JP2860621B2 - GPS positioning device - Google Patents

GPS positioning device

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JP2860621B2
JP2860621B2 JP20026892A JP20026892A JP2860621B2 JP 2860621 B2 JP2860621 B2 JP 2860621B2 JP 20026892 A JP20026892 A JP 20026892A JP 20026892 A JP20026892 A JP 20026892A JP 2860621 B2 JP2860621 B2 JP 2860621B2
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positioning device
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賢 南部
正夫 宮崎
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Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、GPS(Global Posit
ioning System)測位装置に関する。
The present invention relates to a GPS (Global Posit
ioning System).

【0002】[0002]

【従来の技術】GPS測位装置は、全世界測位システム
に属する複数個の人工衛星(GPS衛星)からの電波を
受信して、装置位置を測位するものであり、既に人間、
船舶、航空機、自動車等の各種移動体の現在位置の確認
等に広く使用され始め、携帯型のものも見受けられる。
2. Description of the Related Art A GPS positioning device receives radio waves from a plurality of artificial satellites (GPS satellites) belonging to the global positioning system and measures the position of the device.
It has begun to be widely used for checking the current position of various moving objects such as ships, aircraft, and automobiles, and has been found to be portable.

【0003】図は従来の携帯型GPS測位装置のブロ
ック図である。このGPS測位装置は、電波受信用の平
面アンテナ1を有する。平面アンテナ1に受けられたG
PS衛星からの電波は、所定の電気信号として受信部1
に与えられる。受信部2は、与えられた電気信号を以後
のデータ処理が可能なように復調してデータ処理部3に
与える。データ処理部3は、与えられたデータを用いて
測位装置の位置を測定する。
FIG. 6 is a block diagram of a conventional portable GPS positioning device. This GPS positioning device has a planar antenna 1 for receiving radio waves. G received by the planar antenna 1
The radio wave from the PS satellite is converted into a predetermined electric signal by the receiving unit 1.
Given to. The receiving unit 2 demodulates the supplied electric signal so that subsequent data processing can be performed and supplies the demodulated electric signal to the data processing unit 3. The data processing unit 3 measures the position of the positioning device using the given data.

【0004】一方、地図データ記憶部4は、日本あるい
は世界規模の地図をデジタルデータにして記憶してお
り、使用者が希望する地図データを表示処理部5に与え
る。表示処理部5は、与えられた地図データを例えばL
CDに表示し、その地図上に、データ処理部3から与え
られる測位データを表示する。従って、使用者は、表示
処理部5の表示画面を見るだけで、自分が現在いる地点
を把握できる。
On the other hand, a map data storage section 4 stores a map of Japan or the world as digital data and stores the map data desired by the user to a display processing section 5. The display processing unit 5 converts the given map data into, for example, L
The data is displayed on a CD, and the positioning data provided from the data processing unit 3 is displayed on the map. Therefore, the user can grasp the current location only by looking at the display screen of the display processing unit 5.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
GPS測位装置を用いて現在位置を確定するためには、
少なくとも3個以上のGPS衛星からの電波を受信する
ことが必要とされている。しかし、現実には、常に3個
以上のGPS衛星からの電波を受信できるとは限らず、
周囲の様々な物体、建物等に妨害されて1個あるいは2
個のGPS衛星からしか電波を受信できないことが少な
くない。
In order to determine the current position using such a GPS positioning device,
There is a need to receive radio waves from at least three or more GPS satellites. However, in reality, it is not always possible to receive radio waves from three or more GPS satellites.
One or two objects obstructed by surrounding objects, buildings, etc.
In many cases, radio waves can be received only from GPS satellites.

【0006】このような受信状態の悪い状況下では、従
来のGPS測位装置は、現在位置を確定できないという
問題がある。この問題は、特に、高層建造物が密集する
都市部においてGPS測位装置を使用する場合の大きな
障害になっていた。これに伴い使用者は、何らの指針も
与えられることなく慣れない土地で広い場所を探すと
か、ビルの屋上に登るなどの効率の悪い対策を強いら
れ、非常な不便を感じていた。
[0006] Under such poor reception conditions, the conventional GPS positioning device has a problem that the current position cannot be determined. This problem has been a major obstacle in using GPS positioning devices, especially in urban areas where high-rise buildings are dense. With this, the user was forced to take inefficient measures such as searching for a wide place on an unfamiliar land without giving any guidelines, or climbing the rooftop of a building, and felt very inconvenient.

