JP2014219204A - Mobile information terminal - Google Patents

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篤史 毛利
Atsushi Mori
篤史 毛利
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    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • GPHYSICS
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    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/28Satellite selection

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile information terminal capable of controlling a calculation load of positioning processing while ensuring positioning accuracy of multi-global navigation satellite system (GNSS)-based positioning.SOLUTION: A mobile information terminal 100 comprises: a multi-GNSS-based positioning control unit 130 for selecting a combination of satellites to be used when performing multi-GNSS-based positioning; and a positioning calculation unit 120 for performing the positioning by using the combination of satellites selected by the multi-GNSS-based positioning control unit 130. When the multi-GNSS-based positioning is performed, the multi-GNSS-based positioning control unit 130 controls the combination of satellites used by the positioning calculation unit 120 for the positioning or frequency for outputting a positioning result by the positioning calculation unit 120 so that a positioning calculation load of the positioning calculation unit 120 becomes smaller than a predetermined value.

Description

本発明は、GNSS(Global Navigation Satellite System)を用いて位置の測定を行う移動体情報端末に関するものである。   The present invention relates to a mobile information terminal that performs position measurement using a GNSS (Global Navigation Satellite System).

カーナビゲーション装置などの移動体情報端末は、それを搭載する移動体(例えば車両)の位置の測定(測位)を行う機能を有している。移動体情報端末の測位に用いられるGNSSとしては、従来よりGPS(Global Positioning System)が広く使用されている。また近年では、GPS以外のGNSSを用いて測位を行う移動体情報端末が実用化されており、例えばロシアが運用するGLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)による測位とGPSによる測位とを動的に切替えるものや、GPSとGLONASSを組合せて測位するものなどがある。   A mobile information terminal such as a car navigation device has a function of measuring (positioning) the position of a mobile body (for example, a vehicle) on which the mobile information terminal is mounted. Conventionally, GPS (Global Positioning System) has been widely used as a GNSS used for positioning of mobile information terminals. In recent years, mobile information terminals that perform positioning using a GNSS other than GPS have been put into practical use. For example, the positioning can be dynamically switched between positioning by GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System) operated by Russia and positioning by GPS. In addition, there are those that perform positioning by combining GPS and GLONASS.

また、下記の特許文献1では、GPSのみを用いる測位と、準天頂衛星とGPSとを組合せて用いる高精度な測位とを、移動体速度などの判定条件に基づいて動的に切替える技術が提案されている。   Patent Document 1 below proposes a technique for dynamically switching between positioning using only GPS and high-accuracy positioning using a combination of a quasi-zenith satellite and GPS based on determination conditions such as moving object speed. Has been.

特開2004−144693号公報JP 2004-144893 A

上記のように、近年ではGPS以外のGNSSが実用化されており、2以上のGNSSを組合せて用いる測位(マルチGNSSベース測位)の技術開発が進んでいる。マルチGNSSベース測位は、測位に使用する衛星数が増加することによる測位精度の向上が期待できるが、演算負荷が増加することが懸念される。特許文献1では、準天頂衛星とGPSとを組合せて用いる測位を必要なときにだけ行うことで演算負荷を低減させているが、例えば、測位精度を一定以上に維持しながら演算負荷を低減させたり、演算負荷の平滑化のために使用する衛星数を減らしたりするきめの細かい制御はできない。   As described above, in recent years, GNSSs other than GPS have been put into practical use, and technical development of positioning using a combination of two or more GNSSs (multi-GNSS based positioning) is progressing. Multi-GNSS-based positioning can be expected to improve positioning accuracy due to an increase in the number of satellites used for positioning, but there is a concern that the calculation load increases. In Patent Document 1, the calculation load is reduced by performing positioning using a combination of the quasi-zenith satellite and GPS only when necessary. For example, the calculation load is reduced while maintaining the positioning accuracy above a certain level. Or fine control that reduces the number of satellites used for smoothing the computation load.

従来、移動体情報端末における測位処理は専用のハードウェアを用いて行われるのが一般的であったが、CPU(Central Processing Unit)の高性能化により、近年では測位処理がソフトウェアによって行われる傾向にある。また、移動体情報端末の多機能化が進むと、CPUに様々な処理が要求されるようになるため、CPUが測位処理に占有されないように、測位処理による演算負荷を平滑化することが重要となる。   Conventionally, positioning processing in a mobile information terminal has been generally performed using dedicated hardware. However, due to high performance of CPU (Central Processing Unit), positioning processing has recently been performed by software. It is in. In addition, as the mobile information terminals become more multifunctional, various processes are required for the CPU. Therefore, it is important to smooth the calculation load due to the positioning process so that the CPU is not occupied by the positioning process. It becomes.

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、マルチGNSSベース測位による測位精度を確保しつつ測位処理の演算負荷を制御可能な移動体情報端末を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a mobile information terminal capable of controlling the calculation load of positioning processing while ensuring the positioning accuracy by multi-GNSS-based positioning. To do.

本発明に係る移動体情報端末は、複数のGNSSの衛星からの衛星信号を受信する衛星受信部と、予め定められた測位切替条件に基づいて複数のGNSSのうちの1以上を選択するマルチGNSSベース測位制御部と、マルチGNSSベース測位制御部により選択されたGNSSの衛星信号に基づいて測位する測位演算部と、を備え、マルチGNSSベース測位制御部は、2以上のGNSSを選択する場合、測位演算部の測位演算負荷が予め定められた値より小さくなるように、測位演算部が測位に用いる衛星数または測位演算部が測位結果を出力する頻度を制御するものである。   A mobile information terminal according to the present invention includes a satellite receiver that receives satellite signals from a plurality of GNSS satellites, and a multi-GNSS that selects one or more of the plurality of GNSSs based on predetermined positioning switching conditions. A base positioning control unit, and a positioning calculation unit that performs positioning based on a GNSS satellite signal selected by the multi-GNSS base positioning control unit, and the multi-GNSS base positioning control unit selects two or more GNSSs, The number of satellites used for positioning by the positioning calculation unit or the frequency at which the positioning calculation unit outputs the positioning result is controlled so that the positioning calculation load of the positioning calculation unit is smaller than a predetermined value.

本発明によれば、マルチGNSSベース測位において、例えば、測位精度を高く維持しながら測位演算負荷を平滑化することや、使用する衛星数を減らしたり測位結果の出力頻度を下げたりすることで測位演算負荷を抑制することなど、きめの細かい制御ができる。つまり、測位に用いる衛星数および測位結果の出力頻度を適宜切替えることによって、測位精度の向上と測位演算負荷の平滑化を両立することができる。   According to the present invention, in multi-GNSS-based positioning, for example, positioning is performed by smoothing the positioning calculation load while maintaining high positioning accuracy, or by reducing the number of satellites used or decreasing the output frequency of positioning results. Fine control such as suppression of computation load is possible. That is, by appropriately switching the number of satellites used for positioning and the output frequency of positioning results, it is possible to improve both positioning accuracy and smooth the positioning calculation load.

本発明への適用が想定されるGNSSの例を示す図である。It is a figure which shows the example of GNSS with which application to this invention is assumed. GPSおよびQZSSの衛星配置例を示す図である。It is a figure which shows the satellite arrangement | positioning example of GPS and QZSS. GPS、QZSS、GLONSS、GalileoおよびBDSの衛星配置例を示す図である。It is a figure which shows the satellite arrangement | positioning example of GPS, QZSS, GLONSS, Galileo, and BDS. 実施の形態に係る移動体情報端末の構成図である。It is a block diagram of the mobile information terminal which concerns on embodiment. マルチGNSS衛星の管理テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the management table of a multi-GNSS satellite. 天空滞在時間の算出手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the stay time in the sky. 実施の形態に係る移動体情報端末における測位処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the positioning process in the mobile information terminal which concerns on embodiment. 実施の形態に係る移動体情報端末における管理テーブルの更新処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the update process of the management table in the mobile information terminal which concerns on embodiment. 本発明のマルチGNSSベース測位における測位演算負荷の遷移例を示す図である。It is a figure which shows the example of a transition of the positioning calculation load in the multi-GNSS base positioning of this invention.

