JPH08292245A

JPH08292245A - 測位装置

Info

Publication number: JPH08292245A
Application number: JP9493795A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Takechi; 美明武地; Takahide Noguchi; 孝英野口; Shigeki Nishioka; 茂樹西岡; Kazuhiro Matsumoto; 一弘松本
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1996-11-05
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JP2818387B2

Abstract

(57)【要約】【目的】バックアップされていた最終測位位置データ
または現在時刻が実際の値より大幅に異なっていても、
より短時間に測位を開始できるようにした測位装置を提
供する。【構成】バックアップされていた各測位用衛星の軌道
情報と最終測位位置情報および現在時刻とに基づいて各
測位用衛星について各々が視野内に存在するか視野外に
存在するかを予測し、また受信点に対する各測位用衛星
の相対位置関係の確からしさに応じて視野内の衛星をサ
ーチする受信チャンネル群と視野外の衛星を受信する受
信チャンネル群との比率を定める。【効果】受信点に対する各測位用衛星の相対位置関係
の確からしさに応じて複数の受信チャンネルで効率よく
各衛星を早期に追尾させることができ、最初の測位結果
が出力されるまでの時間が短縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、測位用衛星から送信
される電波を受信して受信点の測位を行う測位装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえばＧＰＳなどの測位シ
ステムにおいては、各測位用衛星から受信点までの距離
を観測するための情報および各測位用衛星の位置を算出
するための情報を各測位用衛星から送信される測位用信
号から抽出して、３次元測位に要する数の測位用衛星か
らの測位用信号を用いて、各測位用衛星の位置と各測位
用衛星から受信点までの距離等を求め、これらの各測位
用衛星の位置と各測位用衛星から受信点までの距離とか
ら受信点の位置を求めている。

【０００３】このように受信点の測位を行うためには、
受信しようとする測位用衛星毎に予め定められているコ
ードパターンで受信信号を復調することによって所望の
測位用衛星からの信号を選択受信し、各測位用衛星の位
置を算出するための情報、すなわち軌道情報（ＧＰＳシ
ステムにおいてはアルマナックデータおよびエフェメリ
スデータ）を抽出し、またその復調の際、スペクトル拡
散用のコード（ＧＰＳシステムにおいてはＣ／Ａコー
ド）のコード位相から各衛星と受信点間の擬似距離を求
める。上記復調は内部で発生したＣ／Ａコードの位相を
順次ずらせるとともに受信信号との相関をとって、通常
１秒毎に擬似距離を求める。したがって受信チャンネル
が１チャンネルの場合、４つの衛星について擬似距離を
求めるためには４秒間必要とする。このような受信チャ
ンネルが１つの測位装置では、一度に１つの衛星につい
ての擬似距離しか測定できないため、例えば４衛星の測
定は全部完了するまでに４秒間必要として、移動速度の
速い移動体においては測位誤差が生じる。そこで、受信
チャンネル数を増やして、同時に複数の測位用衛星から
のデータを選択受信して、その内のあるチャンネルで各
衛星の軌道情報を収集するとともに、他の複数のチャン
ネルでそれぞれの衛星との擬似距離を略同時に測定する
ようにしたものも用いられている。

【０００４】上記各衛星の軌道情報は一旦収集すれば一
定時間は所定の精度を保つため、電源を遮断した状態で
も最終の測位データとともに上記軌道情報をバックアッ
プするようし、その後の再度の電源の立ち上げ時に、上
記バックアップされていた各衛星の軌道情報と最終測位
データおよび現在時刻を参照して、受信点から見て視野
内に存在する測位用衛星の信号を優先的に受信するよう
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように各衛星の軌
道情報が一旦収集された後は、電源再投入時において
も、バックアップされていた軌道情報がそのまま採用さ
れて、所定の測位用衛星からの受信を開始することによ
って、最初の測位結果が出力されるまでの時間（一般に
ＴＴＦＦ:Time To First Fixと呼ばれる。）が大幅に短
縮化される。

