JPH0618646A - Ｇｐｓ測位装置 - Google Patents
Ｇｐｓ測位装置Info
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- JPH0618646A JPH0618646A JP20026892A JP20026892A JPH0618646A JP H0618646 A JPH0618646 A JP H0618646A JP 20026892 A JP20026892 A JP 20026892A JP 20026892 A JP20026892 A JP 20026892A JP H0618646 A JPH0618646 A JP H0618646A
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- JP
- Japan
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- reception state
- gps
- speed vector
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪くなっ
た場合も、途切れることなく自己の位置を確定する。 【構成】 ３個以上のＧＰＳ衛星から電波を受信できる
か否かを判定する。３個以上のＧＰＳ衛星から電波を受
信できるときは、それらの衛星からの電波を用いて自己
の位置を測位する（通常測位モード）。３個以上のＧＰ
Ｓ衛星から電波を受信できなくなったときは、良好な状
態で受信できる電波のドップラー周波数を測定する。測
定したドップラー周波数から自己の移動速度ベクトルを
求め、その位置を推定する（補測位モード）。
た場合も、途切れることなく自己の位置を確定する。 【構成】 ３個以上のＧＰＳ衛星から電波を受信できる
か否かを判定する。３個以上のＧＰＳ衛星から電波を受
信できるときは、それらの衛星からの電波を用いて自己
の位置を測位する（通常測位モード）。３個以上のＧＰ
Ｓ衛星から電波を受信できなくなったときは、良好な状
態で受信できる電波のドップラー周波数を測定する。測
定したドップラー周波数から自己の移動速度ベクトルを
求め、その位置を推定する（補測位モード）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＧＰＳ（Global Posit
ioning System)測位装置に関する。
ioning System)測位装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＰＳ測位装置は、全世界測位システム
に属する複数個の人工衛星（ＧＰＳ衛星）からの電波を
受信して、装置位置を測位するものであり、既に人間、
船舶、航空機、自動車等の各種移動体の現在位置の確認
等に広く使用され始め、携帯型のものも見受けられる。
に属する複数個の人工衛星（ＧＰＳ衛星）からの電波を
受信して、装置位置を測位するものであり、既に人間、
船舶、航空機、自動車等の各種移動体の現在位置の確認
等に広く使用され始め、携帯型のものも見受けられる。
【０００３】図７は従来の携帯型ＧＰＳ測位装置のブロ
ック図である。このＧＰＳ測位装置は、電波受信用の平
面アンテナ１を有する。平面アンテナ１に受けられたＧ
ＰＳ衛星からの電波は、所定の電気信号として受信部２
に与えられる。受信部２は、与えられた電気信号を以後
のデータ処理が可能なように復調してデータ処理部３に
与える。データ処理部３は、与えられたデータを用いて
測位装置の位置を測位する。
ック図である。このＧＰＳ測位装置は、電波受信用の平
面アンテナ１を有する。平面アンテナ１に受けられたＧ
ＰＳ衛星からの電波は、所定の電気信号として受信部２
に与えられる。受信部２は、与えられた電気信号を以後
のデータ処理が可能なように復調してデータ処理部３に
与える。データ処理部３は、与えられたデータを用いて
測位装置の位置を測位する。
【０００４】一方、地図データ記憶部４は、日本あるい
は世界規模の地図をデジタルデータにして記憶してお
り、使用者が希望する地図データを表示処理部５に与え
る。表示処理部５は、与えられた地図データを例えばＬ
ＣＤに表示し、その地図上に、データ処理部３から与え
られる測位データを表示する。従って、使用者は、表示
処理部５の表示画面を見るだけで、自分が現在いる地点
を把握できる。
は世界規模の地図をデジタルデータにして記憶してお
り、使用者が希望する地図データを表示処理部５に与え
る。表示処理部５は、与えられた地図データを例えばＬ
ＣＤに表示し、その地図上に、データ処理部３から与え
られる測位データを表示する。従って、使用者は、表示
処理部５の表示画面を見るだけで、自分が現在いる地点
を把握できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ＧＰＳ測位装置を用いて現在位置を確定するためには、
