JP3662098B2 - Ｇｐｓ受信機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信して現在位置を測位するＧＰＳ受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来のこの種のＧＰＳ受信機の構成を示すブロック図である。
図において、１はＧＰＳアンテナ、２はＧＰＳ受信部、３はＧＰＳアルマナックメモリ、４は衛星選択部、５は擬似距離測定部、６は軌道データ復調部、７は測位演算部である。
この種のＧＰＳ受信機は良く知られているように、アルマナックデータを基に信号を受信する受信衛星を複数個（例えば８個）選択し、ＧＰＳ受信部でこれらの衛星からの電波を受信して復調し、擬似距離測定部５を用いて各衛星のそれぞれの擬似距離と、軌道データ復調部６を用いて当該衛星の軌道データを得、当該衛星の位置情報を得る。
そして得られた各衛星の位置情報と擬似距離とを用いて、測位演算部で自己の位置（ユーザ位置）を測位し、測位情報（緯度，経度，高度のデータ）を出力する。
【０００３】
然しながら例えば衛星の異常等により測定された擬似距離や復調された軌道データに異常が生じている場合、誤った測位データを出力してしまうばかりでなく、異常な擬似距離データや軌道データを連続受信してそのまま使用し続けるため正常復帰が困難になる場合が生じる。
なお従来のＧＰＳ受信機のなかには、例えば出力される測位データに有り得ない位置飛び等が発生したような場合に、この測位データを削除して測位をやり直すように構成されているものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のＧＰＳ受信機では、測位データに異常が生じた場合、この測位データを削除して測位をやり直すように構成されているものがあるが、衛星の異常等が原因で測位データに異常が発生している場合、測位をやり直しても同じ異常データが出力され正常復帰が困難になる等の問題点があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、衛星の異常等により測位演算に異常データが混入するような場合に、異常データを擬似距離の段階で検出して測位演算からこの異常データのみを排除して正常な測位を継続させ、衛星の異常が直ぐに復帰しないような場合には受信衛星から異常衛星を外して他の正常な衛星と置き換えて高精度な測位を継続できるＧＰＳ受信機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるＧＰＳ受信機は、電波を受信する複数の受信衛星を選択し、選択した各受信衛星から受信したデータでそれぞれ各受信衛星までの擬似距離を計測して測位を行うＧＰＳ受信機において、
選択した前記複数の受信衛星のそれぞれについて、今回計測した擬似距離から前回計測した擬似距離を引いた値（擬似距離残差と称する）を求め、
選択した前記複数の受信衛星から２つの受信衛星を選択し、選択した２つの受信衛星について疑似距離残差の差の絶対値を求め、当該求められた擬似距離残差の差の絶対値が予め定めたスレショルドレベルを越えているか否かの判定を行い、
当該判定を、選択した前記複数の受信衛星から２つの受信衛星を選択する全ての組み合わせについて行うことにより異常データを送信する受信衛星を特定し、
特定した異常データを送信する受信衛星からの擬似距離を除去し、擬似距離の段階で異常データを除去して測位演算を行う手段、を備えたことを特徴とする。
擬似距離の段階で異常衛星からのデータを除去できるので、誤った測位データが出力されることなく、誤った測位データにより正常復帰が困難になる現象を防止できるようになる。
【０００７】
また前記擬似距離残差（ＲＨＯ）は、
ＲＨＯ＝ＵＴ−ＴＳＶ−Ｒ／Ｃ−ＤＵＴ・・・式（１）
但し、ＵＴ：ユーザ時刻、 ＴＳＶ：当該衛星のＧＰＳ信号送信時刻、
Ｒ：前回の測位において求められたユーザと当該衛星との距離、
Ｃ：光速、 ＤＵＴ：ユーザ時計のオフセット量
で時間を単位として求め、
前記スレショルドレベルは、時間を単位として規定することを特徴とする。
【０００８】
また前記特定した異常データを送信する受信衛星に対しては再度データを受信して再度擬似距離を計測し、再度計測した擬似距離が異常データでない場合には当該擬似距離を含めて測位計算を行うことを特徴とする。
【０００９】
さらに前記再度データを受信して再度擬似距離を計測しても計測した擬似距離が異常データと特定された場合には当該衛星に替えて他の衛星を受信衛星とする手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＧＰＳ受信機の一実施形態を示すブロック図である。
図において、１はＧＰＳアンテナ、２はＧＰＳ受信部、３はＧＰＳアルマナックメモリ、４は衛星選択部、５は擬似距離測定部、６は軌道データ復調部、７は測位演算部、８は擬似距離残差比較部、９は異常データ制御部である。
【００１１】
次に動作について説明する。
衛星選択部４では、ＧＰＳアルマナックデータを基に信号を受信する受信衛星を複数個（例えば８個）選択し、ＧＰＳ受信部２でこれらの衛星からの電波を受信して復調し、擬似距離測定部５を用いて各衛星からの擬似距離を得ると共に、軌道データ復調部６を用いて衛星の軌道データから各衛星の位置情報を得る。