まず、マルチGNSSベース測位の概要について説明する。図1は、本発明への適用が想定されるGNSSの例を示す図である。米国が運用管理している従来のGPSの他、例えば、日本が2019年に4基体制でGPSの補完/補強を目指しているQZSS(準天頂衛星)、ロシアが2011年から24基体制で運用を開始したGLONASS、EUが2019年に30基体制で運用開始を目指しているGalileo、中国が2012年から14基体制で運用を開始したBDS(Bei Dou System)などが挙げられる。2019年には、測位に使用可能な衛星数は104基以上となる。   First, an outline of multi-GNSS-based positioning will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of GNSS assumed to be applied to the present invention. In addition to the conventional GPS operated and managed by the US, for example, QZSS (Quasi-Zenith Satellite), which aims to supplement / reinforce GPS with four systems in 2019, and Russia operates with 24 systems from 2011 GLONASS, which EU started operating in 30 units in 2019, and BDS (Bei Dou System) in which China started operation in 2012 from 2012. In 2019, the number of satellites that can be used for positioning will be 104 or more.

図2および図3は、GNSSの衛星配置例を示す図である。これらの図では、現在位置の真上(仰角90度)を円の中心に位置づけ、最外周の円を地平線(仰角0度)とし、その間に仰角が30度と60度の円が描かれている。N、E、S、Wはそれぞれ北、東、南、西の方位を表している。また図2および図3では、各衛星が図1に示した記号で表現されている。   2 and 3 are diagrams showing examples of GNSS satellite arrangements. In these figures, the position immediately above the current position (elevation angle 90 degrees) is positioned at the center of the circle, the outermost circle is the horizon (elevation angle 0 degrees), and a circle with elevation angles of 30 and 60 degrees is drawn between them. Yes. N, E, S, and W represent north, east, south, and west directions, respectively. 2 and 3, each satellite is represented by the symbols shown in FIG.

図2は、GPSおよびQZSSの衛星配置例であり、オープンスカイで11基のGPS衛星と、3基のQZSS衛星が、測位に使用可能な状態を示している。一方、図3は、GPS、QZSS、GLONSS、GalileoおよびBDSの衛星配置例であり、オープンスカイでGPS衛星(11基)およびQZSS衛星(3基)だけでなく、9基のGLONSS衛星と、11基のGalileo衛星と、8基のBDS衛星とを合わせた合計42基の衛星が測位に使用可能な状態を示している。   FIG. 2 shows an arrangement example of GPS and QZSS satellites, and shows a state where 11 GPS satellites and three QZSS satellites can be used for positioning in open sky. On the other hand, FIG. 3 is a satellite arrangement example of GPS, QZSS, GLONSS, Galileo, and BDS. In addition to GPS satellites (11 units) and QZSS satellites (3 units) in the open sky, A total of 42 satellites including the base Galileo satellite and the 8 BDS satellites can be used for positioning.

図3に示される多くの衛星を用いたマルチGNSSベース測位を行えば、高精度な測位が可能となるが、測位処理の演算負荷が大きくなる。そこで、本実施の形態では、測位精度の維持とCPUの演算負荷の平滑化を考慮して、使用可能な衛星のうちから適切な組合せを選択する移動体情報端末を提案する。   If multi-GNSS-based positioning using many satellites shown in FIG. 3 is performed, highly accurate positioning is possible, but the calculation processing load of positioning processing increases. Therefore, in the present embodiment, a mobile information terminal is proposed that selects an appropriate combination from available satellites in consideration of maintaining positioning accuracy and smoothing the calculation load of the CPU.

図4は、本発明の実施の形態に係る移動体情報端末100の構成図である。本実施の形態では、移動体情報端末100が車両に搭載されるカーナビゲーション装置であるものとして説明するが、本発明は移動体と共に移動可能なあらゆる移動体情報端末に適用可能である。以下では、移動体情報端末100を搭載した車両を「自車」ということもある。   FIG. 4 is a configuration diagram of the mobile information terminal 100 according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, the mobile information terminal 100 is described as a car navigation device mounted on a vehicle. However, the present invention can be applied to any mobile information terminal that can move with a mobile object. Hereinafter, a vehicle equipped with the mobile information terminal 100 may be referred to as “own vehicle”.

移動体情報端末100は、マルチGNSSベース測位部101、ナビゲーション部102、ビデオ映像制御部103および車両センサ部104を備えている。ビデオ映像制御部103には、カメラ105が接続されている。カメラ105は、移動体情報端末100に内蔵されていてもよいし、例えば車載カメラなどを移動体情報端末100に外付けしたものでもよい。   The mobile information terminal 100 includes a multi-GNSS base positioning unit 101, a navigation unit 102, a video image control unit 103, and a vehicle sensor unit 104. A camera 105 is connected to the video image control unit 103. The camera 105 may be built in the mobile information terminal 100, or may be an external camera attached to the mobile information terminal 100, for example.

マルチGNSSベース測位部101、ナビゲーション部102、ビデオ映像制御部103を構成する各要素は、主に、CPUがプログラムに従って動作することにより実現される。但し、マルチGNSSベース測位制御部130の測位制御情報記憶部134およびナビゲーション部102の地図情報記憶部144は、ハードディスク、リムーバブルディスク、メモリなどによって構成される。   Each element constituting the multi-GNSS base positioning unit 101, the navigation unit 102, and the video image control unit 103 is realized mainly by the CPU operating according to a program. However, the positioning control information storage unit 134 of the multi-GNSS base positioning control unit 130 and the map information storage unit 144 of the navigation unit 102 are configured by a hard disk, a removable disk, a memory, and the like.

ナビゲーション部102は、現在位置からユーザが設定した目的地までのルート案内を行う機能を有しており、ロケータ部141、ルート検索部142、映像表示部143および地図データを記憶した地図情報記憶部144を備えている。   The navigation unit 102 has a function of performing route guidance from the current position to the destination set by the user, and includes a locator unit 141, a route search unit 142, a video display unit 143, and a map information storage unit that stores map data 144.

ロケータ部141は、マルチGNSSベース測位部101が測定した移動体情報端末100の位置(自車の位置)、および車両センサ部104が取得した自車の速度および角速度等の情報に基づいて、地図情報記憶部144から読み出した地図上での自車の位置を推定するマップマッチング処理を行う。ルート検索部142は、自車の位置から目的地までのルートを検索する。映像表示部143は、地図上に目的地までのルートおよび自車の位置をリアルタイムに表示しながら、ユーザに対するルート案内を実施する。   The locator unit 141 is a map based on information such as the position of the mobile information terminal 100 (position of the own vehicle) measured by the multi-GNSS base positioning unit 101 and the speed and angular velocity of the own vehicle acquired by the vehicle sensor unit 104. A map matching process for estimating the position of the vehicle on the map read from the information storage unit 144 is performed. The route search unit 142 searches for a route from the position of the vehicle to the destination. The video display unit 143 performs route guidance for the user while displaying the route to the destination and the position of the vehicle in real time on the map.