少なくとも３個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信する
ことが必要とされている。しかし、現実には、常に３個
以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信できるとは限らず、
周囲の様々な物体、建物等に妨害されて１個あるいは２
個のＧＰＳ衛星からしか電波を受信できないことが少な
くない。
ＧＰＳ測位装置を用いて現在位置を確定するためには、
少なくとも３個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信する
ことが必要とされている。しかし、現実には、常に３個
以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信できるとは限らず、
周囲の様々な物体、建物等に妨害されて１個あるいは２
個のＧＰＳ衛星からしか電波を受信できないことが少な
くない。
【０００６】このような受信状態の悪い状況下では、従
来のＧＰＳ測位装置は、現在位置を確定できないという
問題がある。この問題は、特に、高層建造物が密集する
都市部においてＧＰＳ測位装置を使用する場合の大きな
障害になっていた。これに伴い使用者は、何らの指針も
与えられることなく慣れない土地で広い場所を探すと
か、ビルの屋上に登るなどの効率の悪い対策を強いら
れ、非常な不便を感じていた。
来のＧＰＳ測位装置は、現在位置を確定できないという
問題がある。この問題は、特に、高層建造物が密集する
都市部においてＧＰＳ測位装置を使用する場合の大きな
障害になっていた。これに伴い使用者は、何らの指針も
与えられることなく慣れない土地で広い場所を探すと
か、ビルの屋上に登るなどの効率の悪い対策を強いら
れ、非常な不便を感じていた。
【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪くなった
場合も途切れることなく現在位置を確定し続けることが
できるＧＰＳ測位装置を提供することを目的とする。
であり、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪くなった
場合も途切れることなく現在位置を確定し続けることが
できるＧＰＳ測位装置を提供することを目的とする。
【０００８】本発明にかかるＧＰＳ測位装置は、ＧＰＳ
衛星からの電波を受信する手段と、電波の受信状態を判
定する手段と、電波の受信状態が通常測位可能のとき、
その受信電波を用いて自己の位置を通常測位する手段
と、電波の受信状態が通常測位不可能のとき、受信状態
が良好なＧＰＳ衛星からの電波のドップラー周波数を測
定する手段と、測定したドップラー周波数を用いて自己
の移動速度ベクトルを求める手段と、求めた移動速度ベ
クトルに基づいて自己の位置を推定する手段とを具備す
ることを特徴とする。
衛星からの電波を受信する手段と、電波の受信状態を判
定する手段と、電波の受信状態が通常測位可能のとき、
その受信電波を用いて自己の位置を通常測位する手段
と、電波の受信状態が通常測位不可能のとき、受信状態
が良好なＧＰＳ衛星からの電波のドップラー周波数を測
定する手段と、測定したドップラー周波数を用いて自己
の移動速度ベクトルを求める手段と、求めた移動速度ベ
クトルに基づいて自己の位置を推定する手段とを具備す
ることを特徴とする。
【０００９】
【作用】電波の受信状態が通常測位可能のときは、その
受信電波を用いて自己の位置が通常測位される。電波の
受信状態が通常測位不可能な状態になると、受信状態が
良好なＧＰＳ衛星からの電波のドップラー周波数を用い
て自己の移動速度ベクトルが求められる。通常測位が終
了した時点の位置は確定しているので、その時点以降の
移動速度ベクトルと経過時間により自己の位置が推定さ
れる。電波の受信状態が通常測位可能な状態に戻ると、
再びその受信電波を用いて自己の位置が通常測位され
る。かくして、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪く
なった場合も途切れることなく現在位置を確定し続ける
ことができる。
受信電波を用いて自己の位置が通常測位される。電波の
受信状態が通常測位不可能な状態になると、受信状態が
良好なＧＰＳ衛星からの電波のドップラー周波数を用い
て自己の移動速度ベクトルが求められる。通常測位が終
了した時点の位置は確定しているので、その時点以降の
移動速度ベクトルと経過時間により自己の位置が推定さ
れる。電波の受信状態が通常測位可能な状態に戻ると、
再びその受信電波を用いて自己の位置が通常測位され
る。かくして、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪く
なった場合も途切れることなく現在位置を確定し続ける
ことができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の一実施例を示す携帯型ＧＰＳ測位
装置の外観図、図２は同ＧＰＳ測位装置の概略構成を示
すブロック図、図３は同ＧＰＳ測位装置の動作を示すフ
ローチャートである。
する。図１は本発明の一実施例を示す携帯型ＧＰＳ測位
装置の外観図、図２は同ＧＰＳ測位装置の概略構成を示
すブロック図、図３は同ＧＰＳ測位装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【００１１】該ＧＰＳ測位装置は、図１に示すように、
装置の主表面に平面状の広がりをもって設けられたアン
テナ１０を有し、外部アンテナ１１を使用することもで
きる。主正面には更に、ＬＣＤディスプレイ６１および
キーボード３１が設けられている。
装置の主表面に平面状の広がりをもって設けられたアン
テナ１０を有し、外部アンテナ１１を使用することもで
きる。主正面には更に、ＬＣＤディスプレイ６１および
キーボード３１が設けられている。
【００１２】アンテナ１０は、ＧＰＳ衛星からの電波を
受信して電気信号に変換する。その電気信号は、図２に
示すように、受信部２０に与えられる。受信部２０は、
与えられた電気信号をデジタル信号に復調してデータ処
理部３０に与える。データ処理部３０は、方位センサ４
０、地図データ記憶部５０および表示処理部６０と接続
されている。
受信して電気信号に変換する。その電気信号は、図２に
示すように、受信部２０に与えられる。受信部２０は、
与えられた電気信号をデジタル信号に復調してデータ処
理部３０に与える。データ処理部３０は、方位センサ４
０、地図データ記憶部５０および表示処理部６０と接続
されている。
【００１３】方位センサ４０は、トロイダル巻線を施し
たリング状コアと、そこから漏れる磁束を検出するセン
ス巻線とから構成されるフラックスゲートセンサであ
り、データ処理部３０に方位情報を与える。ＧＰＳ測位
装置は、図１に示すように、進行方向（矢印）を決めら
れており、データ処理部３０に与えられた方位情報から
方位に対する進行方向が明らかとなる。
たリング状コアと、そこから漏れる磁束を検出するセン
ス巻線とから構成されるフラックスゲートセンサであ
り、データ処理部３０に方位情報を与える。ＧＰＳ測位
装置は、図１に示すように、進行方向（矢印）を決めら
れており、データ処理部３０に与えられた方位情報から
方位に対する進行方向が明らかとなる。
【００１４】地図データ記憶部５０は、日本または世界
の地図をデジタルデータにして記憶している。表示処理
部６０は、データ処理部３０から与えられる画像データ
を画面表示する。
の地図をデジタルデータにして記憶している。表示処理
部６０は、データ処理部３０から与えられる画像データ
を画面表示する。
【００１５】そして、データ処理部３０は、簡単なマイ
クロコンピュータ機能を備えており、図示されないメモ
リにストアされている所定のプログラムに従って受信部
２０、方位センサ４０から与えられるデータを処理す
る。更に、必要に応じて地図データ記憶部５０をアクセ
スして、必要とされる地域の地図を読み出し、所定のプ
ログラム処理に従ってデータ処理する。そして、処理し
たデータを画像データにして表示処理部６０に与える。
クロコンピュータ機能を備えており、図示されないメモ
リにストアされている所定のプログラムに従って受信部
２０、方位センサ４０から与えられるデータを処理す
る。更に、必要に応じて地図データ記憶部５０をアクセ
スして、必要とされる地域の地図を読み出し、所定のプ
ログラム処理に従ってデータ処理する。そして、処理し
たデータを画像データにして表示処理部６０に与える。
【００１６】図１に示されたＬＣＤディスプレイ６１は
表示処理部６０に含まれる。また、キーボード３１はデ
ータ処理部３０に含まれ、その操作により所要の信号を
入力する。なお、ＬＣＤディスプレイ６１の表示画面の
内容については後述する。
表示処理部６０に含まれる。また、キーボード３１はデ
ータ処理部３０に含まれ、その操作により所要の信号を
入力する。なお、ＬＣＤディスプレイ６１の表示画面の
内容については後述する。
【００１７】次に、該ＧＰＳ測位装置の動作を図３の処
理フローに従って説明する。
理フローに従って説明する。
【００１８】該ＧＰＳ測位装置は、一応歩行者に携帯さ
れていると想定しているが、アンテナ１０を外部アンテ
ナ１１とすることにより、該ＧＰＳ測位装置を車に搭載
しカーナビゲーションとして使用する場合を想定しても
よい。カーナビゲーションの方が進行方向が確定してい
るため使用し易い。
れていると想定しているが、アンテナ１０を外部アンテ
ナ１１とすることにより、該ＧＰＳ測位装置を車に搭載
しカーナビゲーションとして使用する場合を想定しても
よい。カーナビゲーションの方が進行方向が確定してい
