JP3303174B2 - On-board positioning device - Google Patents

On-board positioning device

Info

Publication number
JP3303174B2
JP3303174B2 JP5728593A JP5728593A JP3303174B2 JP 3303174 B2 JP3303174 B2 JP 3303174B2 JP 5728593 A JP5728593 A JP 5728593A JP 5728593 A JP5728593 A JP 5728593A JP 3303174 B2 JP3303174 B2 JP 3303174B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
azimuth
gps
information
satellites
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5728593A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06273509A (en
Inventor
川 誠 司 石
上 裕 一 村
田 富 夫 保
俊 光 岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Aisin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Aisin Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP5728593A priority Critical patent/JP3303174B2/en
Publication of JPH06273509A publication Critical patent/JPH06273509A/en
Priority to US08/465,901 priority patent/US5657232A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3303174B2 publication Critical patent/JP3303174B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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、車上測位装置に関し、
特にGPS(Grobal Positioning System)などの測位
衛星からの電波を利用して車輌上で自車輌の位置などを
測定する車上測位装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an on-vehicle positioning device,
In particular, the present invention relates to an on-vehicle positioning device that measures the position of the own vehicle on a vehicle using radio waves from a positioning satellite such as a GPS (Global Positioning System).

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、特開昭61−137009号公
報及び特開昭61−167886号公報に開示されてい
るように、GPSを利用した自動車用測位装置の技術が
従来より提案されており、既に実用化されている技術も
ある。
2. Description of the Related Art As disclosed in, for example, JP-A-61-137909 and JP-A-61-167886, the technology of a positioning device for a vehicle using GPS has been conventionally proposed. Some technologies are already in practical use.

【0003】GPS衛星は、正確な時刻,軌道の関数,
及び情報の精度を示すデ−タを電波に乗せて所定のタイ
ミングで地上に送信している。時刻と軌道の関数から衛
星の位置を知ることができ、衛星の時刻と受信点での時
刻との差、即ち電波の伝搬遅延時間に基づいて、衛星か
ら受信点までの距離を知ることができる。互いに異なる
位置に存在する3つの衛星のそれぞれについて、衛星の
位置と衛星から受信点までの距離がわかれば、3元連立
方程式を解くことにより、未知数である受信点の3次元
位置を求めることができる。但し、通常、受信点の時刻
には比較的大きな誤差が含まれるので、受信点の時計の
誤差を補償するために、同時に4つの衛星の情報が必要
になる。また、受信点の高度がほとんど変化しないもの
と仮定すれば、3つの衛星の情報から、受信点の地表上
の二次元位置(例えば、緯度と経度)を求めることがで
きる。
[0003] GPS satellites provide accurate time, orbit functions,
In addition, data indicating the accuracy of information is transmitted on the ground at a predetermined timing through radio waves. The position of the satellite can be known from the function of the time and the orbit, and the distance from the satellite to the receiving point can be known based on the difference between the time of the satellite and the time at the receiving point, that is, the propagation delay time of the radio wave. . If the position of the satellite and the distance from the satellite to the receiving point are known for each of the three satellites located at different positions, the three-dimensional position of the unknown receiving point can be obtained by solving a three-dimensional simultaneous equation. it can. However, since a relatively large error is usually included in the time at the reception point, information on four satellites is required at the same time to compensate for the clock error at the reception point. Further, assuming that the altitude of the receiving point hardly changes, the two-dimensional position (for example, latitude and longitude) of the receiving point on the ground can be obtained from the information of the three satellites.

【0004】しかしながら、実際に存在するGPS衛星
の数は限られているし、自動車は、例えばトンネルの中
に入ったり、ビルによって電波が遮蔽される位置に移動
することも多いので、3つあるいは4つの衛星からの電
波を常時受信することは困難である。従って一般に、同
時に3つ以上の衛星からの電波が受信できなければ、位
置を測定することはできない。
[0004] However, the number of GPS satellites actually present is limited, and automobiles often enter, for example, a tunnel or a position where radio waves are shielded by buildings. It is difficult to always receive radio waves from four satellites. Therefore, in general, the position cannot be measured unless radio waves from three or more satellites can be received at the same time.

【0005】そこで、特開昭61−137009号公報
の技術では、光ファイバジャイロを用いて自車の方位変
化を検出するとともに、車速センサを用いて自車の移動
距離を検出し、これらの検出情報を補助的に利用して1
衛星からの電波しか受信できない場合でも、自車の位置
検出を可能にしている。また、特開昭61−16788
6号公報の技術では、自動車に搭載した磁気方位計と距
離計を補助的に用いることにより、2衛星からの電波し
か受信できない場合でも、自車の位置検出を可能にして
いる。
Therefore, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-137,091, an azimuth change of the own vehicle is detected using an optical fiber gyro, and a moving distance of the own vehicle is detected using a vehicle speed sensor. Using information supplementally 1
Even when only radio waves from satellites can be received, the position of the own vehicle can be detected. Also, JP-A-61-16788.
In the technology disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-203, the position of the own vehicle can be detected even when only radio waves from two satellites can be received by using a magnetic compass and a distance meter mounted on the vehicle in an auxiliary manner.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、利用できる衛星の数が不足する場合に、車速センサ
が出力する信号から自車の移動量を求めて、不足する情
報を補っている。しかしながら、車速センサは、車輪近
傍の特定の位置に取付けなければならず、取付性に難点
があるので使いづらい。
In the above prior art, when the number of available satellites is insufficient, the amount of movement of the own vehicle is obtained from the signal output from the vehicle speed sensor to compensate for the insufficient information. However, the vehicle speed sensor must be mounted at a specific position near the wheel, and is difficult to use because of the difficulty in mounting.

【0007】従って本発明は、利用できる衛星の数が2
以下である場合に、車速センサを用いることなく、不足
する情報を補って自車位置を測定可能にすること、及び
位置検出の誤差を抑制することを課題とする。
Accordingly, the present invention provides that the number of available satellites is two.
In the following cases, it is an object to make it possible to measure the position of the own vehicle by supplementing missing information without using a vehicle speed sensor, and to suppress an error in position detection.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、複数の衛星からそれぞれ発射される時刻
及び軌道の情報を受信し、それらの情報に基づいて航法
方程式(数1)のパラメータ(l′i,m′i,n′
i,Δli;i≧3)を算出し 該航法方程式に基づい
自車移動量(Δx,Δy)を算出する車上測位装置に
おいて:自車の回転角速度に応じた信号を出力するジャ
イロ手段(14);衛星が発射する信号の周波数(f
o)と実際に受信される信号の周波数(f)とに応じ
て、衛星と自車との相対速度を検出する相対速度検出手
段(106);及び同時に利用可能な衛星の数が所定よ
り不足する場合に、前記ジャイロ手段が出力する自車の
回転角速度前記相対速度検出手段が出力する相対速度
基づいて算出する自車の少なくとも2軸方向の各移動
量(δx′,δy′) で不足するパラメータを補い
用可能な衛星からの情報に基づいたパラメータ(l′
i,m′i,n′i,Δli;i≦2)とともに 航法
方程式(図5)に基づいて自車移動量(Δx′,Δ
y′)を計算する情報処理手段(103);を設ける。
To solve the above object, according to an aspect of the present onset Ming receives the time and orbital information of the respective emitted from a plurality of satellites, based on the information navigation
The parameters (l′ i, m′i, n ′) of the equation (Equation 1)
i, Δli; i ≧ 3) is calculated based on the navigation equation.
In the on -vehicle positioning device which calculates the own vehicle movement amount (Δx, Δy) : gyro means (14) for outputting a signal corresponding to the rotational angular velocity of the own vehicle; frequency (f) of the signal emitted by the satellite
relative speed detecting means (106) for detecting the relative speed between the satellite and the own vehicle according to o) and the frequency (f) of the actually received signal; and the number of simultaneously available satellites is less than a predetermined number. case, the movement of the at least two axial directions of the vehicle is calculated based on the relative velocity of the vehicle in the rotational angular velocity and the relative velocity detecting means for said gyro means outputs the output of
The amount (δx ', δy'), in supplement parameters missing parameters based on information from the available satellites (l '
i, m'i, n'i, Δli; i ≦ 2) together with navigation
Based on the equation (FIG. 5), the vehicle movement amount (Δx ′, Δ
information processing means (103 ) for calculating y ′) .

【0009】また好ましい態様では、前記情報処理手段
は、同時に利用可能な衛星の数が不足していない時に、
衛星からの情報に基づいて求めた方位により、自車の進
行方向を示す基準方位を決定し、利用可能な衛星の数が
所定より不足する時には、ジャイロ手段が出力する自車
の回転角速度と前記基準方位に基づいて自車の進行方向
を求める手段を備える。
In a preferred aspect, the information processing means is provided when the number of simultaneously available satellites is not insufficient.
Based on the azimuth obtained based on the information from the satellite, a reference azimuth indicating the traveling direction of the own vehicle is determined, and when the number of available satellites is less than a predetermined number, the rotational angular velocity of the own vehicle output by the gyro means and the aforementioned Means are provided for determining the traveling direction of the own vehicle based on the reference direction.

【0010】また更に好ましい態様では、前記情報処理
手段は、同時に利用可能な衛星の数が不足している時に
は、予め定めたカルマンフィルタの演算式を利用してそ
の解を求め、自車位置を計算する手段を備える。
In a further preferred aspect, when the number of simultaneously available satellites is insufficient, the information processing means obtains a solution using a predetermined Kalman filter arithmetic expression and calculates the own vehicle position. Means for performing

【0011】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。
The symbols shown in the parentheses indicate the reference numerals of the corresponding elements in the embodiments described later for reference, but each component of the present invention is a specific element in the embodiments. It is not limited to only.

【0012】[0012]

【作用】本発明では、同時に利用可能な衛星の数が所定
より不足する場合、利用可能な衛星からの情報,前記ジ
ャイロ手段が出力する自車の回転角速度,及び相対速度
検出手段が出力する相対速度に基づいて自車位置を計算
する。
According to the present invention, when the number of simultaneously available satellites is less than a predetermined number, information from available satellites, the rotational angular velocity of the vehicle output by the gyro means, and the relative speed output by the relative speed detection means are provided. Calculate own vehicle position based on speed.

【0013】相対速度は、衛星が発射する信号の周波数
foと実際に受信される信号の周波数fとから求める。
即ち、実際に衛星が発射する電波の周波数fo(公称
値)は一定であるが、地上の自動車に届く電波の周波数
fは、ドップラ−効果により、衛星と自車との相対速度
に応じて変化する。従って、周波数fを検出すれば、f
及びfoに基づいて相対速度(Vr)を求めることがで
きる。
The relative speed is obtained from the frequency fo of the signal emitted by the satellite and the frequency f of the signal actually received.
That is, the frequency fo (nominal value) of the radio wave actually emitted by the satellite is constant, but the frequency f of the radio wave reaching the vehicle on the ground changes according to the relative speed between the satellite and the own vehicle due to the Doppler effect. I do. Therefore, if the frequency f is detected, f
And fo, the relative speed (Vr) can be obtained.

