JPH06118155A - 移動体の進行方位測定装置 - Google Patents

移動体の進行方位測定装置

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JPH06118155A
JPH06118155A JP26716092A JP26716092A JPH06118155A JP H06118155 A JPH06118155 A JP H06118155A JP 26716092 A JP26716092 A JP 26716092A JP 26716092 A JP26716092 A JP 26716092A JP H06118155 A JPH06118155 A JP H06118155A
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JP
Japan
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azimuth
antenna
absolute
satellite
traveling
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Pending
Application number
JP26716092A
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English (en)
Inventor
Shinichi Imoto
信一 井本
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Alpine Electronics Inc
Original Assignee
Alpine Electronics Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確に、しかも簡単に衛星放送受信装置を搭
載した移動体の進行方向を測定する。 【構成】 衛星追尾制御部15により移動体に搭載され
た衛星放送受信アンテナ12を静止衛星11に向けて回
転させ、アンテナが静止衛星に向いた時のアンテナ回転
角位置θをアンテナ回転角位置検出部19で検出し、進
行方位演算部20において移動体から静止衛星を見た時
の絶対方位Θとアンテナ回転角θとを用いて移動体の進
行方位αを演算する。また、移動体の経緯度を検出でき
る装置例えばGPS(Global Positioning System)が移
動体に設けられている場合には、該経緯度から絶対方位
Θを演算し、進行方位演算部20においてこの絶対方位
Θと回転角位置θを用いて移動体の進行方位を測定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車等移動体の進行方
位を測定する進行方位測定装置に係わり、特に衛星放送
受信装置を備えた移動体の進行方位を測定する場合に用
いて好適な進行方位測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等の移動体においては、その進行
方位が必要になる場合がある。例えば、自動車用ナビゲ
ーション・システムにおいては、車速センサと方位セン
サを用いて所定時間毎の自動車の移動距離及び方位を測
定して位置を測定し(自立航法)、自動車の現在位置に
応じた地図データをCD−ROMから読み出し、該地図
データに基づいて地図をディスプレイ画面に描画すると
共に、自動車の移動に応じて自動車位置マ−ク(ロケ−
ションカ−ソル)を地図上で移動させ、あるいはマ−ク
をディスプレイ画面の一定位置に固定表示すると共に自
動車の移動に応じて地図をスクロ−ル表示する。
【0003】図8はかかる自動車用ナビゲーション・シ
ステムのブロック図であり、1は地図データ記憶手段と
なるCD−ROM、2はCD−ROMの地図検索、拡大
/縮小、経路探索用等の各種キーを備えた操作部、3は
自動車の進行方位を検出する地磁気センサ、光ジャイロ
等の方位センサ、4は走行距離を検出する車速センサ、
5は位置計算用CPUで、方位センサ3及び車速センサ
4から入力されるそれぞれの値により、車両現在位置
(経度、緯度)を算出する。6は処理装置で、システム
コントロ−ラ(CPU)7や地図データバッファメモリ
8等を有している。システムコントロ−ラ7は、自動
車の現在位置等に基いて、必要とする地図データをCD
−ROM1より読み出し、該地図データや自動車位置デ
ータをディスプレイ装置に入力したり、操作部2から
の最適経路探索指示に基づいて経路探索処理を行った
り、マップマッチング処理等を行うようになってい
る。10はディスプレイ装置であり、CRTコントロー
ラ11、ビデオRAM(VRAM)12、読み出し制御
部13、ブラウン管(CRT)14を有し、処理装置6
から入力されたデータに基づいてCRTに所望の地図や
自動車位置マーク、走行軌跡、目標位置までの最適経路
を表示するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】地磁気センサや光ジャ
