, 5 m). . When the mobile terminal 203 is at the point 211a, the phase of the distance measurement signal included in the radio signal received by each relay station 202a, 202b is the same, but when the mobile terminal 203 is at the point 211b, 211c, it is received from the relay station 202a. The distance measurement signal included in the wireless signal to be transmitted is later than the distance measurement signal included in the wireless signal received from the relay station 202b.

前記移動端末203の同期発振手段が生成する同期信号の周波数を8MHzとすると測位レンジを18.8mとなるので、4局の中継局から各4回の測位結果の移動平均値をとった場合の位相測定精度として±0.5°程度が実現できることから、測位誤差ΔLは、ΔL=±0.5°×(18.8m/360°)≒±2.6cm程度となる。一方、(1)中継局202aから地点211bまでの距離は5.1mであり、中継局202bから地点211bまでの距離5mであるので、両者の距離差は0.1mとなり、位相差ΔΦは、ΔΦ=360°×(0.1m/10m)≒3.6°となり、(2)中継局202aから地点211cまでの距離は約7.81m、中継局202bから地点211cまでの距離は約7.07mであるから、両者の距離差は0.74mとなり、位相差ΔΦは、ΔΦ=360°×(0.74m/10m)=26.64°となり、何れも±2.6cm程度の誤差で測位が可能となる。
If the frequency of the synchronization signal generated by the synchronous oscillation means of the mobile terminal 203 is 8 MHz, the positioning range is 18.8 m. Therefore, when the moving average value of the positioning results of four times is obtained from four relay stations. Since a phase measurement accuracy of about ± 0.5 ° can be realized, the positioning error ΔL is about ΔL = ± 0.5 ° × (18.8 m / 360 °) ≈ ± 2.6 cm. On the other hand, (1) since the distance from the relay station 202a to the point 211b is 5.1 m and the distance from the relay station 202b to the point 211b is 5 m, the distance difference between them is 0.1 m, and the phase difference ΔΦ is ΔΦ = 360 ° × (0.1 m / 10 m) ≈3.6 °, and (2) the distance from the relay station 202a to the point 211c is about 7.81 m, and the distance from the relay station 202b to the point 211c is about 7. Since the distance is 07 m, the distance difference between them is 0.74 m, and the phase difference ΔΦ is ΔΦ = 360 ° × (0.74 m / 10 m) = 26.64 °, both of which are measured with an error of about ± 2.6 cm. Is possible.

以上の説明では、単一の周波数の距離測定信号あるいはこれに同期した同期信号を用いる場合について説明したが、位相変化ΔΦを、0<ΔΦ<2πに制限する必要がある。距離測定信号の周波数については、法規上の制約から、周波数の上限が抑えられており、自由に周波数を選択できないことから、同期信号信号として、周波数が異なる複数の同期信号を用いることで、複数の測位レンジで位置を測位できることになり、測位したい位置に最適の測位レンジを合わせることで、精密な位置の検知が可能となるメリットが得られる。
また、前記制御手段によって生成する周波数が異なる複数の起点信号もしくは距離測定信号を、周波数分割多重方式、あるいはOFDM方式で同時送信することができる。
In the above description, the case of using a distance measurement signal having a single frequency or a synchronization signal synchronized therewith has been described, but it is necessary to limit the phase change ΔΦ to 0 <ΔΦ <2π. As for the frequency of the distance measurement signal, the upper limit of the frequency is suppressed due to legal restrictions, and it is not possible to freely select the frequency, so as a synchronization signal signal, multiple synchronization signals with different frequencies can be used. It is possible to measure the position within the positioning range, and it is possible to obtain a merit that precise position detection is possible by matching the optimum positioning range to the position to be positioned.
Also, a plurality of origin signals or distance measurement signals having different frequencies generated by the control means can be simultaneously transmitted by the frequency division multiplexing method or the OFDM method.

