JPH09230024A - Ｇｐｓ衛星を利用する測位装置 - Google Patents
Ｇｐｓ衛星を利用する測位装置Info
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- JPH09230024A JPH09230024A JP8033573A JP3357396A JPH09230024A JP H09230024 A JPH09230024 A JP H09230024A JP 8033573 A JP8033573 A JP 8033573A JP 3357396 A JP3357396 A JP 3357396A JP H09230024 A JPH09230024 A JP H09230024A
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- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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- G01S19/28—Satellite selection
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 市街地等電波環境の悪い地域での、マルチパ
ス等の異常電波（例えば高層ビルの反射波）による測位
エラ−を低減する。異常電波受信であるか否かのチェッ
ク時間を短くする。 【解決手段】 軌道情報と時刻の情報を送出する複数の
ＧＰＳ衛星からの情報を受信する受信手段１１，１２；
ＧＰＳ衛星が発射する信号の周波数ｆoと受信手段が受
信した信号の周波数ｆRの差Δｆ＝ｆR−ｆoを算出する
偏差計算手段１６；該差Δｆの変化速度ΔΔｆを求める
変化量計算手段１６；および、変化速度ΔΔｆが設定範
囲内（ΔΔｆ≦３０Ｈｚ／ｓ）の複数のＧＰＳ衛星の、
受信手段が受信した情報に基づいて、受信点の位置を求
める測位演算手段１６；を備える、ＧＰＳ衛星を利用す
る測位装置。
ス等の異常電波（例えば高層ビルの反射波）による測位
エラ−を低減する。異常電波受信であるか否かのチェッ
ク時間を短くする。 【解決手段】 軌道情報と時刻の情報を送出する複数の
ＧＰＳ衛星からの情報を受信する受信手段１１，１２；
ＧＰＳ衛星が発射する信号の周波数ｆoと受信手段が受
信した信号の周波数ｆRの差Δｆ＝ｆR−ｆoを算出する
偏差計算手段１６；該差Δｆの変化速度ΔΔｆを求める
変化量計算手段１６；および、変化速度ΔΔｆが設定範
囲内（ΔΔｆ≦３０Ｈｚ／ｓ）の複数のＧＰＳ衛星の、
受信手段が受信した情報に基づいて、受信点の位置を求
める測位演算手段１６；を備える、ＧＰＳ衛星を利用す
る測位装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＧＰＳ衛星を利用する
測位装置に関し、特に、車両上の測位演算に利用する複
数の衛星の選択に関する。
測位装置に関し、特に、車両上の測位演算に利用する複
数の衛星の選択に関する。
【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。
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。
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、ＧＰＳ受信機を市街地等電波環
境の悪い地域で使用すると、異常解（位置，速度，方
位）が発生することがある。この理由の１つとしてマル
チパス等の異常電波（例えば高層ビルの反射波）を用い
て測位計算を行なったということが考えられる。特開昭
６１−１３７００９号公報および特開昭６１−１６７８
８６号公報には、車両上の測位装置において、車両上に
ジャイロ，速度計および高度計あるいは方位計を備え
て、受信できる衛星数が少いとき、それらの測定器の測
定デ−タを用いて足らない情報を補完する測位装置が提
案されているが、マルチパス等の異常電波を受信した場
合の測位エラ−を補償することはできない。本出願人
は、特開平７−４３４４６号公報に、ＧＰＳ受信機が受
信した情報の正誤を検証する測位装置を提示した。これ
においては、受信可能なＧＰＳ衛星の集合の中の、３以
上のＧＰＳ衛星（グル−プ）のそれぞれと受信機との距
離を、ＧＰＳ衛星の位置情報と受信機の位置情報から算
出しこれを第１距離とし、ＧＰＳ衛星から受信機までの
ＧＰＳ電波の伝播時間を算出しこれに伝播速度（光速）
を乗じた値を算出してこれを第２距離とし、第１距離と
第２距離の差が大きいと該グル−プ内に発信情報がエラ
