JPH063428A - 位置標定方式 - Google Patents

位置標定方式

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JPH063428A
JPH063428A JP16467492A JP16467492A JPH063428A JP H063428 A JPH063428 A JP H063428A JP 16467492 A JP16467492 A JP 16467492A JP 16467492 A JP16467492 A JP 16467492A JP H063428 A JPH063428 A JP H063428A
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JP
Japan
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station
measurement signal
mobile station
relay
time
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16467492A
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English (en)
Inventor
Masao Ogino
正夫 荻野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH063428A publication Critical patent/JPH063428A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 親局と中継局(従局)と移動局とで構成され
た無線通信システム等における移動局の位置を双曲線航
法を用いて標定する方式において、できるだけ少ない周
波数の信号を用いることを目的とする。 【構成】 一つの移動局からの第1の測定用信号を親局
と複数の中継局で受信すると共に各中継局は重複しない
固有の遅延時間後に第2の測定用信号を同一周波数で送
信し、親局が移動局からの第1の測定信号と中継局から
の第2の測定用信号とを受信してその到達時間差または
位相差を測定することにより第1の測定用信号を親局が
受信した時刻と各中継局が受信した時刻との相対時間差
を算出して双曲線航法により移動局の位置を算出するよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位置標定方式に関し、特
に親局と中継局(従局)と移動局とで構成された無線通
信システム等における移動局の位置を測定する位置標定
方式に関するものである。
【0002】位置標定方式としては、自動車、人等の移
動局にGPS(グローバル・ポジショニング・システ
ム)を用いた少なくとも3個のGPS衛星の位置情報信
号により位置を標定する方式や、移動局が出力するVH
FまたはUHFの信号を少なくとも二箇所の固定局の方
向探知機で受信し、この二箇所の固定局からの移動局の
方向の交点で位置を標定する方式や、更には少なくとも
三箇所のロラン局またはデッカ局のパルス信号を移動局
で受信し、各局のパルス信号間の位相差により各局まで
の距離を求める双曲線航法により位置を標定する方式等
が従来よりよく知られているが、このような方式はいず
れも規模が大きいものであり且つ標定された位置精度が
低いことからできるだけ簡易で精度の高い方式が求めら
れている。
【0003】
【従来の技術】上記のような点に鑑み、本発明者は特開
平2ー247591号公報において位置標定方式を既に
提案しており、この方式を図6により概略的に説明す
る。尚、この例では一つの移動局と二つの従局(以
下、中継局と称する)A及びBと一つの親局Pとで構成
されたシステムにおいて移動局の位置を標定するもの
とする。
【0004】まず移動局より測定用の信号が送信され
ると、これを受信した各中継局A及びBは測定用信号の
周波数が低いため互いに異なる周波数の信号に逓倍し、
この逓倍された信号をそれぞれ周波数が同じ基準信号と
比較して各中継局の位相遅延量を測定する。
【0005】また、親局でも同様にして、移動局から
の測定用信号を受信して互いに異なる周波数の信号に逓
倍し、この逓倍された信号をそれぞれ周波数が同じ基準
信号と比較して親局での位相遅延量を測定する。
【0006】そしてこの親局Pでは、親局Pで求めた位
相遅延量と各中継局A及びBから伝送されて来た中継局
の位相遅延量とにより、例えば移動局−中継局A間の
位相遅延量と移動局−親局P間の位相遅延量との差が
一定であるときには図示のように一点鎖線の双曲線の軌
跡Iaが求められ、同様にして親局Pと中継局Bとの間
も一定の位相差が描かれることから点線で示す双曲線の
軌跡Ibが求められ、これらの双曲線軌跡IaとIbと
の交点を求めることにより移動局の現在の位置を標定
することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように本発明者に
よる特開平2ー247591号公報では移動局からの測
定用信号を親局と各中継局で受信してそれぞれ位相遅延
量を求め、親局でその位相遅延量の差を求めて双曲線軌
跡を算出することにより移動局の位置を標定している
が、各中継局においては、測定した位相遅延量を親局に