【0014】自車の移動速度v(ベクトル)は、図22
のステップS227に示す計算式により、衛星と自車と
の相対速度Vr(ベクトル)と、Vs,es及びeg
(各々ベクトル)から求めることができる。Vsは衛星
の速度ベクトルであり、衛星の軌道情報の微分により求
めることができる。esは自車に対する衛星の方向を示
す方向余弦であり、衛星の位置と自車の位置(予想位
置)から求めることができる。egは自車の進行方向を
示す方位ベクトルであり、ある時点で得られた基準方位
ψref とその時点からの自車の回転量によって求めるこ
とができる。自車の回転量Δψgは、ジャイロ手段が出
力する回転角速度ωを積分することによって得られる。
The moving speed v (vector) of the own vehicle is shown in FIG.
, The relative speed Vr (vector) between the satellite and the vehicle, Vs, es, and eg
(Each vector). Vs is a satellite velocity vector, which can be obtained by differentiating satellite orbit information. es is a direction cosine indicating the direction of the satellite with respect to the own vehicle, and can be obtained from the position of the satellite and the position of the own vehicle (predicted position). eg is an azimuth vector indicating the traveling direction of the own vehicle, and can be obtained from the reference azimuth ψref obtained at a certain time and the rotation amount of the own vehicle from that time. The rotation amount Δψg of the own vehicle is obtained by integrating the rotation angular velocity ω output by the gyro means.

【0015】自車の移動速度vのベクトルから各軸方向
の速度成分vx,vyを求めることができ、vx及びv
yと時間δtから自車の各軸方向移動量δx’及びδ
y’を求めることができる。これらのパラメ−タ(δ
x’及びδy’)を利用することによって、ある時点で
利用可能な衛星が1つのみであったとしても、例えば図
5に示す航法方程式から、その時点の自車位置を求める
ことができる。
The velocity components vx and vy in the respective axial directions can be obtained from the vector of the moving speed v of the own vehicle.
From y and time δt, the amount of movement δx ′ and δ of each vehicle in the axial direction
y ′ can be obtained. These parameters (δ
By using x ′ and δy ′), even if only one satellite is available at a given time, the own vehicle position at that time can be obtained from the navigation equation shown in FIG. 5, for example.

【0016】ところで、同時に利用可能な衛星の数が3
未満の場合には、自車位置を計算する際のパラメ−タに
比較的大きな誤差が含まれる可能性があり、特に、時間
の経過に伴なって誤差は増大する。そこで、後述する実
施例においては、予め定めたカルマン(Kalman)
フィルタと呼ばれる最適フィルタの演算式を利用してそ
の解を求め(図9)自車位置を計算することによって、
発生する誤差の増大を抑制している。
Incidentally, the number of satellites that can be used simultaneously is three.
If the value is less than the above, there is a possibility that a relatively large error is included in the parameters for calculating the position of the own vehicle, and the error particularly increases with time. Therefore, in an embodiment to be described later, a predetermined Kalman is used.
A solution is obtained by using an arithmetic expression of an optimal filter called a filter (FIG. 9).
This suppresses an increase in errors that occur.

【0017】[0017]

【実施例】実施例の装置全体の構成を図1に示す。図1
を参照して説明する。この装置は、地上を走る自動車に
搭載されており、受信アンテナ10,GPS受信機1
1,GPS復調器12,表示装置13,圧電振動ジャイ
ロ14,高度センサ15及びGPS情報処理ユニット1
6を備えている。GPSの各衛星から送られる1.57
542GHzの電波が、受信アンテナ10を介してGP
S受信機11で受信され、電波に乗った情報、即ち衛星
の軌道を示す関数,時刻,及び情報の精度を示すコ−ド
がGPS復調器12で復調され、GPS情報処理ユニッ
ト16に入力される。GPS情報処理ユニット16は、
基本的には、GPS衛星から送られる情報に基づいて、
自車の位置を示す情報(緯度,経度,高度)を生成し、
その情報を表示装置13に出力する。受信アンテナ1
0,GPS受信機11,GPS復調器12及び表示装置
13の基本的な構成、ならびにGPS情報処理ユニット
16の基本的な動作は、既に市販されている公知の装置
の各構成要素と同様である。同時に4個のGPS衛星か
らの電波を受信できる場合には、その電波に乗った情報
のみを計算することによって、自車位置を正確に求める
ことができるが、使用できるGPS衛星の数が不足する
場合には、通常は自車位置を計算することができない。
GPS衛星の数が不足する場合にも自車位置の計算を可
能にするために、この実施例では、圧電振動ジャイロ1
4及び高度センサ15が特別に備わっており、それらが
検出した信号が、GPS情報処理ユニット16に入力さ
れる。またこの例では、GPS受信機11の同調周波数
の情報もGPS情報処理ユニット16に入力される。圧
電振動ジャイロ14は、車上に固定配置されており、1
つの軸(自動車の垂直軸)を中心とする回転角速度ωに
比例したレベルのアナログ信号を出力する。高度センサ
15は、気圧の変化、即ち高度変化に応じてレベルが変
化するアナログ信号を出力する。
FIG. 1 shows the configuration of the entire apparatus according to the embodiment. FIG.
This will be described with reference to FIG. This device is mounted on an automobile running on the ground, and includes a receiving antenna 10, a GPS receiver 1
1, GPS demodulator 12, display device 13, piezoelectric vibration gyro 14, altitude sensor 15, and GPS information processing unit 1
6 is provided. 1.57 sent from each GPS satellite
The 542 GHz radio wave is transmitted through the receiving antenna 10 to the GP.
The information received by the S receiver 11 and superimposed on the radio wave, that is, the function indicating the orbit of the satellite, the time, and the code indicating the accuracy of the information are demodulated by the GPS demodulator 12 and input to the GPS information processing unit 16. You. The GPS information processing unit 16
Basically, based on information sent from GPS satellites,
Generates information (latitude, longitude, altitude) indicating the position of the vehicle,
The information is output to the display device 13. Receiving antenna 1
0, the basic configuration of the GPS receiver 11, the GPS demodulator 12, and the display device 13, and the basic operation of the GPS information processing unit 16 are the same as those of the components of a known device already on the market. . When radio waves from four GPS satellites can be received at the same time, the position of the vehicle can be accurately obtained by calculating only information on the radio waves, but the number of usable GPS satellites is insufficient. In such a case, the position of the vehicle cannot be normally calculated.
In this embodiment, in order to enable calculation of the position of the vehicle even when the number of GPS satellites is insufficient, the piezoelectric vibrating gyroscope 1
4 and an altitude sensor 15 are specially provided, and signals detected by them are input to the GPS information processing unit 16. In this example, information on the tuning frequency of the GPS receiver 11 is also input to the GPS information processing unit 16. The piezoelectric vibrating gyroscope 14 is fixedly arranged on the vehicle,
An analog signal having a level proportional to the rotational angular velocity ω about one axis (vertical axis of the vehicle) is output. The altitude sensor 15 outputs an analog signal whose level changes according to a change in atmospheric pressure, that is, a change in altitude.

【0018】GPS情報処理ユニット16は、コンピュ
−タシステムであり、CPU(マイクロプロセッサ)1
6a,RAM16b,ROM16c,I/Oポ−ト16
d,A/D変換器16e,タイマ16f及び割込制御回
路16gを備えている。圧電振動ジャイロ14及び高度
センサ15が出力する信号は、アナログ信号なので、A
/D変換器16eを介してCPU16aに入力される。
GPS復調器12が出力する情報,及び同調周波数は、
デジタル信号なので、I/Oポ−ト16dを介してCP
U16aに入力される。CPU16aが生成した位置情
報(緯度,経度,高度)は、I/Oポ−ト16dを介し
て表示装置13に送信される。
The GPS information processing unit 16 is a computer system, and has a CPU (microprocessor) 1.
6a, RAM 16b, ROM 16c, I / O port 16
d, an A / D converter 16e, a timer 16f, and an interrupt control circuit 16g. Since the signals output from the piezoelectric vibrating gyroscope 14 and the altitude sensor 15 are analog signals, A
The data is input to the CPU 16a via the / D converter 16e.
The information output by the GPS demodulator 12 and the tuning frequency are:
Since it is a digital signal, it is connected to the CP via the I / O port 16d.
It is input to U16a. The position information (latitude, longitude, altitude) generated by the CPU 16a is transmitted to the display device 13 via the I / O port 16d.

【0019】GPS情報処理ユニット16の機能上の構
成(処理の内容)の概略を図2に示す。図2を参照して
説明する。GPS復調器12から出力される受信デ−タ
SB、即ち各衛星の軌道を示す関数,時刻,及び精度を
示すコ−ドが、GPSデ−タ生成演算101に入力され
る。GPSデ−タ生成演算101では、受信デ−タSB
からデ−タSCを生成する。デ−タSCは、GPS独立
測位演算102,複合測位演算103及び自車速度演算
106に入力される。同時に3又は4個以上のGPS衛
星の情報を受信できる時には、GPS独立測位演算10
2の実行によって、位置情報(緯度,経度,高度)SJ
が生成され、利用できる衛星数が不足する場合には、複
合測位演算103の実行によって、位置情報(緯度,経
度,高度)SJが生成される。生成した位置情報は、出
力デ−タとして表示装置13に送信される。また、位置
情報SJはGPSデ−タ生成演算101にフィ−ドバッ
クされ、次回の演算の際に利用される。
FIG. 2 schematically shows a functional configuration (contents of processing) of the GPS information processing unit 16. This will be described with reference to FIG. The received data SB output from the GPS demodulator 12, that is, the function indicating the orbit of each satellite, the time, and the code indicating the accuracy are input to the GPS data generation operation 101. In the GPS data generation operation 101, the reception data SB
From the data SC. The data SC is input to the GPS independent positioning calculation 102, the composite positioning calculation 103, and the vehicle speed calculation 106. When information of three or more GPS satellites can be received at the same time, the GPS independent positioning calculation 10
2 to execute position information (latitude, longitude, altitude) SJ
Is generated, and when the number of available satellites is insufficient, the position information (latitude, longitude, altitude) SJ is generated by executing the composite positioning operation 103. The generated position information is transmitted to the display device 13 as output data. The position information SJ is fed back to the GPS data generation operation 101 and used for the next operation.

【0020】複合測位演算103では、GPSデ−タ生
成演算101から出力されるデ−タSCの他に、方位角
演算104の出力デ−タSI,高度演算105の出力デ
−タSD,及び自車速度演算106の出力デ−タSKを
使用して計算を実行する。方位角演算104では、圧電
振動ジャイロ14によって得られる回転角速度デ−タS
Hに基づいて、自車の進行方向を示す方位角SIを求め
る。また、方位角演算104では、GPS独立測位演算
102の結果得られる方位デ−タSGを利用して、方位
角の修正を実行する。高度演算105では、高度センサ
15によって得られる検出高度デ−タSFと、GPS独
立測位演算102の結果得られる高度デ−タSEから、
必要な高度情報SDを生成する。自車速度演算106で
は、GPS受信機11の同調周波数の情報と、デ−タS
C及び方位角デ−タSIに基づいて、自車の走行速度を
計算し、結果SKを複合測位演算103に出力する。
In the composite positioning operation 103, in addition to the data SC output from the GPS data generation operation 101, the output data SI of the azimuth operation 104, the output data SD of the altitude operation 105, and The calculation is executed using the output data SK of the own vehicle speed calculation 106. In the azimuth angle calculation 104, the rotational angular velocity data S obtained by the piezoelectric vibrating gyroscope 14 is used.
An azimuth angle SI indicating the traveling direction of the own vehicle is obtained based on H. In the azimuth calculation 104, the azimuth is corrected using the azimuth data SG obtained as a result of the GPS independent positioning calculation 102. In the altitude calculation 105, the detected altitude data SF obtained by the altitude sensor 15 and the altitude data SE obtained as a result of the GPS independent positioning calculation 102 are
The necessary altitude information SD is generated. In the own vehicle speed calculation 106, information on the tuning frequency of the GPS receiver 11 and the data S
Based on C and the azimuth data SI, the traveling speed of the own vehicle is calculated, and the result SK is output to the composite positioning operation 103.