【０００６】しかし、上記の効果は電源遮断時間が短く
且つ電源遮断時において測位装置が静止しているか、移
動距離が短い場合に限られる。ここで一般的な８チャン
ネルのＧＰＳ測位装置を例にとって、電源投入時の状態
とＴＴＦＦの値との関係を図１５に示す。例えば「ウオ
ームスタート」と示すように、最終測位位置から電源投
入時の実際の位置とのずれが緯度，経度で１度以内で、
ＧＰＳタイムに対する測位装置の時計のずれが１０分以
内で、１カ月前のアルマナックデータおよび４時間前の
エフェメリスデータがバックアップされていた場合、Ｔ
ＴＦＦは４５秒程度となる。また、例えば「コールドス
タート１」と示すように、最終測位位置から電源投入時
の実際の位置とのずれが緯度，経度で１度以内で、ＧＰ
Ｓタイムに対する測位装置の時計のずれが３０分以内
で、１カ月前のアルマナックデータがバックアップされ
ているが、エフェメリスデータが無い場合、ＴＴＦＦは
７５秒程度となる。また、例えば「オートノモススター
ト」と示すように、受信点の位置が不定（実際の位置と
は全くかけ離れた値）で、時計の値も不定（現在時刻と
のずれが非常に大きい）であり、アルマナックデータお
よびエフェメリスデータのいずれもがバックアップされ
ていない場合、ＴＴＦＦは１５分程度となる。ところ
が、図１５において「コールドスタート２」と示すよう
に、受信点の位置が不定で、時計の値も不定であり、１
年前のアルマナックデータのみがバックアップされてい
るような場合に、実際には受信点の位置および時計が誤
っているにも拘らず、その誤った情報とずれの甚だしい
アルマナックデータとから受信可能と予測される測位用
衛星からの信号を優先的に受信しようとするため、実際
には受信不可能な測位用衛星から受信を試みることにな
り、その追尾に失敗することになる。従って、その後受
信すべき衛星が切り換えられて、現実に追尾に成功して
最初の測位結果がでるまでに例えば１時間も必要とし、
全く白紙の状態からスタートするオートモノススタート
の場合よりかえって長時間を要する結果となる。

【０００７】この発明の目的は、不確かな情報に基づく
上記の逆効果となる現象を防止し、バックアップされて
いた最終測位位置データまたは現在時刻が実際の値より
大幅に異なっていても、より短時間に測位を開始できる
ようにした測位装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の測位装置は、
最終測位位置情報または現在時刻の確からしさの情報を
定め、この確からしさに応じて、それに適した測位用信
号の選択受信が行われるように、請求項１に記載の通
り、測位開始時に、記憶保持されていた各測位用衛星の
軌道情報と最終測位位置情報および現在時刻とに基づ
き、各測位用衛星について各々が視野内に存在するか視
野外に存在するかを予測する視野内外予測手段と、前記
視野内外予測手段により予測された視野内の測位用衛星
の測位用信号を前記複数の受信手段のうち第１群の受信
手段に受信させ、視野外の測位用衛星または該視野外の
測位用衛星を含む複数の測位用衛星の測位用信号を前記
複数の受信手段のうち第２群の受信手段に受信させる受
信制御手段と、受信点に対する各測位用衛星の相対位置
関係の確からしさの情報を定める確からしさ情報設定手
段と、前記確からしさが低い程、前記第１群に含める受
信手段の数を減らすとともに前記第２群に含める受信手
段の数を増やし、前記確からしさが高い程、前記第２群
に含める受信手段の数を減らすとともに前記第１群に含
める受信手段の数を増やす受信割当比率制御手段とを設
けたことを特徴とする。

【０００９】また、この発明の測位装置は、受信点に対
する各測位用衛星の確からしさ情報の自動設定を可能と
するため、請求項２に記載の通り、前記確からしさ情報
設定手段は、各測位用衛星の軌道情報と最終測位位置の
情報の有無および／または最終測位時刻と現在時刻との
差に応じて、前記確からしさ情報を求め、設定する。

【００１０】また、この発明の測位装置は、受信点に対
する各測位用衛星の確からしさ情報を自動修正するため
に、請求項３に記載の通り、前記確からしさ情報設定手
段は、前記第２群の受信手段が前記視野内外予測手段に
より予測された視野外の測位用衛星からの測位用信号の
追尾に成功したとき、前記確からしさを低くする。

【００１１】また、この発明の測位装置は、外部入力の
情報に基づいて上記の確からしさ情報を修正するため
に、請求項４に記載の通り、前記確からしさ情報設定手
段は、外部から受信点の位置情報または現在時刻情報が
入力されたとき、前記確からしさを高くする。

【００１２】さらに、この発明の測位装置は、外部入力
の情報に基づいて上記の確からしさ情報を修正するため
に、請求項５に記載の通り、前記確からしさ情報設定手
段は、外部から測地系情報または時差情報が入力された
とき、前記確からしさを低くする。

