JP2661904B2 - Ｇｐｓ航法装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、各種の移動体のためのGPS航法装置に関
するものであり、特に、GPSを構成する複数個の人工衛
星の中で使用可能なものの個数に依存して、移動体の側
での対処の仕方に差異を持たせるようにされたGPS航法
装置に関するものである。 ［従来の技術］ 船舶、航空機、自動車等の各種の移動体に対して、複
数個の人工衛星から電波を送信して、その現在位置や移
動速度等を確認したり決定したりするために、GPS測位
装置が有用であることが注目されてきている。ここで、
GPS測位装置とは、全世界測位スシテム（Ｇrobal Ｐosi
tioning Ｓystem）に属する複数個の人工衛星からの電
波を受信して、移動体の現在位置を知ることができるよ
うにされたものである。 従来から知られているように、このようなGPS測位装
置を用いてなされる測位操作は、通常、３個または４個
の人工衛星からの電波を受信することによって行なわれ
るものである。そして、複数個の人工衛星からの電波は
移動体側で同時に受信されて、前記複数個の人工衛星側
に設けられている時計装置と移動体側に設けられている
時計装置との間の精度の差異に基づく時間的なずれに対
する所要の補正処理がなされてから、当該移動体の現在
位置を適当な表示手段に表示するようにされている。こ
のときに、必要のある地図情報が、前記現在位置に関す
る情報と重畳されて、前記表示手段に表示されることに
なる。 第４図は、従来からのGPS航法装置を示すブロック図
である。この第４図において、（１）は衛星電波受信用
のアンテナであって、このアンテナ（１）の出力側はGP
S受信部（２）に接続されている。このGPS受信部（２）
によって得られる擬似距離データは位置演算器（３）に
導入される。この位置演算器（３）においては、前記さ
れた擬似距離データに基づいて正確な緯度、経度および
高度を算出し、その結果として移動体の正確な現在位置
が検知される。そして、このようにして得られた現在位
置に関するデータはデータ処理部（４）を介してデータ
記憶部（５）に格納されることになる。なお、表示部
（６）は、例えば、関連のある地図および移動体の現在
位置を重複して表示するCRTのような表示手段を含んで
いるものである。このような構成を有するGPS航法装置
は、例えば、キーボード（図示されない）のスタートキ
ーのような適当な機能キーを操作することによって起動
される。このようにして動作状態に入ってから、複数個
の人工衛星からの電波をアンテナ（１）によって受信す
る。GPS受信部（２）は、このようにして受信された電
波に基づいて各人工衛星までの擬似距離を計測し、これ
に対応する擬似距離データを位置演算器（３）に供給す
る。位置演算器（３）においては、前記擬似距離データ
に基づいて移動体の現在位置に関する緯度、経度および
高度の演算を実行して、その演算結果をデータ記憶部
（５）に記憶させる。また、データ処理部（４）におい
ては、例えば、所要の地図情報を地図記憶部（図示され
ない）から取り出して、これを移動体の現在位置と重畳
して表示部（６）で表示させるために必要とされる各種
のデータ処理がなされるものである。かくして、データ
記憶部（５）からの現在位置、移動速度、進行方位等の
ような移動体の位置情報と、その移動経路に対応する移
動体のための前記地図情報とが、表示部（６）の画面上
に重畳して表示されることになる。 ところで、このような動作がなされるときに、移動体
の現在位置のいかんによっては、電波の受信可能な人工
衛星の個数が３個であったり、または、４個であったり
することがある。そして、従来から、３個の人工衛星か
ら電波を移動体で受信されているときには、２次元（緯
度、経度）測位をすることが可能であるけれども、以下
の理由で、大きい測定誤差を生じることがある。即ち、
このような２次元測位における緯度および経度を求める
ときには、これらに対応する適当な高度データが使用さ
れることになるが、通常、自動車のような移動体が或る
所定の移動経路に沿って移動する際には、前記高度デー
タは或る固定値に設定されているものである。然るに、
実際には、前記自動車のような移動体の移動経路は、例
えば山岳や渓谷のように、相当な高度差のある場所を通
っていることがあり、このことから、前述されたように
予め設定された固定的な高度データでは、実際の高度と
の間に相当な差異が生じることとなり、その結果とし
て、前記固定的な高度データに対応する緯度、経度によ
る計測位置に相当な誤差が生じてしまうことがある。 前述されたような誤差が生じることを防止するために
