JP6486234B2 - Positioning device and positioning method - Google Patents
Positioning device and positioning method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6486234B2 JP6486234B2 JP2015151035A JP2015151035A JP6486234B2 JP 6486234 B2 JP6486234 B2 JP 6486234B2 JP 2015151035 A JP2015151035 A JP 2015151035A JP 2015151035 A JP2015151035 A JP 2015151035A JP 6486234 B2 JP6486234 B2 JP 6486234B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- receiving antenna
- navigation
- positioning
- antenna
- positioning device
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 37
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 13
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
本発明は、全地球航法衛星システム(Global Navigation Satellite System,GNSS)による航法信号を用いた測位技術に関する。 The present invention relates to a positioning technique using a navigation signal by a global navigation satellite system (GNSS).
複数の衛星から供給される電波を利用して、地球上における自己の端末位置を知ることができる全地球航法衛星システム(以下「GNSS」ともいう。)が実用化されている。GNSSでは、複数の航法衛星からそれぞれ航法信号を受信し、これらの航法衛星と自己の端末位置との間の距離に関する連立方程式を解くことで当該端末位置を求めることができる。GNSSとしては、米国により運用されるGPS(Global Positioning System)、ロシア連邦により運用されるGLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、及び、欧州連合により運用されるGalileoシステムが知られている。 A global navigation satellite system (hereinafter also referred to as “GNSS”) that can know the position of its own terminal on the earth using radio waves supplied from a plurality of satellites has been put into practical use. In GNSS, it is possible to obtain the terminal position by receiving navigation signals from a plurality of navigation satellites and solving simultaneous equations relating to the distance between these navigation satellites and the terminal position of the terminal. As the GNSS, there are known a GPS (Global Positioning System) operated by the United States, a GLONASS (Global Navigation Satellite System) operated by the Russian Federation, and a Galileo system operated by the European Union.
航法衛星は、地球の上空を周回する移動衛星であるので、受信アンテナに対する航法衛星の方位角及び仰角は一定ではない。このため、端末位置の高精度測位を行おうとする場合、受信アンテナには良好な位相安定性が求められる。しかしながら、位相安定性が重視されると、受信アンテナが大型化して、携帯端末のような小型端末に受信アンテナを搭載することが難しくなるという課題がある。一方、受信アンテナが小型化されると、位相安定性が低下するおそれがある。すなわち、受信アンテナが小型化されると、自己の端末位置からみた航法衛星の方位角及び仰角の変化に対して、受信アンテナの位相中心位置の変化量が大きくなり、測位精度を劣化させるおそれが生ずる。 Since the navigation satellite is a mobile satellite that orbits the earth, the azimuth and elevation angles of the navigation satellite with respect to the receiving antenna are not constant. For this reason, when it is going to perform highly accurate positioning of a terminal position, favorable phase stability is calculated | required by a receiving antenna. However, if importance is attached to phase stability, there is a problem that the reception antenna becomes large and it is difficult to mount the reception antenna on a small terminal such as a portable terminal. On the other hand, when the receiving antenna is downsized, the phase stability may be reduced. In other words, when the receiving antenna is downsized, the amount of change in the phase center position of the receiving antenna increases with respect to changes in the azimuth and elevation angles of the navigation satellite as seen from its own terminal position, which may degrade positioning accuracy. Arise.
この点に関し、特許文献1には、アンテナ位相中心からみたGPS用衛星の方位角及び仰角に応じて当該アンテナ位相中心のずれ量を求めることができるGPS用測位装置が開示されている。具体的には、このGPS用測位装置は、アンテナ位相中心からみた当該GPS用衛星の方位角及び仰角を算出する方位角・仰角演算装置と、これら方位角及び仰角に応じて、受信アンテナの固定された測位基準点に対する位相中心のずれ量を出力する位相ずれ量記憶装置と、これら方位角及び仰角とずれ量とでGPS用衛星から測位基準点までの距離を補正する距離補正演算装置とを備えている。これら方位角・仰角演算装置、位相ずれ量記憶装置及び距離補正演算装置は、当該距離補正演算装置における補正量の変化分が一定値以下となるまで繰り返し演算を実行する。
In this regard,
しかしながら、たとえば移動通信端末の場合、この移動通信端末の姿勢が常時一定であるとは限らないので、航法信号を受信する受信アンテナの姿勢は変化しうる。特許文献1の従来技術では、受信アンテナの姿勢が変化したときに、この姿勢の変化に応じてアンテナ位相中心のずれ量を精度良く求めることができず、測位精度が低下するという課題がある。
However, in the case of a mobile communication terminal, for example, since the attitude of the mobile communication terminal is not always constant, the attitude of the receiving antenna that receives the navigation signal can change. In the prior art of
上記に鑑みて本発明の目的は、航法信号を受信する受信アンテナの姿勢が変化する場合でも、高い精度で測位を行うことができる測位装置及び測位方法を提供する点にある。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a positioning device and a positioning method that can perform positioning with high accuracy even when the attitude of a receiving antenna that receives a navigation signal changes.
