JP3571962B2 - Position detection method - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波を用いて人間や、自動車などの移動体の位置を検出する方法に関し、特に、それらの移動体の位置を高い精度で検出することが可能で、各種の位置情報提供サーヴイス、自動運転システムなどに用いる事ができる位置検出方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
移動局の位置を（ｘ，ｙ，ｈ）、測位基地局の位置を（ｘi ，ｙi ，ｈi ）とする。移動局で時刻ｔに発信した電波を各測位基地局で時刻ｔI
に受信する。ただし、各測位基地局の時刻はあらかじめ同期されているが、移動局の時刻は同期されているとは限らない。
【０００３】
ここで説明を簡単にするため、移動局の高さｈは既知であるとすると、この場合、移動局の位置は、“数１”に示す連立方程式を解く事により求めることができる。“数１”におけるｃは電波の速度である。
【０００４】
【数１】

Figure 0003571962
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
測位基地局の時刻ゆらぎ（ジッタ）が統計的に独立、かつ、同程度の大きさ（σt 2 ）ならば、ｘ方向の誤差の分散σx
2 とｙ方向の誤差の分散σy 2 の和は“数２”で与えられる。
【０００６】
【数２】
Figure 0003571962
【０００７】
ここで、ΓはＰＤＯＰ（Position Dilution of Precision）と呼ばれる指標であり、“数３”で示すように定義される。
【０００８】
【数３】
Figure 0003571962
移動局と測位基地局との相対的な位置関係が図７（ａ）のような配置になっている場合は、ＰＤＯＰが小さく、高い精度が得られるのに対し、図７（ｂ）のような配置になっている場合はＰＤＯＰが大きく、精度が劣化する。従って、測位基地局の選択が不適切であると、時刻同期精度が良くても位置検出精度が劣化するという問題があった。
【０００９】
位置検出精度を上げるためには、なんらかの手段によって、ＰＤＯＰが小さくなるように測位基地局の選択をする必要があるが、従来、これを効率的に行う有効な手段が存在しなかった。本発明は、簡潔な手順によって、ＰＤＯＰが小さくなるように測位基地局の選択をすることのできる方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上述の課題は前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決される。すなわち、請求項１の発明は、移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめポインティング・マーカによる測位の結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００１１】
請求項２の発明は、移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめＰＨＳ基地局による測位の結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００１２】
請求項３の発明は、移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめ移動局から発信した電波の各測位基地局における電界強度の測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００１３】
請求項４の発明は、移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめ各測位基地局から発した電波の移動局における電界強度の測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００１４】
請求項５の発明は、移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめ移動局におけるＧＰＳによる測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００１５】
請求項６の発明は、時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめポインティング・マーカによる測位の結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００１６】
請求項７の発明は、時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめＰＨＳ基地局による測位の結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００１７】
請求項８の発明は、時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめ移動局から発信した電波の各測位基地局における電界強度の測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００１８】
請求項９の発明は、時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめ各測位基地局から発した電波の移動局における電界強度の測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００１９】
請求項１０の発明は、時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、あらかじめ移動局におけるＧＰＳによる測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の各種の実施の形態に関し、［実施例１］〜［実施例１２］としてそれぞれ説明する。
【００２１】
［実施例１］
図１は本発明の［実施例１］〜［実施例４］について説明する図である。同図において、数字符号１で示す黒三角印は移動局を、数字符号２で示し内部に英字を有する四角印は測位基地局を、数字符号３で示す内部に数字を有する丸印はポインティング・マーカを表している。
【００２２】
図が繁雑になることを避けるため、上記数字符号は、必ずしも全てのエレメントに付してはいないが、表示形状が同じものは、同一の装置を表している。これは以降に説明する他の図についても同様である。
【００２３】
図２は本発明のＰＤＯＰを最小にする測位基地局を選択するアルゴリズムの一例を示す図であり、図中の「Ｓ−１〜Ｓ−９」の表示は、処理のステップを表しており以下の説明文中の同じ表記と対応する。
【００２４】
上記図１および図２を参照して本発明に基づく実施例を説明する。測位対象となる領域内には微弱な電波を発するポインティング・マーカ３と測位基地局２が設置されている。
【００２５】
移動局１は最も電界強度の大きい（すなわち近い）ポインティング・マーカ３（図１では１０番）を検出し、複数の測位基地局２に対し、そのポインティング・マーカ３（ここではＤとする）のデータを乗せた電波を発信する。移動局１からの電波を受信した各測位基地局２は、その電波を受信した時刻とポインティング・マーカ３のデータを、ネットワークを介して解析センタ４に転送する。
【００２６】
解析センタ４ではポインティング・マーカ３の位置に対して、どの測位基地局２の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを計算し、そこで選択された測位基地局２（図１の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局の位置を正確に計算する。
【００２７】
計算の要求が起きる度にＰＤＯＰを計算するのではなく、あらかじめポインティング・マーカ３のＤに対応する測位基地局２のテーブルを作製しておき、それを検索するようにしても良い。
【００２８】
ここで、図２を参照して、ＰＤＯＰを最小にする測位基地局を選択するアルゴリズムについて、説明する。まず、Ｎ個の測位基地局をリストアップする（Ｓ−１）。次に、リストアップしたＮ個の測位基地局の中から３局を選び、甲、乙、丙とする（Ｓ−２）。
【００２９】
そして、ＰＤＯＰを計算する（Ｓ−３）。この値をＰＤＯＰ１とする。次に、先に、リストアップしたＮ個の測位基地局の中から別の３局を選び、丁、戊、己とする（Ｓ−４）。そして、ＰＤＯＰを計算する（Ｓ−５）。この値をＰＤＯＰ２とする。
【００３０】
上記ＰＤＯＰ１とＰＤＯＰ２とを比較する（Ｓ−６）。そして、ＰＤＯＰ１のほうがＰＤＯＰ２より小さければ、先に選択した測位基地局丁、戊、己をそれぞれ甲、乙、丙とする（Ｓ−７）。若し、ＰＤＯＰ１とＰＤＯＰ２とを比較したときＰＤＯＰ１のほうがＰＤＯＰ２より大きければ、“（Ｓ−７）”による測位基地局の入れ替えは行わない。
【００３１】
このようにして、全組み合わせに対して比較を行い（Ｓ−８）、それが終了したら測位基地局甲、乙、丙を出力する（Ｓ−９）。
【００３２】
［実施例２］
更に、本発明に基づく実施例について他の例を説明する。測位対象となる領域内には微弱な電波を発するポインティング・マーカ３と測位基地局２が設置されている。移動局１は受信可能な複数のポインティング・マーカ（図１では、例えば、７番、８番、１０番、１１番）を検出し、複数の測位基地局２に対し各ポインティング・マーカ３のＩＤと受信電界強度に関するデータを乗せた電波を発信する。
【００３３】
移動局１からの電波を受信した各測位基地局２は、その電波を受信した時刻とポインティング・マーカ３のデータを、ネットワークを介して解析センタ４に転送する。解析センタ４では各ポインティング・マーカ３の位置と受信電界強度に基づいておよその位置を推定し、その推定された位置に対してどの測位基地局２の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局２（図１の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局の位置を正確に計算する。
【００３４】
［実施例３］
本発明に基づく実施例について説明する。測位対象となる領域内には微弱な電波を発するポインティング・マーカ３と測位基地局２が設置されている。移動局１は最も電界強度の大きい（すなわち近い）ポインティング・マーカ３（図１では１０番）を検出し、その位置データを受信する。
【００３５】
複数の測位基地局２からの電波を受信した移動局１は、ポインティング・マーカ３の位置に対してどの測位基地局２の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局２（図１の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局１の位置を正確に計算する。
【００３６】
［実施例４］
本発明に基づく実施例について説明する。測位対象となる領域内には微弱な電波を発するポインティング・マーカ３と測位基地局２が設置されている。移動局１は受信可能な複数のポインティング・マーカ３（図１では、例えば、７番、８番、１０番、１１番）を検出し、その位置データを受信し、電界強度を測定する。
【００３７】
そして、各ポインティング・マーカ３の位置データと受信電界強度に基づいて、およその位置を推定する。次に、複数の測位基地局２からの電波を受信した移動局１は、推定された位置に対してどの測位基地局２の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局２（図１の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局１の位置を正確に計算する。
【００３８】
［実施例５］
次に図３を参照して本発明に基づく実施例について説明する。図３において数字符号１、２、４は図１の場合と同様であるが数字符号５で示す三角印はＰＨＳ基地局を表している。測位対象となる領域内には図３のようにＰＨＳ基地局５と測位基地局２が設置されている。
【００３９】
移動局１は受信可能な複数のＰＨＳ基地局５（図３では、例えば、３番、４番、５番、６番）を検出し、複数の測位基地局に対し各ＰＨＳ基地局５のＩＤと受信電界強度に関するデータを乗せた電波を発信する。移動局１からの電波を受信した各測位基地局２は、その電波を受信した時刻とＰＨＳ基地局５のデータを、ネットワークを介して解析センタ４に転送する。
【００４０】
解析センタ４では、各ＰＨＳ基地局５の位置と受信電界強度に基づいて、およその位置を推定し、その推定された位置に対してどの測位基地局２の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局２（図３の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局の位置を正確に計算する。
【００４１】
［実施例６］
本発明に基づく実施例について説明する。測位対象となる領域内には図３のようにＰＨＳ基地局５と測位基地局２が設置されている。移動局１は受信可能な複数のＰＨＳ基地局５（図３では、例えば、３番、４番、５番、６番）を検出し、その位置データを受信し、電界強度を測定する。
【００４２】
そして、各ＰＨＳ基地局５の位置データと受信電界強度に基づいて、およその位置を推定する。次に、複数の測位基地局２からの電波を受信した移動局１は、推定された位置に対してどの測位基地局２の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局２（図３の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局１の位置を正確に計算する。
【００４３】
［実施例７］
図４を参照して、本発明に基づく実施例について説明する。測位対象となる領域内には図４のように測位基地局２が設置されている。移動局１が発した電波は複数の測位基地局２（図４では、例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）で受信される。移動局からの電波を受信した各測位基地局２は、その電波を受信した時刻と電界強度のデータを、ネットワークを介して解析センタ４に転送する。
【００４４】
解析センタ４では、各測位基地局２の位置と受信電界強度に基づいておよその位置を推定し、その推定された位置に対してどの測位基地局２の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局２（図４の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局の位置を正確に計算する。
【００４５】
［実施例８］
本発明に基づく実施例について説明する。測位対象となる領域内には図４のように測位基地局が設置されている。移動局は、複数の測位基地局（図４では、例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）から発した電波を受信し、電界強度を測定する。そして、各測位基地局の位置データと受信電界強度に基づいて、およその位置を推定する。
【００４６】
次に、推定された位置に対してどの測位基地局の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局（図４の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局の位置を正確に計算する。
【００４７】
［実施例９］
