JPH06242210A - ディファレンシャルgps並びにその親機及び子機 - Google Patents

ディファレンシャルgps並びにその親機及び子機

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JPH06242210A
JPH06242210A JP5051442A JP5144293A JPH06242210A JP H06242210 A JPH06242210 A JP H06242210A JP 5051442 A JP5051442 A JP 5051442A JP 5144293 A JP5144293 A JP 5144293A JP H06242210 A JPH06242210 A JP H06242210A
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JP
Japan
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satellites
satellite
positioning correction
unit
positioning
Prior art date
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JP5051442A
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English (en)
Inventor
Teruhisa Fujino
輝久 藤野
Kenichi Kobayashi
研一 小林
Yuji Owaki
裕至 大脇
Hisaaki Maeda
久昭 前田
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Koden Electronics Co Ltd
Original Assignee
Koden Electronics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 簡便・安価なデータ処理装置などで構成可能
なディファレンシャルGPS並びにその親機及び子機を
提供する。 〔構成〕 使用衛星の組を一組又は数組程度選択し、各
組について測位補正値を算出し、この測位補正値を対応
の使用衛星の組を示す使用衛星情報と共に測位補正情報
として送信部から送信させるGPS受信機を有する親機
と、この親機が送出した測位補正情報を受信部に受信さ
せ、この測位補正情報に含まれる使用衛星情報が示す使
用衛星の組の一つに一致するように自機の使用衛星の組
を一つだけ選択するGPS受信機を有する子機とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の移動衛星を使用
して船舶などの移動体の位置を測定するのに利用される
ディファレンシャルGPS並びにその親機及び子機に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、普及しつつあるGPS(Gloval P
ositioning System ) は、複数の移動衛星から送出され
る電波を移動体などに搭載された受信機に受信させ、各
受信電波に含まれる衛星固有の時刻情報や位置情報など
の衛星情報と、自機が各衛星電波を受信した時刻とから
自機と各衛星との距離を算定し、これらの算定距離を組
合せることにより自機の地球上の位置を測定するように
構成されている。
【0003】GPSによって測位を行うには、典型的に
は、3個ないし4個の衛星を使用して自機と各衛星との
距離を算定し、各算定距離を組合わせて自機の位置を測
定することが必要になる。このため、地球上のどの地点
からでも最低3個ないし4個の衛星からの電波を受信し
てその衛星情報を使用できるように、全部で20個以上
もの移動衛星が打上げられ、それぞれ異なる軌道上を周
回している。陸上では移動衛星の仰角が減少するにつれ
て山などに遮られて受信できなくることが多くなるた
め、この点を考慮して多少多めの個数の衛星が打上げら
れている。このため、山などの遮蔽物が存在しない海上
などの好条件の箇所では最大7個ないし8個からの衛星
を使用できる状態となっている。
【0004】上述のように、測位に使用可能な衛星の個
数は相当数にのぼるが、これらの全てを実際に測位に使
用しようとすれば、それだけ多数の受信チャネルが必要