本発明の一態様による測位装置は、全地球航法衛星システムのN台(Nは3以上の整数)の航法衛星から送信された航法信号を利用する測位装置であって、前記航法信号を受信する受信アンテナと、当該受信された航法信号に基づき、地球基準座標系における前記各航法衛星の軌道位置及び当該測位装置の現在位置を演算する測位部と、地球に対する前記受信アンテナの姿勢を検知するためのセンサ部と、前記測位部で演算された軌道位置及び現在位置に基づいて当該現在位置からみた前記航法衛星の座標位置を算出するとともに、当該算出された座標位置を、前記受信アンテナの姿勢を基準とした局地座標系における局地座標位置に変換し、当該局地座標位置に基づき、前記局地座標系における前記各航法衛星の相対角度位置を演算する角度演算部と、前記角度演算部で演算された相対角度位置に応じて、前記受信アンテナの予め定められた基準点からのアンテナ位相中心位置のずれ量を決定するずれ量決定部とを備え、前記測位部は、当該決定されたずれ量を用いて、前記受信アンテナで受信された航法信号に基づき、前記地球基準座標系における当該測位装置の現在位置を演算することを特徴とする。 A positioning apparatus according to an aspect of the present invention is a positioning apparatus that uses navigation signals transmitted from N (N is an integer of 3 or more) navigation satellites of a global navigation satellite system, and receives the navigation signals. a receiving antenna, based on the received navigation signals, detects a positioning unit for calculating a current position of the orbital position and the positioning device of the respective navigation satellite in the Earth reference frame, the orientation of the receiving antenna with respect to the Earth For calculating the coordinate position of the navigation satellite viewed from the current position based on the orbital position and the current position calculated by the positioning unit, and the calculated coordinate position is calculated based on the attitude of the receiving antenna. into a local coordinate position in local coordinate system with reference to the, based on the local coordinates, and calculates the relative angular position of each navigation satellite before Symbol station locations coordinate system corner A calculation unit, and a shift amount determination unit that determines a shift amount of the antenna phase center position from a predetermined reference point of the reception antenna according to the relative angular position calculated by the angle calculation unit, The positioning unit calculates a current position of the positioning device in the earth reference coordinate system based on the navigation signal received by the receiving antenna using the determined deviation amount.
本発明の他の態様による測位方法は、全地球航法衛星システムのN台(Nは3以上の整数)の航法衛星から送信された航法信号を受信する受信アンテナと、地球に対する前記受信アンテナの姿勢を検知するためのセンサ部とを備えた測位装置における測位方法であって、前記受信アンテナで受信された航法信号に基づき、地球基準座標系における前記各航法衛星の軌道位置及び当該測位装置の現在位置を演算するステップと、当該演算された軌道位置及び現在位置に基づいて当該現在位置からみた前記航法衛星の座標位置を算出するステップと、当該算出された座標位置を、前記受信アンテナの姿勢を基準とした局地座標系における局地座標位置に変換するステップと、当該局地座標位置に基づき、前記局地座標系における前記各航法衛星の相対角度位置を演算するステップと、当該演算された相対角度位置に応じて、前記受信アンテナの予め定められた基準点からのアンテナ位相中心位置のずれ量を決定するステップと、当該決定されたずれ量を用いて、前記受信アンテナで受信された航法信号に基づき、前記地球基準座標系における当該測位装置の現在位置を演算するステップとを備えることを特徴とする。 A positioning method according to another aspect of the present invention includes a receiving antenna that receives navigation signals transmitted from N (N is an integer of 3 or more) navigation satellites of a global navigation satellite system, and an attitude of the receiving antenna with respect to the earth. A positioning method including a sensor unit for detecting a position of each navigation satellite in the earth reference coordinate system based on a navigation signal received by the receiving antenna and a current position of the positioning device. A step of calculating a position; a step of calculating a coordinate position of the navigation satellite viewed from the current position based on the calculated orbital position and the current position; and a position of the reception antenna based on the calculated coordinate position. and converting the local coordinates in the reference and the local coordinate system, based on the local coordinate position, said each navigation satellite before Symbol station locations coordinate system A step of calculating a diagonal position, a step of determining a deviation amount of the antenna phase center position from a predetermined reference point of the receiving antenna according to the calculated relative angular position, and the determined deviation Calculating a current position of the positioning device in the earth reference coordinate system based on a navigation signal received by the receiving antenna using a quantity.