図５を参照して、本発明に基づく実施例について説明する。移動局は、ＧＰＳの電波を受信して、自己の位置を推定し、その推定位置のデータを乗せた電波を発信する（同図では数字符号６で示す二重丸印でＧＰＳによって推定した位置を示している）。
【００４８】
移動局からの電波を受信した各測位基地局は、その電波を受信した時刻とＧＰＳによる推定結果をネットワークを介して解析センタに転送する。解析センタではＧＰＳによる推定結果に対してどの測位基地局の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局（図５の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局の位置を正確に計算する。
【００４９】
［実施例１０］
本発明に基づく実施例について説明する。移動局は、ＧＰＳの電波を受信して自己の位置を推定する。さらに、複数の測位基地局からの電波を受信した移動局は、ＧＰＳによる推定結果に対してどの測位基地局の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局（図５の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局の位置を正確に計算する。
【００５０】
［実施例１１］
図５を参照して、本発明に基づく他の実施例について説明する。測位対象となる領域内には図６のように測位基地局が設置されている。移動局が発した電波は複数の測位基地局（図６では、例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）で受信される。
【００５１】
移動局からの電波を受信した各測位基地局は、その電波を受信した時刻と電界強度のデータを、ネットワークを介して解析センタに転送する。解析センタは適当に（例えば、電界強度の大きい順番に選ぶと、図６ではＡ、Ｂ、Ｃとなる）測位基地局を選択して移動局の位置を推定する。
【００５２】
この結果に対して、どの測位基地局の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを計算し、そこで選択された測位基地局（図６の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局の位置を正確に計算する。最適な組み合わせがたまたま最初に選択した結果と一致していた場合は最初の結果を用いる。
【００５３】
［実施例１２］また、本発明に基づく他の実施例について説明する。測位対象となる領域内には、図４のように測位基地局が設置されている。移動局は、複数の測位基地局から発した電波を受信し、適当に（例えば、電界強度の大きい順番に選ぶと、図６ではＡ、Ｂ、Ｃ）測位基地局を選択して移動局の位置を推定する。
【００５４】
この結果に対してどの測位基地局の組み合わせの時にＰＤＯＰが最小になるかを求め、そこで選択された測位基地局（図６の場合、Ｂ、Ｄ、Ｅ）によって移動局の位置を正確に計算する。最適な組み合わせがたまたま最初に選択した結果と一致していた場合は最初の結果を用いる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、あらかじめ適宜の方法で測定した結果を用いて、対象とする移動局の位置を推定しておき、これと測位基地局の組み合わせから得られるＰＤＯＰとを比較した結果に基づいて、順次ＰＤＯＰが最小になるような測位基地局の組み合わせを選択するように構成している。これによって、常にエリア内の移動局の位置を高い精度で求めることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１〜実施例４を説明するための図である。
【図２】ＰＤＯＰを最小にする測位基地局を選択するアルゴリズムの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施例５、実施例６を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例７、実施例８を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例９、実施例１０を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例１１、実施例１２を説明するための図である。
【図７】移動局と測位基地局の位置関係を説明する図である。
【符号の説明】
１ 移動局
２ 測位基地局
３ ポインティング・マーカ
４ 解析センタ
５ ＰＨＳ基地局
６ ＧＰＳによって推定した位置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of detecting the position of a moving object such as a human or an automobile using radio waves, and in particular, it is possible to detect the position of such a moving object with high accuracy, and various position information providing services, The present invention relates to a position detection method that can be used for an automatic driving system or the like.
[0002]
[Prior art]
The location of the mobile station (x, y, h), the position of the positioning base station (x i, y i, h i). The radio wave transmitted from the mobile station at time t is transmitted to each positioning base station at time t I.
To receive. However, the time of each positioning base station is synchronized in advance, but the time of the mobile station is not always synchronized.
[0003]
Here, for the sake of simplicity, assuming that the height h of the mobile station is known, in this case, the position of the mobile station can be obtained by solving the simultaneous equations shown in "Equation 1". C in "Equation 1" is the speed of the radio wave.
[0004]
(Equation 1)
Figure 0003571962
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
If the time fluctuation (jitter) of the positioning base station is statistically independent and of the same magnitude (σ t 2 ), the variance σ x of the error in the x direction
The sum of the variance sigma y 2 errors of 2 and y directions is given by "Equation 2".
[0006]
(Equation 2)
Figure 0003571962
[0007]
Here, Γ is an index called PDOP (Position Dilution of Precision), and is defined as shown by “Equation 3”.
[0008]
(Equation 3)
Figure 0003571962
When the relative positional relationship between the mobile station and the positioning base station is arranged as shown in FIG. 7A, the PDOP is small and high accuracy can be obtained, whereas as shown in FIG. 7B. In the case of an improper arrangement, the PDOP is large and the accuracy deteriorates. Therefore, if the selection of the positioning base station is inappropriate, there is a problem that the position detection accuracy is deteriorated even if the time synchronization accuracy is good.
[0009]
In order to increase the position detection accuracy, it is necessary to select a positioning base station by some means so as to reduce the PDOP. However, conventionally, there has been no effective means for efficiently performing this. An object of the present invention is to provide a method capable of selecting a positioning base station so that PDOP is reduced by a simple procedure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the invention, the above-mentioned problem is solved by the means as set forth in the claims. That is, according to the first aspect of the present invention, in a position detection method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station by a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting the position of the mobile station based on the reception time, A position detection method characterized by estimating the position of the mobile station using the result of positioning using a marker, and selecting the positioning base station so that the PDOP for the estimated position is minimized.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a position detecting method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station by a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting the position of the mobile station based on the reception time. A position detection method characterized by estimating the position of the mobile station by using the result of positioning by the mobile station, and selecting the positioning base station so as to minimize the PDOP for the estimated position.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a position detecting method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station by a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting a position of the mobile station based on the reception time. The position of the mobile station is estimated using the measurement result of the electric field strength of the transmitted radio wave at each positioning base station, and the positioning base station is selected so that the PDOP for the estimated position is minimized. Is a position detection method.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a position detecting method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station by a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting the position of the mobile station based on the reception time. The position of the mobile station is estimated using the measurement result of the electric field strength of the radio wave emitted from the station at the mobile station, and the positioning base station is selected so that the PDOP for the estimated position is minimized. Is a position detection method.
[0014]
The invention according to claim 5 is a position detecting method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station by a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting the position of the mobile station based on the reception time. This is a position detection method characterized by estimating the position of the mobile station using a measurement result by GPS, and selecting the positioning base station so that the PDOP for the estimated position is minimized.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a position detecting method in which a mobile station receives radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations and detects the position of the mobile station based on the reception time. This is a position detection method characterized by estimating the position of the mobile station using the result of positioning, and selecting the positioning base station so as to minimize the PDOP for the estimated position.
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a position detecting method in which a mobile station receives radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations and detects a position of the mobile station based on the reception time. This is a position detection method characterized by estimating the position of the mobile station using the result of positioning, and selecting the positioning base station so as to minimize the PDOP for the estimated position.
[0017]
The invention according to claim 8 is a position detecting method in which a mobile station receives radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations and detects the position of the mobile station based on the reception time. The position of the mobile station is estimated using the measurement result of the electric field strength at each positioning base station of the obtained radio wave, and the positioning base station is selected so that PDOP for the estimated position is minimized. This is a position detection method.
[0018]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a position detection method in which a mobile station receives radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations and detects the position of the mobile station based on the reception time. Estimating the position of the mobile station using the measurement result of the electric field intensity of the radio wave emitted from the mobile station, and selecting the positioning base station so as to minimize the PDOP with respect to the estimated position. This is a position detection method.
[0019]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a position detection method in which a mobile station receives radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations and detects the position of the mobile station based on the reception time. The position detection method is characterized in that the position of the mobile station is estimated using the measurement result of the mobile station, and the positioning base station is selected so that the PDOP for the estimated position is minimized.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described as [Example 1] to [Example 12], respectively.
[0021]
[Example 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining [Example 1] to [Example 4] of the present invention. In the figure, a black triangle indicated by numeral 1 indicates a mobile station, a square indicated by numeral 2 and an alphabetic character inside indicates a positioning base station, and a circle indicated by numeral 3 and having a number inside indicates a pointing station. Represents a marker.
[0022]
In order to avoid complication of the drawing, the above numerical symbols are not necessarily given to all elements, but those having the same display shape represent the same device. This is the same for the other figures described below.
[0023]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an algorithm for selecting a positioning base station that minimizes PDOP according to the present invention. In FIG. 2, “S-1 to S-9” indicate processing steps. Corresponds to the same notation in the description.
[0024]
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. A pointing marker 3 that emits a weak radio wave and a positioning base station 2 are installed in a positioning target area.
[0025]
The mobile station 1 detects the pointing marker 3 (No. 10 in FIG. 1) having the largest (ie, closest) electric field strength, and instructs the plurality of positioning base stations 2 to use the pointing marker 3 (here, D). Transmits radio waves with data. Each positioning base station 2 that has received the radio wave from the mobile station 1 transfers the time at which the radio wave was received and the data of the pointing marker 3 to the analysis center 4 via the network.
[0026]
The analysis center 4 calculates the combination of the positioning base stations 2 for which the PDOP is minimized with respect to the position of the pointing marker 3, and selects the selected positioning base station 2 (B, D in FIG. 1). , E) to accurately calculate the position of the mobile station.
[0027]
Instead of calculating the PDOP each time a calculation request occurs, a table of the positioning base station 2 corresponding to D of the pointing marker 3 may be created in advance, and the table may be searched.
[0028]
Here, an algorithm for selecting a positioning base station that minimizes PDOP will be described with reference to FIG. First, N positioning base stations are listed (S-1). Next, three stations are selected from the N positioning base stations listed, and are designated as A, B, and C (S-2).
[0029]
Then, PDOP is calculated (S-3). This value is defined as PDOP1. Next, another three stations are selected from the N positioning base stations listed above, and are designated as D, B, and M (S-4). Then, PDOP is calculated (S-5). This value is defined as PDOP2.
[0030]
PDOP1 and PDOP2 are compared (S-6). If PDOP1 is smaller than PDOP2, the previously selected positioning base stations Ding, Bo, and Self are respectively A, B, and C (S-7). If PDOP1 is larger than PDOP2 when PDOP1 and PDOP2 are compared, the replacement of the positioning base station by "(S-7)" is not performed.
[0031]
In this way, the comparison is performed for all the combinations (S-8), and when the comparison is completed, the positioning base stations A, B, and C are output (S-9).
[0032]
[Example 2]
Further, another example of the embodiment according to the present invention will be described. A pointing marker 3 that emits a weak radio wave and a positioning base station 2 are installed in a positioning target area. The mobile station 1 detects a plurality of receivable pointing markers (in FIG. 1, for example, Nos. 7, 8, 10, and 11), and sends the IDs of the pointing markers 3 to the plurality of positioning base stations 2. And a radio wave carrying data on the received electric field strength.
[0033]
Each positioning base station 2 that has received the radio wave from the mobile station 1 transfers the time at which the radio wave was received and the data of the pointing marker 3 to the analysis center 4 via the network. The analysis center 4 estimates the approximate position based on the position of each pointing marker 3 and the received electric field strength, and finds which combination of the positioning base station 2 and the PDOP becomes minimum with respect to the estimated position. The position of the mobile station is accurately calculated by the positioning base station 2 (B, D, E in FIG. 1) selected there.
[0034]
[Example 3]
An embodiment according to the present invention will be described. A pointing marker 3 that emits a weak radio wave and a positioning base station 2 are installed in a positioning target area. The mobile station 1 detects the pointing marker 3 (No. 10 in FIG. 1) having the highest (ie, closest) electric field strength, and receives the position data.
[0035]
The mobile station 1 that has received the radio waves from the plurality of positioning base stations 2 obtains the combination of the positioning base stations 2 with respect to the position of the pointing marker 3 to minimize the PDOP, and selects the positioning base station selected there. The position of the mobile station 1 is accurately calculated by the station 2 (B, D, E in FIG. 1).
[0036]
[Example 4]
An embodiment according to the present invention will be described. A pointing marker 3 that emits a weak radio wave and a positioning base station 2 are installed in a positioning target area. The mobile station 1 detects a plurality of receivable pointing markers 3 (in FIG. 1, for example, Nos. 7, 8, 10, and 11), receives the position data, and measures the electric field strength.
[0037]
Then, an approximate position is estimated based on the position data of each pointing marker 3 and the received electric field strength. Next, the mobile station 1 that has received the radio waves from the plurality of positioning base stations 2 determines which combination of the positioning base stations 2 with respect to the estimated position minimizes the PDOP, and selects the positioning selected there. The position of the mobile station 1 is accurately calculated by the base station 2 (B, D, E in FIG. 1).
[0038]
[Example 5]
Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the numerals 1, 2, and 4 are the same as those in FIG. As shown in FIG. 3, a PHS base station 5 and a positioning base station 2 are installed in a positioning target area.
[0039]
The mobile station 1 detects a plurality of receivable PHS base stations 5 (in FIG. 3, for example, Nos. 3, 4, 5, and 6), and sends IDs of the PHS base stations 5 to the plurality of positioning base stations. And a radio wave carrying data on the received electric field strength. Each positioning base station 2 that has received the radio wave from the mobile station 1 transfers the time at which the radio wave was received and the data of the PHS base station 5 to the analysis center 4 via the network.
[0040]
The analysis center 4 estimates the approximate position based on the position of each PHS base station 5 and the received electric field strength, and determines which combination of the positioning base station 2 and the PDOP becomes the minimum with respect to the estimated position. , And the position of the mobile station is accurately calculated by the selected positioning base station 2 (B, D, E in FIG. 3).
[0041]
[Example 6]
An embodiment according to the present invention will be described. As shown in FIG. 3, a PHS base station 5 and a positioning base station 2 are installed in a positioning target area. The mobile station 1 detects a plurality of receivable PHS base stations 5 (for example, 3, 4, 5, and 6 in FIG. 3), receives the position data, and measures the electric field strength.
[0042]
Then, an approximate position is estimated based on the position data of each PHS base station 5 and the received electric field strength. Next, the mobile station 1 that has received the radio waves from the plurality of positioning base stations 2 determines which combination of the positioning base stations 2 with respect to the estimated position minimizes the PDOP, and selects the positioning selected there. The position of the mobile station 1 is accurately calculated by the base station 2 (B, D, E in FIG. 3).
[0043]
[Example 7]
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. A positioning base station 2 is installed in a positioning target area as shown in FIG. Radio waves emitted by the mobile station 1 are received by a plurality of positioning base stations 2 (for example, A, B, C, D, and E in FIG. 4). Each positioning base station 2 that has received the radio wave from the mobile station transfers the time and electric field strength data at which the radio wave was received to the analysis center 4 via the network.
[0044]
The analysis center 4 estimates an approximate position based on the position of each positioning base station 2 and the received electric field strength, and determines which combination of the positioning base station 2 and the PDOP becomes minimum with respect to the estimated position. Then, the position of the mobile station is accurately calculated by the selected positioning base station 2 (B, D, E in FIG. 4).
[0045]
Example 8
An embodiment according to the present invention will be described. A positioning base station is installed in a positioning target area as shown in FIG. The mobile station receives radio waves emitted from a plurality of positioning base stations (for example, A, B, C, D, and E in FIG. 4) and measures the electric field strength. Then, an approximate position is estimated based on the position data of each positioning base station and the received electric field strength.
[0046]
Next, it is determined at which combination of positioning base stations for the estimated position the PDOP is minimized, and the positioning base station (B, D, E in the case of FIG. 4) selected therefrom determines the PDOP of the mobile station. Calculate the position accurately.
[0047]
[Example 9]
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The mobile station receives the GPS radio wave, estimates its own position, and transmits a radio wave carrying the data of the estimated position (in FIG. 4, the position estimated by the GPS is indicated by a double circle indicated by numeral 6). Is shown).
[0048]
Each positioning base station having received the radio wave from the mobile station transfers the time at which the radio wave was received and the estimation result by GPS to the analysis center via the network. The analysis center determines which combination of the positioning base stations minimizes the PDOP based on the GPS estimation result, and determines the mobile station based on the selected positioning base station (B, D, E in FIG. 5). Calculate the position accurately.
[0049]
[Example 10]
An embodiment according to the present invention will be described. The mobile station receives the GPS radio wave and estimates its own position. Further, the mobile station that has received the radio waves from the plurality of positioning base stations determines which combination of the positioning base stations minimizes the PDOP based on the GPS estimation result, and selects the positioning base station selected there (see FIG. In the case of 5, the position of the mobile station is accurately calculated by B, D, E).
[0050]
[Example 11]
Referring to FIG. 5, another embodiment according to the present invention will be described. A positioning base station is installed in a positioning target area as shown in FIG. Radio waves emitted by the mobile station are received by a plurality of positioning base stations (for example, A, B, C, D, and E in FIG. 6).
[0051]
Each positioning base station having received the radio wave from the mobile station transfers the time and electric field strength data at which the radio wave was received to the analysis center via the network. The analysis center selects a positioning base station appropriately (for example, if the field strength is selected in the descending order, becomes A, B, C in FIG. 6) and estimates the position of the mobile station.
[0052]
Based on this result, it is calculated which combination of positioning base stations minimizes the PDOP, and the position of the mobile station is accurately determined by the selected positioning base station (B, D, E in FIG. 6). To calculate. If the best combination happens to match the first selected result, use the first result.
[0053]
[Embodiment 12] Another embodiment based on the present invention will be described. A positioning base station is installed in an area to be positioned as shown in FIG. The mobile station receives the radio waves emitted from the plurality of positioning base stations, selects the positioning base station appropriately (for example, in the order of increasing electric field strength, A, B, and C in FIG. 6), and selects the positioning base station. Estimate the position.
[0054]
Based on this result, it is determined which combination of positioning base stations minimizes the PDOP, and the position of the mobile station is accurately calculated by the selected positioning base stations (B, D, and E in FIG. 6). I do. If the best combination happens to match the first selected result, use the first result.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the position of the target mobile station is estimated using the result measured by an appropriate method in advance, and this is compared with the PDOP obtained from the combination of the positioning base station. Based on the result, the configuration is such that the combination of the positioning base stations that minimizes the PDOP is sequentially selected. Thus, there is an advantage that the position of the mobile station in the area can always be obtained with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining Examples 1 to 4 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an algorithm for selecting a positioning base station that minimizes PDOP.
FIG. 3 is a diagram for explaining a fifth embodiment and a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining Embodiments 7 and 8 of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining Embodiments 9 and 10 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining Embodiment 11 and Embodiment 12 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a positional relationship between a mobile station and a positioning base station.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 mobile station 2 positioning base station 3 pointing marker 4 analysis center 5 PHS base station 6 position estimated by GPS

Claims (10)

移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめポインティング・マーカによる測位の結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station at a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
A position detection method comprising: estimating a position of a mobile station in advance using a result of positioning using a pointing marker, and selecting the positioning base station so that PDOP for the estimated position is minimized. 移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめＰＨＳ基地局による測位の結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station at a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
A position detection method comprising: estimating a position of a mobile station in advance using a result of positioning by a PHS base station; and selecting the positioning base station so that PDOP for the estimated position is minimized. 移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめ移動局から発信した電波の各測位基地局における電界強度の測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station at a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
Estimate the position of the mobile station using the measurement result of the electric field strength at each positioning base station of the radio wave transmitted from the mobile station in advance, and select the positioning base station so that the PDOP for the estimated position is minimized. A position detection method characterized by performing: 移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめ各測位基地局から発した電波の移動局における電界強度の測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station at a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
Preliminarily estimate the position of the mobile station using the measurement result of the electric field strength at the mobile station of the radio wave emitted from each positioning base station, and select the positioning base station so that the PDOP for the estimated position is minimized. A position detection method characterized by performing: 移動局から発信する電波を、時刻同期した複数の測位基地局で受信し、その受信時刻に基づいて当該移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめ移動局におけるＧＰＳによる測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving a radio wave transmitted from a mobile station at a plurality of time-synchronized positioning base stations and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
A position detection method comprising: estimating a position of a mobile station in advance using a measurement result of the mobile station by GPS; and selecting the positioning base station so as to minimize PDOP with respect to the estimated position. 時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめポインティング・マーカによる測位の結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations at a mobile station and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
A position detection method comprising: estimating a position of a mobile station in advance using a result of positioning using a pointing marker, and selecting the positioning base station so that PDOP for the estimated position is minimized. 時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめＰＨＳ基地局による測位の結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations at a mobile station and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
A position detection method comprising: estimating a position of a mobile station in advance using a result of positioning by a PHS base station; and selecting the positioning base station so that PDOP for the estimated position is minimized. 時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめ移動局から発信した電波の各測位基地局における電界強度の測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations at a mobile station and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
Estimate the position of the mobile station using the measurement result of the electric field strength at each positioning base station of the radio wave transmitted from the mobile station in advance, and select the positioning base station so that the PDOP for the estimated position is minimized. A position detection method characterized by performing: 時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめ各測位基地局から発した電波の移動局における電界強度の測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations at a mobile station and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
Preliminarily estimate the position of the mobile station using the measurement result of the electric field strength at the mobile station of the radio wave emitted from each positioning base station, and select the positioning base station so that the PDOP for the estimated position is minimized. A position detection method characterized by performing: 時刻同期した複数の測位基地局から発信する電波を、移動局で受信し、その受信時刻に基づいて移動局の位置を検出する位置検出方法において、
あらかじめ移動局におけるＧＰＳによる測定結果を用いて当該移動局の位置を推定し、その推定された位置に対するＰＤＯＰが最小になるように当該測位基地局の選択を行う事を特徴とする位置検出方法。In a position detection method for receiving radio waves transmitted from a plurality of time-synchronized positioning base stations at a mobile station and detecting the position of the mobile station based on the reception time,
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