JPH06273510A

JPH06273510A - 車上測位装置

Info

Publication number: JPH06273510A
Application number: JP5728693A
Authority: JP
Inventors: Seiji Ishikawa; 川誠司石; Yuichi Murakami; 上裕一村; Tomio Yasuda; 田富夫保; Toshimitsu Oka; 俊光岡
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1994-09-30
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JP3303175B2

Abstract

(57)【要約】【目的】使用できるＧＰＳ衛星が２つだけの場合で
も、自車位置の測定を可能にする。車速センサを不要に
する。測位精度を高める。【構成】高度センサで検出した高度情報と、圧電振動
ジャイロで検出した自車の回転角速度を入力する。回転
角速度を積分して方位を求める。２つのＧＰＳ衛星の情
報と、方位ψ及び高度δｚの情報を航法方程式に代入し
て解を求める。カルマンフィルタを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車上測位装置に関し、
特にＧＰＳ（Grobal Positioning System）などの測位
衛星からの電波を利用して車輌上で自車輌の位置などを
測定する車上測位装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開昭６１−１３７００９号公
報及び特開昭６１−１６７８８６号公報に開示されてい
るように、ＧＰＳを利用した自動車用測位装置の技術が
従来より提案されており、既に実用化されている技術も
ある。

【０００３】ＧＰＳ衛星は、正確な時刻，軌道の関数，
及び情報の精度を示すデ−タを電波に乗せて所定のタイ
ミングで地上に送信している。時刻と軌道の関数から衛
星の位置を知ることができ、衛星の時刻と受信点での時
刻との差、即ち電波の伝搬遅延時間に基づいて、衛星か
ら受信点までの距離を知ることができる。互いに異なる
位置に存在する３つの衛星のそれぞれについて、衛星の
位置と衛星から受信点までの距離がわかれば、３元連立
方程式を解くことにより、未知数である受信点の３次元
位置を求めることができる。但し、通常、受信点の時刻
には比較的大きな誤差が含まれるので、受信点の時計の
誤差を補償するために、同時に４つの衛星の情報が必要
になる。また、受信点の高度がほとんど変化しないもの
と仮定すれば、３つの衛星の情報から、受信点の地表上
の二次元位置（例えば、緯度と経度）を求めることがで
きる。

【０００４】しかしながら、実際に存在するＧＰＳ衛星
の数は限られているし、自動車は、例えばトンネルの中
に入ったり、ビルによって電波が遮蔽される位置に移動
することも多いので、３つあるいは４つの衛星からの電
波を常時受信することは困難である。従って一般に、同
時に３つ以上の衛星からの電波が受信できなければ、位
置を測定することはできない。

【０００５】そこで、特開昭６１−１３７００９号公報
の技術では、光ファイバジャイロを用いて自車の方位変
化を検出するとともに、車速センサを用いて自車の移動
距離を検出し、これらの検出情報を補助的に利用して１
衛星からの電波しか受信できない場合でも、自車の位置
検出を可能にしている。また、特開昭６１−１６７８８
６号公報の技術では、自動車に搭載した磁気方位計と距
離計を補助的に用いることにより、２衛星からの電波し
か受信できない場合でも、自車の位置検出を可能にして
いる。なお、特開昭６１−１３７００９号公報の技術で
は、基本的に自車位置の高度は一定とみなして、位置
（緯度及び経度）を計算しており、高度計を用いること
によって、更に高度も測定可能であることを示唆してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、利用できる衛星の数が不足する場合に、車速センサ
が出力する信号から自車の移動量を求めて、不足する情
報を補っている。しかしながら、車速センサは、車輪近
傍の特定の位置に取付けなければならず、取付性に難点
があるので使いづらい。

【０００７】従って本発明は、利用できる衛星の数が２
個である場合に、車速センサを用いることなく、不足す
る情報を補って自車位置を測定可能にすること、及び位
置検出の誤差を抑制することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、複数の衛星からそれぞれ発射される時
刻及び軌道の情報を受信し、それらの情報に基づいて、
自車位置を測定する車上測位装置において：自車の回転
角速度に応じた信号を出力するジャイロ手段（１４）；
検出もしくは推定により求められる自車位置の高度の情
報を出力する、高度検出手段（１５）；及び同時に利用
可能な衛星の数が所定より不足する場合に、利用可能な
衛星からの情報，前記ジャイロ手段が出力する自車の回
転角速度，及び前記高度検出手段が出力する高度の情報
に基づいて自車位置を計算する情報処理手段（１０
３）；を設ける。

【０００９】また本発明の好ましい態様では、更に次に
示す各手段を備える。

【００１０】同時に利用可能な衛星の数が不足していな
い時に、衛星からの情報に基づいて求めた方位により、
自車の進行方向を示す基準方位（ψref ）を決定し、利
用可能な衛星の数が所定より不足する時には、ジャイロ
手段が出力する自車の回転角速度（ω）と前記基準方位
に基づいて自車の進行方向を求める手段（１０４）。同
時に利用可能な衛星の数が不足していない時に、衛星か
らの情報に基づいて求めた方位により、自車の進行方向
を示す基準方位を決定し、該基準方位を衛星からの最新
の情報に基づいて逐次更新するとともに、自車の速度が
所定以下の時には、前記基準方位の更新を禁止する（Ｓ
１４１）手段（１０４）。

【００１１】同時に利用可能な衛星の数が不足していな
い時に、衛星からの情報に基づいて求めた位置情報によ
って、高度検出手段の高度情報を補正する手段（１０
５）。同時に利用可能な衛星の数が不足している時に
は、予め定めたカルマンフィルタの演算式を利用してそ
の解を求め（Ｓ９１）、自車位置を計算する手段（１０
３）。

【００１２】同時に利用可能な衛星の数が不足していな
い時に、衛星からの情報に基づいて求めた方位により、
自車の進行方向を示す基準方位を決定し、該基準方位を
衛星からの最新の情報に基づいて逐次更新するととも
に、検出した方位変化が所定以上の時には、前記基準方
位の更新を禁止する（Ｓ１４５）手段（１０４）。

【００１３】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１４】

【作用】本発明では、同時に利用可能な衛星の数が所定
より不足する場合、利用可能な衛星からの情報，前記ジ
ャイロ手段が出力する自車の回転角速度，及び高度検出
手段が出力する高度情報に基づいて自車位置を計算す
る。