になるだけでなく、リアルタイム性を保ちながら処理し
なければならないデータ量が増加して受信機が複雑・高
価になるという問題がある。このため、GPSの受信機
が測位に使用できる衛星の総数は、使用可能な受信チャ
ネル数などによって制限されている。従って、各受信機
は、測位に使用可能な衛星のうちのどれを実際に使用す
るかについての選択の自由度を留保している。受信条件
の良好ななるべく大きな仰角の(真上の方向に近い)衛
星や、高SN比のもとで電波を受信できる衛星を使用衛
星として選択すれば好都合であるが、そのように好適な
選択状態を維持し続けるには、比較的高速で移動する使
用衛星の選択を頻繁に変更する必要があり、制御の煩雑
さが伴う。従って、現状では、使用衛星の選択は個々の
受信機に固有の種々の選択規則に委ねられている。
【0005】上記GPSの一形態としてディファレンシ
ャルGPS(DGPS) が知られている。このディファ
レンシャルGPSは、正確な位置が既知の固定地点に親
機を設置し、この親機がGPSによって得た測位結果
と、この親機の既知の正確な位置との差を測位誤差とし
て検出し、この測位誤差を補正するための測位補正値を
得る。この親機は、自機が得た測位補正値を、周辺に存
在する移動体などに搭載されている各子機に無線回線で
報知し、各子機は、自機がGPSによって得た測位結果
を親機から受信した測位補正値で補正することにより、
測位精度の向上を図る構成となっている。これは、測位
誤差の傾向や大きさは予測不能であるが、親機の電波を
受信可能な程度に近傍の箇所では親機とほぼ同一の測位
誤差が子機にも生じると考えてよいからである。
【0006】上記ディファレンシャルGPSにおける測
位補正値は、使用衛星の組合せごとに異なるため、親機
から報知される測位補正情報には、どの使用衛星の組に
ついて得られた測位補正情報であるかを示す使用衛星情
報が付加されており、各子機はこの使用衛星情報に基づ
き自機の使用衛星の組と同一の組について親機が得た測
位補正情報を受信した時に、自機の測位結果を補正する
構成となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】最近のGPSでは、衛
星の打上げ個数が増加しつつあり、これに伴い測位に使
用可能な衛星の個数が増加しつつある。この結果、使用
可能な衛星から実際にどの衛星を組合わせるかの選択肢
も益々増加しつつある。例えば、測位に使用可能な8個
の衛星から4個の衛星の組を選択しようとすれば、70
通りの選択肢が存在する。従って、ディファレンシャル
GPSにおいて、使用衛星についてどのような衛星の組
合せを選択中の子機においても測位補正情報を利用でき
るようにするには、親機が選択可能な全ての衛星の組に
ついて測位補正情報を作成して子機に報知する必要があ
る。この結果、親機側のデータ処理量が増大し、リアル
タイム性を確保するために処理能力の大きな高価なデー
タ処理装置が必要になるという問題がある。また、子機
側でも親機から受信した全ての測位補正情報の中から自
機に必要な測位補正情報だけを抽出しなければならない
ため、受信データ量の増大につれて子機の負担も過大に
なり、リアルタイム性を確保するには処理能力の大きな
高価なデータ処理装置が必要になるという問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるディファ
レンシャルGPSは、使用衛星の組を一組又は数組程度
選択し、各組について測位補正値を算出し、この測位補
正値を対応の使用衛星の組を示す使用衛星情報と共に測
位補正情報として無線機に送出させるGPS受信機を有
する親機を備えている。更に、このディファレンシャル
GPSは、無線機が受信した測位補正情報に含まれる使
用衛星情報で示される使用衛星の組の一つに一致するよ
うに自機の使用衛星の組を一つだけ選択するGPS受信
機を有する子機を備えている。
【0009】
【作用】親機は、測位に使用可能な衛星のうち適宜なも
の(例えば受信条件の良好な比較的高仰角の衛星)を4
個程度選択し、この衛星の組によって得た測位誤差を検
出し測位補正値を作成する。この4個程度の衛星の組
は、一組であってもよく、数組程度(例えば2乃至3組
程度)であってもよい。親機は、この測位補正値の作成
に際し選択した一組又は数組程度の使用衛星の組を示す
使用衛星情報を対応の測位補正値と共に測位補正情報と
して無線機から送信する。この測位補正情報を受信した
子機は、これに含まれる使用衛星情報が示す使用衛星の
