JP4357357B2 - GPS satellite positioning device, positioning method, and navigation device using the same - Google Patents
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本発明は、GPS衛星からGPS信号を受信することでGPS衛星を測位するGPS測位装置に関し、特に、GPS衛星の測位範囲の設定に関する。 The present invention relates to a GPS positioning device for positioning a GPS satellite by receiving a GPS signal from the GPS satellite, and more particularly to setting a positioning range of the GPS satellite.
GPS(Global Positioning System)は、地球を周回する複数の衛星からの電波を受信することで衛星までの距離を測位し、三角交差法により位置を検出するシステムである。このような位置検出システムは、移動体である、車両、船舶、飛行機などのナビゲーション装置やナビゲーションシステムにおいて利用されている。 The GPS (Global Positioning System) is a system that measures the distance to a satellite by receiving radio waves from a plurality of satellites orbiting the earth and detects the position by a triangular intersection method. Such a position detection system is used in navigation devices and navigation systems such as vehicles, ships, and airplanes that are moving objects.
GPSにより位置検出を行うためには、少なくとも3機以上のGPS衛星から電波またはGPS信号を受信する必要がある。3機のGPS衛星を利用すれば、2次元的な位置(緯度、経度)の検出が可能であり、4機以上であれば、3次元的な位置(経度、緯度、高度)を検出することができる。 In order to perform position detection by GPS, it is necessary to receive radio waves or GPS signals from at least three or more GPS satellites. If three GPS satellites are used, a two-dimensional position (latitude, longitude) can be detected, and if there are four or more, a three-dimensional position (longitude, latitude, altitude) should be detected. Can do.
また、位置検出精度を高めるためには、好ましくは、GPS衛星からの直接波を受信することが望ましい。しかし、GPS衛星の仰角が小さいとき、あるいは、高層ビル等の障害物が多い市街地を走行するときなど、GPS衛星からの直接波を必ずしも受信することができず、マルチパスによる間接波やノイズ成分を多く含む状態の悪い信号を受信してしまい、その結果、位置精度が劣化してしまうことがある。 In order to improve the position detection accuracy, it is preferable to receive a direct wave from a GPS satellite. However, direct waves from GPS satellites cannot always be received, such as when the elevation angle of GPS satellites is small, or when traveling in urban areas where there are many obstacles such as high-rise buildings. As a result, a signal having a poor state containing a large amount of signal may be received, and as a result, the position accuracy may deteriorate.
こうした問題に鑑み、特許文献1は、地図データに主要建築物の位置及び高さを記憶しておき、車輌とGPS衛星とを結ぶ線上に建築物が存在するか否かを判別し、線上に建築物が存在する場合には、その衛星からの信号は、マルチパスの影響を受けていると考えられるので測位対象から除外される。一方、線上に建築物が存在しない衛星が4個以上ある場合には、それらの衛星の測位結果を使用して車輌位置を検出している。
In view of these problems,
さらに特許文献2は、仰角の高いGPS衛星からの信号だけで測位演算を行うことを開示している。特許文献2によれば、ナビゲーション装置は、使用者が任意の仰角を設定する仰角設定手段を備えており、仰角設定手段により設定された仰角以上のGPS衛星からの電波信号だけで移動体の現在位置を測位演算している。
Further,
しかしながら、従来のGPSの測位には次のような課題がある。GPS受信機は、少なくとも4機のGPS衛星からの信号を受信できれば、3次元位置検出をすることができるが、最近のGPS受信機は、チャンネル数を増加させ、観測可能なすべてのGPS衛星からの信号を測位に利用する、いわゆるオールインビュウー方式を主流にしている。オールインビュー方式の場合、すべてのGPS衛星からの電波状態がよければ、測位精度すなわち位置検出精度は向上するが、その一方、1つでも状態の悪いGPS信号があると、位置検出精度が悪化してしまう。 However, conventional GPS positioning has the following problems. If a GPS receiver can receive signals from at least four GPS satellites, it can perform three-dimensional position detection. However, recent GPS receivers increase the number of channels, and from all observable GPS satellites. The so-called all-in-view method, which uses the above signals for positioning, has become the mainstream. In the case of the all-in-view method, if the radio wave conditions from all GPS satellites are good, the positioning accuracy, that is, the position detection accuracy is improved. On the other hand, if any one GPS signal is bad, the position detection accuracy is deteriorated. Resulting in.
