JPH0429079A - 車載用ｇｐｓ受信機の測位方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人工衛星を用いた測位システムであるＧ　Ｐ
　Ｓ　（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙ
ｓｔｅｍ）を利用して測位を行う車載用ＧＰＳ受信機の
ための測位方式に関する。

（従来の技術〕 ＧＰＳ受信機は、最低３個、望ましくは４個の衛星を用
いることにより現在地とその速度および走行方位を得る
ことができる。この測位における誤差は、衛星の配置状
態によって決まるＰＤＯＰ（幾何学的な精度劣化係数）
により大きな影響を受ける。したがって、従来のＧＰＳ
受信機では、ＰＤＯＰが予め定めた所定のしきい値（例
えば、ＰＤＯＰ＝２０）以上になると、誤差が大きいと
して測位を停止し、ＰＤＯＰが再びしきい値以下となる
まで測位を待機したり、あるいは、船舶などの移動速度
の遅いものにおいては、成る一定時間の平均を求めてス
ムージングを行うなどの方法が採用されている。

なお、ＧＰＳ衛星は静止衛星ではないため、受信機が移
動しなくても時間の経過とともに衛星の配置が変わり、
ＰＤＯＰは自動的に改善される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、移動速度が速く、しかも走行方位頻繁に変わ
る車載用のＧＰＳ受信機の場合、前した一定時間の平均
を求めてスムージングを行方法ではリアルタイム性に欠
け、車載用の測位ンサとしての価値が低減する。このた
め、通常車載用のＧＰＳ受信機では、ＰＤＯＰがしきい
以上になったときに測位を停止する方法を採用でいるの
が一般的である。

しかし、車載用のＧＰＳ受信機の場合、測位差の原因と
しては、前記ＰＤＯＰの変動の他にルチパスの影響もあ
る。例えば、自車の近傍に型トランクやパネルパンなど
の電波を反射しゃい車両が存在すると、これによるマル
チパスの響を受けて車両速度と走行方位に大きな誤差を
しる。

本発明は、前記問題を解決するためになされもので、そ
の目的とするところは、従来のＰＤＰによる影響に加え
てマルチパスによる影響もきるだけ低減し、信顧性の高
い車載用ＧＰＳ受機の測位方式を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するため、ＰＤＯＰが予め定
めたしきい値以下となるときに、受信したＧＰＳ衛星の
航法データを用いて車両の現在地とその速度および走行
方位を算出するようにした車載用ＧＰＳ受信機の測位方
式において、今回の測位が前回の測位から予め定めた時
間以内に行われ、かつ、今回の測位により得られた車両
速度と走行方位のそれぞれの変化率が予め定めたしきい
値を越えているときには、今回の測位により得られた車
両速度と走行方位を無効とするようにしたものである。

〔作　用〕

一般に、車両の走行方位の最大変化率すなわち操舵によ
る車両の最大回転速度と、車両速度の最大変化率すなわ
ち車両の最大加速度とは、車両の構造と動力性能からそ
の上限が自ずと決まっている。例えば、−例を挙げれば
、 （１）走行方位の最大変化率（最大回転速度）番：５０
　［ｄｅｇ／ｓコ程度 （２）車両速度の最大変化率（最大加速度）は２０　［
ｍ／ｓ２］程度 である。したがって、ＰＤＯＰが所定のしきい（ぽ以下
であったとしても、ＧＰＳ受信機による測４ｎ結果が前
記（１１（２＋で与えられるような条件を越えているよ
うな場合には、マルチパスなどのために大きな誤差を受
け、測位結果が信軌できないものになっている可能性が
高い。

そこで、本発明はこの点に着目し、今回の測位が前回の
測位から予め定めた時間以内に行われ、かつ、今回の測
位により得られた車両速度と走行方位のそれぞれの変化
率が前記＋１）　１２）のごとき予め定めたしきい値を
越えているときには、今回の測位により得られた車両速
度と走行方位を無効とすることにより、ＰＤＯＰによる
影響だけでなくマルチパスの影響も低減したものである
。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。

第２図は本発明方式を適用して構成した車載用ＧＰＳ受
信機の１実施例である。図中、１は車両のルーフなどに
設置されたＧＰＳ用アンテナ、２はアンテナｌで受信し
たＧＰＳ信号を増幅・周波数変換して送り出すアナログ
信号処理部、３はアナログ信号処理部２がら送られてく
る受信信号を逆拡散・復調して元の送信データを得るＧ
ＰＳ信号処理部、４はデータ格納用の不揮発性のＲＡＭ
、５はカレンダー機能を備えた時計部、６は測位結果を
車載用ナビゲーション装置などの外部装置へ送り出すイ
ッターフェース、７は制御プログラムなどを格納したＲ
ＯＭ、８はＲＯＭ７に格納された制御プログラムに従っ
てシステム全体の制ｊＢと測位計算を行うＣＰｔＪであ
る。なお、ＲＡＭ４と時計部５はパンテリー９によりバ
ンクアンプされている。