【００１５】同時に利用できる衛星の数が２の場合、図
５に示す航法方程式（Ｓ５２）を解くことによって、未
知数である自車の各軸方向移動量Δｘ，Δｙ及びΔｚ
と、時計誤差Δｔ（ｃは光速）を求めることができる。
ｌ₁’，ｍ₁’，ｎ₁’及びｌ₂’，ｍ₂’，ｎ₂’は、それ
ぞれ自車から１番目及び２番目の衛星を見た時の３次元
空間での方向（方向余弦）であり、各衛星から送られる
情報に基づいて求められる。Δｌ₁及びΔｌ₂は、それぞ
れ１番目及び２番目の衛星に対する疑似レンジの差、即
ち自車と各衛星との距離の変化量である。自車と各衛星
との距離は、自車の位置（予測位置）と各衛星の位置か
ら求められる。またＧｘ＝cos ψ，Ｇｙ＝sin ψであ
る。自車の進行方向を示す方位角ψの変化は、ジャイロ
手段が出力する自車の回転角速度ωを積分することによ
り求められる。また高度の変化δｚは、高度検出手段に
より求められる。ある時点での自車位置が既知であれ
ば、その位置に対する各軸方向移動量Δｘ，Δｙ及びΔ
ｚから現時点の自車位置を求めることができる。

【００１６】同時に利用可能な衛星数が４以上であれ
ば、衛星からの情報のみに基づいて正確な方位を求める
ことができるので、その時に求めた方位で基準方位（ψ
ref ）を校正すれば、利用可能な衛星の数が不足する時
に、ジャイロ手段が出力する自車の回転角速度ωの積分
値と前記基準方位に基づいて自車の進行方向を求めるこ
とができる。

【００１７】但し、自車が低速走行している時には、衛
星からの情報に基づいて求めた方位の誤差が増大するの
で、自車の速度が所定以下の時には、基準方位の更新を
禁止することによって、基準方位の誤差の増大を抑える
ことができる。

【００１８】同時に利用可能な衛星数が４以上であれ
ば、衛星からの情報のみに基づいて正確な高度を求める
ことができるので、その時に求めた高度で高度検出手段
の高度情報を補正することによって、検出高度誤差を減
少させうる。

【００１９】ところで、同時に利用可能な衛星の数が３
未満の場合には、自車位置を計算する際のパラメ−タ
（推定値）に比較的大きな誤差が含まれる可能性があ
り、特に、時間の経過に伴なって誤差は増大する。そこ
で、後述する実施例においては、予め定めたカルマン
（Ｋａｌｍａｎ）フィルタと呼ばれる最適フィルタの演
算式を利用してその解を求め（Ｓ９１）自車位置を計算
することによって、発生する誤差の増大を抑制してい
る。

【００２０】しかしながら、この種のフィルタを使用す
る場合、フィルタによる応答遅れが生じ、例えば自車が
カ−ブで連続的に進行方向を変える時には、実際の方位
に対して、フィルタの出力に現われる方位は遅れて追従
するように変化するので、この時に衛星の情報によって
求められる方位は正確でない。そこで、同時に利用可能
な衛星の数が不足していない時であっても、検出した方
位変化が所定以上の時には、基準方位の更新を禁止する
（Ｓ１３５，Ｓ１４５，Ｓ１５５）ことによって、発生
する方位誤差の増大を抑制しうる。

【００２１】

【実施例】実施例の装置全体の構成を図１に示す。図１
を参照して説明する。この装置は、地上を走る自動車に
搭載されており、受信アンテナ１０，ＧＰＳ受信機１
１，ＧＰＳ復調器１２，表示装置１３，圧電振動ジャイ
ロ１４，高度センサ１５及びＧＰＳ情報処理ユニット１
６を備えている。ＧＰＳの各衛星から送られる１．５７
５４２ＧＨｚの電波が、受信アンテナ１０を介してＧＰ
Ｓ受信機１１で受信され、電波に乗った情報、即ち衛星
の軌道を示す関数，時刻，及び情報の精度を示すコ−ド
がＧＰＳ復調器１２で復調され、ＧＰＳ情報処理ユニッ
ト１６に入力される。ＧＰＳ情報処理ユニット１６は、
基本的には、ＧＰＳ衛星から送られる情報に基づいて、
自車の位置を示す情報（緯度，経度，高度）を生成し、
その情報を表示装置１３に出力する。受信アンテナ１
０，ＧＰＳ受信機１１，ＧＰＳ復調器１２及び表示装置
１３の基本的な構成、ならびにＧＰＳ情報処理ユニット
１６の基本的な動作は、既に市販されている公知の装置
の各構成要素と同様である。同時に４個のＧＰＳ衛星か
らの電波を受信できる場合には、その電波に乗った情報
のみを計算することによって、自車位置を正確に求める
ことができるが、使用できるＧＰＳ衛星の数が不足する
場合には、通常は自車位置を計算することができない。
ＧＰＳ衛星の数が不足する場合にも自車位置の計算を可
能にするために、この実施例では、圧電振動ジャイロ１
４及び高度センサ１５が特別に備わっており、それらが
検出した信号が、ＧＰＳ情報処理ユニット１６に入力さ
れる。圧電振動ジャイロ１４は、車上に固定配置されて
おり、１つの軸（自動車の垂直軸）を中心とする回転角
速度ωに比例したレベルのアナログ信号を出力する。高
度センサ１５は、気圧の変化、即ち高度変化に応じてレ
ベルが変化するアナログ信号を出力する。

【００２２】ＧＰＳ情報処理ユニット１６は、コンピュ
−タシステムであり、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１
６ａ，ＲＡＭ１６ｂ，ＲＯＭ１６ｃ，Ｉ／Ｏポ−ト１６
ｄ，Ａ／Ｄ変換器１６ｅ，タイマ１６ｆ及び割込制御回
路１６ｇを備えている。圧電振動ジャイロ１４及び高度
センサ１５が出力する信号は、アナログ信号なので、Ａ
／Ｄ変換器１６ｅを介してＣＰＵ１６ａに入力される。
ＧＰＳ復調器１２が出力する情報は、デジタル信号なの
で、Ｉ／Ｏポ−ト１６ｄを介してＣＰＵ１６ａに入力さ
れる。ＣＰＵ１６ａが生成した位置情報（緯度，経度，
高度）は、Ｉ／Ｏポ−ト１６ｄを介して表示装置１３に
送信される。