そして擬似距離測定部５で得られた各衛星の擬似距離は、擬似距離残差比較部８へ入力され各衛星の擬似距離残差が算出され、これらの擬似距離残差が各衛星ごとに比較され、擬似距離残差の差が求められ、この擬似距離残差の差が予め定めたスレショルドレベルより大きいか否かが判定される。
【００１２】
ここで擬似距離残差（ＲＨＯ）およびその比較について説明する。
ここで言う擬似距離残差（ＲＨＯ）とは、例えば、
ＲＨＯ＝ＵＴ−ＴＳＶ−Ｒ／Ｃ−ＤＵＴ ・・・式（１）
但し、ＵＴ：ユーザ時刻、 ＴＳＶ：当該衛星のＧＰＳ信号送信時刻、
Ｒ：前回の測位において求められたユーザと当該衛星との距離、
Ｃ：光束、 ＤＵＴ：ユーザ時計のオフセット量、
で求められる時間の単位で表した測定距離差である。
なおこの擬似距離残差ＲＨＯは、今回求められた擬似距離（ＵＴ−ＴＳＶ）n から前回求められた擬似距離（ＵＴ−ＴＳＶ）n-1 を引いた時間としても良い。
【００１３】
次に、このようにして算出された各衛星の擬似距離残差ＲＨＯの差（絶対値）を各衛星ごとに比較し、この差が予め定めたスレショルドレベルより大きいか否かを判定する。
｜ＲＨＯｉ−ＲＨＯｊ｜＞スレショルドレベル
例えば受信衛星が８個の場合、２８通りの判定が行われる。
このスレショルドレベルには、例えば５００μｓ（１５０ｋｍ）を設定した場合、このＧＰＳ受信機が移動体に搭載され移動中であってもこのように変位する移動体は考えられず、このスレショルドレベルを超える擬似距離残差ＲＨＯの差は考えられないので何れかの衛星からのデータが異常データであることが判る。
また２８通りの組み合わせを判定することにより、どの衛星からのデータに異常が生じているかが判る。
【００１４】
以上のようにして擬似距離残差比較部８で異常データが検出されると、この異常データが検出された衛星からの擬似距離を除いた他の受信衛星からの擬似距離を測位演算部７へ送り、軌道データ復調部６から送られてくる軌道データにより各衛星の位置情報を得て自己位置（ユーザ位置）を測位し、測位情報（緯度，経度，高度のデータ）を出力する。
また異常データの情報は異常データ制御部９へ入力され、異常データ制御部９が動作して擬似距離測定部５，軌道データ復調部６へリセット信号を送り、当該衛星からのデータを再受信して擬似距離測定および当該衛星の軌道データの復調を再度実行する。
そして、この再実行により測定された擬似距離は擬似距離残差比較部８で再度異常データか否かが判定されるが、異常データでない場合には、この擬似距離データも測位演算部７へ送られて測位演算が行われる。また再実行により測定された擬似距離も異常データであった場合には、異常データ制御部９が衛星選択部４を動作させて異常データを送ってくる衛星を受信衛星から外し、替わりに他の衛星を受信衛星に選択する。
【００１５】
以上のように動作して異常データを送信してくる衛星が存在する場合でも、正常な衛星からの擬似距離データを使用して測位演算が行われるので、出力される測位情報は正しい情報となり、位置飛び等が発生することを防止することができるようになる。
また衛星の異常が直ちに復帰しないような場合でも替わりの衛星を受信衛星として測位を継続するので、測位精度の劣化も防止することができるようになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のＧＰＳ受信機は以上説明したように、複数の受信衛星から選択した２つの受信衛星について求められた擬似距離残差の差の絶対値が予め定めたスレショルドレベルを越えているか否かの判定を行い、当該判定を複数の受信衛星から２つの受信衛星を選択する全ての組み合わせについて行うことにより異常データを送信する受信衛星を特定し、擬似距離の時点で異常データを排除して測位演算を行う構成としている。そのため、異常衛星が存在するような場合でも誤った測位データの出力を防止でき、位置飛びの発生を防止することができる。
また異常衛星が直ちに復帰しないような場合には、受信衛星を他の衛星に置き換えて測位演算を継続するので、測位精度の劣化も防止できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための装置構成の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】従来のこの種のＧＰＳ受信機を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１ ＧＰＳアンテナ
２ ＧＰＳ受信部
３ ＧＰＳアルマナックメモリ
４ 衛星選択部
５ 擬似距離測定部
６ 軌道データ復調部
７ 測位演算部
８ 擬似距離残差比較部
９ 異常データ制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信して現在位置を測位するＧＰＳ受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来のこの種のＧＰＳ受信機の構成を示すブロック図である。