【0007】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、GPS衛星からの電波の受信状態が悪くなった
場合も途切れることなく現在位置を確定し続けることが
できるGPS測位装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a GPS positioning device capable of continuing to determine the current position without interruption even when the reception condition of radio waves from GPS satellites deteriorates. With the goal.

【0008】本発明にかかるGPS測位装置は、GPS
衛星からの電波を受信する手段と、電波の受信状態が通
常測位可能か否かを判定する手段と、電波の受信状態が
通常測位可能のとき、その受信電波を用いて自己の位置
を通常測位する手段と、電波の受信状態が通常測位不可
能のとき、受信状態が良好な1個又は2個のGPS衛星
からの電波のドップラー周波数を測定する手段と、測定
したドップラー周波数を用いて自己の移動速度ベクトル
を求める手段と、求めた移動速度ベクトルに基づいて自
己の位置を推定する手段とを具備することを特徴とす
る。
[0008] A GPS positioning device according to the present invention is a GPS positioning device.
Communication between the means for receiving radio waves from satellites and the
Means for determining whether or not normal positioning is possible; means for normal positioning of the own position using the received radio wave when the radio wave reception state is normal positioning; and means for normal positioning when the radio wave reception state is not possible. Means for measuring the Doppler frequency of radio waves from one or two GPS satellites having good reception conditions, means for obtaining a moving velocity vector of itself using the measured Doppler frequency, and Means for estimating its own position.

【0009】[0009]

【作用】電波の受信状態が通常測位可能のときは、その
受信電波を用いて自己の位置が通常測位される。電波の
受信状態が通常測位不可能な状態になると、受信状態が
良好なGPS衛星からの電波のドップラー周波数を用い
て自己の移動速度ベクトルが求められる。通常測位が終
了した時点の位置は確定しているので、その時点以降の
移動速度ベクトルと経過時間により自己の位置が推定さ
れる。電波の受信状態が通常測位可能な状態に戻ると、
再びその受信電波を用いて自己の位置が通常測位され
る。かくして、GPS衛星からの電波の受信状態が悪く
なった場合も途切れることなく現在位置を確定し続ける
ことができる。
When the reception state of the radio wave is normal positioning, the own position is normally positioned using the reception radio wave. When the reception state of the radio wave becomes a state where positioning is normally impossible, the own moving velocity vector is obtained using the Doppler frequency of the radio wave from the GPS satellite having a good reception state. Since the position at the end of the normal positioning has been determined, its own position is estimated from the moving speed vector and the elapsed time after that point. When the reception status of the radio wave returns to the state where normal positioning is possible,
The self-position is usually located again using the received radio wave. Thus, even when the reception condition of the radio wave from the GPS satellites deteriorates, the current position can be determined without interruption.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の一実施例を示す携帯型GPS測位
装置の外観図、図2は同GPS測位装置の概略構成を示
すブロック図、図3は同GPS測位装置の動作を示すフ
ローチャートである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view of a portable GPS positioning device showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the GPS positioning device, and FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the GPS positioning device.

【0011】該GPS測位装置は、図1に示すように、
装置の主表面に平面状の広がりをもって設けられたアン
テナ10を有し、外部アンテナ11を使用することもで
きる。主正面には更に、LCDディスプレイ61および
キーボード31が設けられている。
[0011] As shown in FIG.
An external antenna 11 may be used, having an antenna 10 provided on the main surface of the device with a planar spread. An LCD display 61 and a keyboard 31 are further provided on the main front.