−のＧＰＳ衛星があるとして、グル−プ内の１つのＧＰ
Ｓ衛星を、ＧＰＳ衛星の集合の中の他の１つに置き換え
てまた同様な計算とエラ−チェックをして、発信情報が
エラ−のＧＰＳ衛星を特定し、発信情報が正しいと判定
したＧＰＳ衛星を、使用可能なＧＰＳ衛星として登録
し、発信情報がエラ−と判定したＧＰＳ衛星は使用不可
と登録して、使用可能なＧＰＳ衛星のみを利用して測位
計算を行なう。これによれば、軌道ずれなど、実位置と
発信情報との間にずれを生じたＧＰＳ衛星は、測位計算
の指標から外されるので、測位計算の誤りが低減する。
境の悪い地域で使用すると、異常解（位置，速度，方
位）が発生することがある。この理由の１つとしてマル
チパス等の異常電波（例えば高層ビルの反射波）を用い
て測位計算を行なったということが考えられる。特開昭
６１−１３７００９号公報および特開昭６１−１６７８
８６号公報には、車両上の測位装置において、車両上に
ジャイロ，速度計および高度計あるいは方位計を備え
て、受信できる衛星数が少いとき、それらの測定器の測
定デ−タを用いて足らない情報を補完する測位装置が提
案されているが、マルチパス等の異常電波を受信した場
合の測位エラ−を補償することはできない。本出願人
は、特開平７−４３４４６号公報に、ＧＰＳ受信機が受
信した情報の正誤を検証する測位装置を提示した。これ
においては、受信可能なＧＰＳ衛星の集合の中の、３以
上のＧＰＳ衛星（グル−プ）のそれぞれと受信機との距
離を、ＧＰＳ衛星の位置情報と受信機の位置情報から算
出しこれを第１距離とし、ＧＰＳ衛星から受信機までの
ＧＰＳ電波の伝播時間を算出しこれに伝播速度（光速）
を乗じた値を算出してこれを第２距離とし、第１距離と
第２距離の差が大きいと該グル−プ内に発信情報がエラ
−のＧＰＳ衛星があるとして、グル−プ内の１つのＧＰ
Ｓ衛星を、ＧＰＳ衛星の集合の中の他の１つに置き換え
てまた同様な計算とエラ−チェックをして、発信情報が
エラ−のＧＰＳ衛星を特定し、発信情報が正しいと判定
したＧＰＳ衛星を、使用可能なＧＰＳ衛星として登録
し、発信情報がエラ−と判定したＧＰＳ衛星は使用不可
と登録して、使用可能なＧＰＳ衛星のみを利用して測位
計算を行なう。これによれば、軌道ずれなど、実位置と
発信情報との間にずれを生じたＧＰＳ衛星は、測位計算
の指標から外されるので、測位計算の誤りが低減する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＧＰＳ衛星の
発信情報の正誤検証であるので、市街地等電波環境の悪
い地域での、マルチパス等の異常電波（例えば高層ビル
の反射波）を受信した場合などの異常解を回避するには
不十分と思われる。というのは、ＧＰＳ衛星からの受信
デ−タの中の何れの情報が、電波受信環境（特に地上で
の局所的なもの）によってエラ−となっているかが分か
らないからである。また、第１距離および第２距離の演
算を、グル−プ内のＧＰＳ衛星を１つづつグル−プ外の
ものと入れ替えて行なうので、比較的に多くの時間がか
かる。
発信情報の正誤検証であるので、市街地等電波環境の悪
い地域での、マルチパス等の異常電波（例えば高層ビル
の反射波）を受信した場合などの異常解を回避するには
不十分と思われる。というのは、ＧＰＳ衛星からの受信
デ−タの中の何れの情報が、電波受信環境（特に地上で
の局所的なもの）によってエラ−となっているかが分か
らないからである。また、第１距離および第２距離の演
算を、グル−プ内のＧＰＳ衛星を１つづつグル−プ外の
ものと入れ替えて行なうので、比較的に多くの時間がか
かる。
【０００６】本発明は、市街地等電波環境の悪い地域で
の、マルチパス等の異常電波（例えば高層ビルの反射
波）による測位エラ−を低減することを第１の目的と
し、異常電波受信であるか否かのチェック時間を短くす
ることを第２の目的とする。
の、マルチパス等の異常電波（例えば高層ビルの反射
波）による測位エラ−を低減することを第１の目的と
し、異常電波受信であるか否かのチェック時間を短くす
ることを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のＧＰＳ衛星を利
用する測位装置は、それの軌道情報と時刻の情報を送出
する複数のＧＰＳ衛星からの情報を受信する受信手段(1
1,12)；前記ＧＰＳ衛星が発射する信号の周波数(fo)と
前記受信手段が受信した信号の周波数(fR)の差Δｆ(＝f
R−fo)を算出する偏差計算手段(16)；該差Δｆの変化速
度ΔΔｆを求める変化量計算手段(16)；および、前記変
化速度ΔΔｆが設定範囲内(ΔΔｆ≦30Hz/s)の複数のＧ
