JP3453924B2 - Gps受信機及びその制御方法 - Google Patents

Gps受信機及びその制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、利用者の現在位置の緯
度,経度,高度を測位する全世界測位システム(GP
S:global positioning system)におけるGPS受信
機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、地球の略全域,全天候下,連続的
に24時間いつでも利用者に高い精度で3次元の航法デ
ータを提供するためのシステムである全世界測位システ
ム受信機(以下、GPS受信機と称す)が、船舶,車載
のカーナビゲーションシステム等で利用されつつある。
このGPS受信機は、複数個の衛星(通常4個乃至3
個)からのGPS電波を受信して、各衛星の信号到着所
要時間から各衛星までの距離測定を行い、利用者の3次
元位置と時計の誤差を計算により求めるためのシステム
である。
【0003】以下に従来のGPS受信機について説明す
る。図3は従来のGPS受信機の制御方法を示すフロー
チャートである。GPS受信機は、モード設定部(図示
せず)において、利用者が連続測位モードか単発測位モ
ードかを設定できる。
【0004】まず、利用者は測位開始ボタンを押す等の
操作を行うことにより(ステップS21)、受信回路部
(図示せず)と制御回路部(図示せず)への電源供給が
行われる(ステップS22)。次に、受信回路部により
GPS電波の検波が行われ、制御回路部により、利用者
の位置の測位データが算出される(ステップS23)。
次に、得られた測位データを表示部(図示せず)に表示
する(ステップS24)。次に、事前に利用者により設
定されている測位モードが連続測位モードであるか単発
測位モードであるかを判定する(ステップS25)。
【0005】連続測位モードであれば、次のステップS
26に進み、測位停止の指示があるかどうかを確認し、
測位停止の指示がなければ、ステップS22に戻り、上
記の動作が繰り返され、一度測位が完了しても、測位停
止の要求があるまで測位を継続する(ステップS2
6)。又、ステップS25において単発測位モードであ
るか、例え連続測位モードであってもステップS26に
おいて測位停止の指示がなされていると判断されれば、
受信回路部の電源供給を遮断し測位を停止し、利用者か
らの各処理等のため制御回路部のみが動作し(ステップ
S27)、ステップS21に戻る。再度、測位開始の指
示があれば測位を再スタートさせる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、連続測位モードにより測位を継続させる
と、利用者(GPS受信機)の位置が長時間移動してい
ない場合において、測位が続行され、常時電力を消費
し、特にバッテリー駆動の場合、電池寿命が短く、電池
交換を頻繁に要し、利便性に欠けるという問題点を有し
ていた。又、単発測位モードで測位を行った場合には、
一度測位が完了すると利用者の位置の変動に関わらず、
測位結果は更新されず、位置を測位させるために再度測
位を開始させる操作を行わなければならず、操作性に欠
けるという問題点を有していた。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、GPS電波の測位の自動化を図り、操作性,利便性
に優れ、装置の消費電力を低減でき、小型化が可能で信
頼性に優れたGPS受信機を提供すること、及び、操作
性,信頼性に優れたGPS受信機及びその制御方法を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のGPS受信機は、GPS電波をアンテナを用
いて受信する受信回路部と、前記受信回路部に電源を供
給する受信回路電源部と、前記受信回路部からのGPS
信号から測位データの算出や制御を行う制御回路部と、
前記制御回路部に電源を供給する制御回路電源部と、前
記受信回路電源部と前記制御回路電源部の電源を制御す
る主電源部と、前記測位データを少なくとも1以上記憶
するメモリ部と、を備え、前記制御回路部が、前記メモ
リ部に記憶された測位データと最新の測位データを比較
する測位データ比較部と、前記測位データ比較部により
得られた比較結果をもとに所定の間隔又は周期で前記G
PS電波の測位時のみ前記受信回路部の電源を供給する
単発測位モードか前記GPS電波の測位を連続して行う
連続測位モードに自動的に切り換えるモード切換制御部
と、を備え、前記モード切換制御部は、単発測位モード
が選択されている場合に、所定間隔経過した後に前記測
位データ比較部により得られた結果が、連続測位モード
に切り換えるべき結果の場合は、連続測位モードに切り
換えると共に、前記測位データ比較部により得られた結
果が、単発測位モードにするべき結果の場合は、単発測
位モードを継続させるように制御する構成を有してい
る。
【0009】本発明の請求項2に記載のGPS受信機
は、請求項1において、モード切換制御部が、単発測位
モードと、連続測位モードと、単発測位モードか連続測
位モードを自動的に切り換える自動測位モードのいずれ
かを選択可能なモード設定部と、を備えた構成を有して
いる。
【0010】本発明の請求項3に記載のGPS受信機の
制御方法は、請求項1又は2のGPS受信機において、
モード設定部が連続測位モードにおいて、制御回路部
が、測位データをメモリ部に格納する記憶工程と、最新
の測位データとメモリ部に記憶された1乃至複数の測位
データとの差を比較参照値として算出する測位データ比
較工程と、比較値が所定の範囲内の場合には単発測位モ
ードに切り換えるモード切換工程と、を備えた構成を有
している。
【0011】本発明の請求項4に記載のGPS受信機の
制御方法は、請求項1又は2のGPS受信機において、
モード設定部が単発測位モードにおいて、制御回路部
が、測位データをメモリ部に格納する記憶工程と、最新
の測位データとメモリ部に記憶された1乃至複数の測位
データとの差を比較参照値として算出する測位データ比
較工程と、比較値が所定の範囲より大きい場合には連続
測位モードに切り換えるモード切換工程と、を備えた構
成を有している。
【0012】ここで、測位データ比較工程における比較
参照値の算出方法としては、1乃至複数の各測位データ
の差の最大値又は平均値や複数の測位データの分散値、
等が用いられる。連続測位モードは、単発測位モードに
おける測定周期の短い断続的な測位の繰り返しによって
も行うこともできる。すなわち、単発測位モードにおけ
る測定周期を可変にすることにより、同様に動作するこ
とができる。
【0013】
【作用】この構成によって、連続測位モードと単発測位
モードを自動的に移行させ、効率的な測位データの検出
ができ、利便性を向上させることができる。又、測位時
のみ、受信回路部に電源を供給し、GPS電波の検出を
行うことにより、消費電力の低減を図ることができる。
特に、バッテリー駆動である場合、電池の寿命が長くな
り、長期の測定が自動測定が可能である信頼性を向上さ
せることができ、装置の小型化を実現できる。更に、測
位を繰り返し行い、その比較動作を一定時間毎繰り返し
継続させ、その比較結果が数メートルの範囲内の移動で
あれば、利用者の位置に移動がないと判断させることに
より、ほんの僅かな時間停止したときに、単発測位モー
ドに移行することを防止することができ、又、比較結果
が数メートルの範囲内において、GPS受信機の位置の
移動がないと判断させることにより、現在のGPS電波
の測位精度に対応でき、その誤差が発生することにより
位置の移動が発生したと判断される誤動作の可能性を防
止でき、信頼性を向上させることができる。
【0014】
【実施例】以下本発明の一実施例におけるGPS受信機
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0015】図1は、本発明の一実施例におけるGPS
受信機の構成を示すブロック図である。1は複数のGP
S衛星から常時送信されているGPS電波を測位するこ
とにより利用者の現在位置である緯度・経度・高度を測
位することができるGPS受信機、2はGPS電波を受
信するアンテナ、3はアンテナ2で受信したGPS電波
の高周波増幅、周波数変換、及びノイズ除去等を行う回
路を含む受信回路部、4は利用者が各種モードを設定し
たり、測位開始の指示を行うキー入力部である。
【0016】5は制御回路部であり、受信回路部3にお
いてGPS電波の周波数変換が行われたGPS信号等を
検波、復調して利用者の現在位置を算出する機能やキー
入力部4からのモード設定等や命令を受け各種制御等を
行う主制御機能を有する。
【0017】6は測位結果の表示を行う表示部であり、
制御回路部5により算出された測位結果が表示される。
7は受信回路部3に電源の供給を行う受信回路電源部、
8は制御回路部5に電源の供給を行う制御回路電源部で
ある。9は主電源部であり、制御回路部5からの命令を
受けて受信回路電源部7と制御回路電源部8の制御を行
う。ここで、受信回路電源部7は、GPS電波の検知時
のみ受信回路部3に電源を供給するように制御される。
【0018】10は制御回路部5により算出された測位
データを一時記憶しておくメモリ部である。11はモー
ド設定部であり、連続測位モード,単発測位モード及び
自動測位モードを選択設定できる。
【0019】以上のように構成された本発明の一実施例
におけるGPS受信機について、以下その制御方法を説
明する。図2は本発明の一実施例におけるGPS受信機
の制御方法を示すフローチャートである。
【0020】利用者は、GPS受信機1のメニュー選択
(図示せず)のモード設定により、キー入力部4からモ
ード設定部11の連続測位モード、単発測位モード及び
自動測位モードのいずれかを選択できる。ここでは、利
用者によりモード設定部11が自動測位モードに選択さ
れているとする。
【0021】まず、利用者は、GPS受信機1の電源を
投入後、キー入力部4において測位開始の操作を行い、
現在位置の測位を開始させる。測位開始の操作が行われ
ると、主電源部9より受信回路電源部7を制御し、受信
回路部3へ電源を供給して受信回路部3を動作させる。
これにより、受信回路部3がGPS電波を受信し、制御
回路部5により、GPS衛星の探索、捕捉、測位演算等
の処理が行なわれ(ステップS1)、測位に必要な時間
が経過すると測位が完了し、表示部6に測位結果が表示
される(ステップS2)。
【0022】その後、GPS受信機1は自動的に連続測
位モードになる(ステップS3)。ここで、連続測位モ
ードとは電源投入後、最初の測位が完了しても、例えば
数秒毎に測位を連続的に繰り返し行い、順次測位結果の
更新を行うモードである。
【0023】制御回路部5により算出された測位データ
は、記憶工程として一時的にメモリ部10へ記憶され
(ステップS4)、測位データ比較工程として最新の測
位データと例えばメモリ部10に記憶されている直前の
測位データと比較する(ステップS5)。この測位が繰
り返し行われるなかで、その比較動作を一定時間(A秒
間)毎繰り返し継続させ、その比較結果が数メートルの
範囲内の位置の移動であれば、利用者の位置に移動がな
いと判断し(ステップS6)、モード切換工程として制
御回路部5から主電源部9に指示を出し、受信回路電源
部7を制御して、受信回路部3への電源供給を遮断する
(ステップS7)。しかし、利用者の現在位置の移動が
続く限り、連続測位モードが続行される。
【0024】ここで、比較結果が数メートルの範囲内と
設定した理由としては、GPS電波の測位精度に現在数
メートルの誤差があり、利用者の現在位置が全く変化し
ていない状態でも、その測位の誤差が発生することによ
り移動したと判断される誤動作の可能性を防止し、信頼
性を向上させるためである。又、測位が繰り返し行われ
るなかで、その比較動作を一定時間(A秒間)毎繰り返
し継続させ、その複数回の測定データによる比較結果が
数メートルの範囲内の移動であれば、利用者の位置に移
動がないと判断することにより、ほんの僅かの時間停止
したときに、連続測位モードから単発測位モードに移行
することを防止するためである。ここで、連続測位モー
ドの繰り返し周期が比較的長ければ、比較動作を一定時
間の複数の測位データから判定せず、直前の測位データ
と現在の測位データの差の比較のみでよい。
【0025】次に、ステップS7において、受信回路部
3の動作を停止させた後、単発測位モードへ移行する
(ステップS8)。ここで、単発測位モードとは、所定
のある程度間隔のある一定時間(B秒間)周期で、測位
を断続的に繰り返すモードである。ここで、単発測位モ
ードになり、B秒間経過するのを待つ(ステップS
9)。
【0026】その後、受信回路部3に電源を供給させ
(ステップS10)、受信回路部3によりGPS電波が
受信され、制御回路部5により測位データが算出され、
記憶工程として最新の測位データは一時的にメモリ部1
0へ記憶される(ステップS11)。又、測位データ比
較工程としてその最新の測位データと例えば直前に測位
した測位データをメモリ部10から読み出して比較され
る(ステップS12)。
【0027】ここで、ステップS13において、位置の
移動が数メートルの範囲内であれば、位置の移動がない
ものとみなされ、受信回路部3の動作を再び停止させる
ため、ステップS7に戻り、受信回路部3に電源供給を
遮断し、単発測位モードを繰り返す。ステップS13に
おいて、位置の移動が数メートルの範囲を越え、位置の
移動が発生したと判断された場合には、モード切換工程
としてステップS3に戻り、単発測位モードから連続測
位モードに移行し、測位を数秒毎に連続的に行うように
なり、位置の移動に即して、測位結果が順次表示され
る。
【0028】以上のように本実施例によれば、自動測位
モード及び記憶工程、測位データ比較工程、モード切換
工程等を備えたことにより、連続測位モードと単発測位
モードが自動的に切換えられ、位置の移動に応じて効果
的な測位ができ、利便性を向上させることができる。ま
た、測位時のみ受信回路部3に電源を供給することによ
り、省電力を実現でき、バッテリー駆動に際しては、特
に電池寿命を長くでき、信頼性を向上させることができ
とともに、装置の小型化を実現することができる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明は、連続測位モード
において位置の測位中に、利用者の現在位置がほとんど
変化しない場合には、単発測位モードへ移行しても受信
回路部への電源供給を遮断し、位置の測位を停止させ
る。このように、位置の移動が殆どない場合には、装置
の操作に直接関係のない受信回路部への電源供給を停止
することにより、不必要な電池消耗を防止し、電池寿命