また、前記無線信号として、超音波信号、高周波信号、もしくは光信号を用いることができる。なお、超音波信号もしくは光信号の場合には、アンテナの代わりに、送受波器を用いる。
また、無線信号として、時分割同時送受話(TDD)方式の代わりに、周波数分割同時送受話(FDD)方式を用いても同様な効果が得られる。
また、前記無線信号の周波数として、GPSに割当てられた周波数、その近傍の周波数、法令に定められた周波数、基準局および各中継局で異なる拡散符号、もしくはこれらの組み合わせによる周波数を割当てることが出来れば、GPSをシームレス化できる。
Moreover, an ultrasonic signal, a high frequency signal, or an optical signal can be used as the wireless signal. In the case of an ultrasonic signal or an optical signal, a transducer is used instead of an antenna.
The same effect can be obtained by using a frequency division simultaneous transmission / reception (FDD) method as a radio signal instead of the time division simultaneous transmission / reception (TDD) method.
In addition, as a frequency of the radio signal, a frequency assigned to GPS, a frequency in the vicinity thereof, a frequency stipulated by laws and regulations, a spreading code different between the reference station and each relay station, or a frequency of a combination thereof can be assigned. GPS can be seamless.

本発明によれば、金属反射物が散在する工場内もしくは倉庫内などで、高精度の位置測位装置が安価に実現できるほか、移動端末としてRFタグに置き換えて物流管理にも応用できる。
なお、本発明の移動無線測位技術は基盤技術であり、上記以外に多分野での利用が期待できる。
According to the present invention, a highly accurate positioning device can be realized at a low cost in a factory or a warehouse where metal reflectors are scattered, and can also be applied to logistics management by replacing it with an RF tag as a mobile terminal.
Note that the mobile radio positioning technology of the present invention is a basic technology, and can be expected to be used in various fields other than the above.

本発明の第1の実施の形態による移動無線測位装置の構成図The block diagram of the mobile radio positioning apparatus by the 1st Embodiment of this invention 本発明の第1の実施の形態と第2の実施の形態による移動無線測位装置の測位原理の説明図Explanatory drawing of the positioning principle of the mobile radio positioning apparatus according to the first embodiment and the second embodiment of the present invention 本発明の第1の実施の形態と第2の実施の形態による基準局および移動端末の構成図Configuration diagram of reference station and mobile terminal according to first and second embodiments of the present invention 本発明の第1の実施の形態と第2の実施の形態による制御手段の構成図The block diagram of the control means by the 1st Embodiment of this invention and 2nd Embodiment 本発明の第1の実施の形態によるタイミングチャートTiming chart according to the first embodiment of the present invention 従来の実施例を示す構成図Configuration diagram showing a conventional example

1 RTK測位システム
2 複数のスードライト
3 固定基準局受信手段
4 移動基準局受信手段
5 ローバー受信手段
6 利用者処理ユニット
7 データリンク
101a〜101d 基準局と中継局の間の伝送ケーブル
102a〜102d 中継局と移動端末との間の無線信号の伝搬経路
201 基準局
202a〜202d 複数の中継局
203 移動端末
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 RTK positioning system 2 Several pseudolites 3 Fixed reference station receiving means 4 Mobile reference station receiving means 5 Rover receiving means 6 User processing unit 7 Data link 101a-101d Transmission cable 102a-102d between reference station and relay station Relay station and mobile terminal Wireless signal propagation path 201 between the reference stations 202a to 202d and a plurality of relay stations 203

Claims (13)

無線信号を用いて移動端末の位置を高精度で測位するための移動無線測位装置において、
少なくとも1つの基準局の周辺に、複数の中継局を間隔を置いて配置し、前記基準局と各中継局との間を伝送ケーブルで接続し、
前記基準局が少なくとも、制御手段と、送信手段と、受信手段と、高周波信号切替手段とを有し、
前記制御手段が、少なくとも間欠送信のタイミング信号を生成し、前記タイミング信号に同期して少なくとも起点信号を含む測位要求信号を生成し、
前記送信手段が前記生成された測位要求信号を含む高周波信号を送信し、
前記高周波信号切替手段が、前記送信された高周波信号を、各伝送ケーブルを介して、前記複数の中継局に向けて順次に切替えて伝送し、
前記複数の中継局が、前記測位要求信号を含む高周波信号を、各アンテナを介し無線信号として前記移動端末に向けて送信し、
前記移動端末が、少なくとも、アンテナと、高周波信号切替手段と、受信手段と、送信手段と、制御手段とを有し、
前記高周波信号切替手段が前記アンテナを受信手段に接続して待受け、
前記受信手段が前記アンテナで受信した高周波信号を直接もしくは中間周波信号に変換して増幅し、
前記制御手段が、前記高周波信号もしくは中間周波信号から少なくとも測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、前記再生された起点信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出されたタイミングで前記再生された起点信号と高精度で瞬時に同期を確立して同期を保持し、あるいは遅延ロックループを構成して前記再生された起点信号と高精度で同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された起点信号に同期をしあるいは直交する距離測定信号を生成し、
前記送信手段が前記生成された距離測定信号を含む高周波信号を時分割同時送受信のタイミングで生成し、
前記高周波信号切替手段が、前記送信手段を時分割のタイミングでアンテナに接続し、前記距離測定信号を含む高周波信号を無線信号としてアンテナを介して前記複数の中継手段に向けて送信し、
前記複数の中継局が、前記無線信号を各アンテナで受信して距離測定信号を含む高周波信号とし、直接もしくは低雑音増幅器を用いて増幅し、前記各伝送ケーブルを介して基準局に向けて伝送し、
前記基準局において、
前記高周波信号切替手段が前記複数の中継局の内から各伝送ケーブルを介して伝送される高周波信号を周期的に切替えながら選択し、
