JP5096809B2 - GPS positioning system and GPS positioning method - Google Patents

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Description

本発明は、GPS衛星の情報を利用して移動局を測位するGPS測位システムに関し、特に基準局から補正情報を受けて、より正確に移動局を測位するシステムに関する。   The present invention relates to a GPS positioning system for positioning a mobile station using information of a GPS satellite, and more particularly to a system for positioning a mobile station more accurately by receiving correction information from a reference station.

GPS衛星を利用した測位システムとしては、カーナビゲーションなどが挙げられるが、これらの多くはGPS移動局(GPSを載せた車)による単独測位であるため、精度が50m〜10mと悪い。これは、GPS衛星からの電波信号が地上のGPSアンテナに到達する過程で、大気中を通過するときの電波伝播遅延などで誤差を含んだ状態になるためである。   As a positioning system using a GPS satellite, there is a car navigation or the like. However, since many of these are independent positioning by a GPS mobile station (a vehicle carrying a GPS), the accuracy is poor at 50 m to 10 m. This is because, in the process in which the radio wave signal from the GPS satellite reaches the GPS antenna on the ground, an error is caused by a radio wave propagation delay when passing through the atmosphere.

この改善策として、予め決められた絶対座標値にGPS基準局のアンテナを設置して、アンテナ位置の測位を行い、この測位に基いて補正信号を生成して移動局に送信する相対測位方式がある。その原理は、GPS基準局での測位結果(座標値)は予め決められた絶対座標値と一致するはずであるが、実際は先に述べた電波伝播遅延などの影響で、その絶対座標値と異なる位置が測位されることになる。GPS基準局(アンテナ)の絶対座標値と測位した座標値の差分(誤差)は、補正情報としてGPS基準局からGPS移動局に無線伝送し、GPS移動局において精度改善された位置を得ることができる。なお、GPS基準局での前記差分(誤差)は、移動局でも同等に含まれていることを前提としている。   As an improvement measure, there is a relative positioning method in which a GPS reference station antenna is installed at a predetermined absolute coordinate value, the antenna position is measured, a correction signal is generated based on this positioning, and the correction signal is transmitted to the mobile station. . The principle is that the positioning result (coordinate value) at the GPS reference station should match the predetermined absolute coordinate value, but in reality, the position is different from the absolute coordinate value due to the influence of the radio wave propagation delay described above. Will be positioned. The difference (error) between the absolute coordinate value of the GPS reference station (antenna) and the measured coordinate value is wirelessly transmitted as correction information from the GPS reference station to the GPS mobile station, and a position with improved accuracy can be obtained in the GPS mobile station. Note that it is assumed that the difference (error) at the GPS reference station is equally included in the mobile station.

前記相対測位方式としては、DGPS(ディファレンシャルGPS)やRTKGPS(リアルタイムキネマテックGPS)測位などの高精度測位が挙げられる。ここで、精度を維持するためには、基準局と移動局の両方で同時に捕捉できる共通衛星数の数が重要であり、移動局と基準局の一方で多くの衛星を捕捉しても他方での衛星捕捉数が少ないと、共通衛星が少なくなり測位精度に影響を及ぼす。   Examples of the relative positioning method include high-accuracy positioning such as DGPS (differential GPS) and RTKGPS (real-time kinematic GPS) positioning. Here, in order to maintain accuracy, the number of common satellites that can be captured simultaneously by both the reference station and the mobile station is important. Even if many satellites are captured by either the mobile station or the reference station, If the number of acquisitions is small, the number of common satellites will be reduced, which will affect the positioning accuracy.

衛星捕捉数(可視衛星数)は、その設置場所の周辺環境(GPS電波の遮蔽構造物の有無など)に依存するため、予め衛星捕捉の影響の少ない場所を選んで設置している。   Since the number of captured satellites (the number of visible satellites) depends on the surrounding environment (such as the presence / absence of a GPS radio wave shielding structure), a place where the influence of satellite capture is small is selected and installed in advance.

特許文献1には、移動局で多数の衛星を捕捉出来るようにアンテナを移動、または複数アンテナから最適アンテナを選択するものが記載されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2004-133867 describes a method of moving an antenna so that a mobile station can capture a large number of satellites or selecting an optimum antenna from a plurality of antennas.

特開平8−178649号公報JP-A-8-178649

特許文献1は、移動局で出来るだけ多くの衛星を捕捉出来るようにしたものであるが、基準局につては考慮されていない。都市部においては、基準局の設置後にその周りにビルが建設される場合や、既存のビルの間に基準局を設置せざるを得ない場合が多々あり、このようなビルはGPS電波の遮蔽構造物となり、測位精度に影響を及ぼす。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 is designed to capture as many satellites as possible in a mobile station, but does not consider the reference station. In urban areas, there are many cases where a building is built around the base station after the base station is installed, or there are many cases where a base station must be installed between existing buildings. This affects the positioning accuracy.

