JPH06130143A - 測位装置 - Google Patents
測位装置Info
- Publication number
- JPH06130143A JPH06130143A JP28188192A JP28188192A JPH06130143A JP H06130143 A JPH06130143 A JP H06130143A JP 28188192 A JP28188192 A JP 28188192A JP 28188192 A JP28188192 A JP 28188192A JP H06130143 A JPH06130143 A JP H06130143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positioning
- positioning calculation
- satellite
- receiving
- doppler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 正確で安定した測位演算を実現する。
【構成】 衛星からの信号を受信するためのアンテナ部
１と、前記アンテナ部で受信した信号のドップラー効果
によるドップラー周波数を測定するドップラー測定部２
と、前記アンテナ部で受信した信号から測位計算に必要
な衛星の位置および速度情報を取り出す受信処理部３
と、前記ドップラー測定部と受信処理部により得られた
ドップラー周波数と衛星情報を解析，計算して測位計算
に必要である推定受信位置を求める際に、高度を変化さ
せて推定受信位置の計算を行なうことにより複数種類の
推定受信位置を求め、その各々について逐次近似法によ
る測位計算を行ない、その各々の測定計算時間を比較
し、測位計算時間が最小である測位結果を最も正確な測
位結果として算出する測位演算部４とを設けた測位装
置。
１と、前記アンテナ部で受信した信号のドップラー効果
によるドップラー周波数を測定するドップラー測定部２
と、前記アンテナ部で受信した信号から測位計算に必要
な衛星の位置および速度情報を取り出す受信処理部３
と、前記ドップラー測定部と受信処理部により得られた
ドップラー周波数と衛星情報を解析，計算して測位計算
に必要である推定受信位置を求める際に、高度を変化さ
せて推定受信位置の計算を行なうことにより複数種類の
推定受信位置を求め、その各々について逐次近似法によ
る測位計算を行ない、その各々の測定計算時間を比較
し、測位計算時間が最小である測位結果を最も正確な測
位結果として算出する測位演算部４とを設けた測位装
置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測位装置(ＯＲＢＣＯ
ＭＭ等)に関するものである。
ＭＭ等)に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、人工衛星からの電波を受信
し、そのドップラー周波数を測定して正確に現在位置の
緯度，経度を測位するシステムとして、ＮＮＳＳ(艦隊
航行サテライトシステム：navg navigation satellite
system)方式等があり、海洋航法等に利用されている。
この測位システムは双曲線航法と呼ばれているものであ
り、２定点からの距離の差が一定な点の軌跡が、これら
２点を焦点とする双曲線になるという数学上の性質を利
用して位置を決定する方法である。
し、そのドップラー周波数を測定して正確に現在位置の
緯度，経度を測位するシステムとして、ＮＮＳＳ(艦隊
航行サテライトシステム：navg navigation satellite
system)方式等があり、海洋航法等に利用されている。
この測位システムは双曲線航法と呼ばれているものであ
り、２定点からの距離の差が一定な点の軌跡が、これら
２点を焦点とする双曲線になるという数学上の性質を利
用して位置を決定する方法である。
【０００３】図３を用いて具体的に緯度，経度の測位置
について説明する。上空を飛ぶ人工衛星の上に、一定の
周波数の電波を送信する送信機を設置し、地上でこの電
波を受信して周波数を測定すると、図３(a)に示すよう
に人工衛星が近付いてくるときはこれが送信周波数より
高く、遠ざかりつつあるときは低く測定されることが知
られている。これがいわゆるドップラー効果による周波
数偏移であり、この値を測定することによって、人工衛
星と受信位置との間の距離の時間的変化率が得られる。
ここで人工衛星の軌道が分かっていれば、受信位置を計
算できる。
について説明する。上空を飛ぶ人工衛星の上に、一定の
周波数の電波を送信する送信機を設置し、地上でこの電
波を受信して周波数を測定すると、図３(a)に示すよう
に人工衛星が近付いてくるときはこれが送信周波数より
高く、遠ざかりつつあるときは低く測定されることが知
られている。これがいわゆるドップラー効果による周波
数偏移であり、この値を測定することによって、人工衛
星と受信位置との間の距離の時間的変化率が得られる。
ここで人工衛星の軌道が分かっていれば、受信位置を計
算できる。
【０００４】今、一定周波数ｆ［Hz］の電波を人工衛星
が出しているとして、この電波を地上で受信した場合の
周波数がｆｓ［Hz］であったとすると、先に述べたドッ
プラー効果によって数１式の関係にある。
が出しているとして、この電波を地上で受信した場合の
周波数がｆｓ［Hz］であったとすると、先に述べたドッ
