JPH0455784A - ナビゲーション装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はナビゲーション装置に関する。

（ロ）従来の技術 移動体の現在位置を表示し、移動体の運行を援助するナ
ビゲーションシステムとして、衛星からの位置情報信号
を用いて測位するＧ　Ｐ　Ｓ　（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉ
ｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　）が知られている。

斯るＧＰＳの原理については、例えば造船技術Ｖｏ１．
２０．　Ｎｏ、　５ｉ７）第４１頁〜第７９頁に詳述さ
れているが、以下測定原理について簡単に説明する。

ＧＰＳでは、４つの衛星からの電波を受信し、ｐ　、　
＝　　　−Ｌｌｌ　　＋　Ｙ−Ｖ＋）　”（Ｚ−Ｗ＋）
”Ｒ”’（１）を解くことにより、３次元位置（緯度、
経度、高度）を求める。ここで、ρ、は衛星−移動体間
距離（疑似距離と呼ばれている）、Ｒは衛星の時刻と移
動体の持つ時計の時刻との誤差であり、ｉは１．２、・
・・、４である。

上記（１）式により疑似距離ρ、と衛星位置（Ｕ、。

Ｖ＋、Ｗ’＋）を求めた後、移動体の位１（ｘ、ｙ、ｚ
）及びＲを求める。

然し乍ら、もし測定可能な衛星が３個しかないときには
、高度を既知の情報として上記方程式を解かなければな
らない。その際、与えた高度情報が実際の高度とずれて
いた場合、２次元測位（緯度、経度）の結果にも影響を
及ぼし、誤差の原因となる。

ＧＰＳは、基本的にどこでも３次元測位が可能であるが
、ＧＰＳ受信機を車載用として使用する場合、走行中に
高層ビル等の遮蔽物がある場所では２次元測位しかでき
ないこともある。特に、市街地走行を行う場合には、３
次元測位が出来ずに２次元測位で走行する頻度が高いと
考えられる。

また、仮に３次元測位が出来たとしても、測位計算を行
う衛星配置が良くなく、精度が劣化する場合があり、逆
に、高度を既知の情報とする２次元測位の方が精度がよ
くなることもある。

一方、上述のような事態が発生する地域は、般に道路状
況が複雑になっており、運転者が道路を間違えないため
にも、誤差を最小限に抑えた高精度な位置検出が望まれ
る。

上記問題を解決するためには、例えば特開昭６３−２６
５２９号公報に開示されているように、移動体に高度計
を配置し、この高度計からの値を測位に利用することが
考えられる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 然し乍ら、高度針の値は誤差を含んでおり、また上記公
報に開示されたように高度計の値と３次元測位の結果得
られた高度との差を高度誤差として補正しても、３次元
測位の結果得られた情報自身が誤差を含んだものである
ため、現在位置を正確に表示することができなかった。

（ニ）課題を解決するための手段 上記の点に鑑み、本発明は、衛星からの位置情報信号を
受信する第１受信部と、ビーコン送信機からの位置情報
信号を受信する第２受信部と、第１受信部及び第２受信
部からの位置情報信号に基づき移動体の現在位置を各々
算出する第１及び第２演算部と、この演算部にて算出さ
れた現在位置を表示する表示部とを具備し、前記第２受
信部にて前記ビーコン送信機からの位置情報信号を受信
したとき、前記第２受信部からの位置情報信号に基づき
現在位置を算出するとともに、第２受信部からの位置情
報の高度に関する情報を第１受信部から位置情報を演算
する第１演算部に供給し、この演ＸＳにて第１受信部の
位置情報を演算するようにしたことを特徴とする。

（ホ）作用 本発明によれば、ビーコン送信機からの信号が受信され
ていないときには、衛星からの位置情報信号を受信する
第１受信部からの位置情報に基づき現在位置を算出し、
ビーコン送信機からの信号が受信されたときには、ビー
コン送信機からの位置情報信号を受信する第２受信部か
らの位置情報を第２演算部にて演算して表示部に供給す
るとともに、高度に関する情報を第１演算部に供給し、
第２受信部からの高度に関する位置情報に基づき現在位
置を算出する。

（へン　実施例 第１図は本発明の一実施例を示す図で、（１）は衛星か
らの電波を受信する第１アンテナ、（２）は第１アンテ
ナ（１）からの信号を受信・復調する第１受信部、（３
）は第１受信部（２）にて復調された位置情報信号から
移動体の現在位置を算出する第１演算部、（４）はビー
コン送信機からの信号を受信する第２アンテナ、（５）
は第２アンテナ（４）からの信号を受信・復調する第２
受信部、（６）は第２受信部（５）の復調信号からビー
コン送信機の位置を算出する第２演算部、（７）は第１
演算部（３）及び第２演算部（６）からの現在位置情報
を受け、ＣＲＴ表示管等よりなる表示部（８）に信号を
供給するＭ御部である。

さて、複数の衛星からの電波を第１アンテナ（１）にて
受信し、これを第１受信部（２）に供給すると、第１受
信部（２）は各衛星に対応した識別コード（Ｃ／Ａコー
ドと称される）を発生し、スペクトラム逆拡散した後、
衛星−受信点間の疑似距離の測定、衛星位置計算のため
の５０ＢＰＳの航法メツセージデータの復調が行われる
。この疑似距離データ及び航法メツセージデータは、第
１演算部（３）に供給され、４つの衛星からの電波が受
信された場合には、３次元の測位が、３つの衛星からの
電波が受信された場合には、２次元の測位が行われる。