ＰＳ衛星の、前記受信手段が受信した情報に基づいて、
受信点の位置を求める測位演算手段(16)；を備える。
用する測位装置は、それの軌道情報と時刻の情報を送出
する複数のＧＰＳ衛星からの情報を受信する受信手段(1
1,12)；前記ＧＰＳ衛星が発射する信号の周波数(fo)と
前記受信手段が受信した信号の周波数(fR)の差Δｆ(＝f
R−fo)を算出する偏差計算手段(16)；該差Δｆの変化速
度ΔΔｆを求める変化量計算手段(16)；および、前記変
化速度ΔΔｆが設定範囲内(ΔΔｆ≦30Hz/s)の複数のＧ
ＰＳ衛星の、前記受信手段が受信した情報に基づいて、
受信点の位置を求める測位演算手段(16)；を備える。
【０００８】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
の符号を、参考までに付記した。
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
の符号を、参考までに付記した。
【０００９】ＧＰＳ衛星が発射する信号の周波数(fo)と
受信手段(11,12)が受信した信号の周波数(fR)の差Δｆ
(＝fR−fo)は、いわゆるドップラ−シフトと言われるも
のであり、ＧＰＳ衛星に対する受信手段(11,12)の相対
移動速度（速度ベクトル）に対応した値となる。
受信手段(11,12)が受信した信号の周波数(fR)の差Δｆ
(＝fR−fo)は、いわゆるドップラ−シフトと言われるも
のであり、ＧＰＳ衛星に対する受信手段(11,12)の相対
移動速度（速度ベクトル）に対応した値となる。
【００１０】受信手段(11,12)がＧＰＳ衛星からの直進
電波を受信しているときには、このドップラ−シフトΔ
ｆは、ＧＰＳ衛星に対する受信手段(11,12)の相対移動
速度（速度ベクトル）を表わす。ここでこのドップラ−
シフトを正常ドップラ−シフトと称す。ところが、例え
ば受信手段(11,12)が高層ビルの反射波を受信している
ときには、ドップラ−シフトΔｆは、ＧＰＳ衛星に対す
る高層ビルの相対移動速度（速度ベクトル）および高層
ビルに対する受信手段(11,12)の相対移動速度（速度ベ
クトル）に対応したものとなる。ここでこのドップラ−
シフトを異常ドップラ−シフトと称す。
電波を受信しているときには、このドップラ−シフトΔ
ｆは、ＧＰＳ衛星に対する受信手段(11,12)の相対移動
速度（速度ベクトル）を表わす。ここでこのドップラ−
シフトを正常ドップラ−シフトと称す。ところが、例え
ば受信手段(11,12)が高層ビルの反射波を受信している
ときには、ドップラ−シフトΔｆは、ＧＰＳ衛星に対す
る高層ビルの相対移動速度（速度ベクトル）および高層
ビルに対する受信手段(11,12)の相対移動速度（速度ベ
クトル）に対応したものとなる。ここでこのドップラ−
シフトを異常ドップラ−シフトと称す。
【００１１】受信手段(11,12)が市街地又はその近辺を
走行している車両に搭載されており、受信手段(11,12)
がＧＰＳ衛星からの直進電波を受信しているときには、
ドップラ−シフトΔｆの変化速度ΔΔｆすなわち正常ド
ップラ−シフトの変化速度は、ＧＰＳ衛星に対する受信
手段(11,12)の相対加速度（加速度ベクトル）であり、
略車両の、通常の運転状態で生ずる加速度の範囲内であ
る。ところが、受信手段(11,12)がＧＰＳ衛星からの直
進電波受信から高層ビルの反射波受信に切換わるときに
は、正常ドップラ−シフトから異常ドップラ−シフトへ
の切換わりになるので、ドップラ−シフトΔｆの変化速
度ΔΔｆ（の絶対値）がここで急激に高い値となる。
走行している車両に搭載されており、受信手段(11,12)
がＧＰＳ衛星からの直進電波を受信しているときには、
ドップラ−シフトΔｆの変化速度ΔΔｆすなわち正常ド
ップラ−シフトの変化速度は、ＧＰＳ衛星に対する受信
手段(11,12)の相対加速度（加速度ベクトル）であり、
略車両の、通常の運転状態で生ずる加速度の範囲内であ
る。ところが、受信手段(11,12)がＧＰＳ衛星からの直
進電波受信から高層ビルの反射波受信に切換わるときに
は、正常ドップラ−シフトから異常ドップラ−シフトへ
の切換わりになるので、ドップラ−シフトΔｆの変化速
度ΔΔｆ（の絶対値）がここで急激に高い値となる。
【００１２】本発明の測位装置では、偏差計算手段(16)
が、ＧＰＳ衛星が発射する信号の周波数(fo)と前記受信
手段が受信した信号の周波数(fR)の差すなわちドップラ
−シフトΔｆ(＝fR−fo)を算出し、変化量計算手段(16)
が、ドップラ−シフトΔｆの変化速度ΔΔｆを求め、測
位演算手段(16)が、変化速度ΔΔｆが設定範囲内(ΔΔ