イロ等の方位センサを用いて自動車の進行方位を測定す
る方法では、高精度に進行方位を測定できず、しかも誤
差が累積し、正しく自動車位置や走行軌跡の表示ができ
ない問題がある。以上から本発明の目的は、正確に、し
かも簡単に自動車等移動体の進行方位を測定できる進行
方位測定装置を提供することである。本発明の別の目的
は衛星放送受信装置を搭載した移動体の進行方向測定に
適用して好適な進行方位測定装置を提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
れば、移動体に搭載された衛星放送受信アンテナを静止
衛星に向けて回転させるアンテナ回転手段と、移動体の
進行方向正面にアンテナが向いた時の位置を基準位置と
し、該基準位置からのアンテナの回転角位置を検出する
アンテナ回転角位置検出手段と、移動体から静止衛星を
見た時の絶対方位とアンテナ回転角とを用いて移動体の
進行方位を演算する進行方位演算手段とにより達成され
る。
【0006】
【作用】移動体の進行方向正面にアンテナが向いた時の
位置を基準位置(=00)とし、アンテナが静止衛星に
向いた時のアンテナ回転角位置θを検出し、移動体から
静止衛星を見た時の絶対方位Θとアンテナ回転角θとを
用いて移動体の進行方位を演算する。このようにすれ
ば、正確に、しかも簡単に衛星放送受信装置を搭載した
移動体の進行方向を測定することができる。又、静止衛
星は東経1100の赤道上に静止しており、日本国内の
全地域から見た静止衛星の絶対方位Θは2120〜22
0の範囲にあり、従って、絶対方位を2200とすれば
誤差は±80の範囲に入り、この誤差範囲で進行方位を
簡単に測定できる。又、移動体の属する地域により、あ
るいは経緯度範囲により絶対方位Θは若干異なってくる
から、地域あるいは経緯度範囲に対応させて絶対方位Θ
を記憶しておき移動体の属する地域あるいは経緯度範囲
に応じた絶対方位Θを用いればより精度の高い進行方位
を測定できる。更に、移動体の経緯度を検出できる装置
例えばGPS(Global Positioning System)が移動体に
設けられている場合には、該経緯度から絶対方位Θを演
算できるから、演算により得られた絶対方位Θを用いる
ことにより高精度に移動体の進行方位を測定することが
できる。
【0007】
【実施例】
(a) 本発明の第1の実施例全体の構成 図1は本発明の第1の実施例構成図である。図中、11
は衛星放送電波を送信する放送衛星(静止衛星)であ
り、東経1100の赤道上に静止しており、地上の送信
局から送られてくる電波を受信し、周波数変換した後家
庭等の小型のアンテナで受信できるように増幅して送信
する。12は移動体例えば自動車に搭載され、静止衛星
11からの放送電波を受信するBSアンテナである。こ
のBSアンテナは鋭い指向性を有し、BSアンテナが正
しく静止衛星に向いている位置を0 0とすれば、該00
置からの角度と受信レベルの関係は図2に示すようにな
る。すなわち、アンテナの方向が50ずれると受信電力
は1/100以下になる。尚、図2において、00位置
における受信レベルを0(dB)としている。
【0008】13はBSコンバータであり、BSアンテ
ナ12でとらえた12GHz帯の信号を1GHz帯のB
S−IF信号に増幅・変換して後段のBSチューナに入
力する。BSチューナ13は、図示しないが12GHz
信号を増幅するローノイズの高周波増幅回路、BS−I
F信号に変換する周波数変換器、中間周波増幅回路で構
成されている。14はBSチューナであり、BSコンバ
ータの出力信号(BS−IF信号)の中から希望するチ
ャンネルの信号を選局してFM検波回路で映像信号と音
声PCM副搬送波信号を取り出し、ついで、音声PCM
副搬送波信号を位相検波した後、PCMデコーダでデジ
タル信号処理して元のアナログ音声信号にし、出力端子
より映像信号と音声信号を出力する。
【0009】15は衛星追尾制御部であり、BSアンテ
ナ12が静止衛星11の方向に向くように、換言すれば
受信レベルが最大となるようにBSアンテナの回転位置
を制御するものである。16はBSアンテナを回転させ
るモータ、17は衛星追尾制御部15からの制御信号に
基づいてモータ16を所定方向に回転駆動するモータド
ライバ、18はモータ16の所定角度回転毎に位相が互
いに900異なるA相、B相の2つのパルス列を発生す
るロータリーエンコーダ、19はA相、B相の2つのパ
ルス列より回転方向を検出すると共に基準位置からのア
ンテナ回転角位置θを検出するアンテナ回転角位置検出
部である。図3(a)に示すように自動車CARの進行方
向正面にBSアンテナ12が向いた位置を00位置(基
準位置)とすれば、該基準位置からの回転角位置θ(図
3(b),(c)参照)を検出する。
【0010】20は自動車の進行方位αを演算する演算
部である。自動車位置から静止衛星を見た時の絶対方位
をΘ(北は00、東は900、南は1800、西は27
0)とすると、図3(b)に示すようにBSアンテナ12