プラー効果によって数１式の関係にある。
【０００５】
【数１】ｆｓ＝ｆ±Δｆ、 Δｆ＝（ｆ／ｃ）・｜ｄｓ／ｄｔ｜ ここでΔｆはドップラー偏移周波数であり、ｓは受信位
置と人工衛星との間の距離［ｍ］、ｃは電波の伝搬速度
［ｍ／ｓ］である。ある一定時間毎の人工衛星の位置が
分かれば、この時間のドップラー偏移量を積分すること
によって、この間に受信位置と衛星間の距離がどれだけ
変化したかが分かる。すなわち受信位置は積分開始と終
了時点の人工衛星の位置を焦点とする回転双曲面と地上
との交線上にあることになる(図３(b))。
置と人工衛星との間の距離［ｍ］、ｃは電波の伝搬速度
［ｍ／ｓ］である。ある一定時間毎の人工衛星の位置が
分かれば、この時間のドップラー偏移量を積分すること
によって、この間に受信位置と衛星間の距離がどれだけ
変化したかが分かる。すなわち受信位置は積分開始と終
了時点の人工衛星の位置を焦点とする回転双曲面と地上
との交線上にあることになる(図３(b))。
【０００６】そこで、受信位置の上空を衛星が通過しつ
つある時に、いくつかのこのような位置の曲線を求め、
連立方程式を解いて受信位置を計算して、推定受信位置
との誤差分がある一定値以下になるまで推定受信位置を
更新しながら測位計算を繰り返す(逐次近似法)ことによ
って、これらの交点として受信位置を決定することがで
きる。
つある時に、いくつかのこのような位置の曲線を求め、
連立方程式を解いて受信位置を計算して、推定受信位置
との誤差分がある一定値以下になるまで推定受信位置を
更新しながら測位計算を繰り返す(逐次近似法)ことによ
って、これらの交点として受信位置を決定することがで
きる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た測位装置は、推定受信位置を地上０ｍつまり地球を楕
円体と仮定して回転楕円体上に求めるため、受信位置が
山頂など高所である場合には推定受信位置が適当な値で
はないために測位結果が正確ではない、あるいは測位不
能となる場合があるという問題点を有していた。本発明
は上記課題を解決するもので、正確で安定した測位演算
を図ることができる測位装置を提供することを目的とす
るものである。
た測位装置は、推定受信位置を地上０ｍつまり地球を楕
円体と仮定して回転楕円体上に求めるため、受信位置が
山頂など高所である場合には推定受信位置が適当な値で
はないために測位結果が正確ではない、あるいは測位不
能となる場合があるという問題点を有していた。本発明
は上記課題を解決するもので、正確で安定した測位演算
を図ることができる測位装置を提供することを目的とす
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、衛星からの信号を受信するためのアンテナ
部と、前記アンテナ部で受信した信号のドップラー効果
によるドップラー周波数を測定するドップラー測定部
と、前記アンテナ部で受信した信号から測位計算に必要
な衛星の位置および速度情報を取り出す受信処理部と、
前記ドップラー測定部と受信処理部により得られたドッ
プラー周波数と衛星情報を解析，計算して測位計算に必
要である推定受信位置を求める際に、高度を変化させて
推定受信位置の計算を行なうことにより複数種類の推定
受信位置を求め、その各々について逐次近似法による測
位計算を行ない、その各々の測位計算時間を比較し、測
位計算時間が最小である測位結果を最も正確な測位結果
として算出する測位演算部とを設けたものである。
するために、衛星からの信号を受信するためのアンテナ
部と、前記アンテナ部で受信した信号のドップラー効果
によるドップラー周波数を測定するドップラー測定部
と、前記アンテナ部で受信した信号から測位計算に必要
な衛星の位置および速度情報を取り出す受信処理部と、
前記ドップラー測定部と受信処理部により得られたドッ
プラー周波数と衛星情報を解析，計算して測位計算に必
要である推定受信位置を求める際に、高度を変化させて
推定受信位置の計算を行なうことにより複数種類の推定
受信位置を求め、その各々について逐次近似法による測
位計算を行ない、その各々の測位計算時間を比較し、測
位計算時間が最小である測位結果を最も正確な測位結果
として算出する測位演算部とを設けたものである。
【０００９】
【作用】本発明は上記した構成により、測位計算に必要
である推定受信位置を求める際に、高度を変化させて推
定受信位置の計算を行なうことにより複数種類の推定受
信位置を求め、その各々について逐次近似法による測位
計算を行ない、その各々の測位計算時間を比較し、測位
計算時間が最小である測位結果を最も正確な測位結果と
して求めることによって、正確で安定した測位演算を実
現できる。
である推定受信位置を求める際に、高度を変化させて推
定受信位置の計算を行なうことにより複数種類の推定受
信位置を求め、その各々について逐次近似法による測位
計算を行ない、その各々の測位計算時間を比較し、測位
計算時間が最小である測位結果を最も正確な測位結果と
して求めることによって、正確で安定した測位演算を実
現できる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における測
位装置の主要部の構成図であり、図２は本発明の一実施
例におけるフローチャートである。図１において、１は
衛星からの信号を受信するためのアンテナ部、２は前記
アンテナ部１で受信した信号のドップラー効果によるド