【００１３】

【作用】この発明の請求項１に係る測位装置では、視野
内外予測手段は、測位開始時に、バックアップされてい
た各測位用衛星の軌道情報と最終測位位置情報および現
在時刻とに基づき、各測位用衛星について各々が視野内
に存在するか視野外に存在するかを予測する。すなわ
ち、各測位用衛星の位置はその軌道情報と現在時刻とか
ら求められ、最終測位位置からその衛星を見た時の仰角
によって各衛星が視野内に存在するか視野外に存在する
かを予測する。受信割当比率制御手段は、視野内に存在
するものとして予測された測位用衛星を第１群の受信手
段に割り当て、視野外に存在するものと予測された測位
用衛星のいずれかまたは視野外に存在するものと予測さ
れた測位用衛星を含む複数の測位用衛星を第２群の受信
手段に割り当てる。すなわち第１群の受信手段は視野内
に存在するものと予測される測位用衛星からの信号を受
信しようとし、第２群の受信手段は視野外に存在するも
のと予測された測位用衛星または全ての測位用衛星から
の信号を受信しようとする。確からしさ情報設定手段は
受信点に対する各測位用衛星の相対位置関係の確からし
さの情報を定め、受信割当比率制御手段は前記確からし
さが低いほど、第１群に含める受信手段の数を減らすと
ともに第２群に含める受信手段の数を増やし、逆に確か
らしさが高いほど、第２群に含める受信手段の数を減ら
すとともに第１群に含める受信手段の数を増やす。これ
により、受信点に対する各測位用衛星の相対位置関係の
確からしさが低いほど視野内に存在するものと予測され
る測位用衛星に重点が置かれずに、多数の受信手段によ
って、広範囲に分布する測位用衛星からの信号をより効
果的に受信できるようになる。逆に、受信点に対する各
測位用衛星の相対位置関係の確からしさが高いほど、視
野内に存在するものと予測される測位用衛星からの信号
が多数の受信手段で重点的に受信されることになるた
め、より短時間に最初の測位結果を出力できるようにな
る。

【００１４】この発明の請求項２に係る測位装置では、
各測位用衛星の軌道情報と最終測位位置情報の有無およ
び／または最終測位時刻と現在時刻との差に応じて、受
信点に対する各測位用衛星の相対位置関係の確からしさ
情報が求められる。すなわち各測位用衛星の軌道情報が
無い場合や最終測位位置情報が無い場合には上記確から
しさ情報が低く設定される。また、最終測位時刻と現在
時刻との差が大きいほど、すなわち非測位期間が長い
程、その間に測位装置自体が最終測位位置より遠隔地に
移動している確率が高いため、上記確からしさ情報を低
くすることによって、より適切な確からしさ情報が求め
られる。これによって受信点に対する各測位用衛星の相
対位置関係の確からしさが適切に設定されて、複数の受
信手段の各受信手段に対する衛星の割り当てが適切にな
されることによって、効率的な受信が行われる。

【００１５】請求項３に係る測位装置では、複数の測位
手段のうち第２群の受信手段が視野外に存在するものと
予測された測位用信号の追尾に成功した時、上記確から
しさが低く設定される。このように視野外に存在するも
のとして予測された測位用衛星が実際に追尾に成功した
場合とは、その追尾に成功した測位用衛星の受信点に対
する相対位置関係が予測とは異なっていた場合である。
従ってこの場合には上記の確からしさを低く設定するこ
とによって、より適当な受信割当比率となる。

【００１６】請求項４に係る測位装置では、外部から受
信点の位置情報または現在時刻情報が入力されたとき、
上記確からしさが高く設定される。すなわち外部入力さ
れる受信点の位置情報または現在時刻情報は正確である
ものと見なすことができ、受信点の位置情報または現在
時刻情報が正確になって、上記の確からしさが高く設定
されることにより、第１群に含める受信手段によって、
視野内の測位用衛星からの信号が効率的に受信されて、
より短時間に測位結果を出力することが可能となる。

【００１７】請求項５に係る測位装置では、外部から測
地系情報または時差情報が入力されたとき、前記確から
しさが低く設定される。例えば測位装置を携帯したまま
飛行機に乗って、到着した現地で再度使用するような場
合、使用前にその現地における標準時の協定世界時から
の時差を再設定し、またその現地で用いられている測地
系を再設定することになるが、このように測地系情報ま
たは時差情報が入力された時、上記の確からしさが低く
設定されることにより、複数の受信手段の各受信手段に
対する衛星の割り当てが適切になされることによって、
効率的な受信が行われる。