は、４個以上の人工衛星からの電波を受信することによ
り、正確な高度データに基づく高精度の緯度、経度を求
めることができることはいうまでもない。ところが、例
えば都市部や山間部においては、高層の建築物や高度の
大きい山岳等のために、対象とされる人工衛星の中のい
ずれかからの電波が移動体に到達することが阻止されて
しまうことがあり、所期の目的を達することは必ずしも
可能ではない。このことから、使用可能な電波が３個の
人工衛星だけからのものであっても、高精度の２次元的
な測位をすることができることが要求されている。 ［発明が解決しようとする問題点］ 従来のGPS航法装置は以上のように構成され、動作す
るものであり、GPSを構成する複数個の人工衛星の中で
電波の受信可能なものの個数に変動があったときに、こ
れに対応して適切な処理をすることが困難であるという
問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、GPSを構成する人工衛星の中で電波の受信
が可能なものの個数のいかんにより、その対処の仕方を
異ならせることができるようにして、例えば３個人工衛
星だけからの電波しか受信することができないときに
も、高精度の２次元測位ができるようにされたGPS航法
装置を得ることを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ この発明に係るGPS航法装置は、GPSを構成する人工衛
星からの電波を受信するGPS受信部と、前記GPS受信部か
らの出力信号に基づいて、緯度、経度および高度からな
る移動体の３次元的な位置情報を算出することのできる
位置演算部と、前記高度データをノード毎に記憶するた
めのデータ記憶部と、前記位置演算部における演算の結
果および前記データ記憶部から取り出された所要のデー
タについて必要な処理を施すためのデータ処理部と、所
要の表示内容を表示するための表示部とからなるGPS航
法装置であって、前記位置演算部には電波の受信が可能
な人工衛星の個数を判定する判定部と、この判定部の判
定結果に応じて上記位置演算部により算出された高度デ
ータを一番近いノードに対応して前記データ記憶部に記
憶させる学習機能部と、上記判定部の判定結果に応じて
移動体の現在位置近傍のノードを検知するノード近傍検
知部とを備え、このノード近傍検知部により検知された
ノードに対応して上記データ記憶部に記憶されている高
度データを用いて、上記位置演算部は緯度、経度を算出
するものである。 ［作用］ この発明においては、位置演算部に含まれている判定
部の働きにより、或る時点における電波の受信可能な人
工衛星の個数が判定され、その判定結果に依存して、移
動体の現在位置に関連するノードに対応する緯度および
経度を算出したり、または、位置演算部で移動体の現在
位置に関する緯度、経度および高度を算出してから、こ
の現在位置に対応するノードに最も近い点における高度
データを学習して取得することができるようにされる。 ［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図は、この発明の一実施例であるGPS航法装置を示す
ブロック図である。この第１図において、位置演算部
（3A）には判定部（3B）が含まれており、また、データ
処理部（4A）には高度学習機能部（4B）が含まれてい
る。そして、前記位置演算部（3A）とデータ処理部（4
A）との間にはノード近傍検知部（3C）が設けられてい
る。更に、データ記憶部（5A）に加えて、ノード・デー
タ記憶部（5B）が設けられている。なお、この第１図に
おいて、前述された第４図と同様な記号が付されている
ものは、それらと同一または相当のものを示すものであ
る。そして、第２図は、上記実施例における移動体の移
動経路のノードの例示図である。この第２図において、
第２図（ａ）には移動体の経路R₁、R₂、R₃が、Ｘ軸およ
びＹ軸からなる直交座標上に例示されている。例えば経
路R₁についてみると、ノード1n、2n、3nを有しており、
それぞれの座標値は（x1、y1）、（x2,y2）、（x3,y3）
であるようにされている。この他の経路R₂、R₃について
も同様である。また、第２図（ｂ）にはノード毎の座標
値と対応の高度データとがテーブルにされて示されてい
る。更に、第３図は、上記実施例の動作を説明するため
のフローチャート図である。 次ぎに、これらの第１図ないし第３図に基づいて、上
記実施例の動作を説明する。いま、例えば、図示されな
いキーボード上の所定の機能キーを押すことにより、装
置は起動状態に入り（S0）、GPSを構成する複数個の人
工衛星からの電波が受信される（S1）ことになる。ここ