ップラー周波数を測定するドップラー測定部、３は前記
アンテナ部１で受信した信号から測位計算に必要な衛星
の位置および速度情報を取り出す受信処理部、４は前記
ドップラー測定部２と受信処理部３により得られたドッ
プラー周波数と衛星情報を解析，計算して測位計算に必
要である推定受信位置を求める際に、高度を変化させて
推定受信位置の計算を行なうことにより複数種類の推定
受信位置を求め、その各々について逐次近似法による測
位計算を行なってその各々の測位計算時間を比較し、測
位計算時間が最小である測位結果を最も正確な測位結果
として算出する測位演算部である。
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における測
位装置の主要部の構成図であり、図２は本発明の一実施
例におけるフローチャートである。図１において、１は
衛星からの信号を受信するためのアンテナ部、２は前記
アンテナ部１で受信した信号のドップラー効果によるド
ップラー周波数を測定するドップラー測定部、３は前記
アンテナ部１で受信した信号から測位計算に必要な衛星
の位置および速度情報を取り出す受信処理部、４は前記
ドップラー測定部２と受信処理部３により得られたドッ
プラー周波数と衛星情報を解析，計算して測位計算に必
要である推定受信位置を求める際に、高度を変化させて
推定受信位置の計算を行なうことにより複数種類の推定
受信位置を求め、その各々について逐次近似法による測
位計算を行なってその各々の測位計算時間を比較し、測
位計算時間が最小である測位結果を最も正確な測位結果
として算出する測位演算部である。
【００１１】以上のように構成された測位装置につい
て、その動作を第２のフローチャートを用いて説明す
る。衛星から送られてくる衛星の軌道情報を含んだ電波
をアンテナ部１で受信して、そのときのドップラー周波
数をドップラー測定部２で測定し、また受信処理部３に
よりその受信電波から衛星の軌道情報を収集する
(Ｓ1)。
て、その動作を第２のフローチャートを用いて説明す
る。衛星から送られてくる衛星の軌道情報を含んだ電波
をアンテナ部１で受信して、そのときのドップラー周波
数をドップラー測定部２で測定し、また受信処理部３に
よりその受信電波から衛星の軌道情報を収集する
(Ｓ1)。
【００１２】ＯＲＢＢＣＯＭＭやＮＮＳＳ方式等で用い
る低軌道衛星の場合、人工衛星が水平線から昇って没す
るまで約15分間である。測位装置は測位を開始して、衛
星を没するまで上記の受信および測定を続行する。推定
受信位置を計算するために、ＯＲＢＣＯＭＭやＮＮＳＳ
方式等で最低約８分間の受信，測定が必要である。ドッ
プラー周波数および軌道情報の収集が終了すると、推定
受信位置の計算を開始する。推定受信位置(Ｓ1，Ｓ2，
Ｓ3)を求める方程式を数２式に示す。
る低軌道衛星の場合、人工衛星が水平線から昇って没す
るまで約15分間である。測位装置は測位を開始して、衛
星を没するまで上記の受信および測定を続行する。推定
受信位置を計算するために、ＯＲＢＣＯＭＭやＮＮＳＳ
方式等で最低約８分間の受信，測定が必要である。ドッ
プラー周波数および軌道情報の収集が終了すると、推定
受信位置の計算を開始する。推定受信位置(Ｓ1，Ｓ2，
Ｓ3)を求める方程式を数２式に示す。
【００１３】
【数２】
【００１４】である。受信位置は海面上(高度０)や山頂
(例えば高度3000Ｍ)が考えられる。よって、上記数２式
の中で、Ｒ(地球の半径＋高度)において、高度を例えば
０，500，1000，1500，2000・・・4000Ｍと500Ｍ単位で
変化させてその各々について推定受信位置(Ｓ1，Ｓ2，
Ｓ3)を計算する。
(例えば高度3000Ｍ)が考えられる。よって、上記数２式
の中で、Ｒ(地球の半径＋高度)において、高度を例えば
０，500，1000，1500，2000・・・4000Ｍと500Ｍ単位で
変化させてその各々について推定受信位置(Ｓ1，Ｓ2，
Ｓ3)を計算する。
【００１５】次に、この各々の推定受信位置を用いて、
測位計算を開始する(Ｓ2)。測位計算を開始すると同時
にタイマーをスタートさせて(Ｓ3)測位計算にかかった
時間をカウントする。この推定受信位置を用いて求めら
れる人工衛星と受信位置との間の距離の時間的変化率と
測定したドップラー周波数から得られる距離の時間的変
化率、この２つの距離の時間的変化率から連立方程式を
作成し解を求める(Ｓ4，Ｓ5)。この解と推定受信位置と
の誤差分がある一定値以下になるまで推定受信位置を更
新しながら測位計算を繰り返す(逐次近似法)(Ｓ6，
Ｓ7)。誤差分がある一定値以下になった時点でタイマー
をストップさせて測位計算に要した時間として記憶して
おく(Ｓ8)。既に求めてある各々の推定受信位置に対し
て、上述の測位計算を行ない、測位に要した時間を記憶
する(Ｓ9)。すべての推定受信位置に対して測位計算が
終了した時点で、測位計算に要した時間を比較して(Ｓ
10)、測位計算時間が最小である測位結果を最も正確な
測位結果として採用する(Ｓ11)。
測位計算を開始する(Ｓ2)。測位計算を開始すると同時
にタイマーをスタートさせて(Ｓ3)測位計算にかかった
時間をカウントする。この推定受信位置を用いて求めら
れる人工衛星と受信位置との間の距離の時間的変化率と
測定したドップラー周波数から得られる距離の時間的変
化率、この２つの距離の時間的変化率から連立方程式を
作成し解を求める(Ｓ4，Ｓ5)。この解と推定受信位置と