るため使用し易い。
【００１９】測位者が、携帯するＧＰＳ測位装置のキー
ボード３１上のＯＮ／ＯＦＦキー３１ａを押下して電源
をＯＮし、該装置を起動させる。この起動により、デー
タ処理部３０は図３に示される処理を開始する。
ボード３１上のＯＮ／ＯＦＦキー３１ａを押下して電源
をＯＮし、該装置を起動させる。この起動により、デー
タ処理部３０は図３に示される処理を開始する。
【００２０】ステップＳＴ１の処理において、データ処
理部３０はアルマナックデータ（現在受信している衛星
個数、現在受信している衛星番号、現時点における全衛
星の健康状態など）が内部メモリにストアされているか
否かを、内部メモリをアクセスして判定する。アルマナ
ックデータが内部メモリにストアされている場合は、後
述するステップＳＴ３以降の処理に分岐するが、アルマ
ナックデータが内部メモリにストアされていない場合
は、次のステップＳＴ２の処理に以降する。
理部３０はアルマナックデータ（現在受信している衛星
個数、現在受信している衛星番号、現時点における全衛
星の健康状態など）が内部メモリにストアされているか
否かを、内部メモリをアクセスして判定する。アルマナ
ックデータが内部メモリにストアされている場合は、後
述するステップＳＴ３以降の処理に分岐するが、アルマ
ナックデータが内部メモリにストアされていない場合
は、次のステップＳＴ２の処理に以降する。
【００２１】ステップＳＴ２の処理においては、データ
処理部３０はアルマナックデータを入手する。つまり、
データ処理部３０はアンテナ１０を介して受信した衛星
電波を、受信部２０を介して入手し、これを周知の所定
プログラム処理に従ってアルマナックデータに変換し、
内部メモリに一時記憶する。アルマナックデータが内部
メモリにストアされると、データ処理部３０は次のステ
ップＳＴ３の処理に以降する。
処理部３０はアルマナックデータを入手する。つまり、
データ処理部３０はアンテナ１０を介して受信した衛星
電波を、受信部２０を介して入手し、これを周知の所定
プログラム処理に従ってアルマナックデータに変換し、
内部メモリに一時記憶する。アルマナックデータが内部
メモリにストアされると、データ処理部３０は次のステ
ップＳＴ３の処理に以降する。
【００２２】ステップＳＴ３の処理においては、アルマ
ナックデータが内部メモリにストアされていることに応
じて、測位者はキーボード３１のアルファベットキーを
操作して現在位置を大まかに入力する。これにより、デ
ータ処理部３０は歩行者の現在位置を大まかに知ること
ができる。
ナックデータが内部メモリにストアされていることに応
じて、測位者はキーボード３１のアルファベットキーを
操作して現在位置を大まかに入力する。これにより、デ
ータ処理部３０は歩行者の現在位置を大まかに知ること
ができる。
【００２３】次に、データ処理部３０はステップＳＴ４
の処理に以降し、通常測位が可能か否かを判定する。つ
まり、少なくとも３個のＧＰＳ衛星からの電波を状態良
く受信できるか否かを判定する。詳細には、周知の技術
により予め得られたアルマナックデータに基づいて、Ｇ
ＤＯＰ（Geometric Dilution Of Precison）データを算
出し、この算出値があるしきい値を超えるか否かにより
現在位置を確定することが可能か否か（通常測位が可能
か否か）を判定する。通常測位が可能の場合は処理をス
テップＳＴ５移行の通常測位モードに移行する。
の処理に以降し、通常測位が可能か否かを判定する。つ
まり、少なくとも３個のＧＰＳ衛星からの電波を状態良
く受信できるか否かを判定する。詳細には、周知の技術
により予め得られたアルマナックデータに基づいて、Ｇ
ＤＯＰ（Geometric Dilution Of Precison）データを算
出し、この算出値があるしきい値を超えるか否かにより
現在位置を確定することが可能か否か（通常測位が可能
か否か）を判定する。通常測位が可能の場合は処理をス
テップＳＴ５移行の通常測位モードに移行する。
【００２４】ステップＳＴ５の処理においては、周知の
技術により、受信された少なくとも３個のＧＰＳ衛星か
らの電波に基づいて測位演算を行い、現在位置を確定す
るための測位データを算出して、ステップＳＴ６の処理
に移行する。
技術により、受信された少なくとも３個のＧＰＳ衛星か
らの電波に基づいて測位演算を行い、現在位置を確定す
るための測位データを算出して、ステップＳＴ６の処理
に移行する。
【００２５】ステップＳＴ６の処理においては、データ
処理部３０は地図データ記憶部５０をステップＳＴ３の
処理において入力された大まかな位置データに基づいて
アクセスし、その地図データを地図データ記憶部５０か
ら読み出す。そして、測位演算された測位データと読み
出された地図データを例えば重畳処理して画像データを
作成する。作成された画像データは表示処理部６０に与
えられ、表示処理部６０はその画像データをＬＣＤディ
