JPH0766053B2 - Ｇｐｓ航法装置 - Google Patents
Ｇｐｓ航法装置Info
- Publication number
- JPH0766053B2 JPH0766053B2 JP23774186A JP23774186A JPH0766053B2 JP H0766053 B2 JPH0766053 B2 JP H0766053B2 JP 23774186 A JP23774186 A JP 23774186A JP 23774186 A JP23774186 A JP 23774186A JP H0766053 B2 JPH0766053 B2 JP H0766053B2
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- JP
- Japan
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- vehicle
- data
- position data
- gps
- traveling
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- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用GPS航法装置に関し、一層詳細には、
全世界測位システム（Global Positioning System、以
下GPSと称する）に属する複数個の人工衛星からの電波
を受信して走行する自動車の現在位置を演算処理して測
定検出する際、前記GPS衛星からの電波によって得られ
た位置情報と予め記憶しておいた地図情報との照合を行
うことにより自動車の現在位置の補正値を算出すると共
に、その補正値を次のGPS測位値から補正演算すること
により自動車の正確な位置を測定出来るように構成して
高精度に位置情報が得られるGPS航法装置に関する。
全世界測位システム（Global Positioning System、以
下GPSと称する）に属する複数個の人工衛星からの電波
を受信して走行する自動車の現在位置を演算処理して測
定検出する際、前記GPS衛星からの電波によって得られ
た位置情報と予め記憶しておいた地図情報との照合を行
うことにより自動車の現在位置の補正値を算出すると共
に、その補正値を次のGPS測位値から補正演算すること
により自動車の正確な位置を測定出来るように構成して
高精度に位置情報が得られるGPS航法装置に関する。
船舶や航空機のような時々刻々移動する利用者に対し、
複数個の人工衛星から電波を送信してその現在位置、走
行速度等を確認乃至決定するために、近年、GPS測位装
置の有用性が注目を集めている。このGPS測位装置は、 全世界で何時でも連続して利用出来る、 位置、速度の測定精度が極めて高い、 利用者数に制限がない 等の特徴を備えており、このような観点からすれば、GP
S測位装置を利用する客体は船舶、航空機に限ることな
く、自動車もその対象となって然るべきである。
複数個の人工衛星から電波を送信してその現在位置、走
行速度等を確認乃至決定するために、近年、GPS測位装
置の有用性が注目を集めている。このGPS測位装置は、 全世界で何時でも連続して利用出来る、 位置、速度の測定精度が極めて高い、 利用者数に制限がない 等の特徴を備えており、このような観点からすれば、GP
S測位装置を利用する客体は船舶、航空機に限ることな
く、自動車もその対象となって然るべきである。
特に、都市部の交通の混雑を回避し、短時間に自らの現
在位置を確認し、目的地までの迂回路を発見する等に利
用出来れば、時間的、経済的に頗る大きな効果が得られ
よう。
在位置を確認し、目的地までの迂回路を発見する等に利
用出来れば、時間的、経済的に頗る大きな効果が得られ
よう。
周知の通り、GPS測位装置を用いての測位方法は、通常
３個以上の衛星電波を受信して行われる。そして、これ
らの人工衛星には夫々高精度の原子時計等が搭載されて
いるが、一方、受信側では斯様に高価な計時装置は配備
されてはいない。従って、受信側の時刻情報には時間差
並びに時間の変化率の差が出てくる。そこで、現在の測
位方法にあっては、複数の人工衛星からの電波を同時に
受信し、各衛星と受信点との間の受信機の時計オフセッ
ト（時間差並びに時間の変化率差に基づく時間を距離に
換算したオフセット）を含んだ擬似距離データと各衛星
の位置データとにより受信点の位置を計算し、表示して
いる（以降、この算出された位置データをGPS測位デー
タという）。
３個以上の衛星電波を受信して行われる。そして、これ
らの人工衛星には夫々高精度の原子時計等が搭載されて
いるが、一方、受信側では斯様に高価な計時装置は配備
されてはいない。従って、受信側の時刻情報には時間差
並びに時間の変化率の差が出てくる。そこで、現在の測
位方法にあっては、複数の人工衛星からの電波を同時に
受信し、各衛星と受信点との間の受信機の時計オフセッ
ト（時間差並びに時間の変化率差に基づく時間を距離に
換算したオフセット）を含んだ擬似距離データと各衛星
の位置データとにより受信点の位置を計算し、表示して
いる（以降、この算出された位置データをGPS測位デー
タという）。