進んで、前記実施例の動作を第１図のフローチヤードを
用いで説明する。

受信が開始されると、ＧＰＳ信号処理部３はアナログ信
号処理部２から送られてくる受信信号を逆拡散し、ＧＰ
Ｓ衛星をシーケンシャル受信する。

この受信信号はＧＰＳ信号処理部３において復調される
。ＣＰＬ１８は、衛星が測位に必要な３個以上捕捉され
ているか否かを判定しくステップＳｌ）、測位に必要な
３個以上の衛星を捕捉している場合には、それらの受信
衛星を組み合わせて得られるＰＤＯＰが所定のしきい値
ＰＭ（例えばＰＭ＝２０）以下であるか否かを判定する
（ステップＳ２）。

そして、ＰＤＯＰがしきい値以下の場合、ＣＰＵ８は当
該ＰＤＯＰを与える組み合わせの受信衛星の航法データ
を用いて車両の現在地（Ｘ５Ｖ９Ｚ）、車両速度ｓｃｙ
［ｍ／ｓ］およびその走行方位ＤＣＦ［ｄｅｇ　］をそ
れぞれ算出する（ステップ３３）。

上記ステップ８１〜Ｓ３による処理は、従来の車載用Ｇ
ＰＳ受信機の測位方式と同一である。従来の測位方式は
、このステップＳ３で得られた測位結果を直ちにインタ
ーフェース６を通じてナビゲーション装置などの外部装
置へ出力していたが、本発明方式では、前記したマルチ
パスなどによる影響を防止するため、このステップＳ３
に引き続いて、以下に述べるステップ８４〜Ｓｌｌの処
理を付加したものである。

すなわち、先ずステップＳ４において、今回のステップ
Ｓ３における測位時刻ｔｃＦと前回のステップＳ３にお
ける測位時刻ｔＬＦとの間の測位間隔Δｔを求める（ス
テップＳ４）。次いで、次回の処理のために、ＲＡＭ４
に格納している前回の測位時刻ｔＬＦを今回の測位時刻
ｔＣＦで置き換えた後（ステップＳ５）、Δｔ≧ｔＭＡ
ｓＫすなわち今回の測位が前回の測位から所定のしきい
時間ｔ　ＨＡＳＫ以内（例えばｊＭａｓＫ”５秒）に行
われたか否かを判定する（ステップ３６）・ 今回の測位が前回の測位から所定のしきい時間ｔ　ＭＡ
ＳＫ以内に行われた場合、処理はステ・ノブＳ７へ移行
し、前回の測位による車両の走行方位ＤＬＦ［ｄｅｇ　
］と今回の測位による走行方位ＤｃＦ［ｄｅｇ　］との
方位差ΔＤ、および前回の測位による車両速度ｓ、［ｍ
／ｓ］　と今回の測位による車両速度Ｓ。、［ｍ／ｓ］
との速度差ΔＳをそれぞれ求めた後、ステップＳ８にお
いて、ΔＤ／Δｔ≧ＤＭＡ、すなわち走行方位の変化率
ΔＤ／Δｔが予め定めたしきい値ＤＭＡ５Ｋ（例えばＤ
Ｍｔ＋５Ｋ−５０［ｄｅｇ／　ｓ　］　）を越えている
か否かを判定し、またステップＳ９において、ΔＳ／Δ
ｔ≧Ｓ　ＭＡＳＫすなわち車両速度の変化率ΔＳ／Δｔ
が予め定めたしきい値８□５Ｋ（例えばＳＭＡＳＫ＝　
２０　［ｍ／ｓ”　］　）を越えているか否かをそれぞ
れ判定する。

ステップＳ８と８９の判定において、走行方位の変化率
と車両速度の変化率の両者がともに所定のしきい値以下
であった場合、ステップＳ１０へ移行し、次回の処理の
ために、ＲＡＭ４に格納されている前回の走行方位ＤＬ
Ｆを今回の測位により得られた走行方位ＤＣＦで置き換
えるとともに、前回の車両速度ＳＬＦを今回の測位によ
り得られた車両速度ｓｅｐで置き換えた後、このＤＬＦ
とＳＬＦをインターフェース６を通して図示外のナビゲ
ーション装置などへ出力する（ステップ５１１）。

ナビゲーション装置は、インターフェース６を通して送
られてくる測位データを用いて、ＣＲＴデイスプレィの
道路地図上に現在地、走行動跡などの必要な走行情報を
リアルタイムに表示する。