マルチGNSSベース測位部101は、GNSS衛星からの信号(衛星信号)を受信して測位演算に必要な情報を抽出する衛星受信部110と、衛星受信部110が抽出した情報に基づいて測位演算を行う測位演算部120と、マルチGNSSベース測位を行う際に、測位に用いるGNSSおよび衛星の選択や測位結果の出力頻度の調整を行うマルチGNSSベース測位制御部130とを備えている。   The multi-GNSS base positioning unit 101 receives a signal (satellite signal) from a GNSS satellite and extracts information necessary for the positioning calculation, and performs a positioning calculation based on the information extracted by the satellite receiving unit 110. A positioning calculation unit 120 is provided, and a multi-GNSS-based positioning control unit 130 that selects a GNSS and a satellite used for positioning and adjusts the output frequency of the positioning result when performing multi-GNSS-based positioning.

衛星受信部110は、マルチGNSSアンテナ111に接続されており、衛星捕捉・追尾部112、航法メッセージ復号部113、衛星選択制御部114を備えている。   The satellite reception unit 110 is connected to the multi-GNSS antenna 111 and includes a satellite acquisition / tracking unit 112, a navigation message decoding unit 113, and a satellite selection control unit 114.

衛星捕捉・追尾部112は、マルチGNSSアンテナ111を通してGNSS衛星から受信した衛星信号に基づいて、衛星の捕捉・追尾処理を行う。その際、衛星信号の特性である、C/N値(搬送波対雑音比)や基準時刻からのコード遅延時間を算出する。 The satellite acquisition / tracking unit 112 performs satellite acquisition / tracking processing based on the satellite signal received from the GNSS satellite through the multi-GNSS antenna 111. At this time, the C / N 0 value (carrier-to-noise ratio) and the code delay time from the reference time, which are characteristics of the satellite signal, are calculated.

算出されたC/N値は、衛星に関する情報(衛星情報)として、マルチGNSSベース測位制御部130へと送られる。また、衛星信号には、その送信元の衛星が属するGNSSの種別(GNSS種別)や、衛星ごとに割り振られた固有の番号である衛星番号の情報も含まれており、衛星捕捉・追尾部112は、それらも衛星情報としてマルチGNSSベース測位制御部130へ送る。一方、コード遅延時間は、測位演算部120へと送られる。 The calculated C / N 0 value is sent to the multi-GNSS base positioning control unit 130 as information on the satellite (satellite information). The satellite signal also includes information on the type of GNSS (GNSS type) to which the transmission source satellite belongs and the satellite number, which is a unique number assigned to each satellite. Sends them to the multi-GNSS-based positioning control unit 130 as satellite information. On the other hand, the code delay time is sent to the positioning calculation unit 120.

航法メッセージ復号部113は、衛星を追尾した結果取得されたデータから航法メッセージを抽出する。航法メッセージには、衛星位置の計算に必要な衛星軌道の情報などが含まれている。抽出された航法メッセージは測位演算部120へと送られる。   The navigation message decoding unit 113 extracts a navigation message from data acquired as a result of tracking the satellite. The navigation message includes satellite orbit information necessary for calculating the satellite position. The extracted navigation message is sent to the positioning calculation unit 120.

衛星選択制御部114は、マルチGNSSベース測位制御部130から衛星の選択結果を取得し、それに応じて衛星捕捉・追尾部112に捕捉・追尾させる衛星を指定する。それによって、測位に用いられる衛星数が制御される。   The satellite selection control unit 114 acquires a satellite selection result from the multi-GNSS base positioning control unit 130, and specifies the satellite to be captured and tracked by the satellite capturing / tracking unit 112 accordingly. Thereby, the number of satellites used for positioning is controlled.

測位演算部120は、疑似距離算出部121、測位部122、出力頻度制御部123を備えている。   The positioning calculation unit 120 includes a pseudo distance calculation unit 121, a positioning unit 122, and an output frequency control unit 123.

疑似距離算出部121は、衛星受信部110から取得したコード遅延時間に基づいて、移動体情報端末100と衛星との間の疑似距離を算出する。測位部122は、衛星受信部110から取得した航法メッセージから衛星軌道を抽出し、抽出した衛星軌道と疑似距離算出部121が求めた疑似距離とから、移動体情報端末100の位置を求める測位演算を行う。また、測位部122は、衛星軌道とそれから求まる衛星の仰角および方位の情報を、衛星情報として、マルチGNSSベース測位制御部130へと送る。   The pseudo distance calculating unit 121 calculates a pseudo distance between the mobile information terminal 100 and the satellite based on the code delay time acquired from the satellite receiving unit 110. The positioning unit 122 extracts a satellite orbit from the navigation message acquired from the satellite receiving unit 110, and performs a positioning calculation for determining the position of the mobile information terminal 100 from the extracted satellite orbit and the pseudo distance obtained by the pseudo distance calculating unit 121. I do. In addition, the positioning unit 122 sends the satellite orbit and information on the elevation angle and direction of the satellite obtained from the satellite orbit to the multi-GNSS-based positioning control unit 130 as satellite information.

出力頻度制御部123は、測位演算部120が測位結果(測位部122による移動体情報端末100の位置の演算結果)をナビゲーション部102に出力する頻度を制御する。具体的には、測位結果の出力頻度は、マルチGNSSベース測位制御部130によって指定され、出力頻度制御部123はマルチGNSSベース測位制御部130が指定した出力頻度に応じた周期で、測位演算部120から測位結果を出力させる。   The output frequency control unit 123 controls the frequency at which the positioning calculation unit 120 outputs the positioning result (the calculation result of the position of the mobile information terminal 100 by the positioning unit 122) to the navigation unit 102. Specifically, the output frequency of the positioning result is specified by the multi-GNSS base positioning control unit 130, and the output frequency control unit 123 has a period according to the output frequency specified by the multi-GNSS base positioning control unit 130, and the positioning calculation unit The positioning result is output from 120.

マルチGNSSベース測位制御部130は、衛星選択部131、測位切替条件設定部132、衛星選択管理部133および測位制御情報記憶部134を備えている。   The multi-GNSS base positioning control unit 130 includes a satellite selection unit 131, a positioning switching condition setting unit 132, a satellite selection management unit 133, and a positioning control information storage unit 134.

衛星選択部131は、GPS衛星のみを用いたGPSベース測位と、2以上のGNSSの衛星を用いたマルチGNSSベース測位のどちらの測位方法を実行するかの判定を行うと共に、マルチGNSSベース測位を行う場合には、各種のGNSS衛星のうちから測位に用いる衛星の組合せ選択する(これにより測位に用いる衛星数が決まる)。測位方法の判定結果と衛星の選択結果は衛星受信部110へと送られる。   The satellite selection unit 131 determines whether to perform a GPS-based positioning using only GPS satellites or a multi-GNSS-based positioning method using two or more GNSS satellites, and performs multi-GNSS-based positioning. When performing, a combination of satellites used for positioning is selected from various GNSS satellites (this determines the number of satellites used for positioning). The determination result of the positioning method and the satellite selection result are sent to the satellite receiver 110.

測位方法の判定は、あらかじめ測位切替条件設定部132に入力されて測位制御情報記憶部134に記憶されている測位切替条件に基づいて行われる。例えば、測位切替条件として「時速80km未満」という条件が設定されていた場合、衛星選択部131は、車両センサ部104から自車の速度を取得し、時速80km未満のときはマルチGNSSベース測位を行い、時速80km以上のときはGPSベース測位を行うように判定する。一般的に、裏道などを低速で走行しているような場合はマルチGNSSベース測位による高精度な測位が望まれるが、高速道路などを時速80km以上で走行するような場合はGPSベース測位で得られる測位精度で十分だからである。   The determination of the positioning method is performed based on the positioning switching condition that is input in advance to the positioning switching condition setting unit 132 and stored in the positioning control information storage unit 134. For example, when the condition “less than 80 km / h” is set as the positioning switching condition, the satellite selection unit 131 acquires the speed of the own vehicle from the vehicle sensor unit 104, and performs multi-GNSS based positioning when the speed is less than 80 km / h. When the speed is 80 km / h or more, it is determined to perform GPS-based positioning. In general, high-precision positioning by multi-GNSS-based positioning is desired when driving at low speeds on back roads, etc., but GPS-based positioning is available when driving on highways at speeds of 80 km / h or higher. This is because the obtained positioning accuracy is sufficient.