【0021】GPS情報処理ユニット16のCPU16
aの動作の概略を図3に示す。図3を参照してCPU1
6aの動作を説明する。電源がオンすると、まずステッ
プ21で初期化を実行する。即ち、出力ポ−トのクリ
ア,メモリのクリア,各種パラメ−タの初期化,割込み
動作のモ−ドセット,タイマのモ−ドセット等を実行す
る。ステップ21が終了すると、所定のタイミングにな
る毎に、ステップ22から23に進み、各種処理を実行
する。
CPU 16 of GPS information processing unit 16
FIG. 3 shows an outline of the operation a. Referring to FIG.
The operation of 6a will be described. When the power is turned on, first, initialization is executed in step 21. That is, the output port is cleared, the memory is cleared, various parameters are initialized, the mode setting of the interrupt operation, the mode setting of the timer, and the like are executed. When step 21 ends, the process proceeds from step 22 to 23 every time a predetermined timing is reached, and various processes are executed.

【0022】ステップ23では、最新の受信デ−タSB
を入力する。次のステップ24では、受信デ−タSBに
基づいて、GPSデ−タ生成演算(図2の101に対
応)を実行する。次のステップ25では、その時の自車
高度を求め、次のステップ26では、その時の自車の進
行方向(方位)を求め、次のステップ27では、その時
の自車速度を求める。
In step 23, the latest received data SB
Enter In the next step 24, a GPS data generation operation (corresponding to 101 in FIG. 2) is executed based on the received data SB. In the next step 25, the current vehicle altitude is obtained, in the next step 26, the traveling direction (azimuth) of the current vehicle is obtained, and in the next step 27, the current vehicle speed is obtained.

【0023】そして、3以上の衛星からの信号を同時に
受信できる時には、ステップ28から29に進み、そう
でなければ、即ち利用できる衛星の数が2以下の場合に
はステップ28から32に進む。ステップ29ではGP
S独立測位演算(図2の102に対応)を実行する。そ
して次のステップ30では、高度(SD)を求める時に
(ステップ25の計算時に)使用される各種パラメ−タ
を、ステップ29の計算結果を利用して補正する。更に
次のステップ31では、方位角(SI)を求める時に
(ステップ26の計算時に)使用される各種パラメ−タ
を、ステップ29の計算結果を利用して補正する。利用
できる衛星の数が2以下の場合には、ステップ32で、
誤差レジスタE1に最大値をストアする。
When signals from three or more satellites can be received at the same time, the process proceeds to steps 28 to 29. Otherwise, that is, when the number of available satellites is two or less, the process proceeds to steps 28 to 32. In step 29, GP
An S independent positioning operation (corresponding to 102 in FIG. 2) is executed. In the next step 30, various parameters used when obtaining the altitude (SD) (when calculating in step 25) are corrected by using the calculation result in step 29. Further, in the next step 31, various parameters used when obtaining the azimuth angle (SI) (when calculating in step 26) are corrected using the calculation result in step 29. If the number of available satellites is two or less, at step 32,
The maximum value is stored in the error register E1.

【0024】ステップ33では、1つ以上の衛星からの
信号が受信できるか否かを調べ、受信できる場合にはス
テップ34に進んで複合測位演算(図2の103に対
応)を実行する。例えば自動車がトンネル内を走行する
場合のように、利用できる衛星が全く存在しない時に
は、ステップ35を実行し、誤差レジスタE2に最大値
をストアする。
In step 33, it is checked whether or not signals from one or more satellites can be received. If the signals can be received, the flow advances to step 34 to execute a composite positioning operation (corresponding to 103 in FIG. 2). If there are no satellites available, as in the case of a car traveling in a tunnel, for example, step 35 is executed and the maximum value is stored in the error register E2.

【0025】次のステップ36では、ステップ29のG
PS独立測位演算を実行した時に検出された誤差をレジ
スタE1にストアし、次のステップ37では、ステップ
34の複合測位演算を実行した時に検出された誤差をレ
ジスタE2にストアする。そして、続くステップ38で
は、レジスタE1及びE2がともに最大値か否かを調
べ、その結果に応じてステップ39又は40に進む。ス
テップ39では、レジスタE1とE2の内容を比較し、
E1<E2であると、即ちGPS独立測位演算の誤差が
複合測位演算の誤差よりも小さい時には、ステップ41
に進み、GPS独立測位演算(29)によって計算され
た結果(位置情報)をSJとして出力する。ステップ3
9でE1<E2でない時には、複合測位演算(34)に
よって計算された結果(位置情報)をSJとして出力す
る。また出力デ−タSJは、次回の計算のためにフィ−
ドバックされる。
In the next step 36, G in step 29
The error detected when executing the PS independent positioning operation is stored in the register E1, and in the next step 37, the error detected when executing the composite positioning operation in step 34 is stored in the register E2. Then, in the subsequent step 38, it is checked whether or not both of the registers E1 and E2 are the maximum value, and the process proceeds to step 39 or 40 according to the result. In step 39, the contents of the registers E1 and E2 are compared,
If E1 <E2, that is, if the error in the GPS independent positioning calculation is smaller than the error in the composite positioning calculation, step 41
And outputs the result (position information) calculated by the GPS independent positioning calculation (29) as SJ. Step 3
When E1 <E2 is not satisfied in step 9, the result (position information) calculated by the composite positioning operation (34) is output as SJ. The output data SJ is used for the next calculation.
Will be played back.

【0026】ステップ43では、ステップ26で求めら
れた方位角デ−タ(SI)を表示装置13に出力する。
また、利用できる衛星が全く存在しない時であっても、
有効な方位角デ−タが存在する時には、ステップ38か
ら40を通り、ステップ43に進むので、方位角デ−タ
が表示装置に出力される。
In step 43, the azimuth angle data (SI) obtained in step 26 is output to the display device 13.
Also, even when there are no available satellites,
When there is valid azimuth data, the program goes through steps 38 to 40 and proceeds to step 43, so that the azimuth data is output to the display device.

【0027】以上の動作が繰り返し実行される。この実
施例では、位置情報を計算する周期は1秒になってい
る。但し、圧電振動ジャイロの出力信号のサンプリング
及びそれに関連する計算,高度センサの出力信号のサン
プリング,同調周波数のサンプリング等の処理は、それ
ぞれタイマ割込みによって比較的短い周期で繰り返し実
行される。例えば圧電振動ジャイロの出力信号は、20
msec 毎にサンプリングされる。
The above operation is repeatedly executed. In this embodiment, the period for calculating the position information is 1 second. However, processes such as sampling of the output signal of the piezoelectric vibrating gyroscope and calculations related thereto, sampling of the output signal of the altitude sensor, sampling of the tuning frequency, and the like are repeatedly executed in a relatively short cycle by a timer interrupt. For example, the output signal of the piezoelectric vibrating gyroscope is 20
It is sampled every msec.

【0028】この実施例では、3個以上の衛星を利用で
きる時であっても、GPS独立測位演算(29)を実行
し、更に複合測位演算(34)を実行している。通常、
GPS独立測位演算によって正確な自車位置を求めるこ
とができるが、例えば3個の中の1つのGPS衛星が送
信する情報の精度が低いと、GPS独立測位演算の結果
に大きな誤差が発生する。そこで、2種類の演算の結果
に含まれる誤差を比較して誤差の小さい方を利用するこ
とにより、検出誤差の増大が抑制される。GPS衛星が
送信する情報の精度は、送信される情報に含まれる精度
コ−ドSVACCによって知ることができる。しかし、
3個以上の衛星を利用できる時には、複合測位演算の実
行を省略してもよい。
In this embodiment, even when three or more satellites can be used, the GPS independent positioning calculation (29) is executed, and further the composite positioning calculation (34) is executed. Normal,
Although the exact position of the vehicle can be determined by the GPS independent positioning calculation, for example, if the accuracy of the information transmitted by one of the three GPS satellites is low, a large error occurs in the result of the GPS independent positioning calculation. Therefore, an increase in the detection error is suppressed by comparing the errors included in the results of the two types of calculations and using the smaller error. The accuracy of the information transmitted by the GPS satellites can be known by the accuracy code SVACC included in the transmitted information. But,
When three or more satellites are available, the execution of the composite positioning operation may be omitted.

【0029】図3の複合測位演算(34)の内容を図4
に示す。図4を参照して説明する。まずステップS41
で測定値を入力し、次のステップS42で航法方程式を
決定する。即ち、図5に示すように、使用できる衛星の
数が1の時には、ステップS52に示す方程式を使用
し、使用できる衛星の数が2の時には、ステップS53
に示す方程式を使用する。
FIG. 4 shows the contents of the composite positioning calculation (34) in FIG.
Shown in This will be described with reference to FIG. First, step S41
Then, the measurement value is input, and the navigation equation is determined in the next step S42. That is, as shown in FIG. 5, when the number of available satellites is one, the equation shown in step S52 is used. When the number of available satellites is two, step S53 is used.
Use the equation shown in

【0030】これらの方程式において、Δx’,Δy及
びΔz’は自車の前回測位位置から現在までの各軸方向
移動距離(未知数)であり、Δtは装置の時計誤差(未
知数)、cは光速である。また、li’,mi’及び
i’は自車から見たi番目の衛星の方向を示す方向余
弦であり、各衛星の送信デ−タに基づいて求められる。
またδx’及びδy’は、自車の各軸方向の移動量であ
る。Δli’は、自車の位置からi番目の衛星までの距
離の前回計算時から現在までの変化量であり、各衛星の
送信デ−タに基づいて求められる。各パラメ−タを計算
する方法については、後で詳細に説明する。
In these equations, .DELTA.x ', .DELTA.y and .DELTA.z' are the moving distances (unknown numbers) in the respective axial directions from the last measured position of the vehicle to the present, .DELTA.t is the clock error (unknown number) of the apparatus, and c is the speed of light. It is. L i ′, m i ′, and n i ′ are direction cosine indicating the direction of the i-th satellite viewed from the own vehicle, and are obtained based on transmission data of each satellite.
Δx ′ and δy ′ are the movement amounts of the vehicle in the respective axial directions. .DELTA.l i 'is the amount of change to the current from the previous calculation of the distance from the position of the vehicle to the i-th satellite, transmission data of each satellite - is determined based on the data. The method of calculating each parameter will be described later in detail.

【0031】この実施例では、航法方程式の未知数を求
める際の誤差を小さくするために、カルマンフィルタと
呼ばれる最適フィルタの演算を実行する。即ち、この実
施例では、ある時点のベクトルXiが、物理モデル行列
Ciによって次の時点のベクトルXi+1に変化するもの
と考える。ベクトルXiはΔx,Δy,Δz及びcΔt
で表わされる。図4のステップS43では、物理モデル
行列Ciを決定する。具体的には、図6に示す物理モデ
ル行列Ciが使用される。また次のステップS44で
は、各測定値の誤差を示す測定誤差推定行列を決定す
る。この行列の内容は、図7に示されている。更に次の
ステップS45では、物理モデルの誤差を示す行列を決
定する。この行列の内容は図8に示されている。
In this embodiment, an operation of an optimum filter called a Kalman filter is executed in order to reduce an error in obtaining an unknown value of a navigation equation. That is, in this embodiment, it is assumed that the vector Xi at a certain time changes to the vector Xi + 1 at the next time according to the physical model matrix Ci. The vector Xi is Δx, Δy, Δz and cΔt
Is represented by In step S43 of FIG. 4, the physical model matrix Ci is determined. Specifically, the physical model matrix Ci shown in FIG. 6 is used. In the next step S44, a measurement error estimation matrix indicating the error of each measurement value is determined. The contents of this matrix are shown in FIG. In a next step S45, a matrix indicating an error of the physical model is determined. The contents of this matrix are shown in FIG.