の誤差分がある一定値以下になるまで推定受信位置を更
新しながら測位計算を繰り返す(逐次近似法)(Ｓ6，
Ｓ7)。誤差分がある一定値以下になった時点でタイマー
をストップさせて測位計算に要した時間として記憶して
おく(Ｓ8)。既に求めてある各々の推定受信位置に対し
て、上述の測位計算を行ない、測位に要した時間を記憶
する(Ｓ9)。すべての推定受信位置に対して測位計算が
終了した時点で、測位計算に要した時間を比較して(Ｓ
10)、測位計算時間が最小である測位結果を最も正確な
測位結果として採用する(Ｓ11)。
【００１６】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明
は、測位計算に必要である推定受信位置を求める際に、
高度を変化させて推定受信位置の計算を行なうことによ
り複数種類の推定受信位置を求め、その各々について逐
次近似法による測位計算を行ない、その各々の測位計算
時間を比較し、測位計算時間が最小である測位結果を最
も正確な測位結果として求めることによって、正確で安
定した測位演算を実現できるという効果を有する。
は、測位計算に必要である推定受信位置を求める際に、
高度を変化させて推定受信位置の計算を行なうことによ
り複数種類の推定受信位置を求め、その各々について逐
次近似法による測位計算を行ない、その各々の測位計算
時間を比較し、測位計算時間が最小である測位結果を最
も正確な測位結果として求めることによって、正確で安
定した測位演算を実現できるという効果を有する。
【図１】本発明の一実施例における測位装置主要部の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例におけるフローチャートであ
る。
る。
【図３】ドップラー周波数を用いた測位方法の概略図で
ある。
ある。
１…アンテナ部、 ２…ドップラー測定部、 ３…受信
処理部、 ４…測位演算部。
処理部、 ４…測位演算部。
Claims (1)
- 【請求項１】 衛星からの信号を受信するためのアンテ
ナ部と、前記アンテナ部で受信した信号のドップラー効
果によるドップラー周波数を測定するドップラー測定部
と、前記アンテナ部で受信した信号から測位計算に必要
な衛星の位置および速度情報を取り出す受信処理部と、
前記ドップラー測定部と前記受信処理部により得られた
ドップラー周波数と衛星情報を解析，計算して測位計算
に必要である推定受信位置を求める際に、高度を変化さ
せて推定受信位置の計算を行なうことにより複数種類の
推定受信位置を求め、その各々について逐次近似法によ
る測位計算を行ない、その各々の測位計算時間を比較
し、測位計算時間が最小である測位結果を最も誤差の少
ない測位結果として算出する測位演算部を備えた測位装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28188192A JPH06130143A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 測位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28188192A JPH06130143A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 測位装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06130143A true JPH06130143A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17645273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28188192A Pending JPH06130143A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 測位装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06130143A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8326316B2 (en) | 2005-03-31 | 2012-12-04 | Nec Corporation | Portable wireless terminal and moving velocity detecting method for portable wireless terminal |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP28188192A patent/JPH06130143A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8326316B2 (en) | 2005-03-31 | 2012-12-04 | Nec Corporation | Portable wireless terminal and moving velocity detecting method for portable wireless terminal |
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