本発明の目的は、周りに遮蔽構造物がある環境においても、GPS基準局で衛星をより多く捕捉できるGPS測位システム及びGPS測位方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a GPS positioning system and a GPS positioning method capable of capturing more satellites in a GPS reference station even in an environment where there are shielding structures around.

本発明は、設置位置とGPS衛星からのGPS情報に基き補正情報を生成して送信する基準局と、移動体に搭載されると共に、GPS衛星からのGPS情報と前記基準局の補正情報に基いて該移動体の測位を行う移動局からなるGPS測位システムにおいて、前記基準局はGPS情報を受信するGPSアンテナと、前記GPSアンテナを支える架台と、GPS情報を解析して衛星軌道情報を算出するGPS受信機と、算出された衛星軌道情報に基づいて捕捉衛星数がより多くなるアンテナ位置を検出してその移動量を算出するコンピュータと、算出された移動量に基づいて前記架台を移動するアクチュエータを備えたことを特徴とする。   The present invention provides a reference station that generates and transmits correction information based on the installation position and GPS information from a GPS satellite, and is mounted on a mobile unit, and is based on the GPS information from the GPS satellite and the correction information of the reference station. In a GPS positioning system comprising a mobile station for positioning a mobile body, the reference station is a GPS antenna that receives GPS information, a gantry that supports the GPS antenna, and a GPS receiver that analyzes the GPS information and calculates satellite orbit information. And a computer that detects an antenna position where the number of captured satellites is larger based on the calculated satellite orbit information and calculates the amount of movement thereof, and an actuator that moves the gantry based on the calculated amount of movement. It is characterized by that.

また、前記基準局はGPS情報を受信するGPSアンテナと、前記GPSアンテナを支える架台と、GPS情報を解析して衛星軌道情報を算出するGPS受信機と、算出された衛星軌道情報に基づいて捕捉衛星数がより多くなるアンテナ位置を検出してその移動量を算出すると共に、移動したアンテナ位置での補正情報を生成して送信するコンピュータと、前記算出された移動量に基づいて前記架台を移動するアクチュエータを備えたことを特徴とする。   The reference station includes a GPS antenna that receives GPS information, a gantry that supports the GPS antenna, a GPS receiver that analyzes GPS information to calculate satellite orbit information, and a captured satellite based on the calculated satellite orbit information. The number of antenna positions that increase in number is detected and the amount of movement is calculated, and the computer that generates and transmits correction information at the moved antenna position, and the platform is moved based on the calculated amount of movement. An actuator is provided.

また、前記基準局はGPS情報を受信するGPSアンテナと、前記GPSアンテナを支える架台と、GPS情報を解析して衛星軌道情報を算出するGPS受信機と、算出された衛星軌道情報と基準局周囲の遮蔽物による遮蔽情報に基づいて捕捉衛星数がより多くなるアンテナ位置を検出してその移動量を算出すると共に、移動したアンテナ位置での補正情報を生成して送信するコンピュータと、前記算出された移動量に基づいて前記架台を移動するアクチュエータを備えたことを特徴とする。   The reference station includes a GPS antenna that receives GPS information, a gantry that supports the GPS antenna, a GPS receiver that analyzes the GPS information and calculates satellite orbit information, and the calculated satellite orbit information and shielding around the reference station. A computer that detects an antenna position where the number of captured satellites increases based on shielding information by an object and calculates the amount of movement thereof, and generates and transmits correction information at the moved antenna position, and the calculated movement An actuator for moving the gantry based on the amount is provided.

また、設置位置が特定されている基準局がGPS衛星からのGPS情報に基いて補正情報を生成して送信し、移動体に搭載された移動局がGPS衛星からのGPS情報と前記基準局の補正情報とに基いて該移動体位置の測位を行うGPS測位方法において、前記基準局はGPSアンテナで受信したGPS情報を解析して衛星軌道情報を算出し、算出された衛星軌道情報に基づいて捕捉衛星数がより多くなるアンテナ位置を検出してその移動量を算出し、算出された移動量に基づいてGPSアンテナを移動させることを特徴とする。   Further, the reference station whose installation position is specified generates and transmits correction information based on the GPS information from the GPS satellite, and the mobile station mounted on the moving body receives the GPS information from the GPS satellite and the correction information of the reference station. In the GPS positioning method for positioning the mobile object based on the above, the reference station analyzes the GPS information received by the GPS antenna to calculate satellite orbit information, and the number of captured satellites based on the calculated satellite orbit information , Detecting the position of the antenna where the number of antennas increases, calculating the amount of movement, and moving the GPS antenna based on the calculated amount of movement.