【００２３】ＧＰＳ情報処理ユニット１６の機能上の構
成（処理の内容）の概略を図２に示す。図２を参照して
説明する。ＧＰＳ復調器１２から出力される受信デ−タ
ＳＢ、即ち各衛星の軌道を示す関数，時刻，及び精度を
示すコ−ドが、ＧＰＳデ−タ生成演算１０１に入力され
る。ＧＰＳデ−タ生成演算１０１では、受信デ−タＳＢ
からデ−タＳＣを生成する。デ−タＳＣは、ＧＰＳ独立
測位演算１０２，及び複合測位演算１０３に入力され
る。同時に３又は４個以上のＧＰＳ衛星の情報を受信で
きる時には、ＧＰＳ独立測位演算１０２の実行によっ
て、位置情報（緯度，経度，高度）ＳＪが生成され、利
用できる衛星数が不足する場合には、複合測位演算１０
３の実行によって、位置情報（緯度，経度，高度）ＳＪ
が生成される。生成した位置情報は、出力デ−タとして
表示装置１３に送信される。また、位置情報ＳＪはＧＰ
Ｓデ−タ生成演算１０１にフィ−ドバックされ、次回の
演算の際に利用される。

【００２４】複合測位演算１０３では、ＧＰＳデ−タ生
成演算１０１から出力されるデ−タＳＣの他に、方位角
演算１０４の出力デ−タＳＩ，及び高度演算１０５の出
力デ−タＳＤを使用して計算を実行する。方位角演算１
０４では、圧電振動ジャイロ１４によって得られる回転
角速度デ−タＳＨに基づいて、自車の進行方向を示す方
位角ＳＩを求める。また、方位角演算１０４では、ＧＰ
Ｓ独立測位演算１０２の結果得られる方位デ−タＳＧを
利用して、方位角の修正を実行する。高度演算１０５で
は、高度センサ１５によって得られる検出高度デ−タＳ
Ｆと、ＧＰＳ独立測位演算１０２の結果得られる高度デ
−タＳＥから、必要な高度情報ＳＤを生成する。

【００２５】ＧＰＳ情報処理ユニット１６のＣＰＵ１６
ａの動作の概略を図３に示す。図３を参照してＣＰＵ１
６ａの動作を説明する。電源がオンすると、まずステッ
プ２１で初期化を実行する。即ち、出力ポ−トのクリ
ア，メモリのクリア，各種パラメ−タの初期化，割込み
動作のモ−ドセット，タイマのモ−ドセット等を実行す
る。ステップ２１が終了すると、所定のタイミングにな
る毎に、ステップ２２から２３に進み、各種処理を実行
する。

【００２６】ステップ２３では、最新の受信デ−タＳＢ
を入力する。次のステップ２４では、受信デ−タＳＢに
基づいて、ＧＰＳデ−タ生成演算（図２の１０１に対
応）を実行する。次のステップ２５では、その時の自車
高度を求め、次のステップ２６では、その時の自車の進
行方向（方位）を求める。

【００２７】そして、３以上の衛星からの信号を同時に
受信できる時には、ステップ２８から２９に進み、そう
でなければ、即ち利用できる衛星の数が２以下の場合に
はステップ２８から３２に進む。ステップ２９ではＧＰ
Ｓ独立測位演算（図２の１０２に対応）を実行する。そ
して次のステップ３０では、高度（ＳＤ）を求める時に
（ステップ２５の計算時に）使用される各種パラメ−タ
を、ステップ２９の計算結果を利用して補正する。更に
次のステップ３１では、方位角（ＳＩ）を求める時に
（ステップ２６の計算時に）使用される各種パラメ−タ
を、ステップ２９の計算結果を利用して補正する。利用
できる衛星の数が２以下の場合には、ステップ３２で、
誤差レジスタＥ１に最大値をストアする。

【００２８】ステップ３３では、２つ以上の衛星からの
信号が受信できるか否かを調べ、受信できる場合にはス
テップ３４に進んで複合測位演算（図２の１０３に対
応）を実行する。例えば自動車がトンネル内を走行する
場合のように、利用できる衛星が全く存在しない時に
は、ステップ３５を実行し、誤差レジスタＥ２に最大値
をストアする。

【００２９】次のステップ３６では、ステップ２９のＧ
ＰＳ独立測位演算を実行した時に検出された誤差をレジ
スタＥ１にストアし、次のステップ３７では、ステップ
３４の複合測位演算を実行した時に検出された誤差をレ
ジスタＥ２にストアする。そして、続くステップ３８で
は、レジスタＥ１及びＥ２がともに最大値か否かを調
べ、その結果に応じてステップ３９又は４０に進む。ス
テップ３９では、レジスタＥ１とＥ２の内容を比較し、
Ｅ１＜Ｅ２であると、即ちＧＰＳ独立測位演算の誤差が
複合測位演算の誤差よりも小さい時には、ステップ４１
に進み、ＧＰＳ独立測位演算（２９）によって計算され
た結果（位置情報）をＳＪとして出力する。ステップ３
９でＥ１＜Ｅ２でない時には、複合測位演算（３４）に
よって計算された結果（位置情報）をＳＪとして出力す
る。また出力デ−タＳＪは、次回の計算のためにフィ−
ドバックされる。

【００３０】ステップ４３では、ステップ２６で求めら
れた方位角デ−タ（ＳＩ）を表示装置１３に出力する。
また、利用できる衛星が全く存在しない時であっても、
有効な方位角デ−タが存在する時には、ステップ３８か
ら４０を通り、ステップ４３に進むので、方位角デ−タ
が表示装置に出力される。

【００３１】以上の動作が繰り返し実行される。この実
施例では、位置情報を計算する周期は１秒になってい
る。但し、圧電振動ジャイロの出力信号のサンプリング
及びそれに関連する計算，高度センサの出力信号のサン
プリング等の処理は、それぞれタイマ割込みによって比
較的短い周期で繰り返し実行される。例えば圧電振動ジ
ャイロの出力信号は、２０ｍsec 毎にサンプリングされ
る。

【００３２】この実施例では、３個以上の衛星を利用で
きる時であっても、ＧＰＳ独立測位演算（２９）を実行
し、更に複合測位演算（３４）を実行している。通常、
ＧＰＳ独立測位演算によって正確な自車位置を求めるこ
とができるが、例えば３個の中の１つのＧＰＳ衛星が送
信する情報の精度が低いと、ＧＰＳ独立測位演算の結果
に大きな誤差が発生する。そこで、２種類の演算の結果
に含まれる誤差を比較して誤差の小さい方を利用するこ
とにより、検出誤差の増大が抑制される。ＧＰＳ衛星が
送信する情報の精度は、送信される情報に含まれる精度
コ−ドＳＶＡＣＣによって知ることができる。しかし、
３個以上の衛星を利用できる時には、複合測位演算の実
行を省略してもよい。

【００３３】図３の複合測位演算（３４）の内容を図４
に示す。図４を参照して説明する。まずステップＳ４１
で測定値を入力し、次のステップＳ４２で航法方程式を
決定する。即ち、図５に示すように、高度デ−タが有効
である時には、ステップＳ５２に示す方程式を使用し、
高度デ−タが無効の時には、ステップＳ５３に示す方程
式を使用する。

【００３４】これらの方程式において、Δｘ’，Δｙ’
及びΔｚ’は自車の前回測位位置から現在までの各軸方
向移動距離（未知数）であり、Δｔは装置の時計誤差
（未知数）、ｃは光速である。また、ｌ_i’，ｍ_i’及び
ｎ_i’は自車から見たｉ番目の衛星の方向を示す方向余
弦であり、各衛星の送信デ−タに基づいて求められる。
またδｚは、自車の各ｚ軸（高度）方向の移動量であ
る。Δｌ_i’は、自車の位置からｉ番目の衛星までの距
離の前回計算時から現在までの変化量であり、各衛星の
送信デ−タに基づいて求められる。また、Ｇｘ＝cos(18
0−ψ)、Ｇｙ＝sin(180−ψ)である。各パラメ−タを計
算する方法については、後で詳細に説明する。

【００３５】この実施例では、航法方程式の未知数を求
める際の誤差を小さくするために、カルマンフィルタと
呼ばれる最適フィルタの演算を実行する。即ち、この実
施例では、ある時点のベクトルＸｉが、物理モデル行列
Ｃｉによって次の時点のベクトルＸ_i+1に変化するもの
と考える。ベクトルＸｉはΔｘ，Δｙ，Δｚ及びｃΔｔ
で表わされる。図４のステップＳ４３では、物理モデル
行列Ｃｉを決定する。具体的には、図６に示す物理モデ
ル行列Ｃｉが使用される。また次のステップＳ４４で
は、各測定値の誤差を示す測定誤差推定行列を決定す
る。この行列の内容は、図７に示されている。更に次の
ステップＳ４５では、物理モデルの誤差を示す行列を決
定する。この行列の内容は図８に示されている。

【００３６】ステップＳ４６では、複合測位演算（３
４）の計算回数を示すカウンタｉの内容が０か否か、即
ち初回の計算か否かを識別する。ｉ＝０なら、次のステ
ップＳ４７で、初期値をレジスタにセットする。即ち、
ＧＰＳ独立測位演算（２９）によって求められた最新の
演算結果（計算により求めたΔｘ，Δｙ，Δｚ，ｃΔｔ
と、それらの各々に含まれる予想誤差）を所定のレジス
タにストアする。また、ステップＳ４６でｉが１以上な
ら、次のステップＳ４８で、前回の複合測位演算（３
４）で求められた演算結果（計算により求めたΔｘ，Δ
ｙ，Δｚ，ｃΔｔと、それらの各々に含まれる予想誤
差）を所定のレジスタにストアする。

【００３７】そして次のステップＳ４９で、測定値をカ
ルマンフィルタの計算式に代入し、計算式の解（最適推
定値とその誤差）を求める。具体的には、図９に示すス
テップＳ９１の計算式に、航法方程式の各行列，物理モ
デル行列，測定誤差推定行列，及び物理モデル誤差行列
を代入しそれの計算を実施することによって、解が得ら
れる。

【００３８】航法方程式の各行列に代入するパラメ−タ
は、図２０に示す処理を実行することによって求められ
る。まずステップＳ２０１では、ｉ番目の衛星の位置を
示す各軸方向の座標Ｓｘｉ，Ｓｙｉ及びＳｚｉ（地心系
座標：地球の中心を基準とする座標系）を入力する。こ
の値は、衛星が送信する軌道の関数と時刻とから求め
る。次のステップＳ２０２では、前回計算時の自車位置
を示す座標Ｕｘ０，Ｕｙ０及びＵｚ０（地心系座標）を
入力する。この値は、前回の計算の結果から求められ
る。次のステップＳ２０３では、ｉ番目の衛星の位置か
ら自車位置までの距離ｒｉを計算により求める。更に続
くステップＳ２０４，Ｓ２０５及びＳ２０６では、自車
からｉ番目の衛星を見た方向を示す方向余弦ｌ_i，ｍ_i及
びｎ_iを求める。

【００３９】ｌ_i＝（Ｕｘ０−Ｓｘｉ）／ｒｉｍ_i＝（Ｕｙ０−Ｓｙｉ）／ｒｉｎ_i＝（Ｕｚ０−Ｓｚｉ）／ｒｉまた、航法方程式（図５参照）では地表系座標の方向余
弦を使用するので、次のステップＳ２０７で座標変換を
実施し、地心系の方向余弦ｌ_i，ｍ_i及びｎ_iから地表系
の方向余弦ｌ_i’，ｍ_i’及びｎ_i’を生成する。この座
標変換の処理は、図２１に示されている。

【００４０】次のステップＳ２０８では、ジャイロの出
力によって求められる方位角ψから、Ｇｘ及びＧｙを求
める。また次のステップＳ２０９では、自車の位置とｉ
番目の衛星の位置との距離ｒｉ（疑似レンジと呼ぶ）の
前回計算時から現在までの変化を計算し、その結果をΔ
ｌ_iとする。また、高度センサ１５の出力によって求め
られる前回計算時から現在までの高度の変化（δｚ）を
計算する。

【００４１】図３のステップ２６で実行される、自車方
位角演算処理の内容を図１０に示し、図３のステップ３
１で実行される、方位角係数補正処理の内容を図１１に
示す。まず図１０を参照して自車方位角演算処理を説明
する。

【００４２】まずステップ１０１では、サンプリングさ
れた角速度ωの積分を実行する。実際には、２０ｍsec
毎に発生するタイマ割込みに同期して、角速度信号のＡ
／Ｄ変換出力ＡＤ_Gをサンプリングし、係数ＡＤｃ及び
ＡＤαを用いて計算した結果を積分し、角度変化θ_Gを
求める。