で、電波を受信することのできる人工衛星の個数が判定
される（S2）。この判定操作は位置演算部（3A）に含ま
れている判定部（3B）によってなされるものである。い
ま、電波の受信可能な人工衛星が３個であると判定され
たものとすると、この判定結果に基づいてノード近傍検
知部（3C）が動作され、移動体の現在位置の近傍にある
経路上のノードが検知されて、このノードに対応して記
憶されていた高度データがデータ記憶部（5A）から取り
出されて（S3）、この高度に対応する緯度、経度が位置
演算部（3A）で算出される（S4）。これに対して、電波
の受信可能な人工衛星が４個であると判定されたときに
は、移動体の現在位置に対応する緯度、経度および高度
が位置演算部（3A）で算出される（S5）。また、移動体
の現在位置に対応する経路上の点に最も近いノードに対
する高度データの学習がなされて、その結果が取得され
る（S6）。このような学習は、位置演算部（3A）内の判
定部（3B）の判定結果に基づいて、データ処理部（4A）
内の高度学習機能部（4B）によってなされるものであ
る。そして、これらの結果はデータ記憶部（5A）に格納
される（S7）。しかる後に、移動体の現在位置を表す点
が表示部（６）上に表示される（S8）。そして、これに
よって必要な操作が終了する（S9）。 ［発明の効果］ 以上説明されたように、この発明に係るGPS航法装置
は、GPSを構成する人工衛星からの電波を受信するGPS受
信部と、前記GPS受信部からの出力信号に基づいて、緯
度、経度および高度からなる移動体の３次元的な位置情
報を算出することのできる位置演算部と、前記高度デー
タをノード毎に記憶するためのデータ記憶部と、前記位
置演算部における演算の結果および前記データ記憶部か
ら取り出された所要のデータについて必要な処理を施す
ためのデータ処理部と、所要の表示内容を表示するため
の表示部とからなるGPS航法装置であって、前記位置演
算部には電波の受信が可能な人工衛星の個数を判定する
判定部と、この判定部の判定結果に応じて上記位置演算
部により算出された高度データを一番近いノードに対応
して前記データ記憶部に記憶させる学習機能部と、上記
判定部の判定結果に応じて移動体の現在位置近傍のノー
ドを検知するノード近傍検知とを備え、このノード近傍
検知部により検知されたノードに対応して上記データ記
憶部に記憶されている高度データを用いて、上記位置演
算部は緯度、経度を算出するので、高度データを予め記
憶させておく必要がなく、また、ノード近傍検知部によ
り、現在位置近傍のノードの高度データを用いるので、
それぞれの使用者に合わせた位置情報をデータ記憶部に
効率よく記憶させることができるという効果が奏せられ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明の一実施例であるGPS航法装置を示
すブロック図、第２図は、上記実施例における移動体の
移動経路のノードの例示図、第３図は、上記実施例の動
作を説明するためのフローチャート図、第４図は、従来
からのGPS航法装置を示すブロック図である。 （１）はアンテナ、（２）はGPS受信部、（３）、（3
A）は位置演算部、（3B）は判定部、（3C）はノード近
傍検知部、（４）、（4A）はデータ処理部、（4B）は高
度学習機能部、（５）、（5A）はデータ記憶部、（5B）
はノード・データ記憶部、（６）は表示部。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．GPSを構成する人工衛星からの電波を受信するGPS受
   信部と、前記GPS受信部からの出力信号に基づいて、経
   度、緯度および高度からなる移動体の位置情報を算出す
   ることのできる位置演算部と、前記高度データをノード
   毎に記憶するためのデータ記憶部と、前記位置演算部に
   おける演算の結果および前記データ記憶部から取り出さ
   れた所要のデータについて必要な処理を施すためのデー
   タ処理部と、所要の表示内容を表示するための表示部と
   からなるGPS航法装置であって、前記位置演算部には電
   波の受信が可能な人工衛星の個数を判定する判定部と、
   この判定部の判定結果に応じて上記位置演算部により算
   出された高度データを一番近いノードに対応して前記デ
   ータ記憶部に記憶させる学習機能部と、上記判定部の判
   定結果に応じて移動体の現在位置近傍のノードを検知す
   るノード近傍検知部とを備え、このノード近傍検知部に
   より検知されたノードに対応して上記データ記憶部に記
   憶されている高度データを用いて、上記位置演算部は緯
   度、経度を算出することを特徴とするGPS航法装置。