図11は、GPS衛星の配置を模式的に示した図であり、図12は、そこに配置されたGPS衛星の番号、SNR(S/N比)、方位角、仰角、受信状態を示す表である。図示の例では、測位可能なGPS衛星番号は、7、8、11、20、28、31の6つであるが、このうち、衛星番号20のSNRは、29「dB」であり、測位すべき衛星とは言えない。なぜなら、このような微弱の電波状態が良くない信号を測位に用いると、GPS衛星までの擬似距離が大きくなる傾向があり、結果として、自車位置の精度が悪化してしまうからである。
FIG. 11 is a diagram schematically showing the arrangement of GPS satellites, and FIG. 12 is a table showing the numbers, SNR (S / N ratio), azimuth angle, elevation angle, and reception status of GPS satellites arranged there. It is. In the example shown in the figure, there are six GPS satellite numbers that can be measured: 7, 8, 11, 20, 28, 31. Of these, the SNR of the
一般に、SNRが良くない信号は、建築物などによりマルチパスの影響を受けていると考えられるので、特許文献1に示すような方法により測位対象から除外することも可能である。しかし、特許文献1では、予め主要建築物の位置及び高さを記憶しておく必要があり、自車とGPS衛星が移動する度に、自車とGPS衛星を結ぶ線上に建築物が存在するか否かを判定しなければならず、計算に一定の処理時間を必要とし、その反面、高速化を実現するためには高価な処理装置が必要となり、コスト高となってしまう。
In general, since a signal with a poor SNR is considered to be affected by multipath due to a building or the like, it can be excluded from a positioning target by the method shown in
同様に、SNRが良くない信号は、GPS衛星の仰角が低いとも考えられるので、特許文献2に示す方法により測位対象から除外することも可能である。しかし、仰角値が高くてもSNRが良くない信号も存在し、仰角値とSNRとが必ずしも一義的な関係にあるとは言えず、従って、特許文献2の方法では、上記課題の解決には不十分である。さらに、特許文献2の方法では、常に測位範囲を絞り込んでしまうため、GPS衛星の配置や周辺の高層ビル等の遮蔽物によって、良好な測位をすることができないという欠点もある。
Similarly, a signal with a poor SNR is considered to have a low elevation angle of the GPS satellite, and can be excluded from the positioning target by the method shown in
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、GPS衛星の測位範囲を制限しつつも、測位精度の悪化を最小限にすることができるGPS衛星の測位方法、測位装置およびこれを利用したナビゲーション装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and limits the positioning range of the GPS satellite while minimizing the deterioration of positioning accuracy, and uses the GPS satellite positioning method, positioning apparatus, and the same. An object of the present invention is to provide a navigation apparatus.
本発明に係る測位装置は、GPS衛星からGPS信号を受信する受信手段と、受信されたGPS信号に基づきGPS衛星の測位を行う測位手段と、測位手段による測位結果から移動体の位置を検出する位置検出手段と、測位手段により測位されているGPS衛星の中から測位を禁止すべきGPS衛星を判別する判別手段と、判別手段により測位禁止すべきと判別されたGPS衛星に関する仰角情報および方位角情報を移動体の位置に対応させて記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された仰角情報および方位角情報に基づき測位禁止範囲を設定し、該設定された測位禁止範囲内のGPS衛星を測位対象から除外するように測位手段を制御する測位制御手段とを有するものである。 A positioning device according to the present invention detects a position of a moving body from a receiving means for receiving a GPS signal from a GPS satellite, a positioning means for positioning a GPS satellite based on the received GPS signal, and a positioning result by the positioning means. Position detection means, discrimination means for discriminating GPS satellites whose positioning should be prohibited from GPS satellites positioned by the positioning means, and elevation angle information and azimuth angle regarding the GPS satellites whose positioning should be prohibited by the discrimination means Storage means for storing information corresponding to the position of the moving body, and a positioning prohibition range is set based on the elevation angle information and azimuth angle information stored in the storage means, and GPS satellites within the set positioning prohibition range are positioned. And positioning control means for controlling the positioning means so as to be excluded from the target.