測位切替条件は、自車の速度の条件に限られず、例えば、自車が位置する地域の条件でもよい。例えば、自車の位置が、積雪や濃霧の発生地域や、深い森に覆われた地域、道路が入り組んでおり見通しが悪い地域、過去に事故が多発している地域などの場合は、高精度な測位が望まれるため、マルチGNSSベース測位が行われるようにするとよい。   The positioning switching condition is not limited to the speed condition of the host vehicle, and may be, for example, the condition of the area where the host vehicle is located. For example, if the location of your vehicle is a snowy or foggy region, a region covered with deep forest, a region where roads are complicated and the prospect is poor, or a region where many accidents have occurred in the past, Therefore, multi-GNSS-based positioning is preferably performed.

また、測位切替条件は、現在位置からナビゲーション部102に設定されている目的地までの距離の条件でもよい。例えば、車両が目的地の近くまで来ているときは、マルチGNSSベース測位による高精度な測位が望まれるため、マルチGNSSベース測位が行われるようにするとよい。その場合、衛星選択部131は、ナビゲーション部102に設定されている目的地と測位部122が算出した自車の位置とを比較し、この距離が特定の値以下であれば、マルチGNSSベース測位処理を選択する判定を行う。   Further, the positioning switching condition may be a distance condition from the current position to the destination set in the navigation unit 102. For example, when the vehicle is close to the destination, high-precision positioning by multi-GNSS-based positioning is desired, so that multi-GNSS-based positioning may be performed. In that case, the satellite selection unit 131 compares the destination set in the navigation unit 102 with the position of the host vehicle calculated by the positioning unit 122. If this distance is equal to or less than a specific value, the multi-GNSS based positioning is performed. A determination is made to select a process.

衛星選択部131による衛星の選択は、衛星選択管理部133が作成したマルチGNSS衛星の管理テーブル(以下、単に「管理テーブル」という)に基づいて行われる。   The satellite selection by the satellite selection unit 131 is performed based on a multi-GNSS satellite management table (hereinafter simply referred to as “management table”) created by the satellite selection management unit 133.

図5は、管理テーブルの例を示す図である。管理テーブルには、各衛星のGNSS種別、衛星番号、優先順位、C/N値、仰角、方位、衛星軌道、天空滞在時間などの衛星情報が登録されている。なお、図5において、方位は、Nを0度として、Eを90度、Sを180度、Wを270度とを表現している。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a management table. In the management table, satellite information such as the GNSS type, satellite number, priority, C / N 0 value, elevation angle, azimuth, satellite orbit, and sky stay time of each satellite is registered. In FIG. 5, the azimuth represents N as 0 degrees, E as 90 degrees, S as 180 degrees, and W as 270 degrees.

管理テーブルに登録されるGNSS種別、衛星番号、C/N値は、衛星受信部110の衛星捕捉・追尾部112から取得したものである。また、仰角、方位、衛星軌道は、測位演算部120の測位部122から取得したものである。 The GNSS type, satellite number, and C / N 0 value registered in the management table are obtained from the satellite capturing / tracking unit 112 of the satellite receiving unit 110. The elevation angle, direction, and satellite orbit are acquired from the positioning unit 122 of the positioning calculation unit 120.

優先順位は、衛星を選択する際の優先度であり、例えば、ユーザによりGLONASSを優先使用するように設定された場合は、GLONASS衛星の優先順位が高く設定される。また、例えば自車の位置がGLONASS衛星の多い高緯度地域であるときはGLONASS衛星の優先順位が高くなり、BDS衛星の多い中国周辺地域であるときはBDS衛星の優先順位を高くなるように、自動的に設定されてもよい。   The priority is a priority when a satellite is selected. For example, when the user sets the GLONASS preferentially, the priority of the GLONASS satellite is set high. Also, for example, when the position of the vehicle is in a high latitude area where there are many GLONASS satellites, the priority of the GLONASS satellite is high, and when it is in the area around China where there are many BDS satellites, the priority of the BDS satellite is high. May be set automatically.

天空滞在時間は、ビデオ映像制御部103がカメラ105を用いて撮影した自車上空の映像と、管理テーブルに登録されている各衛星の仰角、方位、衛星軌道に基づいて、衛星選択管理部133が算出する。   The staying time in the sky is determined by the satellite selection management unit 133 based on the video over the host vehicle captured by the video image control unit 103 using the camera 105 and the elevation angle, direction, and satellite orbit of each satellite registered in the management table. Is calculated.

例えば、カメラ105によって図6のような上空の映像が撮影されたとする。図6に示すGPS衛星位置200に着目すると、管理テーブルに登録されているGPS衛星位置200の仰角と方位を参照すれば、GPS衛星位置200の位置が分かる。また、管理テーブルに登録されているGPS衛星位置200の衛星軌道から、GPS衛星位置200が地平線から昇ってくる点201と、地平線へ沈んでいく点202が分かる。さらに、GPS衛星位置200の位置と点201とを結んだ直線と、建物(遮蔽物)の輪郭線とが交わる点201a、および、GPS衛星位置200の位置と点202とを結んだ直線と建物の輪郭線とが交わる点202aが求まる。点201aからGPS衛星位置200の位置を通って点202aに達する折れ線が、GPS衛星位置200が天空に滞在するときのおおよその軌道であり、GPS衛星位置200が地平線に昇る時刻および沈む時刻と現在時刻から、おおよその天空滞在時間を算出することができる。   For example, it is assumed that the sky image as shown in FIG. Focusing on the GPS satellite position 200 shown in FIG. 6, the position of the GPS satellite position 200 can be found by referring to the elevation angle and direction of the GPS satellite position 200 registered in the management table. Further, from the satellite orbit of the GPS satellite position 200 registered in the management table, a point 201 where the GPS satellite position 200 rises from the horizon and a point 202 where the GPS satellite position 200 sinks to the horizon are known. Furthermore, a straight line connecting the position of the GPS satellite position 200 and the point 201 and a point 201a where the outline of the building (shield) intersects, and a straight line connecting the position of the GPS satellite position 200 and the point 202 and the building The point 202a at which the contour line intersects is obtained. A broken line reaching from the point 201a through the position of the GPS satellite position 200 to the point 202a is an approximate orbit when the GPS satellite position 200 stays in the sky, and the time when the GPS satellite position 200 rises and sinks to the horizon and the present The approximate stay in the sky can be calculated from the time.

図5に戻り、管理テーブルには、測位に用いる衛星の組合せ(すなわちGNSSの組合せ)の候補(衛星組合せ候補)が特定されており(使用される衛星には「A」(Applicable)の符号が付されている)、衛星組合せ候補の各々に組合せ番号が割り振られている。また、衛星組合せ候補のそれぞれには、衛星選択管理部133が算出したDOP(Dilution of precision)値、測位演算負荷、出力頻度の情報が対応付けされている。DOP値は測位精度を表す指数であり、測位に用いられる衛星の位置から算出される。測位演算負荷は、衛星組合せ候補の衛星を用いて測位処理したときの演算負荷の値であり、測位に用いる衛星数や各衛星が属するGNSSの種類からおおよその値が分かる。出力頻度は、測位演算部120が測位結果を出力する間隔を表している。出力頻度を上げると高速で測位演算する必要が生じるため測位演算負荷は高くなるが、本実施の形態では、予め定められた測位演算負荷の最大値(最大測位演算負荷)を超えないように、衛星選択管理部133が出力頻度の値を設定する。   Returning to FIG. 5, candidates (satellite combination candidates) of satellite combinations (that is, GNSS combinations) used for positioning are specified in the management table (the satellites used have the code “A” (Applicable)). A combination number is assigned to each of the satellite combination candidates. Each of the satellite combination candidates is associated with DOP (Dilution of precision) value, positioning calculation load, and output frequency information calculated by the satellite selection management unit 133. The DOP value is an index representing the positioning accuracy, and is calculated from the position of the satellite used for positioning. The positioning calculation load is the value of the calculation load when the positioning processing is performed using the satellite combination candidate satellites, and an approximate value is known from the number of satellites used for positioning and the type of GNSS to which each satellite belongs. The output frequency represents an interval at which the positioning calculation unit 120 outputs the positioning result. If the output frequency is increased, positioning calculation load becomes high because it is necessary to perform positioning calculation at high speed, but in this embodiment, in order not to exceed the maximum value (maximum positioning calculation load) of the predetermined positioning calculation load, The satellite selection management unit 133 sets an output frequency value.

