JPH0627219A - Gps受信機 - Google Patents

Gps受信機

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JPH0627219A
JPH0627219A JP4182193A JP18219392A JPH0627219A JP H0627219 A JPH0627219 A JP H0627219A JP 4182193 A JP4182193 A JP 4182193A JP 18219392 A JP18219392 A JP 18219392A JP H0627219 A JPH0627219 A JP H0627219A
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JP
Japan
Prior art keywords
data
built
clock
positioning
calculation
Prior art date
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Pending
Application number
JP4182193A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Nakamura
幹男 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP4182193A priority Critical patent/JPH0627219A/ja
Publication of JPH0627219A publication Critical patent/JPH0627219A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 第2演算手段による測定精度を向上させる。 【構成】 第1演算手段14によって得られる内蔵時計
クロックずれデータを高さ位置データ内蔵時計クロック
ずれデータ記憶手段18に記憶しておき、第2演算手段
16による測位演算の際、この高さ位置データ及び内蔵
時計クロックずれデータと高さ位置データ内蔵時計クロ
ックずれデータ演算手段20によって得られた統計的指
標値を用いる。第2演算手段16は、高さ位置データ
H、内蔵時計クロックずれデータC、高さ位置データ及
び内蔵時計クロックずれデータの平均値(aveH,a
veC)及び標準偏差(stdH,stdC)を用いて
等式を当て、この等式と3個の衛星に係る三元連立方程
式とを連立させ、四元連立方程式を解いて測位演算を行
う。移動体の移動等に伴う高さ変化がこの演算により補
償され、より精度の良い測位演算結果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、GPS(Global Posit
ioning System )衛星から航法データを受信して搭載さ
れる移動体の測位を行うGPS受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】GPSは、地球周回軌道上に打ち上げら
れた所定個数のGPS衛星から航法データを送信し、こ
の航法データを地球上の移動体等に搭載されるGPS受
信機により受信して、当該移動体等の測位を行うシステ
ムである。GPS衛星から送信される航法データには、
当該衛星の軌道情報が含まれており、この軌道情報から
GPS衛星の位置を知ることができる。また、GPS衛
星からGPS受信機までを電波が伝搬するのに要した時
間は当該GPS衛星の距離(擬似距離)を示している。
GPS受信機においては、GPS衛星から送信される電
波を受信し復調することにより軌道情報等の航法データ
を得ると共に、当該衛星との擬似距離を求め、これによ
り搭載される移動体等の位置を求めている。
【0003】また、GPS衛星の擬似距離には、GPS
衛星における内蔵時計クロックのずれ等によるオフセッ
トが含まれている。従って、搭載される移動体等の位置
を求めようとする場合、内蔵時計クロックずれを未知数
として演算を行わねばならない。すなわち、三次元的に
移動体等の位置を求めようとする場合には、三次元位置
に加えこの内蔵時計クロックずれを未知数として、四元
連立方程式を解く必要がある。
【0004】ところで、二次元的に測位を行おうとする
場合は四元連立方程式における高さデータを固定するこ
とにより、同一方程式を用いて精度良く測定計算を行な
うことができる。すなわち、GPSにおいては衛星の個
数が限られているところから、三次元測位に必要な個数
(4)のGPS衛星から良好に航法データを受信するこ
とができず、3個のGPS衛星からは良好に航法データ
を受信できるという状況が生じることがある。特公平3
−34034号公報には、このような場合に、過去の三
次元測位演算で得た高さデータを保存しておき、これを
読み出して演算に用いる技術が開示されている。図2に
は、この公報に開示されているものとほぼ同様の構成を
有するGPS受信機の構成が示されている。
【0005】この図に示される受信手段10は、GPS
衛星からの電波を受信し復調して、航法データを出力す
る手段である。衛星数判別手段12は、受信手段10に
おける受信状況を判別し、現在良好に航法データを復調
できているGPS衛星の個数が3個であるか4個以上で
あるかを判別する。4個以上であると判別した場合、第
1演算手段14による測位演算が行われ、3個であると
判別された場合には第2演算手段16による測位演算が
行われる。
【0006】第1演算手段14は、所定のアルゴリズム
により搭載に係る移動体の位置を三次元的に演算する。
高さ位置データ記憶手段18は、第1演算手段14の演
算により得られた移動体高さ位置データを記憶する。第
2演算手段16は、測位演算を行う際、受信手段10に