【0012】アンテナ10は、GPS衛星からの電波を
受信して電気信号に変換する。その電気信号は、図2に
示すように、受信部20に与えられる。受信部20は、
与えられた電気信号をデジタル信号に復調してデータ処
理部30に与える。データ処理部30は、方位センサ4
0、地図データ記憶部50および表示処理部60と接続
されている。
The antenna 10 receives radio waves from GPS satellites and converts them into electric signals. The electric signal is provided to the receiving unit 20, as shown in FIG. The receiving unit 20
The applied electric signal is demodulated into a digital signal and supplied to the data processing unit 30. The data processing unit 30 includes the direction sensor 4
0, it is connected to the map data storage unit 50 and the display processing unit 60.

【0013】方位センサ40は、トロイダル巻線を施し
たリング状コアと、そこから漏れる磁束を検出するセン
ス巻線とから構成されるフラックスゲートセンサであ
り、データ処理部30に方位情報を与える。GPS測位
装置は、図1に示すように、進行方向(矢印)を決めら
れており、データ処理部30に与えられた方位情報から
方位に対する進行方向が明らかとなる。
The azimuth sensor 40 is a flux gate sensor composed of a ring-shaped core provided with a toroidal winding and a sense winding for detecting a magnetic flux leaking therefrom, and provides azimuth information to the data processing unit 30. The traveling direction (arrow) of the GPS positioning device is determined as shown in FIG. 1, and the traveling direction with respect to the azimuth becomes clear from the azimuth information given to the data processing unit 30.

【0014】地図データ記憶部50は、日本または世界
の地図をデジタルデータにして記憶している。表示処理
部60は、データ処理部30から与えられる画像データ
を画面表示する。
The map data storage unit 50 stores a map of Japan or the world as digital data. The display processing unit 60 displays the image data provided from the data processing unit 30 on a screen.

【0015】そして、データ処理部30は、簡単なマイ
クロコンピュータ機能を備えており、図示されないメモ
リにストアされている所定のプログラムに従って受信部
20、方位センサ40から与えられるデータを処理す
る。更に、必要に応じて地図データ記憶部50をアクセ
スして、必要とされる地域の地図を読み出し、所定のプ
ログラム処理に従ってデータ処理する。そして、処理し
たデータを画像データにして表示処理部60に与える。
The data processing section 30 has a simple microcomputer function, and processes data supplied from the receiving section 20 and the direction sensor 40 in accordance with a predetermined program stored in a memory (not shown). Further, the map data storage unit 50 is accessed as needed to read a map of a required area, and performs data processing according to a predetermined program process. Then, the processed data is provided to the display processing unit 60 as image data.

【0016】図1に示されたLCDディスプレイ61は
表示処理部60に含まれる。また、キーボード31はデ
ータ処理部30に含まれ、その操作により所要の信号を
入力する。なお、LCDディスプレイ61の表示画面の
内容については後述する。
The LCD display 61 shown in FIG. The keyboard 31 is included in the data processing unit 30 and inputs a required signal by operating the keyboard 31. The contents of the display screen of the LCD display 61 will be described later.

【0017】次に、該GPS測位装置の動作を図3の処
理フローに従って説明する。
Next, the operation of the GPS positioning device will be described with reference to the processing flow of FIG.

【0018】該GPS測位装置は、一応歩行者に携帯さ
れていると想定しているが、アンテナ10を外部アンテ
ナ11とすることにより、該GPS測位装置を車に搭載
しカーナビゲーションとして使用する場合を想定しても
よい。カーナビゲーションの方が進行方向が確定してい
るため使用し易い。
The GPS positioning device is assumed to be carried by a pedestrian for the time being. However, when the GPS positioning device is mounted on a car and used as a car navigation system by using the external antenna 11 as the antenna 10. May be assumed. Car navigation is easier to use because the traveling direction is determined.

【0019】測位者が、携帯するGPS測位装置のキー
ボード31上のON/OFFキー31aを押下して電源
をONし、該装置を起動させる。この起動により、デー
タ処理部30は図3に示される処理を開始する。
The locator presses the ON / OFF key 31a on the keyboard 31 of the portable GPS positioning device, turns on the power, and starts the device. With this activation, the data processing unit 30 starts the processing shown in FIG.