ｆ≦30Hz/s)の複数のＧＰＳ衛星の、受信手段(11,12)が
受信した情報に基づいて、受信点の位置を求めるので、
受信手段(11,12)の受信がＧＰＳ衛星からの直進電波受
信から高層ビルの反射波受信に切換わったなどにより変
化速度ΔΔｆが大きいＧＰＳ衛星は測位計算の指標から
外され、したがって、市街地等電波環境の悪い地域で
の、マルチパス等の異常電波（例えば高層ビルの反射
波）による測位エラ−の可能性が低減する。
が、ＧＰＳ衛星が発射する信号の周波数(fo)と前記受信
手段が受信した信号の周波数(fR)の差すなわちドップラ
−シフトΔｆ(＝fR−fo)を算出し、変化量計算手段(16)
が、ドップラ−シフトΔｆの変化速度ΔΔｆを求め、測
位演算手段(16)が、変化速度ΔΔｆが設定範囲内(ΔΔ
ｆ≦30Hz/s)の複数のＧＰＳ衛星の、受信手段(11,12)が
受信した情報に基づいて、受信点の位置を求めるので、
受信手段(11,12)の受信がＧＰＳ衛星からの直進電波受
信から高層ビルの反射波受信に切換わったなどにより変
化速度ΔΔｆが大きいＧＰＳ衛星は測位計算の指標から
外され、したがって、市街地等電波環境の悪い地域で
の、マルチパス等の異常電波（例えば高層ビルの反射
波）による測位エラ−の可能性が低減する。
【００１３】ＧＰＳ衛星が発射する電波の受信周波数(f
R)は、該電波を受信するときの自動同調処理の過程で得
られる。発信周波数(fo)は、公称周波数として知られて
おり、ドップラ−シフトΔｆ(＝fR−fo)の算出は容易で
あって時間がかからない。また、変化速度ΔΔｆは、Δ
ｆを所定周期（ＧＰＳ受信機の測位解算出周期Ｔs）で
算出して、今回の算出値Δｆから前回（Ｔs前）の算出
値Δｆ’を減算することにより得られ、これも容易であ
って時間がかからない。
R)は、該電波を受信するときの自動同調処理の過程で得
られる。発信周波数(fo)は、公称周波数として知られて
おり、ドップラ−シフトΔｆ(＝fR−fo)の算出は容易で
あって時間がかからない。また、変化速度ΔΔｆは、Δ
ｆを所定周期（ＧＰＳ受信機の測位解算出周期Ｔs）で
算出して、今回の算出値Δｆから前回（Ｔs前）の算出
値Δｆ’を減算することにより得られ、これも容易であ
って時間がかからない。
【００１４】
【００１５】
【実施例】図１に本発明の一実施例の構成を示す。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１
５，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1.57542GHzの
電波が、受信アンテナ１０を介してＧＰＳ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、ＧＰ
Ｓ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、その情報から、走行地の、予め定めら
れている指標（交叉点，よく知られた建物等々）に対す
る相対位置情報を生成し、自車の位置を示す情報（緯
度，経度，高度）および生成した相対位置情報を表示装
置１３に出力する。受信アンテナ１０，ＧＰＳ受信機１
１，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。
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１
５，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1.57542GHzの
電波が、受信アンテナ１０を介してＧＰＳ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、ＧＰ
Ｓ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、その情報から、走行地の、予め定めら
れている指標（交叉点，よく知られた建物等々）に対す
る相対位置情報を生成し、自車の位置を示す情報（緯
度，経度，高度）および生成した相対位置情報を表示装
置１３に出力する。受信アンテナ１０，ＧＰＳ受信機１
１，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。
【００１６】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。
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。
【００１７】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。