無線または光伝送する必要があり、それぞれ周波数の異
なった信号を送信するので余分な周波数を使ってしまう
という問題点があった。
【0008】従って本発明は親局と中継局と移動局とで
構成されたシステムにおける移動局の位置を双曲線航法
を用いて標定する方式において、できるだけ少ない周波
数の信号を用いることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するため、本発明に係る位置標定方式の原理を図1及
び図2を用い且つ図6を参照して以下に説明する。
【0010】まず図1において、親局Pと中継局A及び
Bは予め地図等によりその位置が把握されているものと
し、また周波数を有効に利用するため、使用する無線周
波数は一波である。
【0011】まず移動局から第1の測定用信号Sが送
信され、親局Pと中継局A及びBはこの測定用信号Sを
図示のような時間的な関係で受信するものとし、この場
合、中継局Bの受信開始時点と親局Pの受信開始時点と
の時間差をδ2とし、中継局Aが受信開始した時点と親
局Pの受信開始時点との時間差をδ1とする。
【0012】そして、中継局Aでは移動局からの測定
信号Sを受信開始してからΔt2時間だけ遅延した後に
同じ周波数の第2の測定用信号Saを再送信(転送)す
るので、この中継局Aからの測定用信号Saは遅延時間
Δt1aを経て親局Pに受信されることとなる。
【0013】同様にして中継局Bにおいても、移動局
の測定用信号Sを受信開始した時点からΔt3だけ遅延
した時刻において測定用信号Sbを再送信(転送)し、
これを親局PにおいてΔt1b時間後に受信するように
している。
【0014】このように、移動局からの測定用信号S
と中継局A及びBからのそれぞれの測定用信号Sa及び
Sbを受信した親局Pにおいては、各測定用信号S,S
a,Sbの立上り時刻の時間差t1及びt2を図示のよ
うに測定することにより、親局Pにおける図示の時間差
δ1及びδ2を次式により求めることができる。
【0015】 δ1=Δt2+Δt1a−t1 …(1)式 δ2=Δt3+Δt1b−t2 …(2)式 尚、上記の式においてΔt2,Δt1a,Δt3,及び
Δt1bは親局P及び中継局A,Bの位置が予め決めら
れているので既知の値であり、これらに加えて図1に示
した時間差t1及びt2を求めれば時間差δ1及びδ2
を求めることができる。
【0016】このようにして移動局からの測定用信号
Sが親局P及び中継局A,Bに送られる時、中継局Aの
受信開始時点と親局Pの受信開始時点との時間差δ1が
一定であり、同様に中継局Bと親局Pとの受信開始時点
の時間差δ2も一定であるときには、図6に示したよう
にそれぞれ中継局Aと親局Pとの間は双曲線軌跡Iaと
なり、中継局Bと親局Pとの間もやはり双曲線軌跡Ib
となるので、親局Pと中継局A及びBの位置座標が既に
分かっているためこれらの双曲線同士の交点を求めれば
移動局の位置座標を求めることができる。
【0017】また、以上の説明は移動局について述べ
たが、各移動局に対して測定用のタイムスロットを指定
すれば、図示の移動局についても同様にして位置を標
定することができ、多数の移動局に対してタイムスロッ
トを割りあてることにより同様に位置の標定が可能とな
る。
【0018】更に、上記の場合には移動局からの測定使
用信号に対する到着時間を測定しているが、この測定用
信号の位相を測定することによっても同様に位置測定が
可能となる。
【0019】即ち、図2に原理的に示すように、移動局
からの第1の測定用信号Sを親局P及び中継局A,B
で受信した時、図1の場合と同様にΔt2及びΔt3の
遅延時間後にそれぞれ第2の測定用信号Sa及びSbを
中継局A及びBから親局Pに対して転送すると、親局P
では移動局からの測定用信号Sと中継局Aからの測定
用信号Saと中継局Bからの測定用信号Sbとを受信
し、それぞれ基準信号と比較してその位相差を検出す
る。そして、この検出した位相差を時間に換算すること
により図1と同様に時間差t1及びt2を求めることが
でき、上記の(1)式及び(2)式により時間差δ1及
びδ2を求め、双曲線軌跡Ia及びIbを算出してこれ
らの交点によって示される移動局の位置を算出するこ
とができる。
【0020】尚、位相差と時間の換算は次の式によって
行うことができる。 Δθ=δt/2πf 但し、δtは時間、fは周波数を示す。
【0021】
【実施例】図3は図1及び図2に示した各移動局の実施
例を示したもので、11は発振器を示し、この発振器1
1から発振された信号を変調器12で変調して電力増幅
器13から送信するものであるが、図1に示したように
移動局固有のタイムスロットを有するため、このタイム
スロットを指定して変調器12を動作させるための制御
器14が設けられている。
【0022】図4は図1及び図2に示した各中継局の実
施例を示したもので、21は受信モードと送信モードを
切り換えるためのスイッチ部であり、受信モードにおい
てはこのスイッチ部21からの受信信号をバンドパスフ
ィルタ22を通して所定周波数帯域の信号のみを取り出
し、高周波増幅器23で一旦増幅してミキサー24に送
る。
【0023】このミキサー24では局部発振器25から
の局部発振信号により周波数変換を行い、その内の低い
方の周波数の測定用信号(Sa,Sb)のみをバンドパ
スフィルタ26により取り出して低周波増幅器27で増
幅する。
【0024】そして、この増幅器27で増幅された測定
用信号は遅延器28で各中継器に固有の遅延時間Δt
(中継局Aの場合にはΔt1aであり、中継局Bの場合
にはΔt1b)だけ遅延させてミキサー29に送る。
【0025】ミキサー29においてはやはり局部発振器
25からの局部発振信号を受けて今度は受信モードとは
反対に高い周波数に変換し、高周波増幅器30を経由し
一定の周波数帯域の高周波信号のみをバンドパスフィル
タ33で取り出してスイッチ部21に送る。
【0026】一方、ミキサー24の出力信号が検出器3
4において検出されない時にはこれを受けた制御器35
がスイッチ部21を送信側に切り換えるので、バンドパ
スフィルタ33からの送信信号、即ち測定用信号が送信
されることとなる。
【0027】尚、この場合、この中継局における受信周
波数と、送信周波数はミキサー24,29と局部発振器
25との関係により同一の周波数に設定されている。
【0028】図5は図1及び図2に示した親局の実施例
を示したもので、受信信号はバンドパスフィルタ41に
より所定周波数帯域の信号だけが取り出され、増幅器4
2で増幅された後、立上り検出器43で測定用信号の立
上りが検出される。
【0029】この場合、立上り検出器43においては、
図1及び図2に示したように親局Pが移動局から測定
用信号Sを受信開始した立上り時点、及び中継局A,B
からの測定用信号Sa,Sbを受信開始した立上り時点
を検出するものである。
【0030】このように立上り検出器43により検出さ
れた立上り時点が時間測定器44に送られることにより
図1及び図2に示した時間t1及びt2が基準発振器4
5の基準クロックに基づいて測定されて位置計算部46
に与えられる。尚、このとき、タイミング制御部46は
基準発振器45の基準クロックに基づいて立ち上がり検
出器43で検出された最初の立ち上がり時点を時間測定
器44に与えることにより時間t1及びt2を求めてい
る。
【0031】そして、この位置計算部46では、入力し
た時間t1及びt2を用いて(1)式及び(2)式に従
い時間差δ1及びδ2を求めると共に、図6に示したよ
うに双曲線軌跡IaとIbとの交点を求めることにより
移動局の位置を算出することとなる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る位置標
定方式によれば、一つの移動局からの第1の測定用信号
を親局と複数の中継局で受信すると共に各中継局は重複
しない固有の遅延時間後に第2の測定用信号を同一周波
数で送信し、親局が移動局からの第1の測定信号と中継
局からの第2の測定用信号とを受信してその到達時間差
または位相差を測定することにより第1の測定用信号を
親局が受信した時刻と各中継局が受信した時刻との相対
時間差を算出して双曲線航法により移動局の位置を算出
するように構成したので、一波の周波数により移動局の
位置標定が可能となると共に親局において一括して位置
標定処理ができるので効率の良いシステム構成が実現で
きることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る位置標定方式の原理(その1)を
示したタイムチャート図である。
【図2】本発明に係る位置標定方式の原理(その2)を
示したタイムチャート図である。
【図3】本発明に用いる各移動局の実施例を示したブロ
ック図である。
【図4】本発明に用いる各中継局の実施例を示したブロ
ック図である。
【図5】本発明に用いる親局の実施例を示したブロック
図である。
【図6】従来例及び本発明に用いる双曲線航法による位
置標定を説明するための概略図である。
【符号の説明】
P 親局 A,B 中継局 , 移動局 Ia,Ib 双曲線軌跡 S,Sa,Sb 測定用信号 δ1,δ2 相対時間差 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位置が未知の任意数の移動局と位置が既
    知の親局及び複数の中継局とで構成された位置標定方式
    において、 一の移動局からの第1の測定用信号を該親局と該複数の
    中継局で受信すると共に各中継局は重複しない固有の遅
    延時間後に第2の測定用信号を同一周波数で送信し、該
    親局が該移動局からの該第1の測定用信号と各中継局か
    ら転送された該第2の測定用信号とを受信してその到達
    時間差を測定することにより該第1の測定用信号を該親
    局が受信した時刻と各中継局が受信した時刻との相対時
    間差を算出して双曲線航法により該移動局の位置を算出
    することを特徴とした位置標定方式。
  2. 【請求項2】 該到達時間差の代わりに各信号間の位相
    差を測定することにより該移動局から該親局及び各中継
    局への相対時間差を算出して該移動局の位置を算出する
    ことを特徴とした請求項1に記載の位置標定方式。
  3. 【請求項3】 各移動局に対して測定用のタイムスロッ
    トを指定することを特徴とした請求項1または2に記載
    の位置標定方式。
JP16467492A 1992-06-23 1992-06-23 位置標定方式 Withdrawn JPH063428A (ja)

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