また、前記基準局はGPSアンテナで受信したGPS情報を解析して衛星軌道情報を算出し、算出された衛星軌道情報に基づいて捕捉衛星数がより多くなるアンテナ位置を検出してその移動量を算出し、算出された移動量に基づいてGPSアンテナを移動させ、受信したGPS情報と移動後のGPSアンテナ位置とに基いて補正情報を生成して移動局に送信することを特徴とする。   In addition, the reference station analyzes GPS information received by a GPS antenna to calculate satellite orbit information, detects an antenna position where the number of captured satellites is larger based on the calculated satellite orbit information, and calculates the amount of movement thereof. Then, the GPS antenna is moved based on the calculated movement amount, and correction information is generated based on the received GPS information and the moved GPS antenna position, and transmitted to the mobile station.

さらに、前記基準局はGPSアンテナで受信したGPS情報を解析して衛星軌道情報を算出し、算出された衛星軌道情報と基準局周囲の遮蔽物による遮蔽情報に基づいて捕捉衛星数がより多くなるアンテナ位置を検出してその移動量を算出し、算出された移動量に基づいてGPSアンテナを移動させ、受信したGPS情報と移動後のGPSアンテナ位置とに基いて補正情報を生成して移動局に送信することを特徴とする。   Further, the reference station analyzes GPS information received by a GPS antenna to calculate satellite orbit information, and an antenna position where the number of captured satellites is larger based on the calculated satellite orbit information and shielding information by shielding objects around the reference station. Is detected, the movement amount is calculated, the GPS antenna is moved based on the calculated movement amount, correction information is generated based on the received GPS information and the moved GPS antenna position, and transmitted to the mobile station. It is characterized by doing.

本発明によれば、GPS基準局の設置場所を移動できるようなレールの上に、GPS基準局を固定し、常に最大数の衛星捕捉ができるようにアルマナック情報に基づいて、レール上の基準局を移動させながら測位を行うことで、いつも衛星捕捉数を多い状態での基準局の運用を実現できる。また、基準局のGPSアンテナの座標値に対応した補正情報を生成し送信することで、移動しながらの状態で基準局としての役割を実現するため、GPS基準局設置場所の遮蔽の影響を低減したかたちで基準局の機能を実現することができる。   According to the present invention, the GPS reference station is fixed on a rail that can move the installation location of the GPS reference station, and the reference station on the rail is moved based on the almanac information so that the maximum number of satellites can always be acquired. However, by performing positioning, the operation of the reference station can always be realized with a large number of satellites captured. In addition, by generating and transmitting correction information corresponding to the coordinate value of the GPS antenna of the reference station, the role of the reference station is realized while moving, so that the influence of shielding at the location where the GPS reference station is installed is reduced. The function of the reference station can be realized.

本発明の実施例を説明する。図1に、実施例を適用するGPS測位方式の概念を示す。10は基準局で、GPSアンテナ、GPS受信機、補正情報送信用無線機及び無線送信アンテナを内蔵する。11は移動局で、GPSアンテナ、GPS受信機、補正情報受信用無線機及び無線受信アンテナを内蔵する。基準局10からは無線送信アンテナと無線受信アンテナを介してGPS補正情報が移動局11に送られ、相対測位方式で測位される。   Examples of the present invention will be described. FIG. 1 shows the concept of a GPS positioning method to which the embodiment is applied. Reference numeral 10 denotes a reference station, which includes a GPS antenna, a GPS receiver, a correction information transmission radio, and a radio transmission antenna. A mobile station 11 has a GPS antenna, a GPS receiver, a correction information receiving radio, and a radio receiving antenna. The GPS correction information is sent from the reference station 10 to the mobile station 11 via the wireless transmission antenna and the wireless reception antenna, and is measured by the relative positioning method.

基準局10と移動局11では、前述したように両方で同時に共通のGPS衛星を捕捉する必要がある。図1では、移動局11と基準局10の上空には合計で7個のGPS衛星が存在する状態を示している。しかし、基準局10と移動局11の周辺環境の遮蔽物(ビル、広告塔など)の影響により、共通で捕捉可能な衛星は12〜15の4個しかないことを例示している。残り3個は基準局10か移動局11の片方でしか捕捉できない衛星となる例を示している。即ち、衛星16,17はGPS基準局10のみで捕捉可能で、衛星18は移動局11でのみ捕捉可能である。   In the reference station 10 and the mobile station 11, it is necessary to simultaneously acquire a common GPS satellite in both as described above. FIG. 1 shows a state in which a total of seven GPS satellites exist above the mobile station 11 and the reference station 10. However, there are only four satellites 12 to 15 that can be captured in common due to the influence of surrounding objects (buildings, advertising towers, etc.) around the reference station 10 and the mobile station 11. The remaining three are examples in which the satellites can be captured by only one of the reference station 10 and the mobile station 11. That is, the satellites 16 and 17 can be captured only by the GPS reference station 10, and the satellite 18 can be captured only by the mobile station 11.