組の一つに一致するように自機の使用衛星の組を一組だ
け選択して測位を行い、この測位結果を対応の測位補正
値や、次に親機から受信した対応の測位補正値で補正す
る。必要に応じて、上記測位補正情報とは別に、親機の
使用衛星情報を含む使用衛星選択指令が親機から子機に
向けて送出される。以下、本発明を実施例と共に更に詳
細に説明する。
【0010】
【実施例】図2は、本発明の一実施例のディファレンシ
ャルGPSの構成を示すブロック図であり、1は親機、
2,3,4・・・・は複数の子機である。位置が既知の
固定地点に設置される親機1は、GPS受信機11、変
復調器(モデム)12、無線機13を備えている。船舶
などの移動体に搭載される子機1,2,3・・・は、子
機1で代表して図示するように、親機1と同様に、GP
S受信機21、モデム22、無線機23を備えている。
【0011】親機1内のGPS受信機11は、アンテナ
11aで受信した衛星情報に含まれる衛星位置や、各衛
星から受信した信号のSN比の大小などを基準とに、測
位に最適の4個の衛星を使用衛星として選択する。この
4個の衛星の組は1組でもよいが、数組程度(例えば2
乃至3組程度)選択すれば一層好適である。これは、親
機が選択する使用衛星の組を一組だけに限定すると、山
岳などの遮蔽物が存在する陸上などでは、全ての子機が
この限定された一組の使用衛星を選択できる確率が低下
するからである。GPS受信機11は、選択した一組又
は数組程度の使用衛星の組を示す使用衛星情報情報を含
む使用衛星選択指令を作成し、モデム12と無線機13
を介してアンテナ13aから送出させる。
【0012】この使用衛星選択指令は、図1(A)のデ
ータフォーマット図に例示するように、発信元が親機1
であることを示す発信元コードと、発信データが使用衛
星選択指令であることを示すデータ種別と、親機が選択
中の一組又は数組程度の使用衛星の組を示す使用衛星情
報とを含んでいる。子機1のGPS受信機21は、親機
から送出された衛星選択指令をアンテナ23aと、無線
機23とモデム22とを介して受信し、これが親機から
送出された衛星選択指令であることを識別すると、これ
に含まれる使用衛星情報が示す使用衛星の組の一つに一
致するように自機の使用衛星の組を一つだけ選択する。
他の子機2,3・・・においても同様の選択が行われ
る。
【0013】親機1内のGPS受信機11は、選択した
4個乃至3個の使用衛星のそれぞれから受信した衛星情
報と対応の受信時刻とから自機と各衛星との距離を算定
し、各算定距離の組合せから自機の位置を算定すること
により測位結果を得る。GPS受信機11は、自機に関
する既知の正確な位置から上記測位結果を減算すること
により測位誤差を算定し、これを補正するための測位補
正値を算定する。GPS受信機11は、算定した測位補
正値に使用衛星情報を付加することにより測位補正情報
を作成し、これをモデム12と無線機13とを介してア
ンテナ13aから送出させる。
【0014】親機1から送出される測位補正情報は、図
1(B)のデータフォーマット図に例示するように、発
信元が親機1であることを示す発信元コードと、発信デ
ータが測位補正情報であることを示すデータ種別と、東
西方向、南北方向及び高さの測位補正値とを含んでい
る。子機1のGPS受信機21は、親機から送出された
測位補正情報をアンテナ23aと、無線機23とモデム
22とを介して受信し、これが親機1から送出された測
位補正情報であることを識別すると、これに含まれる測
位補正値を用いて自機のGPSによる測位結果を補正す
る。他の子機2,3・・・においても同様の補正が行わ
れる。
【0015】以上、使用衛星選択指令を親機から送出
し、これを受信した子機がこの指令に従って自機の使用
衛星を選択する構成を例示した。しかしながら、この使
用衛星選択指令を省略し、測位補正情報に含まれる使用
衛星情報に従って、各子機がそれぞれの使用衛星を選択
する構成とすることもできる。
【0016】以上、親機と子機との間を無線回線によっ
て接続する構成を例示した。しかしながら、子機が自動
車電話の加入者の場合などには親機との間に有線回線が
介在していてもよく、あるいは、子機の移動範囲が限ら
れているような場合は、親機と有線回線だけで接続され
るようなものであってもよい。
【0017】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わるディファレンシャルGPSは、親機が1組又は数組
