JP3287190B2 - Gps測位装置 - Google Patents
Gps測位装置Info
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Description
sitioning System:全世界測位システム)測位装置に関
する。
世界測位システム)は、人工衛星を用いた全世界電波航
法システムである。この測位システムは衛星系とそれを
管理する地上系とから構成され、衛星系は高度約2万2
00km上空に地球を周回する6つの軌道面に各4個ず
つ計24個のGPS衛星で構成される。GPSは1994年
から本格的運用に入り、世界中いつでもどこでも測位可
能な状態にある。
害を受けにくい、信号秘匿能力が高い、距離測定が可
能,時刻同期が可能,符号分割多重接続が可能などの特
徴を持つスペクトラム拡散変調信号である。スペクトラ
ム拡散変調は、情報データ信号をその情報信号の周波数
帯域より広帯域で、かつ自己相関が高くて相互相関が低
いという特徴を有するランダム符号である擬似雑音符号
(Pseudo Random:PN符号)で変調し(これをPN拡散
と呼ぶ)伝送する方式である。このため、スペクトラム
拡散信号の受信装置には次の機能が必要となる。まず送
信側で情報データの拡散に用いたPN符号と同じパター
ンのPN符号を受信機内部で生成し、そのPN符号の位
相と受信信号のPN符号の位相を一致させて乗算し復調
することで、送信された情報データを復調する機能であ
る。GPS衛星からの信号の受信同期を確立する時間を
短縮するものに特開平4−65687号や特願平3−325632 号
があげられる。
GPS衛星の軌道情報が含まれており、GPS衛星から
50bps の速度で送られてくる。GPS衛星の軌道情報
は30秒を1セット(1500bit)として繰り返し送ら
れ、GPS衛星の軌道情報はGPSをコントロールする
地上システムによって約2時間おきに更新される。GP
S受信装置では電源立ち上げ後受信同期を確立し、GP
S衛星の軌道情報を30秒かけて収集し、現在時刻にお
けるGPS衛星の位置や速度をGPS軌道情報をもとに
算出する。また同時に、受信している信号の距離計測機
能を使ってGPS衛星と受信装置との間の距離を計測
し、受信信号のドップラー周波数から距離の変化率を計
測する。GPS受信装置では、通常3個から4個のGP
S衛星を受信して、それらGPS衛星の位置と距離情報
とを用いてGPS受信装置の位置を算出し、GPS衛星
の速度と距離変化率の情報とを用いてGPS受信装置の
速度を算出する。
GPS受信装置では、電源立ち上げ後、GPS衛星から
の電波を周波数領域とPN符号の位相領域とでサーチし
て受信同期を確立し、GPS衛星からの軌道情報を約3
0秒かけて収集してGPS衛星の位置や速度を算出する
ため、山間部やビル影等の場所では、GPS衛星を断続
的にしか受信できず、その場合、GPS衛星の軌道情報
を収集できなくなり、結果として電源立ち上げ後、軌道
情報が収集できず、測位が開始できないという問題があ
った。
的にしか受信できない場所においても、GPS受信装置
を短時間で立ち上げて測位結果の出力を得ることにあ
る。
軌道情報をデータ通信手段を使ってGPS受信装置に外
部から送信し、そのGPS衛星軌道情報を使用して測位
演算を行うことにより達成できる。
図2を用い説明する。
図である。GPS衛星1からの電波を基地局2の中のG
PS受信部3で受信し、GPS軌道情報を収集する。収
集したGPS軌道情報は基地局内の通信部4とGPS受
信装置5内の通信部4との間のデータ通信手段を介して
GPS受信装置5へ送られ、記憶装置8に記憶される。
この時のデータ通信手段は基地局からGPS受信装置へ
の片方向通信機能があればよく、FM多重放送等の放送
型の通信手段や、トランシーバ等の通信手段でよい。ま
た、これらの通信手段においてのデータ転送速度は数Kb
psが可能であるので、実際のGPS軌道情報の通信は、
通信速度が10Kbpsの時に1衛星あたり0.15sec程度
となり、測位に必要な4衛星分のGPS軌道情報の通信
は、合計で0.6 秒程度で終了する。
衛星からの電波の受信同期が確立できると、GPS衛星
と受信装置との間の距離、及び距離変化率を計測でき
る。これらの計測データと、記憶装置8で記憶している
GPS衛星軌道情報をもとに算出したGPS衛星の位置
と速度とを用いて、GPS受信装置5の位置と速度を、
GPS受信部3の立ち上げ後短時間のうちに算出するこ
とができる。これにより、山間部やビル影等のGPS衛
星が断続的にしか受信できない場所においても、GPS
衛星からの電波を短時間(GPS衛星から軌道情報を収
集する時間に比べ、測位の時間はほんの一瞬で良い)で
も受信同期できれば、測位結果の出力が可能となる。ま
た、GPS受信装置5をユーザ6が持ち歩く場合におい
ても、GPS衛星を受信可能な場所でGPS受信部3を
立ち上げると、短時間のうちにユーザ6の位置と速度の
測位結果が出力される。
くるGPS軌道情報が更新されたことを判断して、その
時のみに、基地局内の通信部4とGPS受信装置5内の
通信部4都の間でデータ通信を行い、GPS軌道情報を
送信する。通常、地球上のある地点から受信可能なGP
S衛星の数は7から10個程度であるため、通信速度が
10Kbpsの時にGPS軌道情報の通信に要する時間
は1.5 秒程度である。このデータ通信により、GPS
受信装置5では常に最新のGPS軌道情報を記憶装置7
に記憶しておくことができる。
GPS受信部3へ供給する電源をオフとして受信部の動
作を停止しておく。ユーザ6が自己位置を調べるために
GPS受信部3を起動したときに、電源部9からGPS受
信部3へ電源を供給しGPS衛星1からの電波を受信す
る。この時、記憶装置8から記憶されているGPS衛星
軌道情報を読み出し、その軌道情報とGPS受信部3で
計測したGPS衛星からの距離情報と距離変化率情報と
を用いて、GPS受信装置5の位置と速度を算出する。
置5内の通信部4への電源の供給をオフとしておき、基
地局2からGPS受信装置5へGPS衛星軌道情報が送
られてくる時に、GPS受信装置5内の通信部4に電源
を供給して通信を行い、記憶装置8へGPS衛星軌道情
報を記憶しておく。この通信に要する時間は、通信速度
が10Kbpsの時に1.5 秒程度である。ユーザ6が測位
を行いたいときに、GPS受信部3の電源をオンとして
受信部を動作させ、この時に記憶装置8に記憶されてい
るGPS衛星軌道情報と、GPS受信部3で計測したG
PS衛星からの距離情報と距離変化率情報とを用いて、
GPS受信装置5の位置と速度を算出する。
受信装置5へ、通信部4を介してGPS衛星軌道情報
と、その時点での時刻におけるGPS衛星からの電波の
ドップラー周波数情報と変調信号である擬似雑音信号の
位相情報とを送信する。GPS受信装置5はGPS衛星軌
道情報を記憶装置8へ記憶するとともに、GPS受信部
3で、基地局2から送られてきたドップラー周波数信号
と擬似雑音信号の位相情報とを利用して受信同期に要す
る時間を短縮する。受信同期確立後、記憶装置8に記憶
されているGPS衛星軌道情報を用いて測位演算を行
う。
てくるGPS衛星軌道情報が記憶装置に記憶されている
ことを、音やディスプレイを用いた表示部7で表示して
ユーザ6に知らせる。
てくるGPS衛星軌道情報の生成日時を、音やディスプ
レイを用いた表示部7で表示してユーザ6に知らせる。
装置5との間のデータ通信を、基地局2内の公衆回線通
信部12を介して公衆回線網10へ送り、公衆回線網1
0とGPS受信装置5との間の通信には、自動車電話や
PHS等の無線通信手段を用いることもできる。
図3では、GPS衛星軌道情報はGPS衛星軌道情報デ
ータベース11へ常時集められている。GPS衛星軌道
情報データベース11は公衆回線網10に接続されてお
り、GPS衛星軌道情報データベース11内のGPS衛
星軌道情報が更新される毎に、公衆回線網10を通じて
GPS受信装置5へGPS衛星軌道情報を送る場合の例
を示している。
GPS受信部の立ち上げ時に、あらかじめ外部通信手段
を用いて収集されたGPS衛星軌道情報を用いること
で、GPS衛星の信号が断続的にしか受信できない場所に
おいても、GPS受信装置を短時間で立ち上げて測位結
果を出力することができる。
実施例を示す図である。
装置の構成の一実施例を示す図である。
S衛星軌道情報をGPS受信装置へ送信する場合の一実
施例を示す図である。
通信部、5…GPS受信装置、6…ユーザ、7…表示
部、8…記憶装置、9…電源部、10…公衆回線網、1
1…GPS衛星軌道情報データベース。
Claims (7)
- 【請求項1】 GPS衛星からの電波を直接受信すること
ができるGPS受信部と、 基地局と通信する通信部と、 前記通信部を介して前記基地局から得られる前記GPS
衛星のGPS軌道情報を記憶する記憶装置と、を有し、 前記GPS軌道情報を用いて測位演算を行うGPS測位
装置であって、 前記通信部と前記基地局との通信周期を、前記GPS軌
道情報の更新周期以下とし、 受信同期に要する時間を短縮するため、前記GPS受信
部は、前記GPS衛星からの電波のドップラー周波数情
報を前記通信部を介して前記基地局から受信し、 少なくとも前記GPS軌道情報と前記ドップラー周波数
情報とに基づいて測位演算を行うGPS測位装置。 - 【請求項2】 請求項1に於いて、 受信同期に要する時間を短縮するため、前記GPS受信
部は、前記GPS衛星からの電波のドップラー周波数情
報と変調信号である擬似雑音信号の位相情報とを前記通
信部を介して前記基地局から受信し、 少なくとも前記GPS軌道情報情報と前記ドップラー周
波数情報と前記変調信号である擬似雑音信号の位相情報
とに基づいて測位演算を行うGPS測位装置。 - 【請求項3】請求項1または2において、 測 位演算が必要なときに、前記GPS受信部で計測した
前記GPS衛星からの距離情報と前記記憶装置に記憶さ
れている前記GPS軌道情報とを用いて測位演算を行う
GPS測位装置。 - 【請求項4】請求項3において、前記通信部を介して前記基地局から得られた前記GPS
軌道情報が前記記憶装 置に 記憶されていることを、ユー
ザに音や映像で示す表示手段を持つことを特徴とするG
PS測位装置。 - 【請求項5】請求項3において、前記通信部を介して前記基地局から得られた前記GPS
軌道情報の生成日を、 ユーザに音や映像で示す表示手段
を持つことを特徴とするGPS測位装置。 - 【請求項6】請求項1から5の何れかにおいて、 測位演算を実施するときのみ前記GPS受信部に電源を
供給する手段を持つGPS測位装置。 - 【請求項7】請求項1から5の何れかにおいて、前記GPS軌道情報 を通信するときにのみ前記通信部へ
電源を供給する手段を持つGPS測位装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27229895A JP3287190B2 (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Gps測位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27229895A JP3287190B2 (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Gps測位装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09113598A JPH09113598A (ja) | 1997-05-02 |
JP3287190B2 true JP3287190B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=17511925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27229895A Expired - Lifetime JP3287190B2 (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Gps測位装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3287190B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3839680B2 (ja) | 2001-03-29 | 2006-11-01 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 位置計測方法、移動通信端末、プログラム及び記録媒体 |
KR20040083859A (ko) * | 2003-03-25 | 2004-10-06 | 유티스타콤코리아 유한회사 | 기지국 위치 원격 입력을 이용한 지피에스 수신기 동작방법 |
JP4609095B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2011-01-12 | セイコーエプソン株式会社 | 測位システム |
US11470458B2 (en) | 2018-01-31 | 2022-10-11 | Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems, Ltd. | In-vehicle device, vehicle, method for downloading satellite orbit information, and program for downloading satellite orbit information |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP27229895A patent/JP3287190B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
土屋淳・辻宏道,GPS測量の基礎,日本,社団法人日本測量協会,1995年6月15日,pp.115−123 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09113598A (ja) | 1997-05-02 |
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