ところが、このような方法で時計オフセットを解消して
受信点の位置データを得たとしてもその受信点の位置デ
ータには、 衛星自体の軌道予報値（衛星の位置データ）の誤差、 電離層電波伝播遅延に係る誤差、 対流圏電波伝播遅延に係る誤差 等が含まれるので、結局、得られた測定データには誤差
が内在するという不都合がある。
受信点の位置データを得たとしてもその受信点の位置デ
ータには、 衛星自体の軌道予報値（衛星の位置データ）の誤差、 電離層電波伝播遅延に係る誤差、 対流圏電波伝播遅延に係る誤差 等が含まれるので、結局、得られた測定データには誤差
が内在するという不都合がある。
本発明は前記の不都合を除去するためになされたもので
あって、GPS航法装置を搭載した自動車が交差点を曲が
る際にGPSシステムに属する複数個の人工衛星（以下、G
PS衛星という）からの電波を受信して自動車の現在位置
を測定し、次いで、当該測定した現在位置と予め記憶手
段に記憶してある基準地点、すなわち、地図上の正確な
交差点の位置との差を算出し、その差を補正値として記
憶手段に格納し、それ以降のGPS衛星を利用した位置測
定の際の測定値を前記補正値により補正して正確な位置
データを算出することを可能とする高精度なGPS航法装
置を提供することを目的とする。
あって、GPS航法装置を搭載した自動車が交差点を曲が
る際にGPSシステムに属する複数個の人工衛星（以下、G
PS衛星という）からの電波を受信して自動車の現在位置
を測定し、次いで、当該測定した現在位置と予め記憶手
段に記憶してある基準地点、すなわち、地図上の正確な
交差点の位置との差を算出し、その差を補正値として記
憶手段に格納し、それ以降のGPS衛星を利用した位置測
定の際の測定値を前記補正値により補正して正確な位置
データを算出することを可能とする高精度なGPS航法装
置を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、複数のGPS衛
星からの電波を受信して測位演算することにより自動車
の位置データを出力するGPS受信手段と、自動車の走行
方位を検出する方位センサと、地図情報を記憶する地図
記憶手段と、前記方位センサからの出力に基づいて自動
車の走行方位変更を検出したとき、走行方位変更検出時
における前記位置データに基づく自動車位置の近傍の基
準となる点の位置データを地図記憶手段から読み出す読
み出し手段と、走行方位変更検出時における自動車の位
置データと読み出された基準となる点の位置データとの
差を演算する誤差演算手段と、誤差演算手段により演算
された差によって走行方位変更検出後の自動車の位置デ
ータを補正する補正手段とを備え、補正された位置デー
タに基づく位置を自動車の位置とすることを特徴とす
る。
星からの電波を受信して測位演算することにより自動車
の位置データを出力するGPS受信手段と、自動車の走行
方位を検出する方位センサと、地図情報を記憶する地図
記憶手段と、前記方位センサからの出力に基づいて自動
車の走行方位変更を検出したとき、走行方位変更検出時
における前記位置データに基づく自動車位置の近傍の基
準となる点の位置データを地図記憶手段から読み出す読
み出し手段と、走行方位変更検出時における自動車の位
置データと読み出された基準となる点の位置データとの
差を演算する誤差演算手段と、誤差演算手段により演算
された差によって走行方位変更検出後の自動車の位置デ
ータを補正する補正手段とを備え、補正された位置デー
タに基づく位置を自動車の位置とすることを特徴とす
る。
次に、本発明に係るGPS航法装置について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
第１図において、参照符号10はGPS衛星電波受信用のア
ンテナであって、図示しない車輌の一部に搭載されてい
る。この衛星電波受信用アンテナ10の出力側はGPS受信
部12に接続され、当該受信部12はGPS測位データを算出
すると共にそのデータを誤差演算器14の一方の入力端子
に導入する。誤差演算器14の他方の入力端子には中央演
算処理装置（CPU）16を介して後述する記憶手段からの
記憶データが導入される。誤差演算器14から出力される
補正データはCPU16を介してデータ記憶部18に記憶格納
される。データ記憶部18は前記補正データ以外に時刻並
びにその時刻における前記補正データにより補正された
GPS測位補正データ等を記憶格納する。CPU16にはさらに
地図記憶部20が接続される。この地図記憶部20は実質的
にリードオンリメモリ（ROM）で構成され、予め地図情
報が記憶されている。さらに、前記CPU16には前記地図
記憶部20から出力される地図情報上に自動車の現在位置
を表示するCRT等の表示器22、当該GPS航法装置の機能選
択等を指令するキーボード24、その他自動車の走行方位
を検出する方位センサ26および車輪の回転数を検出して
距離を測定する距離センサ28が接続されている。
ンテナであって、図示しない車輌の一部に搭載されてい
る。この衛星電波受信用アンテナ10の出力側はGPS受信
部12に接続され、当該受信部12はGPS測位データを算出
すると共にそのデータを誤差演算器14の一方の入力端子
に導入する。誤差演算器14の他方の入力端子には中央演
算処理装置（CPU）16を介して後述する記憶手段からの
記憶データが導入される。誤差演算器14から出力される
補正データはCPU16を介してデータ記憶部18に記憶格納
される。データ記憶部18は前記補正データ以外に時刻並
びにその時刻における前記補正データにより補正された
GPS測位補正データ等を記憶格納する。CPU16にはさらに
地図記憶部20が接続される。この地図記憶部20は実質的
にリードオンリメモリ（ROM）で構成され、予め地図情
報が記憶されている。さらに、前記CPU16には前記地図
記憶部20から出力される地図情報上に自動車の現在位置
を表示するCRT等の表示器22、当該GPS航法装置の機能選
択等を指令するキーボード24、その他自動車の走行方位
を検出する方位センサ26および車輪の回転数を検出して
距離を測定する距離センサ28が接続されている。
本発明に係るGPS航法装置は基本的には以上のように構
成されるものであり、次にその作用並びに効果について
説明する。
成されるものであり、次にその作用並びに効果について
説明する。
第１図に示すキーボード24上の図示しないスタートキー
のキー操作により当該GPS航法装置は動作状態になる。
この状態のもとでGPS航法装置は３乃至４個の衛星電波
を受信用アンテナ10で受信する。この受信電波はGPS受
信部12で演算処理され、GPS測位データとして誤差演算
器14の一方の入力端子に入力される。自動車が直進中は
当該GPS測位データは誤差演算器14およびCPU16を介し
て、通常ランダムアクセスメモリ（RAM）で構成される
データ記憶部18に記憶される。
のキー操作により当該GPS航法装置は動作状態になる。
この状態のもとでGPS航法装置は３乃至４個の衛星電波
を受信用アンテナ10で受信する。この受信電波はGPS受
信部12で演算処理され、GPS測位データとして誤差演算
器14の一方の入力端子に入力される。自動車が直進中は
当該GPS測位データは誤差演算器14およびCPU16を介し
て、通常ランダムアクセスメモリ（RAM）で構成される
データ記憶部18に記憶される。
自動車の走行中において走行方位は方位センサ26によっ
て検出されている。方位センサ26による検出出力はCPU1
6に転送される。方位センサ26からの検出出力を受けてC
PU16は方位センサ26の出力により自動車の走行方位がα
１（第２図の下側の道路の方向）からα２（第２図の右
側の方向）へ変化したことを検出する。この検出をした
ときにCPU16は、GPS受信部12において得られた測位デー
タが示す自動車位置の所定近傍内に存在する地図記憶部
20に記憶された交差点を検索し、さらにこの検索された
交差点中、交差点につながる道路の方位がα１およびα
２である交差点を前記所定近傍内で見つける。見つけら
れた交差点をＡとする。これによりCPU16は当該自動車
が交差点Ａ上にいると判定し、交差点Ａの緯度、経度の
位置データが地図記憶部20から読み出される。この読み
出された交差点Ａの緯度、経度の位置データは誤差演算
器14の他方の入力端子へ送出される。これにより誤差演
算器14の出力には、方位センサ26からの出力が所定値以
上変化したことを検出した直後におけるGPS測位データ
と地図記憶部20から読み出された交差点Ａの正確な位置
データとの緯度と経度の差ΔφおよびΔλが出力される
（第２図参照）。この緯度の差Δφと経度の差Δλの夫
々の具体的な値について次に考察する。
て検出されている。方位センサ26による検出出力はCPU1
6に転送される。方位センサ26からの検出出力を受けてC
PU16は方位センサ26の出力により自動車の走行方位がα
１（第２図の下側の道路の方向）からα２（第２図の右
側の方向）へ変化したことを検出する。この検出をした
ときにCPU16は、GPS受信部12において得られた測位デー
タが示す自動車位置の所定近傍内に存在する地図記憶部
20に記憶された交差点を検索し、さらにこの検索された
交差点中、交差点につながる道路の方位がα１およびα
２である交差点を前記所定近傍内で見つける。見つけら
れた交差点をＡとする。これによりCPU16は当該自動車
が交差点Ａ上にいると判定し、交差点Ａの緯度、経度の
位置データが地図記憶部20から読み出される。この読み
出された交差点Ａの緯度、経度の位置データは誤差演算
器14の他方の入力端子へ送出される。これにより誤差演
算器14の出力には、方位センサ26からの出力が所定値以
上変化したことを検出した直後におけるGPS測位データ
と地図記憶部20から読み出された交差点Ａの正確な位置
データとの緯度と経度の差ΔφおよびΔλが出力される
（第２図参照）。この緯度の差Δφと経度の差Δλの夫
々の具体的な値について次に考察する。
先ず、交差点ＡにおけるGPS測位データの中、緯度デー
タと経度データを夫々（φＧ，λＧ）と表し、次に、地
図記憶部20から得られる交差点Ａの地図上の緯度データ
と経度データを夫々（φＭ，λＭ）と表すと、ΔφとΔ
λの具体値は次に示す（１）および（２）式で表され
る。
タと経度データを夫々（φＧ，λＧ）と表し、次に、地
図記憶部20から得られる交差点Ａの地図上の緯度データ
と経度データを夫々（φＭ，λＭ）と表すと、ΔφとΔ
λの具体値は次に示す（１）および（２）式で表され
る。
Δφ＝φＭ−φＧ …（１） Δλ＝λＭ−λＧ …（２） 然るに、この誤差データΔφとΔλは前述した衛星自体
の軌道予報値（衛星の位置データ）の誤差、電離層電波
伝播遅延に係る誤差および対流圏電波伝播遅延に係る誤
差等の集積した誤差を含むデータとなっている。従っ
て、CPU16はこのデータを補正値としてデータ記憶部18
に記憶させておき、自動車が交差点Ａを例えば第２図に
示す如く右折した後にデータ記憶部18内に記憶した補正
値Δφ、Δλが読み出され、GPS測位データが補正値Δ
φ、Δλによって補正される。この補正されたデータは
CPU16の指令によりデータ記憶部18に記憶格納される。
なお、補正値Δφ、Δλがデータ記憶部18に格納された
後、次の方位変更が検出されるまでの期間、CPU16から
誤差演算器14の他方の入力には零が供給され、誤差演算
器14の一方の入力として供給されるGPS測位データは誤
差演算器14を通過してCPU16へ送出される。
の軌道予報値（衛星の位置データ）の誤差、電離層電波
伝播遅延に係る誤差および対流圏電波伝播遅延に係る誤
差等の集積した誤差を含むデータとなっている。従っ
て、CPU16はこのデータを補正値としてデータ記憶部18
に記憶させておき、自動車が交差点Ａを例えば第２図に
示す如く右折した後にデータ記憶部18内に記憶した補正
値Δφ、Δλが読み出され、GPS測位データが補正値Δ
φ、Δλによって補正される。この補正されたデータは
CPU16の指令によりデータ記憶部18に記憶格納される。
なお、補正値Δφ、Δλがデータ記憶部18に格納された
後、次の方位変更が検出されるまでの期間、CPU16から
誤差演算器14の他方の入力には零が供給され、誤差演算
器14の一方の入力として供給されるGPS測位データは誤
差演算器14を通過してCPU16へ送出される。
本発明装置では、CPU16の指令により表示器22に地図記
憶部20の地図情報に基づく地図と同時に補正データによ
って補正された自動車の現在位置とが表示されることに
なる。
憶部20の地図情報に基づく地図と同時に補正データによ
って補正された自動車の現在位置とが表示されることに
なる。
ここで、本発明に係る誤差演算器14により補正されたデ
ータを利用して作成された自動車の走行軌跡と補正前の
データを利用して作成された走行軌跡とを第２図に示
す。すなわち、第２図において、三角印で表された自動
車走行軌跡は誤差補正のされる前のGPS測位データであ
る。一方、丸印を付した自動車走行軌跡は本発明による
緯度と経度の補正値ΔφとΔλの補正を施された補正後
の自動車走行軌跡を示す。従って、第２図から容易に諒
解されるように、本発明装置を利用して得られる自動車
走行軌跡は極めて精度の高いものとなる。
ータを利用して作成された自動車の走行軌跡と補正前の
データを利用して作成された走行軌跡とを第２図に示
す。すなわち、第２図において、三角印で表された自動
車走行軌跡は誤差補正のされる前のGPS測位データであ
る。一方、丸印を付した自動車走行軌跡は本発明による
緯度と経度の補正値ΔφとΔλの補正を施された補正後
の自動車走行軌跡を示す。従って、第２図から容易に諒
解されるように、本発明装置を利用して得られる自動車
走行軌跡は極めて精度の高いものとなる。
以上のように、本発明によれば、GPS測位装置においてG
PS受信部によるGPS測位データと地図記憶部からの正確
な交差点位置データとを比較する誤差演算器を設け、自
動車が交差点を曲がる際、前記GPS測位データと地図記
憶部内の正確な交差点位置データとを比較し誤差を求
め、その誤差をそれ以降のGPS測位の際の補正データと
して用いるため、衛星位置の誤差、電離層電波伝播遅延
誤差、対流圏電波伝播遅延誤差等を除去することが出
来、高精度の位置測定が可能となる。さらには、GPS衛
星からのC/Aコード信号の意図的な精度劣化時において
も大きな効力を発揮出来るGPS航法装置が得られる。
PS受信部によるGPS測位データと地図記憶部からの正確
な交差点位置データとを比較する誤差演算器を設け、自
動車が交差点を曲がる際、前記GPS測位データと地図記
憶部内の正確な交差点位置データとを比較し誤差を求
め、その誤差をそれ以降のGPS測位の際の補正データと
して用いるため、衛星位置の誤差、電離層電波伝播遅延
誤差、対流圏電波伝播遅延誤差等を除去することが出
来、高精度の位置測定が可能となる。さらには、GPS衛
星からのC/Aコード信号の意図的な精度劣化時において
も大きな効力を発揮出来るGPS航法装置が得られる。
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、例
えば、GPS受信部を直接CPUに接続し当該CPUを介して前
記誤差演算器の一方の入力端子にデータを入力出来るよ
うに構成する等、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿論であ
る。
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、例
えば、GPS受信部を直接CPUに接続し当該CPUを介して前
記誤差演算器の一方の入力端子にデータを入力出来るよ
うに構成する等、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿論であ
る。
第１図は本発明に係るGPS航法装置の概略回路ブロック
図、 第２図は第１図に示すGPS航法装置の作用の説明に供す
る自動車走行軌跡を含む説明図である。 10……GPS衛星電波受信用アンテナ 12……GPS受信部、14……誤差演算器 16……CPU、18……データ記憶部 20……地図記憶部、22……表示器 24……キーボード、26……方位センサ 28……距離センサ
図、 第２図は第１図に示すGPS航法装置の作用の説明に供す
る自動車走行軌跡を含む説明図である。 10……GPS衛星電波受信用アンテナ 12……GPS受信部、14……誤差演算器 16……CPU、18……データ記憶部 20……地図記憶部、22……表示器 24……キーボード、26……方位センサ 28……距離センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 耕司 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 奥山 昭 東京都三鷹市下連雀５丁目１番１号 日本 無線株式会社内 (72)発明者 平田 誠一郎 京都府長岡京市馬場図所１番地 三菱電機 株式会社京都製作所内 (72)発明者 御厨 誠 兵庫県尼崎市塚口本町８−１−１ 三菱電 機株式会社応用機器研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】複数のGPS衛星からの電波を受信して測位
演算することにより自動車の位置データを出力するGPS
受信手段と、自動車の走行方位を検出する方位センサ
と、地図情報を記憶する地図記憶手段と、前記方位セン
サからの出力に基づいて自動車の走行方位変更を検出し
たとき、走行方位変更検出時における前記位置データに
基づく自動車位置の近傍の基準となる点の位置データを
地図記憶手段から読み出す読み出し手段と、走行方位変
更検出時における自動車の位置データと読み出された基
準となる点の位置データとの差を演算する誤差演算手段
と、誤差演算手段により演算された差によって走行方位
変更検出後の自動車の位置データを補正する補正手段と
を備え、補正された位置データに基づく位置を自動車の
位置とすることを特徴とするGPS航法装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
て、補正手段によって補正された位置データに基づく自
動車位置と地図記憶手段から読み出した地図情報に基づ
く地図とを表示する表示手段を備えたことを特徴とする
GPS航法装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23774186A JPH0766053B2 (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | Ｇｐｓ航法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23774186A JPH0766053B2 (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | Ｇｐｓ航法装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6391582A JPS6391582A (ja) | 1988-04-22 |
| JPH0766053B2 true JPH0766053B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=17019784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23774186A Expired - Fee Related JPH0766053B2 (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | Ｇｐｓ航法装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766053B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0823579B2 (ja) * | 1987-10-21 | 1996-03-06 | 松下電器産業株式会社 | 車載用ナビゲータ |
| JP3267310B2 (ja) * | 1991-07-10 | 2002-03-18 | パイオニア株式会社 | Ｇｐｓナビゲーション装置 |
-
1986
- 1986-10-06 JP JP23774186A patent/JPH0766053B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6391582A (ja) | 1988-04-22 |
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