JP5244490B2 - GPS positioning apparatus and method therefor - Google Patents

GPS positioning apparatus and method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP5244490B2
JP5244490B2 JP2008193570A JP2008193570A JP5244490B2 JP 5244490 B2 JP5244490 B2 JP 5244490B2 JP 2008193570 A JP2008193570 A JP 2008193570A JP 2008193570 A JP2008193570 A JP 2008193570A JP 5244490 B2 JP5244490 B2 JP 5244490B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gps
satellite
pseudo distance
pseudorange
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008193570A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010032306A (en
Inventor
徳久 柳原
憲二 清野
善春 小椋
純 吉永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
National Traffic Safety and Environment Laboratory
Original Assignee
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
National Traffic Safety and Environment Laboratory
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd, National Traffic Safety and Environment Laboratory filed Critical Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority to JP2008193570A priority Critical patent/JP5244490B2/en
Publication of JP2010032306A publication Critical patent/JP2010032306A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5244490B2 publication Critical patent/JP5244490B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Description

本発明は、GPS受信機により得られたGPSからの電波を基に、現在位置を特定するGPS位置特定装置に関し、特に、マルチパス成分による誤差を低減して高精度な測位を実現するためのGPS位置特定装置、及び、そのための方法に関する。   The present invention relates to a GPS position specifying device that specifies a current position based on radio waves from GPS obtained by a GPS receiver, and in particular, for realizing high-precision positioning by reducing errors due to multipath components. The present invention relates to a GPS positioning apparatus and a method therefor.

所謂、GPSと呼ばれる衛星からの信号を受信して移動体などの現在位置を特定(測位)するGPS測位装置は、自動車などのナビゲーションをはじめとして、種々の分野で利用されている。   A so-called GPS positioning device that receives a signal from a satellite called GPS and identifies (positions) a current position of a moving object or the like is used in various fields including navigation of automobiles.

ところで、かかるGPS測位においては、電波の反射などに伴うマルチパス成分を原因とする測位誤差が既に知られており、従来、例えば、以下の特許文献にも知られるように、複数の基準局を用いてDGPS補正データの精度を向上し、もって、測位の精度を向上させることが既に知られている。また、従来、基準局と移動局のそれぞれにおける、衛星からの受信信号の強度を比較することにより、衛星からの受信信号にマルチパス成分(エラー)が含まれているか否かを判定するマルチパスの判定手法が既に知られている。   By the way, in such GPS positioning, a positioning error caused by a multipath component due to radio wave reflection or the like is already known, and conventionally, for example, a plurality of reference stations are used as known in the following patent documents. It is already known that the accuracy of the DGPS correction data is improved, thereby improving the accuracy of positioning. Also, conventionally, by comparing the received signal strength from the satellite at each of the reference station and the mobile station, it is possible to determine whether the received signal from the satellite includes a multipath component (error). The determination method is already known.

特開2002−122652号公報JP 2002-122652 A

しかしながら、上述した従来技術においては、複数の基地局、又は、基準局と移動局とで受信された衛星信号の強度を比較することにより、上記のマルチパス成分が含まれるか否かの判定を行うことから、当該信号強度の比較を精度よく行うためには、複数の基地局、又は、基準局と移動局とでは、同一のGPS信号処理部とGPSアンテナを使用する必要がある、更には、これら複数の基地局、又は、基準局と移動局との間をネットワーク等を介して高速で接続する必要があるなどの制約があった。   However, in the above-described conventional technology, it is determined whether or not the above multipath component is included by comparing the strengths of the satellite signals received by a plurality of base stations or the reference station and the mobile station. Therefore, in order to accurately compare the signal strengths, it is necessary to use the same GPS signal processing unit and GPS antenna in a plurality of base stations, or a reference station and a mobile station. There are restrictions such as the need to connect a plurality of base stations or a reference station and a mobile station at high speed via a network or the like.

そこで、本発明は、上述した従来技術における不具合に鑑みて達成されたものであり、その目的は、単一(単独)のGPS受信機から得られる受信データのみを使用しながらも、なお、マルチパス成分(誤差)の判定を行うことを可能とし、もって、測位精度の向上を可能とする位置特定装置、及び、そのための方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been achieved in view of the above-described problems in the prior art. The object of the present invention is to use only received data obtained from a single (single) GPS receiver, while still It is an object of the present invention to provide a position specifying device that can determine a path component (error) and improve positioning accuracy, and a method therefor.

即ち、本発明では、相対測位GPSなどにより、GPSの測位性能は大幅に向上しているが、相対測位GPS技術によっては取り除くことの出来ない課題である、マルチパスによるGPSの測位性能の劣化を、GPS信号処理部により得られた受信データ中に含まれる擬似距離、特に、その変化量を使用することにより、受信した電波信号にマルチパス成分が含まれることを判定することを可能とし、もって、単独でも、測位可能な位置精度を向上させることを可能にする位置特定装置と、そのための方法を提供するものである。   That is, in the present invention, the positioning performance of GPS is greatly improved by the relative positioning GPS and the like, but the deterioration of the positioning performance of the GPS due to multipath, which is a problem that cannot be removed by the relative positioning GPS technology. By using the pseudo-range included in the received data obtained by the GPS signal processing unit, in particular, the amount of change, it is possible to determine that the received radio signal includes a multipath component. The present invention provides a position specifying device that can improve the position accuracy capable of positioning alone and a method therefor.