図2に、実施例の基準局10の機器構成を示す。基準局10は、予め絶対座標が明確になっている場所に設置される。105は剛性をもったリニアガイドレール106上を移動走行する機器搭載架台で、この上にはGPSアンテナ101、GPS受信機102、移動量算出コンピュータ103、機器搭載架台105を移動駆動するサーボモータアクチュエータの駆動指令制御を行うサーボアンプ110、サーボアンプからの指令で機器搭載架台105を移動させるアクチュエータ(サーボモータ)104が搭載される。   FIG. 2 shows a device configuration of the reference station 10 of the embodiment. The reference station 10 is installed in a place where the absolute coordinates are clear in advance. Reference numeral 105 denotes a device-mounted gantry that travels on a rigid linear guide rail 106, and a servo motor actuator that moves and drives the GPS antenna 101, the GPS receiver 102, the movement amount calculation computer 103, and the device-mounted gantry 105. A servo amplifier 110 that performs drive command control and an actuator (servo motor) 104 that moves the device mounting base 105 in accordance with a command from the servo amplifier are mounted.

また、機器搭載架台105の実際の移動量を把握するために架台移動用車輪111の回転量を検出する移動量検出エンコーダ107、GPSアンテナ101の位置に対応した絶対座標値を含む補正情報を送信するための補正情報送信用無線機108、無線機108のアンテナ109も搭載される。上記のように基準局10は、リニアガイドレール106上を可動式に構成される。   Further, in order to grasp the actual movement amount of the equipment mounting base 105, a movement amount detection encoder 107 for detecting the rotation amount of the base movement wheel 111, and correction information including an absolute coordinate value corresponding to the position of the GPS antenna 101 are transmitted. The correction information transmitting radio device 108 and the antenna 109 of the radio device 108 are also mounted. As described above, the reference station 10 is configured to be movable on the linear guide rail 106.

図3に、機器搭載架台105上の各機器の接続ブロック図を示す。GPSアンテナ101はGPSアンテナケーブル208を介してGPS受信機102に接続される。GPS受信機102と移動量算出コンピュータ103は、RS232Cシリアル通信ケーブル209で接続される。移動量算出コンピュータ103とサーボアンプ110の間は、シリアル通信ケーブル210で接続される。サーボアンプ110とアクチュエータであるサーボモータ104の間は、サーボモータ動力線211で接続される。   FIG. 3 shows a connection block diagram of each device on the device mounting base 105. The GPS antenna 101 is connected to the GPS receiver 102 via a GPS antenna cable 208. The GPS receiver 102 and the movement amount calculation computer 103 are connected by an RS232C serial communication cable 209. The movement amount calculation computer 103 and the servo amplifier 110 are connected by a serial communication cable 210. The servo amplifier 110 and the servo motor 104 that is an actuator are connected by a servo motor power line 211.

機器搭載架台105上に搭載されるGPSアンテナ101の移動量(架台105の移動量)を検出するために、架台移動用車輪111と結合された移動量検出エンコーダ107を設けている。移動量検出エンコーダ107と移動量算出コンピュータ103の間は、カウンタ信号ケーブル212で接続される。また、移動量検出エンコーダ107で使用できる電源電圧(DC24V)にAC100Vから変換するために電源コンバータ206も搭載する。   In order to detect the amount of movement of the GPS antenna 101 mounted on the device mounting base 105 (the amount of movement of the base 105), a movement amount detecting encoder 107 coupled to the base moving wheel 111 is provided. The movement amount detection encoder 107 and the movement amount calculation computer 103 are connected by a counter signal cable 212. In addition, a power converter 206 is also mounted in order to convert from AC 100 V into a power supply voltage (DC 24 V) that can be used by the movement amount detection encoder 107.

上記構成において、GPS受信機102は衛星から受信したGPS情報を解析して衛星軌道情報(アルマナックデータ)を算出する。移動量算出コンピュータ103は、算出された衛星軌道情報と周囲の遮蔽物による予め登録された遮蔽情報に基き、リニアガイドレール106上で最大の衛星を補足できるアンテナ位置を求め、この位置と現在位置からの距離を移動情報として算出する。この移動情報はサーボアンプ110を介してアクチュエータ104に送られる。   In the above configuration, the GPS receiver 102 analyzes the GPS information received from the satellite and calculates satellite orbit information (almanac data). The movement amount calculation computer 103 obtains an antenna position that can supplement the largest satellite on the linear guide rail 106 based on the calculated satellite orbit information and shielding information registered in advance by surrounding shielding objects, and this position and the current position The distance from is calculated as movement information. This movement information is sent to the actuator 104 via the servo amplifier 110.