【００１８】ここで、上記確からしさの情報の設定例を
図１に示す。図１において「ＲＴＣ時刻」は測位装置の
時計が計時している現在時刻であり、例えば「ＲＴＣ時
刻−最終測位時刻（最終測位時のＲＴＣ時刻）」の値が
負である時、ＲＴＣ時刻の情報はＮＧであり、そうでな
ければＯＫである。また最終測位位置情報は正常にバッ
クアップされていればＯＫ、そうでなければＮＧであ
る。同図においてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｑ，Ｘはそれぞれ確から
しさ情報の区分であり、この例では５段階に分け、Ａ＞
Ｂ＞Ｃ＞Ｑ＞Ｘの順に確からしさが高い。例えばＲＴＣ
時刻が正常で、最終測位位置情報が正常で、且つアルマ
ナックデータが存在し、「ＲＴＣ時刻−最終測位時刻」
が１日未満である場合には確からしさ情報はＡ、１週間
未満であればＢ、３週間未満であればＣ、３週間以上で
あればＱとする。アルマナックデータがない場合やＲＴ
Ｃ時刻または最終測位位置情報が異常であれば確からし
さ情報はＸとする。

【００１９】図２は確からしさ情報と受信割当比率との
関係例を示す。例えば確からしさ情報がＡまたはＢの
時、第１群に含める受信手段の数と第２群に含める受信
手段の数の比率を７対１とし、確からしさ情報がＣの
時、第１群に含める受信手段の数と第２群に含める受信
手段の数の比率を６対２とし、確からしさ情報がＱの
時、第１群に含める受信手段の数と第２群に含める受信
手段の数の比率を４対４とし、確からしさ情報がＸの
時、第１群に含める受信手段の数と第２群に含める受信
手段の数の比率を０対８とする。このように確からしさ
が高いほど第１群に含める受信手段の数を多くし、確か
らしさが低いほど第１群に含める受信手段の数を少なく
する。

【００２０】図３は確からしさ情報に応じた受信割当比
率の変化例を示す。この例では８チャンネル分の受信チ
ャンネル（上記「受信手段」に相当する。）が存在す
る。もし確からしさ情報がＡまたはＢであれば、視野内
に存在するものとして予測された測位用衛星の信号を受
信チャンネル０〜受信チャンネル６の７チャンネル分で
サーチし、残る受信チャンネル７の１チャンネルで視野
外を含む全周の測位用衛星の信号をサーチする。また、
例えば確からしさ情報がＣであれば、視野内に存在する
ものとして予測された測位用衛星の信号を受信チャンネ
ル０〜受信チャンネル５の６チャンネル分でサーチし、
受信チャンネル６と受信チャンネル７の２チャンネル分
で視野外を含む全周の測位用衛星の信号をサーチする。
また、例えば確からしさ情報がＱであれば、視野内に存
在するものとして予測された測位用衛星の信号を受信チ
ャンネル０〜受信チャンネル３の４チャンネル分でサー
チし、受信チャンネル４〜受信チャンネル７の４チャン
ネル分で視野外を含む全周の測位用衛星の信号をサーチ
する。さらに、確からしさ情報がＸであれば、受信チャ
ンネル０〜受信チャンネル７の全てのチャンネルで全周
の測位用衛星の信号をサーチする。