より具体的には、本発明によれば、上記の目的を達成するため、まず、複数のGPS衛星からの電波を受信し、単独で、位置を特定することが可能なGPS位置特定装置であって、複数のGPS衛星からの電波を受信するGPS受信部と、前記GPS受信部で受信した電波から、前記複数のGPS衛星の各々に対して、少なくとも擬似距離を含む衛星データを出力するGPS信号処理部と、前記GPS信号処理部から得られる、各衛星毎の衛星データから前記擬似距離を抽出し、当該擬似距離に含まれるマルチパス成分の有無を判定し、当該マルチパス成分の有無の判定に基づいて、当該擬似距離に対する加工処理の判定を行い、そして、前記擬似距離を含む衛星データを利用して位置計算処理を行うGPSデータ処理部とを備えているGPS位置特定装置が提供される。   More specifically, according to the present invention, in order to achieve the above object, first, a GPS position specifying device capable of receiving radio waves from a plurality of GPS satellites and specifying the position independently is provided. A GPS receiver that receives radio waves from a plurality of GPS satellites, and a GPS signal that outputs satellite data including at least a pseudo distance to each of the plurality of GPS satellites from the radio waves received by the GPS receiver. The pseudorange is extracted from satellite data for each satellite obtained from the processing unit and the GPS signal processing unit, the presence / absence of a multipath component included in the pseudorange is determined, and the presence / absence of the multipath component is determined. And a GPS data processing unit that performs processing calculation for the pseudorange and performs position calculation processing using satellite data including the pseudorange. Localization device is provided.

また、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、複数のGPS衛星からの電波を受信するGPS受信部と、前記GPS受信部で受信した電波から、前記複数のGPS衛星の各々に対して、少なくとも擬似距離を含む衛星データを出力するGPS信号処理部とを含み、単独で設けられたGPS位置特定装置において、当該複数のGPS衛星からの電波を受信してその位置を特定するGPS位置特定方法であって、前記GPS信号処理部から得られる、各衛星毎の衛星データから前記擬似距離を抽出するステップと、当該抽出した擬似距離に含まれるマルチパス成分の有無を判定するステップと、当該マルチパス成分の有無の判定に基づいて、当該擬似距離に対する加工処理の判定を行うステップと、そして、前記擬似距離を含む衛星データを利用して位置計算処理を行うステップとを備えているGPS位置特定方法が提供される。   Further, according to the present invention, in order to achieve the above object, a GPS receiving unit that receives radio waves from a plurality of GPS satellites, and a radio wave received by the GPS receiving unit, to each of the plurality of GPS satellites. On the other hand, a GPS signal processing unit that outputs satellite data including at least a pseudo-range, and a GPS position specifying device provided alone, receives radio waves from the plurality of GPS satellites and specifies their positions. A position specifying method, the step of extracting the pseudo distance from the satellite data for each satellite obtained from the GPS signal processing unit, and the step of determining the presence or absence of a multipath component included in the extracted pseudo distance A step of determining a processing for the pseudo distance based on the determination of the presence or absence of the multipath component, and a satellite including the pseudo distance GPS position determination method and a step of performing position calculation process using the chromatography data is provided.

加えて、本発明によれば、上述したGPS位置特定装置及び方法において、衛星毎に抽出した擬似距離を使用して、前回取得した擬似距離と今回取得した擬似距離との差分と、過去の差分の平均値とから変化量を算出し、当該変化量に基づいて、各衛星毎に、当該擬似距離にマルチパス成分が含まれるか否か判定することが好ましい。更には、当該擬似距離にマルチパス成分が含まれていないと判定した場合には、当該擬似距離をそのまま出力して、又は、当該擬似距離にマルチパス成分が含まれていると判定した場合には、当該衛星からのデータを除去当該擬似距離を除去、又は、前回の擬似距離に過去の差分距離の平均値を足しこむことによる補間処理を行って、前記衛星データを利用した位置計算処理を行うことが好ましい。   In addition, according to the present invention, in the GPS position specifying apparatus and method described above, using the pseudorange extracted for each satellite, the difference between the pseudorange acquired last time and the pseudorange acquired this time, and the past difference It is preferable to calculate the amount of change from the average value of and to determine whether or not a multipath component is included in the pseudorange for each satellite based on the amount of change. Furthermore, when it is determined that the multipath component is not included in the pseudo distance, the pseudo distance is output as it is, or when it is determined that the multi distance component is included in the pseudo distance. Removes the data from the satellite, removes the pseudorange, or performs an interpolation process by adding an average value of past differential distances to the previous pseudorange, and performs a position calculation process using the satellite data. Preferably it is done.