前記受信手段が前記選択された高周波信号を直接もしくは中間周波信号に変換して増幅し、
前記制御手段が、前記高周波信号もしくは中間周波信号から前記複数の中継局に対応して少なくとも距離測定信号を再生し、前記複数の中継局に対応して距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を前記生成した起点信号を基準として測定し、前記複数の中継局に対応した複数組の測定結果から、前記移動端末の位置を三角法もしくは双曲線航法によって高精度で測位を行う
ことを特徴とする移動無線測位装置。
In a mobile radio positioning device for measuring the position of a mobile terminal with high accuracy using a radio signal,
A plurality of relay stations are arranged at intervals around at least one reference station, and the reference station and each relay station are connected by a transmission cable,
The reference station has at least control means, transmission means, reception means, and high-frequency signal switching means,
The control means generates a timing signal for at least intermittent transmission, generates a positioning request signal including at least a starting signal in synchronization with the timing signal,
The transmitting means transmits a high-frequency signal including the generated positioning request signal;
The high-frequency signal switching means sequentially transmits the transmitted high-frequency signal through each transmission cable toward the plurality of relay stations,
The plurality of relay stations transmit a high-frequency signal including the positioning request signal to the mobile terminal as a radio signal via each antenna,
The mobile terminal has at least an antenna, a high-frequency signal switching unit, a receiving unit, a transmitting unit, and a control unit,
The high-frequency signal switching means connects the antenna to the receiving means and stands by,
The high frequency signal received by the antenna by the receiving means is converted directly or into an intermediate frequency signal and amplified,
The control means reproduces at least a starting point signal included in the positioning request signal from the high frequency signal or the intermediate frequency signal, detects a rising point, a falling point, or a zero crossing timing of the reproduced starting point signal, At the detected timing, synchronize with the reproduced starting signal instantly with high accuracy and maintain synchronization, or configure a delay lock loop to establish synchronization with the reproduced starting signal with high accuracy. Maintaining a synchronization and generating a distance measurement signal that is synchronized with or orthogonal to the origin signal that has been synchronized;
The transmission means generates a high-frequency signal including the generated distance measurement signal at the timing of time-division simultaneous transmission / reception,
The high-frequency signal switching means connects the transmission means to the antenna at time division timing, and transmits the high-frequency signal including the distance measurement signal to the plurality of relay means via the antenna as a radio signal,
The plurality of relay stations receive the radio signal by each antenna to form a high-frequency signal including a distance measurement signal, amplify it directly or using a low noise amplifier, and transmit it to the reference station via each transmission cable. ,
In the reference station,
The high-frequency signal switching means is selected while periodically switching the high-frequency signal transmitted from each of the plurality of relay stations via each transmission cable,
The receiving means converts the selected high-frequency signal directly or into an intermediate frequency signal and amplifies it,
The control means reproduces at least a distance measurement signal corresponding to the plurality of relay stations from the high frequency signal or intermediate frequency signal, and a propagation time, a propagation phase of the distance measurement signal corresponding to the plurality of relay stations, or Both of these are measured using the generated origin signal as a reference, and the position of the mobile terminal is determined with high accuracy by trigonometry or hyperbolic navigation from a plurality of measurement results corresponding to the plurality of relay stations. A mobile radio positioning device.