例えば図5の管理テーブルにおいて、組合せ番号「01」の衛星組合せ候補は、GPSベース測位を行う場合の組合せであり、最大測位演算負荷100に対してマージンを持たせ、演算負荷が80となるように出力頻度を1Hz(1秒間隔)に設定している。   For example, in the management table of FIG. 5, the satellite combination candidate with the combination number “01” is a combination when performing GPS-based positioning, so that the maximum positioning calculation load 100 has a margin and the calculation load becomes 80. The output frequency is set to 1 Hz (1 second interval).

組合せ番号「02」の衛星組合せ候補は、GPS衛星にQZSSとGLONASSの衛星を加えたマルチGNSSベース測位を行う場合の組合せである。この場合、GPS衛星のみを用いるよりもDOP値が向上して(DOP値が小さくなる)、測位精度は高くなるが、演算負荷も上がり、測位演算負荷は100となる。   The satellite combination candidate of the combination number “02” is a combination in the case of performing multi-GNSS-based positioning by adding QZSS and GLONASS satellites to GPS satellites. In this case, the DOP value is improved (the DOP value becomes smaller) and the positioning accuracy is higher than when only the GPS satellite is used, but the calculation load increases and the positioning calculation load becomes 100.

組合せ番号「03」の衛星組合せ候補は、GPS衛星にQZSS、GLONASSおよびGalileoの衛星を加えると共に、GPSおよびGLONASSの衛星からC/N値が低いものを意図的に除外したものである(除外した衛星には「N/A」(Not Applicable)の符号が付されている)。この場合、DOP値は組合せ番号「02」の衛星組合せ候補よりも悪くなるが、測位に用いる衛星数を減らすことで演算負荷は90に抑えられ、最大測位演算負荷に対するマージンが確保される。 The satellite combination candidate with the combination number “03” is obtained by adding QZSS, GLONASS, and Galileo satellites to GPS satellites, and intentionally excluding GPS and GLONASS satellites having low C / N 0 values (exclusions). (N / A) (Not Applicable) is attached to the satellites. In this case, the DOP value is worse than the satellite combination candidate of the combination number “02”, but the calculation load is suppressed to 90 by reducing the number of satellites used for positioning, and a margin for the maximum positioning calculation load is secured.

組合せ番号「04」の衛星組合せ候補は、GPS衛星にQZSS、GLONASS、GalileoおよびBDSの衛星を加えて、マルチGNSSベース測位を行う場合の組合せである。この場合、DOP値は1になり高い測位精度が得られるが、出力頻度が1Hzでは演算負荷が100を超える。そのため、組合せ番号「04」の衛星組合せ候補では、出力頻度を0.5Hz(2秒間隔)に設定することで、演算負荷を90に抑え、最大測位演算負荷に対するマージンを確保している。   The satellite combination candidate with the combination number “04” is a combination when multi-GNSS-based positioning is performed by adding QZSS, GLONASS, Galileo, and BDS satellites to a GPS satellite. In this case, the DOP value becomes 1 and high positioning accuracy is obtained, but the calculation load exceeds 100 when the output frequency is 1 Hz. Therefore, in the satellite combination candidate of the combination number “04”, the calculation load is suppressed to 90 by setting the output frequency to 0.5 Hz (2 second intervals), and a margin for the maximum positioning calculation load is secured.

なお、管理テーブルに登録される各情報は、測位制御情報記憶部134に記憶され、衛星選択管理部133により一元管理される。   Each piece of information registered in the management table is stored in the positioning control information storage unit 134 and is centrally managed by the satellite selection management unit 133.

ここで、本実施の形態に係る移動体情報端末100の動作を説明する。図7は、移動体情報端末100における測位処理の動作を示すフローチャートである。   Here, the operation of mobile information terminal 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an operation of positioning processing in the mobile information terminal 100.

マルチGNSSベース測位部101が測位処理を開始すると(ステップS100)、衛星選択制御部114は、はじめはGPSベース測位を行うことを選択する(ステップS101)。よって、測位演算部120は、GPSベース測位を実施して(ステップS102)、測位結果をナビゲーション部102へ出力する(ステップS109)。   When the multi-GNSS base positioning unit 101 starts the positioning process (step S100), the satellite selection control unit 114 first selects to perform GPS base positioning (step S101). Therefore, the positioning calculation unit 120 performs GPS-based positioning (step S102) and outputs the positioning result to the navigation unit 102 (step S109).

このGPSベース測位での測位精度と演算負荷は、マルチGNSSベース測位への切替処理や衛星選択を行うときの基準となる。衛星の組合せによってはマルチGNSSベース測位の方がGPSベース測位よりも精度が落ちることも考えられるが、そのような衛星の組合せは選択すべきでないし、GPSベース測位よりも精度が上がる衛星の組合せが存在しなければ、マルチGNSSベース測位を実行しないのが妥当だからである。   The positioning accuracy and calculation load in this GPS-based positioning are a reference when performing switching processing to multi-GNSS-based positioning and satellite selection. Depending on the combination of satellites, multi-GNSS-based positioning may be less accurate than GPS-based positioning. However, such a combination of satellites should not be selected, and a combination of satellites that has higher accuracy than GPS-based positioning. This is because it is reasonable not to perform multi-GNSS-based positioning if is not present.

次に、衛星選択部131は、測位切替条件設定部132により設定され、測位切替条件設定部132に記憶されている測位切替条件を確認し(ステップS103)、マルチGNSSベース測位が必要かどうか判定する(ステップS104)。マルチGNSSベース測位が不要と判定された場合(ステップS104でNO)、ステップS101へ戻り、GPSベース測位が継続される。   Next, the satellite selection unit 131 checks the positioning switching condition set by the positioning switching condition setting unit 132 and stored in the positioning switching condition setting unit 132 (step S103), and determines whether multi-GNSS based positioning is necessary. (Step S104). If it is determined that multi-GNSS-based positioning is unnecessary (NO in step S104), the process returns to step S101, and GPS-based positioning is continued.

一方、例えば車速が時速80kmを超えるなどして、マルチGNSSベース測位が必要と判定された場合(ステップS104でYES)、衛星選択部131は、マルチGNSSベース測位を行うことを選択する(ステップS105)。   On the other hand, for example, when it is determined that multi-GNSS-based positioning is necessary because the vehicle speed exceeds 80 km / h (YES in step S104), the satellite selection unit 131 selects to perform multi-GNSS-based positioning (step S105). ).