上述した本発明になるGPS位置特定装置及び方法によれば、装置を単独に設置した場合においても、マルチパス誤差を原因とする測位性能の劣化を防止して、高精度な位置情報を取得することが可能になるという実用的にも優れた効果を発揮することとなる。   According to the above-described GPS position identification device and method according to the present invention, even when the device is installed alone, high-accuracy position information is acquired by preventing the degradation of positioning performance due to multipath errors. This will also provide a practically excellent effect of being possible.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、本発明の一実施例になる位置特定装置の全体構成について、添付の図1を用いて説明を加える。図中において、符号101は、GPSと呼ばれる複数個の衛星(但し、ここでは図示せず)からの信号を受信するためのGPSアンテナを示しており、このGPSアンテナ101により受信された電波信号は、GPS信号処理部102により所定の信号処理が施され、上記複数個の衛星i(i=自然数=1、2、3…)毎に、それぞれのデータ、即ち、衛星データとして出力される。そして、これら複数個の衛星からのデータ(衛星データ1、衛星データ2…)は、以下にも詳細に説明するGPSデータ処理部103において、各々、マルチパス成分の有無を判定する処理が行われ、必要な補正を行うことにより、位置計算を行ない、その測位結果を出力すると共に、例えば、メモリなどの情報記録装置110内に格納されることとなる。   First, an overall configuration of a position specifying apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 101 denotes a GPS antenna for receiving signals from a plurality of satellites called GPS (not shown here), and the radio signal received by the GPS antenna 101 is Then, predetermined signal processing is performed by the GPS signal processing unit 102, and each of the plurality of satellites i (i = natural number = 1, 2, 3,...) Is output as respective data, that is, satellite data. The data from the plurality of satellites (satellite data 1, satellite data 2,...) Are each subjected to processing for determining the presence or absence of multipath components in the GPS data processing unit 103 described in detail below. By performing the necessary correction, the position is calculated, and the positioning result is output and stored in the information recording device 110 such as a memory.

なお、上述したGPSアンテナ101とGPS信号処理部102とは、一般に、GPS受信機として市場において入手可能であり(例えば、NoVAtelNOVAtel社製の型式OEMCEM IVやTOPCON社製のGB−1000等)、これ採用することも可能であろう。また、上記の各衛星からの電波信号を受信して得られる衛星データ1、衛星データ2…とは、以下にも説明するが、かかる装置から得られる各衛星毎の補正前のデータである、所謂、生データであり、特に、擬似距離である。   The GPS antenna 101 and the GPS signal processing unit 102 described above are generally available in the market as GPS receivers (for example, model OEMCEM IV manufactured by NoVAtelNOVAtel, GB-1000 manufactured by TOPCON, etc.). It would be possible to adopt it. Further, satellite data 1, satellite data 2,... Obtained by receiving radio signals from the above-mentioned satellites are data before correction for each satellite obtained from such a device, as will be described below. This is so-called raw data, and in particular, pseudo distance.

続いて、以下には、上述したGPSデータ処理部103において実行されるデータ処理、特に、上記各衛星毎の擬似距離を利用してマルチパス成分の有無を判定する処理の原理について、添付の図3〜図5を参照しながら説明する。   Next, in the following, the principle of the data processing executed in the GPS data processing unit 103 described above, particularly the processing for determining the presence / absence of a multipath component using the pseudorange for each satellite will be described with reference to the accompanying drawings. 3 to 5 will be described.

まず、添付の図3には、例えば、本発明の位置特定装置を列車など、所謂、移動体に搭載した場合における、擬似距離(Pd0、Pd1、Pd2)と、その差分距離(Pd1−Pd0、Pd2−Pd1)との関係が示されている。即ち、複数個の衛星i(i=自然数=1、2、3…)のうちの或る1の衛星に対し、異なる時間における擬似距離(Pd0〜Pd2)と、その差分距離(Pd1−Pd0、Pd2−Pd1)とを利用することにより、即ち、差分を抽出することによってマルチパス成分の有無を判定する。   First, in FIG. 3 attached, for example, when the position specifying device of the present invention is mounted on a so-called moving body such as a train, pseudo distances (Pd0, Pd1, Pd2) and a difference distance (Pd1-Pd0, The relationship with Pd2-Pd1) is shown. That is, with respect to a certain satellite among a plurality of satellites i (i = natural number = 1, 2, 3,...), A pseudo distance (Pd0 to Pd2) at different times and a difference distance (Pd1−Pd0, Pd2−Pd1), that is, the presence or absence of multipath components is determined by extracting the difference.