図において、１はＧＰＳアンテナ、２はＧＰＳ受信部、３はＧＰＳアルマナックメモリ、４は衛星選択部、５は擬似距離測定部、６は軌道データ復調部、７は測位演算部である。
この種のＧＰＳ受信機は良く知られているように、アルマナックデータを基に信号を受信する受信衛星を複数個（例えば８個）選択し、ＧＰＳ受信部でこれらの衛星からの電波を受信して復調し、擬似距離測定部５を用いて各衛星のそれぞれの擬似距離と、軌道データ復調部６を用いて当該衛星の軌道データを得、当該衛星の位置情報を得る。
そして得られた各衛星の位置情報と擬似距離とを用いて、測位演算部で自己の位置（ユーザ位置）を測位し、測位情報（緯度，経度，高度のデータ）を出力する。
【０００３】
然しながら例えば衛星の異常等により測定された擬似距離や復調された軌道データに異常が生じている場合、誤った測位データを出力してしまうばかりでなく、異常な擬似距離データや軌道データを連続受信してそのまま使用し続けるため正常復帰が困難になる場合が生じる。
なお従来のＧＰＳ受信機のなかには、例えば出力される測位データに有り得ない位置飛び等が発生したような場合に、この測位データを削除して測位をやり直すように構成されているものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のＧＰＳ受信機では、測位データに異常が生じた場合、この測位データを削除して測位をやり直すように構成されているものがあるが、衛星の異常等が原因で測位データに異常が発生している場合、測位をやり直しても同じ異常データが出力され正常復帰が困難になる等の問題点があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、衛星の異常等により測位演算に異常データが混入するような場合に、異常データを擬似距離の段階で検出して測位演算からこの異常データのみを排除して正常な測位を継続させ、衛星の異常が直ぐに復帰しないような場合には受信衛星から異常衛星を外して他の正常な衛星と置き換えて高精度な測位を継続できるＧＰＳ受信機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるＧＰＳ受信機は、電波を受信する複数の受信衛星を選択し、選択した各受信衛星から受信したデータでそれぞれ各受信衛星までの擬似距離を計測して測位を行うＧＰＳ受信機において、
選択した前記複数の受信衛星のそれぞれについて、今回計測した擬似距離から前回計測した擬似距離を引いた値（擬似距離残差と称する）を求め、
選択した前記複数の受信衛星から２つの受信衛星を選択し、選択した２つの受信衛星について疑似距離残差の差の絶対値を求め、当該求められた擬似距離残差の差の絶対値が予め定めたスレショルドレベルを越えているか否かの判定を行い、
当該判定を、選択した前記複数の受信衛星から２つの受信衛星を選択する全ての組み合わせについて行うことにより異常データを送信する受信衛星を特定し、
特定した異常データを送信する受信衛星からの擬似距離を除去し、擬似距離の段階で異常データを除去して測位演算を行う手段、を備えたことを特徴とする。
擬似距離の段階で異常衛星からのデータを除去できるので、誤った測位データが出力されることなく、誤った測位データにより正常復帰が困難になる現象を防止できるようになる。
【０００７】
また前記擬似距離残差（ＲＨＯ）は、
ＲＨＯ＝ＵＴ−ＴＳＶ−Ｒ／Ｃ−ＤＵＴ・・・式（１）
但し、ＵＴ：ユーザ時刻、 ＴＳＶ：当該衛星のＧＰＳ信号送信時刻、
Ｒ：前回の測位において求められたユーザと当該衛星との距離、
Ｃ：光速、 ＤＵＴ：ユーザ時計のオフセット量
で時間を単位として求め、
前記スレショルドレベルは、時間を単位として規定することを特徴とする。
【０００８】
また前記特定した異常データを送信する受信衛星に対しては再度データを受信して再度擬似距離を計測し、再度計測した擬似距離が異常データでない場合には当該擬似距離を含めて測位計算を行うことを特徴とする。
【０００９】
さらに前記再度データを受信して再度擬似距離を計測しても計測した擬似距離が異常データと特定された場合には当該衛星に替えて他の衛星を受信衛星とする手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＧＰＳ受信機の一実施形態を示すブロック図である。
図において、１はＧＰＳアンテナ、２はＧＰＳ受信部、３はＧＰＳアルマナックメモリ、４は衛星選択部、５は擬似距離測定部、６は軌道データ復調部、７は測位演算部、８は擬似距離残差比較部、９は異常データ制御部である。
【００１１】
次に動作について説明する。
衛星選択部４では、ＧＰＳアルマナックデータを基に信号を受信する受信衛星を複数個（例えば８個）選択し、ＧＰＳ受信部２でこれらの衛星からの電波を受信して復調し、擬似距離測定部５を用いて各衛星からの擬似距離を得ると共に、軌道データ復調部６を用いて衛星の軌道データから各衛星の位置情報を得る。
そして擬似距離測定部５で得られた各衛星の擬似距離は、擬似距離残差比較部８へ入力され各衛星の擬似距離残差が算出され、これらの擬似距離残差が各衛星ごとに比較され、擬似距離残差の差が求められ、この擬似距離残差の差が予め定めたスレショルドレベルより大きいか否かが判定される。