無線信号を用いて移動端末の位置を高精度で測位するための移動無線測位装置において、
少なくとも1つの基準局の周辺に、複数の中継局を間隔を置いて配置し、前記基準局と各中継局との間を伝送ケーブルで接続し、
前記移動端末が、少なくとも、アンテナと、制御手段と、送信手段と、受信手段と、高周波信号切替手段とを有し、
前記制御手段が、少なくとも間欠送信のタイミング信号を生成し、前記タイミング信号に同期して少なくとも起点信号を含む測位要求信号を生成し、
前記送信手段が、前記生成された測位要求信号を含む高周波信号を生成し、前記アンテナを介して無線信号として前記複数の中継局に向けて間欠的に送信し、
前記複数の中継局が、前記無線信号を各アンテナで受信して測位要求信号を含む高周波信号とし、直接もしくは低雑音増幅器を用いて増幅し、前記各伝送ケーブルを介して基準局に向けて伝送し、
前記基準局が、少なくとも、高周波信号切替手段と、受信手段と、送信手段と、制御手段とを有し、
前記高周波信号切替手段が、前記複数の中継局の内から各伝送ケーブルを介して伝送される高周波信号を周期的に切替えながら選択し、
前記受信手段が、前記選択された高周波信号を直接もしくは中間周波信号に変換して増幅し、
前記制御手段が、前記高周波信号もしくは中間周波信号から少なくとも測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、前記再生された起点信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出されたタイミングで前記再生された起点信号と高精度で瞬時に同期を確立して同期を保持し、あるいは遅延ロックループを構成して前記再生された起点信号と高精度で同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された起点信号に同期をしあるいは直交する距離測定信号を生成し、
前記送信手段が前記生成された距離測定信号を含む高周波信号を時分割同時送受信のタイミングで生成し、
前記高周波信号切替手段が、前記距離測定信号を含む高周波信号を周期的に切替えながら、各伝送ケーブルを介して、複数の中継局に向けて順次に伝送し、
前記複数の中継局が、前記各伝送ケーブルを介して伝送された高周波信号を、アンテナを介して無線信号として前記移動端末に向けて送信し、
前記移動端末において、
前記受信手段が、前記複数の中継局から送信される無線信号をアンテナで受信して高周波信号とし、直接もしくは中間周波信号に変換して増幅し、
前記制御手段が、前記中間周波信号から前記複数の中継局に対応して少なくとも距離測定信号を再生し、前記複数の中継局に対応して距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を前記生成した起点信号を基準として測定し、前記複数の中継局に対応した複数組の測定結果から、前記移動端末の位置を三角法もしくは双曲線航法によって高精度で測位を行う
ことを特徴とする移動無線測位装置。
In a mobile radio positioning device for measuring the position of a mobile terminal with high accuracy using a radio signal,
A plurality of relay stations are arranged at intervals around at least one reference station, and the reference station and each relay station are connected by a transmission cable,
The mobile terminal has at least an antenna, a control unit, a transmission unit, a reception unit, and a high-frequency signal switching unit,
The control means generates a timing signal for at least intermittent transmission, generates a positioning request signal including at least a starting signal in synchronization with the timing signal,
The transmission means generates a high-frequency signal including the generated positioning request signal, and intermittently transmits to the plurality of relay stations as a radio signal via the antenna,
The plurality of relay stations receive the radio signal by each antenna to form a high frequency signal including a positioning request signal, amplify it directly or using a low noise amplifier, and transmit it to the reference station via each transmission cable. ,
The reference station has at least high-frequency signal switching means, receiving means, transmitting means, and control means,
The high-frequency signal switching means selects a high-frequency signal transmitted through each transmission cable from among the plurality of relay stations while periodically switching,
The receiving means converts the selected high-frequency signal directly or into an intermediate frequency signal and amplifies it,
The control means reproduces at least a starting point signal included in the positioning request signal from the high frequency signal or the intermediate frequency signal, detects a rising point, a falling point, or a zero crossing timing of the reproduced starting point signal, At the detected timing, synchronize with the reproduced starting signal instantly with high accuracy and maintain synchronization, or configure a delay lock loop to establish synchronization with the reproduced starting signal with high accuracy. Maintaining a synchronization and generating a distance measurement signal that is synchronized with or orthogonal to the origin signal that has been synchronized;