【００４３】基準方位ψref が有効である時には、ステ
ップＳ１０２からＳ１０３に進み、その時の方位角ψを
算出する。即ち、ψref ＋αθ_G＋θo'の計算結果を方
位角ψとする。また次のステップＳ１０４では、現在の
方位角ψを新しい基準方位ψref とする。

【００４４】方位角ψの予想誤差が上限である場合、つ
まり正しい方位角が計算できていない時には、ステップ
Ｓ１０５からＳ１０６に進み、方位角の予想誤差を示す
レジスタに最大値をストアし、基準方位無効フラグをセ
ットし、補正回数カウンタをクリアする。

【００４５】次に、図１１を参照して方位角係数補正処
理を説明する。この実施例では、４種類の補正モ−ドを
有しており、その時のモ−ドレジスタＭＤの内容に応じ
て、ψ０モ−ド処理，ψ１モ−ド処理，ψ２モ−ド処
理，又はψ３モ−ド処理が実行される。また「数値補
正」の指示がある時には、ステップＳ１１９からＳ１１
Ａに進む。ステップＳ１１Ａでは、ＧＰＳ独立測位演算
の結果得られた方位角デ−タψGPSを利用して、ジャイ
ロの出力に基づいて計算された方位角デ−タψｇを補正
する。但し、方位角デ−タψGPSにはｔ秒の時間遅れが
あるので、比較する方位角デ−タψｇにはｔ秒前のもの
を使用する。即ち、同一時点における２種類の方位角デ
−タの差分ψGPS(-t)−ψｇ(-t)を方位誤差Δψｇとみ
なし、方位誤差Δψｇを現在の方位角デ−タψｇに加算
してそれを補正する。過去の方位角デ−タψｇが参照で
きるように、この実施例では、０．１秒毎に方位角デ−
タψｇの算出を実行するとともに、過去数秒間のそれら
の方位角デ−タψｇをメモリに保持している。次のステ
ップＳ１１Ｂでは、基準方位ψref に補正後の現在の方
位角デ−タψｇをストアし、続くステップＳ１１Ｃで
は、基準方位有効フラグをセットする。

【００４６】図１１のψ０モ−ド処理の内容を図１２に
示し、ψ１モ−ド処理の内容を図１３に示し、ψ２モ−
ド処理の内容を図１４に示し、ψ３モ−ド処理の内容を
図１５及び図１６に示す。まず図１２を参照してψ０モ
−ド処理を説明する。最初のステップＳ１２１では、図
示しない遅延処理により、ＧＰＳ独立測位演算の結果得
られた最新の方位角デ−タψGPSの時間遅れに相当する
ｔ秒前の方位角デ−タψｇ(-t)が存在しているか否かを
調べる。方位角デ−タψｇ(-t)が存在する時には、次に
ステップＳ１２２に進み、車速ｖを予め定めたしきい値
Ｖ１min と比較し、ｖ＞Ｖ１min なら次にステップＳ１
２３に進む。即ち、ＧＰＳ独立測位演算によって得られ
る解の方位誤差は、arctan（0.72／(ｖ＋0.72)）で表わ
され、車速ｖが低い時には大きくなるので、誤差が小さ
い時、つまり車速ｖがＶ１min より大きい時に、方位角
デ−タψGPSが有効であるとみなす。

【００４７】ステップＳ１２３では、最新の方位角デ−
タψGPSをレジスタψ０にストアし、次のステップＳ１
２４では、モ−ドレジスタＭＤに１をセットし、次のス
テップＳ１２５では、時間レジスタＴψをクリアし、次
のステップＳ１２６では、カウンタcountψ0をクリアす
る。モ−ドレジスタＭＤに１がセットされると、次回は
ψ１モ−ドに移行する。

【００４８】図１３を参照してψ１モ−ド処理を説明す
る。最初のステップＳ１３１では、カウンタcountψ１
をインクリメント（＋１）する。次のステップＳ１３２
では、ＧＰＳ独立測位演算の結果得られた最新の方位角
デ−タψGPSの時間遅れに相当するｔ秒前の方位角デ−
タψｇ(-t)が存在しているか否かを調べる。方位角デ−
タψｇ(-t)が存在する時には、次にステップＳ１３３に
進み、車速ｖを予め定めたしきい値Ｖ１min と比較し、
ｖ＞Ｖ１min なら次にステップＳ１３４に進む。ステッ
プＳ１３４では、Ｔψとカウンタcountψ１を比較し、
両者が一致する時には次にステップＳ１３５に進む。

【００４９】ステップＳ１３５では、自車の方位が安定
しているか否かを調べる。即ち、ψ０モ−ドで検出した
ψ０と最新の方位角デ−タψGPSとの差分をそれらが検
出された時間間隔Ｔ（０）で割って求めた方位角の変化
率を、上限値ΔψGPSmax と比較し、変化率＜上限値で
あると次のステップＳ１３７に進む。ステップＳ１３７
では、更にカウンタcountψ１が所定値Ｃψ10ＯＫにな
ったか否かを調べる。なおｄ_GPS_0はψ０の時間遅れ、
ｄ_GPS_1は最新のψGPSの時間遅れである。自車の方位
が安定すると、ステップＳ１３８に進む。

【００５０】ステップＳ１３８では、数値補正フラグ
（数値補正指示）をセットし、スタンドアロ−ンタイマ
（方位デ−タが補正を受けなかった時間を計数する）Ｔ
Ａをクリアする。次のステップＳ１３９では、最新の方
位角デ−タψGPSをレジスタψ１にストアし、次のステ
ップＳ１３Ａでは最新の方位角デ−タψGPSと時間的に
一致する過去のジャイロの方位角デ−タをメモリから読
み出し、レジスタψ１raw にストアする。

【００５１】ステップＳ１３Ｂでは、モ−ドレジスタＭ
Ｄに２をセットし、時間レジスタＴψをクリアし、カウ
ンタcountψ1及びcountψ2をクリアする。モ−ドレジス
タＭＤに２がセットされると、次回はψ２モ−ドに移行
する。また、ステップＳ１３２，Ｓ１３３，Ｓ１３４，
又はＳ１３５の条件を満たさない時には、ステップＳ１
３６でモ−ドレジスタＭＤがクリアされるので、次回
は、再びψ０モ−ドに戻る。

【００５２】次に、図１４を参照してψ２モ−ド処理を
説明する。最初のステップＳ１４１では、カウンタcoun
tψ２をインクリメント（＋１）する。次のステップＳ
１４２では、ＧＰＳ独立測位演算の結果得られた最新の
方位角デ−タψGPSの時間遅れに相当するｔ秒前の方位
角デ−タψｇ(-t)が存在しているか否かを調べる。方位
角デ−タψｇ(-t)が存在する時には、次にステップＳ１
４３に進み、車速ｖを予め定めたしきい値Ｖ１min と比
較し、ｖ＞Ｖ１min なら次にステップＳ１４４に進む。
ステップＳ１４４では、カウンタcountψ２をチェック
し、countψ２＞１なら次にステップＳ１４５に進み、
そうでなければ、ステップＳ１４６で、最新の方位角デ
−タψGPSをψ２にストアし、ステップＳ１４８に進
む。

【００５３】ステップＳ１４５では、自車の方位が安定
しているか否かを調べる。即ち、ψ１モ−ドで検出した
ψ１と最新の方位角デ−タψGPSとの差分をそれらが検
出された時間間隔Ｔ（１）で割って求めた方位角の変化
率を、上限値ΔψGPSmax と比較し、変化率＜上限値で
あると次のステップＳ１４８に進む。ステップＳ１４８
では、更にカウンタcountψ２が所定値Ｃψ２ＯＫにな
ったか否かを調べる。なおｄ_GPS_1はψ１の時間遅れ、
ｄ_GPS_2は最新のψGPSの時間遅れである。自車の方位
が安定すると、ステップＳ１４９に進む。

【００５４】ステップＳ１４９では、まず、数値補正フ
ラグ（数値補正指示）をセットし、スタンドアロ−ンタ
イマＴＡをクリアする。次に、最新の方位角デ−タψGP
Sをレジスタψ２にストアし、更に、最新の方位角デ−
タψGPSと時間的に一致する過去のジャイロの方位角デ
−タをメモリから読み出し、レジスタψ２raw にストア
する。

【００５５】次のステップＳ１４Ａでは、Ａ／Ｄ変換係
数補正及び逐次近似の処理に備えて、必要なパラメ−タ
を計算する。即ち、方位角デ−タψ２とψ１との差分を
それらが検出された時間間隔Ｔ２１で割った結果をθｃ
2にストアし、方位角デ−タψ２rawとψ１rawとの差分
をそれらが検出された時間間隔Ｔ２１で割った結果をθ
ｇ2にストアする。

【００５６】次のステップＳ１４Ｂでは、モ−ドレジス
タＭＤに３をセットし、時間レジスタＴψをクリアし、
カウンタcountψ2及びcountψ3をクリアする。モ−ドレ
ジスタＭＤに３がセットされると、次回はψ３モ−ドに
移行する。また、ステップＳ１４２，Ｓ１４３，又はＳ
１４５の条件を満たさない時には、ステップＳ１４７で
カウンタcountψ2がクリアされる。

【００５７】次に、図１５を参照してψ３モ−ド処理を
説明する。最初のステップＳ１５１では、カウンタcoun
tψ３をインクリメント（＋１）する。次のステップＳ
１５２では、ＧＰＳ独立測位演算の結果得られた最新の
方位角デ−タψGPSの時間遅れに相当するｔ秒前の方位
角デ−タψｇ(-t)が存在しているか否かを調べる。方位
角デ−タψｇ(-t)が存在する時には、次にステップＳ１
５３に進み、車速ｖを予め定めたしきい値Ｖ１min と比
較し、ｖ＞Ｖ１min なら次にステップＳ１５４に進む。
ステップＳ１５４では、カウンタcountψ３をチェック
し、countψ３＞１なら次にステップＳ１５５に進み、
そうでなければ、ステップＳ１５６で、最新の方位角デ
−タψGPSをψ３にストアし、ステップＳ１５８に進
む。

【００５８】ステップＳ１５５では、自車の方位が安定
しているか否かを調べる。即ち、ψ２モ−ドで検出した
ψ２と最新の方位角デ−タψGPSとの差分をそれらが検
出された時間間隔Ｔ（２）で割って求めた方位角の変化
率を、上限値ΔψGPSmax と比較し、変化率＜上限値で
あると次のステップＳ１５８に進む。ステップＳ１５８
では、更にカウンタcountψ３が所定値Ｃψ３ＯＫにな
ったか否かを調べる。なおｄ_GPS_2はψ２の時間遅れ、
ｄ_GPS_3は最新のψGPSの時間遅れである。自車の方位
が安定すると、ステップＳ１５９に進む。

【００５９】次のステップＳ１５Ａでは、Ａ／Ｄ変換係
数補正及び逐次近似の処理に備えて、必要なパラメ−タ
を計算する。即ち、方位角デ−タψ３とψ２との差分を
それらが検出された時間間隔Ｔ３２で割った結果をθｃ
3にストアし、方位角デ−タψ３rawとψ２rawとの差分
をそれらが検出された時間間隔Ｔ３２で割った結果をθ
ｇ3にストアする。

【００６０】次のステップＳ１５Ｂでは、θｃ3とθｃ2
との差分を下限値Δｃmin と比較し、｜θｃ3−θｃ2｜
＜下限値ならステップＳ１５Ｃに進み、そうでなければ
図１６のステップＳ１６１に進む。

【００６１】ステップＳ１５Ｃでは、更に、｜Δψｇ｜
＞ΔＡＤαｃmin（下限値）の条件,θｃ3＜Δｃminの条
件，及びＴ３２＜Ｔω0max（上限値）の条件を調べ、全
ての条件が満足される時には、ステップＳ１５Ｄで「ゼ
ロω補正」を実行する。

【００６２】図１６を参照すると、ステップＳ１６１で
は｜θｇ3−θｇ2｜＜Δｒmax の条件を調べ、ステップ
Ｓ１６２では｜θｇ3−θｇ2｜＞Δｒmin の条件を調
べ、ステップＳ１６３では｜θｃ3−θｃ2｜＜Δｃmax
の条件を調べ、ステップＳ１６４では｜Δψｇ｜＞ＡＤ
αｃmin の条件を調べる。ステップＳ１６１，Ｓ１６２
及びＳ１６３の全ての条件が満たされると、ステップＳ
１６４の条件の識別結果に応じて、Ａ／Ｄ変換係数補正
モ−ドと逐次近似補正モ−ドのいずれかを選択する。

【００６３】即ち、｜Δψｇ｜＞ＡＤαｃmin であれば
Ａ／Ｄ変換係数補正モ−ドを選択し、そうでなければ逐
次近似補正モ−ドを選択する。Ａ／Ｄ変換係数補正モ−
ドの時に｜Δψｇ｜≦ＡＤαｃmin になった時には、ス
テップＳ１６９からＳ１６Ｂに進んで、逐次近似補正モ
−ドを選択するようにフラグをセットする。また、逐次
近似補正モ−ドの時に｜Δψｇ｜＞ＡＤαｃmin になっ
た時には、ステップＳ１６５からＳ１６６に進み、Ａ／
Ｄ変換係数補正モ−ドを選択するようにフラグをセット
し、更に次のステップＳ１６７でパラメ−タ（逐次近似
回数，前回の解）を初期化する。

【００６４】そして、逐次近似補正モ−ドの時には、ス
テップＳ１６９からＳ１６Ａに進んで、「逐次近似」処
理を実行し、Ａ／Ｄ変換係数補正モ−ドの時には、ステ
ップＳ１６５からＳ１６８に進んで、αに１をストア
し、θo'をクリアし、「Ａ／Ｄ変換係数補正」処理を実
行し、誤差予想行列をセットする。

【００６５】次のステップＳ１６Ｃでは、レジスタψ３
の内容をψ２にストアし、レジスタψ３raw の内容をψ
２raw にストアし、レジスタψｃ3の内容をψc2にスト
アし、レジスタψｇ3の内容をψｇ2にストアし、再びψ
３モ−ドが実行されるようにセットし、レジスタＴψを
クリアし、図１５のステップＳ１５７に進む。

【００６６】ステップＳ１５Ｄのゼロω補正の内容を図
１７に示す。図１７を参照して説明する。ＧＰＳ独立測
位演算によって求められる方位角デ−タψGPSの変化が
ほとんどない場合、ジャイロの出力によって計算される
方位角デ−タψｇとψGPSとの誤差Δψｇは、ほとんど
がＡ／Ｄ変換係数ＡＤｃに起因して生じていると考えら
れる。従ってゼロω補正では、Ａ／Ｄ変換係数ＡＤｃを
修正する。ステップＳ１７２では、ある期間のＮ個の角
速度ωのサンプリング結果ＡＤｇから、角度変化量θｇ
を求め、それから時間Ｔ３２後のＮ個の角速度ωのサン
プリング結果ＡＤｇから、角度変化量θｇT を求める。
そして次のステップＳ１７３では、２つの角度変化量の
差を誤差Δψｇとし、Δψｇから係数修正量Δを求め
る。ステップＳ１７４では、Ａ／Ｄ変換係数ＡＤｃに係
数修正量Δを加算する。

【００６７】ステップＳ１６８の「Ａ／Ｄ変換係数補
正」の内容を図１８に示す。図１８を参照して説明す
る。ステップＳ１８１では、互いに異なる３地点で、Ｇ
ＰＳ独立測位演算によってそれぞれ求められたＧＰＳ方
位デ−タψ１GPS，ψ２GPS，及びψ３GPSを入力する。
実際には、方位デ−タψ１GPSは、ψ１モ−ドにおいて
検出され、ステップＳ１３９で既にレジスタψ１にスト
アされており、ψ２GPSは、ψ２モ−ドにおいて検出さ
れ、ステップＳ１４９で既にレジスタψ２にストアされ
ており、ψ３GPSは、ψ３モ−ドにおいて検出され、ス
テップＳ１５９で既にレジスタψ３にストアされている
ので、これらのデ−タを利用する。

【００６８】次のステップＳ１８２では、まず２地点で
の方位デ−タψ２GPSとψ１GPSとの差分を時間Ｔ２１で
割り、その結果即ち、単位時間あたりの方位変化をθｃ
２にストアする。また別の２地点での方位デ−タψ３GP
Sとψ２GPSとの差分を時間Ｔ３２で割り、その結果即
ち、単位時間あたりの方位変化をθｃ３にストアする。
実際には、ψ２モ−ドのステップＳ１４Ａの処理によっ
て、既に方位変化θｃ２が求められており、またψ３モ
−ドのステップＳ１５Ａの処理によって、既に方位変化
θｃ３が求められているので、これらの情報をそのまま
利用する。また、ステップＳ１４Ａでは、方位変化θｃ
２に相当するジャイロで検出された方位変化θｇ２が求
められており、ステップＳ１５Ａでは、方位変化θｃ３
に相当するジャイロの方位変化θｇ３が求められている
が、これらの情報も次のステップで利用される。

【００６９】ステップＳ１８３では、求められたパラメ
−タθｇ２，θｇ３，θｃ２及びθｃ３を所定の関係式
に代入し、係数α及びθo’を求める。ここで求められ
た係数α及びθo’を利用して、次のステップＳ１８４
では、Ａ／Ｄ変換係数ＡＤα及びＡＤｃを修正する。

【００７０】ステップＳ１６Ａの「逐次近似」の内容を
図１９に示す。図１９を参照して説明する。ステップＳ
１９１では、互いに異なる３地点で、ＧＰＳ独立測位演
算によってそれぞれ求められたＧＰＳ方位デ−タψ１GP
S，ψ２GPS，及びψ３GPSを入力する。実際には、方位
デ−タψ１GPSは、ψ１モ−ドにおいて検出され、ステ
ップＳ１３９で既にレジスタψ１にストアされており、
ψ２GPSは、ψ２モ−ドにおいて検出され、ステップＳ
１４９で既にレジスタψ２にストアされており、ψ３GP
Sは、ψ３モ−ドにおいて検出され、ステップＳ１５９
で既にレジスタψ３にストアされているので、これらの
デ−タを利用する。

【００７１】次のステップＳ１９２では、まず２地点で
の方位デ−タψ２GPSとψ１GPSとの差分を時間Ｔ２１で
割り、その結果即ち、単位時間あたりの方位変化をθｃ
２にストアする。また別の２地点での方位デ−タψ３GP
Sとψ２GPSとの差分を時間Ｔ３２で割り、その結果即
ち、単位時間あたりの方位変化をθｃ３にストアする。
実際には、ψ２モ−ドのステップＳ１４Ａの処理によっ
て、既に方位変化θｃ２が求められており、またψ３モ
−ドのステップＳ１５Ａの処理によって、既に方位変化
θｃ３が求められているので、これらの情報をそのまま
利用する。また、ステップＳ１４Ａでは、方位変化θｃ
２に相当するジャイロで検出された方位変化θｇ２が求
められており、ステップＳ１５Ａでは、方位変化θｃ３
に相当するジャイロの方位変化θｇ３が求められている
が、これらの情報も以下のステップで利用される。

【００７２】ステップＳ１９３では補正係数を求めるた
めの関係式を決定し、次のステップＳ１９４では、測定
誤差推定行列を決定する。次のステップＳ１９５では、
前回の解が存在するか否かをチェックする。前回の解が
存在しない時、つまり今回が初回の計算であれば、ステ
ップＳ１９６に進み、解に初期値をセットする。この解
を次回の計算の際に利用する。前回の（ｉ番目の）解が
存在する時には、ステップＳ１９５からＳ１９７に進
み、逐次近似計算を実行し、ｉ＋１番目の解Ｘ（係数α
及びθo'）及びその誤差を求める。ここで求めた係数α
及びθo'により、ステップＳ１８４と同様にして係数Ａ
Ｄα及びＡＤｃが修正される。

【００７３】図３に示すステップ３０の「高度係数補正
処理」では、図示しないが、上述の「方位角係数補正処
理」と同様にして補正が実施される。即ち、「ＧＰＳ独
立測位演算」で求められた正確な高度ｚ(GPS)によって
高度センサ１５の出力信号によって求められる高度ｚ(A
LT)を修正するとともに、高度センサ１５の出力信号レ
ベルを高度ｚ(ALT)に変換する時に使用される各種係数
を、高度ｚ(GPS)の値に基づいて修正する。「方位角係
数補正処理」と同様に、「数値補正」，「Ａ／Ｄ変換係
数補正」及び「逐次近似」が用意されており、これらの
処理のいずれかがその時の条件に応じて実行される。

【００７４】「ＧＰＳ独立測位演算」では、次の第
（１）式又は第（２）式の航法方程式を解くことによ
り、未知数Δｘ’，Δｙ’，Δｚ’及びｃΔｔを求め
る。

【００７５】

【数１】

【００７６】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、利用でき
る衛星の数が２であっても、ジャイロ手段を用いて自車
の回転角速度を検出し、また高度変化を検出して不足す
る情報を補うので、自車位置を測定可能である。車速セ
ンサは不要である。

【００７７】また実施例のように、３以上の衛星が利用
でき、独立測位演算によって正確な方位が得られる時
に、基準方位を決定し、この基準方位とジャイロ手段の
検出した回転角速度から方位を計算することによって、
利用できる衛星の数が２以下の時でも、３以上でＧＰＳ
の方位精度が悪い場合でも、比較的正確な方位を検出し
うる。また独立測位演算の結果を利用して、高度検出手
段によって検出された高度を校正することにより、正確
な高度を検出しうる。

【００７８】更に実施例のように、カルマンフィルタを
用いて未知数を計算することによって、利用できる衛星
の数が２個の時の測位誤差の増大を抑制しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の装置全体の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】図１のユニット１６の機能上の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図１のＣＰＵの動作を示すフロ−チャ−トで
ある。

【図４】複合測位演算の処理を示すフロ−チャ−トで
ある。

【図５】図４のステップＳ４２の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図６】図４のステップＳ４３の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図７】図４のステップＳ４４の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図８】図４のステップＳ４５の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図９】図４のステップＳ４９の内容の一部分を示す
フロ−チャ−トである。

【図１０】図３のステップ２６の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１１】図３のステップ３１の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１２】図１１の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１３】図１１の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１４】図１１の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１５】図１１の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１６】図１１の一部の処理の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１７】ゼロω補正の内容を示すフロ−チャ−トで
ある。

【図１８】Ａ／Ｄ変換係数補正の内容を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１９】逐次近似の内容を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図２０】航法方程式パラメ−タ計算処理の内容を示
すフロ−チャ−トである。

【図２１】座標変換処理の内容を示すフロ−チャ−ト
である。

【符号の説明】

１０：受信アンテナ１１：ＧＰＳ受信機１２：ＧＰＳ復調器１３：表示装置１４：圧電振動ジャイロ１５：高度センサ１６：ＧＰＳ情報処理ユニット１０１：ＧＰＳデ−
タ生成演算１０２：ＧＰＳ独立測位演算１０３：複合測位演
算１０４：方位角演算１０５：高度演算

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡俊光愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の衛星からそれぞれ発射される時刻
及び軌道の情報を受信し、それらの情報に基づいて、自
車位置を測定する車上測位装置において：自車の回転角
速度に応じた信号を出力するジャイロ手段；検出もしく
は推定により求められる自車位置の高度の情報を出力す
る、高度検出手段；及び同時に利用可能な衛星の数が所
定より不足する場合に、利用可能な衛星からの情報，前
記ジャイロ手段が出力する自車の回転角速度，及び前記
高度検出手段が出力する高度の情報に基づいて自車位置
を計算する情報処理手段；を設けたことを特徴とする車
上測位装置。
【請求項２】前記情報処理手段は、同時に利用可能な
衛星の数が不足していない時に、衛星からの情報に基づ
いて求めた方位により、自車の進行方向を示す基準方位
を決定し、利用可能な衛星の数が所定より不足する時に
は、ジャイロ手段が出力する自車の回転角速度と前記基
準方位に基づいて自車の進行方向を求める、前記請求項
１記載の車上測位装置。
【請求項３】前記情報処理手段は、同時に利用可能な
衛星の数が不足していない時に、衛星からの情報に基づ
いて求めた方位により、自車の進行方向を示す基準方位
を決定し、該基準方位を衛星からの最新の情報に基づい
て逐次更新するとともに、自車の速度が所定以下の時に
は、前記基準方位の更新を禁止する、前記請求項１記載
の車上測位装置。
【請求項４】前記情報処理手段は、同時に利用可能な
衛星の数が不足していない時に、衛星からの情報に基づ
いて求めた位置情報によって、高度検出手段の高度情報
を補正する、前記請求項１記載の車上測位装置。
【請求項５】前記情報処理手段は、同時に利用可能な
衛星の数が不足している時には、予め定めたカルマンフ
ィルタの演算式を利用してその解を求め、自車位置を計
算する、前記請求項１記載の車上測位装置。
【請求項６】前記情報処理手段は、同時に利用可能な
衛星の数が不足していない時に、衛星からの情報に基づ
いて求めた方位により、自車の進行方向を示す基準方位
を決定し、該基準方位を衛星からの最新の情報に基づい
て逐次更新するとともに、検出した方位変化が所定以上
の時には、前記基準方位の更新を禁止する、前記請求項
５記載の車上測位装置。