本発明によれば、受信アンテナの姿勢を基準とした局地座標系における各航法衛星の相対角度位置が演算され、その後、この相対角度位置に応じてアンテナ位相中心位置のずれ量が決定される。よって、航法衛星に対する受信アンテナの姿勢が変化する場合でも、アンテナ位相中心位置のずれ量を高い精度で決定することができる。これにより、測位装置が移動する場合、または航法衛星に対する測位装置の向きが変化する場合においても、高精度の測位を行うことができる。 According to the present invention, the relative angular position of each navigation satellite in the local coordinate system based on the attitude of the receiving antenna is calculated, and then the deviation amount of the antenna phase center position is determined according to the relative angular position. . Therefore, even when the attitude of the receiving antenna with respect to the navigation satellite changes, the deviation amount of the antenna phase center position can be determined with high accuracy. Thereby, even when the positioning device moves or when the orientation of the positioning device with respect to the navigation satellite changes, highly accurate positioning can be performed.
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る実施の形態の測位装置について詳細に説明する。 Hereinafter, a positioning device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明に係る実施の形態1の測位装置である端末1の主要部の概略構成を示す機能ブロック図である。この端末1は、移動通信端末を含む携帯型の電気電子機器その他の携帯型端末であり、GNSS(全地球航法衛星システム)の複数の航法衛星から送信された航法信号を利用して自己の現在位置を演算する測位機能を有している。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a main part of a
図1に示されるように、端末1は、N台(Nは3以上の整数)の航法衛星からそれぞれ航法信号を受信する受信アンテナANに接続された受信アンテナ装置10と、この受信アンテナ装置10から供給された受信航法信号に基づいて測位演算を行う測位部11と、ジャイロセンサ12と、このジャイロセンサ12の検出出力に基づいて端末1の仰角Elを演算する仰角演算部13と、地磁気センサ14と、この地磁気センサ14の検出出力に基づいて端末1の方位角Azを演算する方位角演算部15と、受信アンテナANの予め定められた基準点からの受信アンテナANの位相中心位置のずれ量を演算する演算部20と、判定部24とを備えている。ここで、受信アンテナANは、端末1の構成要素の1つである。
As shown in FIG. 1, the
受信アンテナANは、航法衛星から航法信号を受信し得る機能を有するのであれば、特に制限されるものではない。たとえば、逆Fアンテナなどの直線偏波特性を有する直線偏波アンテナまたは円偏波アンテナを受信アンテナANとして使用することができる。 The receiving antenna AN is not particularly limited as long as it has a function of receiving a navigation signal from a navigation satellite. For example, a linearly polarized antenna or a circularly polarized antenna having a linear polarization characteristic such as an inverted F antenna can be used as the receiving antenna AN.
測位部11は、受信された航法信号に含まれる衛星軌道情報に基づき、航法信号送信時における各航法衛星の軌道位置αを演算することができる。ここで、軌道位置αは、ECEF(Earth Centered,Earth Fixed)直交座標系などの地球基準座標系における座標位置として求められる。たとえば、GPSでは、航法メッセージと呼ばれる衛星軌道情報が航法信号の中に含まれている。
The
また、測位部11は、受信された航法信号に基づいて、N台の航法衛星のそれぞれの軌道位置α1,…,αNと端末1の現在位置βとの間の距離ρ1,…,ρNに関するN個の連立方程式を解くことで、地球基準座標系における端末1の現在位置βを求めることができる。ここで、i番目の航法衛星に関する距離ρiは、航法信号送信時における各航法衛星の送信アンテナの位相中心位置と、その航法信号受信時における受信アンテナANの位相中心位置との間の幾何学距離である。受信アンテナANの位相中心位置(以下「アンテナ位相中心位置」とも呼ぶ。)は、当該受信アンテナANからみたときの航法衛星の相対角度位置(たとえば、仰角及び方位角)に依存し、その相対角度位置の変化に応じてアンテナ位相中心位置は変化し得る。更に、アンテナ位相中心位置は、各航法衛星に対する受信アンテナANの姿勢にも依存する。後述するように、本実施の形態の演算部20は、受信アンテナANの姿勢を基準とした局地座標系における各航法衛星の相対角度位置を演算し、この相対角度位置に応じて、受信アンテナANの基準点からのアンテナ位相中心位置のずれ量を高い精度で決定することができる。
In addition, the
測位部11は、演算により求められた各航法衛星の軌道位置αと端末1の現在位置βとを示すデータを角度演算部21に供給する。図2は、地球基準座標系XYZにおける航法衛星2の軌道位置αと端末1の現在位置βとの間の関係を示す図である。地球基準座標系XYZがECEF直交座標系である場合は、原点Oは地球の重心を、Z軸は地球の自転軸の北極方向を、X軸はグリニッジ子午線と赤道との交点の方向を、Y軸は東経90度の方向をそれぞれ示している。また、図2の例では、航法衛星2の軌道位置αは、ベクトル形式で(xg,yg,zg)と表現され、端末1の現在位置βは、ベクトル形式で(xt,yt,zt)と表現されている。なお、図2には、受信アンテナANの姿勢を基準とした局地座標系X1Y1Z1も示されている。この局地座標系X1Y1Z1については後述する。
The
一方、図1に示される仰角演算部13は、ジャイロセンサ12の検出出力に基づいて端末1の角速度の変化量を検知し、この変化量に基づいて端末1の仰角Elを演算する。また、方位角演算部15は、地磁気センサ14の検出出力に基づいて端末1の方位角Azを演算する。これら仰角El及び方位角Azにより、地球に対する端末1の受信アンテナANの姿勢、すなわち地球に対して受信アンテナANの向いている方向を検知することができる。仰角El及び方位角Azを示すデータは、演算部20に供給される。ここで、ジャイロセンサ12に代えて加速度センサを採用してもよい。なお、本発明のセンサ部は、ジャイロセンサ12、仰角演算部13、地磁気センサ14及び方位角演算部15により構成可能である。
On the other hand, the
演算部20は、図1に示されるように、角度演算部21、ずれ量決定部22及びデータ記憶部23により構成されている。角度演算部21は、仰角演算部13及び方位角演算部15から供給された端末1の仰角El及び方位角Azに基づいて、地球に対する端末1の受信アンテナANの姿勢を検知する。ここで、受信アンテナANは、端末1の筐体(図示せず)の所定の位置に所定の姿勢で取り付けられているので、端末1の仰角El及び方位角Azに基づいて地球に対する受信アンテナANの姿勢を検知することが可能である。また、角度演算部21は、受信アンテナANの姿勢を基準とした局地座標系X1Y1Z1を定める。たとえば、受信アンテナANの特定方向がZ1軸の方向と一致するように局地座標系X1Y1Z1を定めることができる。更に、角度演算部21は、測位部11で演算された軌道位置α及び現在位置βに基づき、局地座標系X1Y1Z1における各航法衛星の角度位置を演算する。
As shown in FIG. 1, the
具体的には、角度演算部21は、図2に示されるように、地球基準座標系XYZにおいて、端末1からみた航法衛星2の座標位置γを算出する。この座標位置γは、ベクトル形式で次式により算出される。
γ=α−β=(xg−xt,yg−yt,zg−zt)
Specifically, as shown in FIG. 2, the
γ = α−β = (x g −x t , y g −y t , z g −z t )
次に、角度演算部21は、地球基準座標系XYZで表現される位置γを、局地座標系X1Y1Z1で表現される位置γ1へ座標変換する。地球基準座標系XYZから局地座標系X1Y1Z1への変換行列をEで表すとき、次式により位置ベクトルγ1を算出することができる。
γ1=E・γ=(xr,yr,zr)
Next, the
γ 1 = E · γ = (x r , y r , z r )
そして、角度演算部21は、図3に示されるような、局地座標系X1Y1Z1における相対角度位置(θ,φ)を算出する。ここで、θは、当該相対角度位置と原点O1とを結ぶ線分がZ1軸となす角度である。φは、当該相対角度位置をX1Y1平面に投影して得られる点と原点O1とを結ぶ線分がX1軸となす角度すなわち方位角である。たとえば、次式(1)〜(3)により相対角度位置(θ,φ)を算出することができる。
Then, the
φ=Arccos[xr/(xr 2+yr 2)1/2] (1)
φ=Arcsin[yr/(xr 2+yr 2)1/2] (2)
θ=Arccos[zr/(xr 2+yr 2+zr 2)1/2] (3)
φ = Arccos [x r / (x r 2 + y r 2 ) 1/2 ] (1)
φ = Arcsin [y r / (x r 2 + y r 2 ) 1/2 ] (2)
θ = Arccos [z r / (x r 2 + y r 2 + z r 2 ) 1/2 ] (3)
なお、角度演算部21は、角度θ及び方位角φの組み合わせに代えて、仰角(=90°−θ)及び方位角φの組み合わせを相対角度位置として算出してもよい。
Note that the
ずれ量決定部22は、角度演算部21で演算された相対角度位置(θ,φ)に応じて、受信アンテナANの基準点からのアンテナ位相中心位置のずれ量を決定する機能を有する。このずれ量は、たとえば、ベクトル量で表現してもよいし、あるいは近似的にスカラー量で表現してもよい。データ記憶部23には、相対角度位置(θ,φ)の数値とアンテナ位相中心位置のずれ量との対応関係を示すデータが記憶されている。このデータ記憶部23に記憶されている数値は、端末ごとに、受信アンテナANの位相パターンに基づいて予め用意された実測値または計算値である。
The shift
ずれ量決定部22は、データ記憶部23から、相対角度位置(θ,φ)の値に対応するずれ量を取得することができる。また、ずれ量決定部22は、相対角度位置(θ,φ)と一対一で対応するずれ量がデータ記憶部23に記憶されていないときは、データ記憶部23に記憶されているデータに基づき、当該相対角度位置(θ,φ)に対応するずれ量を補間により算出してもよい。このずれ量を示すデータは、判定部24に供給される。
The deviation
判定部24は、ずれ量決定部22で決定されたずれ量が予め設定された条件に適合するか否かを判定する。たとえば、判定部24は、推定されたずれ量の大きさが予め定められた閾値以下であるときに当該ずれ量が条件に適合すると判定し、推定されたずれ量の大きさがその閾値を超えたときに当該ずれ量が条件に適合しないと判定することができる。判定部24は、当該ずれ量が条件に適合する場合にのみ、当該ずれ量のデータを測位部11に供給する。
The
測位部11は、各航法衛星ごとに供給されたアンテナ位相中心位置のずれ量を用いて、地球基準座標系XYZにおける端末1の現在位置を再演算する。たとえば、測位部11は、各航法衛星の軌道位置α1,…,αNと端末1の現在位置βとの間の距離ρ1,…,ρNに当該ずれ量に応じた補正量δ1,…,δNをそれぞれ追加して連立方程式を解くことにより、端末1の新たな現在位置を高い精度で求めることができる。
The
上記した測位部11、仰角演算部13、方位角演算部15、演算部20及び判定部24は、FPGA(Field−Programmable Gate Array)またはASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの半導体集積回路で構成されてもよいし、あるいは、CPU(Central Processing Unit)を含むマイクロコンピュータの一種であるワンチップマイコンで構成されてもよい。データ記憶部23は、不揮発性メモリで構成することができる。
The
次に、図4を参照しつつ、本実施の形態の端末1の動作例について説明する。図4は、本実施の形態に係る測位処理の手順の一例を概略的に示すフローチャートである。
Next, an operation example of the
図4を参照すると、まず、仰角演算部13は、ジャイロセンサ12の検出出力に基づいて端末1の仰角Elを演算する(ステップST1)。また、方位角演算部15は、地磁気センサ14の検出出力に基づいて端末1の方位角Azを演算する(ステップST2)。更に、測位部11は、受信された航法信号に基づいて各航法衛星の軌道位置と端末1の現在位置βとを演算する(ステップST3)。ここで、ステップST1,ST2,ST3は、この順番で実行される必要はない。たとえば、ステップST1,ST2,ST3が並列に実行されてもよい。
Referring to FIG. 4, first, the
次に、角度演算部21は、仰角演算部13及び方位角演算部15から供給された仰角El及び方位角Azに基づいて受信アンテナANの姿勢を基準とした局地座標系X1Y1Z1を定める(ステップST4)。更に、角度演算部21は、上述したように、測位部11で演算された軌道位置及び現在位置に基づき、局地座標系X1Y1Z1における各航法衛星の相対角度位置(θ,φ)を演算する(ステップST5)。そして、ずれ量決定部22は、相対角度位置(θ,φ)の値に対応する、アンテナ位相中心位置のずれ量を決定する(ステップST6)。
Next, the
その後、判定部24は、ステップST6で決定されたずれ量が設定条件に適合するか否かを判定する(ステップST7)。当該ずれ量が設定条件に適合しないと判定した場合(ステップST7のNO)、判定部24は、測位処理をステップST1に戻す。一方、当該ずれ量が設定条件に適合する場合は(ステップST7のYES)、測位部11は、ずれ量を用いて、地球基準座標系XYZにおける端末1の現在位置を再演算することにより測位を実行する(ステップST8)。