【0020】ステップST1の処理において、データ処
理部30はアルマナックデータ(現在受信している衛星
個数、現在受信している衛星番号、現時点における全衛
星の健康状態など)が内部メモリにストアされているか
否かを、内部メモリをアクセスして判定する。アルマナ
ックデータが内部メモリにストアされている場合は、後
述するステップST3以降の処理に分岐するが、アルマ
ナックデータが内部メモリにストアされていない場合
は、次のステップST2の処理に以降する。
In the process of step ST1, the data processing unit 30 determines whether almanac data (the number of currently received satellites, the currently received satellite number, the health status of all satellites at the present time, etc.) is stored in the internal memory. The determination is made by accessing the internal memory. If the almanac data is stored in the internal memory, the process branches to step ST3 and the following steps. If the almanac data is not stored in the internal memory, the process proceeds to the next step ST2.

【0021】ステップST2の処理においては、データ
処理部30はアルマナックデータを入手する。つまり、
データ処理部30はアンテナ10を介して受信した衛星
電波を、受信部20を介して入手し、これを周知の所定
プログラム処理に従ってアルマナックデータに変換し、
内部メモリに一時記憶する。アルマナックデータが内部
メモリにストアされると、データ処理部30は次のステ
ップST3の処理に以降する。
In the process of step ST2, the data processing section 30 obtains almanac data. That is,
The data processing unit 30 obtains the satellite radio wave received via the antenna 10 via the receiving unit 20 and converts it into almanac data according to a known predetermined program process.
Temporarily store in internal memory. When the almanac data is stored in the internal memory, the data processing unit 30 proceeds to the next step ST3.

【0022】ステップST3の処理においては、アルマ
ナックデータが内部メモリにストアされていることに応
じて、測位者はキーボード31のアルファベットキーを
操作して現在位置を大まかに入力する。これにより、デ
ータ処理部30は歩行者の現在位置を大まかに知ること
ができる。
In the process of step ST3, in accordance with the almanac data stored in the internal memory, the locator operates the alphabet keys on the keyboard 31 to roughly input the current position. Thereby, the data processing unit 30 can roughly know the current position of the pedestrian.

【0023】次に、データ処理部30はステップST4
の処理に以降し、通常測位が可能か否かを判定する。つ
まり、少なくとも3個のGPS衛星からの電波を状態良
く受信できるか否かを判定する。詳細には、周知の技術
により予め得られたアルマナックデータに基づいて、G
DOP(Geometric Dilution Of Precison)データを算
出し、この算出値があるしきい値を超えるか否かにより
現在位置を確定することが可能か否か(通常測位が可能
か否か)を判定する。通常測位が可能の場合は処理をス
テップST5移行の通常測位モードに移行する。
Next, the data processing unit 30 proceeds to step ST4.
Thereafter, it is determined whether or not normal positioning is possible. That is, it is determined whether or not radio waves from at least three GPS satellites can be received in good condition. Specifically, based on almanac data obtained in advance by a known technique, G
DOP (Geometric Dilution Of Precison) data is calculated, and it is determined whether or not the current position can be determined (whether normal positioning is possible) based on whether or not the calculated value exceeds a certain threshold value. If the normal positioning is possible, the process shifts to the normal positioning mode of step ST5.

【0024】ステップST5の処理においては、周知の
技術により、受信された少なくとも3個のGPS衛星か
らの電波に基づいて測位演算を行い、現在位置を確定す
るための測位データを算出して、ステップST6の処理
に移行する。
In the process of step ST5, a positioning operation is performed based on the received radio waves from at least three GPS satellites by a well-known technique, and positioning data for determining the current position is calculated. The process proceeds to ST6.

【0025】ステップST6の処理においては、データ
処理部30は地図データ記憶部50をステップST3の
処理において入力された大まかな位置データに基づいて
アクセスし、その地図データを地図データ記憶部50か
ら読み出す。そして、測位演算された測位データと読み
出された地図データを例えば重畳処理して画像データを
作成する。作成された画像データは表示処理部60に与
えられ、表示処理部60はその画像データをLCDディ
スプレイ61に画像表示する。これにより、測位者の現
在位置が地図に重畳して表示される。LCDディスプレ
イ61に表示された測位者の現在位置を61aにて示
す。
In the process of step ST6, the data processing unit 30 accesses the map data storage unit 50 based on the rough position data input in the process of step ST3, and reads out the map data from the map data storage unit 50. . Then, image data is created by, for example, superimposing the positioning data obtained by the positioning calculation and the read map data. The created image data is given to the display processing unit 60, and the display processing unit 60 displays the image data on the LCD display 61 as an image. As a result, the current position of the locator is displayed superimposed on the map. The current position of the positioner displayed on the LCD display 61 is indicated by 61a.