続いて、擬似距離の変化量の抽出について、添付の図4を用いて説明する。即ち、今回抽出した差分距離402(B=Pd1−Pd0)と、過去の複数の時点で得られた差分距離を平均した差分距離401(即ち、保持している差分距離の直近までの平均値:A)とを使用して、擬似距離の変化量403(擬似距離の変化量C)を、計算式404(C=B−A)を用いて抽出を行う。その後、得られた、即ち、抽出された擬似距離の変化量Cを、予め設定しておいた判定用閾値と比較を行う。その結果、当該擬似距離の変化量Cが閾値より大きい場合には、当該衛星から受信される電波にはマルチパス成分が存在するものと判定され、他方、変化量Cが閾値より小さい場合には、マルチパス成分は存在しないものと判定される。即ち、マルチパス成分の存在の判定に基づいて、今回得られた擬似距離が、位置計測のために利用するのに適切であるか否かを判定することとなる。   Next, extraction of the change amount of the pseudo distance will be described with reference to FIG. That is, the difference distance 402 (B = Pd1−Pd0) extracted this time and the difference distance 401 obtained by averaging the difference distances obtained at a plurality of past points in time (that is, the average value up to the nearest difference distance held: A) is used to extract the pseudo distance change amount 403 (pseudo distance change amount C) using the calculation formula 404 (C = B−A). Thereafter, the obtained change amount C of the pseudo distance is compared with a predetermined threshold value for determination. As a result, when the change amount C of the pseudo distance is larger than the threshold value, it is determined that a multipath component exists in the radio wave received from the satellite. On the other hand, when the change amount C is smaller than the threshold value, It is determined that no multipath component exists. That is, based on the determination of the presence of the multipath component, it is determined whether or not the pseudo distance obtained this time is appropriate for use for position measurement.

更に、添付の図5を参照して、上記の比較の結果、擬似距離の変化量であるCの値が閾値より大きい場合における、上記擬似距離の補間処理について説明する。即ち、この場合には、今回得られた擬似距離は、マルチパス成分の存在の判定に基づいて、位置計測のための利用には不適であるものと判定されたものであるが、しかしながら、例えば、複数の衛星から得られる擬似距離の数が、マルチパス成分の存在を原因として、その後に行われる位置計測を実行するために不十分である場合などにおいては、今回得られた擬似距離に代えて、前回擬似距離(Pt_old1)501に対し、差分距離の直近までの平均値Aを足し込んで、補間擬似距離(Pt2_new)502を求める。即ち、かかる補間演算によれば、マルチパス成分の存在を理由に不適であると判定された場合にも、必要な数の擬似距離を確保することが可能となる。また、その後、計算された結果により、前回擬似距離(Pt_old1)を補間後の前回擬似距離(Pt_old2)503に更新する。このように、補間後、補間後前回擬似距離503を更新することによれば、次回の差分距離抽出に利用することが可能となる。   Further, with reference to FIG. 5, the pseudo distance interpolation process when the value of C, which is the pseudo distance change amount, is larger than the threshold value will be described. That is, in this case, the pseudo distance obtained this time is determined to be unsuitable for use for position measurement based on the determination of the presence of the multipath component. If the number of pseudoranges obtained from multiple satellites is insufficient to perform subsequent position measurements due to the presence of multipath components, the pseudorange obtained this time is replaced. Thus, the interpolated pseudo distance (Pt2_new) 502 is obtained by adding the average value A up to the nearest difference distance to the previous pseudo distance (Pt_old1) 501. That is, according to such an interpolation calculation, it is possible to secure a necessary number of pseudo distances even when it is determined to be inappropriate due to the presence of a multipath component. Thereafter, the previous pseudo distance (Pt_old1) is updated to the previous pseudo distance (Pt_old2) 503 after the interpolation based on the calculated result. Thus, by updating the previous pseudo distance 503 after interpolation after interpolation, it can be used for the next difference distance extraction.

続いて、以上に詳細に説明したマルチパス成分の有無を判定する処理の原理に基づいて、上記のGPS信号処理部102から得られる各衛星毎のデータ(衛星データ1、衛星データ2…)である擬似距離を処理するためのGPSデータ処理部104の詳細について、以下に詳細に説明する。   Subsequently, based on the principle of processing for determining the presence or absence of the multipath component described in detail above, the data for each satellite (satellite data 1, satellite data 2...) Obtained from the GPS signal processing unit 102 is used. Details of the GPS data processing unit 104 for processing a pseudo distance will be described in detail below.