図4に基準局10のアンテナ位置と遮蔽物による遮蔽状態との関係を示す。GPSアンテナ101はビルAの屋上に設置されると仮定する。図4(1)に、GPSアンテナ101がリニアガイドレール106上のX位置にある場合の、ビルBによる遮蔽部分302を示す。また、図4(2)に、GPSアンテナ101がリニアガイドレール106上のZ位置にある場合の、ビルCによる遮蔽部分304を示す。   FIG. 4 shows the relationship between the antenna position of the reference station 10 and the shielding state by the shielding object. It is assumed that the GPS antenna 101 is installed on the roof of the building A. FIG. 4A shows the shielding portion 302 by the building B when the GPS antenna 101 is at the X position on the linear guide rail 106. FIG. 4B shows a shielding portion 304 by the building C when the GPS antenna 101 is at the Z position on the linear guide rail 106.

図5は、アンテナ101が位置Zにあるとき、ビルCによる遮蔽を考慮した場合の衛星軌道情報(アルマナックデータ)から算出した可視衛星(捕捉衛星)の説明図である。図5(2)の衛星軌道情報の格子メッシュで覆われた部分401は、ビルCによる遮蔽情報を示し、それ以外の部分はアンテナ101からの可視衛星の範囲である。丸で囲まれた数字と表示位置は、衛星の番号とその時間での位置を示し、曲線は各衛星の軌道を示す。可視衛星の範囲にある衛星をカウントすることにより可視衛星数を把握できる。   FIG. 5 is an explanatory diagram of a visible satellite (captured satellite) calculated from satellite orbit information (almanac data) when shielding by the building C is considered when the antenna 101 is at the position Z. The part 401 covered with the lattice mesh of the satellite orbit information in FIG. 5B shows the shielding information by the building C, and the other part is the range of the visible satellite from the antenna 101. The numbers in circles and the display positions indicate the satellite numbers and the positions at the time, and the curves indicate the orbits of the satellites. The number of visible satellites can be grasped by counting the satellites in the visible satellite range.

図6は、アンテナ101が位置Xにあるとき、ビルBによる遮蔽を考慮した場合の衛星軌道情報から算出した可視衛星(捕捉衛星)の説明図である。図6(2)で、衛星軌道情報の格子メッシュで覆われた部分501は、ビルBによる遮蔽情報を示し、それ以外の部分はアンテナ101からの可視衛星の範囲である。   FIG. 6 is an explanatory diagram of a visible satellite (captured satellite) calculated from satellite orbit information when the shielding by the building B is considered when the antenna 101 is at the position X. In FIG. 6 (2), a portion 501 covered with the lattice mesh of the satellite orbit information indicates shielding information by the building B, and the other portion is the range of the visible satellite from the antenna 101.

図7は、アンテナ101が位置XとZの中間位置Yにあるとき、ビルBとビルCとによる遮蔽を考慮した場合の衛星軌道情報から算出した可視衛星(捕捉衛星)の説明図である。図7(2)で衛星軌道情報の格子メッシュで覆われた部分601はビルCによる遮蔽情報を示し、格子メッシュで覆われた部分602はビルBによる遮蔽情報を示し、それ以外の部分はアンテナ101からの可視衛星の範囲である。   FIG. 7 is an explanatory diagram of the visible satellite (captured satellite) calculated from the satellite orbit information when the shielding by the building B and the building C is considered when the antenna 101 is at the intermediate position Y between the positions X and Z. In FIG. 7B, the portion 601 covered with the lattice mesh of the satellite orbit information shows the shielding information by the building C, the portion 602 covered with the lattice mesh shows the shielding information by the building B, and the other portions are the antennas. 101 is the range of visible satellites.

図8に基準局10の移動量算出コンピュータ103内での移動量算出処理と補正情報を生成して送信するフローを示す。以下、図8に基いて基準局10の動作を説明する。   FIG. 8 shows a flow for generating and transmitting movement amount calculation processing and correction information in the movement amount calculation computer 103 of the reference station 10. Hereinafter, the operation of the reference station 10 will be described with reference to FIG.

移動量算出コンピュータ103を立上げて所定のアプリケーションを立ち上げると次の処理が継続動作する。先ず、処理(ステップ)701は、GPS受信機102で衛星の概略軌道情報であるアルマナックデータを受信する処理である。GPS受信機102はGPS衛星から電波信号を捕捉することでアルマナックデータを取得することが出来る。   When the movement amount calculation computer 103 is started up and a predetermined application is started up, the next processing continues. First, a process (step) 701 is a process in which the GPS receiver 102 receives almanac data, which is the approximate orbit information of the satellite. The GPS receiver 102 can acquire almanac data by capturing radio signals from GPS satellites.