【0032】ステップS46では、複合測位演算(3
4)の計算回数を示すカウンタiの内容が0か否か、即
ち初回の計算か否かを識別する。i=0なら、次のステ
ップS47で、初期値をレジスタにセットする。即ち、
GPS独立測位演算(29)によって求められた最新の
演算結果(計算により求めたΔx,Δy,Δz,cΔt
と、それらの各々に含まれる予想誤差)を所定のレジス
タにストアする。また、ステップS46でiが1以上な
ら、次のステップS48で、前回の複合測位演算(3
4)で求められた演算結果(計算により求めたΔx,Δ
y,Δz,cΔtと、それらの各々に含まれる予想誤
差)を所定のレジスタにストアする。
In step S46, the composite positioning operation (3
It is determined whether the content of the counter i indicating the number of calculations in 4) is 0, that is, whether it is the first calculation. If i = 0, the initial value is set in the register in the next step S47. That is,
The latest calculation result (Δx, Δy, Δz, cΔt calculated by GPS independent positioning calculation (29))
And the expected errors contained in each of them) are stored in a predetermined register. If i is 1 or more in step S46, in the next step S48, the previous composite positioning operation (3
4) The calculation result (Δx, Δ
y, Δz, cΔt and the expected errors included in each of them are stored in a predetermined register.

【0033】そして次のステップS49で、測定値をカ
ルマンフィルタの計算式に代入し、計算式の解(最適推
定値とその誤差)を求める。具体的には、図9に示すス
テップS91の計算式に、航法方程式の各行列,物理モ
デル行列,測定誤差推定行列,及び物理モデル誤差行列
を代入しそれの計算を実施することによって、解が得ら
れる。
Then, in the next step S49, the measured values are substituted into the Kalman filter calculation formula, and the solution of the calculation formula (the optimal estimated value and its error) is obtained. Specifically, the matrix of the navigation equation, the physical model matrix, the measurement error estimation matrix, and the physical model error matrix are substituted into the calculation formula of step S91 shown in FIG. can get.

【0034】航法方程式の各行列に代入するパラメ−タ
は、図20に示す処理を実行することによって求められ
る。まずステップS201では、i番目の衛星の位置を
示す各軸方向の座標Sxi,Syi及びSzi(地心系
座標:地球の中心を基準とする座標系)を入力する。こ
の値は、衛星が送信する軌道の関数と時刻とから求め
る。次のステップS202では、前回計算時の自車位置
を示す座標Ux0,Uy0及びUz0(地心系座標)を
入力する。この値は、前回の計算の結果から求められ
る。次のステップS203では、i番目の衛星の位置か
ら自車位置までの距離riを計算により求める。更に続
くステップS204,S205及びS206では、自車
からi番目の衛星を見た方向を示す方向余弦li,mi
びniを求める。
The parameters to be substituted into each matrix of the navigation equation can be obtained by executing the processing shown in FIG. First, in step S201, coordinates Sxi, Syi, and Szi (earth-centered system coordinates: a coordinate system based on the center of the earth) in the respective axial directions indicating the position of the i-th satellite are input. This value is obtained from the function of the orbit transmitted by the satellite and the time. In the next step S202, the coordinates Ux0, Uy0 and Uz0 (geocentric coordinates) indicating the vehicle position at the time of the previous calculation are input. This value is obtained from the result of the previous calculation. In the next step S203, a distance ri from the position of the i-th satellite to the own vehicle position is calculated. In further subsequent step S204, S205 and S206, obtaining the direction cosines l i, m i and n i indicating the direction viewed i-th satellite from the vehicle.

【0035】li=(Ux0−Sxi)/ri mi=(Uy0−Syi)/ri ni=(Uz0−Szi)/ri また、航法方程式(図5参照)では地表系座標の方向余
弦を使用するので、次のステップS207で座標変換を
実施し、地心系の方向余弦li,mi及びniから地表系
の方向余弦li’,mi’及びni’を生成する。この座
標変換の処理は、図21に示されている。
[0035] l i = (Ux0-Sxi) / ri m i = (Uy0-Syi) / ri n i = (Uz0-Szi) / ri Further, the direction cosines of the navigation equations (see FIG. 5), the ground-based coordinates Since it is used, coordinate transformation is performed in the next step S207, and the direction cosine l i ′, m i ′ and n i ′ of the earth surface system are generated from the direction cosine l i , mi and n i of the earth-centered system. This coordinate conversion process is shown in FIG.

【0036】次のステップS208では、前回の計算時
から現在までの自車の移動量δx’及びδy’を求め
る。この処理の内容が図22に示されている。図22を
参照して説明する。ステップS221では、基準周波数
foを入力する。foは実際にGPS衛星が発射する電
波の周波数であり、実質上変化しないと考えられるの
で、ここではfoに定数を割り当てて計算している。次
のステップS222では、GPS受信機の同調周波数f
を入力する。そして次のステップS223で、自車と衛
星とを結ぶ軸方向の相対速度Vrを計算する。
In the next step S208, the movement amounts δx ′ and δy ′ of the own vehicle from the previous calculation to the present are obtained. The contents of this processing are shown in FIG. This will be described with reference to FIG. In step S221, a reference frequency fo is input. Since fo is the frequency of the radio wave actually emitted by the GPS satellite and is considered to be substantially unchanged, the calculation is made here by assigning a constant to fo. In the next step S222, the tuning frequency f of the GPS receiver
Enter Then, in the next step S223, the relative speed Vr in the axial direction connecting the own vehicle and the satellite is calculated.

【0037】即ち、電波の発信源である衛星と電波の受
信点の自車とが相対的に移動すると、衛星の発射する電
波の周波数foが一定であっても、受信点における電波
の周波数fには、ドップラ−効果により、相対速度Vr
に応じた変化が生じる。GPS受信機11は、受信した
電波の周波数fに自動的に追従するように同調するの
で、GPS受信機の出力する同調周波数fと、基準周波
数foに基づいて、相対速度Vrを求めることができ
る。計算式はステップS223に示されている。
That is, when the satellite which is the source of the radio wave and the own vehicle at the reception point of the radio wave move relatively, the frequency f.sub.of the radio wave at the reception point becomes constant even if the frequency fo of the radio wave emitted by the satellite is constant. Has a relative velocity Vr due to the Doppler effect.
Changes in response to Since the GPS receiver 11 tunes so as to automatically follow the frequency f of the received radio wave, the relative speed Vr can be obtained based on the tuning frequency f output from the GPS receiver and the reference frequency fo. . The calculation formula is shown in step S223.

【0038】次のステップS224では、衛星の速度ベ
クトルVsを求める。即ち、各衛星の軌道の情報は既知
であるので、その情報を利用し、軌道を微分することに
より、衛星の速度ベクトルVsを求める。
In the next step S224, a velocity vector Vs of the satellite is obtained. That is, since the information on the orbit of each satellite is known, the orbit is differentiated using the information to obtain the velocity vector Vs of the satellite.

【0039】次のステップS225では、衛星の方向余
弦es(単位ベクトル)を求める。この方向余弦es
は、li’,mi’,ni’であり、ステップS207ま
での処理で既に求められているので、その結果を使用す
る。
In the next step S225, the direction cosine es (unit vector) of the satellite is determined. This direction cosine es
Are l i ′, m i ′, and n i ′, which have already been obtained in the processing up to step S207, and the results are used.

【0040】次のステップS226では、自車の進行方
向を示す単位ベクトルegを求める。進行方向(方位)
ψは、圧電振動ジャイロ14が出力する回転角速度ωの
積分によって求められる。
In the next step S226, a unit vector eg indicating the traveling direction of the own vehicle is obtained. Heading direction (azimuth)
ψ is obtained by integrating the rotational angular velocity ω output from the piezoelectric vibrating gyroscope 14.

【0041】次のステップS227に示す計算式によ
り、相対速度ベクトルVr,衛星速度ベクトルVs,方
向余弦es,及び自車の進行方向を示す単位ベクトルe
gから、自車の速度ベクトルvが求められる。
By the following formula at step S227, the relative speed vector Vr, the satellite speed vector Vs, the direction cosine es, and the unit vector e indicating the traveling direction of the own vehicle are obtained.
From g, the speed vector v of the own vehicle is obtained.

【0042】次のステップS228では、速度ベクトル
vの各軸方向成分vx及びvyと時間δtから自車の各
軸方向移動量δx及びδyを求める。
In the next step S228, the axial movement amounts δx and δy of the own vehicle are obtained from the axial components vx and vy of the velocity vector v and the time δt.

【0043】再び図20を参照して説明する。ステップ
S209では、自車の位置とi番目の衛星の位置との距
離ri(疑似レンジと呼ぶ)の前回計算時から現在まで
の変化を計算し、その結果をΔliとする。
Description will be made again with reference to FIG. In step S209, a change to the current from the previous calculation of the distance between the position of the vehicle position and the i-th satellite ri (referred to as pseudo range) is calculated, and the result with .DELTA.l i.

【0044】図3のステップ26で実行される、自車方
位角演算処理の内容を図10に示し、図3のステップ3
1で実行される、方位角係数補正処理の内容を図11に
示す。まず図10を参照して自車方位角演算処理を説明
する。
FIG. 10 shows the contents of the own vehicle azimuth angle calculation process executed in step 26 of FIG.
FIG. 11 shows the contents of the azimuth angle coefficient correction processing executed in step S1. First, the vehicle azimuth angle calculation processing will be described with reference to FIG.

【0045】まずステップ101では、サンプリングさ
れた角速度ωの積分を実行する。実際には、20msec
毎に発生するタイマ割込みに同期して、角速度信号のA
/D変換出力ADGをサンプリングし、係数ADc及び
ADαを用いて計算した結果を積分し、角度変化θG
求める。
First, at step 101, integration of the sampled angular velocity ω is executed. Actually, 20msec
The A of the angular velocity signal is synchronized with the timer interrupt generated every time.
/ D conversion output AD G samples, integrating the result of calculation using the coefficients ADc and ADarufa, determining the angle change theta G.

【0046】基準方位ψref が有効である時には、ステ
ップS102からS103に進み、その時の方位角ψを
算出する。即ち、ψref +αθG’+θo'の計算結果を
方位角ψとする。また次のステップS104では、現在
の方位角ψを新しい基準方位ψref とする。
When the reference azimuth ψref is valid, the process proceeds from step S102 to S103, and the azimuth ψ at that time is calculated. That is, the calculation result of {ref + αθ G '+ θo' is set as the azimuth angle ψ. In the next step S104, the current azimuth ψ is set as a new reference azimuth ψref.

【0047】方位角ψの予想誤差が上限である場合、つ
まり正しい方位角が計算できていない時には、ステップ
S105からS106に進み、方位角の予想誤差を示す
レジスタに最大値をストアし、基準方位無効フラグをセ
ットし、補正回数カウンタをクリアする。
If the expected error of the azimuth ψ is the upper limit, that is, if the correct azimuth cannot be calculated, the process proceeds from step S105 to S106, where the maximum value is stored in a register indicating the expected error of the azimuth, and the reference azimuth is stored. Set the invalid flag and clear the correction counter.