即ち、擬似距離を処理するGPSデータ処理部103は、図からも明らかなように、上記GPS信号処理部102から各衛星毎のデータ(衛星データ1、衛星データ2…)を入力して、上述した擬似距離を抽出するための擬似距離抽出部104と、上記擬似距離抽出部で抽出された擬似距離を利用し、上述した判定原理に基づいて、各衛星からの電波にマルチパス成分が存在するか否かを判定するための判定処理部105と、やはり上述した判定原理において使用される各種の判定パラメータ(例えば、閾値情報、過去の複数の時点で得られた差分距離を平均した差分距離401、即ち、差分距離の直近までの平均値:Aなどを含む)を格納するためのメモリ装置106と、上記の判定の結果、影響衛星、即ち、衛星からの電波にマルチパス成分が存在するため、位置計測に悪影響を及ぼすと考えられる衛星からデータを除去すると共に、上記にも説明した補間処理を行うための影響衛星除去及び補間処理部107と、上記影響衛星除去及び補間処理部からの加工後衛星毎データを出力するデータ出力部108と、そして、上記データ出力部から出力されるデータ(加工後衛星毎データ)に基づいて位置計算処理を行う位置計算処理部109によって構成されている。なお、より具体的には、このGPSデータ処理部103は、例えば、マイクロコンピュータなどによって構成されている。   That is, the GPS data processing unit 103 that processes the pseudoranges receives the data for each satellite (satellite data 1, satellite data 2,...) From the GPS signal processing unit 102 as is apparent from the figure, and Using the pseudorange extraction unit 104 for extracting the pseudorange and the pseudodistance extracted by the pseudodistance extraction unit, and based on the above-described determination principle, a multipath component exists in the radio wave from each satellite. A determination processing unit 105 for determining whether or not, and various determination parameters (for example, threshold information, difference distance 401 obtained by averaging difference distances obtained at a plurality of past points) used in the above-described determination principle. That is, the memory device 106 for storing the average value of the difference distance up to the latest (including A and the like), and the result of the above determination, the multipath to the influence satellite, that is, the radio wave from the satellite Therefore, the influence satellite removal / interpolation processing unit 107 for performing the interpolation processing described above and the influence satellite removal / interpolation are also removed. A data output unit 108 that outputs data for each processed satellite from the processing unit, and a position calculation processing unit 109 that performs position calculation processing based on data (data for each processed satellite) output from the data output unit. It is configured. More specifically, the GPS data processing unit 103 is configured by, for example, a microcomputer.

続いて、上述した構成になるGPSデータ処理部103を備えた位置特定装置における、各部分の詳細な動作について、上述した図1を参照しながら、以下に説明する。   Next, detailed operation of each part in the position specifying device including the GPS data processing unit 103 having the above-described configuration will be described with reference to FIG. 1 described above.

(1) まず、複数の衛星毎に、GPSアンテナ101で受信した電波信号に基づいて上記GPS信号処理部102が出力した衛星毎のデータ(衛星データ1、衛星データ2…)を、上記GPSデータ処理部103に対して出力する。   (1) First, for each of a plurality of satellites, the data for each satellite (satellite data 1, satellite data 2,...) Output by the GPS signal processing unit 102 based on the radio signal received by the GPS antenna 101 is converted into the GPS data. The data is output to the processing unit 103.

(2) 前項(1)で特定した衛星データから、擬似距離抽出部104は、擬似距離の抽出を行う。そして、抽出されたデータは、判定処理部105へ渡される。   (2) The pseudorange extraction unit 104 extracts pseudoranges from the satellite data specified in the previous section (1). The extracted data is passed to the determination processing unit 105.

(3) 判定処理部105では、前回取得した擬似距離と今回取得した擬似距離の差分を計算して、過去に平均した差分と計算を行い、擬似距離の変化量を抽出する。   (3) The determination processing unit 105 calculates the difference between the pseudo distance acquired last time and the pseudo distance acquired this time, calculates the difference averaged in the past, and extracts the change amount of the pseudo distance.

(4) 判定用パラメータを格納したメモリ106より取得した閾値情報を使用して、抽出した擬似距離の変化量の比較を行い、閾値より大きい場合は、当該衛星データは、マルチパス成分が含まれる衛星からのデータであると判定される(上記図4を参照)。   (4) Using the threshold information acquired from the memory 106 that stores the determination parameters, the amount of change in the extracted pseudorange is compared. If the change is greater than the threshold, the satellite data includes a multipath component. It is determined that the data is from a satellite (see FIG. 4 above).

(5) 前項(4)の判定結果は、影響衛星除去及び補間処理部107へ、影響衛星情報として渡される。なお、ここで、マルチパス成分が含まれると判定された以外の衛星からのデータは、その差分距離の過去の時点における値の平均(所謂、スムージング処理)値の更新処理に利用される。   (5) The determination result in (4) above is passed to the influence satellite removal and interpolation processing unit 107 as influence satellite information. Here, data from satellites other than those determined to contain a multipath component are used for update processing of an average (so-called smoothing process) value of the difference distance in the past.

(6) 他方、マルチパス成分があると判定を受けた衛星からのデータは除去される。   (6) On the other hand, data from satellites that have been determined to have multipath components are removed.

(7) 更に、補間処理においては、マルチパス成分があると判定を受けた衛星のデータに対して、前回の擬似距離に差分距離の過去の平均値を足しこむことにより、擬似距離を補間する加工を行う(上記図5を参照)。   (7) Furthermore, in the interpolation process, the pseudorange is interpolated by adding the past average value of the difference distance to the previous pseudorange for the data of the satellite that has been determined to have multipath components. Processing is performed (see FIG. 5 above).