処理702は、予め設定したGPSアンテナ101の移動可能位置における遮蔽範囲を示す定義ファイルをメモリから取り込む処理である。図示しないメモリには、基準局10の設置場所での特有の遮蔽物によって生じる、GPSアンテナ101の移動可能位置における遮蔽範囲を遮蔽情報として定義ファイルに設定されて、予め記憶されている。   A process 702 is a process of fetching from the memory a definition file indicating a shielding range at a preset position where the GPS antenna 101 can move. In a memory (not shown), a shielding range at a movable position of the GPS antenna 101 caused by a specific shielding object at the installation location of the reference station 10 is set in the definition file as shielding information and stored in advance.

処理703は、予め登録された定義ファイルの遮蔽情報と、アルマナックデータの衛星軌道配置情報から、GPSアンテナ101の移動可能位置(移動目標位置)毎の可視衛星数を算出する処理である。次の処理704は、処理703で算出した衛星数について、多い少ないの大小比較を行う。即ち、GPSアンテナ101の移動可能位置(移動目標位置)のうち、どの位置で最も多くの衛星が捕捉できるかをソフトウェアプログラムで比較判断処理する。   A process 703 is a process of calculating the number of visible satellites for each movable position (movement target position) of the GPS antenna 101 from the shielding information of the definition file registered in advance and the satellite orbit arrangement information of the almanac data. In the next process 704, the number of satellites calculated in process 703 is compared between large and small. That is, the software program compares and determines which position among the movable positions (movement target positions) of the GPS antenna 101 can be captured by the software program.

処理705は、処理704で一番多くの衛星が捕捉できるGPSアンテナ101の位置が特定されるので、その位置を目指して基準局を移動させるための移動量と方向を算出決定する処理である。   The process 705 is a process of calculating and determining a movement amount and a direction for moving the reference station aiming at the position because the position of the GPS antenna 101 that can be captured by the most satellites is specified in the process 704.

処理706は、GPSアンテナ101の移動前の位置(現在位置)の絶対座標値を取り込む処理である。この取込みは、移動前の絶対位置を記憶してその後の移動時のアンテナ位置を明確にするためである。この段階でのGPS補正情報は、移動前のGPSアンテナ101の絶対座標値を設定した条件で、移動局側へ送信される。   A process 706 is a process of taking the absolute coordinate value of the position (current position) before the GPS antenna 101 is moved. This capture is for memorizing the absolute position before the movement and clarifying the antenna position during the subsequent movement. The GPS correction information at this stage is transmitted to the mobile station side under the condition that the absolute coordinate value of the GPS antenna 101 before movement is set.

処理707は、処理705で算出された移動量と方向に基づいてアクチュエータ104を駆動するために、サーボアンプ110に指令値を送出する処理である。この指令値に基づいて、サーボアンプ110はモータを正確に駆動し、目標位置へGPSアンテナ101を移動させる。   A process 707 is a process for sending a command value to the servo amplifier 110 in order to drive the actuator 104 based on the movement amount and direction calculated in the process 705. Based on this command value, the servo amplifier 110 drives the motor accurately and moves the GPS antenna 101 to the target position.

処理708は、前記指令後のGPSアンテナ101の実際の移動量を把握するために、機器搭載架台105の移動量を架台移動用車輪111に接続されたエンコーダ107の回転量(回転パルス)をカウントし、移動距離として換算する処理である。処理709は、処理708で算出された実際の移動量と、処理706で取得した絶対座標値とから、レール上を移動している(移動中)GPSアンテナ101の絶対座標値を算出する処理である。エンコーダ107で回転量をリアルタイムで取得し、その回転量から移動距離を算出して、レール上の絶対座標位置を算出把握する。   A process 708 counts the amount of movement of the device mounting base 105 to the amount of rotation (rotation pulse) of the encoder 107 connected to the base moving wheel 111 in order to grasp the actual amount of movement of the GPS antenna 101 after the command. Then, it is a process of converting as a moving distance. A process 709 is a process for calculating the absolute coordinate value of the GPS antenna 101 moving (moving) on the rail from the actual movement amount calculated in the process 708 and the absolute coordinate value acquired in the process 706. is there. The encoder 107 acquires the rotation amount in real time, calculates the movement distance from the rotation amount, and calculates and grasps the absolute coordinate position on the rail.

処理710は、処理709で算出したGPSアンテナ101の絶対座標値を設定した内容でGPS補正情報を生成する処理である。GPS補正情報は、国際規格で決まっており、RTCM SC−104規格に準拠した補正情報を生成する。   A process 710 is a process for generating GPS correction information with the content of setting the absolute coordinate value of the GPS antenna 101 calculated in the process 709. The GPS correction information is determined by an international standard, and correction information conforming to the RTCM SC-104 standard is generated.