【0048】次に、図11を参照して方位角係数補正処
理を説明する。この実施例では、4種類の補正モ−ドを
有しており、その時のモ−ドレジスタMDの内容に応じ
て、ψ0モ−ド処理,ψ1モ−ド処理,ψ2モ−ド処
理,又はψ3モ−ド処理が実行される。また「数値補
正」の指示がある時には、ステップS119からS11
Aに進む。ステップS11Aでは、GPS独立測位演算
の結果得られた方位角デ−タψGPSを利用して、ジャイ
ロの出力に基づいて計算された方位角デ−タψgを補正
する。但し、方位角デ−タψGPSにはt秒の時間遅れが
あるので、比較する方位角デ−タψgにはt秒前のもの
を使用する。即ち、同一時点における2種類の方位角デ
−タの差分ψGPS(-t)−ψg(-t)を方位誤差Δψgとみ
なし、方位誤差Δψgを現在の方位角デ−タψgに加算
してそれを補正する。過去の方位角デ−タψgが参照で
きるように、この実施例では、0.1秒毎に方位角デ−
タψgの算出を実行するとともに、過去数秒間のそれら
の方位角デ−タψgをメモリに保持している。次のステ
ップS11Bでは、基準方位ψref に補正後の現在の方
位角デ−タψgをストアし、続くステップS11Cで
は、基準方位有効フラグをセットする。
Next, the azimuth coefficient correction processing will be described with reference to FIG. In this embodiment, four types of correction modes are provided, and depending on the contents of the mode register MD at that time, # 0 mode processing, # 1 mode processing, # 2 mode processing, or # 3 mode processing. The mode processing is executed. When there is an instruction of “numerical value correction”, steps S 119 to S 11
Go to A. In step S11A, the azimuth data ψg calculated based on the output of the gyro is corrected using the azimuth data ψGPS obtained as a result of the GPS independent positioning calculation. However, since the azimuth data ΔGPS has a time delay of t seconds, the azimuth data Δg to be compared is the one before t seconds. That is, the difference ψGPS (-t) -ψg (-t) between the two types of azimuth data at the same time is regarded as the azimuth error Δψg, and the azimuth error Δψg is added to the current azimuth data ψg. Is corrected. In this embodiment, the azimuth data is set every 0.1 seconds so that the past azimuth data Δg can be referred to.
The calculation of the data ψg is executed, and the azimuth data ψg of the past several seconds are stored in the memory. In the next step S11B, the corrected current azimuth data ψg is stored in the reference azimuth ψref, and in the following step S11C, the reference azimuth valid flag is set.

【0049】図11のψ0モ−ド処理の内容を図12に
示し、ψ1モ−ド処理の内容を図13に示し、ψ2モ−
ド処理の内容を図14に示し、ψ3モ−ド処理の内容を
図15及び図16に示す。まず図12を参照してψ0モ
−ド処理を説明する。最初のステップS121では、図
示しない遅延処理により、GPS独立測位演算の結果得
られた最新の方位角デ−タψGPSの時間遅れに相当する
t秒前の方位角デ−タψg(-t)が存在しているか否かを
調べる。方位角デ−タψg(-t)が存在する時には、次に
ステップS122に進み、車速vを予め定めたしきい値
V1min と比較し、v>V1min なら次にステップS1
23に進む。即ち、GPS独立測位演算によって得られ
る解の方位誤差は、arctan(0.72/(v+0.72))で表わ
され、車速vが低い時には大きくなるので、誤差が小さ
い時、つまり車速vがV1min より大きい時に、方位角
デ−タψGPSが有効であるとみなす。
FIG. 12 shows the contents of the # 0 mode processing of FIG. 11, and FIG. 13 shows the contents of the # 1 mode processing.
FIG. 14 shows the contents of the mode processing, and FIGS. 15 and 16 show the contents of the # 3 mode processing. First, the # 0 mode processing will be described with reference to FIG. In the first step S121, the latest azimuth data obtained as a result of the GPS independent positioning calculation 方位 the azimuth data t seconds before the azimuth data ψg (-t) corresponding to the time delay of GPS is obtained by a delay process (not shown). Check if it exists. When the azimuth data ψg (-t) exists, the process proceeds to step S122, where the vehicle speed v is compared with a predetermined threshold value V1min. If v> V1min, the process proceeds to step S1.
Proceed to 23. That is, the azimuth error of the solution obtained by the GPS independent positioning calculation is represented by arctan (0.72 / (v + 0.72)), and becomes large when the vehicle speed v is low. Therefore, when the error is small, that is, when the vehicle speed v is smaller than V1min. When larger, azimuth data @ GPS is considered valid.

【0050】ステップS123では、最新の方位角デ−
タψGPSをレジスタψ0にストアし、次のステップS1
24では、モ−ドレジスタMDに1をセットし、次のス
テップS125では、時間レジスタTψをクリアし、次
のステップS126では、カウンタcountψ0をクリアす
る。モ−ドレジスタMDに1がセットされると、次回は
ψ1モ−ドに移行する。図13を参照してψ1モ−ド処
理を説明する。最初のステップS131では、カウンタ
countψ1をインクリメント(+1)する。次のステッ
プS132では、GPS独立測位演算の結果得られた最
新の方位角デ−タψGPSの時間遅れに相当するt秒前の
方位角デ−タψg(-t)が存在しているか否かを調べる。
方位角デ−タψg(-t)が存在する時には、次にステップ
S133に進み、車速vを予め定めたしきい値V1min
と比較し、v>V1min なら次にステップS134に進
む。ステップS134では、Tψとカウンタcountψ1
を比較し、両者が一致する時には次にステップS135
に進む。
In step S123, the latest azimuth angle data
Data is stored in the register $ 0, and the next step S1
At 24, 1 is set in the mode register MD. At the next step S125, the time register T # is cleared, and at the next step S126, the counter count # 0 is cleared. When 1 is set in the mode register MD, the operation shifts to the # 1 mode next time. The # 1 mode processing will be described with reference to FIG. In the first step S131, the counter
Increment count + 1 (+1). In the next step S132, it is determined whether or not there is the latest azimuth data obtained as a result of the GPS independent positioning calculation 方位 azimuth data tg (-t) t seconds ago corresponding to the GPS time delay. Find out.
When the azimuth data Δg (−t) exists, the process proceeds to step S133, in which the vehicle speed v is set to a predetermined threshold value V1min.
If v> V1min, the process proceeds to step S134. In step S134, T # and counter count # 1
Are compared, and if they match, then step S135 is performed.
Proceed to.

【0051】ステップS135では、自車の方位が安定
しているか否かを調べる。即ち、ψ0モ−ドで検出した
ψ0と最新の方位角デ−タψGPSとの差分をそれらが検
出された時間間隔T(0)で割って求めた方位角の変化
率を、上限値ΔψGPSmax と比較し、変化率<上限値で
あると次のステップS137に進む。ステップS137
では、更にカウンタcountψ1が所定値Cψ10OKにな
ったか否かを調べる。なおd_GPS_0はψ0の時間遅れ、
d_GPS_1は最新のψGPSの時間遅れである。自車の方位
が安定すると、ステップS138に進む。
In step S135, it is checked whether the azimuth of the own vehicle is stable. That is, the rate of change of the azimuth angle obtained by dividing the difference between $ 0 detected in the $ 0 mode and the latest azimuth data @GPS by the time interval T (0) at which they are detected is defined as an upper limit value ΔψGPSmax. If the change rate is smaller than the upper limit value, the process proceeds to the next step S137. Step S137
Then, it is further checked whether or not the counter count # 1 has reached a predetermined value C # 10OK. Note that d_GPS_0 is a time delay of $ 0,
d_GPS_1 is the latest ψGPS time delay. When the azimuth of the own vehicle is stabilized, the process proceeds to step S138.

【0052】ステップS138では、数値補正フラグ
(数値補正指示)をセットし、スタンドアロ−ンタイマ
(方位デ−タが補正を受けなかった時間を計数する)T
Aをクリアする。次のステップS139では、最新の方
位角デ−タψGPSをレジスタψ1にストアし、次のステ
ップS13Aでは最新の方位角デ−タψGPSと時間的に
一致する過去のジャイロの方位角デ−タをメモリから読
み出し、レジスタψ1raw にストアする。
In step S138, a numerical correction flag (a numerical correction instruction) is set, and a stand-alone timer (counts the time during which the azimuth data has not been corrected) T
Clear A. In the next step S139, the latest azimuth data @GPS is stored in the register # 1, and in the next step S13A, the latest azimuth data @GPS azimuth data which coincides with the GPS in time is stored. Read from memory and store in register $ 1raw.

【0053】ステップS13Bでは、モ−ドレジスタM
Dに2をセットし、時間レジスタTψをクリアし、カウ
ンタcountψ1及びcountψ2をクリアする。モ−ドレジス
タMDに2がセットされると、次回はψ2モ−ドに移行
する。また、ステップS132,S133,S134,
又はS135の条件を満たさない時には、ステップS1
36でモ−ドレジスタMDがクリアされるので、次回
は、再びψ0モ−ドに戻る。
In step S13B, the mode register M
D is set to 2, the time register T # is cleared, and the counters count # 1 and count # 2 are cleared. When 2 is set in the mode register MD, the mode shifts to the # 2 mode next time. Steps S132, S133, S134,
Alternatively, when the condition of S135 is not satisfied, step S1
Since the mode register MD is cleared at 36, the mode returns to the $ 0 mode next time.

【0054】次に、図14を参照してψ2モ−ド処理を
説明する。最初のステップS141では、カウンタcoun
tψ2をインクリメント(+1)する。次のステップS
142では、GPS独立測位演算の結果得られた最新の
方位角デ−タψGPSの時間遅れに相当するt秒前の方位
角デ−タψg(-t)が存在しているか否かを調べる。方位
角デ−タψg(-t)が存在する時には、次にステップS1
43に進み、車速vを予め定めたしきい値V1min と比
較し、v>V1min なら次にステップS144に進む。
ステップS144では、カウンタcountψ2をチェック
し、countψ2>1なら次にステップS145に進み、
そうでなければ、ステップS146で、最新の方位角デ
−タψGPSをψ2にストアし、ステップS148に進
む。
Next, the # 2 mode processing will be described with reference to FIG. In the first step S141, the counter coun
tψ2 is incremented (+1). Next step S
At 142, it is checked whether or not the latest azimuth data obtained as a result of the GPS independent positioning calculation (the azimuth data Δg (-t) t seconds ago corresponding to the time delay of GPS) exists. If the azimuth data ψg (-t) exists, then step S1
The process proceeds to 43, where the vehicle speed v is compared with a predetermined threshold value V1min. If v> V1min, the process proceeds to step S144.
In step S144, the counter count # 2 is checked, and if count # 2> 1, the process proceeds to step S145.
Otherwise, in step S146, the latest azimuth data $ GPS is stored in $ 2, and the flow advances to step S148.