【0026】前述したステップST4において、通常測
位が不可能と判定された場合、即ち、周囲の建物等の電
波障害により、電波を良好に受信できるGPS衛星が1
個または2個の場合は、データ処理部30はステップS
T7以降の補測位モードを実行する。
If it is determined in step ST4 that the normal positioning is impossible, that is, if one or more GPS satellites capable of receiving radio waves satisfactorily due to a radio wave obstruction of a surrounding building or the like.
If the number is two or two, the data processing unit 30
The supplementary positioning mode after T7 is executed.

【0027】ステップST7の処理においては、測位者
(該GPS測位装置)の移動速度ベクトルが求められ
る。測位者の移動速度ベクトルを求めるプロセスを図4
〜図を用いて説明する。電波を良好に受信できるGP
S衛星は、ここでは1個と仮定する。
In the process of step ST7, the moving speed vector of the positioner (the GPS positioning device) is obtained. Figure 4 shows the process for finding the speed vector of the locator.
It will be described with reference to to 5. GP that can receive radio waves well
Here, it is assumed that there is one S satellite.

【0028】図4は電波を良好に受信できるGPS衛星
と測位者の位置関係を3次元的に示す座標図である。
(x0 0 0 )は電波を良好に受信できるGPS衛星
の位置を表し、GPS衛星からの電波情報により既知で
ある。(a0 0 0 )は測位者の位置を表し、例えば
通常測位モードで最終的に得られた測位者の位置を用い
ることにより、これも既知となる。また、vはGPS衛
星(x0 0 0 )の移動速度ベクトル、uは測位者
(a0 0 0 )の移動速度ベクトルを表す。衛星の移
動速度ベクトルvは、衛星からの電波情報により既知で
ある。測位者の移動速度ベクトルuはこれから求めよう
とするベクトルである。
FIG. 4 is a coordinate diagram three-dimensionally showing a positional relationship between a GPS satellite capable of receiving radio waves well and a positioner.
(X 0 y 0 z 0 ) indicates the position of a GPS satellite that can receive radio waves favorably, and is known from radio wave information from the GPS satellites. (A 0 b 0 c 0 ) represents the position of the locator, which is also known by using, for example, the position of the locator finally obtained in the normal positioning mode. Also, v is the moving velocity vector of the GPS satellites (x 0 y 0 z 0) , u represents a moving velocity vector of the positioning's (a 0 b 0 c 0) . The moving speed vector v of the satellite is known from radio wave information from the satellite. The moving speed vector u of the positioner is a vector to be obtained from now.

【0029】GPS衛星(x0 0 0 )と測位者(a
0 0 0 )を結ぶ直線上における衛星の移動速度ベク
トルvの成分をv′とし、測位者の移動速度ベクトルu
の成分をu′とする。また、衛星からの電波の周波数を
f、これを測位者が受信したときの周波数をf′とす
る。これらの間にはドップラー効果により数式1の関係
が成立する。
[0029] The GPS satellite (x 0 y 0 z 0) and positioning person (a
0 b 0 c 0 ), the component of the satellite's moving speed vector v on a straight line connecting the two is assumed to be v ′, and the positioning person's moving speed vector u
Is u ′. Further, the frequency of the radio wave from the satellite is f, and the frequency when the locator receives the radio wave is f '. The relationship of Equation 1 is established between these by the Doppler effect.