【００１２】
ここで擬似距離残差（ＲＨＯ）およびその比較について説明する。
ここで言う擬似距離残差（ＲＨＯ）とは、例えば、
ＲＨＯ＝ＵＴ−ＴＳＶ−Ｒ／Ｃ−ＤＵＴ ・・・式（１）
但し、ＵＴ：ユーザ時刻、 ＴＳＶ：当該衛星のＧＰＳ信号送信時刻、
Ｒ：前回の測位において求められたユーザと当該衛星との距離、
Ｃ：光束、 ＤＵＴ：ユーザ時計のオフセット量、
で求められる時間の単位で表した測定距離差である。
なおこの擬似距離残差ＲＨＯは、今回求められた擬似距離（ＵＴ−ＴＳＶ）n から前回求められた擬似距離（ＵＴ−ＴＳＶ）n-1 を引いた時間としても良い。
【００１３】
次に、このようにして算出された各衛星の擬似距離残差ＲＨＯの差（絶対値）を各衛星ごとに比較し、この差が予め定めたスレショルドレベルより大きいか否かを判定する。
｜ＲＨＯｉ−ＲＨＯｊ｜＞スレショルドレベル
例えば受信衛星が８個の場合、２８通りの判定が行われる。
このスレショルドレベルには、例えば５００μｓ（１５０ｋｍ）を設定した場合、このＧＰＳ受信機が移動体に搭載され移動中であってもこのように変位する移動体は考えられず、このスレショルドレベルを超える擬似距離残差ＲＨＯの差は考えられないので何れかの衛星からのデータが異常データであることが判る。
また２８通りの組み合わせを判定することにより、どの衛星からのデータに異常が生じているかが判る。
【００１４】
以上のようにして擬似距離残差比較部８で異常データが検出されると、この異常データが検出された衛星からの擬似距離を除いた他の受信衛星からの擬似距離を測位演算部７へ送り、軌道データ復調部６から送られてくる軌道データにより各衛星の位置情報を得て自己位置（ユーザ位置）を測位し、測位情報（緯度，経度，高度のデータ）を出力する。
また異常データの情報は異常データ制御部９へ入力され、異常データ制御部９が動作して擬似距離測定部５，軌道データ復調部６へリセット信号を送り、当該衛星からのデータを再受信して擬似距離測定および当該衛星の軌道データの復調を再度実行する。
そして、この再実行により測定された擬似距離は擬似距離残差比較部８で再度異常データか否かが判定されるが、異常データでない場合には、この擬似距離データも測位演算部７へ送られて測位演算が行われる。また再実行により測定された擬似距離も異常データであった場合には、異常データ制御部９が衛星選択部４を動作させて異常データを送ってくる衛星を受信衛星から外し、替わりに他の衛星を受信衛星に選択する。
【００１５】
以上のように動作して異常データを送信してくる衛星が存在する場合でも、正常な衛星からの擬似距離データを使用して測位演算が行われるので、出力される測位情報は正しい情報となり、位置飛び等が発生することを防止することができるようになる。
また衛星の異常が直ちに復帰しないような場合でも替わりの衛星を受信衛星として測位を継続するので、測位精度の劣化も防止することができるようになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のＧＰＳ受信機は以上説明したように、複数の受信衛星から選択した２つの受信衛星について求められた擬似距離残差の差の絶対値が予め定めたスレショルドレベルを越えているか否かの判定を行い、当該判定を複数の受信衛星から２つの受信衛星を選択する全ての組み合わせについて行うことにより異常データを送信する受信衛星を特定し、擬似距離の時点で異常データを排除して測位演算を行う構成としている。そのため、異常衛星が存在するような場合でも誤った測位データの出力を防止でき、位置飛びの発生を防止することができる。
また異常衛星が直ちに復帰しないような場合には、受信衛星を他の衛星に置き換えて測位演算を継続するので、測位精度の劣化も防止できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための装置構成の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】従来のこの種のＧＰＳ受信機を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１ ＧＰＳアンテナ
２ ＧＰＳ受信部
３ ＧＰＳアルマナックメモリ
４ 衛星選択部
５ 擬似距離測定部
６ 軌道データ復調部
７ 測位演算部
８ 擬似距離残差比較部
９ 異常データ制御部
Claims (4)
- 電波を受信する複数の受信衛星を選択し、選択した各受信衛星から受信したデータでそれぞれ各受信衛星までの擬似距離を計測して測位を行うＧＰＳ受信機において、
選択した前記複数の受信衛星のそれぞれについて、今回計測した擬似距離から前回計測した擬似距離を引いた値（擬似距離残差と称する）を求め、
選択した前記複数の受信衛星から２つの受信衛星を選択し、選択した２つの受信衛星について疑似距離残差の差の絶対値を求め、
当該求められた擬似距離残差の差の絶対値が予め定めたスレショルドレベルを越えているか否かの判定を行い、
当該判定を、選択した前記複数の受信衛星から２つの受信衛星を選択する全ての組み合わせについて行うことにより異常データを送信する受信衛星を特定し、