【0055】ステップS145では、自車の方位が安定
しているか否かを調べる。即ち、ψ1モ−ドで検出した
ψ1と最新の方位角デ−タψGPSとの差分をそれらが検
出された時間間隔T(1)で割って求めた方位角の変化
率を、上限値ΔψGPSmax と比較し、変化率<上限値で
あると次のステップS148に進む。ステップS148
では、更にカウンタcountψ2が所定値Cψ2OKにな
ったか否かを調べる。なおd_GPS_1はψ1の時間遅れ、
d_GPS_2は最新のψGPSの時間遅れである。自車の方位
が安定すると、ステップS149に進む。
In step S145, it is checked whether the azimuth of the own vehicle is stable. That is, the rate of change of the azimuth angle obtained by dividing the difference between # 1 detected in the {1 mode} and the latest azimuth data @GPS by the time interval T (1) at which they were detected is defined as the upper limit value ΔψGPSmax. If it is determined that the rate of change is smaller than the upper limit, the process proceeds to the next step S148. Step S148
Then, it is further checked whether or not the counter count # 2 has reached a predetermined value C # 2OK. Note that d_GPS_1 has a time delay of $ 1,
d_GPS_2 is the latest ψGPS time delay. When the azimuth of the own vehicle is stabilized, the process proceeds to step S149.

【0056】ステップS149では、まず、数値補正フ
ラグ(数値補正指示)をセットし、スタンドアロ−ンタ
イマTAをクリアする。次に、最新の方位角デ−タψGP
Sをレジスタψ2にストアし、更に、最新の方位角デ−
タψGPSと時間的に一致する過去のジャイロの方位角デ
−タをメモリから読み出し、レジスタψ2raw にストア
する。
In step S149, first, a numerical value correction flag (a numerical value correction instruction) is set, and the stand-alone timer TA is cleared. Next, the latest azimuth data @ GP
S is stored in register # 2, and the latest azimuth data
The azimuth angle data of the past gyro, which coincides with the GPS time, is read from the memory and stored in the register # 2raw.

【0057】次のステップS14Aでは、A/D変換係
数補正及び逐次近似の処理に備えて、必要なパラメ−タ
を計算する。即ち、方位角デ−タψ2とψ1との差分を
それらが検出された時間間隔T21で割った結果をθc
2にストアし、方位角デ−タψ2rawとψ1rawとの差分
をそれらが検出された時間間隔T21で割った結果をθ
g2にストアする。
In the next step S14A, necessary parameters are calculated in preparation for A / D conversion coefficient correction and successive approximation processing. That is, the result of dividing the difference between the azimuth data # 2 and # 1 by the time interval T21 at which they were detected is θc
2 and the result of dividing the difference between the azimuth data ψ2 raw and ψ1 raw by the time interval T21 at which they were detected is θ
Store in g2.

【0058】次のステップS14Bでは、モ−ドレジス
タMDに3をセットし、時間レジスタTψをクリアし、
カウンタcountψ2及びcountψ3をクリアする。モ−ドレ
ジスタMDに3がセットされると、次回はψ3モ−ドに
移行する。また、ステップS142,S143,又はS
145の条件を満たさない時には、ステップS147で
カウンタcountψ2がクリアされる。
In the next step S14B, 3 is set in the mode register MD, the time register T $ is cleared,
Clear the counters count # 2 and count # 3. When 3 is set in the mode register MD, the operation shifts to the # 3 mode next time. Steps S142, S143, or S
If the condition of 145 is not satisfied, the counter count # 2 is cleared in step S147.

【0059】次に、図15を参照してψ3モ−ド処理を
説明する。最初のステップS151では、カウンタcoun
tψ3をインクリメント(+1)する。次のステップS
152では、GPS独立測位演算の結果得られた最新の
方位角デ−タψGPSの時間遅れに相当するt秒前の方位
角デ−タψg(-t)が存在しているか否かを調べる。方位
角デ−タψg(-t)が存在する時には、次にステップS1
53に進み、車速vを予め定めたしきい値V1min と比
較し、v>V1min なら次にステップS154に進む。
ステップS154では、カウンタcountψ3をチェック
し、countψ3>1なら次にステップS155に進み、
そうでなければ、ステップS156で、最新の方位角デ
−タψGPSをψ3にストアし、ステップS158に進
む。
Next, the # 3 mode processing will be described with reference to FIG. In the first step S151, the counter coun
tψ3 is incremented (+1). Next step S
In step 152, it is checked whether or not the latest azimuth data obtained as a result of the GPS independent positioning operation {azimuth data t (t) t seconds before the time corresponding to the GPS time delay exists. If the azimuth data ψg (-t) exists, then step S1
Proceeding to 53, the vehicle speed v is compared with a predetermined threshold value V1min, and if v> V1min, the flow proceeds to step S154.
In step S154, the counter count # 3 is checked, and if count # 3> 1, the process proceeds to step S155.
Otherwise, in step S156, the latest azimuth data $ GPS is stored in $ 3, and the flow advances to step S158.

【0060】ステップS155では、自車の方位が安定
しているか否かを調べる。即ち、ψ2モ−ドで検出した
ψ2と最新の方位角デ−タψGPSとの差分をそれらが検
出された時間間隔T(2)で割って求めた方位角の変化
率を、上限値ΔψGPSmax と比較し、変化率<上限値で
あると次のステップS158に進む。ステップS158
では、更にカウンタcountψ3が所定値Cψ3OKにな
ったか否かを調べる。なおd_GPS_2はψ2の時間遅れ、
d_GPS_3は最新のψGPSの時間遅れである。自車の方位
が安定すると、ステップS159に進む。
In step S155, it is checked whether the azimuth of the own vehicle is stable. That is, the rate of change of the azimuth obtained by dividing the difference between # 2 detected in the # 2 mode and the latest azimuth data @GPS by the time interval T (2) at which they were detected is defined as an upper limit value ΔψGPSmax. If the change rate is smaller than the upper limit value, the process proceeds to the next step S158. Step S158
Then, it is checked whether or not the counter count # 3 has reached the predetermined value C # 3OK. Note that d_GPS_2 is delayed by $ 2,
d_GPS_3 is the latest ψGPS time delay. When the azimuth of the own vehicle is stabilized, the process proceeds to step S159.

【0061】次のステップS15Aでは、A/D変換係
数補正及び逐次近似の処理に備えて、必要なパラメ−タ
を計算する。即ち、方位角デ−タψ3とψ2との差分を
それらが検出された時間間隔T32で割った結果をθc
3にストアし、方位角デ−タψ3rawとψ2rawとの差分
をそれらが検出された時間間隔T32で割った結果をθ
g3にストアする。
In the next step S15A, necessary parameters are calculated in preparation for A / D conversion coefficient correction and successive approximation processing. That is, the result of dividing the difference between the azimuth data # 3 and # 2 by the time interval T32 at which they were detected is given by θc
3 and the result of dividing the difference between the azimuth data ψ3raw and ψ2raw by the time interval T32 at which they were detected is θ
Store in g3.

【0062】次のステップS15Bでは、θc3とθc2
との差分を下限値Δcmin と比較し、|θc3−θc2|
<下限値ならステップS15Cに進み、そうでなければ
図16のステップS161に進む。
In the next step S15B, θc3 and θc2
Is compared with the lower limit Δcmin, and | θc3−θc2 |
If it is the lower limit value, the process proceeds to step S15C; otherwise, the process proceeds to step S161 in FIG.

【0063】ステップS15Cでは、更に、|Δψg|
>ΔADαcmin(下限値)の条件,θc3<Δcminの条
件,及びT32<Tω0max(上限値)の条件を調べ、全
ての条件が満足される時には、ステップS15Dで「ゼ
ロω補正」を実行する。
In step S15C, | Δψg |
> ΔADαcmin (lower limit), θc3 <Δcmin, and T32 <Tω0max (upper limit). If all the conditions are satisfied, “zero ω correction” is executed in step S15D.

【0064】図16を参照すると、ステップS161で
は|θg3−θg2|<Δrmax の条件を調べ、ステップ
S162では|θg3−θg2|>Δrmin の条件を調
べ、ステップS163では|θc3−θc2|<Δcmax
の条件を調べ、ステップS164では|Δψg|>AD
αcmin の条件を調べる。ステップS161,S162
及びS163の全ての条件が満たされると、ステップS
164の条件の識別結果に応じて、A/D変換係数補正
モ−ドと逐次近似補正モ−ドのいずれかを選択する。
Referring to FIG. 16, in step S161, the condition of | θg3-θg2 | <Δrmax is checked, in step S162, the condition of | θg3-θg2 |> Δrmin is checked, and in step S163, | θc3−θc2 | <Δcmax
Is checked, and in step S164, | Δψg |> AD
Check the condition of αcmin. Steps S161 and S162
If all the conditions of S163 and S163 are satisfied, step S
According to the identification result of the condition 164, either the A / D conversion coefficient correction mode or the successive approximation correction mode is selected.

【0065】即ち、|Δψg|>ADαcmin であれば
A/D変換係数補正モ−ドを選択し、そうでなければ逐
次近似補正モ−ドを選択する。A/D変換係数補正モ−
ドの時に|Δψg|≦ADαcmin になった時には、ス
テップS169からS16Bに進んで、逐次近似補正モ
−ドを選択するようにフラグをセットする。また、逐次
近似補正モ−ドの時に|Δψg|>ADαcmin になっ
た時には、ステップS165からS166に進み、A/
D変換係数補正モ−ドを選択するようにフラグをセット
し、更に次のステップS167でパラメ−タ(逐次近似
回数,前回の解)を初期化する。
That is, if | Δψg |> ADαcmin, the A / D conversion coefficient correction mode is selected; otherwise, the successive approximation correction mode is selected. A / D conversion coefficient correction mode
If | Δψg | ≦ ADαcmin at the time of the mode, the process proceeds from step S169 to S16B, and a flag is set so as to select the successive approximation correction mode. If | Δψg |> ADαcmin in the successive approximation correction mode, the process proceeds from step S165 to S166, where A / A
A flag is set so as to select the D conversion coefficient correction mode, and parameters (the number of successive approximations, the previous solution) are initialized in the next step S167.

【0066】そして、逐次近似補正モ−ドの時には、ス
テップS169からS16Aに進んで、「逐次近似」処
理を実行し、A/D変換係数補正モ−ドの時には、ステ
ップS165からS168に進んで、αに1をストア
し、θo'をクリアし、「A/D変換係数補正」処理を実
行し、誤差予想行列をセットする。
Then, in the successive approximation correction mode, the process proceeds from step S169 to S16A to execute the "successive approximation" process. In the A / D conversion coefficient correction mode, the process proceeds from step S165 to S168. , Α, clearing θo ′, executing “A / D conversion coefficient correction” processing, and setting an error prediction matrix.

【0067】次のステップS16Cでは、レジスタψ3
の内容をψ2にストアし、レジスタψ3raw の内容をψ
2raw にストアし、レジスタψc3の内容をψc2にスト
アし、レジスタψg3の内容をψg2にストアし、再びψ
3モ−ドが実行されるようにセットし、レジスタTψを
クリアし、図15のステップS157に進む。
In the next step S16C, register # 3
Is stored in $ 2, and the contents of register $ 3raw are stored in $ 2.
2 Raw is stored, the contents of register $ c3 are stored in $ c2, the contents of register $ g3 are stored in $ g2, and again
The three modes are set to be executed, the register T # is cleared, and the flow advances to step S157 in FIG.