スプレイ６１に画像表示する。これにより、測位者の現
在位置が地図に重畳して表示される。ＬＣＤディスプレ
イ６１に表示された測位者の現在位置を６１ａにて示
す。
処理部３０は地図データ記憶部５０をステップＳＴ３の
処理において入力された大まかな位置データに基づいて
アクセスし、その地図データを地図データ記憶部５０か
ら読み出す。そして、測位演算された測位データと読み
出された地図データを例えば重畳処理して画像データを
作成する。作成された画像データは表示処理部６０に与
えられ、表示処理部６０はその画像データをＬＣＤディ
スプレイ６１に画像表示する。これにより、測位者の現
在位置が地図に重畳して表示される。ＬＣＤディスプレ
イ６１に表示された測位者の現在位置を６１ａにて示
す。
【００２６】前述したステップＳＴ４において、通常測
位が不可能と判定された場合、即ち、周囲の建物等の電
波障害により、電波を良好に受信できるＧＰＳ衛星が１
個または２個の場合は、データ処理部３０はステップＳ
Ｔ７以降の補測位モードを実行する。
位が不可能と判定された場合、即ち、周囲の建物等の電
波障害により、電波を良好に受信できるＧＰＳ衛星が１
個または２個の場合は、データ処理部３０はステップＳ
Ｔ７以降の補測位モードを実行する。
【００２７】ステップＳＴ７の処理においては、測位者
（該ＧＰＳ測位装置）の移動速度ベクトルが求められ
る。測位者の移動速度ベクトルを求めるプロセスを図４
〜図６を用いて説明する。電波を良好に受信できるＧＰ
Ｓ衛星は、ここでは１個と仮定する。
（該ＧＰＳ測位装置）の移動速度ベクトルが求められ
る。測位者の移動速度ベクトルを求めるプロセスを図４
〜図６を用いて説明する。電波を良好に受信できるＧＰ
Ｓ衛星は、ここでは１個と仮定する。
【００２８】図４は電波を良好に受信できるＧＰＳ衛星
と測位者の位置関係を３次元的に示す座標図である。
（ｘ0 ｙ0 ｚ0 ）は電波を良好に受信できるＧＰＳ衛星
の位置を表し、ＧＰＳ衛星からの電波情報により既知で
ある。（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）は測位者の位置を表し、例えば
通常測位モードで最終的に得られた測位者の位置を用い
ることにより、これも既知となる。また、ｖはＧＰＳ衛
星（ｘ0 ｙ0 ｚ0 ）の移動速度ベクトル、ｕは測位者
（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）の移動速度ベクトルを表す。衛星の移
動速度ベクトルｖは、衛星からの電波情報により既知で
ある。測位者の移動速度ベクトルｕはこれから求めよう
とするベクトルである。
と測位者の位置関係を３次元的に示す座標図である。
（ｘ0 ｙ0 ｚ0 ）は電波を良好に受信できるＧＰＳ衛星
の位置を表し、ＧＰＳ衛星からの電波情報により既知で
ある。（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）は測位者の位置を表し、例えば
通常測位モードで最終的に得られた測位者の位置を用い
ることにより、これも既知となる。また、ｖはＧＰＳ衛
星（ｘ0 ｙ0 ｚ0 ）の移動速度ベクトル、ｕは測位者
（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）の移動速度ベクトルを表す。衛星の移
動速度ベクトルｖは、衛星からの電波情報により既知で
ある。測位者の移動速度ベクトルｕはこれから求めよう
とするベクトルである。
【００２９】ＧＰＳ衛星（ｘ0 ｙ0 ｚ0 ）と測位者（ａ
0 ｂ0 ｃ0 ）を結ぶ直線上における衛星の移動速度ベク
トルｖの成分をｖ′とし、測位者の移動速度ベクトルｕ
の成分をｕ′とする。また、衛星からの電波の周波数を
ｆ、これを測位者が受信したときの周波数をｆ′とす
る。これらの間にはドップラー効果により数式１の関係
が成立する。
0 ｂ0 ｃ0 ）を結ぶ直線上における衛星の移動速度ベク
トルｖの成分をｖ′とし、測位者の移動速度ベクトルｕ
の成分をｕ′とする。また、衛星からの電波の周波数を
ｆ、これを測位者が受信したときの周波数をｆ′とす
る。これらの間にはドップラー効果により数式１の関係
が成立する。
【００３０】
【数１】ｆ／ｆ′＝（ｃ−ｕ′）／（ｃ−ｖ′） 但し、ｃ：光速
【００３１】従って、測位者がｆ′、即ち、衛星からの
電波のドップラー周波数を測定することにより、衛星の
移動速度ベクトルｖの成分ｖ′から測位者の移動速度ベ
クトルｕの成分ｕ′が求まり、測位者の進行方向により
測位者の移動速度ベクトルｕが求まる。即ち、衛星の移
動速度ベクトルｖの成分ｖ′が求まれば、電波のドップ
ラー周波数ｆ′から測位者の移動速度ベクトルｕの成分
ｕ′が求まり、更には測位者の移動速度ベクトルｕが求
まるのである。
電波のドップラー周波数を測定することにより、衛星の
移動速度ベクトルｖの成分ｖ′から測位者の移動速度ベ