−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。
【００１８】ＧＰＳ情報処理ユニット１６のＣＰＵ１６
ａの動作の概略を図２および図３に示す。まず図２を参
照すると、電源がオンすると、ＣＰＵ１６ａはステップ
１に進み、状態レジスタＦlag-ｄiを初期化(０の書込み
に同義）する。
ａの動作の概略を図２および図３に示す。まず図２を参
照すると、電源がオンすると、ＣＰＵ１６ａはステップ
１に進み、状態レジスタＦlag-ｄiを初期化(０の書込み
に同義）する。
【００１９】状態レジスタＦlag-ｄiは、ドップラーシ
フト算出済か否かを示すデ−タを書込むものであり、こ
の実施例では、利用可能な衛星として８個まで登録可と
しており、ｉ＝１〜８であり、後述のステップ３で登録
される８個の衛星（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）のそれぞれに
状態レジスタＦlag-ｄ１〜Ｆlag-ｄ８のそれぞれを対応
付けている。以下の説明において、ｉは、１〜８の全体
又は１つを意味し、状態レジスタＦlag-ｄiのデ−タ
「０」は、後述のステップ３で登録された衛星Ｎｏ．ｉ
（ここでｉは登録順の番号）からの電波のドップラーシ
フトを算出していないことを意味し、状態レジスタＦla
g-ｄiのデ−タ「１」は、登録された衛星Ｎｏ．ｉから
の電波のドップラーシフト算出済を意味する。
フト算出済か否かを示すデ−タを書込むものであり、こ
の実施例では、利用可能な衛星として８個まで登録可と
しており、ｉ＝１〜８であり、後述のステップ３で登録
される８個の衛星（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）のそれぞれに
状態レジスタＦlag-ｄ１〜Ｆlag-ｄ８のそれぞれを対応
付けている。以下の説明において、ｉは、１〜８の全体
又は１つを意味し、状態レジスタＦlag-ｄiのデ−タ
「０」は、後述のステップ３で登録された衛星Ｎｏ．ｉ
（ここでｉは登録順の番号）からの電波のドップラーシ
フトを算出していないことを意味し、状態レジスタＦla
g-ｄiのデ−タ「１」は、登録された衛星Ｎｏ．ｉから
の電波のドップラーシフト算出済を意味する。
【００２０】後に言及する状態レジスタＦlag-ｐiは、
位置演算可否デ−タを書込むものであり、状態レジスタ
Ｆlag-ｐiのデ−タ「０」は、登録された衛星Ｎｏ．ｉ
が、それに対する自車位置ベクトルの演算に利用しえな
いことを意味し、状態レジスタＦlag-ｐiのデ−タ
「１」は、登録された衛星Ｎｏ．ｉを該演算に利用しう
ることを意味する。
位置演算可否デ−タを書込むものであり、状態レジスタ
Ｆlag-ｐiのデ−タ「０」は、登録された衛星Ｎｏ．ｉ
が、それに対する自車位置ベクトルの演算に利用しえな
いことを意味し、状態レジスタＦlag-ｐiのデ−タ
「１」は、登録された衛星Ｎｏ．ｉを該演算に利用しう
ることを意味する。
【００２１】後に言及する状態レジスタＦlag-ｖiは、
速度演算可否デ−タを書込むものであり、状態レジスタ
Ｆlag-ｖiのデ−タ「０」は、登録された衛星Ｎｏ．ｉ
がそれに対する自車速度ベクトルの演算に利用しえない
ことを意味し、状態レジスタＦlag-ｖiのデ−タ「１」
は、登録された衛星Ｎｏ．ｉを該演算に利用しうること
を意味する。
速度演算可否デ−タを書込むものであり、状態レジスタ
Ｆlag-ｖiのデ−タ「０」は、登録された衛星Ｎｏ．ｉ
がそれに対する自車速度ベクトルの演算に利用しえない
ことを意味し、状態レジスタＦlag-ｖiのデ−タ「１」
は、登録された衛星Ｎｏ．ｉを該演算に利用しうること
を意味する。
【００２２】状態レジスタＦlag-ｄiを初期化するとＣ
ＰＵ１６ａは、表示装置１３に、入力を催告する入力画
面を表示し、オペレ−タの入力を読込む（ステップ２，
３）。なお、以下においてカッコ内には、ステップとい
う語を省略してステップＮｏ．数字のみを記す。オペレ
−タはここで、現在位置の緯度，経度を入力し、現在時
刻を入力する。これらの入力を読込むとＣＰＵ１６ａ
は、緯度，経度及び時刻を初期化する。すなわち緯度，
経度レジスタに入力があった値を書込み、時計１６ｈを
入力があった時刻に合わせる。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、ＲＡ
Ｍ１６ｂのブロック内の不揮発メモリ（電池バックアッ
プメモリ）にセ−ブした緯度及び経度を、緯度，経度レ
ジスタに書込む（２）。
ＰＵ１６ａは、表示装置１３に、入力を催告する入力画