そして、衛星選択部131は、管理テーブルを参照し、マルチGNSSベース測位で用いる衛星の組合せを、組合せ候補の中から選択する(ステップS106)。衛星の組合せの選択方法は任意でよい。例えば、測位精度を重視してDOP値が最も小さい組合せを選択する方法や、優先順位の高い衛星が多く含まれる組合せを選択する方法などが考えられる。   Then, the satellite selection unit 131 refers to the management table and selects a combination of satellites used in the multi-GNSS-based positioning from among the combination candidates (step S106). The method for selecting the combination of satellites may be arbitrary. For example, a method of selecting a combination with the smallest DOP value with an emphasis on positioning accuracy, a method of selecting a combination including many satellites with high priority, and the like are conceivable.

衛星選択部131は、選択した衛星の組合せの情報を衛星受信部110の衛星選択制御部114へ送る。衛星選択制御部114は、その組合せに基づいて、測位に用いる衛星(衛星捕捉・追尾部112に捕捉および追尾させる衛星)を特定する。このとき測位に用いる衛星が変更される場合は、衛星選択部131からその指令が衛星選択制御部114へ出力され、衛星選択制御部114は、衛星捕捉・追尾部112に捕捉および追尾させる衛星を変更する。   The satellite selection unit 131 sends information on the combination of selected satellites to the satellite selection control unit 114 of the satellite reception unit 110. Based on the combination, the satellite selection control unit 114 specifies a satellite used for positioning (a satellite that the satellite capturing / tracking unit 112 captures and tracks). In this case, when the satellite used for positioning is changed, the command is output from the satellite selection unit 131 to the satellite selection control unit 114, and the satellite selection control unit 114 selects the satellite to be captured and tracked by the satellite capture / tracking unit 112. change.

どの衛星が測位に用いられるかは、測位演算部120による測位処理に影響する。よって、衛星選択部131が衛星の組合せを選択することによって、測位演算部120における測位処理の演算負荷および測位精度の制御を行うことができる。   Which satellite is used for positioning affects the positioning processing by the positioning calculation unit 120. Therefore, when the satellite selection unit 131 selects the combination of the satellites, it is possible to control the calculation load of the positioning process and the positioning accuracy in the positioning calculation unit 120.

また、衛星選択部131は、選択した衛星組合せ候補に対応付けされている出力頻度を、測位演算部120の出力頻度制御部123へと送る。出力頻度制御部123は、その出力頻度に応じた頻度で、測位演算部120から測位結果が出力されるように設定する(ステップS107)。   Further, the satellite selection unit 131 sends the output frequency associated with the selected satellite combination candidate to the output frequency control unit 123 of the positioning calculation unit 120. The output frequency control unit 123 sets the positioning result to be output from the positioning calculation unit 120 at a frequency according to the output frequency (step S107).

測位演算部120における測位結果の出力頻度を上げると高速で測位演算する必要が生じるため測位演算負荷が高くなる。逆に、出力頻度を下げ、演算速度も抑えれば、測位演算負荷を低くすることができる。よって、衛星選択部131が出力頻度を制御することによって、測位演算部120における測位演算負荷を制御することができる。   Increasing the output frequency of the positioning results in the positioning calculation unit 120 increases the positioning calculation load because it is necessary to perform positioning calculation at high speed. Conversely, if the output frequency is reduced and the calculation speed is also suppressed, the positioning calculation load can be reduced. Therefore, the positioning calculation load in the positioning calculation unit 120 can be controlled by the satellite selection unit 131 controlling the output frequency.

マルチGNSSベース測位に用いる衛星の組合せと測位結果の出力頻度が決定すると、測位演算部120は、マルチGNSSベース測位を実施して(ステップS108)、その測位結果をナビゲーション部102へ出力する(ステップS109)。   When the combination of satellites used for multi-GNSS-based positioning and the output frequency of positioning results are determined, the positioning calculation unit 120 performs multi-GNSS-based positioning (step S108) and outputs the positioning results to the navigation unit 102 (step). S109).

その後、ステップS103へ戻り、測位切替条件の変更がないかを確認した上で、再びマルチGNSSベース測位が必要かどうか判定する(ステップS104)。このときマルチGNSSベース測位が必要と判定されれば(ステップS104でYES)、マルチGNSSベース測位が継続されるが、マルチGNSSベース測位が不要と判定されれば(ステップS104でNO)、GPSベース測位に戻る。   Thereafter, the process returns to step S103, and after confirming whether or not the positioning switching condition has been changed, it is determined again whether multi-GNSS-based positioning is necessary (step S104). At this time, if it is determined that multi-GNSS base positioning is necessary (YES in step S104), multi-GNSS base positioning is continued, but if it is determined that multi-GNSS base positioning is not required (NO in step S104), GPS base Return to positioning.

ここで、自車の位置や衛星の位置は移動するため、管理テーブルは定期的に更新される必要がある。図8は、衛星選択管理部133が行う管理テーブルの更新処理を示すフローチャートである。   Here, since the position of the own vehicle and the position of the satellite move, the management table needs to be updated periodically. FIG. 8 is a flowchart showing management table update processing performed by the satellite selection management unit 133.

衛星選択管理部133は、管理テーブルの更新処理を開始すると(ステップS200)、まず測位制御情報記憶部134に記憶されている測位切替条件の確認を行う(ステップS201)。   When the satellite selection management unit 133 starts update processing of the management table (step S200), the satellite selection management unit 133 first checks the positioning switching condition stored in the positioning control information storage unit 134 (step S201).

次に、衛星選択管理部133は、管理テーブルに登録する衛星情報の取得および生成を行う(ステップS202)。具体的には、衛星の優先順位を設定したり、衛星受信部110から各衛星のC/N値を取得して登録したりする(GNSS種別および衛星番号は不変なので更新不要)。また、測位演算部120から各衛星の仰角、方位、衛星軌道を取得して登録する。さらに、カメラ105が撮影した自車上空の映像に基づき各衛星の天空滞在時間を計算して登録する。 Next, the satellite selection management unit 133 acquires and generates satellite information to be registered in the management table (step S202). Specifically, the priority order of the satellites is set, or the C / N 0 value of each satellite is acquired and registered from the satellite receiving unit 110 (the GNSS type and the satellite number are unchanged, so updating is unnecessary). In addition, the elevation angle, direction, and satellite orbit of each satellite are acquired from the positioning calculation unit 120 and registered. Furthermore, the sky stay time of each satellite is calculated and registered based on the image of the vehicle over the camera 105.

次に、管理テーブルに登録された優先順位、C/N値、仰角、方位、衛星軌道および天空滞在時間などの衛星情報に基づいて、新たに管理テーブルに登録するための仮の衛星組合せ候補を決定する(ステップS203)。仮の衛星組合せ候補を決める際、優先順位の高いGNSS衛星は他の衛星よりも優先的に選択される。また、C/N値や仰角の高いGNSS衛星は、疑似距離の誤差が少ないため、他の衛星よりも優先的に選択される。また、天空滞在時間の長いGNSS衛星は、直接波の受信が長時間にわたって可能なので、他の衛星よりも優先的に選択される。 Next, a temporary satellite combination candidate for newly registering in the management table based on the satellite information such as priority, C / N 0 value, elevation angle, heading, satellite orbit, and sky stay time registered in the management table Is determined (step S203). When tentative satellite combination candidates are determined, GNSS satellites with higher priority are selected with priority over other satellites. In addition, a GNSS satellite having a high C / N 0 value and a high elevation angle has a small pseudo-range error, and thus is preferentially selected over other satellites. In addition, since the GNSS satellite with a long stay in the sky can receive a direct wave for a long time, it is preferentially selected over other satellites.

衛星選択管理部133は、仮の衛星組合せ候補が決まると、それに対応するDOP値および測位演算負荷を算出する(ステップS204)。DOP値は、衛星情報の仰角および方位から求まる衛星の位置に基づいて算出され、測位演算負荷は衛星の個数や衛星が属するGNSSの種別に基づいて算出される。   When the temporary satellite combination candidate is determined, the satellite selection management unit 133 calculates a DOP value and a positioning calculation load corresponding to the temporary satellite combination candidate (step S204). The DOP value is calculated based on the position of the satellite obtained from the elevation angle and direction of the satellite information, and the positioning calculation load is calculated based on the number of satellites and the type of GNSS to which the satellite belongs.