【００２１】

【実施例】まずこの発明の実施例であるＧＰＳ受信機の
構成をブロック図として図４に示す。図４においてアナ
ログ信号処理回路４２ａはＧＰＳ受信アンテナ１からの
信号を中間周波変換し、ＡＤコンバータ４２ｂはその信
号をディジタルデータに変換する。信号処理ゲートアレ
イ４３はＡＤコンバータ４２ｂからディジタルデータを
入力し、ＣＰＵ４５からＣ／Ａコードパターンデータ、
Ｃ／Ａコード位相データおよびキャリア位相データなど
を入力し、Ｃ／Ａコードパターンの発生およびＣ／Ａコ
ードとの相関演算などを行う。時計回路４４は基準発振
器を備え、その基準発振信号を分周して現在時刻を計時
する。ＣＰＵ４５はＲＯＭ４６に予め書き込んだプログ
ラムを実行して、信号処理ゲートアレイ４３から相関デ
ータを読み取り、所定のループフィルタの演算を行い、
信号処理ゲートアレイ４３に対してＣ／Ａコードパター
ンデータ、Ｃ／Ａコード位相データおよびキャリア位相
データを与えることによってＣ／Ａコード位相およびキ
ャリア位相の同期をとり、さらに航法メッセージデータ
を抽出する。またＣＰＵ４５は航法メッージデータから
アルマナック（各衛星の軌道情報）を抽出し、各衛星の
位置情報を求め、また各衛星までの擬似距離を求めて、
受信点の位置を算出する。さらにＣＰＵ４５はデータ伝
送インタフェース４８を介して、測位結果を出力する。
ＲＡＭ４７はこれらの処理の実行に際してワーキングエ
リアとして用い、また、最終測位位置情報、最終測位時
刻、各衛星の軌道情報の記憶保持（バアックアップ）手
段として用いる。

【００２２】次に、ＧＰＳ受信機の主な処理内容をフロ
ーチャートとして図５〜図９に示す。

【００２３】図５は受信割当比率制御の処理内容を示
す。先ず、ファーストフィックスの完了状態を示すフラ
グをリセットし、受信点に対する各測位用衛星の相対位
置関係の確からしさ情報（これはＡ，Ｂ，Ｃ，Ｑ，Ｘの
５つに区分していて、それらの設定されている状態を以
下モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｑ，Ｘという。）を決定する（ｎ
０→ｎ１）。その具体例は後に示す。続いてこの決定さ
れた確からしさ情報に応じて受信割当比率を設定する
（ｎ２）。この手段が本願発明に係る「受信割当比率制
御手段」に相当する。この比率は図２に示した通りであ
る。後に示すように、この受信割当比率の設定によっ
て、各チャンネルに追尾すべき衛星が割り当てられ、そ
れぞれのチャンネルでサーチが開始される。その後、現
在時刻が正しく求まっているか否かを判定し、求まるま
で待つ（ｎ３→ｎ１）。複数のチャンネルの内いずれか
１つでも追尾に成功すれば、時刻が求まる。一旦時刻が
求まれば、測位装置の現在時刻を計時する時計が正確と
なる。その後、他の処理によって最初の測位（ファース
トフィックス）がなされるのを待つ。もし４衛星分以上
の追尾がなされて最初の測位演算が行われたなら、上記
他の処理によってファーストフィックスの完了状態を示
すフラグがセットされる。このフラグがセット状態とな
ればモードをＡにし、受信チャンネル割当て比率を７：
１にする（ｎ４→ｎ８→ｎ９→ｎ２）。もし、受信点か
ら見た各衛星の仰角が別の処理ですでに求められてい
て、もし視野外に存在するものとして推定された衛星か
らの信号の追尾に成功したチャンネルが存在すれば、モ
ードを修正する。すなわち、そのときのモードがＡ，
Ｂ，Ｃのいずれかであれば、モードをＱにする（ｎ５→
ｎ６→ｎ７）。これによって、そのモードに応じて受信
チャンネルの割当比率を変更する。例えば図１３に示す
ように、モードＣでは視野内の衛星をサーチする第１群
の受信チャンネルとしてチャンネル０，１，２，３，
４，５に衛星番号３，８，１１，４，１４，９が割り当
られ、第２群の受信チャンネルとしてチャンネル６，７
に、視野外と見なされた衛星番号１３，７が割り当てら
れるが、チャンネル７が視野外にある筈の衛星番号７の
衛星からの信号を追尾した場合、モードをＣからＱへ変
更する。尚、一旦ファーストフィックスがなされ、モー
ドがＡになっても、その測位に用いた衛星にもし異常な
衛星が含まれていれば、測位結果に非常に大きな誤差が
生じるため、視野外に存在するものとして推定された衛
星からの信号が追尾される場合もある。このような場合
には、ファーストフィックスの完了状態を示すフラグを
再びリセットする（ｎ９→ｎ１０）。この場合、その後
にステップｎ７でモードをＱに下げることになる。

【００２４】図６は各チャンネルに対する衛星の割当処
理の内容を示すフローチャートである。先ず、図５のス
テップｎ２で設定された受信チャンネル割当比率の設定
内容を読み出し、各チャンネルに追尾させるべき衛星を
割り当てる（ｎ２１→ｎ２２）。この手段は本願発明に
係る「受信制御手段」に相当する。