The transmission means generates a high-frequency signal including the generated distance measurement signal at the timing of time-division simultaneous transmission / reception,
The high-frequency signal switching means, while periodically switching the high-frequency signal including the distance measurement signal, sequentially transmitted to a plurality of relay stations through each transmission cable,
The plurality of relay stations transmit high frequency signals transmitted via the transmission cables to the mobile terminal as radio signals via antennas,
In the mobile terminal,
The receiving means receives a radio signal transmitted from the plurality of relay stations with an antenna to form a high-frequency signal, and directly or intermediately converts and amplifies the signal,
The control means reproduces at least a distance measurement signal corresponding to the plurality of relay stations from the intermediate frequency signal, and a propagation time, a propagation phase, or both of the distance measurement signals corresponding to the plurality of relay stations And measuring the position of the mobile terminal with high accuracy by trigonometry or hyperbolic navigation based on a plurality of sets of measurement results corresponding to the plurality of relay stations. Mobile radio positioning device.
前記制御手段が、少なくとも、信号再生手段と、同期検出手段と、同期発振手段とを有し、
前記信号再生手段が、前記高周波信号もしくは中間周波信号から起点信号もしくは距離測定信号を再生し、
前記同期検出手段が、前記再生された起点信号もしくは距離測定信号の、立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、
前記同期発振手段が、前記検出されたタイミングで、前記再生された起点信号もしくは距離測定信号と、高精度で瞬時に同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された起点信号もしくは距離測定信号の、周波数もしくはチップレートの整数倍の周波数もしくはチップレートで、同期信号を生成することを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。
The control means includes at least a signal reproduction means, a synchronization detection means, and a synchronization oscillation means,
The signal reproducing means reproduces a starting point signal or a distance measurement signal from the high frequency signal or the intermediate frequency signal,
The synchronization detection means detects a timing of a rising point, a falling point, or a zero crossing point of the reproduced starting point signal or distance measurement signal;
The synchronous oscillating means establishes synchronization with the reproduced starting point signal or distance measurement signal at the detected timing and instantly synchronizes with high accuracy, and the starting signal or The mobile radio positioning apparatus according to claim 1 or 2, wherein the synchronization signal is generated at a frequency or chip rate that is an integral multiple of the frequency or chip rate of the distance measurement signal.
前記距離測定信号が、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合せであることを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。
The mobile radio positioning apparatus according to claim 1 or 2, wherein the distance measurement signal is a carrier signal, a subcarrier signal, a modulation signal, a spread spectrum code, or a combination thereof.