そして、仮の衛星組合せ候補のDOP値や各衛星の衛星情報に基づいて、仮の衛星組合せ候補の衛星を用いて測位すればGPSベース測位よりも測位精度が改善するか判定する(ステップS205)。測位精度がGPSベース測位よりも改善しないと判定された場合は(ステップS205でNO)、ステップS203へ戻り、仮の衛星組合せ候補を再検討する。   Then, based on the DOP value of the temporary satellite combination candidate and the satellite information of each satellite, it is determined whether positioning accuracy is improved over GPS-based positioning if positioning is performed using the temporary satellite combination candidate satellites (step S205). . If it is determined that the positioning accuracy does not improve compared with the GPS-based positioning (NO in step S205), the process returns to step S203 to reexamine the temporary satellite combination candidates.

測位精度がGPSベース測位よりも改善すると判定された場合は(ステップS205でYES)、ステップS204で求めた仮の衛星組合せ候補の測位演算負荷が、最大測位演算負荷以下になるかどうか判定する(ステップS206)。例えば、GPSベース測位の際に最大測位演算負荷に対するマージンを持たせている場合、マルチGNSSベース測位に切替えたときに増加する負荷がそのマージンで吸収可能かどうかが判定される。測位演算負荷が最大測位演算負荷以下になると判定された場合は(ステップS206でYES)、仮の衛星組合せ候補に組合せ番号を付与し、正式な衛星組合せ候補として管理テーブルに登録する。   If it is determined that the positioning accuracy is improved over the GPS-based positioning (YES in step S205), it is determined whether the positioning calculation load of the temporary satellite combination candidate obtained in step S204 is equal to or less than the maximum positioning calculation load ( Step S206). For example, when a margin for the maximum positioning calculation load is given at the time of GPS-based positioning, it is determined whether the load that increases when switching to multi-GNSS-based positioning can be absorbed by the margin. If it is determined that the positioning calculation load is equal to or less than the maximum positioning calculation load (YES in step S206), a combination number is assigned to the temporary satellite combination candidate and registered as a formal satellite combination candidate in the management table.

仮の衛星組合せ候補の測位演算負荷が、大測位演算負荷を超えると判定された場合は(ステップS206でNO)、測位切替条件および仮の衛星組合せ候補の測位演算負荷に基づき、出力頻度の調整が可能かどうかを判定する(ステップS207)。出力頻度の調整が可能な場合は(ステップS207でYES)、仮の衛星組合せ候補の測位演算負荷が最大測位演算負荷よりも小さくなるように出力頻度の値を調整した上で(ステップS208)、組合せに番号を与え、正式な衛星組合せ候補として管理テーブルに登録する(ステップS209)。出力頻度の調整が不可能な場合は(ステップS207でNO)、ステップS203へ戻り、仮の衛星の組合せ候補を再検討する。   If it is determined that the positioning calculation load of the temporary satellite combination candidate exceeds the large positioning calculation load (NO in step S206), the output frequency is adjusted based on the positioning switching condition and the positioning calculation load of the temporary satellite combination candidate. It is determined whether or not it is possible (step S207). If the output frequency can be adjusted (YES in step S207), the output frequency value is adjusted so that the positioning calculation load of the temporary satellite combination candidate is smaller than the maximum positioning calculation load (step S208). A number is assigned to the combination, and it is registered in the management table as an official satellite combination candidate (step S209). If the output frequency cannot be adjusted (NO in step S207), the process returns to step S203 to reexamine the provisional satellite combination candidates.

なお、管理テーブルの更新処理では、小さい演算負荷で算出可能な優先順位、C/N値、仰角、方位は比較的高い頻度で更新すればよいが、算出に高い演算負荷を伴う衛星軌道、天空滞在時間、DOP値、測位演算負荷は、比較的低い頻度で更新することが望ましい。衛星組合せ候補の登録処理もそれらの更新に合わせて定期的に実施する。 In the update process of the management table, the priority order, C / N 0 value, elevation angle, and azimuth that can be calculated with a small calculation load may be updated with a relatively high frequency. It is desirable to update the stay time in the sky, the DOP value, and the positioning calculation load at a relatively low frequency. The registration process of the satellite combination candidates is also performed periodically according to the update.

図9は、本実施の形態に係る移動体情報端末100における測位演算負荷の遷移例を示す図である。この例において、GPSベース測位は、図5の管理テーブルの組合せ番号「01」の衛星の組合せを用いて実施され、最大測位演算負荷に対してマージンを持つように、測位結果の出力頻度が1Hz(1秒間隔)に設定されている。   FIG. 9 is a diagram showing a transition example of the positioning calculation load in the mobile information terminal 100 according to the present embodiment. In this example, GPS-based positioning is performed using a combination of satellites with the combination number “01” in the management table of FIG. 5, and the output frequency of positioning results is 1 Hz so as to have a margin for the maximum positioning calculation load. (1 second interval) is set.

時刻tで、測位切替条件に基づいてマルチGNSSベース測位が必要と判定されたとする。この場合、移動体情報端末100は、測位方法をマルチGNSSベース測位に切替える。図9の例では、時刻tから、図5の管理テーブルの組合せ番号「02」の衛星の組合せを用いたマルチGNSSベース測位が開始されている。組合せ番号「02」の衛星の組合せでは、測位結果の出力頻度は1Hzに維持されるが、測位演算負荷は、最大測位演算負荷と同等になる。 At time t 0, the multi-GNSS based positioning is to have been determined to be necessary based on the positioning switch condition. In this case, the mobile information terminal 100 switches the positioning method to multi-GNSS based positioning. In the example of FIG. 9, from time t 0, a multi-GNSS-based positioning using a combination of satellite combination number of the management table "02" in FIG. 5 is started. In the combination of satellites with the combination number “02”, the output frequency of the positioning result is maintained at 1 Hz, but the positioning calculation load is equal to the maximum positioning calculation load.

その後、管理テーブルの更新がなされ、時刻tにおいて、組合せ番号「02」の衛星の組合せでは所望の測位精度が得られないと判定されたとする。図9の例では、時刻tから、図5の管理テーブルの組合せ番号「04」の衛星の組合せを用いたマルチGNSSベース測位部101を開始し、測位精度を高く維持している。組合せ番号「04」の衛星の組合せは、GPS、QZSS、GLONASS、GalileoおよびBDSの衛星を使用するため測位演算負荷が高くなるが、出力頻度を0.5Hz(2秒間隔)に低下させることで測位演算負荷の上昇を抑え、最大測位演算負荷に対するマージンを確保している。 Thereafter, the management table is updated, and it is determined that the desired positioning accuracy cannot be obtained with the combination of the satellites with the combination number “02” at time t 1 . In the example of FIG. 9, the time t 1, to start the multi-GNSS-based positioning unit 101 using a combination of satellite management combination number "04" in the table of FIG. 5, and maintain a high positioning accuracy. The combination of satellites with the combination number “04” uses GPS, QZSS, GLONASS, Galileo, and BDS satellites, which increases the positioning calculation load. However, by reducing the output frequency to 0.5 Hz (2 second intervals) The increase in positioning calculation load is suppressed, and a margin for the maximum positioning calculation load is secured.