よって得られている航法データに加え、高さ位置データ
記憶手段18に記憶されている過去の高さ位置データを
援用する。
【0007】すなわち、第2演算手段16は、3個の衛
星に係る三元連立方程式にさらに次の式を加え、四元連
立方程式を構成し、この式を解くことにより移動体の位
置を演算する。ただし、hは高さデータ(地球中心から
移動体までの距離)、(x,y,z)は移動体の三次元
位置である。
【0008】
【数1】 第1演算手段14及び第2演算手段16により得られた
移動体の位置データは、図示しない出力手段(例えば表
示器)により出力され、移動体の操縦者等に提供され
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来のGPS受信機においては、移動
体の移動に伴いその高さが変化した場合、第2演算手段
による演算結果に誤差が発生してしまうという問題点が
あった。すなわち、第2演算手段においては過去に演算
した高さ位置データを用いて移動体の位置を演算してい
るが、移動体が移動すると実際の高さが変化してしまう
ため、測位演算により得られる移動体の位置精度を劣化
させる結果となる。
【0010】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、自動車、列車等の
移動体が移動した場合においても第2演算手段による測
位演算の結果に誤差が生ずることがなくより精度の良い
測位演算を行うことが可能なGPS受信機を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、第1演算手段の測位演算により得
られる内蔵時計クロックずれデータを記憶する手段を備
え、第2演算手段が、過去に記憶した内蔵時計クロック
ずれデータを用いて移動体の移動による高さ変化を補償
しつつ測位演算を行うことを特徴とする。
【0012】また、本発明の請求項2は、過去に記憶し
た高さ位置データ及び内蔵時計クロックずれデータの統
計的指標値を演算する手段を備え、第2演算手段による
高さ変化の補償が、演算された統計的指標値による等式
を測位演算の方程式と連立させ、この連立方程式を解く
ことにより実行されることを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明においては、第1演算手段によって得ら
れる内蔵時計クロックずれデータが記憶され、このデー
タが、第2演算手段による測位演算に援用される。すな
わち、第2演算手段は、移動体の移動に伴う高さの変化
を内蔵時計クロックずれデータを用いて補償し、これに
より、より精度の良い移動体位置データを生成する。
【0014】また、請求項2においては、第2演算手段
による高さ変化の補償が、高さ位置データ及び内蔵時計
クロックずれデータの統計的指標値の等式を測位演算の
方程式と連立させ、この連立方程式を解くことにより実
行される。すなわち、過去に記憶した高さ位置データ内
蔵時計クロックずれデータの統計的指標値から、移動体
の高さ変化が統計的に推定され、この推定結果が第2演
算手段による測位演算に反映される。これにより、本発
明に係る作用を簡易に実現できる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図2に示される従来例と同様ま
たは相当する構成には同一の符号を付し説明を省略す
る。図1には、本発明の一実施例に係るGPS受信機の
構成が示されている。この図に示されるGPS受信機
は、受信手段10、衛星数判別手段12、第1演算手段
14、第2演算手段16、高さ位置データ内蔵時計クロ
ックずれデータ記憶手段18及び高さ位置データ内蔵時
計クロックずれデータ演算手段20から構成されてい
る。この実施例が特徴とするところは、高さ位置データ
に加え内蔵時計クロックずれデータを記憶すべく高さ位
置データ内蔵時計クロックずれデータ記憶手段18を設
けたこと、及び、この記憶手段18の記憶内容に基づき
所定の統計的指標値を演算する高さ位置データ内蔵時計
クロックずれデータ演算手段20を設けたことにある。
また、これに対応し、第2演算手段16における演算内
容にも変更が加えられており、第2演算手段16は、搭
載される移動体等の高さ変化を補償した内容の位置デー
タを出力する。
【0016】次に、本実施例において特徴とする演算に
ついて説明する。
【0017】まず、第1演算手段14は、従来例と同様
に測位演算を実行すると共に、この演算により得られた
高さ位置データ及び内蔵時計クロックずれデータを高さ
位置データ内蔵時計クロックずれデータ記憶手段18に
格納する。第2演算手段16は、測位演算を行う際、高
さ位置データ内蔵時計クロックずれデータ記憶手段18
から高さ位置データ及び内蔵時計クロックずれデータを
読み込む。一方で、高さ位置データ内蔵時計クロックず
れデータ演算手段20により高さ位置データ及び内蔵時
計クロックずれデータの統計的指標値が演算されてお
り、第2演算手段16はこれを用いて測位演算を行う。
【0018】ここに、高さ位置データをHi 、内蔵時計
クロックずれデータをCi と表すこととする。測位タイ
ミング0,1…nにおいて得られている高さ位置データ
及び内蔵時計クロックデータ(H0 ,C0 ),(H1
1 ),…(Hn ,Cn-1 )が高さ位置データ内蔵時計
クロックずれデータ記憶手段18に記憶されている場
合、高さ位置データ内蔵時計クロックずれデータ演算手
段20は、まず、次の式に基づき高さ位置データの変化
の平均値aveH及び内蔵時計クロックずれデータの変
化の平均値aveCを演算する。
【0019】
【数2】 さらに、高さ位置データ内蔵時計クロックずれデータ演
算手段20は、次の式に基づき高さ位置データ及び内蔵
時計クロックずれデータの変化の標準偏差stdH及び
stdCを演算する。
【0020】
【数3】 第2演算手段16は、このようにして求められた平均値
(aveH,aveC)及び標準偏差(stdH,st
dC)を用いて測位演算を行う。すなわち、3個の衛星
による三元連立方程式に次の式を加えて四元連立方程式
と記し、これを解く。
【0021】
【数4】 ここに、He 及びCe は、それぞれ高さ位置データまた
は内蔵時計クロックずれデータの最終値(最も最近に得
られた値)である。
【0022】言い換えれば、第2演算手段16は、
(H,C)を未知数に加え、測位演算を行う。このよう
な測定演算において、本実施例のGPS受信機を搭載す
る移動体の高さの変化が大きい場合、その標準偏差st
dHがstdCに対して大きくなり、従って、これに対
応して上式の右辺(内蔵時計クロックずれデータ)の重
みが増加する。逆に、内蔵時計クロックずれデータの変
動が大きい場合、これに応じて標準偏差stdCがst
dHに対して大きくなり、相対的に上式の左辺(高さ位
置データH)の重みが増加する。従って、標準偏差st
dH,stdCに応じて得られる位置データが補正され
ることとなり、移動体の移動に伴う高さ変化が補償され
た最適解が得られることとなる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1演算手段により得られる内蔵時計クロックずれデー
タを記憶しておき、第2演算手段による測位演算を行う
際にこの内蔵時計クロックずれデータを用いて移動体の
移動による高さ変化を補償するようにしたため、移動体
の移動等によりその高さが変化した場合において、第2
演算手段により得られる位置データがより正確なものと
なり、測位精度が向上したGPS受信機が得られる。
【0024】また、請求項2によれば、この高さ変化の
補償を、高さ位置データ及び内蔵時計クロックずれデー
タの統計的指標値による等式を測位演算の方程式と連立
させて解くことにより行うようにしたため、請求項1に
係る効果が簡易に実現されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るGPS受信機の概略構
成を示すブロック図である。
【図2】一従来例に係るGPS受信機の概略構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
10 受信手段 12 第1演算手段 14 第2演算手段 18 高さ位置データ内蔵時計クロックずれデータ記憶
手段 20 高さ位置データ内蔵時計クロックずれデータ演算
手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GPS衛星から航法データを受信する受
    信手段と、航法データを良好に受信できるGPS衛星の
    個数が、三次元測位に足る個数かそれとも二次元測位に
    係る個数かを判別する衛星数判別手段と、三次元測位に
    足る個数であると判別された場合にGPS衛星から受信
    される航法データを用いて測位演算を実行する第1演算
    手段と、第1演算手段の測位演算により得られるデータ
    のうち移動体の高さを示す高さ位置データを記憶する記
    憶手段と、二次元測位に係る個数であると判別された場
    合にGPS衛星から受信される航法データ及び過去に記
    憶した高さ位置データを用いて測位演算を実行する第2
    演算手段と、を備え、搭載される移動体の測位を行うG
    PS受信機において、 第1演算手段の測位演算により得られるデータのうちG
    PSの基準時に対するGPS受信機の内蔵時計クロック
    のずれを示す内蔵時計クロックずれデータを記憶する手
    段を備え、 第2演算手段が、 過去に記憶した内蔵時計クロックずれデータを用いて移
    動体の移動による高さ変化を補償しつつ測位演算を行う
    ことを特徴とするGPS受信機。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のGPS受信機において、 過去に記憶した高さ位置データ及び内蔵時計クロックず
    れデータの統計的指標値を演算する手段を備え、 第2演算手段による高さ変化の補償が、 演算された統計的指標値による等式を測位演算の方程式
    と連立させ、この連立方程式を解くことにより実行され
    ることを特徴とするGPS受信機。
JP4182193A 1992-07-09 1992-07-09 Gps受信機 Pending JPH0627219A (ja)

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JP4182193A JPH0627219A (ja) 1992-07-09 1992-07-09 Gps受信機

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001056234A (ja) * 1999-08-19 2001-02-27 Railway Technical Res Inst 移動体搭載gps測位装置及びその移動体の位置測定方法
JP2001215269A (ja) * 2000-01-04 2001-08-10 Nokia Mobile Phones Ltd 基準時刻誤差の決定方法及び電子装置
JP2013156083A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Denso Corp 測位衛星信号受信機、測位衛星信号受信機の処理方法、および、プログラム
CN109856649A (zh) * 2019-02-28 2019-06-07 百度在线网络技术(北京)有限公司 导航定位的误差分析方法、装置及存储介质

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