面を表示し、オペレ−タの入力を読込む（ステップ２，
３）。なお、以下においてカッコ内には、ステップとい
う語を省略してステップＮｏ．数字のみを記す。オペレ
−タはここで、現在位置の緯度，経度を入力し、現在時
刻を入力する。これらの入力を読込むとＣＰＵ１６ａ
は、緯度，経度及び時刻を初期化する。すなわち緯度，
経度レジスタに入力があった値を書込み、時計１６ｈを
入力があった時刻に合わせる。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、ＲＡ
Ｍ１６ｂのブロック内の不揮発メモリ（電池バックアッ
プメモリ）にセ−ブした緯度及び経度を、緯度，経度レ
ジスタに書込む（２）。
【００２３】ＣＰＵ１６ａは次に、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する。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、仰角が大きいものから
８個のＧＰＳ衛星の番号（アルマナックデ−タ上の衛星
番号）を抽出し、これらに抽出順に１〜８の番号ｉを割
り当てる（３）。具体的には、登録テ−ブル（メモリの
一領域）の第１〜８アドレスに、抽出したＧＰＳ衛星の
番号（アルマナックデ−タ上の衛星番号）を、抽出順に
書込む。次のステップ４では、使用するＧＰＳ衛星を選
択する（後述のステップ７〜２３の処理対象に設定す
る）。電源オン後初回のステップ４の実行では、ステッ
プ３で抽出した８個のＧＰＳ衛星を選択するが、第２回
以後のステップ４の実行では、状態レジスタＦlag-ｄ
i，Ｆlag-ｐi又はＦlag-ｖiのデ−タが「１」のＧＰＳ
衛星を選択し、状態レジスタＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよ
びＦlag-ｖiのデ−タがすべて「０」のＧＰＳ衛星は除
外する。この除外により、選択したＧＰＳ衛星の数が４
以下になるときには、前記８個のＧＰＳ衛星の中の、今
回除外したＧＰＳ衛星を除くものを選択する。
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する。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、仰角が大きいものから
８個のＧＰＳ衛星の番号（アルマナックデ−タ上の衛星
番号）を抽出し、これらに抽出順に１〜８の番号ｉを割
り当てる（３）。具体的には、登録テ−ブル（メモリの
一領域）の第１〜８アドレスに、抽出したＧＰＳ衛星の
番号（アルマナックデ−タ上の衛星番号）を、抽出順に
書込む。次のステップ４では、使用するＧＰＳ衛星を選
択する（後述のステップ７〜２３の処理対象に設定す
る）。電源オン後初回のステップ４の実行では、ステッ
プ３で抽出した８個のＧＰＳ衛星を選択するが、第２回
以後のステップ４の実行では、状態レジスタＦlag-ｄ
i，Ｆlag-ｐi又はＦlag-ｖiのデ−タが「１」のＧＰＳ
衛星を選択し、状態レジスタＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよ
びＦlag-ｖiのデ−タがすべて「０」のＧＰＳ衛星は除
外する。この除外により、選択したＧＰＳ衛星の数が４
以下になるときには、前記８個のＧＰＳ衛星の中の、今
回除外したＧＰＳ衛星を除くものを選択する。
【００２４】そして選択したＧＰＳ衛星のそれぞれにつ
き、ステップ５〜２２の処理、すなわちＧＰＳ衛星のト
ラッキング（５〜８，１０），ドップラーシフトΔｆの
算出（９），ドップラーシフトΔｆの変化速度ΔΔｆ
（Ｔｓ間の変化量）の算出（１１〜１３），変化速度Δ
Δｆの異常判定（１４，１７），ＧＰＳ衛星情報のセ−
ブ（１５，１６），距離計算（１８，１９）、および、
変化速度ΔΔｆによる受信電波の信頼性判定（２０〜２
２）、を実行する。
き、ステップ５〜２２の処理、すなわちＧＰＳ衛星のト
ラッキング（５〜８，１０），ドップラーシフトΔｆの
算出（９），ドップラーシフトΔｆの変化速度ΔΔｆ
（Ｔｓ間の変化量）の算出（１１〜１３），変化速度Δ
Δｆの異常判定（１４，１７），ＧＰＳ衛星情報のセ−
ブ（１５，１６），距離計算（１８，１９）、および、
変化速度ΔΔｆによる受信電波の信頼性判定（２０〜２
２）、を実行する。
【００２５】１つのＧＰＳ衛星（着目衛星）ｉに関する
この処理（５〜２２）の内容を説明すると、まず、着目
衛星ｉの衛星番号（アルマナックデ−タ上の衛星番号）
を、ＧＰＳ復調器１２のコ−ド発生器にセットする