【0030】[0030]

【数1】f/f′=(c−u′)/(c−v′) 但し、c:光速F / f '= (cu') / (cv ') where c: speed of light

【0031】従って、測位者がf′、即ち、衛星からの
電波のドップラー周波数を測定することにより、衛星の
移動速度ベクトルvの成分v′から測位者の移動速度ベ
クトルuの成分u′が求まり、測位者の進行方向により
測位者の移動速度ベクトルuが求まる。即ち、衛星の移
動速度ベクトルvの成分v′が求まれば、電波のドップ
ラー周波数f′から測位者の移動速度ベクトルuの成分
u′が求まり、更には測位者の移動速度ベクトルuが求
まるのである。
Therefore, the locator measures f ', that is, the Doppler frequency of the radio wave from the satellite, and the component u' of the locator's moving speed vector u is obtained from the component v 'of the moving speed vector v of the satellite. , The moving speed vector u of the positioner is obtained from the traveling direction of the positioner. That is, if the component v 'of the moving speed vector v of the satellite is obtained, the component u' of the moving speed vector u of the positioner is obtained from the Doppler frequency f 'of the radio wave, and furthermore, the moving speed vector u of the positioner is obtained. is there.

【0032】そこで先ず、衛星の移動速度ベクトルvの
成分v′の求め方を図5により説明する。
First, a method of obtaining the component v 'of the moving speed vector v of the satellite will be described with reference to FIG.

【0033】図5はGPS衛星(x0 0 0 )の回り
を2次元的に表した座標図である。GPS衛星(x0
0 0 )と測位者(a0 0 0 )の間をr、衛星の移
動速度ベクトルvとその成分v′の間をa、衛星の移動
速度ベクトルvと測位者(a0 0 0 )の間をbとお
くと、数式2が成立する。
[0033] Figure 5 is a coordinate diagram showing around the two-dimensionally GPS satellites (x 0 y 0 z 0) . GPS satellite (x 0 y
0 z 0) and positioning's (a 0 b 0 c 0 r between), the a, moving velocity vector v and positioning's satellite between moving velocity vector v of the satellite and its components v '(a 0 b 0 If b is set between c 0 ), Equation 2 is established.

【0034】[0034]

【数2】v2 =a2 +v′22 =a2 +(r−v′)2 ## EQU2 ## v 2 = a 2 + v ′ 2 b 2 = a 2 + (r−v ′) 2

【0035】数式2においてaを消去すると数式3が得
られ、これより衛星の移動速度ベクトルvの成分v′が
数式4により表される。
In equation (2), when a is deleted, equation (3) is obtained, from which the component v 'of the moving velocity vector v of the satellite is represented by equation (4).

【0036】[0036]

【数3】b2 =v2 −v′2 +(r−v′)2 =v2 +r2 −2rv′## EQU3 ## b 2 = v 2 −v ′ 2 + (rv ′) 2 = v 2 + r 2 −2rv ′

【0037】[0037]

【数4】v′=(v2 +r2 −b2 )/2r## EQU4 ## v '= (v 2 + r 2 -b 2 ) / 2r

【0038】ここで、衛星の移動速度ベクトルvは、そ
の単位時間当たりの位置(x1 11 )で表され既知
である。また、GPS衛星および測位者の各位置(x0
00 )(a0 0 0 )がいずれも既知であるの
で、bおよびrも既知となる。従って、数式4により衛
星の移動速度ベクトルvの成分v′が求まる。
Here, the moving speed vector v of the satellite is represented by its position per unit time (x 1 y 1 z 1 ) and is known. In addition, each position (x 0) of the GPS satellite and the positioner
Since both y 0 z 0 ) (a 0 b 0 c 0 ) are known, b and r are also known. Therefore, the component v 'of the moving speed vector v of the satellite is obtained by Expression 4.

【0039】衛星の移動速度ベクトルvの成分v′が求
まると、GPS衛星からの電波のドップラー周波数f′
から測位者の移動速度ベクトルuの成分u′が求まり
(数式1)、これに測位者の進行方向、即ち、測位者の
移動速度ベクトルuとその成分u′のなす角を考慮する
ことにより、測位者の移動速度ベクトルuが求まる。
When the component v 'of the moving velocity vector v of the satellite is obtained, the Doppler frequency f' of the radio wave from the GPS satellite is obtained.
A component u ′ of the locator's moving speed vector u is obtained from (Equation 1), and by taking into account the traveling direction of the locator, that is, the angle between the locator's moving speed vector u and its component u ′, The moving speed vector u of the positioner is obtained.