本発明に係るナビゲーション装置は、上記特徴を備えた測位装置と、地図データを記憶する地図データ記憶手段と、ディスプレイと、測位装置において検出された移動体の位置に基づき地図データ記憶手段から地図データを読出し、かつ、移動体の位置を地図データ上に重ね、これらをディスプレイ上に表示する表示制御手段とを有するものである。 A navigation device according to the present invention includes a positioning device having the above-described features, map data storage means for storing map data, a display, and map data from the map data storage means based on the position of the moving body detected by the positioning device. And a display control means for superimposing the position of the moving body on the map data and displaying them on the display.
さらに、本発明に係る、GPS衛星からGPS信号を受信することでGPS衛星の測位を行う測位方法は、GPS信号の受信レベルに基づき測位されているGPS衛星から測位禁止すべきGPS衛星を判別するステップと、判別されたGPS衛星に関する仰角情報および方位角情報を、移動体の位置に対応させて記憶するステップと、記憶された仰角情報および方位角情報に基づき測位禁止範囲を設定し、設定された測位禁止範囲内のGPS衛星を測位対象から除外するようにGPS衛星の測位を制御するステップとを有するものである。 Further, according to the present invention, a positioning method for positioning a GPS satellite by receiving a GPS signal from the GPS satellite determines a GPS satellite whose positioning should be prohibited from the GPS satellites that are positioned based on the reception level of the GPS signal. A step, a step of storing elevation angle information and azimuth angle information relating to the determined GPS satellite in association with the position of the moving body, and a positioning prohibition range is set and set based on the stored elevation angle information and azimuth angle information. And the step of controlling the positioning of the GPS satellites so as to exclude the GPS satellites within the positioning prohibited range from the positioning target.
本発明の測位装置および測位方法によれば、測位されているGPS衛星の中から測位禁止すべきGPS衛星を判別し、このGPS衛星に関する仰角情報および方位角情報を移動体の位置に対応させて記憶し、記憶された仰角情報および方位角情報に基づき測位禁止範囲を設定し、この測位禁止範囲内のGPS衛星を測位対象から除外するようにしたので、GPS衛星の測位精度の悪化を最小限にし、位置検出精度を向上させることができる。また、記憶手段に記憶された方位角情報と仰角情報に基づき測位禁止範囲を設定するため、処理時間を短縮し、移動体の移動速度に応じた高速な測位制御を実現することができる。さらに、本発明に係るナビゲーション装置においても、ディスプレイ上の地図画面上に精度よく自車位置マークを描画することができる。 According to the positioning device and the positioning method of the present invention, a GPS satellite that should be prohibited from positioning is determined from the positioning GPS satellites, and the elevation angle information and the azimuth angle information regarding the GPS satellite are associated with the position of the moving object. The positioning prohibited range is set based on the stored elevation angle information and azimuth angle information, and GPS satellites within this positioning prohibited range are excluded from positioning targets, so that the deterioration of positioning accuracy of GPS satellites is minimized. Thus, the position detection accuracy can be improved. Further, since the positioning prohibition range is set based on the azimuth angle information and the elevation angle information stored in the storage means, the processing time can be shortened and high-speed positioning control according to the moving speed of the moving body can be realized. Furthermore, also in the navigation apparatus according to the present invention, the vehicle position mark can be accurately drawn on the map screen on the display.