【００２５】例えば図１２に示すように、モードＱでは
視野内の衛星をサーチする第１群の受信チャンネルとし
てチャンネル０，１，２，３に仰角の高いものから順に
衛星番号３，８，１１，４を割り当て、第２群の受信チ
ャンネルとしてチャンネル４，５，６，７に、仰角が負
の衛星すなわち視野外と見なされた衛星を、その仰角の
絶対値が小さい衛星から順に衛星番号１３，７，２，１
２を割り当てる。また例えば図１３に示すように、モー
ドＣでは視野内の衛星をサーチする第１群の受信チャン
ネルとしてチャンネル０，１，２，３，４，５に仰角の
高いものから順に衛星番号３，８，１１，４，１４，９
を割り当て、第２群の受信チャンネルとしてチャンネル
６，７に、視野外と見なされた衛星を、その仰角の絶対
値が小さい衛星から順に衛星番号１３，７を割り当て
る。

【００２６】その後、各チャンネルの衛星追尾状態を監
視し、追尾できなかったチャンネルに対して新たな衛星
を割り当てる（ｎ２３→ｎ２４）。例えば図１１に示す
ようにチャンネルごとに各チャンネルに割り当てられて
いる衛星番号およびその衛星を追尾中であるか、サーチ
の途中であるか、サーチの結果追尾に失敗したかなどの
各種状態を監視する。もしあるチャンネルが割り当てら
れた衛星からの信号を追尾できなかったなら、そのチャ
ンネルに他の衛星を新たに割り当てる。例えば図１２に
おいてチャンネル３に割り当てられた衛星番号４の追尾
に失敗したなら、次に、そのチャンネル３に仰角の高い
ものから順に並べた次の衛星すなわち衛星番号１４を割
り当てる。また、例えばチャンネル４が衛星番号１３の
衛星からの信号を追尾できなかったなら、次に、そのチ
ャンネル４に仰角の絶対値の小さい順の次の衛星である
衛星番号６を割り当てる。以上の処理を繰り返すことに
よって８チャンネル分の受信チャンネルでなるべく早期
に多くの衛星を追尾する。

【００２７】図１２に示した例では、受信チャンネル
０，１，２，３が衛星番号３，８，１１，１４の４つの
衛星を追尾したことにより、測位演算が行われ、ファー
ストフィックスが完了し、モードはＡに変わる。その
後、例えば受信チャンネル０〜６の７つのチャンネルが
視野内の衛星をサーチし、受信チャンネル７が視野外の
衛星をサーチすることになる。受信チャンネル７は、ま
だサーチを試みていない衛星を衛星番号１０→２５→１
６→２８→・・・の順にサーチしていくが、これらの衛
星は全て実際に視野外に存在する（この時点でモードは
Ａとなっている。）ため、いずれも追尾できない。受信
チャンネル７は視野外の全ての衛星について追尾に失敗
した後、視野内の衛星を含む全衛星を対象としてサーチ
しにいくことになる。但し、既に追尾中の衛星について
は、その追尾中の受信チャンネルに任せておき、他の受
信チャンネルによって追尾に失敗した衛星のうち最も過
去に追尾に失敗した衛星から順次サーチする。尚、視野
内の衛星については受信チャンネル０〜６に任せて、受
信チャンネル７は視野外の衛星のみを繰り返しサーチす
るようにしてもよい。

【００２８】また、図１３に示した例では、モードがＱ
に変わった後、チャンネル０，１が衛星番号２，１２の
衛星をそれぞれ追尾し、チャンネル６が衛星番号６の衛
星を追尾している。従って、これらのチャンネル４，
５，７，０，１，６による衛星番号１４，９，７，２，
１２，６の衛星からの信号によって最初の測位を行うこ
とになる。さらに、図１４に示した例では、チャンネル
７が衛星番号１３の衛星からの信号が追尾できずに、そ
の後衛星番号７の衛星から信号の追尾に成功することに
よって、モードがＱに変わり、その後、チャンネル０，
１，２が衛星番号２，１２，６の衛星をそれぞれ追尾し
ている。従ってこれらのチャンネル７，０，１，２によ
る衛星番号７，２，１２，６の衛星からの信号によって
最初の測位を行うことになる。

【００２９】図７は航法メッセージの抽出処理の内容を
示す。すなわち、追尾されて得られた受信信号に含まれ
ている航法メッセージからアルマナックデータおよびエ
フェメリスデータを抽出し、これを図１０に示すように
各衛星の軌道情報として編集する。

