JPH0743446A

JPH0743446A - Ｇｐｓ衛星デ−タの検証装置

Info

Publication number: JPH0743446A
Application number: JP5191190A
Authority: JP
Inventors: Seiji Ishikawa; 川誠司石; Yuichi Murakami; 上裕一村; Tomio Yasuda; 田富夫保; Tomohiro Yamamoto; 本知弘山; Toshimitsu Oka; 俊光岡
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1995-02-14
Also published as: US5631838A

Abstract

(57)【要約】【目的】衛星が送出するデ−タの検証所要時間を短縮
する。【構成】送受信点間の電波の伝播遅延時間から計算さ
れる距離ｒ１と、衛星の位置と受信点の位置とから計算
されるその間の直線距離ｒ２とを求め、２つの距離の差
が小さい時には、その衛星のデ−タを有効なデ−タとみ
なし、差が大きい時にはデ−タの誤差が大きいとみな
す。受信点の位置は、予め検証の済んだ３個又は４個の
衛星のデ−タを使用して測位し求めるか、又はオペレ−
タが入力する。衛星の位置は、その衛星の送出した軌道
デ−タから求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＧＰＳ衛星デ−タの検
証に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、最近の自動車用ナビゲ−ション
システムにおいては、該システムを搭載した自動車の位
置を、ＧＰＳ（Grobal Positioning System）の衛星か
らの情報を利用して測定することが行なわれている。こ
の種の測位技術は、例えば、特開昭６１−１３７００９
号公報に開示されている。

【０００３】衛星からはそれの予定軌道を示す情報や、
衛星が情報を送出する正確な時刻の情報などが送られて
いる。これらの情報に基づいて、衛星の位置を知ること
ができ、また電波の伝播遅延時間から、衛星と受信点と
の距離を知ることができるので、例えば同時に４個の衛
星の情報を利用できる時には、各々の衛星の情報から導
き出される方程式を連立方程式として解くことにより、
受信点の三次元位置（緯度，経度，高度）および受信装
置側の時計の誤差を正確に検出することができる。また
例えば、高度が既知である場合には、３個の衛星の情報
に基づいて、緯度，経度，及び時計の誤差を検出しう
る。更に、例えば加速度センサなどを補助的に用いるこ
とによって、利用しうる衛星数が２以下の場合でも、測
位は可能である。

【０００４】ところが実際には、全ての衛星が送出する
情報が常に正確であるとは限らない。例えば、衛星の実
際の軌道が予定の軌道から大きく外れてしまっても、衛
星が送出する軌道の情報が修正されるまでには、かなり
長い時間を要する場合があるので、誤差の大きい軌道の
情報が受信される時がある。このような修正されていな
い情報に基づいて測位計算を実施すると、大きな測位誤
差が生じる。

【０００５】従って、衛星が送出している情報が正確で
あるか否かを検証することは非常に重要である。特に、
同時に利用可能な衛星の数は限られているので、測位精
度を高めるためには、その時に利用可能な全ての衛星に
ついて情報の信頼性を検証し、誤差の少ない情報に基づ
いて測位を実施する必要がある。このような衛星情報の
検証をする場合、従来は次のような手続きを実施してい
た。

【０００６】例えばデ−タの信頼性を検証済の４個の衛
星Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤが存在し、新たに１つの衛星Ｅが利
用できるようになり、衛星Ｅのデ−タの信頼性を検証す
る場合を想定する。まず、検証済の４個の衛星Ａ，Ｂ，
Ｃ及びＤの情報に基づいて測位を実施しその測位結果を
Ｐabcdとし、次に４個の衛星Ａ，Ｂ，Ｃ及びＥの情報に
基づいて測位を実施しその測位結果をＰabceとし、次に
４個の衛星Ａ，Ｂ，Ｅ及びＤの情報に基づいて測位を実
施しその測位結果をＰabedとし、次に４個の衛星Ａ，
Ｅ，Ｃ及びＤの情報に基づいて測位を実施しその測位結
果をＰaecdとし、次に４個の衛星Ｅ，Ｂ，Ｃ及びＤの情
報に基づいて測位を実施しその測位結果をＰebcdとす
る。そして、５種類の測位結果の２つずつの組合せのそ
れぞれについて、それらの差（Ｐabcd−Ｐabce，Ｐabce
−Ｐabed，Ｐabed−Ｐaecd，Ｐaecd−Ｐebcd，Ｐebcd−
Ｐabcd，・・・）を調べる。これらの差の全てが比較的
小さければ、新しい衛星Ｅの情報の誤差は小さいのでこ
の情報を利用するが、いずれか１つでも大きな差がある
場合には、衛星Ｅの情報には大きな誤差が含まれるの
で、衛星Ｅの情報を利用しない。