本発明に係る測位装置は、好ましくは、GPS受信機を搭載した車両、船舶等の移動体のナビゲーション装置において実施される。以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 The positioning device according to the present invention is preferably implemented in a navigation device for a moving body such as a vehicle or a ship equipped with a GPS receiver. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係るGPS受信機の構成を示すブロック図である。同図において、GPS受信機1は、GPS衛星からのGPS信号をアンテナ10を介して受信するRF受信部12と、RF受信部12で受信されたGPS信号に基づきGPS衛星までの距離を測位する測位演算部14と、測位演算部14で測位された測位結果に基づき移動体の位置を検出する位置検出部16と、測位演算部14および位置検出部16から測位結果や位置検出結果を受け取り、記憶装置24への読み書きを制御したり、記憶装置24からの情報により測位演算部14を制御する制御部18と、GPS衛星の軌道情報などを記憶する記憶装置24とを含んで構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a GPS receiver according to an embodiment of the present invention. In the figure, a
GPS衛星から発せられたGPS信号は、GPS衛星に関する軌道情報を含むアルマナックデータ、各衛星の正確な軌道情報と信号を発射した時刻情報を含むエフェメリスデータ等を含み、これらは所定のフォーマットで符号化されている。RF受信部12は、受信したGPS信号をデコードし、これを測位演算部14へ出力する。
The GPS signal emitted from the GPS satellite includes almanac data including orbit information related to the GPS satellite, ephemeris data including accurate orbit information of each satellite and time information when the signal is emitted, and these are encoded in a predetermined format. Has been. The
測位演算部14は、デコードされたGPS信号に基づきGPS衛星の距離の測位を行う。測位されたデータは、位置検出部16へ供給され、そこで、移動体の現在位置が検出される。
The
制御部18は、判別制御部20と測位制御部22とを含んでいる。判別制御部20は、測位演算部14が測位しているGPS衛星の中に、測位禁止すべきGPS衛星(以下、測位禁止衛星という)があるか否かを判別する。測位禁止衛星があると判別したとき、当該GPS衛星に関する仰角および方位角を記憶装置24に記憶する。本実施例では、GPS信号の受信レベルが所定値、例えば30dB以下であるとき、測位禁止衛星であると判別する。例えば、図12を例にすると、衛星番号20が29dBであるので、これが測位禁止衛星と判別される。なお、測位禁止衛星と判別された衛星は、測位対象からも除外される。
The
図2は、記憶装置24におけるGPS衛星の方位角と仰角の記憶例である。測位禁止衛星と判別されると、判別制御部20は、一定の時間間隔T(T1、T2・・・Tn)で、当該GPS衛星に関する方位角F(F1、F2・・・Fn)と仰角G(G1、G2、・・・Gn)を記憶装置24に記憶する。これらの方位角Fと仰角Gの情報は、位置検出部16で検出された移動体の位置M(緯度、経度)と対応して記憶される。
FIG. 2 shows an example of storing the azimuth and elevation angles of GPS satellites in the
測位制御部22は、記憶装置24に記憶された方位角Fおよび仰角Gの情報に基づき、測位禁止範囲を設定し、この範囲内に存在するGPS衛星を測位から除外するように測位演算部14を制御する。
The
記憶装置24は、好ましくは読み書き可能な半導体メモリやハードディスク等により構成され、制御部18によって、その読み書きが制御される。
The
次に、本実施例のGPS受信機における動作を図3のフローチャートを参照して説明する。GPS衛星からの信号がRF受信部12で受信され、測位演算部14においてGPS衛星の測位が開始される。判別制御部20は、測位演算部14において測位対象となっているGPS信号の信号レベルの中に、SNRが30dB以下の信号が含まれているか否かをチェックする(ステップS101)。
Next, the operation of the GPS receiver of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. A signal from the GPS satellite is received by the
30dB以下の信号が含まれているとき、判別制御部20は、当該信号のGPS衛星を測位禁止衛星と判別する(ステップS102)。同時に、測位制御部22は、測位禁止衛星と判別されたGPS衛星の測位を禁止または除外するように測位演算部14を制御する。なお、測位禁止衛星は複数であってもよいが、好ましくは、3次元の位置検出を可能にするため少なくとも4つのGPS衛星の測位を可能とする。仮に、測位禁止衛星を複数とすることで、4つ未満の衛星になるようであれば、複数の測位禁止衛星の中からSNRが悪い衛星を優先的に禁止衛星とし、4つの衛星が残るようにする。
When a signal of 30 dB or less is included, the
測位演算部14は、測位禁止と判別されたGPS衛星の測位は行わないが、当該GPS衛星についての軌道情報をRF受信部12から受け取る。そして、判別制御部20は、測位禁止衛星に関する方位角、仰角を記憶装置24に記憶する(ステップS103)。さらに、判別制御部20は、位置検出部16で検出された移動体の位置Mを、衛星の方位角および仰角と対応させて記憶装置24に記憶する(ステップS104)。
The
例えば、図4に示すGPS衛星の配置において、衛星番号20が測位禁止衛星と判別された場合、図2に示すように、移動体の位置Mとともに、衛星番号20に関する方位角Fと仰角Gが記憶される。
For example, in the arrangement of the GPS satellites shown in FIG. 4, when the
記憶装置24への記憶から一定時間tが経過されると(ステップS105)、判別制御部20は、測位禁止衛星のSNRが、30dBよりも大きくなったか、または、測位禁止衛星の測位が可能かを判別する(ステップS106)。SNRが30dB以下であれば、継続して、方位角F、仰角G、および位置Mが記憶装置24に記憶される(ステップS103、104)。このとき、記憶装置24に記憶された時刻Tは、前回の時刻よりも、一定時間tだけ経過している。
When a predetermined time t has elapsed since the storage in the storage device 24 (step S105), the
一方、SNRが30dBよりも大きくなったとき、または、信号を測位することができなくなったとき、測位禁止が解除され、かつ測位禁止衛星に関する方位角および仰角の記憶が終了される(ステップS107)。他に測位禁止衛星があるときは、ステップS103からの処理が繰り返され、ないときは、移動体の位置記憶が終了される(ステップS108、S109)。 On the other hand, when the SNR becomes larger than 30 dB or when the signal cannot be measured, the positioning prohibition is canceled and the storage of the azimuth and elevation angles related to the positioning prohibited satellite is ended (step S107). . When there are other positioning-prohibited satellites, the processing from step S103 is repeated, and when there are no positioning-prohibited satellites, the position storage of the moving body is terminated (steps S108 and S109).