処理711は、処理710生成したGPS補正情報を、移動局に送信する処理である。具体的には、補正情報を基準局10の補正情報送信用無線機108から移動局の補正情報受信ポートへ送信する処理を行う。この段階では、GPSアンテナ101の移動途中の補正情報が移動局に送信される。   Process 711 is a process of transmitting the GPS correction information generated in process 710 to the mobile station. Specifically, processing for transmitting the correction information from the correction information transmitting radio 108 of the reference station 10 to the correction information receiving port of the mobile station is performed. At this stage, correction information during the movement of the GPS antenna 101 is transmitted to the mobile station.

処理712は、基準局のGPSアンテナ位置が、処理707で指令された移動目標位置に到達したかどうかを判定する処理を行う。具体的には、サーボアンプ110からの到達完了信号を受けたかどうかで判定する。目標位置に到達していない場合は、処理707に戻ってレール106上の前記移動処理を継続する。移動完了したと判断した場合には、次の移動指令に従うべく、処理701の先頭に戻り順次処理を継続する。   A process 712 performs a process of determining whether or not the GPS antenna position of the reference station has reached the movement target position commanded in the process 707. Specifically, the determination is made based on whether or not the arrival completion signal from the servo amplifier 110 has been received. If the target position has not been reached, the process returns to process 707 and the movement process on the rail 106 is continued. If it is determined that the movement has been completed, the process returns to the top of the process 701 to continue the process in order to follow the next movement command.

目標位置に移動が完了して停止しているときも処理701〜処理711を繰り返すが、処理709で停止位置での絶対座標値が算出され、処理710で停止中の現在位置(絶対座標値)に対応したGPS補正情報が生成され、処理711でこのGPS補正情報が移動局に送信される。   Even when the movement to the target position is completed and the process is stopped, the processes 701 to 711 are repeated. In process 709, the absolute coordinate value at the stop position is calculated, and in process 710, the current position (absolute coordinate value) that is stopped. GPS correction information corresponding to is generated, and in step 711, the GPS correction information is transmitted to the mobile station.

各衛星は軌道に沿って移動しているため、時間と共に捕獲衛星数が最大となる場所が変化していく。従って、実際には処理701〜処理711を繰り返しながら基準局のGPSアンテナ101の位置が変化することが多いが、どの位置においても常に絶対座標値に対応したGPS補正情報が生成されて移動局11に送信され、移動局11は正確な測位が実行できる。   Since each satellite is moving along its orbit, the place where the number of captured satellites becomes maximum changes with time. Accordingly, in practice, the position of the GPS antenna 101 of the reference station is often changed while repeating the processes 701 to 711. However, GPS correction information corresponding to the absolute coordinate value is always generated at any position, and is transmitted to the mobile station 11. The mobile station 11 can perform accurate positioning.

GPSアンテナ101の位置は、エンコーダ107の回転量(回転パルス)をカウントして実際の移動量から把握しているため、常に現実の正確な位置となり、これに基いて正確な補正情報が生成され、送信される。   Since the position of the GPS antenna 101 is obtained from the actual movement amount by counting the rotation amount (rotation pulse) of the encoder 107, it is always an actual accurate position, and accurate correction information is generated based on this position. Sent.

本発明実施例のGPS測位方式の概念図。The conceptual diagram of the GPS positioning system of an Example of this invention. 本発明実施例のGPS基準局の機器構成図。The equipment block diagram of the GPS reference station of this invention Example. 本発明実施例の機器搭載架台の機器の接続ブロック図。The connection block diagram of the apparatus of the apparatus mounting base of an Example of this invention. 本発明実施例のGPS基準局のアンテナ位置と遮蔽との関係図。The relationship figure of the antenna position and shielding of the GPS reference station of an Example of this invention. 本発明実施例のアンテナ位置Zと遮蔽との説明図。Explanatory drawing of the antenna position Z and shielding of the Example of this invention. 本発明実施例のアンテナ位置Xと遮蔽との説明図。Explanatory drawing of the antenna position X and shielding of the Example of this invention. 本発明実施例のアンテナ位置Yと遮蔽との説明図。Explanatory drawing of the antenna position Y and shielding of the Example of this invention. 本発明実施例の基準局のコンピュータの動作フロー図。The operation | movement flowchart of the computer of the reference | standard station of an Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…基準局、11…移動局、12〜18…GPS衛星、101…GPSアンテナ、102…GPS受信機、103…移動量算出コンピュータ、104…アクチュエータ、105…機器搭載架台、106…リニアガイドレール、107…移動量検知エンコーダ、108…補正情報送信用無線機、401、501、601、602…遮蔽情報。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Reference station, 11 ... Mobile station, 12-18 ... GPS satellite, 101 ... GPS antenna, 102 ... GPS receiver, 103 ... Movement amount calculation computer, 104 ... Actuator, 105 ... Equipment mounting stand, 106 ... Linear guide rail, 107: Movement amount detection encoder, 108: Correction information transmitting radio, 401, 501, 601, 602: Shielding information.