前記基準局から送信される高周波信号に少なくとも報知信号が含まれ、前記報知信号に、少なくとも、基準局の位置に関する情報、各中継局の位置に関する情報、各伝送ケーブルの長さに関する情報、あるいはこれらの組み合わせが含まれていることを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。
The high-frequency signal transmitted from the reference station includes at least a notification signal, and the notification signal includes at least information on the position of the reference station, information on the position of each relay station, information on the length of each transmission cable, or a combination thereof The mobile radio positioning apparatus corresponding to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記基準局もしくは移動端末が前記移動端末の位置を測位する際に、前記制御手段が、前記再生された距離測定信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出されたタイミングで前記再生された距離測定信号と高精度で瞬時に同期を確立して同期を保持し、かつ前記同期を保持された距離測定信号に同期をしあるいは直交する同期信号を生成し、前記生成する同期信号の周波数を、要求される測位レンジに合わせて設定し、あるいは周波数の異なる複数の同期信号を生成し、前記複数の同期信号の中から、要求される測位レンジに合わせて、最適なものを選択することによって、高い測位精度を実現することを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。
When the reference station or mobile terminal measures the position of the mobile terminal, the control means detects the timing of the rising point, falling point, or zero crossing of the reproduced distance measurement signal, and the detected Generates a synchronization signal that is synchronized with or orthogonal to the distance measurement signal that is synchronized with the distance measurement signal that is reproduced at the timing and is synchronized with the accuracy and instantaneously. Set the frequency of the synchronization signal to match the required positioning range, or generate multiple synchronization signals with different frequencies, and select the optimal frequency according to the required positioning range from the multiple synchronization signals. 3. A mobile radio positioning apparatus corresponding to claim 1 or claim 2, wherein high positioning accuracy is realized by selecting one.
前記制御手段が、測位レンジを長い尺度のものから順次短い尺度のものに変化させあるいはその逆に変化させ、あるいは切替えて設定することによって、最適の測位レンジを用いて前記移動端末の位置を高精度で測位することを特徴とする請求項第6項に記載の移動無線測位装置。
The control means increases the position of the mobile terminal using the optimum positioning range by changing the positioning range from the long scale to the short scale or vice versa, or by switching and setting. The mobile radio positioning apparatus according to claim 6, wherein positioning is performed with accuracy.
前記制御手段の信号生成手段もしくは信号再生手段において、前記起点信号もしくは距離測定信号が、無線信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号である場合には、直接群遅延歪みおよび遅延誤差の少ない帯域通過フイルタを通し、あるいは無線信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号を変調した変調信号である場合には、遅延誤差の少ないアナログ復調器もしくは高い周波数のサンプリング信号を用いた遅延誤差の少ないデジタル復調器によって復調した後に、前記帯域通過フイルタを通して再生することを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。
In the signal generation means or the signal reproduction means of the control means, when the origin signal or distance measurement signal is a carrier signal or subcarrier signal of a radio signal, a band pass filter with less direct group delay distortion and delay error is used. Or after being demodulated by an analog demodulator with low delay error or a digital demodulator with low delay error using a high-frequency sampling signal. The mobile radio positioning apparatus according to claim 1 or 2, wherein reproduction is performed through the band-pass filter.
前記制御手段が、少なくとも、基準発振器と、位相同期発振器と、同期検出手段と、同期発振手段とを含み、前記同期発振手段が、前記基準発振器の発振周波数を位相同期発振器によって高い周波数に変換して駆動される、セットあるいはリセット付きのカウンタあるいは数値制御発振器によって構成され、前記同期検出手段が、少なくとも128MHz以上の周波数のサンプリング信号を用いて、前記再生された起点信号もしくは距離測定信号の立上り点、立下り点、あるいはゼロ交差点のタイミングを検出し、前記検出したタイミングで前記同期発振手段をセットしあるいはリセットすることによって、前記同期発振手段が、前記起点信号もしくは距離測定信号と短時間で瞬時に同期を確立し、かつ前記起点信号もしくは距離測定信号が停止しあるいは消滅した後も、比較的に長時間同期を保持できることを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。
The control means includes at least a reference oscillator, a phase synchronous oscillator, a synchronization detection means, and a synchronous oscillation means, and the synchronous oscillation means converts the oscillation frequency of the reference oscillator to a high frequency by the phase synchronous oscillator. Driven by a counter with a set or reset or a numerically controlled oscillator, wherein the synchronization detecting means uses a sampling signal having a frequency of at least 128 MHz, and the rising point of the reproduced starting signal or distance measurement signal By detecting the timing of the falling point or the zero crossing and setting or resetting the synchronous oscillation means at the detected timing, the synchronous oscillation means can instantaneously and quickly And the origin signal or distance measurement signal is Sealed or even after the disappearance, the mobile radio positioning system corresponding to the first term or second term claims, characterized in that to hold the relatively long time period.