（５）。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着目衛星ｉ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。また、着目衛星の発信周波数
（公称周波数）ｆｏをアルマナックデ−タの中から取り
出してレジスタにセ−ブする。
この処理（５〜２２）の内容を説明すると、まず、着目
衛星ｉの衛星番号（アルマナックデ−タ上の衛星番号）
を、ＧＰＳ復調器１２のコ−ド発生器にセットする
（５）。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着目衛星ｉ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。また、着目衛星の発信周波数
（公称周波数）ｆｏをアルマナックデ−タの中から取り
出してレジスタにセ−ブする。
【００２６】次のステップ６では、状態レジスタＦlag-
ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦlag-ｖiを、着目衛星ｉの番号
ｉに対応するものに特定する（ｉ＝１〜８の中の、ステ
ップ３で着目衛星が割り当てられたｉ値で現わされる状
態レジスタのみを、以下のステップ１０〜２２の処理対
象レジスタＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦlag-ｖiに定
める）。例えば、着目衛星が、ステップ３で第３番目に
摘出され、ｉ＝３に対応付けられているものであると、
ステップ１０〜２２のＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦla
g-ｖiは、Ｆlag-ｄ３，Ｆlag-ｐ３およびＦlag-ｖ３と
定める。
ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦlag-ｖiを、着目衛星ｉの番号
ｉに対応するものに特定する（ｉ＝１〜８の中の、ステ
ップ３で着目衛星が割り当てられたｉ値で現わされる状
態レジスタのみを、以下のステップ１０〜２２の処理対
象レジスタＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦlag-ｖiに定
める）。例えば、着目衛星が、ステップ３で第３番目に
摘出され、ｉ＝３に対応付けられているものであると、
ステップ１０〜２２のＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦla
g-ｖiは、Ｆlag-ｄ３，Ｆlag-ｐ３およびＦlag-ｖ３と
定める。
【００２７】ステップ７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（1.024
Ｍbps）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。このときの同調
周波数（受信周波数）ｆRをレジスタにセ−ブし、ドッ
プラーシフトΔｆ＝ｆR−ｆｏを算出してレジスタにセ
−ブする（９）。結局同期がとれなかったとき（トラッ
キング不成功のとき）には、ステップ１０で、着目衛星
に対応する状態レジスタＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦ
lag-ｖiをクリアして、図３のステップ２３の、選択し
た全衛星のトラッキング以下の処理（５〜２２）を完了
したかをチェックして（２３）、まだ残りがあると、次
の衛星のトラッキング（５〜７）に進む。
−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（1.024
Ｍbps）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。このときの同調
周波数（受信周波数）ｆRをレジスタにセ−ブし、ドッ
プラーシフトΔｆ＝ｆR−ｆｏを算出してレジスタにセ
−ブする（９）。結局同期がとれなかったとき（トラッ
キング不成功のとき）には、ステップ１０で、着目衛星
に対応する状態レジスタＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦ
lag-ｖiをクリアして、図３のステップ２３の、選択し
た全衛星のトラッキング以下の処理（５〜２２）を完了
したかをチェックして（２３）、まだ残りがあると、次
の衛星のトラッキング（５〜７）に進む。
【００２８】トラッキングに成功し、ドップラーシフト
Δｆ＝ｆR−ｆｏを算出したときには、Ｆlag-ｄiのデ−