Claims (3)

その座標値が既知である設置位置とGPS衛星からのGPS情報に基き補正情報を求めて送信する基準局と、移動体に搭載されると共に、GPS衛星からのGPS情報と前記基準局の補正情報に基いて該移動体の測位を行う移動局からなるGPS測位システムにおいて、
前記基準局はGPS情報を受信するGPSアンテナと、前記GPSアンテナを支える架台と、GPS情報を解析して衛星軌道情報を算出するGPS受信機と、算出された衛星軌道情報と基準局周囲の遮蔽物による遮蔽情報に基づいて捕捉衛星数がより多くなるアンテナ位置を検出してその移動量を算出すると共に、移動したアンテナ位置での補正情報を生成して送信するコンピュータと、前記算出された移動量に基づいて前記架台を移動するアクチュエータと、を備え
前記移動量の情報および前記設置位置から前記補正情報を生成することを特徴とするGPS測位システム。
A reference station that obtains and transmits correction information based on the installation position where the coordinate value is known and GPS information from the GPS satellite, and is mounted on the mobile body, and is based on the GPS information from the GPS satellite and the correction information of the reference station. In a GPS positioning system comprising a mobile station that performs positioning of the mobile object,
The reference station includes a GPS antenna that receives GPS information, a gantry that supports the GPS antenna, a GPS receiver that analyzes the GPS information to calculate satellite orbit information, and the calculated satellite orbit information and shielding around the reference station. calculates the amount of movement by detecting the antenna position number of acquired satellites is more based on the occlusion information, a computer generates and transmits correction information of the moved antenna position, the movement amount the calculated and an actuator for moving said frame based,
The GPS positioning system, wherein the correction information is generated from the movement amount information and the installation position .
設置位置の座標値が既知である基準局がGPS衛星からのGPS情報に基いて補正情報を生成して送信し、移動体に搭載された移動局がGPS衛星からのGPS情報と前記基準局の補正情報とに基いて該移動体位置の測位を行うGPS測位方法において、
前記基準局はGPSアンテナで受信したGPS情報を解析して衛星軌道情報を算出し、算出された衛星軌道情報と基準局周囲の遮蔽物による遮蔽情報に基づいて捕捉衛星数がより多くなるアンテナ位置を検出してその移動量を算出し、算出された移動量に基づいてGPSアンテナを移動させ、前記移動量の情報および前記設置位置から前記補正情報を生成して移動局に送信することを特徴とするGPS測位方法。
Reference station coordinates of the installation position is known is had based on GPS information from GPS satellites and transmits the generated correction information, the correction information of the mobile station mounted on the moving body and the GPS information from GPS satellites the reference station In the GPS positioning method for positioning the mobile object based on
The reference station analyzes GPS information received by a GPS antenna to calculate satellite orbit information, and detects an antenna position where the number of captured satellites is larger based on the calculated satellite orbit information and shielding information by shielding objects around the reference station. The movement amount is calculated, the GPS antenna is moved based on the calculated movement amount, the correction information is generated from the movement amount information and the installation position, and transmitted to the mobile station. GPS positioning method.
その座標値が既知である設置位置とGPS衛星からのGPS情報に基き補正情報を生成して、移動局に送信するGPS測位システムにおける基準局であって、A reference station in a GPS positioning system that generates correction information based on GPS information from an installation position and a GPS satellite whose coordinate value is known, and transmits the correction information to a mobile station,
前記基準局はGPS情報を受信するGPSアンテナと、前記GPSアンテナを支える架台と、GPS情報を解析して衛星軌道情報を算出するGPS受信機と、算出された衛星軌道情報と基準局周囲の遮蔽物による遮蔽情報に基づいて捕捉衛星数がより多くなるアンテナ位置を検出してその移動量を算出するコンピュータと、算出された移動量に基づいて前記架台を移動するアクチュエータと、を備え、The reference station includes a GPS antenna that receives GPS information, a gantry that supports the GPS antenna, a GPS receiver that analyzes the GPS information to calculate satellite orbit information, and the calculated satellite orbit information and shielding around the reference station. A computer that detects an antenna position where the number of captured satellites is increased based on shielding information and calculates the amount of movement thereof, and an actuator that moves the gantry based on the calculated amount of movement,
前記移動量の情報および前記設置位置から前記補正情報を生成することを特徴とするGPS測位システムにおける基準局。A reference station in a GPS positioning system, wherein the correction information is generated from the movement amount information and the installation position.
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