【0068】ステップS15Dのゼロω補正の内容を図
17に示す。図17を参照して説明する。GPS独立測
位演算によって求められる方位角デ−タψGPSの変化が
ほとんどない場合、ジャイロの出力によって計算される
方位角デ−タψgとψGPSとの誤差Δψgは、ほとんど
がA/D変換係数ADcに起因して生じていると考えら
れる。従ってゼロω補正では、A/D変換係数ADcを
修正する。ステップS172では、ある期間のN個の角
速度ωのサンプリング結果ADgから、角度変化量θg
を求め、それから時間T32後のN個の角速度ωのサン
プリング結果ADgから、角度変化量θgT を求める。
そして次のステップS173では、2つの角度変化量の
差を誤差Δψgとし、Δψgから係数修正量Δを求め
る。ステップS174では、A/D変換係数ADcに係
数修正量Δを加算する。
FIG. 17 shows the contents of the zero ω correction in step S15D. This will be described with reference to FIG. When there is almost no change in the azimuth data ψGPS obtained by the GPS independent positioning calculation, the error Δψg between the azimuth data ψg calculated by the output of the gyro and ψGPS is almost equal to the A / D conversion coefficient ADc. It is considered to have been caused. Therefore, in the zero ω correction, the A / D conversion coefficient ADc is corrected. In step S172, the angle change amount θg is obtained from the sampling results ADg of the N angular velocities ω in a certain period.
From the sampling results ADg of the N angular velocities .omega. After the time T32. Then, the angle change .theta.gT is determined.
Then, in the next step S173, a difference between the two angle change amounts is set as an error Δψg, and a coefficient correction amount Δ is obtained from Δψg. In step S174, a coefficient correction amount Δ is added to the A / D conversion coefficient ADc.

【0069】ステップS168の「A/D変換係数補
正」の内容を図18に示す。図18を参照して説明す
る。ステップS181では、互いに異なる3地点で、G
PS独立測位演算によってそれぞれ求められたGPS方
位デ−タψ1GPS,ψ2GPS,及びψ3GPSを入力する。
実際には、方位デ−タψ1GPSは、ψ1モ−ドにおいて
検出され、ステップS139で既にレジスタψ1にスト
アされており、ψ2GPSは、ψ2モ−ドにおいて検出さ
れ、ステップS149で既にレジスタψ2にストアされ
ており、ψ3GPSは、ψ3モ−ドにおいて検出され、ス
テップS159で既にレジスタψ3にストアされている
ので、これらのデ−タを利用する。
FIG. 18 shows the contents of the "A / D conversion coefficient correction" in step S168. This will be described with reference to FIG. In step S181, at three different points, G
The GPS azimuth data # 1 GPS, # 2 GPS, and # 3 GPS obtained by the PS independent positioning calculation are input.
In practice, the azimuth data # 1 GPS has been detected in the # 1 mode and has already been stored in the register # 1 in step S139, and the # 2 GPS has been detected in the # 2 mode and has already been stored in the register # 2 in step S149. Since the # 3 GPS is detected in the # 3 mode and has already been stored in the register # 3 in step S159, these data are used.

【0070】次のステップS182では、まず2地点で
の方位デ−タψ2GPSとψ1GPSとの差分を時間T21で
割り、その結果即ち、単位時間あたりの方位変化をθc
2にストアする。また別の2地点での方位デ−タψ3GP
Sとψ2GPSとの差分を時間T32で割り、その結果即
ち、単位時間あたりの方位変化をθc3にストアする。
実際には、ψ2モ−ドのステップS14Aの処理によっ
て、既に方位変化θc2が求められており、またψ3モ
−ドのステップS15Aの処理によって、既に方位変化
θc3が求められているので、これらの情報をそのまま
利用する。また、ステップS14Aでは、方位変化θc
2に相当するジャイロで検出された方位変化θg2が求
められており、ステップS15Aでは、方位変化θc3
に相当するジャイロの方位変化θg3が求められている
が、これらの情報も次のステップで利用される。
In the next step S182, the difference between the azimuth data at two points, # 2GPS and # 1GPS, is divided by the time T21, and the result, that is, the azimuth change per unit time is θc
Store in 2. Orientation data at another two points @ 3GP
The difference between S and ψ2GPS is divided by time T32, and the result, that is, the azimuth change per unit time is stored in θc3.
Actually, the azimuth change θc2 has already been obtained by the processing in step S14A in the # 2 mode, and the azimuth change θc3 has already been obtained in the processing in step S15A in the # 3 mode. Use the information as is. In step S14A, the azimuth change θc
The azimuth change θg2 detected by the gyro corresponding to 2 is calculated, and in step S15A, the azimuth change θc3
Is obtained, which information is also used in the next step.

【0071】ステップS183では、求められたパラメ
−タθg2,θg3,θc2及びθc3を所定の関係式
に代入し、係数α及びθo’を求める。ここで求められ
た係数α及びθo’を利用して、次のステップS184
では、A/D変換係数ADα及びADcを修正する。
In step S183, the parameters .theta.g2, .theta.g3, .theta.c2 and .theta.c3 are substituted into predetermined relational expressions to determine coefficients .alpha. And .theta.o '. Using the coefficients α and θo ′ obtained here, the next step S184
Then, the A / D conversion coefficients ADα and ADc are corrected.

【0072】ステップS16Aの「逐次近似」の内容を
図19に示す。図19を参照して説明する。ステップS
191では、互いに異なる3地点で、GPS独立測位演
算によってそれぞれ求められたGPS方位デ−タψ1GP
S,ψ2GPS,及びψ3GPSを入力する。実際には、方位
デ−タψ1GPSは、ψ1モ−ドにおいて検出され、ステ
ップS139で既にレジスタψ1にストアされており、
ψ2GPSは、ψ2モ−ドにおいて検出され、ステップS
149で既にレジスタψ2にストアされており、ψ3GP
Sは、ψ3モ−ドにおいて検出され、ステップS159
で既にレジスタψ3にストアされているので、これらの
デ−タを利用する。
FIG. 19 shows the contents of "successive approximation" in step S16A. This will be described with reference to FIG. Step S
In 191, the GPS azimuth data obtained by the GPS independent positioning calculation at three different points is {1GP
Enter S, $ 2GPS, and $ 3GPS. Actually, the azimuth data # 1GPS is detected in the mode # 1 and has already been stored in the register # 1 in step S139.
$ 2 GPS is detected in $ 2 mode and step S
149 already stored in register $ 2, $ 3GP
S is detected in the # 3 mode, and step S159 is executed.
Since these data have already been stored in the register # 3, these data are used.

【0073】次のステップS192では、まず2地点で
の方位デ−タψ2GPSとψ1GPSとの差分を時間T21で
割り、その結果即ち、単位時間あたりの方位変化をθc
2にストアする。また別の2地点での方位デ−タψ3GP
Sとψ2GPSとの差分を時間T32で割り、その結果即
ち、単位時間あたりの方位変化をθc3にストアする。
実際には、ψ2モ−ドのステップS14Aの処理によっ
て、既に方位変化θc2が求められており、またψ3モ
−ドのステップS15Aの処理によって、既に方位変化
θc3が求められているので、これらの情報をそのまま
利用する。また、ステップS14Aでは、方位変化θc
2に相当するジャイロで検出された方位変化θg2が求
められており、ステップS15Aでは、方位変化θc3
に相当するジャイロの方位変化θg3が求められている
が、これらの情報も以下のステップで利用される。
In the next step S192, the difference between the azimuth data at two points, # 2GPS and # 1GPS, is divided by the time T21, and the result, that is, the azimuth change per unit time is θc
Store in 2. Orientation data at another two points @ 3GP
The difference between S and ψ2GPS is divided by time T32, and the result, that is, the azimuth change per unit time is stored in θc3.
Actually, the azimuth change θc2 has already been obtained by the processing in step S14A in the # 2 mode, and the azimuth change θc3 has already been obtained in the processing in step S15A in the # 3 mode. Use the information as is. In step S14A, the azimuth change θc
The azimuth change θg2 detected by the gyro corresponding to 2 is calculated, and in step S15A, the azimuth change θc3
Is obtained, which information is also used in the following steps.

【0074】ステップS193では補正係数を求めるた
めの関係式を決定し、次のステップS194では、測定
誤差推定行列を決定する。次のステップS195では、
前回の解が存在するか否かをチェックする。前回の解が
存在しない時、つまり今回が初回の計算であれば、ステ
ップS196に進み、解に初期値をセットする。この解
を次回の計算の際に利用する。前回の(i番目の)解が
存在する時には、ステップS195からS197に進
み、逐次近似計算を実行し、i+1番目の解X(係数α
及びθo')及びその誤差を求める。ここで求めた係数α
及びθo'により、ステップS184と同様にして係数A
Dα及びADcが修正される。
In step S193, a relational expression for determining a correction coefficient is determined, and in the next step S194, a measurement error estimation matrix is determined. In the next step S195,
Check if the previous solution exists. If there is no previous solution, that is, if this time is the first calculation, the process proceeds to step S196 to set an initial value to the solution. Use this solution for the next calculation. When the previous (i-th) solution exists, the process proceeds from step S195 to S197, where the successive approximation calculation is executed, and the (i + 1) -th solution X (coefficient α
And θo ′) and its error. The coefficient α found here
And θo ′, the coefficient A is calculated in the same manner as in step S184.
Dα and ADc are modified.

【0075】図3に示すステップ30の「高度係数補正
処理」では、図示しないが、上述の「方位角係数補正処
理」と同様にして補正が実施される。即ち、「GPS独
立測位演算」で求められた正確な高度z(GPS)によって
高度センサ15の出力信号によって求められる高度z(A
LT)を修正するとともに、高度センサ15の出力信号レ
ベルを高度z(ALT)に変換する時に使用される各種係数
を、高度z(GPS)の値に基づいて修正する。「方位角係
数補正処理」と同様に、「数値補正」,「A/D変換係
数補正」及び「逐次近似」が用意されており、これらの
処理のいずれかがその時の条件に応じて実行される。
In the “altitude coefficient correction processing” of step 30 shown in FIG. 3, although not shown, correction is performed in the same manner as the above-mentioned “azimuth coefficient correction processing”. That is, the altitude z (A) obtained from the output signal of the altitude sensor 15 by the accurate altitude z (GPS) obtained by the “GPS independent positioning calculation”
LT), and various coefficients used when converting the output signal level of the altitude sensor 15 to the altitude z (ALT) are corrected based on the value of the altitude z (GPS). As with the "azimuth coefficient correction process", "numerical value correction", "A / D conversion coefficient correction", and "successive approximation" are prepared, and any of these processes is executed according to the conditions at that time. You.

【0076】「GPS独立測位演算」では、次の第
(1)式又は第(2)式の航法方程式を解くことによ
り、未知数Δx’,Δy’,Δz’及びcΔtを求め
る。
In the “GPS independent positioning calculation”, unknowns Δx ′, Δy ′, Δz ′ and cΔt are obtained by solving the following navigation equations (1) or (2).

【0077】[0077]

【数1】 (Equation 1)

【0078】[0078]

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、利用でき
る衛星の数が2以下である場合であっても、ジャイロ手
段を用いて自車の回転角速度を検出し、衛星が発射する
信号の周波数と実際に受信される信号の周波数とに応じ
て、衛星と自車との相対速度を検出し、検出されたこれ
らの情報を利用して不足する情報を補い、航法方程式
基づいて自車移動量算出する。従って車速センサを設
ける必要がない。
As described above, according to the present invention, even when the number of available satellites is two or less, the rotational angular velocity of the own vehicle is detected using the gyro means, and the signal emitted from the satellite is detected. According to the frequency and the frequency of the actually received signal, the relative speed between the satellite and the vehicle is detected, and the detected information is used to supplement the missing information, and the
The moving amount of the own vehicle is calculated based on the moving amount . Therefore, there is no need to provide a vehicle speed sensor.