Thereafter, the
以上に説明したように本実施の形態では、受信アンテナの姿勢を基準とした局地座標系における各航法衛星の相対角度位置(θ,φ)が演算され、この相対角度位置(θ,φ)に応じてアンテナ位相中心位置のずれ量が決定される。よって、各航法衛星に対して受信アンテナANの姿勢が変化する場合でも、アンテナ位相中心位置のずれ量を高い精度で決定することができる。これにより、端末1が移動する場合、または航法衛星に対する端末1の向きが変化する場合においても、高精度の測位を行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the relative angular position (θ, φ) of each navigation satellite in the local coordinate system based on the attitude of the receiving antenna is calculated, and this relative angular position (θ, φ) The amount of deviation of the antenna phase center position is determined accordingly. Therefore, even when the attitude of the receiving antenna AN changes with respect to each navigation satellite, the deviation amount of the antenna phase center position can be determined with high accuracy. Thereby, even when the
更には、データ記憶部23には、受信アンテナANの位相パターンに基づいて予め用意されたずれ量のデータが記憶されている。ずれ量決定部22は、このデータ記憶部23から、相対角度位置(θ,φ)の値に対応するずれ量を取得する。このため、位相安定性の比較的低い受信アンテナANの位相特性に合わせたずれ量のデータをデータ記憶部23に事前に格納して利用することができるので、位相安定性の低い小型アンテナを使用することができる。よって、逆Fアンテナなどの直線偏波特性を有する受信アンテナが使用される場合でも高精度の測位が可能である。
Further, the
以上、図面を参照して本発明に係る実施の形態について述べたが、本実施の形態は本発明の例示であり、本実施の形態以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、端末1は、測位部11により得られた現在位置βを利用する機能ブロック(たとえば、地図情報表示ブロックまたは無線通信モジュール)を備えていてもよい。
As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described with reference to drawings, this embodiment is an illustration of this invention and can also employ | adopt various forms other than this embodiment. For example, the
本発明の範囲内において、本実施の形態の任意の構成要素の自由な組み合わせ、本実施の形態の任意の構成要素の変形、または本実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 Within the scope of the present invention, any combination of any component of this embodiment, any modification of any component of this embodiment, or omission of any component of this embodiment is possible.
1 端末、2 航法衛星、10 受信アンテナ装置、11 測位部、12 ジャイロセンサ、13 仰角演算部、14 地磁気センサ、15 方位角演算部、20 演算部、21 角度演算部、22 ずれ量決定部、23 データ記憶部、24 判定部。 1 terminal, 2 navigation satellites, 10 receiving antenna device, 11 positioning unit, 12 gyro sensor, 13 elevation angle calculating unit, 14 geomagnetic sensor, 15 azimuth angle calculating unit, 20 calculating unit, 21 angle calculating unit, 22 deviation amount determining unit, 23 Data storage unit, 24 determination unit.
Claims (6)
前記航法信号を受信する受信アンテナと、
当該受信された航法信号に基づき、地球基準座標系における前記各航法衛星の軌道位置及び当該測位装置の現在位置を演算する測位部と、
地球に対する前記受信アンテナの姿勢を検知するためのセンサ部と、
前記測位部で演算された軌道位置及び現在位置に基づいて当該現在位置からみた前記航法衛星の座標位置を算出するとともに、当該算出された座標位置を、前記受信アンテナの姿勢を基準とした局地座標系における局地座標位置に変換し、当該局地座標位置に基づき、前記局地座標系における前記各航法衛星の相対角度位置を演算する角度演算部と、
前記角度演算部で演算された相対角度位置に応じて、前記受信アンテナの予め定められた基準点からのアンテナ位相中心位置のずれ量を決定するずれ量決定部と
を備え、
前記測位部は、当該決定されたずれ量を用いて、前記受信アンテナで受信された航法信号に基づき、前記地球基準座標系における当該測位装置の現在位置を演算する、
ことを特徴とする測位装置。 A positioning device that uses navigation signals transmitted from N navigation satellites (N is an integer of 3 or more) of the global navigation satellite system,
A receiving antenna for receiving the navigation signal;
Based on the received navigation signal, a positioning unit that calculates the orbit position of each navigation satellite in the earth reference coordinate system and the current position of the positioning device;
A sensor unit for detecting the orientation of the receiving antenna with respect to the earth,
Based on the orbital position calculated by the positioning unit and the current position , the coordinate position of the navigation satellite viewed from the current position is calculated, and the calculated coordinate position is determined based on the attitude of the receiving antenna. into a local coordinate position in the coordinate system, an angle calculation unit based on the local coordinates, and calculates the relative angular position of each navigation satellite before Symbol station locations coordinate system,
A shift amount determination unit that determines a shift amount of the antenna phase center position from a predetermined reference point of the reception antenna according to the relative angular position calculated by the angle calculation unit;
The positioning unit calculates the current position of the positioning device in the earth reference coordinate system based on the navigation signal received by the receiving antenna using the determined deviation amount.
A positioning device characterized by that.
前記ずれ量決定部は、前記データ記憶部から、前記角度演算部で演算された相対角度位置に対応する当該ずれ量を取得することを特徴とする測位装置。 The positioning device according to claim 1, further comprising a data storage unit storing data indicating a correspondence relationship between a relative angular position of the navigation satellite and a deviation amount of the antenna phase center position.
The positioning apparatus is characterized in that the shift amount determination unit acquires the shift amount corresponding to the relative angular position calculated by the angle calculation unit from the data storage unit.
前記受信アンテナで受信された航法信号に基づき、地球基準座標系における前記各航法衛星の軌道位置及び当該測位装置の現在位置を演算するステップと、
当該演算された軌道位置及び現在位置に基づいて当該現在位置からみた前記航法衛星の座標位置を算出するステップと、
当該算出された座標位置を、前記受信アンテナの姿勢を基準とした局地座標系における局地座標位置に変換するステップと、
当該局地座標位置に基づき、前記局地座標系における前記各航法衛星の相対角度位置を演算するステップと、
当該演算された相対角度位置に応じて、前記受信アンテナの予め定められた基準点からのアンテナ位相中心位置のずれ量を決定するステップと、
当該決定されたずれ量を用いて、前記受信アンテナで受信された航法信号に基づき、前記地球基準座標系における当該測位装置の現在位置を演算するステップと
を備えることを特徴とする測位方法。 A receiving antenna that receives navigation signals transmitted from N (N is an integer of 3 or more) navigation satellites of the global navigation satellite system, and a sensor unit that detects the attitude of the receiving antenna with respect to the earth. A positioning method in a positioning device,
Calculating the orbital position of each navigation satellite in the earth reference coordinate system and the current position of the positioning device based on the navigation signal received by the receiving antenna;
Calculating the coordinate position of the navigation satellite viewed from the current position based on the calculated orbital position and the current position ;
Transforming the calculated coordinate position into a local coordinate position in a local coordinate system based on the attitude of the receiving antenna;
A step of based on the local coordinates, and calculates the relative angular position of each navigation satellite before Symbol station locations coordinate system,
Determining a deviation amount of the antenna phase center position from a predetermined reference point of the receiving antenna according to the calculated relative angular position;
And a step of calculating a current position of the positioning device in the earth reference coordinate system based on a navigation signal received by the receiving antenna using the determined deviation amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015151035A JP6486234B2 (en) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | Positioning device and positioning method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015151035A JP6486234B2 (en) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | Positioning device and positioning method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017032353A JP2017032353A (en) | 2017-02-09 |
JP6486234B2 true JP6486234B2 (en) | 2019-03-20 |
Family
ID=57988668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015151035A Active JP6486234B2 (en) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | Positioning device and positioning method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6486234B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108571980A (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-25 | 深圳市博安智控科技有限公司 | A kind of error calibration method and device of strap-down inertial |
WO2020045100A1 (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | ソニー株式会社 | Positioning device and positioning method |
CN111641457B (en) * | 2018-11-07 | 2021-04-13 | 长沙天仪空间科技研究院有限公司 | Satellite system based on laser communication |
EP3887862A1 (en) * | 2018-11-30 | 2021-10-06 | Harman Becker Automotive Systems GmbH | Phase centre compensation for high precision gnss antennas |
CN111381255B (en) * | 2018-12-27 | 2023-05-26 | 鉴真防务技术(上海)有限公司 | GNSS antenna time delay performance measurement method |
CN111381256B (en) * | 2020-03-10 | 2022-07-26 | 上海卫星工程研究所 | Method and system for calculating phase center offset error of active remote sensing satellite antenna |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03142389A (en) * | 1989-05-15 | 1991-06-18 | Matsushita Electric Works Ltd | Position measuring instrument for gps |
JP2866289B2 (en) * | 1993-12-01 | 1999-03-08 | 株式会社熊谷組 | Display method of position and attitude of construction machinery |
US6888498B2 (en) * | 2002-09-24 | 2005-05-03 | Honeywell International, Inc. | Method and system for compensating satellite signals |
US9612342B2 (en) * | 2011-09-20 | 2017-04-04 | Novatel Inc. | GNSS positioning system including an anti-jamming antenna and utilizing phase center corrected carrier |
-
2015
- 2015-07-30 JP JP2015151035A patent/JP6486234B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017032353A (en) | 2017-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6486234B2 (en) | Positioning device and positioning method | |
US10641625B2 (en) | Method and apparatus for calibrating a magnetic sensor | |
US8805642B2 (en) | Positioning apparatus, positioning method, and storage medium | |
US11525926B2 (en) | System and method for position fix estimation using two or more antennas | |
WO2011149738A1 (en) | Determining spatial orientation information of a body from multiple electromagnetic signals | |
EP2560024B1 (en) | Satellite-based positioning method | |
JP6119342B2 (en) | Electronic azimuth meter, electronic timepiece, electronic azimuth meter correction timing detection method, and program | |
JP2018059787A (en) | Information processing device and information processing method | |
JP2009085882A (en) | Azimuth detection device | |
CN113532428B (en) | Data processing method, device, communication-in-motion terminal and computer readable storage medium | |
US10948292B2 (en) | Sensor error calculating device, attitude angle calculating apparatus, method of calculating sensor error and method of calculating attitude angle | |
US10024974B1 (en) | Method and apparatus applicable to positioning in NLOS environment | |
JP4563157B2 (en) | Object orientation and orientation detection device | |
US11675088B2 (en) | Phase centre compensation for high precision GNSS antennas | |
KR101763911B1 (en) | Heading estimation apparatus of auv in severe magnetic disturbance environment and the method thereof | |
US9217639B1 (en) | North-finding using inertial navigation system | |
JP2012202749A (en) | Orientation detection device | |
US20230176233A1 (en) | Gnss positioning methods and devices using ppp-rtk, rtk, ssr, or like correction data | |
JP2008215924A (en) | Positioning apparatus, positioning method and program | |
JP2008107363A (en) | Data acquisition system and data acquisition method | |
JPH0666920A (en) | Apparatus and method for measuring three-dimensional position | |
JP6428824B2 (en) | Electronic azimuth meter, electronic timepiece, correction timing detection method for electronic azimuth meter, and program | |
JP6199679B2 (en) | Posture detection apparatus, moving body including the same, and posture detection method | |
JP2006112994A (en) | Positioning device and positioning method | |
JPWO2018066291A1 (en) | Azimuth calculation apparatus, azimuth calculation method, and azimuth calculation program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170919 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180710 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180906 |
|
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: 20190122 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6486234 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |