JPH0427887A

JPH0427887A - 伝送システム

Info

Publication number: JPH0427887A
Application number: JP2133231A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Toriyama; 鳥山　一郎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-05-23
Filing date: 1990-05-23
Publication date: 1992-01-30
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: US5111209A; JP2979582B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、通信術￥を用いて移動体の測位を行う伝送シ
ステムに関する。

〔発明の概要］本発明は、通信衛星を用いて移動体の測位を行う伝送シ
ステムにおいて、移動体からの１個の衛星を介した１回
線の固定局への伝送と、固定局からの２個の衛星を介し
た２回線の移動体への伝送とで、測位ができるようにし
、移動体が１回線用だけの送信装置を搭載する簡単な構
成で測位ができるようにしたものである。

〔従来の技術］従来、自動車、船舶等の移動体の位置を測位するときに
、通信衛星を用いて測位することが行われている。この
場合、例えば３個以上の衛星を使用すれば、それぞれの
衛星からの信号を移動体で受信し、受信タイミングより
得られる情報に基づいて４元の一次方程弐を解くことで
、移動体の位置が算出される。この測位システムは、歓
多くの衛星を必要とすると共に、それに対応した数の受
信装置が移動体側に必要で、さらに測位のための正確な
演算を移動体側で行う必要があった。

これに対し、２個の静止衛星だけを使用すると共に、地
上の固定局で測位のための演算を行うようにした移動体
の位置測位システムが、特開昭６１−４８７８１号公報
等に記載されているように提案されている。

この位置測位システムは、ジオスターシステム等と称さ
れ、例えば第３図に示す伝送システムにより測位が行わ
れる。即ち、トラック等の移動体（１）の現在位置を測
位する場合、この移動体（１）に、第１の静止衛星（２
）からの電波の受信装置と、この第１の静止衛星（２）
への電波の送信装置と、第２の静止衛星（３）への電波
の送信装置とを設ける。そして、地上の固定局（４）に
は、第１の静止衛星（２）への電波の送信装置と、第１
の静止衛星（２）からの電波の受信装置と、第２の静止
衛星（３）からの電波の受信装置とを設ける。また、固
定局（４）とは離れた位置に位置校正用固定固定局（５
）を設ける。この位置校正用固定固定局（５）は、第１
の静止衛星（２）からの電波の受信装置と、この第１の
静止衛星（２）への電波の送信装置と、第２の静止衛星
（３）への電波の送信装置とを備える。

次に、このシステムにより測位する手順を第４図を参照
して説明すると、まず固定局（４）からは、正確に時間
管理された同期信号を第１の静止衛星（２）に向けて送
出する。この同期信号は、測位を行うときに、第１の静
止衛星（２）で中継されて、移動体（１）に搭載された
受信装置により受信される。ここで、同期信号の固定局
（４）から第１の静止衛星（２）への伝送に要する時間
をｔｌとし、第１の静止衛星（２）から移動体（１）へ
の伝送に要する時間をｔ２とする。

そして、移動体（１）では、この同期信号を受信してか
ら所定時間ｔ０が経過すると、第１の静止衛星（２）に
向けて、この移動体（１）の端末のＩＤ番刊と受信信号
に含まれる情報を含むパケット信号を送出する。また、
同期信号を受信してから所定時間Ｌ０が経過して、第２
の静止衛星（３）に向けて、同様のパケット信号を送出
する。この場合、信号を送出するまでの時間ｔ０は、常
に一定の値とされ、固定局（４）にこの時間も。の情報
が記憶されている。

ここで、移動体（１）から第１の静止衛星（２）へのパ
ケット信号の伝送に要する時間をｔ　２Ｊ　とし、移動
体（１）から第２の静止衛星（３）へのパケット信号の
伝送に要する時間をｔ３とする。

このそれぞれのパケット信号は、第１の静止衛星（２）
及び第２の静止衛星（３）で中継されて、固定局（４）
で受信される。ここで、第１の静止衛星（２）から固定
局（４）へのパケット信号の伝送に要する時間をｔ　、
　Ｊ　とし、第２の静止衛星（３）から固定局（４）へ
のパケット信号の伝送に要する時間をｔ４とする。

そして、固定局（４）では、第１の静止衛星（２）と第
２の静止衛星（３）から受信したそれぞれのパケット信
号の受信時刻と、固定局（４）自身が送出した同期信号
の送信時刻と、固定局（４）と各静止衛星（２）及び（
３）との距離から、各静止衛星（２）及び（３）と移動
体（１）との距離を算出する。即ち、固定局（４）と各
静止衛星（２）及び（３）との距離は、不変であるので
予め固定局（４）で判断できる。このため、各静止衛星
（２）及び（３）を介して行われる移動体（１）と固定
局（４）との間の伝送時間Ｌ１．Ｌｚ、ｔ＋　　、Ｌｚ
　　、Ｌｚ、Ｔ、ａの内、固定局（４）と各静止衛星（
２）及び（３）との間の伝送時間Ｌｌ、ｔ、’　、ｔｎ
は距離から判断できる。

この場合、時間ｔ１とｔ　、＋　＋及び時間ｔ２とｔ２
は、同一時間（距離）である。そして、残りの伝送時間
ｔ２　、　　Ｌｚ’　、　Ｔ、３は、移動体（１）の位
置により変化するが、時間ｔ２とＬ２′　とは同一距離
の伝送なので同一時間であり、固定局（４）が同期信号
を送出してから第１の静止衛星（２）からのパケット信
号を受信するまでに要した時間ｔ３から、既知の時間ｕ
＋　、　　ｌ’＋　　Ｌｏを減算することで、を伝送時間ｔｚ（ｔｚ’）が算出される。そして、この伝
送時間ｔ２が判ると、固定局（４）が同期信号を送出し
てから第２の静止衛星（３）からのパケット信号を受信
するまでに要した時間り、から、既知の時間ｔ＋、　　
２．ｊｎ、ｊｏを減算することで、を伝送時間ｔ３が算出される。

このようにして伝送時間ｔｚ、ｔ：＋が算出されると、
伝送速度からこの時間情報Ｌｚ、Ｌｓが距離情報に換算
でき、移動体（１）と各静止衛星（２）及び（３）との
距離が求まる。そして固定局（４）では、さらにこの２
つの距離と各静止衛星（２）及び（３）の正確な位置情
報に基づいて、移動体（１）の２次元的な位置を算出す
る。

そして、この算出した２次元的な位置情報と、固定局（
４）が備える地勢図のデータベースを用いて、移動体（
１）の３次元的な位置を算出する。

ここで、この固定局（４）での演算により移動体（１）
の位置が算出される状態を、第５図を参照して説明する
と、所定の静止衛星軌道上にある各静止衛星（２）及び
（３）と移動体（１）との距離を、それぞれｄｌ及びｄ
２とすると、第１の静止衛星（２）から距Ｈａ　＋だけ
離れた地球Ｅ上の点は、円ｃ、を描く。また、第２の静
止衛星（３）から距離ｄ２だけ離れた地球Ｅ上の点は、
円ｃ２を描く。そして、この円Ｃ１と０２との交点は、
北半球と南半球とに１箇所ずつ存在し、地勢図のデータ
ベースよりこの交点ｅ１の座標位置が判る。

なお、この座標位置の検出を行う場合に、各サービスエ
リア内に位置校正用固定局（５）を設け、固定局（４）
と位置校正用固定局（５）との間で、各静止衛星（２）
及び（３）を介して信号の伝送を行い、返送される信号
に基づいて検出した座標位置の校正を行うようにしても
良い。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、この伝送システムによる移動体（１）の位置
検出は、移動体側から固定局に伝送する所謂インバウン
ドの２回線の伝送と、固定局から移動体側に伝送する所
謂アウトバウンドの１回線の伝送とが必要で、移動体（
１）が、第１の静止衛星（２）への電波の送信装置と第
２の静止衛星（３）への電波の送信装置との２組の送信
装置を備える必要がある。

この場合、静止衛星への電波の送信装置は比較的大きな
送信アンテナ等の大掛かりな装置が必要で、自動車のよ
うな比較的小型の移動体に２組の送信装置を備えるのは
、容易ではなかった。また、静止衛星自体も、移動体か
らの比較的小電力の電波を中継するものが２個必要で、
システムの構成にコストがかかる不都合があった。

本発明の目的は、移動体からの１回線の送信による簡単
なシステム構成により測位ができるようにすることにあ
る。

〔課題を解決するための手段］本発明は、例えば第１図に示す如く、移動体（１１）か
ら第１の衛星（１２）を介して固定局（１４）に測位開
始信号を伝送し、固定局（１４）がこの測位開始信号を
受信すると、第１及び第２の基準信号を伝送し、移動体
（１１）が第１の衛星（１２）を介した第１の基準信号
と第２の衛星（１３）を介した第２の基準信号とを受信
し、移動体（１１）で、測位開始信号を伝送してから第
１の基準信号を受信するまでの時間と、測位開始信号を
伝送してから第２の基準信号を受信するまでの時間とを
計測し、この計測したそれぞれの時間情報を移動体（１
１）から固定局（１４）に伝送し、固定局（１４）で伝
送されるそれぞれの時間情報に基づいて移動体（１１）
の位置を測位するようにしたものである。