【0079】また実施例のように、3以上の衛星が利用
でき、独立測位演算によって正確な方位が得られる時
に、基準方位を決定し、この基準方位とジャイロ手段の
検出した回転角速度から方位を計算することによって、
利用できる衛星の数が2以下の時でも、比較的正確な方
位を検出しうる。
As in this embodiment, when three or more satellites are available and an accurate azimuth can be obtained by independent positioning calculation, a reference azimuth is determined, and the azimuth is determined from the reference azimuth and the rotational angular velocity detected by the gyro means. By calculating
Even when the number of available satellites is two or less, a relatively accurate direction can be detected.

【0080】更に実施例のように、カルマンフィルタを
用いて未知数を計算することによって、利用できる衛星
の数が2以下の時の測位誤差の増大を抑制しうる。
Further, as in the embodiment, by calculating the unknown using the Kalman filter, an increase in the positioning error when the number of available satellites is two or less can be suppressed.

【0081】なお、独立測位演算の結果を利用して、高
度検出手段によって検出された高度を校正することによ
り、正確な高度を検出しうる。
It is to be noted that an accurate altitude can be detected by calibrating the altitude detected by the altitude detecting means using the result of the independent positioning calculation.

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

【図1】 実施例の装置全体の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an entire apparatus according to an embodiment.

【図2】 図1のユニット16の機能上の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a unit 16 of FIG.

【図3】 図1のCPUの動作を示すフロ−チャ−トで
ある。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the CPU of FIG. 1;

【図4】 複合測位演算の処理を示すフロ−チャ−トで
ある。
FIG. 4 is a flowchart showing processing of a composite positioning operation.

【図5】 図4のステップS42の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 5 is a flowchart showing the contents of step S42 in FIG. 4;

【図6】 図4のステップS43の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 6 is a flowchart showing the contents of step S43 in FIG. 4;

【図7】 図4のステップS44の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 7 is a flowchart showing the contents of step S44 in FIG. 4;

【図8】 図4のステップS45の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 8 is a flowchart showing the contents of step S45 in FIG. 4;

【図9】 図4のステップS49の内容の一部分を示す
フロ−チャ−トである。
FIG. 9 is a flowchart showing a part of the contents of step S49 in FIG. 4;

【図10】 図3のステップ26の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 10 is a flowchart showing the contents of step 26 in FIG. 3;

【図11】 図3のステップ31の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 11 is a flowchart showing the contents of step 31 in FIG. 3;

【図12】 図11の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 12 is a flowchart showing the contents of a part of the processing in FIG. 11;

【図13】 図11の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 13 is a flowchart showing the contents of a part of the processing in FIG. 11;

【図14】 図11の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 14 is a flowchart showing the contents of a part of the processing in FIG. 11;

【図15】 図11の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 15 is a flowchart showing the contents of a part of the processing in FIG. 11;

【図16】 図11の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 16 is a flowchart showing the contents of a part of the processing in FIG. 11;

【図17】 ゼロω補正の内容を示すフロ−チャ−トで
ある。
FIG. 17 is a flowchart showing the contents of zero ω correction.

【図18】 A/D変換係数補正の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。
FIG. 18 is a flowchart showing the contents of A / D conversion coefficient correction.

【図19】 逐次近似の内容を示すフロ−チャ−トであ
る。
FIG. 19 is a flowchart showing the contents of successive approximation.

【図20】 航法方程式パラメ−タ計算処理の内容を示
すフロ−チャ−トである。
FIG. 20 is a flowchart showing the contents of a navigation equation parameter calculation process.

【図21】 座標変換処理の内容を示すフロ−チャ−ト
である。
FIG. 21 is a flowchart showing the contents of a coordinate conversion process.

【図22】 移動量計算処理の内容を示すフロ−チャ−
トである。
FIG. 22 is a flow chart showing the contents of a movement amount calculation process;
It is.

【図23】 衛星と受信点の速度を示すベクトル図であ
る。
FIG. 23 is a vector diagram showing speeds of a satellite and a reception point.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:受信アンテナ 11:GPS受信機 12:GPS復調器 13:表示装置 14:圧電振動ジャイロ 15:高度センサ 16:GPS情報処理ユニット 101:GPSデ−
タ生成演算 102:GPS独立測位演算 103:複合測位演
算 104:方位角演算 105:高度演算 106:自車速度演算
10: Receiving antenna 11: GPS receiver 12: GPS demodulator 13: Display device 14: Piezoelectric vibration gyro 15: Altitude sensor 16: GPS information processing unit 101: GPS data
Data generation calculation 102: GPS independent positioning calculation 103: complex positioning calculation 104: azimuth calculation 105: altitude calculation 106: own vehicle speed calculation

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−265879(JP,A) 特開 平4−213083(JP,A) 特開 昭63−302317(JP,A) S.I.Snyder,AN INT EGRATED NAVIGATION SYSTEM FOR ADVANC ED ATTACK HELICOPT ERS,Proc IEEE/AIAA 7th Digit Avionic s Syst Conf 1986,米国, IEEE,pp.150−156,1986 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 5/00 - 5/14 G01C 21/00 - 21/24 G01C 23/00 - 25/00 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-265879 (JP, A) JP-A-4-213083 (JP, A) JP-A-63-302317 (JP, A) I. Snyder, AN INT EGRATED NAVIGATION SYSTEM FOR ADVANCED ATTACK HELICOPT ERS, Proc IEEE / AIAA 7th Digit Avionics Syst Conf 1986, USA, IE. 150-156, 1986 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01S 5/00-5/14 G01C 21/00-21/24 G01C 23/00-25/00 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の衛星からそれぞれ発射される時刻
及び軌道の情報を受信しそれらの情報に基づいて航法方
程式のパラメータを算出し 該航法方程式に基づいて
移動量を算出する車上測位装置において: 自車の回転角速度に応じた信号を出力するジャイロ手
段; 衛星が発射する信号の周波数と実際に受信される信号の
周波数とに応じて、衛星と自車との相対速度を検出する
相対速度検出手段;及び同時に利用可能な衛星の数が所
定より不足する場合に、前記ジャイロ手段が出力する自
車の回転角速度前記相対速度検出手段が出力する相対
速度に基づいて算出する自車の少なくとも2軸方向の各
移動量 で不足するパラメータを補い 利用可能な衛星か
らの情報に基づいたパラメータとともに 航法方程式に
基づいて自車移動量を計算する情報処理手段; を設けたことを特徴とする車上測位装置。
1. A method for receiving time and orbits respectively emitted from a plurality of satellites, and performing navigation based on the information.
In the on -vehicle positioning device that calculates the parameters of the equation and calculates the amount of movement of the vehicle based on the navigation equation : Gyro means for outputting a signal corresponding to the rotational angular velocity of the vehicle; frequency and actual frequency of the signal emitted by the satellite depending on the frequency of the signal received, the relative speed detecting means for detecting the relative velocity between the satellite and the vehicle; if and simultaneously the number of available satellites is insufficient than a predetermined, the gyro means outputs At least two axial directions of the own vehicle calculated based on the rotational angular speed of the own vehicle and the relative speed output by the relative speed detecting means.
Movement amount, in supplement missing parameters, with the parameters based on information from the available satellites, the navigation equations
An on -vehicle positioning device, comprising: information processing means for calculating a moving amount of the own vehicle based on the information.
【請求項2】 前記情報処理手段は、同時に利用可能な
衛星の数が不足していない時に、衛星からの情報に基づ
いて求めた方位により、自車の進行方向を示す基準方位
を決定し、利用可能な衛星の数が所定より不足する時に
は、ジャイロ手段が出力する自車の回転角速度と前記基
準方位に基づいて自車の進行方向を求める、前記請求項
1記載の車上測位装置。
2. The information processing means, when the number of simultaneously available satellites is not insufficient, determines a reference direction indicating the traveling direction of the own vehicle based on the direction obtained based on information from the satellites, When the number of available satellites is less than a predetermined number, the traveling direction of the own vehicle is obtained based on the rotational angular velocity of the own vehicle output by the gyro means and the reference azimuth.
The on-vehicle positioning device according to 1.
【請求項3】 前記情報処理手段は、同時に利用可能な
衛星の数が不足している時には、予め定めたカルマンフ
ィルタの演算式を利用してその解を求め、自車位置を計
算する、前記請求項1記載の車上測位装置。
3. The method according to claim 1, wherein when the number of simultaneously available satellites is insufficient, the information processing means obtains a solution using a predetermined Kalman filter arithmetic expression and calculates a position of the own vehicle. Item 4. The on-vehicle positioning device according to item 1.
JP5728593A 1993-03-17 1993-03-17 On-board positioning device Expired - Fee Related JP3303174B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5728593A JP3303174B2 (en) 1993-03-17 1993-03-17 On-board positioning device
US08/465,901 US5657232A (en) 1993-03-17 1995-06-06 Onboard positioning system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5728593A JP3303174B2 (en) 1993-03-17 1993-03-17 On-board positioning device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06273509A JPH06273509A (en) 1994-09-30
JP3303174B2 true JP3303174B2 (en) 2002-07-15

Family

ID=13051277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5728593A Expired - Fee Related JP3303174B2 (en) 1993-03-17 1993-03-17 On-board positioning device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3303174B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7532977B2 (en) * 2005-03-30 2009-05-12 Yu-Yu Chen Portable personal positioner

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3496307B2 (en) 1994-02-18 2004-02-09 株式会社デンソー Catalyst deterioration detection method and air-fuel ratio sensor
EP0715150B1 (en) * 1994-11-29 1999-09-01 Xanavi Informatics Corporation Navigation system with changeover if a radio signal cannot be received
US6091359A (en) * 1997-07-14 2000-07-18 Motorola, Inc. Portable dead reckoning system for extending GPS coverage
JPWO2013136648A1 (en) * 2012-03-14 2015-08-03 日本電気株式会社 Wide area multilateration system, central office, and two-dimensional position calculation method used therefor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S.I.Snyder,AN INTEGRATED NAVIGATION SYSTEM FOR ADVANCED ATTACK HELICOPTERS,Proc IEEE/AIAA 7th Digit Avionics Syst Conf 1986,米国,IEEE,pp.150−156,1986

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7532977B2 (en) * 2005-03-30 2009-05-12 Yu-Yu Chen Portable personal positioner

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06273509A (en) 1994-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0870175B1 (en) A zero motion detection system for improved vehicle navigation system
US4405986A (en) GSP/Doppler sensor velocity derived attitude reference system
US5657232A (en) Onboard positioning system
JP3062301B2 (en) GPS navigation device
KR970000547B1 (en) Location detecting apparatus
US5787384A (en) Apparatus and method for determining velocity of a platform
US4402049A (en) Hybrid velocity derived heading reference system
US5631838A (en) Apparatus for verifying GPS satellite data
EP1585939B1 (en) Attitude change kalman filter measurement apparatus and method
JPH09505896A (en) Navigation device with attitude determination
JP2009222438A (en) Positioning device for movable body
JP2008039691A (en) Carrier-wave phase type position measuring instrument
JP3303174B2 (en) On-board positioning device
JP3421706B2 (en) On-board positioning device
JP7201219B2 (en) Positioning device, velocity measuring device, and program
JP3303175B2 (en) On-board positioning device
JP2008051573A (en) Navigation apparatus, method therefor, and program therefor
JP2514766B2 (en) Vehicle orientation correction device
JPH11118499A (en) Method of measuring position of mobile station
JP3569015B2 (en) GPS navigation device
JPH095417A (en) Gps receiving device
JP3019719B2 (en) Position measurement method
JPH0949737A (en) Navigation signal outputting method
JP2002188920A (en) Position measurement system for moving body
JP3412261B2 (en) In-vehicle positioning device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees