JPH0381680A - 衛星走査測位装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、衛星を用いて移動体の位置を′Ａｐｌ定する
衛星走査測位装置に関する。

（従来の技術） 近年、衛星を使って船舶、航空機、自動車などの移動体
の位置を測定するサービスが普及しつつある。その測位
方式として、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔ
ｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）があげられる。このＧＰ
Ｓでは、移動体の視野内にある３個の衛星が発射した信
号の送信時刻と、移動体のもつ受信機が受信した信号の
受信時刻との差からそれら３個の衛星のそれぞれと移動
体との距離を得る。そして、第３図に示すよ・うに３個
の衛星の位置を原点として移動体のもつ受信機と衛星と
の距離を半径とする３つの球を考えると、３つの球が一
点に交わるところを求めれば受信機（移動体）の位置が
測定できる。上記したＧＰＳは周回衛星を用いた測位方
式であり、常に３個以上の衛星が移動体内の視野になけ
ればならない。従って、ＧＰＳの場合、３個以上の衛星
を打上げる必要があり、コストの点で非常に問題があっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように、従来のＧＰＳによる測位では、衛星が
複数必要であり、その打上げに要するコストの点で非常
に問題があった。本発明は、上記の問題に鑑みてなされ
たもので、単一の衛星によって移動体の位置を測定する
衛星走査測位装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の衛星走査測位装置では、所定の周期で地上の測
位範囲を測位電波で走査する衛星と、前記衛星と共通の
時間基準を備え、衛星からの測位電波を受信し、この測
位電波のずれ及び時間基準のずれを衛星に電波を送信す
ることによって補正する地上局と、前記衛星と共通の時
間基準を備え、この衛星が放射する走査のための前記測
位電波を受信し、前記測位電波の最大放射方向が１つだ
けの放射パターンの場合、この測位電波の受信電界強度
の最大値を検出し、前記測位電波の最小放射方向が１つ
だけの放射パターンの場合この測位電波の受信電界強度
の最小値を検出する受信手段と、前記衛星と共通の時間
基準を備え前記受信手段が測位電波の受信電界強度の最
大値または最小値を検出した時間から前記受信手段が搭
載された移動体の位置を測定する位置測定手段とにより
構成されることを第１の特徴とし、前記衛星が測位範囲
を走査し前記測位範囲を複数の部分に分割し、移動体の
存在する部分のみを測位電波の半値幅を変化させて走査
し、前記移動体の位置を測定することを第２の特徴とす
る。

（作用） 第１の特徴の場合、衛星が所定の周期で測位範囲を測位
電波で走査し、移動体の受信手段がこの測位電波を受信
し、受信電界強度の最大値または最小値を検出する。こ
の受信手段は前記衛星と共通の時間基準を備えており、
前記最大値または最小値を検出した時間を測定すること
により位置測定手段で移動体の位置を測定する。

また、第２の特徴の場合、衛星が測位範囲を走査し、移
動体のおおまかな自位置が測位され、測位範囲を複数の
部分に分割し、移動体の存在する部分のみを測位電波の
半値幅を変化させて再び走査することにより、移動体の
位置が高精度に測位される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明の衛星走査測位装置を示す図である。

第１図において、１は静止軌道上にある衛星、２は移動
体、３は測位範囲、Ｗは衛星１力１ら放射される測位電
波である。

移動体２には、測位電波Ｗを受信する受信手段、例えば
受信機（図示せず）が備えられている。４は地上局であ
り、衛星１からの測位電波及び移動体より送出される電
波を受信する機能を持つ。

次にこの衛星走査測位装置に用いられる測位原理を説明
する。衛星１は測位電波Ｗを放射し、第１図における１
９１位範囲３を所定の周期で、図の矢印に沿って走査を
行う。この測位電波Ｗを移動体２の受信機が受信する。

この受信機は衛星１と共通の時間基準を備えている。ま
た、衛星と移動体間の距離の誤差は補正されているとす
る。

いま、衛星１からの測位電波Ｗが、移動体２上を走査し
たとすると、衛星１に搭載されたアンテナ（図示せず）
の指向性により、放射された測位電波の最大放射方向が
１つだけの放射パターン場合、移動体２の受信機が受信
する測位電波Ｗの受信電界強度は最大となる。この受信
機が受信電界強度の最大値を得た時間から衛星がその時
間どの場所を走査しいていたかを知ることができる。受
信機と衛星１は共通の時間基準をもつため、前記最大値
を得た時間から移動体２のもつ位置測定手段（図示せず
）で、衛星が走査した位置を計算することによって移動
体２の自位置が測定される。