程度に限定して使用衛星の組を選択し、各子機が親機か
ら受信した測位補正情報に含まれる使用衛星の組の一つ
に一致するように自機の使用衛星の組を一組だけ選択す
る構成であるから、親機が選択可能な全ての衛星の組に
ついて測位補正情報を作成して子機に報知する必要がな
くなる。この結果、親機側のデータ処理量が減少し、処
理能力が小さく比較的安価なデータ処理装置を使用でき
るという効果が奏される。また、子機側でも親機から受
信した少量の測位補正情報を処理すればよいため、処理
能力が小さく比較的安価なデータ処理装置を使用でき
る。
【0017】また、本発明のディファレンシャルGPS
では、各子機が親機の選択に従って最適な使用衛星の組
を選択する構成であるため、各子機に複雑なアルゴリズ
ムの選択規則を備える必要がなくなり、子機のデータ処
理量を一層低減でき、子機を一層簡易・安価にできると
いう効果も奏される。また、親機と子機とは互いに無線
通信が可能な程度に接近していることから、親機にとっ
て最適な使用衛星の組が子機にとっても最適な組である
確率が高く、このため、子機が高信頼性の測位結果を得
ることができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のディファレンシャルGPS
で使用される使用衛星選択指令と測位補正情報のデータ
構成を例示するデータフォーマット図である。
【図2】本発明の一実施例のディファレンシャルGPS
を構成する親機と子機の構成の一例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 親機 11 GPS受信機 13 無線機 2,3 子機 21 GPS受信機 23 無線機

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】使用衛星の組を一組又は数組程度選択し、
    各組について測位補正値を算出し、この測位補正値を対
    応の使用衛星の組を示す使用衛星情報と共に測位補正情
    報として送信部から送出させるGPS受信機を有する親
    機と、 前記親機が送出した測位補正情報を受信部に受信させ、
    この測位補正情報に含まれる使用衛星情報が示す使用衛
    星の組の一つに一致するように自機の使用衛星の組を一
    組だけ選択するGPS受信機を有する子機とを備えたこ
    とを特徴とするディファレンシャルGPS。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記親機のGPS受信機は、前記選択した一組又は数組
    程度の使用衛星の組を示す使用衛星情報を含む使用衛星
    選択指令を前記送信部から送出させる手段を更に備え、 前記子機のGPS受信機は、前記親機が送出した使用衛
    星選択指令を前記受信部に受信させ、この受信させた使
    用衛星選択指令に含まれる使用衛星情報で示される使用
    衛星の組の一つに一致するように自機の使用衛星の組を
    一組だけ選択する手段を更に備えたことを特徴とするデ
    ィファレンシャルGPS。
  3. 【請求項3】使用衛星の組を一組又は数組程度選択し、
    各組について測位補正値を算出し、この測位補正値を対
    応の使用衛星の組を示す使用衛星情報と共に測位補正情
    報として送信部から送出させるGPS受信機を有する親
    機を備えたことを特徴とするディファレンシャルGPS
    の親機。
  4. 【請求項4】使用衛星の組を一組又は数組程度選択し、
    各組について測位補正値を算出し、この測位補正値を対
    応の使用衛星の組を示す使用衛星情報と共に測位補正情
    報として送信部から送出させるGPS受信機を有する親
    機を備えたディファレンシャルGPSの子機であって、 前記親機が送出した測位補正情報を受信部に受信させ、
    この測位補正情報に含まれる使用衛星情報で示される使
    用衛星の組の一つに一致するように自機の使用衛星の組
    を一組だけ選択するGPS受信機を備えたことを特徴と
    するディファレンシャルGPSの子機。
JP5051442A 1993-02-17 1993-02-17 ディファレンシャルgps並びにその親機及び子機 Pending JPH06242210A (ja)

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