本実施の形態によれば、マルチGNSSベース測位において、例えば図9の例のように、測位精度を高く維持しながら測位演算負荷を平滑化したり、出力頻度を低下させずに測位演算負荷を抑制したり、図5の組合せ番号「03」の衛星組合せ候補のように意図的に衛星数を減らすことで測位演算負荷を抑制したりする、きめの細かい制御ができる。つまり、測位に用いる衛星および測位結果の出力頻度を適宜切替えることによって、測位精度の向上と測位演算負荷の平滑化を両立することができる。   According to the present embodiment, in multi-GNSS-based positioning, for example, as shown in FIG. 9, the positioning calculation load is smoothed while maintaining high positioning accuracy, or the positioning calculation load is suppressed without reducing the output frequency. In addition, fine control can be performed, such as suppressing the positioning calculation load by intentionally reducing the number of satellites as in the satellite combination candidate of the combination number “03” in FIG. That is, by appropriately switching the satellite used for positioning and the output frequency of the positioning result, it is possible to achieve both improvement in positioning accuracy and smoothing of the positioning calculation load.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   In the present invention, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.

100 移動体情報端末、101 マルチGNSSベース測位部、102 ナビゲーション部、103 ビデオ映像制御部、104 車両センサ部、105 カメラ、110 衛星受信部、111 マルチGNSSアンテナ、112 衛星捕捉・追尾部、113 航法メッセージ復号部、114 衛星選択制御部、120 測位演算部、121 疑似距離算出部、122 測位部、123 出力頻度制御部、130 マルチGNSSベース測位制御部、131 衛星選択部、132 測位切替条件設定部、133 衛星選択管理部、134 測位制御情報記憶部、141 ロケータ部、142 ルート検索部、143 映像表示部、144 地図情報記憶部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Mobile information terminal, 101 Multi-GNSS base positioning part, 102 Navigation part, 103 Video image control part, 104 Vehicle sensor part, 105 Camera, 110 Satellite receiver part, 111 Multi-GNSS antenna, 112 Satellite acquisition and tracking part, 113 Navigation Message decoding unit, 114 satellite selection control unit, 120 positioning calculation unit, 121 pseudorange calculation unit, 122 positioning unit, 123 output frequency control unit, 130 multi-GNSS base positioning control unit, 131 satellite selection unit, 132 positioning switching condition setting unit , 133 satellite selection management unit, 134 positioning control information storage unit, 141 locator unit, 142 route search unit, 143 video display unit, 144 map information storage unit.

Claims (11)

複数のGNSS(Global Navigation Satellite System)の衛星からの衛星信号を受信する衛星受信部と、
予め定められた測位切替条件に基づいて前記複数のGNSSのうちの1以上を選択するマルチGNSSベース測位制御部と、
前記マルチGNSSベース測位制御部により選択されたGNSSの衛星信号に基づいて測位する測位演算部と、
を備え、
前記マルチGNSSベース測位制御部は、2以上のGNSSを選択する場合、前記測位演算部の測位演算負荷が予め定められた値より小さくなるように、前記測位演算部が測位に用いる衛星数または前記測位演算部が測位結果を出力する頻度を制御する
ことを特徴とする移動体情報端末。
A satellite receiver for receiving satellite signals from a plurality of GNSS (Global Navigation Satellite System) satellites;
A multi-GNSS-based positioning control unit that selects one or more of the plurality of GNSSs based on a predetermined positioning switching condition;
A positioning calculation unit for positioning based on a GNSS satellite signal selected by the multi-GNSS base positioning control unit;
With
The multi-GNSS-based positioning control unit, when selecting two or more GNSS, the number of satellites used for positioning by the positioning calculation unit so that the positioning calculation load of the positioning calculation unit is smaller than a predetermined value or the A mobile information terminal characterized by controlling the frequency with which a positioning calculation unit outputs positioning results.
前記マルチGNSSベース測位制御部は、衛星の組合せとその組合せで測位した場合の測位演算負荷とが関連づけされて記述された管理テーブルに基づいて、前記測位演算部が測位に用いる衛星の組合せを選択する
請求項1記載の移動体情報端末。
The multi-GNSS-based positioning control unit selects a combination of satellites used for positioning by the positioning calculation unit based on a management table described in association with a combination of satellites and a positioning calculation load when positioning is performed with the combination. The mobile information terminal according to claim 1.
前記管理テーブルにおいて、前記測位演算負荷には、その測位演算負荷を得るための測位結果の出力頻度がさらに関連づけされており、
前記マルチGNSSベース測位制御部は、前記管理テーブルに基づいて、前記測位演算部が測位結果を出力する頻度を決定する
請求項2記載の移動体情報端末。
In the management table, the positioning calculation load is further associated with an output frequency of a positioning result for obtaining the positioning calculation load,
The mobile information terminal according to claim 2, wherein the multi-GNSS-based positioning control unit determines a frequency at which the positioning calculation unit outputs a positioning result based on the management table.
前記管理テーブルにおいて、前記衛星の組合せには、その組合せで定まるDOP値がさらに関連づけされており、
前記マルチGNSSベース測位制御部は、DOP値を考慮に加えて、前記測位演算部が測位に用いる衛星数および前記測位演算部が測位結果を出力する頻度を制御する
請求項2または請求項3記載の移動体情報端末。
In the management table, the combination of satellites is further associated with a DOP value determined by the combination,
4. The multi-GNSS-based positioning control unit controls the number of satellites used for positioning by the positioning calculation unit and the frequency at which the positioning calculation unit outputs a positioning result in addition to the DOP value. Mobile information terminal.
前記マルチGNSSベース測位制御部は、各衛星の衛星信号のC/N値に基づいて、前記管理テーブルに記述する衛星の組合せを決定する
請求項2から請求項4のいずれか一項記載の移動体情報端末。
5. The multi-GNSS-based positioning control unit determines a combination of satellites to be described in the management table based on a C / N 0 value of a satellite signal of each satellite. Mobile information terminal.
前記マルチGNSSベース測位制御部は、各衛星の位置に基づいて、前記管理テーブルに記述する衛星の組合せを決定する
請求項2から請求項5のいずれか一項記載の移動体情報端末。
The mobile information terminal according to any one of claims 2 to 5, wherein the multi-GNSS-based positioning control unit determines a combination of satellites described in the management table based on a position of each satellite.
前記マルチGNSSベース測位制御部は、各衛星の軌道から求めた天空領域滞在時間に基づいて、前記管理テーブルに記述する衛星の組合せを決定する
請求項2から請求項6のいずれか一項記載の移動体情報端末。
7. The multi-GNSS-based positioning control unit determines a combination of satellites described in the management table based on a stay time in the sky region obtained from an orbit of each satellite. Mobile information terminal.
前記マルチGNSSベース測位制御部は、各GNSS衛星の優先順位の情報に基づいて、前記管理テーブルに記述する衛星の組合せを決定する
請求項2から請求項7のいずれか一項記載の移動体情報端末。
The mobile information according to any one of claims 2 to 7, wherein the multi-GNSS-based positioning control unit determines a combination of satellites described in the management table based on priority order information of each GNSS satellite. Terminal.
前記測位切替条件は、前記移動体情報端末が装備された移動体の速度の条件である
請求項1から請求項8のいずれか一項記載の移動体情報端末。
The mobile information terminal according to any one of claims 1 to 8, wherein the positioning switching condition is a speed condition of a mobile object equipped with the mobile information terminal.
前記測位切替条件は、前記移動体情報端末が装備された移動体が位置する地域の条件である
請求項1から請求項8のいずれか一項記載の移動体情報端末。
The mobile information terminal according to any one of claims 1 to 8, wherein the positioning switching condition is a condition of a region where a mobile object equipped with the mobile object information terminal is located.
前記測位切替条件は、前記移動体情報端末に設定されている目的地までの距離の条件である
請求項1から請求項8のいずれか一項記載の移動体情報端末。
The mobile information terminal according to any one of claims 1 to 8, wherein the positioning switching condition is a condition of a distance to a destination set in the mobile information terminal.
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