を延ばすことが可能で、耐久性、信頼性に優れたGPS
受信機を実現することができる。
【0030】又、一端、単発測位モードに移行した場合
でも、ある所定の時間を待って繰り返し単発測位を行
い、最後に測位した結果と以前にメモリ部に記憶された
測位データとを比較参照して、比較結果の変化が所定の
範囲より大きく生じた場合に、自動的に利用者の位置が
移動しているとして、連続測位モードに移行して再び測
位を継続させる。このように、利用者の現在位置の移動
の状況に応じて連続的、断続的に測位を自動的に行うこ
とができ操作性,利便性に優れたGPS受信機を実現す
ることができる。
【0031】更に、測位を繰り返し行い、その比較動作
を一定時間毎繰り返し継続させ、その比較結果が数メー
トルの範囲内の移動であれば、利用者の位置に移動がな
いと判断させることにより、僅かに停止したときに、単
発測位モードに移行することを防止することができ、
又、比較結果が数メートルの範囲内において、移動がな
いと判断させることにより、現在のGPS電波の測位精
度に対応し、その誤差が発生することにより移動したと
判断させる誤動作の可能性を防止でき、操作性,信頼性
に優れたGPS受信機の制御方法を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるGPS受信機の構成
を示すブロック図
【図2】本発明の一実施例におけるGPS受信機の制御
方法を示すフローチャート
【図3】従来のGPS受信機の制御方法を示すフローチ
ャート
【符号の説明】
1 GPS受信機 2 アンテナ 3 受信回路部 4 キー入力部 5 制御回路部 6 表示部 7 受信回路電源部 8 制御回路電源部 9 主電源部 10 メモリ部 11 モード設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】GPS電波をアンテナを用いて受信する受
    信回路部と、前記受信回路部に電源を供給する受信回路
    電源部と、前記受信回路部からのGPS信号から測位デ
    ータの算出や制御を行う制御回路部と、前記制御回路部
    に電源を供給する制御回路電源部と、前記受信回路電源
    部と前記制御回路電源部の電源を制御する主電源部と、
    前記測位データを少なくとも1以上記憶するメモリ部
    と、を備え、前記制御回路部が、前記メモリ部に記憶さ
    れた測位データと最新の測位データを比較する測位デー
    タ比較部と、前記測位データ比較部により得られた比較
    結果をもとに所定の間隔又は周期で前記GPS電波の測
    位時のみ前記受信回路部の電源を供給する単発測位モー
    ドか前記GPS電波の測位を連続して行う連続測位モー
    ドに自動的に切り換えるモード切換制御部と、を備え、 前記モード切換制御部は、単発測位モードが選択されて
    いる場合に、所定間隔経過した後に前記測位データ比較
    部により得られた結果が、連続測位モードに切り換える
    べき結果の場合は、連続測位モードに切り換えると共
    に、前記測位データ比較部により得られた結果が、単発
    測位モードにするべき結果の場合は、単発測位モードを
    継続させるように制御すること を特徴とするGPS受信
    機。
  2. 【請求項2】前記モード切換制御部が、前記単発測位モ
    ードと、前記連続測位モードと、前記単発測位モードか
    前記連続測位モードを自動的に切り換える自動測位モー
    ドのいずれかを選択可能なモード設定部と、を備えたこ
    とを特徴とする請求項1に記載のGPS受信機。
  3. 【請求項3】前記モード設定部が前記連続測位モードに
    おいて、前記制御回路部が、前記測位データを前記メモ
    リ部に格納する記憶工程と、最新の前記測位データと前
    記メモリ部に記憶された1乃至複数の前記測位データと
    の差を比較参照値として算出する測位データ比較工程
    と、前記比較値が所定の範囲内の場合には前記単発測位
    モードに切り換えるモード切換工程と、を備えたことを
    特徴とする請求項1又は2に記載のGPS受信機の制御
    方法。
  4. 【請求項4】前記モード設定部が前記単発測位モードに
    おいて、前記制御回路部が、前記測位データを前記メモ
    リ部に格納する記憶工程と、最新の前記測位データと前
    記メモリ部に記憶された1乃至複数の前記測位データと
    の差を比較参照値として算出する測位データ比較工程
    と、前記比較値が所定の範囲より大きい場合には前記連
    続測位モードに切り換えるモード切換工程と、を備えた
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のGPS受信機
    の制御方法。
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