【0040】そこで次に測位者の移動速度ベクトルuの
成分u′から測位者の移動速度ベクツトルuを求める方
を説明する。
[0040] Therefore now Description bright-a method of determining the moving speed Bekutsutoru u positioning's from a component u 'of the moving velocity vector u positioning's.

【0041】通常測位モードで最終的(直前)に得られ
た地理学上の測定者の位置、並びに測定者の進行方向へ
の方位角も既知であり、ドップラー周波数測定のために
受信したGPS衛星の地理学上の位置も、衛星からの電
波情報により既知である。
Normally obtained (immediately before) in the positioning mode
Geographic location of the measurer and the direction of the measurer's travel
Azimuth angle is also known, and for Doppler frequency measurement
The geographical position of the received GPS satellites is also
It is known from wave information.

【0042】従って、測定者の位置、衛星からの位置か
ら、測定者から見る地理学上の仰角は容易に計算でき
る。
Therefore, the position of the measurer or the position from the satellite
Can easily calculate the geographic elevation angle seen by the measurer.
You.

【0043】この事から、最終的(直前)に測定者の方
位角と仰角を移動速度ベクトルu′にベクトル掛け算す
ることにより測位者の移動速度ベクトルuを計算でき
る。
From this, it is finally (just before) that the measurer
Vector multiply the moving angle vector u 'by the angle of elevation and the angle of elevation
Thus , the moving speed vector u of the positioner can be calculated.

【0044】なお、測位者は、通常、地理学上の地平面
に存在するため、水平面上での計算でも特に問題になら
ない。
Since the locator usually exists on the geographical ground plane, calculation on the horizontal plane does not pose any particular problem.

【0045】[0045]

【0046】[0046]

【0047】[0047]

【0048】[0048]

【0049】ステップST7の処理において測位者の移
動速度ベクトルuが求められると、データ処理部30は
ステップST8の処理を実行する。
When the moving speed vector u of the positioner is obtained in the process of step ST7, the data processing unit 30 executes the process of step ST8.

【0050】ステップST8の処理においては、ステッ
プST6の処理において求めた測位者の現在位置61a
を起点として、ステップST7の処理において求めた測
位者の移動速度ベクトルuと経過時間とから、測位者の
現在位置を推定してLCDディスプレイ61に表示す
る。LCDディスプレイ61に表示された推定位置を図
1に61bにて示す。
In the processing of step ST8, the current position 61a of the positioner obtained in the processing of step ST6
, The current position of the positioner is estimated from the moving speed vector u of the positioner and the elapsed time obtained in the process of step ST7 and displayed on the LCD display 61. The estimated position displayed on the LCD display 61 is shown by 61b in FIG.

【0051】GPS衛星からの電波の受信状態が悪く通
常測位が不可能の間、前回の処理で推定された測位者の
現在位置を起点として、ステップST7および8の処理
を繰り返すことにより、測位者の現在位置が次々と推定
されてLCDディスプレイ61に表示される。このと
き、測位位置や測位者が移動したときの測位位置の移動
軌跡がLCDディスプレイ61上に長く残るようにすれ
ば、測位者はいつも自分の位置および経路を確認でき、
信頼性および使用性の高いナビゲーション情報が得られ
る。
While the state of reception of radio waves from the GPS satellites is poor and normal positioning is impossible, the processing of steps ST7 and ST8 is repeated starting from the current position of the positioner estimated in the previous processing as a starting point. Are estimated one after another and displayed on the LCD display 61. At this time, if the movement locus of the positioning position or the positioning position when the positioning person moves is left long on the LCD display 61, the positioning person can always check his own position and route,
Highly reliable and usable navigation information can be obtained.

【0052】かくして、GPS衛星からの電波の受信状
態が悪い場合も、途切れることなく現在位置を確定し続
けることができる。
Thus, even when the reception condition of the radio wave from the GPS satellite is poor, the current position can be determined without interruption.