次に、記憶装置24に記憶された位置(地点)付近を移動体が再び移動するときの測位動作について図5のフローチャートを参照して説明する。移動体の移動に応じて、その位置が位置検出部16において検出される(ステップS201)。測位制御部22は、位置検出部16において検出された位置(以下、検出位置Dという)と、記憶装置24に記憶された位置(以下、記憶位置Mという)とを比較し、検出位置Dが、記憶位置Mの周辺にあるか否かを判定する(ステップS202)。例えば、図6に示すように、記憶位置MのX、Y座標を(Mx、My)、検出位置DのX、Y座標を(Dx、Dy)とし、記憶位置Mの半径Rの距離内に検出位置Dがあれば周辺とし、半径Rの距離外であれば周辺にないと判定する。
Next, the positioning operation when the moving body moves again in the vicinity of the position (point) stored in the
記憶位置Mの周辺に検出位置Dがあるとき、測位制御部22は、記憶装置24から記憶位置Mに対応する方位角Fおよび仰角Gを読出し(ステップS203)、検出位置Dを基準とする測位禁止範囲を設定する(ステップS204)。例えば、記憶位置Mpにおける方位角がFp、仰角がGp、検出位置Dpにおける方位角Fdp、仰角Gdpは、次のように設定される。
σgおよびσfは、仰角と方位角に一定の範囲を幅を持たせている。これは、移動体が移動するとき、検出位置Dが常に変化するため、これを考慮する必要がある。特に、検出位置Dの変化は、方位角に大きな影響を及ぼすので、Fpを中心に±σpを設定している。さらに、σgおよびσfの大きさは、移動体の速度以外に、移動体が静止していたと仮定して、その一定範囲にあるGPS衛星からの信号であれば、SNRが30dB以下になるであろうとことも考慮されている。 σg and σf have a certain range in elevation angle and azimuth. This is because it is necessary to consider this because the detection position D always changes when the moving body moves. In particular, since the change in the detection position D has a large effect on the azimuth angle, ± σp is set around Fp. Further, the magnitude of σg and σf is assumed to be 30 dB or less if the signal is from a GPS satellite within a certain range, assuming that the moving body is stationary in addition to the speed of the moving body. Consideration is also taken into account.