【００３０】図８は各衛星の仰角を求めるための処理内
容を示す。先ず、各衛星の軌道情報、現在時刻および受
信点の位置情報を読み出し、これらの情報を基に、受信
点から見た各衛星の仰角を算出し、これらを図１０に示
すように編集する。この仰角を算出する手段は本願発明
に係る「視野内外予測手段」に相当する。

【００３１】さて、図９は図５に示したステップｎ１の
確からしさ情報の決定を行う手順を示す。先ず、電源投
入直後であれば最終測位位置情報、最終測位時刻、現在
時刻および各衛星の軌道情報のバックアップが正常であ
るか否かを判定する（ｎ３０→ｎ３１）。バックアップ
が正常であるか否かは、これらの値が実際にとり得る範
囲内にあるか否かによって判定する。もしバックアップ
データが正常であれば、次に現在時刻ＲＴＣと最終測位
時刻ＬＴとの差、すなわちどれだけの時間測位がなされ
ていなかったかによってモードを切り換える。すなわち
１日未満であればモードをＡ、１週間未満であればモー
ドをＢ、３週間未満であればモードをＣとし、３週間以
上であればモードをＱとする（ｎ３２，ｎ３３，ｎ３
４，ｎ３５，ｎ３６）。また、バックアップデータが正
常でなければモードをＸとする（ｎ３７）。続いて、外
部からの受信点の位置情報、現在時刻または測地系入力
の有無を判定し、もし位置入力があればモードがＱまた
はＸのときＣに変更して、受信点に対する各測位用衛星
の相対位置関係の確からしさを高くする（ｎ３８→ｎ３
９→ｎ４０）。もし時刻入力があれば、モードがＸのと
きモードをＱに変更する（ｎ４１→ｎ４２→ｎ４３）。
また、測地系の入力または時差の入力があれば、位置が
大きく変化したものと見なしてモードをＸに固定する
（ｎ４４，ｎ４６→ｎ４５）。以上に示した図９の処理
手段が本願発明に係る「確からしさ情報設定手段」に相
当する。尚、この図９において一旦バックアップデータ
に基づくモードの設定を行った後は、ステップｎ３０〜
ｎ３７の処理は行わない（ｎ３０→ｎ３８）。

【００３２】以上のようにして各測位用衛星の軌道情報
と最終測位位置の情報および最終測位時刻と現在時刻と
の差に基づいてモードを決定し、さらに外部からの受信
点の位置情報、現在時刻情報および測地系の入力に応じ
てモードを修正する。

【００３３】なお、実施例では視野外に存在するものと
して予測された衛星の追尾に成功した場合、Ｑを超える
モードを全てＱに固定するようにしたが、追尾に成功し
た衛星の仰角の値に応じてモードを段階的に切り換える
ようにしてもよい。例えば追尾に成功した衛星の仰角が
０〜−５度の範囲であれば、Ｃを超えるモードをＣまで
落とし、仰角が−５度を超える（絶対値が大きい）範囲
であればＱを超えるモードをＱへ落とすなどである。ま
た、視野外に存在するものとして予測された衛星の追尾
に成功した数に応じてモードを変更するようにしてもよ
い。例えば追尾に成功した視野外の衛星数が１であれば
Ｃを超えるモードをＣに変更し、その数が２であればＱ
を超えるモードをＱへ変更するなどである。

【００３４】

【発明の効果】この発明の請求項１に係る測位装置によ
れば、受信点に対する各測位用衛星の相対位置関係の確
からしさが低いほど視野内に存在するものと予測される
測位用衛星に重点が置かれずに、広範囲に分布する測位
用衛星からの信号を多数の受信手段によって、より効果
的に受信できるようになる。逆に、受信点に対する各測
位用衛星の相対位置関係の確からしさが高いほど、視野
内に存在するものと予測される測位用衛星からの信号の
受信が多数の受信手段で重点的に行われることになるた
め、より短時間に最初の測位結果を出力できるようにな
る。

【００３５】請求項２に係る測位装置によれば、例えば
各測位用衛星の軌道情報が無い場合や最終測位位置情報
が無い場合には確からしさ情報が低く設定され、また、
測位装置自体が最終測位位置より遠隔地に移動している
確率が高い場合に、上記確からしさ情報が低く設定され
ることによって、複数の受信手段の各受信手段に対する
衛星の割り当てが適切になされ、効率的な受信が行われ
る。

【００３６】請求項３に係る測位装置によれば、視野外
に存在するものとして予測された測位用衛星からの信号
の追尾に実際に成功した場合に、受信点に対する各測位
用衛星の相対位置関係の確からしさが自動的に低く設定
されることによって、より適当な受信割当比率となる。

【００３７】請求項４に係る測位装置によれば、外部か
ら受信点の位置情報または現在時刻情報が入力されたと
き、上記確からしさが高く設定されるため、第１群に含
める受信手段によって、視野内の測位用衛星からの信号
が効率的に受信されて、より短時間に測位結果を出力す
ることが可能となる。

【００３８】請求項５に係る測位装置によれば、外部か
ら測地系情報または時差情報が入力されたとき、上記確
からしさが低く設定されるため、複数の受信手段の各受
信手段に対する衛星の割り当てが適切になされ、効率的
な受信が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】確からしさ情報の決定例を示す図である。

【図２】確からしさ情報と受信割当比率との関係例を示
す図である。

【図３】確からしさ情報に応じた受信チャンネルの割当
例を示す図である。

【図４】この発明の実施例であるＧＰＳ受信機の構成を
示すブロック図である。

【図５】受信割当比率制御の処理内容を示すフローチャ
ートである。

【図６】各チャンネルの衛星割当処理の内容を示すフロ
ーチャートである。

【図７】航法メッセージ抽出の処理内容を示すフローチ
ャートである。

【図８】仰角算出の処理内容を示すフローチャートであ
る。

【図９】図５のステップｎ１の処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図１０】衛星位置情報の例を示す図である。

【図１１】各チャンネルの状態を示す図である。

【図１２】各チャンネルに対する衛星番号の割当ての推
移を示す図である。

【図１３】各チャンネルに対する衛星番号の割当ての推
移を示す図である。

【図１４】各チャンネルに対する衛星番号の割当ての推
移を示す図である。

【図１５】電源投入時の状態とファーストフィックスま
での時間との関係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西岡茂樹大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者松本一弘大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ個別に割り当てられた複数の測
位用衛星からの測位用信号を選択受信する複数の受信手
段と、これらの受信手段により受信された測位用信号か
ら各測位用衛星の軌道情報を抽出するとともに、受信点
の位置情報を求める測位演算手段と、前記各測位用衛星
の軌道情報、最終測位位置情報および最終測位時刻を非
測位中に記憶保持する手段とを備える測位装置におい
て、測位開始時に、記憶保持されていた各測位用衛星の軌道
情報と最終測位位置情報および現在時刻とに基づき、各
測位用衛星について各々が視野内に存在するか視野外に
存在するかを予測する視野内外予測手段と、前記視野内外予測手段により予測された視野内の測位用
衛星の測位用信号を前記複数の受信手段のうち第１群の
受信手段に受信させ、視野外の測位用衛星または該視野
外の測位用衛星を含む複数の測位用衛星の測位用信号を
前記複数の受信手段のうち第２群の受信手段に受信させ
る受信制御手段と、受信点に対する各測位用衛星の相対位置関係の確からし
さの情報を定める確からしさ情報設定手段と、前記確からしさが低い程、前記第１群に含める受信手段
の数を減らすとともに前記第２群に含める受信手段の数
を増やし、前記確からしさが高い程、前記第２群に含め
る受信手段の数を減らすとともに前記第１群に含める受
信手段の数を増やす受信割当比率制御手段とを設けたこ
とを特徴とする測位装置。
【請求項２】前記確からしさ情報設定手段は、各測位
用衛星の軌道情報と最終測位位置の情報の有無および／
または最終測位時刻と現在時刻との差に応じて、前記確
からしさ情報を求め、設定するものである請求項１記載
の測位装置。
【請求項３】前記確からしさ情報設定手段は、前記第
２群の受信手段が前記視野内外予測手段により予測され
た視野外の測位用衛星からの測位用信号の追尾に成功し
たとき、前記確からしさを低くするものである請求項１
または２記載の測位装置。
【請求項４】前記確からしさ情報設定手段は、外部か
ら受信点の位置情報または現在時刻情報が入力されたと
き、前記確からしさを高くするものである請求項１、２
または３記載の測位装置。
【請求項５】前記確からしさ情報設定手段は、外部か
ら測地系情報または時差情報が入力されたとき、前記確
からしさを低くするものである請求項１、２、３または
４記載の測位装置。