(8) そして、マルチパス成分があると判定を受けた衛星データの場合には、前回の擬似距離に差分距離の過去の平均値を足し込み、補間した擬似距離を前回の擬似距離データとして保持する。   (8) For satellite data that has been judged to have multipath components, add the past average value of the difference distance to the previous pseudorange, and hold the interpolated pseudorange as the previous pseudorange data. To do.

(9) マルチパス成分があると判定を受けた衛星については、上記の加工が完了した衛星データを、データ出力部108を介して、演算処理部109に対して出力する。   (9) For satellites that have been determined to have multipath components, the satellite data for which the above processing has been completed is output to the arithmetic processing unit 109 via the data output unit 108.

(10) 演算処理部109では、所定の演算処理により、衛星毎のデータを使用して位置計算処理を行い、その測位結果を、例えば、メモリなどの情報記録装置110に出力して、その内部に格納する。   (10) The arithmetic processing unit 109 performs position calculation processing using data for each satellite by predetermined arithmetic processing, and outputs the positioning result to the information recording device 110 such as a memory, for example. To store.

加えて、上記に詳細に説明したGPSデータ処理部103における動作の処理手順について、添付の図2のフロー図を参照しながら、以下に説明を加える。   In addition, the processing procedure of the operation in the GPS data processing unit 103 described in detail above will be described below with reference to the flowchart of FIG.

(1) 図2において、上記GPSデータ処理部103における処理を開始する(S201)。   (1) In FIG. 2, the GPS data processing unit 103 starts processing (S201).

(2) 処理判定部104では、マルチパス成分の判定を行い(S202)、その結果により、各衛星毎の衛星データに対する加工方法を指定する。即ち、上記処理判定部での加工処理判定(S203)において、当該衛星からの電波にマルチパス成分が存在しないと判定された場合、即ち、上述した加工を実施する必要が無い場合には、そのまま、衛星データをデータ出力部108へ渡す(S203)。他方、加工処理判定(S203)において、マルチパス成分の存在を理由に除去する場合には、当該衛星データの除去処理(S204)を行い、衛星データをデータ出力部108へ渡す(S206)。また、その際、マルチパス成分の存在にも拘わらず、補間により擬似距離を求める場合には、上記図5に示した擬似距離の補間処理を行い(S205)、当該補間により得られたデータをデータ出力部108へ渡す(S206)。なお、以上の処理を、上記位置特定装置によってその電波を受信可能な複数個の衛星i(i=自然数=1、2、3…)毎に、連続して行う。   (2) The processing determination unit 104 determines multipath components (S202), and designates a processing method for satellite data for each satellite based on the result. That is, when it is determined that the multipath component does not exist in the radio wave from the satellite in the processing determination (S203) by the processing determination unit, that is, when it is not necessary to perform the above-described processing, The satellite data is transferred to the data output unit 108 (S203). On the other hand, in the processing determination (S203), when removing due to the presence of the multipath component, the satellite data is removed (S204), and the satellite data is passed to the data output unit 108 (S206). At this time, when the pseudo distance is obtained by interpolation regardless of the presence of the multipath component, the pseudo distance interpolation process shown in FIG. 5 is performed (S205), and the data obtained by the interpolation is obtained. The data is output to the data output unit 108 (S206). The above processing is continuously performed for each of a plurality of satellites i (i = natural number = 1, 2, 3,...) Capable of receiving the radio wave by the position specifying device.

以上、詳述したように、本実施例によれば、装置を単独に設置した場合であっても、マルチパスによるGPSの測位性能の劣化を低減し、もって、高精度な位置精度を保つことが可能なGPS位置特定装置が得られることとなる。   As described above in detail, according to the present embodiment, even when the apparatus is installed alone, degradation of GPS positioning performance due to multipath can be reduced, and thus high position accuracy can be maintained. A GPS position specifying device capable of performing the above will be obtained.

本発明の一実施の形態になるGPS位置特定装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the GPS position identification apparatus which becomes one embodiment of this invention. 前記GPS位置特定装置の、特に、GPSデータ処理部における処理の詳細を示す処理フロー図である。It is a processing flowchart which shows the detail of the process in the said GPS position specific apparatus especially the GPS data process part. 本発明におけるマルチパス成分判定処理の原理を説明するための、擬似距離の差分距離抽出方法について説明する図である。It is a figure explaining the differential distance extraction method of a pseudo distance for demonstrating the principle of the multipath component determination process in this invention. 本発明におけるマルチパス成分判定処理の原理を説明するための、擬似距離の変化量抽出方法について説明する図である。It is a figure explaining the variation extraction method of a pseudo distance for demonstrating the principle of the multipath component determination process in this invention. 更に、マルチパス成分が存在する場合における擬似距離の補間方法について説明する図である。Furthermore, it is a figure explaining the interpolation method of the pseudo distance when a multipath component exists.