なお・車両の現在地（ｘ＋ｙ＋ｚ）については、マルチ
パスの影響をそれほど受けないので、ステップＳ３で算
出した段階でインターフェース６を通じて外部装置へ出
力しておけばよい。

さらに、ステップＳ６において、Δｔ≧ｔイ６゜すなわ
ち前回と今回の測位間隔Δｔが所定のしきい時間ｔ　Ｍ
ＡＳＫを越えていると判定された場合、前回の測位デー
タを今回の判定処理の基礎として使用するには測位間隔
が余りにも空き過ぎて適当でないと判断し、前述したス
テップ８７〜Ｓ９の処理を行うことなしにステップＳ１
０ヘジヤンプする。そして、ステップ５１０において、
次回の処理のために、ＲＡＭ４に格納されている前回の
走行方位ＤＬＦを今回の測位により得られた走行方位Ｄ
ＣＦで置き換えるとともに、前回の車両速度ＳＬＦを今
回の測位により得られた車両速度ＳＣＦでを置き換えた
後、このＤＬＦとＳＬＦを外部装置へ出力］る（ステッ
プ５ｌｌ）。

一方、ステップＳ８において、ΔＤ／Δｔ≧■Ｍ□、す
なわち走行方位の変化率ΔＤ／Δｔが予δ定めたしきい
値り、４Ａ、Ｋを越えていると判定され２場合、あるい
は、ステップＳ９において、ΔＳ／Δｔ≧ＳＭＡＳＫす
なわち車両速度の変化率ΔＳ／１ｔが予め定めたしきい
値８．４ＡｓＫを越えていると字足された場合には、そ
の測位結果がマルチパス４どによって大きな影響を受け
ているものと判断と処理はステップＳｌｌヘジャンプす
る。そして、今回の測位により得られた走行方位ＤＣＦ
と車両適度ＳＣＦはマルチパスなどの影響を受けた無効
データであるとみなし、このＤＣＦとＳＣＦに替えて前
匡の走行方位ＤＬＦと車両速度ＳＬＦを外部装置へ出ツ
する。

前記ステップ３１〜Ｓｌｌの処理を測位の度に繰り返し
実ｊテする。したがって、測位の都度、得られた車両速
度と走行方位が測位情報として使用できるほどに正確な
データであるか否かが判定され、マルチパスの影響が排
除される。

〔発明の効果〕

以上述べたところから明らかなように、本発明の測位方
式によるときは、今回の測位が前回の測位から予め定め
た時間以内に行われ、かつ、今回の測位により得られた
車両速度と走行方位のそれぞれの変化率が予め定めたし
きい値を越えているときには、今回の測位により得られ
た車両速度と走行方位を無効とするようにしたので、Ｐ
ＤＯＰの影響に加えてマルチパスの影響も低減でき、車
載用ＧＰＳ受信機における測位の体動性をより高めるこ
とができる。また、測位の都度、得られた車両速度と走
行方位の有効・無効を判定しているので、測位毎に判定
結果が得られ、車載用の測位センサとしてのリアルタイ
ム性が損なわれることもない。

４、図面の簡単な説明　　１′、 第１図は実施例の動作のフローチャート、第２図は本発
明方式を適用して構成した車載用ＧＰＳ受信機の１実施
例のブロック図である。

ＰＤＯＰ・・・幾何学的な精度劣化係数、ＰＭ・・・Ｐ
ＤＯＰのしきい値、ｔＣＦ・・・今回の測位時刻、ｔＬ
Ｆ・・・前回の測位時刻、Δｔ・・・測位間隔、ｔＨＡ
ｓＫ・・・測位間隔のしきい時間、ＤＣＦ・・・今回の
走行方位、ＤＬＦ・・・前回の走行方位、Ｉ）、４Ａｓ
ｘ・・・走行方位の変化率のしきい値、ＳＣＦ・・・今
回の車両速度、ＳＬＦ・・・前回の車両速度、ＳＭＡ３
Ｋ・・・車両速度の変化率のしきい値。

特許出願人　　　　　　パイオニア株式会社代 理 人 瀧 野 秀 雄 同 中 内 康 雄 同 有 坂 憚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＰＤＯＰ（幾何学的な精度劣化係数）が予め定めたしき
   い値以下となるときに、受信したＧＰＳ衛星の航法デー
   タを用いて車両の現在地とその速度および走行方位を算
   出するようにした車載用ＧＰＳ受信機の測位方式におい
   て、 今回の測位が前回の測位から予め定めた時間以内に行わ
   れ、かつ、今回の測位により得られた車両速度と走行方
   位のそれぞれの変化率が予め定めたしきい値を越えてい
   るときには、今回の測位により得られた車両速度と走行
   方位を無効とすることを特徴とする車載用ＧＰＳ受信機
   の測位方式。