例えば、図4に示すGPS衛星番号20が測位禁止衛星と判別されていたならば、移動体が、その記憶位置Mの周辺を移動するとき、図7に示すような測位禁止範囲が設定される。
For example, if the
測位制御部22は、測位禁止範囲、すなわち、式(1)および式(2)の情報を測位演算部14へ通知する(ステップS205)。測位演算部14は、測位禁止範囲に応答して、RF受信部12から受信した信号から、測位禁止範囲に含まれるGPS信号を測位から除外する(ステップS206)。そして、測位演算部14の測位結果が位置検出部16へ供給され、そこで移動体の現在位置が検出される。
The
移動体の移動により、検出位置Dが記憶位置Mの周辺から離れた場合には(ステップS207)、測位制御部22は、測位演算部14に対して測位禁止範囲の解除を指示する(ステップS208)。さらに測位制御部22は、移動体の検出位置Dが、他の記憶位置Mの周辺であるか否かを判定し、他の記憶位置Mの周辺に該当することになったときは、上記ステップS203からの処理を行う(ステップS209)。
When the detection position D is moved away from the vicinity of the storage position M due to the movement of the moving body (step S207), the
これにより、GPS測位時に測位演算に悪影響を及ぼす測位禁止衛星を検出し、これに基づき測位禁止範囲をするようにしたので、マルチパス信号等のノイズを除去し、測位精度を向上させることが可能である。また、GPS衛星の測位範囲を移動体(車輌)の位置に応じて決定することにより、再び同じ位置を移動する場合に、測位演算に悪影響を及ぼすGPS衛星を検出する必要がなく、位置測位の処理時間短縮につながる。 As a result, positioning-prohibited satellites that adversely affect positioning calculations are detected during GPS positioning, and the positioning-prohibited range is set based on this, so noise such as multipath signals can be removed and positioning accuracy can be improved. It is. In addition, by determining the positioning range of the GPS satellites according to the position of the moving body (vehicle), it is not necessary to detect GPS satellites that adversely affect the positioning calculation when moving the same position again. It leads to shortening of processing time.
上記第1の実施例では、測位禁止衛星の判別を、受信信号のSNRが30dBという基準を用いたが、判別の手法はこれに限定されるものではない。例えば、RF受信部12において受信されるGPS信号の中から、最もSNRが悪いGPS衛星を測位禁止衛星とすることも可能である。
In the first embodiment, the positioning-prohibited satellite is discriminated using the criterion that the SNR of the received signal is 30 dB. However, the discriminating method is not limited to this. For example, a GPS satellite having the worst SNR among GPS signals received by the
あるいは、GPS信号の履歴を記憶しておき、受信信号のSNRの変動もしくは分散の大きな信号を監視し、この衛星を測位禁止衛星としもよい。図8は、衛星Aと衛星Bについて、受信信号のSNRを一定期間(T1〜T5)蓄積し、その変動を示したグラフである。SNRの変動をチェックし、変動値(Vmax)が一番大きなGPS衛星を測位禁止衛星とすることができる。あるいは、変動値(Vmax)が所定値以上であるとき、当該GPS衛星を測位禁止衛星とするようにしてもよい。 Alternatively, a GPS signal history may be stored, a signal having a large variation or dispersion in the SNR of the received signal may be monitored, and this satellite may be a positioning prohibited satellite. FIG. 8 is a graph showing the fluctuations of SNRs of received signals accumulated for a certain period (T1 to T5) for satellites A and B. The SNR fluctuation is checked, and the GPS satellite having the largest fluctuation value (Vmax) can be determined as a positioning prohibited satellite. Alternatively, when the fluctuation value (Vmax) is greater than or equal to a predetermined value, the GPS satellite may be a positioning prohibited satellite.
さらに上記第1の実施例では、測位禁止衛星が判別されたとき、当該衛星の方位角と仰角を、一定の時間ごとにサンプリングするようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、位置検出部16において検出された移動体の位置情報から、移動体が一定距離を移動するたびに方位角および仰角をサンプリングするようにしてもよい。すなわち、移動体の移動軌跡に対応するように、方位角および仰角を記憶するようにしてもよい。
Furthermore, in the first embodiment, when a positioning-prohibited satellite is determined, the azimuth angle and elevation angle of the satellite are sampled at regular intervals. However, the present invention is not limited to this. For example, the azimuth angle and the elevation angle may be sampled every time the moving body moves a certain distance from the position information of the moving body detected by the
次に、本発明の第2の実施例について説明する。第2の実施例は、第1の実施例に係るGPS受信機1を車載用ナビゲーション装置に適用したものであり、この構成を図9に示す。車載用ナビゲーション装置100は、第1の実施例に係るGPS受信機1と、車速センサやジャイロセンサ等を含む自立航法用センサ110と、ユーザーからの指示等を入力する操作入力部120と、インターネット等のネットワーク通信を行い、サーバ等から地図データや交通情報を取得する通信制御部130と、ナビゲーションに必要な地図データ等を記憶する記憶部140と、スピーカ152から音声を出力するための音声出力部150と、ディスプレイ162に地図等を描画するための表示制御部160と、これらの各部の制御を行うナビゲーション制御部170とを含んで構成される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the
ナビゲーション制御部170は、GPS受信機1の位置検出部16からの位置検出結果に基づき、自車位置に対応する地図データを記憶部140から読出し、これをディスプレイ162へ表示させる。同時に、ディスプレイの地図画面上に自車位置を示すマークを重ねて描画させる。
The
第1の実施例に係るGPS受信機をナビゲーション装置に適用することで、例えば、図9に示すように、測位禁止衛星が判別されたときに、当該衛星に関する方位角および仰角を、交差点毎(C1、C2、C3、C4・・・)に記憶するようにしてもよい。そして、自車200が、再び、同じルートを走行するとき、交差点毎に記憶された方位角および仰角に基づき測位禁止範囲を設定するようにすることができる。さらに、目的地までの探索経路Rが決定している場合には、予め、当該経路上の交差点における方位角および仰角に基づく測位禁止範囲を設定するようにしてもよい。
By applying the GPS receiver according to the first embodiment to a navigation device, for example, as shown in FIG. 9, when a positioning-prohibited satellite is determined, the azimuth angle and elevation angle for the satellite are determined for each intersection ( (C1, C2, C3, C4...) May be stored. When the
さらに、交差点以外にも、特定の路線上を一定の距離毎に、あるいは、一定間隔の緯度および経度で、方位角および仰角をサンプリングしたり、特定の目標物や市区町村境界などでサンプリングすることも可能である。さらに、自車が高速道路を走行している場合には、地図データを参照し、サービスエリアやインターチェンジ毎に、測位禁止衛星の方位角や仰角を記憶するようにしてもよい。 In addition to intersections, azimuths and elevations are sampled on a specific route at regular distances or at regular intervals of latitude and longitude, or sampled at specific targets or municipal boundaries. It is also possible. Further, when the vehicle is traveling on an expressway, the azimuth angle and elevation angle of the positioning prohibited satellite may be stored for each service area or interchange by referring to the map data.
これにより、自車が一旦走行した地域においては、測位禁止範囲を設定することで、測位精度を向上させ、かつ、そのための処理を短時間にて行うことができる。特に、自車が高速道路など、高速で移動する場合に効果的である。 Thereby, in the area where the host vehicle once traveled, the positioning prohibition range is set, so that the positioning accuracy can be improved and the processing for that can be performed in a short time. This is particularly effective when the vehicle moves at a high speed such as an expressway.
本実施例のGPS受信機をナビゲーション装置に適用することで、マルチパスの影響などを受けた電波状態の良くないGPS衛星を測位対象から除外し、GPS受信機による測位精度の誤差を最小限にすることができる。その結果、地図画面上に精度良く自車位置の表示を行い、かつ、経路誘導案内もより正確に行うことができる。 By applying the GPS receiver of this embodiment to the navigation device, GPS satellites with poor radio wave conditions that are affected by multipaths are excluded from positioning targets, and errors in positioning accuracy by the GPS receiver are minimized. can do. As a result, the vehicle position can be accurately displayed on the map screen, and the route guidance can be performed more accurately.
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible.
上記実施例では、GPS受信機を車載用ナビゲーション装置に適用した例を示したが、これに限らず船舶や航空機などのナビゲーション装置に適用することも可能である。 In the above-described embodiment, an example in which the GPS receiver is applied to an in-vehicle navigation device has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to a navigation device such as a ship or an aircraft.
本発明に係るGPS衛星の測位装置は、好ましくはGPS受信機、GPS受信機を利用したナビゲーション装置、ナビゲーションシステム、ナビゲーション機能を有する電子機器等において広く利用することができる。 The GPS satellite positioning device according to the present invention is preferably widely used in a GPS receiver, a navigation device using the GPS receiver, a navigation system, an electronic device having a navigation function, and the like.
1:GPS受信機 10:アンテナ
12:RF受信部 14:測位演算部
16:位置検出部 18:制御部
20:判別制御部 22:測位制御部
24:記憶装置 100:ナビゲーション装置
170:ナビゲーション制御部
1: GPS receiver 10: Antenna 12: RF receiver 14: Positioning calculation unit 16: Position detection unit 18: Control unit 20: Discrimination control unit 22: Positioning control unit 24: Storage device 100: Navigation device 170: Navigation control unit
Claims (12)
GPS衛星からGPS信号を受信する受信手段と、
受信されたGPS信号に基づきGPS衛星の測位を行う測位手段と、
測位手段による測位結果から移動体の位置を検出する位置検出手段と、
測位手段により測位可能なGPS衛星の数が一定以上ある場合に、当該測位可能なGPS衛星が一定の条件を満足するとき、当該一定条件を満足したGPS衛星を測位を禁止すべきGPS衛星として判別する判別手段と、
判別手段により測位禁止と判別されたGPS衛星に関する仰角情報および方位角情報を移動体の位置に対応させて記憶する記憶手段と、
位置検出手段により検出された移動体の検出位置と記憶手段に記憶された移動体の記憶位置とを比較し、検出位置が記憶位置の一定範囲内にあるとき、記憶手段に記憶された仰角情報および方位角情報に基づき測位禁止範囲を設定し、該設定された測位禁止範囲内のGPS衛星を測位対象から除外するように測位手段を制御する測位制御手段と、
を有する測位装置。 A positioning device mounted on a moving body,
Receiving means for receiving GPS signals from GPS satellites;
Positioning means for positioning a GPS satellite based on the received GPS signal;
Position detecting means for detecting the position of the moving body from the positioning result by the positioning means;
When the number of GPS satellites that can be measured by the positioning means exceeds a certain level, if the GPS satellites that can be positioned satisfy a certain condition, the GPS satellite that satisfies the certain condition is determined as a GPS satellite that should be prohibited from positioning. Discriminating means to perform,
Storage means for storing elevation angle information and azimuth angle information related to GPS satellites determined to be positioning prohibited by the determination means in association with the position of the moving body;
The detected position of the moving body detected by the position detecting means and the storage position of the moving body stored in the storage means are compared, and when the detected position is within a certain range of the storage position, the elevation angle information stored in the storage means A positioning control means for setting a positioning prohibition range based on the azimuth angle information and controlling the positioning means so as to exclude GPS satellites within the set positioning prohibition range from positioning targets;
A positioning device having
地図データを記憶する地図データ記憶手段と、
ディスプレイと、
測位装置において検出された移動体の位置に基づき地図データ記憶手段から地図データを読出し、かつ、移動体の位置を地図データ上に重ね、これらをディスプレイ上に表示する表示制御手段と、
を有するナビゲーション装置。 A positioning device according to any one of claims 1 to 8 ,
Map data storage means for storing map data;
Display,
Display control means for reading out map data from the map data storage means based on the position of the moving body detected in the positioning device, and overlaying the position of the moving body on the map data, and displaying them on the display;
A navigation device.
前記測位装置において測位可能なGPS衛星の数が一定以上ある場合に、当該測位可能なGPS衛星が一定の条件を満足するとき、当該一定条件を満足したGPS衛星を測位を禁止すべきGPS衛星として判別するステップと、
測位を禁止すべきと判別されたGPS衛星に関する仰角情報および方位角情報を、移動体の検出位置に対応させて記憶するステップと、
移動体の検出位置と記憶された移動体の記憶位置とを比較し、検出位置が記憶位置の一定範囲内にあるとき、記憶された仰角情報および方位角情報に基づき、測位禁止範囲を設定し、設定された測位禁止範囲内のGPS衛星を測位対象から除外するようにGPS衛星の測位を制御するステップと、
を有する測位方法。 A positioning method for positioning a GPS satellite by receiving a GPS signal from a GPS satellite using a positioning device mounted on a moving body ,
If others positioning GPS satellites is more constant in the positioning device, when the positioning GPS satellites satisfy certain conditions, as a GPS satellite should be prohibited positioning the GPS satellites which satisfies the predetermined condition A step of determining;
Storing elevation angle information and azimuth angle information relating to GPS satellites determined to be prohibited from positioning in correspondence with the detection position of the moving object;
Compare the detected position of the moving object with the stored position of the moving object, and set the positioning prohibition range based on the stored elevation angle information and azimuth angle information when the detected position is within a certain range of the stored position. Controlling the positioning of the GPS satellites so as to exclude the GPS satellites within the set positioning prohibited range from the positioning target;
A positioning method having
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