〔作用］このようにしたことで、移動体からの１個の衛星を介し
た１回線の固定局への伝送と、固定局からの２個の衛星
を介した２回線の移動体への伝送とで測位ができ、移動
体が１回線用の送信装置だけを搭載する簡単な構成で測
位ができる。

〔実施例］以下、本発明の一実施例を、第１図及び第２図を参照し
て説明する。

本例においては、第１図に示す伝送システＬにより測位
が行われる。即ち、第１図において（１１）はトラック
等の測位を行う移動体を示し、この移動体（１１）は、
第１の静止衛星（１２）からの電波の受信装置と、第２
の静止衛星（１３）からの電波の受信装置と、第１の静
止衛星（１２）への電波の送信装置とを設ける。この場
合、移動体（１１）から第１の静止衛星（１２）への送
信は、例えば１．６ＧＨｚ帯の周波数で行われ、各静止
衛星（１２）及び（１３）から移動体（１１）への送信
は、例えば４０Ｈ２帯の周波数で行われる。そして、地
上の固定局（１４）には、第１の静止衛星（１２）への
電波の送信装置と、第２の静止衛星（１３）への電波の
送信装置と、第１の静止衛星（１２）からの電波の受信
装置とを設ける。

次に、このシステムにより測位する手順を第２図を参照
して説明すると、まず移動体（１１）が現在位置を測位
したいときには、移動体（１１）から第１の静止衛星（
１２）に測位開始信号を送出する。このとき、移動体（
１１）は測位開始信号を送出した時刻を記憶する。ここ
で、移動体（１１）から第１の静止衛星（１２）への測
位開始信号の伝送に要する時間をｔｌｌとする。

そして、第１の静止衛星（１２）により中継されたこの
測位開始信号を、固定局（１４）で受信させる。

ここで、第１の静止衛星（１２）から固定局（１４）へ
の測位開始信号の伝送に要する時間をｔ＋ｚとする。

この測位開始信号を固定局（１４）が受信すると、所定
時間Ｉ１３後に、所定の識別信号が含まれた第１の基準
信号を第１の静止衛星（１２）に送出する。また、測位
開始信号を固定局（１４）が受信してから所定時間Ｉ１
４後に、所定の識別信号が含まれた第２の基準信号を第
２の静止衛星（１３）に送出する。ここで、固定局（１
４）から第１の静止衛星（１２）への測位開始信号の伝
送に要する時間をｔ１□′とし、固定局（１４）から第
２の静止衛星（１３）への測位開始信号の伝送に要する
時間をｔｌｓとする。

そして、第１の静止衛星（１２）により中継された第１
の基準信号を、移動体（１１）で受信させる。また、第
２の静止衛星（１３）により中継された第２の基準信号
を、移動体（１１）で受信させる。この場合、移動体（
１１）では、受信した基準信号に含まれる識別信号より
、どの衛星で中継された基準信号かが判別される。ここ
で、第１の静止衛星（１２）から移動体（１１）への第
１の基準信号の伝送に要する時間をｔｚ′とし、第２の
静止衛星（１３）から移動体（１１）への第２の基準信
号の伝送に要する時間をＩ１６とする。

そして、移動体（１１）では、測位開始信号を送信して
から第１の静止衛星（１２）からの第１の基準信号を受
信するまでに要した時間し、と、測位開始信号を送信し
てから第２の静止衛星（１３）からの第２の基準信号を
受信するまでに要した時間ｔｙとを計測する。

そして、移動体（１１）はこの計測したそれぞれの時間
１．．１．の情報を、第１の静止衛星（工２）を介して
固定局（工４）に伝送する。そして、固定局（１４）で
は、計測したそれぞれの時間１．．１．から各静止衛星
（１２）及び（工３）と移動体（エエ）との距離を算出
する。即ち、固定局（工４）と各静止衛星（１２）及び
（工３）との距離は、不変であるので予め固定局（工４
）で判断できる。このため、各静止衛星（１２）及び（
工３）を介して行われる移動体（１１）と固定局（１４
）との間の伝送時間ｔ＋＋、　　１．、□＋　　ＣＩ＋
’＋　　ｊｌ□ｔ　Ｉｓ、　　ｔ　１６の内、固定局（
１４）と各静止衛星（１２）及び（工３）との間の伝送
時間ｔｒｚ、Ｃ＋□　＋ｊｌＳは距離から判断できる。

そして、残りの伝送時間ｔ１．。

ｔ１１’＋ｔ１６は、移動体（１１）の位置により変化
する。ここで、時間も、とｔｌｌ′とは同一距離の伝送
なので同一時間であり、移動体（１１）が測位開始信号
を送信してから第１の静止衛星（Ｉ２）からの第１の基
準信号を受信するまでに要した時間Ｌヶから、既知の時
間ｔｌＺｌ　　ｆｌ＋　’　、　　（、＋３を減算する
ことで、伝送時間Ｌｚ　（ｊｚ’　）が算出される。

また、移動体（ＩＩ）が測位開始信号を送信してがら第
２の静止術￥（１３）からの第２の基準信号を受信する
までに要した時間１．から、既知の時間１、□、ｔ＋＜
、ｔ’ｓと算出した時間ｊ１１とを減算することで、伝
送時間ｔ１６が算出される。

このようにして伝送時間ｔｌＩ＋　　Ｌ　１６が算出さ
れると、伝送速度からこの時間情報ｔ　１１．　　ｔ　
１６が距離情報に換算でき、移動体（１１）と各静止衛
星（１２）及び（１３）との距離が求まる。そして固定
局（１４）では、さらにこの２つの距離と各静止衛星（
１２）及び（１３）の正確な位置情報に基づいて、移動
体（１１）の２次元的な位置を算出し、この算出した２
次元的な位置情報と、固定局（１４）が備える地勢図の
データベースを用いて、移動体（１１）の３次元的な位
置を算出する。このときの位置算出は、従来と同様に行
われる。また、この座標位置の算出を行う場合に、各サ
ービスエリア内に位置校正用固定局（図示せず）を設け
、固定局（１４）と位置校正用固定局との間で、各静止
衛星（１２）及び（１３）を介して信号の伝送を行い、
返送される信号に基づいて検出した座標位置の校正を行
い、より正確な測位を行うようにしても良い。

このように本例によると、移動体（１１）から静止衛星
を介した１回線の伝送と、固定局（１４）から静止衛星
を介した２回線の伝送とで、移動体（１１）の測位がで
きる。このため、移動体（１１）は静止衛星への送信装
置として１回線分だけ装備すれば良く、移動体（１１）
が備える測位のための装置が小型化できる。特に、衛星
への送信装置は送信アンテナ等の大型の装置が必要で、
自動車のような小型の移動体（１１）への測位装置の設
置が少ないスペースで出来る。この場合、測位のための
演算は固定局（１４）側で行うので、測位の精度が落ち
ることはない。なお、移動体（１１）が搭載する受信装
置は、比較的大電力の信号を受信するので、送信装置に
比べて小型に構成でき、２回線分の設置でもスペースを
取らない。また、静止衛星自体も、移動体（１１）から
の比較的小電力の信号を中継するものは第１の静止衛星
（１２）だけで良く、第２の静止衛星（１３）は固定局
（１４）からの大電力の信号を中継する機能だけで良く
、第２の静止衛星（１３）として汎用の通信衛星が使用
でき、測位のための専用の衛星として第１の静止衛星（
１２）だけを用意すれば良い。

なお、上述実施例においては、トラック等の自動車の測
位を行う伝送システムとしたが、船舶等地の移動体の測
位を行う伝送システムにも適用できる。また、上述実施
例に示した送信周波数は、−例を示したもので、使用条
件に応じて各種周波数を選定すれば良い。さらにまた、
本発明は上述実施例に限らず、その他種々の構成が取り
得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によると、移動体側が１回線用の送信装置だけを
搭載する簡単な構成で測位ができると共に、移動体側か
らの信号を中継する衛星も１個で良く、簡単な構成で正
確な測位ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は一実
施例の説明に供するタイミング図、第３図は従来例の構
成図、第４図は従来例の説明に供するタイミング図、第
５図は位置の算出状態の説明図である。（１１）は移動体、（１２）は第１の静止衛星、（１３
）は第２の静止衛星、（１４）は固定局である。代理人松隈秀盛第図第図第図算工状紙説明図第５図

Claims

【特許請求の範囲】移動局から第１の衛星を介して固定局に測位開始信号を
伝送し、上記固定局がこの測位開始信号を受信すると、第１及び
第２の基準信号を伝送し、上記移動局が上記第１の衛星を介した上記第１の基準信
号と第２の衛星を介した上記第２の基準信号とを受信し
、上記移動局で、上記測位開始信号を伝送してから上記第
１の基準信号を受信するまでの時間と、上記測位開始信
号を伝送してから上記第２の基準信号を受信するまでの
時間とを計測し、該計測したそれぞれの時間情報を上記移動局から上記固
定局に伝送し、上記固定局で伝送される上記それぞれの
時間情報に基づいて上記移動局の位置を測位するように
した伝送システム。