が反時計方向にθ回転すると車の進行方位αは次式 α=Θ+θ (1) となる。又、図3(c)に示すようにBSアンテナ12が
時計方向にθ回転すると車の進行方位αは次式 α=Θ−θ (2) となる。例えば、絶対方位Θ=2200の場合、自動車
CARが真西方向に進行しているものとすると(図3
(b)参照)、最大の受信レベルを得るにはアンテナ12を
反時計方向に500回転する必要があり、自動車の進行
方向は(1)式より2700となる。又、例えば、絶対方位
Θ=2200の場合、自動車CARが真南方向に進行し
ているものとすると(図3(c)参照)、最大の受信レベル
を得るにはアンテナ12を時計方向に400回転する必
要があり、自動車の進行方向は(2)式より1800とな
る。
【0011】21は絶対方位記憶部である。静止衛星は
東経1100の赤道上に静止しており、日本国内の全地
域から見た静止衛星の絶対方位Θは図4に示すように2
12 0〜2260の範囲にある。従って、絶対方位を仮に
約2200とすればその誤差は図5(a)に示すように±8
0の範囲に入る。従って、進行方位の測定許容誤差が±
0以上の場合には、絶対方位記憶部21に図6(a)に示
すようにΘ=2200を記憶する。尚、静止衛星を東経
1000の赤道上に静止させる場合には、絶対方位誤差
は図5(b)に示すように更に小さくなり、約±50以下に
なる。絶対方位Θ=2200とすると、最大約±80の誤
差が生じる。このため、より精度の高い絶対方位Θが欲
しい場合には、図6(b)に示すように予め地域と絶対方
位の対応関係を記憶し、あるいは図6(c)に示すように
予め経緯度範囲と絶対方位の対応関係を記憶し、自動車
の所属する地域あるいは経緯度範囲に応じた絶対方位を
使用する。ナビゲーションシステム等においては自動車
が所在する地域や経緯度が判るため、この図6(b),図6
(c)に示す方法によれば相当の精度で絶対方位を得るこ
とができる。
【0012】全体の動作 BSアンテナ12を搭載した自動車が走行中に進行方向
を変えると、BSアンテナ12は静止衛星方向からずれ
るためチューナ出力(受信レベル)が低下する。このた
め、衛星追尾制御部15はBSアンテナ回転用モータ1
6を回転して最大の受信レベルが得られる回転角位置θ
にBSアンテナを停止させる。アンテナ回転角位置検出
部19はこの回転角位置θを検出して進行方位演算部2
0に入力する。進行方位演算部20は絶対方位Θ=22
0として(1)式または(2)式の演算を行って自動車の進
行方位αを演算して例えばナビゲーションシステムに出
力する。尚、自動車が所在する地域や経緯度が入手でき
る場合には、予め地域と絶対方位の対応関係あるいは、
経緯度範囲と絶対方位の対応関係を絶対方位記憶部21
に記憶しておき、進行方位演算部20は現在自動車が所
属する地域あるいは経緯度範囲に応じた絶対方位Θを絶
対方位記憶部21より求め、(1)式または(2)式の演算を
行って自動車の進行方位αを演算する。
【0013】(b) 本発明の第2の実施例 図7は本発明の別の実施例構成図であり、自動車の経緯
度より静止衛星の絶対方位Θを演算し、該Θを用いて自
動車の進行方位αを演算するものである。尚、図1の第
1の実施例と同一部分には同一符号を付している。図1
の第1の実施例と異なる点は、 絶対方位記憶部を削除した点、 自動車現在位置の経度N(0)、緯度E(0)を求めるGP
S(Global Positioning System)31を設けた点、 経度N0、緯度E0を用いて静止衛星の絶対方位Θを演
算する絶対方位演算部32を設けた点、 進行方位演算部20は前記演算された絶対方位ΘとB
Sアンテナの回転角位置θを用いて自動車の進行方位α
を演算する点である。
【0014】BSアンテナ12を搭載した自動車が走行
中に進行方向を変えると、BSアンテナ12は静止衛星
方向からずれるためチューナ出力(受信レベル)が低下
する。このため、衛星追尾制御部15はBSアンテナ回
転用モータ16を回転して最大の受信レベルが得られる
回転角位置θにBSアンテナを停止させる。アンテナ回
転角位置検出部19はこの回転角位置θを検出して進行
方位演算部20に入力する。
【0015】一方、GPS31は周知の方法により自動
車現在位置の経度N(0)、緯度E(0)を求めて絶対方位演
算部32に入力する。絶対方位演算部32は次式 Θ=arctan[tan((E-1100)・Z)/sin(N・Z)]/Z+1800 (3) Z=π/180 により絶対方位Θを演算し、進行方位演算部20に入力
する。進行方位演算部20は入力された絶対方位ΘとB
Sアンテナ12の回転角位置θを用いて(1)式または(2)
式の演算を行って自動車の進行方位αを演算して例えば
ナビゲーションシステムに出力する。以上、本発明を実
施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した
本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明は
これらを排除するものではない。
【0016】
【発明の効果】以上本発明によれば、移動体に搭載され