また、測位範囲３内の地上局４は、ｌ−１位電波Ｗを常
にモニタしており、衛星１の姿勢のずれ等によって生ず
る測位電波Ｗのずれを補正する。

また、地上局４は、衛星と共通の時間基準を備えており
、衛星１でこの時間基準がずれたときこれを補正する。

また、前記衛星から放射された測位電波の最小放射方向
が一つだけの放射パターンの場合は、受信機の受信する
電波の電界強度が最小値を得たときが衛星が移動体を走
査したときである。従って、この受信電界強度の最小値
を得た時間を検出することにより上記した場合と同様に
、移動体の自位置は測位される。

次に衛星が測位する測位範囲をいくつかの部分に分割し
、測位範囲を階層化する場合について述べる。第２図に
示すように、測位範囲をいくつかの部分に分割する。前
記した方法より、移動体の自位置は測位されるが、移動
体が、第１図における地上局に自位置を知らせる手段を
もつことにより、地上局は、衛星に対して移動体は分割
した測位範囲のどの部分に位置しているかを電波を使っ
て告知する。

地上局より送られた電波より、衛星は、移動体の位置す
る第２図の測位範囲５を再び走査する。

この際、衛星から放射される測位電波の半値幅を狭くす
るように変化させて走査する。

この場合、移動体周辺を詳しく走査することができるの
で、移動体の位置を精度よく求めることができる。

本発明は、上記実施例に限られたものではない。

例えば、走査する測位電波を線ビームにして、測位範囲
を縦方向ビーム及び縦方向ビームと直交した横方向ビー
ムの２つで縦方向ビームは横方向に、横方向ビームは縦
方向に走査する。移動体は、２つのビームの受信電界強
度が最大または最小になった時間を測定することによっ
て自位置が測位される。

この場合、縦方向ビームと横方向ビームは、時分割多重
２周波数多重あるいは符号分割多重等の方法のうちいず
れかの方法で多重化されてもよ５い。

さらに、衛星及び移動体の時間基準の精度を高めること
により、測位情度は向上する。

また、測位電波の走査の周期は、移動体からの要求に応
じて変化させてもよい。

本発明では、測位電波の受信電界強度の最大値あるいは
最小値を得ることにより、移動体の位置を測定している
が、測位電波の受信電力の最大値あるいは最小値を得る
ことによっても位置を測定できることは明らかである。

［発明の効果］ 上述した様に本発明によれは、単一の衛星で移動体の位
置が測位できるため、衛星を複数使用していた従来の測
位方式と比べ、大幅にコストが低減できる。

さらに、衛星と移動体間の電波の伝搬路が一つであり、
移動体の位置を測位電波の受信電界強度の最大値あるい
は最小値を得ることにより求めているので、上空の雲や
雨は移動体の測位に影響を与えないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の衛星走査測位装置の説明図であり、
第２図は、測位範囲を複数に分割し、階層化する場合の
説明図、第３図は、ＧＰＳの測位原理を示す図である。 １・・・衛星、　　２・・・移動体、　　３・・・測位
範囲４・・・地上局、　Ｗ・・・測位電波

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の周期で地上の測位範囲を測位電波で走査す
   る衛星と、前記衛星と共通の時間基準を備え、衛星から
   の測位電波を受信し、この測位電波のずれ及び時間基準
   のずれを衛星に電波を送信することによって補正する地
   上局と、前記衛星と共通の時間基準を備え、この衛星が
   放射する走査のための前記測位電波を受信し、前記測位
   電波の最大放射方向が１つだけの放射パターンの場合、
   この測位電波の受信電界強度の最大値を検出し、前記測
   位電波の最小放射方向が１つだけの放射パターンの場合
   この測位電波の受信電界強度の最小値を検出する受信手
   段と、前記衛星と共通の時間基準を備え前記受信手段が
   測位電波の受信電界強度の最大値または最小値を検出し
   た時間から前記受信手段が搭載された移動体の位置を測
   定する位置測定手段とを具備することを特徴とする衛星
   走査測位装置。
2. （２）前記衛星が測位範囲を走査し前記測位範囲を複数
   の部分に分割し、移動体の存在する部分のみを測位電波
   の半値幅を変化させて走査し、前記移動体の位置を測定
   することを特徴とする請求項１記載の衛星走査測位装置
   。