特定した異常データを送信する受信衛星からの擬似距離を除去し、擬似距離の段階で異常データを除去して測位演算を行う手段、
を備えたことを特徴とするＧＰＳ受信機。 - 前記擬似距離残差（ＲＨＯ）は、
ＲＨＯ＝ＵＴ−ＴＳＶ−Ｒ／Ｃ−ＤＵＴ・・・式（１）
但し、ＵＴ：ユーザ時刻、 ＴＳＶ：当該衛星のＧＰＳ信号送信時刻、
Ｒ：前回の測位において求められたユーザと当該衛星との距離、
Ｃ：光速、ＤＵＴ：ユーザ時計のオフセット量、
で時間を単位として求め、
前記スレショルドレベルは、時間を単位として規定することを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信機。 - 前記特定した異常データを送信する受信衛星に対しては再度データを受信して再度擬似距離を計測し、再度計測した擬似距離が異常データでない場合には当該擬似距離を含めて測位計算を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れかに記載のＧＰＳ受信機。
- 前記再度データを受信して再度擬似距離を計測しても計測した擬似距離が異常データと特定された場合には当該衛星に替えて他の衛星を受信衛星とする手段を備えたことを特徴とする請求項３記載のＧＰＳ受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25269297A JP3662098B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Ｇｐｓ受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25269297A JP3662098B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Ｇｐｓ受信機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183978A JPH1183978A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3662098B2 true JP3662098B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=17240927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25269297A Expired - Lifetime JP3662098B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Ｇｐｓ受信機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3662098B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP3540754B2 (ja) | 2001-02-06 | 2004-07-07 | 株式会社日立製作所 | 位置算出方法、位置算出装置及びそのプログラム |
| JP5069492B2 (ja) * | 2007-04-13 | 2012-11-07 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 測位システム、測位用ｉｃチップ、測位方法及び測位プログラム |
| JP4655139B2 (ja) * | 2008-11-19 | 2011-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | 移動体位置測位装置 |
| JP2010151725A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Toyota Motor Corp | Ｇｎｓｓ受信装置及び測位方法 |
| JP5460148B2 (ja) * | 2009-07-06 | 2014-04-02 | 株式会社豊田中央研究所 | 測位装置及びプログラム |
| FR2998378B1 (fr) * | 2012-11-16 | 2016-01-29 | Thales Sa | Procede d'estimation du niveau d'erreur de mesures de geolocalisation par satellites et de controle de la fiabilite de ces estimations et dispositif associe |
-
1997
- 1997-09-03 JP JP25269297A patent/JP3662098B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1183978A (ja) | 1999-03-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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