符号の説明Explanation of symbols

101 GPSアンテナ
102 GPS信号処理部
103 位置特定装置
104 擬似距離抽出部
105 判定処理部
106 判定用パラメータ格納用メモリ
107 影響衛星除去及び補間処理部
108 データ出力部
109 位置計算処理
110 測位結果格納用メモリ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 GPS antenna 102 GPS signal processing part 103 Position identification apparatus 104 Pseudo distance extraction part 105 Judgment processing part 106 Memory for determination parameter storage 107 Influence satellite removal and interpolation processing part 108 Data output part 109 Position calculation process 110 Memory for positioning result storage .

Claims (4)

複数のGPS衛星からの電波を受信し、単独で、位置を特定することが可能なGPS位置特定装置であって、
複数のGPS衛星からの電波を受信するGPS受信部と、
前記GPS受信部で受信した電波から、前記複数のGPS衛星の各々に対して、少なくとも擬似距離を含む衛星データを出力するGPS信号処理部と、
前記GPS信号処理部から得られる、各衛星毎の衛星データから前記擬似距離を抽出し、当該擬似距離に含まれるマルチパス成分の有無を判定し、当該マルチパス成分の有無の判定に基づいて、当該擬似距離に対する加工処理の判定を行い、そして、前記擬似距離を含む衛星データを利用して位置計算処理を行うGPSデータ処理部とを備え
前記GPSデータ処理部は、衛星毎に抽出した擬似距離を使用して、前回取得した擬似距離と今回取得した擬似距離との差分と、過去の差分の平均値とから変化量を算出し、当該変化量に基づいて、各衛星毎に、当該擬似距離にマルチパス成分が含まれるか否か判定し、
当該擬似距離にマルチパス成分が含まれていると判定した場合には、当該擬似距離を除去、又は、前回の擬似距離に過去の差分距離の平均値を足しこむことによる補間処理を行って、前記衛星データを利用した位置計算処理を行うことを特徴とするGPS位置特定装置。
A GPS position specifying device that receives radio waves from a plurality of GPS satellites and is capable of specifying a position alone,
A GPS receiver that receives radio waves from a plurality of GPS satellites;
A GPS signal processing unit that outputs satellite data including at least a pseudo distance to each of the plurality of GPS satellites from the radio wave received by the GPS receiving unit;
Extracting the pseudorange from the satellite data for each satellite obtained from the GPS signal processing unit, determining the presence or absence of a multipath component included in the pseudorange, based on the determination of the presence or absence of the multipath component, A GPS data processing unit that performs a processing process determination on the pseudo distance, and performs a position calculation process using satellite data including the pseudo distance ,
The GPS data processing unit uses the pseudo distance extracted for each satellite, calculates a change amount from the difference between the pseudo distance acquired last time and the pseudo distance acquired this time, and the average value of the past differences, Based on the amount of change, for each satellite, determine whether the pseudorange includes a multipath component,
When it is determined that the multipath component is included in the pseudo distance, the pseudo distance is removed, or an interpolation process is performed by adding an average value of past difference distances to the previous pseudo distance, A GPS position specifying apparatus that performs position calculation processing using the satellite data .
前記請求項1に記載したGPS位置特定装置において、前記GPSデータ処理部は、当該擬似距離にマルチパス成分が含まれていないと判定した場合には、当該擬似距離をそのまま出力して、前記衛星データを利用した位置計算処理を行うことを特徴とするGPS位置特定装置。 2. The GPS position specifying apparatus according to claim 1, wherein when the GPS data processing unit determines that the multipath component is not included in the pseudo distance, the pseudo distance is output as it is, and the satellite A GPS position specifying device that performs position calculation processing using data . 複数のGPS衛星からの電波を受信するGPS受信部と、前記GPS受信部で受信した電波から、前記複数のGPS衛星の各々に対して、少なくとも擬似距離を含む衛星データを出力するGPS信号処理部とを含み、単独で設けられたGPS位置特定装置において、当該複数のGPS衛星からの電波を受信してその位置を特定するGPS位置特定方法であって、A GPS receiver that receives radio waves from a plurality of GPS satellites, and a GPS signal processor that outputs satellite data including at least a pseudorange to each of the plurality of GPS satellites from the radio waves received by the GPS receiver. In a GPS position specifying device provided independently, a GPS position specifying method for receiving radio waves from the plurality of GPS satellites and specifying the position,
前記GPS信号処理部から得られる、各衛星毎の衛星データから前記擬似距離を抽出するステップと、Extracting the pseudorange from satellite data for each satellite obtained from the GPS signal processing unit;
当該抽出した擬似距離に含まれるマルチパス成分の有無を判定するステップと、Determining the presence or absence of multipath components included in the extracted pseudorange;
当該マルチパス成分の有無の判定に基づいて、当該擬似距離に対する加工処理の判定を行うステップと、そして、Based on the determination of the presence or absence of the multipath component, the step of determining the processing for the pseudo distance, and
前記擬似距離を含む衛星データを利用して位置計算処理を行うステップとを備え、Performing position calculation processing using satellite data including the pseudorange,
前記マルチパス成分の有無判定ステップでは、衛星毎に抽出した擬似距離を使用して、前回取得した擬似距離と今回取得した擬似距離との差分と、過去の差分の平均値とから変化量を算出し、当該変化量に基づいて、各衛星毎に、当該擬似距離にマルチパス成分が含まれるか否か判定し、In the multipath component presence / absence determination step, using the pseudorange extracted for each satellite, the amount of change is calculated from the difference between the pseudorange acquired last time and the pseudorange acquired this time, and the average value of the past differences. Then, based on the amount of change, for each satellite, determine whether the pseudo-range includes a multipath component,
当該擬似距離にマルチパス成分が含まれていると判定した場合には、当該擬似距離を除去、又は、前回の擬似距離に過去の差分距離の平均値を足しこむことによる補間処理を行って、前記衛星データを利用した位置計算処理を行うことを特徴とするGPS位置特定方法。When it is determined that the multipath component is included in the pseudo distance, the pseudo distance is removed, or an interpolation process is performed by adding an average value of past difference distances to the previous pseudo distance, A GPS position specifying method, comprising performing position calculation processing using the satellite data.
前記請求項3に記載したGPS位置特定方法において、前記擬似距離にマルチパス成分が含まれていないと判定した場合には、当該擬似距離をそのまま出力して、前記衛星データを利用した位置計算処理を行うことを特徴とするGPS位置特定方法。4. In the GPS position specifying method according to claim 3, when it is determined that a multipath component is not included in the pseudo distance, the pseudo distance is output as it is, and a position calculation process using the satellite data is performed. The GPS position specifying method characterized by performing.
JP2008193570A 2008-07-28 2008-07-28 GPS positioning apparatus and method therefor Active JP5244490B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008193570A JP5244490B2 (en) 2008-07-28 2008-07-28 GPS positioning apparatus and method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008193570A JP5244490B2 (en) 2008-07-28 2008-07-28 GPS positioning apparatus and method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010032306A JP2010032306A (en) 2010-02-12
JP5244490B2 true JP5244490B2 (en) 2013-07-24

Family

ID=41736965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008193570A Active JP5244490B2 (en) 2008-07-28 2008-07-28 GPS positioning apparatus and method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5244490B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11505223B2 (en) 2016-08-19 2022-11-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Train position detection apparatus and method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6017983B2 (en) * 2013-02-05 2016-11-02 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Vehicle position measuring method and vehicle position measuring system
JP2016188792A (en) * 2015-03-30 2016-11-04 独立行政法人交通安全環境研究所 Position measuring method and position measuring system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0664135B2 (en) * 1986-05-20 1994-08-22 株式会社日立製作所 GPS positioning calculation device
JPH0782085B2 (en) * 1986-06-27 1995-09-06 日本無線株式会社 Satellite navigation equipment
JPH07333315A (en) * 1994-06-06 1995-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gps receiver

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11505223B2 (en) 2016-08-19 2022-11-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Train position detection apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010032306A (en) 2010-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6086901B2 (en) GNSS survey receiver with multiple RTK engines
JP4896746B2 (en) Positioning of mobile terminals using satellites
JP4655139B2 (en) Mobile positioning device
KR100916875B1 (en) Method and apparatus for determining location using a coarse position estimate
JP5352422B2 (en) Positioning device and program
WO2015099194A1 (en) Satellite positioning system, positioning terminal, positioning method, and recording medium
KR20120131093A (en) Positioning method of GPS receiver, Recording medium storing a program for performing the method and GPS receiver
JP5636410B2 (en) Moving information determination apparatus, receiver, and method therefor
JP6509422B2 (en) Satellite positioning device and train control system
KR101964241B1 (en) Method and apparatus for determining a position of a gnss receiver
WO2011046839A1 (en) Methods and apparatuses for selectively validating satellite positioning system measurement information
JP2006258461A (en) Positioning device, positioning method and positioning program
JP5244490B2 (en) GPS positioning apparatus and method therefor
KR20190050554A (en) Multi-constellation gnss positioning system and method by correcting the inter-system time difference
CN115902963A (en) Single-point positioning data processing method and device, electronic equipment and storage medium
KR20060121754A (en) Positioning apparatus, control method of positioning apparatus, and computer readable recording medium having recorded therein control program of positioning apparatus
EP2656097B1 (en) Method and apparatus for estimating satellite positioning reliability
CN112673281A (en) Information processing apparatus, information processing system, information processing method, and non-transitory computer-readable medium
US11202173B2 (en) Terminal position measuring device and terminal position measuring method
CN117420582A (en) Positioning information processing method, computer storage medium and terminal
JP4928114B2 (en) Carrier phase relative positioning device
JP2003167043A (en) Satellite signal receiver
US20190049594A1 (en) Coordinate output method and coordinate output device
JP2014044056A (en) Positioning device, positioning method, and positioning program
US11294072B2 (en) Method, device and server for estimation of IFB calibration value

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120529

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120724

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130408

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350