【０００７】また、受信点（測位地点）の正確な位置が
既知である場合には、各衛星の情報を使用して測位を実
施し、各測位結果Ｐabce，Ｐabed，Ｐaecd，Ｐebcdと実
際の位置との差をそれぞれ調べ、これらの差の全てが比
較的小さければ、新しい衛星Ｅの情報の誤差は小さいの
でこの情報を利用するが、いずれか１つでも大きな差が
ある場合には、衛星Ｅの情報には大きな誤差が含まれる
ので、衛星Ｅの情報を利用しない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
方法で衛星デ−タの信頼性を検証する場合には、検証を
実施する度に測位のための演算を実施する必要があり、
しかも、全ての衛星の組合せ数だけ、測位演算を繰り返
す必要がある。しかしながら、この種の測位演算は非常
に複雑であるため、デ−タの信頼性を検証するのに長い
時間がかかるのは避けられない。

【０００９】従って本発明は、ＧＰＳ衛星が送出するデ
−タの信頼性を短時間で検証可能にすることを課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、それの軌道情報と時刻の情報を
送出するＧＰＳ衛星からの情報を受信する受信手段（１
１，１２）；該受信手段が受信した複数のＧＰＳ衛星か
らの情報に基づいて、受信点の位置を求める測位演算手
段（２Ｃ，２Ｅ）；受信した軌道情報から求められるＧ
ＰＳ衛星の位置情報と受信点の位置情報とに基づいて、
当該ＧＰＳ衛星と受信点との距離を計算する第１の距離
計算手段（６３）；受信した時刻情報と該時刻情報を受
信した時刻とに基づいて、ＧＰＳ衛星が情報を送出して
からその情報が前記受信点で受信されるまでの伝播遅延
時間を求め、該伝播遅延時間から当該ＧＰＳ衛星と受信
点との距離を計算する第２の距離計算手段（２７，２
８）；及び前記第１の距離計算手段が求めた距離と、前
記第２の距離計算手段が求めた距離との差分を調べ、該
差分が比較的小さい時には、当該ＧＰＳ衛星を、前記測
位演算手段の利用可能な衛星として登録し、前記差分が
比較的大きい時には、当該ＧＰＳ衛星を、前記測位演算
手段の利用不可能な衛星として登録する、検証処理手段
（６４，６５，６６）；を備える。

【００１１】また好ましい態様では、前記第１の距離計
算手段は、検証が済んだ３以上のＧＰＳ衛星からの情報
に基づいて前記測位演算手段が計算した位置情報（Ｕ
ｘ，Ｕｙ，Ｕｚ）を、受信点の位置情報として利用し、
検証対象ＧＰＳ衛星と受信点との距離を計算するように
構成される。

【００１２】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。

【００１３】

【作用】ＧＰＳ衛星が送出するそれの軌道情報及び時刻
の情報は、受信手段により受信される。測位演算手段
は、前記受信手段が受信した複数のＧＰＳ衛星からの情
報に基づいて、受信点の位置を求める。この測位演算は
従来より公知の方法で実施することができる。

【００１４】第１の距離計算手段は、受信した軌道情報
から求められるＧＰＳ衛星の位置情報と受信点の位置情
報とに基づいて、当該ＧＰＳ衛星と受信点との間の直線
距離を計算する。受信点の位置情報としては、予め測位
演算手段が測位して得られた位置情報を使用してもよい
し、既知の受信点であれば、オペレ−タによって入力さ
れた位置情報を使用してもよい。

【００１５】第２の距離計算手段は、受信した時刻情報
と該時刻情報を受信した時刻とに基づいて、ＧＰＳ衛星
が情報を送出してからその情報が前記受信点で受信され
るまでの伝播遅延時間を求め、該伝播遅延時間から当該
ＧＰＳ衛星と受信点との距離を計算する。即ち、電波の
伝播速度は一定（光速）であるので、伝播遅延時間か
ら、その時間内に電波が進んだ距離、つまりＧＰＳ衛星
と受信点との距離が求められる。

【００１６】検証処理手段は、前記第１の距離計算手段
が求めた距離と、前記第２の距離計算手段が求めた距離
との差分を調べ、該差分が比較的小さい時には、当該Ｇ
ＰＳ衛星を、前記測位演算手段の利用可能な衛星として
登録し、前記差分が比較的大きい時には、当該ＧＰＳ衛
星を、前記測位演算手段の利用不可能な衛星として登録
する。

【００１７】第１の距離計算手段が求めた距離は、衛星
の軌道情報に基づいて求められ、第２の距離計算手段が
求めた距離は、衛星の時刻情報に基づいて求められる。
また第２の距離計算手段が求めた距離は、衛星の実際の
位置に応じて変化する。従って、衛星の軌道情報と時刻
情報とが共に正しい場合には、第１の距離計算手段が求
めた距離と第２の距離計算手段が求めた距離との差は比
較的小さくなる。また、衛星の軌道情報と時刻情報との
いずれかが誤りであると、第１の距離計算手段が求めた
距離と第２の距離計算手段が求めた距離との差が比較的
大きくなる。このため、前記差の大きさを調べることに
より、衛星の情報が正しいか否か、即ちその衛星を利用
できるか否かを識別しうる。

【００１８】また好ましい態様では、第１の距離計算手
段は、検証が済んだ３以上のＧＰＳ衛星からの情報に基
づいて測位演算手段が計算した位置情報を、受信点の位
置情報として利用し、検証対象ＧＰＳ衛星と受信点との
距離を計算する。情報の検証を実施するのに先立って、
３以上のＧＰＳ衛星を利用した測位演算を実行すること
により、任意の地点に存在する移動体上においても、衛
星の情報を検証することが可能であり、しかも、装置の
時計を校正できるので、信頼性の高い検証結果が得られ
る。

【００１９】

【実施例】実施例のＧＰＳ測位装置の構成を図１に示
す。この装置は、地上を走行する自動車に搭載されてお
り、受信アンテナ１０，ＧＰＳ受信機１１，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，ＧＰＳ情報処理ユニット１６及び操作ボ−ド
１７を備えている。ＧＰＳの各衛星から送られる１．５
７４２ＧＨｚ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，時刻等の情報が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１
３に出力する。受信アンテナ１０，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。

【００２０】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。
圧電振動ジャイロ１４及び高度センサ１５が出力する情
報を参照することによって、使用できるＧＰＳ衛星の数
が３以下の時にも、自車位置を計算することができる。
圧電振動ジャイロ１４は、車上に固定配置されており、
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
ベルの信号を出力する。

【００２１】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，割込制御回路
１６ｇ及び時計１６ｈを備えている。圧電振動ジャイロ
１４及び高度センサ１５が出力するアナログ信号は、そ
れぞれＡ／Ｄ変換器１６ｅを介してＣＰＵ１６ａに入力
される。ＧＰＳ復調器１２から出力される情報及びＧＰ
Ｓ復調器１２を制御する情報は、Ｉ／Ｏポ−ト１６ｄを
介して入力又は出力される。

【００２２】ＧＰＳ情報処理ユニット１６のＣＰＵ１６
ａの動作の概略を図２に示す。図２を参照してＣＰＵ１
６ａの動作を説明する。電源がオンすると、ステップ２
１に進む。ステップ２０では、緯度，経度及び時刻を入
力する。操作ボ−ド１７を利用してオペレ−タがそれぞ
れの数値を入力することにより、緯度，経度及び時刻を
初期化することができる。オペレ−タからの数値入力が
ない時には、装置の電源が遮断される直前に測定された
位置情報によって、緯度及び経度が入力され、内部時計
１６ｈの時刻が入力される。

【００２３】またステップ２１では、多数のＧＰＳ衛星
の中からその時に利用可能なＧＰＳ衛星を抽出する。こ
の処理は、内部メモリ１６ｃ上に予め用意されたアルマ
ナックデ−タを参照しながら実行される。このアルマナ
ックデ−タには、各々のＧＰＳ衛星に関する時刻毎の位
置が保持されているので、現在時刻における各ＧＰＳ衛
星の位置を求め、それらの位置と自車位置から、自車か
ら各ＧＰＳ衛星をみた仰角を算出し、仰角が所定以上の
ＧＰＳ衛星の番号を抽出する。抽出可能な衛星数が６以
上の時には、それらの中で予想誤差（ＰＤＯＰ）が小さ
い５個のＧＰＳ衛星だけを抽出する。

【００２４】次のステップ２２では、ステップ２１で抽
出されたＧＰＳ衛星の中から、今回デ−タを受信する１
つのＧＰＳ衛星を選択する。選択するＧＰＳ衛星は、ス
テップ２２を実行する毎に、順番に切換わる。

【００２５】次のステップ２３では、ステップ２２で選
択したＧＰＳ衛星の番号を、ＧＰＳ復調器１２のコ−ド
発生器にセットする。ＧＰＳ衛星が送信する電波は、そ
の衛星に割り当てられたＰＮコ−ド（１０２３ビットで
一順するゴ−ルド符号）によってスペクトラム拡散され
ているので、ＧＰＳ衛星が送信する情報を復調するため
には、受信した信号を送信側と同一のＰＮコ−ドによっ
てスペクトラム逆拡散する必要がある。各ＧＰＳ衛星の
ＰＮコ−ドは予め分かっており、アルマナックデ−タに
登録されているので、デ−タを受信しようとする衛星の
ＰＮコ−ドを、アルマナックデ−タの中から取り出し
て、コ−ド発生器にセットする。

【００２６】次のステップ２４では、送信側と受信側の
ＰＮコ−ドのトラッキングを実施する。即ち、送信側と
受信側のＰＮコ−ドが同一であっても、それらの位相が
一致しなければスペクトラム逆拡散されないので、ＰＮ
コ−ド間の位相合せを実施する。実際には、送信側のビ
ットレ−ト（1.023Ｍbps）より少し早いビットレ−ト
（1.024Ｍbps）で受信側のＰＮコ−ドを生成することに
より、ＰＮコ−ドが一順する間に送信側と受信側のＰＮ
コ−ドの位相が１ビットづつずれ、時間の経過とともに
位相差が変化する。そこで、送信側と受信側のＰＮコ−
ドの位相差がなくなった時に、受信側のビットレ−トが
送信側と同一になるようにコ−ド発生器のビットレ−ト
を調整し、ＰＮコ−ドの位相を同期させる。位相の同期
がとれると、復調器の出力に信号が現われる。

【００２７】送信側と受信側のＰＮコ−ドの位相誤差が
所定以内になると、ステップ２５を介してステップ２６
に進み、復調デ−タの入力を開始する。ＧＰＳ衛星の送
信する信号は、５０ｂｐｓのビットレ−トの二値信号で
あり、図３に示されるように、３００ビットで構成され
るサブフレ−ムの繰り返しである。各サブフレ−ムは、
それぞれ３０ビットで構成されるワ−ド１〜ワ−ド１０
からなっている。これらのデ−タの中には、フレ−ム同
期のためのプリアンブル，送信時刻を示すＺカウント，
衛星の軌道を示すエフェメリス（Ephemeris），アルマ
ナック等が存在する。まず最初にプリアンブルを検出し
てフレ−ム同期をとった後、それに続く様々なデ−タを
サブフレ−ム内の各々のビット位置に応じたメモリアド
レスに記憶する。

【００２８】次のステップ２７では、衛星が信号を送出
してからその信号が受信点に到達するまでの、電波の伝
播に要する所要時間、即ち伝播遅延時間を測定する。こ
の処理の具体的な内容は、図４に示されている。図４の
処理を説明する。ステップ４１では、まず、Ｚカウント
と呼ばれる時刻デ−タを検出する。Ｚカウントは、図３
に示すように、伝送デ−タの各サブフレ−ムのワ−ド２
に含まれているので、それを検出し内容をメモリＴＺに
ストアする。また、ビット位置の計数を開始する。

【００２９】Ｚカウントの内容は、次のサブフレ−ムの
先頭が送信される予定の時刻であり、非常に正確であ
る。従って、次のサブフレ−ムの先頭が受信側で検出さ
れた時刻とＺカウントの時刻との差が、送受信地点間の
電波の伝播遅延時間に相当する。但し、次のサブフレ−
ムの先頭のタイミングで、遅れを生じることなく、その
時刻を正確に検出しなければならない。従って、ステッ
プ４１では、Ｚカウントを検出した後、その位置からの
ビット数を計数してビット位置を常に把握する。そして
ステップ４２では、次のサブフレ−ムの先頭ビットの立
ち上がりが現われるのを待つ。

【００３０】Ｚカウントを検出した次のサブフレ−ムの
先頭ビットの立ち上がりが現われると、ステップ４２か
らステップ４３に進み、この時の内部時計１６ｈの時刻
情報をメモリＴｒにストアする。

【００３１】次のステップ４４では、メモリＴｒの内容
からメモリＴＺの内容を減算した結果を、メモリＴｄに
ストアする。即ち、Ｚカウントの時刻と実際の受信時刻
との時間差がメモリＴｄに保持される。内部時計１６ｈ
の時刻が正確であるとは限らないが、仮に誤差が充分に
小さいものとすれば、メモリＴｄの内容は送受信地点間
の電波の伝播遅延時間と一致する。

【００３２】なお、図４に示す処理は、この実施例では
コンピュ−タのソフトウェア処理により実施している
が、この処理の一部分あるいは全部を、専用のハ−ドウ
ェアにより実行するように構成してもよい。

【００３３】再び図２を参照して説明を続ける。ステッ
プ２８では、デ−タを受信中のＧＰＳ衛星と受信点との
間の距離ｒ１を計算により求める。ここでは、前のステ
ップ２７で測定された伝播遅延時間、即ちメモリＴｄの
内容に基づいて距離ｒ１を求める。電波の伝播速度は光
速と同一で一定であるので、伝播遅延時間に光速を掛け
ることにより、距離ｒ１が得られる。

【００３４】次のステップ２９では、デ−タを受信中の
ＧＰＳ衛星について、それが「検証済」としてメモリに
登録されているか否かを調べる。「検証済」でない場合
には、次にステップ２Ａに進み、「検証済」であれば次
にステップ２Ｂに進む。

【００３５】ステップ２Ａでは、ＧＰＳ衛星のデ−タの
検証を実行する。この処理の具体的な内容が、図６に示
されている。図６を参照して、「衛星デ−タ検証２」を
説明する。最初のステップ６１では、「検証済フラグ」
の有無を調べる。このフラグは、図２のステップ２Ｆの
「衛星デ−タ検証１」の中でセットされるものであり、
「検証済フラグ」がセットされている時には、正確な自
車位置の情報が存在し、内部時計の時刻も校正済であ
る。「検証済フラグ」がセットされている時には次にス
テップ６２に進み、そうでなければ、この検証処理を中
止する。

【００３６】ステップ６２では、検証対象のＧＰＳ衛星
の軌道情報（エフェメリスデ−タ）を入力し、該衛星の
現在位置の三次元座標Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚを計算により求
める。また、後述する「３衛星測位演算」又は「４衛星
測位演算」によって既に検出された自車位置の三次元座
標Ｕｘ，Ｕｙ，Ｕｚをメモリから入力する。次のステッ
プ６３では、衛星位置（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）と自車位置
（Ｕｘ，Ｕｙ，Ｕｚ）との直線距離を計算により求め、
その結果を距離ｒ２とする。

【００３７】次のステップ６４では、図２のステップ２
８で求めた距離ｒ１と、前のステップ６３で求めた距離
ｒ２との差の絶対値を、しきい値Ｌth（例えば１０ｋ
ｍ）と比較する。｜ｒ１−ｒ２｜≦Ｌthであれば次にス
テップ６５に進み、そうでなければ次にステップ６６に
進む。ステップ６５では、検証中の衛星の番号に割り当
てられたメモリアドレスに「検証済」情報をストアす
る。ステップ６６では、検証中の衛星の番号に割り当て
られたメモリアドレスに「利用不可」情報をストアす
る。

【００３８】前述のように、距離ｒ１は、送受信点間の
電波の伝播遅延時間から求められる値であり、距離ｒ２
は、受信点の位置情報と衛星の位置情報から求められる
値であり、通常であれば、ｒ１とｒ２との差は小さいの
で、この検証処理によって、処理中の衛星は「検証済」
として登録される。ところが、例えば衛星が予定の軌道
を外れて飛行していると、その衛星からの軌道情報に基
づいて求められる衛星位置と実際の位置とが異なるの
で、距離ｒ２に大きな誤差が生じ、ｒ１とｒ２との差が
大きくなる。また、例えば衛星の時計に故障が生じる
と、衛星から送信されるＺカウントが実際の送信時刻と
はかけ離れた値になるので、距離ｒ１に大きな誤差が生
じ、ｒ１とｒ２との差が大きくなる。このように、ｒ１
とｒ２との差が大きい時には、その衛星は「利用不可」
として登録される。

【００３９】このように、図６に示す処理では、各衛星
のデ−タの検証を確実に行なうことができるが、この処
理の内容は比較的単純であり、時間のかかる計算も少な
く、しかも新たなデ−タを衛星から受信する必要もない
（前に受信したデ−タが利用できる）ので、極めて短時
間で検証の結果が得られる。

【００４０】再び図２を参照して説明を続ける。ステッ
プ２Ｂでは、それまでに受信したデ−タ数、つまりその
デ−タを送信した衛星の数を調べる。デ−タ数が２以下
の場合には、ステップ２２に戻り、デ−タを受信する衛
星の番号を切換え、その衛星が送信するデ−タを受信す
る。上述のような処理の繰り返しによって、各々の衛星
が送信するデ−タが順次に受信される。３以上の衛星か
らのデ−タが揃うと、それらに基づいて受信点、即ち自
車位置を求めることが可能であるので、測位演算を実行
する。

【００４１】受信したデ−タ数が３組になった時には、
ステップ２Ｂからステップ２Ｃに進み、「３衛星測位演
算」を実行する。また、デ−タ数が４以上存在する時に
は、ステップ２Ｂからステップ２Ｄに進む。ステップ２
Ｄでは、「検証済フラグ」の有無を調べ、「検証済フラ
グ」がクリアされている時にはステップ２Ｆに進み、
「検証済フラグ」がセットされている時にはステップ２
Ｅで「４衛星測位演算」を実行する。

【００４２】ステップ２Ｃの「３衛星測位演算」及びス
テップ２Ｅの「４衛星測位演算」の基本的な処理は、良
く知られた技術であるので、これらの詳細説明は省略す
るが、簡単に言えば、「３衛星測位演算」では、予め定
めた３元連立方程式に、３個の衛星から受信した３組の
デ−タをそれぞれパラメ−タとして代入し、この連立方
程式を解くことにより、未知数である受信点の緯度，経
度，及び受信側の時計の誤差を求める。受信点の高度
は、この例では高度センサ１５が出力する信号から計算
により求め、既知デ−タとして上記方程式に代入する。
また「４衛星測位演算」では、予め定めた４元連立方程
式に、４個の衛星から受信した４組のデ−タをそれぞれ
パラメ−タとして代入し、この連立方程式を解くことに
より、未知数である受信点の緯度，経度，高度，及び受
信側の時計の誤差を求める。また、これらのいずれかの
測位演算を実行することにより、受信側の時計の誤差が
得られるので、この誤差情報に基づいて内部時計１６ｈ
の時刻を校正する。

【００４３】電源が投入された直後は、「検証済フラ
グ」がクリアされているので、最初に４組の受信デ−タ
が揃うと、ステップ２Ｄからステップ２Ｆに進み、「衛
星デ−タ検証１」を実行する。ステップ２Ｆの「衛星デ
−タ検証１」の内容を図５に示す。図５を参照して「衛
星デ−タ検証１」の処理を説明する。

【００４４】最初のステップ５１では、既に受信したデ
−タの中から、４個の衛星のデ−タをそれぞれＡ，Ｂ，
Ｃ及びＤとして選択する。次のステップ５２では、ま
ず、デ−タＡ，Ｂ，Ｃを用いて「３衛星測位演算」（ス
テップ２Ｃと同様）を実行してその測位結果をメモリＤ
１にストアし、デ−タＡ，Ｂ，Ｄを用いて「３衛星測位
演算」を実行してその測位結果をメモリＤ２にストア
し、デ−タＡ，Ｄ，Ｃを用いて「３衛星測位演算」を実
行してその測位結果をメモリＤ３にストアし、デ−タ
Ｄ，Ｂ，Ｃを用いて「３衛星測位演算」を実行してその
測位結果をメモリＤ４にストアする。

【００４５】続くステップ５３では、メモリＤ１の内容
とＤ２の内容との差分の絶対値をしきい値Ｅthと比較
し、ステップ５４では、メモリＤ１の内容とＤ３の内容
との差分の絶対値をしきい値Ｅthと比較し、ステップ５
５では、メモリＤ１の内容とＤ４の内容との差分の絶対
値をしきい値Ｅthと比較し、ステップ５６では、メモリ
Ｄ２の内容とＤ３の内容との差分の絶対値をしきい値Ｅ
thと比較し、ステップ５７では、メモリＤ２の内容とＤ
４の内容との差分の絶対値をしきい値Ｅthと比較し、ス
テップ５８では、メモリＤ３の内容とＤ４の内容との差
分の絶対値をしきい値Ｅthと比較する。そして、｜Ｄ１
−Ｄ２｜，｜Ｄ１−Ｄ３｜，｜Ｄ１−Ｄ４｜，｜Ｄ２−
Ｄ３｜，｜Ｄ２−Ｄ４｜及び｜Ｄ３−Ｄ４｜の全てがＥ
th以下である時には、ステップ５９に進んで「検証済フ
ラグ」をセットし、次のステップ５Ａで、その時検証し
ているデ−タＡ，Ｂ，Ｃ及びＤを送信した全てのＧＰＳ
衛星にそれぞれ割り当てられたメモリに、各々「検証
済」情報をストアする。

【００４６】また、｜Ｄ１−Ｄ２｜，｜Ｄ１−Ｄ３｜，
｜Ｄ１−Ｄ４｜，｜Ｄ２−Ｄ３｜，｜Ｄ２−Ｄ４｜及び
｜Ｄ３−Ｄ４｜のいずれかが、しきい値Ｅthを越える時
には、ステップ５Ｂに進む。そして、選択中のデ−タ
Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤの他の未処理の衛星から受信したデ−
タが更に存在する時には、ステップ５Ｂからステップ５
１に戻り、検証する衛星の組合せを変更して、再び上記
処理を実行する。他のデ−タが存在しない時には、ステ
ップ５Ｂの次にメインル−チンに戻る。

【００４７】４つの衛星が送出した全てのデ−タが正し
い場合には、それらのデ−タの中の３つをどのように組
合せて測位した場合でも、互いに非常に近い測位結果が
得られるので、ステップ５９で「検証済フラグ」がセッ
トされ、それらのデ−タを送出した衛星は全て「検証
済」として登録される。しかし、４つの衛星が送出した
デ−タのいずれかに大きな誤差が含まれる場合には、｜
Ｄ１−Ｄ２｜，｜Ｄ１−Ｄ３｜，｜Ｄ１−Ｄ４｜，｜Ｄ
２−Ｄ３｜，｜Ｄ２−Ｄ４｜又は｜Ｄ３−Ｄ４｜がしき
い値Ｅthを越えるので、「検証済フラグ」はセットされ
ない。

【００４８】従って、図５の処理によって、４つの衛星
が送出した全てのデ−タを正確に検証することができ
る。但し、最低でも４回の測位演算を繰り返し実行しな
ければならないので、この検証処理は非常に時間がかか
る。そこでこの実施例では、最初に「衛星デ−タ検証
１」を実行して４つの衛星の検証が済んだ後は、未検証
の衛星から送出されたデ−タが受信される度に、ステッ
プ２Ａの「衛星デ−タ検証２」を実行する。前述のよう
に、「衛星デ−タ検証２」は短時間で検証結果が得られ
るので、新しい衛星からのデ−タを受信した時には、そ
のデ−タを利用すべきか否かをすばやく識別しうる。但
し、「衛星デ−タ検証２」を実行するためには、受信点
の正確な位置情報が必要であり、受信側の時計も正確で
ある必要があるので、まず最初に「衛星デ−タ検証１」
を実行し、それによって「検証済フラグ」がセットされ
た後で「衛星デ−タ検証２」を実行する。

【００４９】なお上記実施例では、「衛星デ−タ検証
２」において、衛星デ−タを利用した測位演算の結果
を、受信点の位置情報として用いているが、例えば受信
側の装置が固定局であり、受信点の位置が既知である場
合には、オペレ−タが入力した位置情報、あるいは予め
メモリに記憶しておいたデ−タを受信点の位置情報とし
て利用することにより、「衛星デ−タ検証１」を省略す
ることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、デ−タ
を検証する度に、最新のデ−タを受信し直す必要がな
く、複雑な測位演算を実行する必要もないので、簡単に
デ−タの検証ができ、デ−タの検証に要する時間が従来
に比べ大幅に短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１のＣＰＵ１６ａの動作を示すフロ−チャ
−トである。

【図３】衛星の送信デ−タの構成を示すタイムチャ−
トである。

【図４】図２のステップ２７の内容を示すフロ−チャ
−トである。

【図５】図２のステップ２Ｆの内容を示すフロ−チャ
−トである。

【図６】図２のステップ２Ａ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１７：操作ボ−ド１６ａ：ＣＰＵ１６ｂ：ＲＡＭ１６ｃ：ＲＯＭ１６ｄ：Ｉ／Ｏポ−
ト１６ｅ：Ａ／Ｄ変換器１６ｆ：タイマ１６ｇ：割込制御回路１６ｈ：時計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本知弘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 (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】それの軌道情報と時刻の情報を送出する
ＧＰＳ衛星からの情報を受信する受信手段；該受信手段
が受信した複数のＧＰＳ衛星からの情報に基づいて、受
信点の位置を求める測位演算手段；受信した軌道情報か
ら求められるＧＰＳ衛星の位置情報と受信点の位置情報
とに基づいて、当該ＧＰＳ衛星と受信点との距離を計算
する第１の距離計算手段；受信した時刻情報と該時刻情
報を受信した時刻とに基づいて、ＧＰＳ衛星が情報を送
出してからその情報が前記受信点で受信されるまでの伝
播遅延時間を求め、該伝播遅延時間から当該ＧＰＳ衛星
と受信点との距離を計算する第２の距離計算手段；及び
前記第１の距離計算手段が求めた距離と、前記第２の距
離計算手段が求めた距離との差分を調べ、該差分が比較
的小さい時には、当該ＧＰＳ衛星を、前記測位演算手段
の利用可能な衛星として登録し、前記差分が比較的大き
い時には、当該ＧＰＳ衛星を、前記測位演算手段の利用
不可能な衛星として登録する、検証処理手段；を備える
ＧＰＳ衛星デ−タの検証装置。
【請求項２】前記第１の距離計算手段は、検証が済ん
だ３以上のＧＰＳ衛星からの情報に基づいて前記測位演
算手段が計算した位置情報を、受信点の位置情報として
利用し、検証対象ＧＰＳ衛星と受信点との距離を計算す
る、前記請求項１記載のＧＰＳ衛星デ−タの検証装置。