一方、ビーコン送信機からの電波は、第２アンテナ（４
）にて受信された後、第２受信部（５）にてビーコン送
信機の位置に関する情報が復調され、さらに第２演算部
（６）にてその位置情報に基づきビーコン送信機の位置
検出が行われる。

なお、ビーコン送信機からの電波が受信された場合には
、ビーコン送信機の位置に関する情報のうち、高度に関
する情報りを第１演算部（３）に供給して３次元測位時
には繰り返し演算の高度設定値に使用し、２次元測位時
には既知の高度として利用する。

斯様にして求められた現在位置情報は、制御部（７）を
介して表示部（８）に供給され、表示部（８）はこの情
報に基づき現在位置を表示する。

なお、ビーコン送信機からの電波を受信したときには、
ビーコン送信機からの位置情報に基づく現在位置の表示
がなされる。

次に、第２図を参照して本発明の動作について説明する
が、第２図においてＳ、　Ｖ　＋　（＋　＝１．２．−
・、５）は衛星、斜線部はビル等の遮蔽物、実線は電波
の受信が可能な状態、破線は電波の受信が不可能な状態
を夫々示している。

今、移動体Ａが位置Ｐ、を走行しているとすると、４つ
の衛星ＳＶ、、ＳＶ８、ＳＶ３、ＳＶ、からの電波を受
信することが可能であり、３次元測位により現在位置を
測位することができる。

斯る状態より移動体Ａが移動し、位置Ｐｌに至ると、衛
星Ｓ■、からの電波が遮蔽され、３つの衛星による２次
元測位となる。２次元測位の場合には、高度情報を与え
なければならないが、電波が遮蔽される直前の高度情報
を利用するものとする。

斯る２次元測位は、ビーコン送信機Ｂが設置された位置
Ｐ、に至るまで継続され、移動体Ａが位置Ｐ、に至ると
、ビーコン送信機Ｂからの電波に基づき現在位置を検出
表示するとともに、第１演算部（３）に高度情報を供給
し、第１演算部（３）における２次元測位の補正を行う
。従って、ビーコン送信機Ｂからの電波の受信が不可能
になり、衛星からの信号に基づく２次元測位に復帰した
としても高精度の現在位置表示が達成される。

ビーコン送信機からの電波は、レベルが小さく狭い範囲
でしか受信することができない様になされているものと
する。

第３図は本発明の要部フローチャートである。

第３図について簡単に説明すると、電源の投入に応じて
、先ず測位演算に必要な移動体の初期位置やパラメータ
等の初期設定が行われる（ステップ５−１）。次いで、
初期位置に基づき全衛星の概略位置が計算できる航法メ
ツセージデータ（アルマナックデータ）から可視衛星を
計算する（ステップ５−２）。可視衛星が計算されれば
、その中から測位誤差が最小となる衛星配置の組み合わ
せ、例えばＧＤＯＰ（測位誤差）が最小となる組み合わ
せを選択する（ステップ５−３）。

そして、選択された衛星を捕捉、追跡し、衛星メツセー
ジデータ（エフエメリスデータ）等の航法計算に必要な
データの収集を行う（ステップＳ−４゜５．６）。

データが揃った時点で測位可能か否かの判定を行い（ス
テップ５−７）、その結果、測位不能であれば、誤差が
小さくなる衛星配置のものから順に他の可視衛星に切り
換え、上述と同じ手順を縁り返しくステップ５−８）、
測位可能であれば、測位演算を行って表示部（８）に表
示する。

斯る状態において、ビーコン送信機からの電波が受信さ
れ、その位置情報が検出されると、割り込みがかかり、
当該ビーコン送信機からの位置情報に基づき現在位置の
表示がなされる（ステップ５−１０．１１）。

尚、ビーコン送信機からの位置情報は、２次元測位の際
に、利用される。また、時刻が変わり衛星配置が変わっ
た場合には、選択する衛星を変更して測位演算が行われ
る。

（ト）発明の効果 本発明によれば、ビーコン送信機からの電波を受信した
ときには、ビーコン受信機がらの位置情報に基づき現在
位置の表示を行うとともに、この情報に含まれる高度に
関する情報を用いて衛星からの位置情報を演算するよう
にしたので、受信可能な衛星の数が低下した場合でも精
度良く現在位置の表示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明動
作を説明するために供する図、第３図は要部フローチャ
ートである。 （１）・・・第１アンテナ、（２）・・・第１受信部、
（３）・・・第１演算部、（４）・−・第２アンテナ、
（５）・・・第２受信部、（６）・・・第３演算部、（
７）・・・制御部、（８）・・・表示部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）衛星からの位置情報信号を受信する第１受信部と
   、ビーコン送信機からの位置情報信号を受信する第２受
   信部と、第１受信部及び第２受信部からの位置情報信号
   に基づき移動体の現在位置を各々算出する第１及び第２
   演算部と、この演算部にて算出された現在位置を表示す
   る表示部とを具備し、前記第２受信部にて前記ビーコン
   送信機からの位置情報信号を受信したとき、前記第２受
   信部からの位置情報信号に基づき現在位置を算出すると
   ともに、第２受信部からの位置情報の高度に関する情報
   を第１受信部から位置情報を演算する第１演算部に供給
   し、この演算部にて第１受信部の位置情報を演算するよ
   うにしたことを特徴とするナビゲーション装置。