クトルｕの成分ｕ′が求まり、測位者の進行方向により
測位者の移動速度ベクトルｕが求まる。即ち、衛星の移
動速度ベクトルｖの成分ｖ′が求まれば、電波のドップ
ラー周波数ｆ′から測位者の移動速度ベクトルｕの成分
ｕ′が求まり、更には測位者の移動速度ベクトルｕが求
まるのである。
【００３２】そこで先ず、衛星の移動速度ベクトルｖの
成分ｖ′の求め方を図５により説明する。
成分ｖ′の求め方を図５により説明する。
【００３３】図５はＧＰＳ衛星（ｘ0 ｙ0 ｚ0 ）の回り
を２次元的に表した座標図である。ＧＰＳ衛星（ｘ0 ｙ
0 ｚ0 ）と測位者（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）の間をｒ、衛星の移
動速度ベクトルｖとその成分ｖ′の間をａ、衛星の移動
速度ベクトルｖと測位者（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）の間をｂとお
くと、数式２が成立する。
を２次元的に表した座標図である。ＧＰＳ衛星（ｘ0 ｙ
0 ｚ0 ）と測位者（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）の間をｒ、衛星の移
動速度ベクトルｖとその成分ｖ′の間をａ、衛星の移動
速度ベクトルｖと測位者（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）の間をｂとお
くと、数式２が成立する。
【００３４】
【数２】ｖ2 ＝ａ2 ＋ｖ′2 ｂ2 ＝ａ2 ＋（ｒ−ｖ′）2
【００３５】数式２においてａを消去すると数式３が得
られ、これより衛星の移動速度ベクトルｖの成分ｖ′が
数式４により表される。
られ、これより衛星の移動速度ベクトルｖの成分ｖ′が
数式４により表される。
【００３６】
【数３】ｂ2 ＝ｖ2 −ｖ′2 ＋（ｒ−ｖ′）2 ＝ｖ2 ＋ｒ2 −２ｒｖ′
【００３７】
【数４】ｖ′＝（ｖ2 ＋ｒ2 −ｂ2 ）／２ｒ
【００３８】ここで、衛星の移動速度ベクトルｖは、そ
の単位時間当たりの位置（ｘ1 ｙ1ｚ1 ）で表され既知
である。また、ＧＰＳ衛星および測位者の各位置（ｘ0
ｙ0ｚ0 ）（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）がいずれも既知であるの
で、ｂおよびｒも既知となる。従って、数式４により衛
星の移動速度ベクトルｖの成分ｖ′が求まる。
の単位時間当たりの位置（ｘ1 ｙ1ｚ1 ）で表され既知
である。また、ＧＰＳ衛星および測位者の各位置（ｘ0
ｙ0ｚ0 ）（ａ0 ｂ0 ｃ0 ）がいずれも既知であるの
で、ｂおよびｒも既知となる。従って、数式４により衛
星の移動速度ベクトルｖの成分ｖ′が求まる。
【００３９】衛星の移動速度ベクトルｖの成分ｖ′が求
まると、ＧＰＳ衛星からの電波のドップラー周波数ｆ′
から測位者の移動速度ベクトルｕの成分ｕ′が求まり
（数式１）、これに測位者の進行方向、即ち、測位者の
移動速度ベクトルｕとその成分ｕ′のなす角を考慮する
ことにより、測位者の移動速度ベクトルｕが求まる。
まると、ＧＰＳ衛星からの電波のドップラー周波数ｆ′
から測位者の移動速度ベクトルｕの成分ｕ′が求まり
（数式１）、これに測位者の進行方向、即ち、測位者の
移動速度ベクトルｕとその成分ｕ′のなす角を考慮する
ことにより、測位者の移動速度ベクトルｕが求まる。
【００４０】そこで次に、測位者の移動速度ベクトルｕ
の成分ｕ′から測位者の移動速度ベクトルｕを求める方
法を図６により説明する。
の成分ｕ′から測位者の移動速度ベクトルｕを求める方
法を図６により説明する。
【００４１】ＧＰＳ衛星（ｘ0 ｙ0 ｚ0 ）の方位角を
θ、仰角をψ、測位者の進行方向の方位角をβとおき、
測位者の移動速度ベクトルｕとその成分ｕ′のなす角α
を求める。図６においては、三角形ＡＢＣの辺ＡＣと辺
ＡＢのなす角がαであり、角辺の長さが数式５により表
される。
θ、仰角をψ、測位者の進行方向の方位角をβとおき、
測位者の移動速度ベクトルｕとその成分ｕ′のなす角α
を求める。図６においては、三角形ＡＢＣの辺ＡＣと辺
ＡＢのなす角がαであり、角辺の長さが数式５により表
される。
【００４２】
【数５】 ＡＣ＝ｒ ＡＢ＝ｒ cosψ／ cos（β−θ） ＢＣ2 ＝（ｒ sinψ）2 ＋｛ｒ cosψ・tan(β−θ）｝2
【００４３】一方、図５より数式６が成立し、数式７が
得られる。
得られる。
【００４４】
【数６】 ｖ′＝ｖ cosθ′＝ （ｖ2 ＋ｒ2 −ｂ2 ）／２ｒ
【００４５】
【数７】cosθ′＝（ｖ2 ＋ｒ2 −ｂ2 ）／２ｖｒ
【００４６】ここで、θ′をα、ｖ2 をＡＢ2 、ｂ2 を
ＢＣ2 とおくと、数式８が得られ、ｕ＝ｕ′／ cosαで
あることにより、測位者の移動速度ベクトルｕが数式９
により求まる。
ＢＣ2 とおくと、数式８が得られ、ｕ＝ｕ′／ cosαで
あることにより、測位者の移動速度ベクトルｕが数式９
により求まる。
【００４７】
【数８】 cos ψ＝〔｛ｒ cosψ／ cos（β−θ）｝2 ＋ｒ2 −（ｒ sinψ）2 − ｛ｒ cosψ・tan(β−θ）｝2 〕／〔２・｛ｒ cosψ／ cos（β−θ）｝・ｒ〕 ＝ cosψ／ cos（β−θ）
【００４８】
【数９】ｕ＝ｕ′／｛cos ψ cos（β−θ）｝
【００４９】ステップＳＴ７の処理において測位者の移
動速度ベクトルｕが求められると、データ処理部３０は
ステップＳＴ８の処理を実行する。
動速度ベクトルｕが求められると、データ処理部３０は
ステップＳＴ８の処理を実行する。
【００５０】ステップＳＴ８の処理においては、ステッ
プＳＴ６の処理において求めた測位者の現在位置６１ａ
を起点として、ステップＳＴ７の処理において求めた測
位者の移動速度ベクトルｕと経過時間とから、測位者の
現在位置を推定してＬＣＤディスプレイ６１に表示す
る。ＬＣＤディスプレイ６１に表示された推定位置を図
１に６１ｂにて示す。
プＳＴ６の処理において求めた測位者の現在位置６１ａ
を起点として、ステップＳＴ７の処理において求めた測
位者の移動速度ベクトルｕと経過時間とから、測位者の
現在位置を推定してＬＣＤディスプレイ６１に表示す
る。ＬＣＤディスプレイ６１に表示された推定位置を図
１に６１ｂにて示す。
【００５１】ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪く通
常測位が不可能の間、前回の処理で推定された測位者の
現在位置を起点として、ステップＳＴ７および８の処理
を繰り返すことにより、測位者の現在位置が次々と推定
されてＬＣＤディスプレイ６１に表示される。このと
き、測位位置や測位者が移動したときの測位位置の移動
軌跡がＬＣＤディスプレイ６１上に長く残るようにすれ
ば、測位者はいつも自分の位置および経路を確認でき、
信頼性および使用性の高いナビゲーション情報が得られ
る。
常測位が不可能の間、前回の処理で推定された測位者の
現在位置を起点として、ステップＳＴ７および８の処理
を繰り返すことにより、測位者の現在位置が次々と推定
されてＬＣＤディスプレイ６１に表示される。このと
き、測位位置や測位者が移動したときの測位位置の移動
軌跡がＬＣＤディスプレイ６１上に長く残るようにすれ
ば、測位者はいつも自分の位置および経路を確認でき、
信頼性および使用性の高いナビゲーション情報が得られ
る。
【００５２】かくして、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状
態が悪い場合も、途切れることなく現在位置を確定し続
けることができる。
態が悪い場合も、途切れることなく現在位置を確定し続
けることができる。
【００５３】ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が改善さ
れ、少なくとも３個のＧＰＳ衛星から電波を状態良く受
信できるようになると、データ処理部３０はステップＳ
Ｔ５および６の処理、即ち、通常測位モードを実行す
る。
れ、少なくとも３個のＧＰＳ衛星から電波を状態良く受
信できるようになると、データ処理部３０はステップＳ
Ｔ５および６の処理、即ち、通常測位モードを実行す
る。
【００５４】
【発明の効果】以上、本発明にかかるＧＰＳ測位装置に
よる場合には、電波の受信状態が通常測位不可能な状態
になると、受信状態が良好なＧＰＳ衛星からの電波のド
ップラー周波数を用いて自己の移動速度ベクトルが求め
られ、自己の現在位置が推定されるので、ＧＰＳ衛星か
らの電波の受信状態が悪くなった場合も途切れることな
く現在位置を確定できる。従って、高層建造物が密集す
る都市部においてもＧＰＳ測位装置を支障なく使用でき
る。これに伴い使用者は、慣れない土地で広い場所を探
すとか、ビルの屋上に登るなどの効率の悪い対策を採る
必要がなくなり、ＧＰＳ測位装置の使用性が著しく改善
される。
よる場合には、電波の受信状態が通常測位不可能な状態
になると、受信状態が良好なＧＰＳ衛星からの電波のド
ップラー周波数を用いて自己の移動速度ベクトルが求め
られ、自己の現在位置が推定されるので、ＧＰＳ衛星か
らの電波の受信状態が悪くなった場合も途切れることな
く現在位置を確定できる。従って、高層建造物が密集す
る都市部においてもＧＰＳ測位装置を支障なく使用でき
る。これに伴い使用者は、慣れない土地で広い場所を探
すとか、ビルの屋上に登るなどの効率の悪い対策を採る
必要がなくなり、ＧＰＳ測位装置の使用性が著しく改善
される。
【図１】本発明の一実施例を示す携帯型ＧＰＳ測位装置
の外観図である。
の外観図である。
【図２】同ＧＰＳ測位装置の概略構成を示すブロック図
である。
である。
【図３】同ＧＰＳ測位装置の動作を示すフローチャート
である。
である。
【図４】ＧＰＳ衛星と測位者の位置関係を示す座標図で
ある。
ある。
【図５】ＧＰＳ衛星の移動速度ベクトル成分を求める方
法を説明するための座標図である。
法を説明するための座標図である。
【図６】測位者の移動速度ベクトル成分からその移動速
度ベクトルを求める方法を説明するための座標図であ
る。
度ベクトルを求める方法を説明するための座標図であ
る。
【図７】従来の携帯型ＧＰＳ測位装置の概略構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
１０ アンテナ ２０ 受信部 ３０ データ処理部 ３１ キーボード ４０ 方位センサ ５０ 地図データ記憶部 ６０ 表示処理部 ６１ ＬＣＤディスプレイ
Claims (1)
- 【請求項１】 ＧＰＳ衛星からの電波を受信する手段
と、電波の受信状態を判定する手段と、電波の受信状態
が通常測位可能のとき、その受信電波を用いて自己の位
置を通常測位する手段と、電波の受信状態が通常測位不
可能のとき、受信状態が良好なＧＰＳ衛星からの電波の
ドップラー周波数を測定する手段と、測定したドップラ
ー周波数を用いて自己の移動速度ベクトルを求める手段
と、求めた移動速度ベクトルに基づいて自己の位置を推
定する手段とを具備することを特徴とするＧＰＳ測位装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20026892A JP2860621B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Ｇｐｓ測位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20026892A JP2860621B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Ｇｐｓ測位装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618646A true JPH0618646A (ja) | 1994-01-28 |
| JP2860621B2 JP2860621B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=16421508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20026892A Expired - Lifetime JP2860621B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Ｇｐｓ測位装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2860621B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7280071B2 (en) | 2004-07-30 | 2007-10-09 | Sony Corporation | Method and apparatus for computing position and velocity of receiver using independently-derived sets of satellites |
| CN109557566A (zh) * | 2017-09-25 | 2019-04-02 | 卡西欧计算机株式会社 | 移动状态判别装置、电子表、移动状态判别方法及记录介质 |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP20026892A patent/JP2860621B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7280071B2 (en) | 2004-07-30 | 2007-10-09 | Sony Corporation | Method and apparatus for computing position and velocity of receiver using independently-derived sets of satellites |
| CN109557566A (zh) * | 2017-09-25 | 2019-04-02 | 卡西欧计算机株式会社 | 移动状态判别装置、电子表、移动状态判别方法及记录介质 |
| CN109557566B (zh) * | 2017-09-25 | 2023-09-12 | 卡西欧计算机株式会社 | 移动状态判别装置、电子表、移动状态判别方法及记录介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2860621B2 (ja) | 1999-02-24 |
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