【0053】GPS衛星からの電波の受信状態が改善さ
れ、少なくとも3個のGPS衛星から電波を状態良く受
信できるようになると、データ処理部30はステップS
T5および6の処理、即ち、通常測位モードを実行す
る。
When the reception condition of the radio waves from the GPS satellites is improved and the radio waves can be received from at least three GPS satellites in good condition, the data processing unit 30 proceeds to step S.
The processing of T5 and T6, that is, the normal positioning mode is executed.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上、本発明にかかるGPS測位装置に
よる場合には、電波の受信状態が通常測位不可能な状態
になると、受信状態が良好なGPS衛星からの電波のド
ップラー周波数を用いて自己の移動速度ベクトルが求め
られ、自己の現在位置が推定されるので、GPS衛星か
らの電波の受信状態が悪くなった場合も途切れることな
く現在位置を確定できる。従って、高層建造物が密集す
る都市部においてもGPS測位装置を支障なく使用でき
る。これに伴い使用者は、慣れない土地で広い場所を探
すとか、ビルの屋上に登るなどの効率の悪い対策を採る
必要がなくなり、GPS測位装置の使用性が著しく改善
される。
As described above, in the case of the GPS positioning apparatus according to the present invention, when the reception state of the radio wave becomes a state where the positioning cannot be normally performed, the GPS positioning apparatus uses the Doppler frequency of the radio wave from the GPS satellite having a good reception state to perform its own operation. Is obtained and the current position of the vehicle is estimated, so that the current position can be determined without interruption even when the reception condition of the radio wave from the GPS satellites deteriorates. Therefore, the GPS positioning device can be used without trouble even in an urban area where high-rise buildings are densely packed. Accordingly, the user does not need to take inefficient measures such as searching for a wide place on an unfamiliar land or climbing the roof of a building, and the usability of the GPS positioning device is significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す携帯型GPS測位装置
の外観図である。
FIG. 1 is an external view of a portable GPS positioning device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同GPS測位装置の概略構成を示すブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the GPS positioning device.

【図3】同GPS測位装置の動作を示すフローチャート
である。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the GPS positioning device.

【図4】GPS衛星と測位者の位置関係を示す座標図で
ある。
FIG. 4 is a coordinate diagram showing a positional relationship between a GPS satellite and a positioner.

【図5】GPS衛星の移動速度ベクトル成分を求める方
法を説明するための座標図である。
FIG. 5 is a coordinate diagram for explaining a method for obtaining a moving speed vector component of a GPS satellite.

【図6】従来の携帯型GPS測位装置の概略構成を示す
ブロック図である。
FIG. 6 shows a schematic configuration of a conventional portable GPS positioning device.
It is a block diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アンテナ 20 受信部 30 データ処理部 31 キーボード 40 方位センサ 50 地図データ記憶部 60 表示処理部 61 LCDディスプレイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Antenna 20 Receiving part 30 Data processing part 31 Keyboard 40 Direction sensor 50 Map data storage part 60 Display processing part 61 LCD display

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 5/00 - 5/14──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01S 5/00-5/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 GPS衛星からの電波を受信する手段
と、電波の受信状態が通常測位可能か否かを判定する手
段と、電波の受信状態が通常測位可能のとき、その受信
電波を用いて自己の位置を通常測位する手段と、電波の
受信状態が通常測位不可能のとき、受信状態が良好な
個又は2個のGPS衛星からの電波のドップラー周波数
を測定する手段と、測定したドップラー周波数を用いて
自己の移動速度ベクトルを求める手段と、求めた移動速
度ベクトルに基づいて自己の位置を推定する手段とを具
備することを特徴とするGPS測位装置。
1. A means for receiving a radio wave from a GPS satellite, a means for determining whether or not the radio wave reception state is normal positioning possible, and using the received radio wave when the radio wave reception state is normal positioning possible. means for normally positioning the own position, when the reception state of radio wave is a normal positioning impossible reception condition is good 1
Means for measuring the Doppler frequency of radio waves from one or two GPS satellites, means for calculating the own moving speed vector using the measured Doppler frequency, and estimating the own position based on the obtained moving speed vector And a GPS positioning device.
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