前記制御手段の位相測定手段が、前記再生した起点信号もしくは距離測定信号、あるいは生成した同期信号の周波数の、4の整数倍のサンプリング周波数で、かつ4ビット以上のアナログデジタル変換器を用いてデジタル信号に変換し、Sinのルックアップテーブルとして0、1、0、−1、もしくは1、1、−1、−1、あるいはこれらの繰り返しであり、Cosのルックアップテーブルとして1、0、−1、0もしくは1、−1、−1、1、あるいはこれらの繰り返しであり、前記変換したデジタル信号とルックアップテーブルとの積和演算を行うことを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。
The phase measuring means of the control means digitally uses an analog-to-digital converter having a sampling frequency that is an integral multiple of 4 of the frequency of the reproduced starting point signal or distance measuring signal or the frequency of the generated synchronization signal and 4 bits or more. The signal is converted into a signal, 0, 1, 0, -1, or 1, 1, -1, -1, or a repetition thereof as the Sin lookup table, and 1, 0, -1 as the Cos lookup table , 0 or 1, -1, -1, 1, or a repetition of these, and performing a product-sum operation on the converted digital signal and a lookup table. A mobile radio positioning device that falls under.
前記受信手段が伝搬経路の品質を検知する品質検知手段を有し、前記品質検知手段が、前記受信手段において、受信した無線信号もしくは高周波信号の電力あるいは信号対雑音比を測定した結果から回線品質を分析し、あるいは前記制御手段で、距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を測定した結果を分析し、あるいはこれらの両方の分析を行い、前記測位の結果を補正し、補完し、あるいはフイルタリングし、あるいはこれらの組み合わせを行うことを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。
The receiving means has quality detecting means for detecting the quality of the propagation path, and the quality detecting means measures the line quality from the result of measuring the power or signal-to-noise ratio of the received radio signal or high frequency signal in the receiving means. Or analyze the results of measuring the propagation time, propagation phase, or both of the distance measurement signal by the control means, or analyze both of them to correct the result of the positioning and complement it. The mobile radio positioning apparatus according to claim 1 or 2, wherein filtering is performed or a combination thereof is performed.
前記携帯端末、中継局、もしくはこれらの両方が、複数のアンテナを設けて周期的に切替え、前記複数のアンテナに対応して測定した距離測定信号の伝搬時間、伝搬位相、もしくはこれらの両方を測定した結果の内、比較的に小さく測定しあるいは算出したものを選択し、平均し、荷重平均し、あるいはこれらの組み合わせを行うことによって、前記測位結果を補正し、補完し、フイルタリングし、あるいはこれらの組み合わせを行うことを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。
The mobile terminal, relay station, or both are provided with a plurality of antennas and periodically switched to measure the propagation time, propagation phase, or both of the distance measurement signals measured corresponding to the plurality of antennas. Of these results, a relatively small measured or calculated one is selected, averaged, weighted averaged, or a combination of these to correct, supplement, filter, or A mobile radio positioning apparatus corresponding to claim 1 or 2 characterized by combining these.
前記無線信号の周波数が、GPSに割当てられた周波数、その近傍の周波数、法令によって定められた周波数、もしくはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項第1項もしくは第2項に該当する移動無線測位装置。   The movement according to claim 1 or 2, wherein the frequency of the radio signal is a frequency assigned to GPS, a frequency in the vicinity thereof, a frequency determined by law, or a combination thereof. Wireless positioning device.
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