た衛星放送受信アンテナを静止衛星に向けて回転させ、
アンテナが静止衛星に向いた時のアンテナ回転角位置θ
を検出し、移動体から静止衛星を見た時の絶対方位Θと
アンテナ回転角θとを用いて移動体の進行方位を演算す
るように構成したから、正確に、しかも簡単に衛星放送
受信装置を搭載した移動体の進行方位を測定することが
できる。又、日本国内の全地域から見た静止衛星の絶対
方位Θは2120〜2260の範囲にあり、従って、絶対
方位を2200とすれば絶対方位の誤差は±80の範囲に
入り、この誤差範囲で進行方位を簡単に測定することが
できる。更に、移動体の属する地域により、あるいは経
緯度範囲により絶対方位Θは若干異なってくるから、地
域あるいは経緯度範囲に対応させて絶対方位Θを記憶し
ておき移動体の属する地域あるいは経緯度範囲に応じた
絶対方位Θを用いればより精度の高い進行方位を測定で
きる。又、本発明によれば、移動体の経緯度を検出し、
該経緯度を用いて絶対方位Θを演算するように構成した
から、高精度に絶対方位を求めることができ、この絶対
方位Θを用いることにより高精度に移動体の進行方位を
測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例構成図である。
【図2】アンテナの指向性説明図である。
【図3】進行方向演算説明図である。
【図4】絶対方位説明図表である。
【図5】絶対方位誤差説明図表である。
【図6】絶対方位記憶例説明図である。
【図7】本発明の別の実施例構成図である。
【図8】ナビゲーションシステムのブロック図である。
【符号の説明】
11・・静止衛星 12・・BSアンテナ 15・・衛星追尾制御部 19・・アンテナ回転角位置検出部 20・・進行方位演算部 21・・絶対方位記憶部 31・・GPS 32・・絶対方位演算部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体の進行方位を測定する進行方位測
    定装置において、 移動体に搭載された衛星放送電波を受信する衛星放送受
    信アンテナを静止衛星に向けて回転させるアンテナ回転
    手段と、 移動体の進行方向正面にアンテナが向いた時の位置を基
    準位置とし、該基準位置からのアンテナの回転角位置を
    検出するアンテナ回転角位置検出手段と、 移動体から静止衛星を見た時の絶対方位と前記アンテナ
    回転角とを用いて移動体の進行方位を演算する進行方位
    演算手段を備えたことを特徴とする移動体の進行方位測
    定装置。
  2. 【請求項2】 前記絶対方位を国内の場合一定値に固定
    し、あるいは国内の地域あるいは経緯度範囲に対応させ
    て記憶しておき、該一定の絶対方位あるいは移動体の属
    する地域あるいは経緯度範囲に応じた絶対方位を用いて
    移動体の進行方位を演算することを特徴とする請求項1
    記載の進行方位測定装置。
  3. 【請求項3】 移動体の経緯度位置を測定する手段と、
    経緯度から静止衛星の絶対方位を演算する絶対方位演算
    手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の進行方位
    測定装置。
JP26716092A 1992-10-06 1992-10-06 移動体の進行方位測定装置 Pending JPH06118155A (ja)

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JP26716092A JPH06118155A (ja) 1992-10-06 1992-10-06 移動体の進行方位測定装置

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JP26716092A JPH06118155A (ja) 1992-10-06 1992-10-06 移動体の進行方位測定装置

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JPH06118155A true JPH06118155A (ja) 1994-04-28

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JP26716092A Pending JPH06118155A (ja) 1992-10-06 1992-10-06 移動体の進行方位測定装置

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JP (1) JPH06118155A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009193097A (ja) * 2008-02-12 2009-08-27 Yaskawa Electric Corp 移動ロボットの制御装置および移動ロボットシステム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991207