タをチェックして（１１）、それが「０」（着目衛星に
関して前回のドップラーシフト算出値が無い＝変化速度
ΔΔｆの算出不可）であると、次回は算出可となるの
で、Ｆlag-ｄiに「１」を書込み、Ｆlag-ｐiおよびＦla
g-ｖiはクリアして、前回算出値レジスタΔｆ’に、今
回算出値Δｆを書込む（１３）。そして、選択した全衛
星のトラッキング以下の処理（５〜２２）を完了したか
をチェックして（２３）、まだ残りがあると、次の衛星
のトラッキング（５〜７）に進む。
Δｆ＝ｆR−ｆｏを算出したときには、Ｆlag-ｄiのデ−
タをチェックして（１１）、それが「０」（着目衛星に
関して前回のドップラーシフト算出値が無い＝変化速度
ΔΔｆの算出不可）であると、次回は算出可となるの
で、Ｆlag-ｄiに「１」を書込み、Ｆlag-ｐiおよびＦla
g-ｖiはクリアして、前回算出値レジスタΔｆ’に、今
回算出値Δｆを書込む（１３）。そして、選択した全衛
星のトラッキング以下の処理（５〜２２）を完了したか
をチェックして（２３）、まだ残りがあると、次の衛星
のトラッキング（５〜７）に進む。
【００２９】ステップ１１で、Ｆlag-ｄiのデ−タが
「１」（着目衛星に関して前回のドップラーシフト算出
値がある＝変化速度ΔΔｆの算出可）であったときに
は、変化速度ΔΔｆ＝Δｆ−Δｆ’を算出してレジスタ
にセ−ブし、前回算出値レジスタΔｆ’に、今回算出値
Δｆを書込む（１２）。そして変化速度ΔΔｆが第１し
きい値３０Hz/sを越えているかをチェックする。すなわ
ちΔΔｆが異常値であるかをチェックする（１４）。こ
の実施例は、異常値か否かの判定の第１しきい値を３０
Hz/sに設定している。ΔΔｆ＞３０Hz/sは、ＧＰＳ衛星
からの直進電波を車両上で受信している場合には、実質
上あり得ないと見込まれるドップラーシフト変化速度で
ある。ΔΔｆ＞３０Hz/sの場合はしたがって、マルチパ
ス等の異常電波（例えば高層ビルの反射波）受信である
として、着目衛星を、トラッキング不成功の場合と同様
に利用不可と決定する。具体的には、Ｆlag-ｄi，Ｆlag
-ｐiおよびＦlag-ｖiをクリアして（１７）、選択した
全衛星のトラッキング以下の処理（５〜２２）を完了し
たかをチェックして（２３）、まだ残りがあると、次の
衛星のトラッキング（５〜７）に進む。
「１」（着目衛星に関して前回のドップラーシフト算出
値がある＝変化速度ΔΔｆの算出可）であったときに
は、変化速度ΔΔｆ＝Δｆ−Δｆ’を算出してレジスタ
にセ−ブし、前回算出値レジスタΔｆ’に、今回算出値
Δｆを書込む（１２）。そして変化速度ΔΔｆが第１し
きい値３０Hz/sを越えているかをチェックする。すなわ
ちΔΔｆが異常値であるかをチェックする（１４）。こ
の実施例は、異常値か否かの判定の第１しきい値を３０
Hz/sに設定している。ΔΔｆ＞３０Hz/sは、ＧＰＳ衛星
からの直進電波を車両上で受信している場合には、実質
上あり得ないと見込まれるドップラーシフト変化速度で
ある。ΔΔｆ＞３０Hz/sの場合はしたがって、マルチパ
ス等の異常電波（例えば高層ビルの反射波）受信である
として、着目衛星を、トラッキング不成功の場合と同様
に利用不可と決定する。具体的には、Ｆlag-ｄi，Ｆlag
-ｐiおよびＦlag-ｖiをクリアして（１７）、選択した
全衛星のトラッキング以下の処理（５〜２２）を完了し
たかをチェックして（２３）、まだ残りがあると、次の
衛星のトラッキング（５〜７）に進む。
【００３０】ステップ１４のチェックで、ΔΔｆ≦３０
Hz/sであったときには、ステップ１５を介してステップ
１６に進み、復調デ−タの入力を開始する。ＧＰＳ衛星
が送信する信号は、５０ｂｐｓのビットレ−トの二値信
号であり、図４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。
Hz/sであったときには、ステップ１５を介してステップ
１６に進み、復調デ−タの入力を開始する。ＧＰＳ衛星
が送信する信号は、５０ｂｐｓのビットレ−トの二値信
号であり、図４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。
【００３１】図３を参照する。次のステップ１８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を、図５に示
す。図５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４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（４２）。また、ビット位置の計
数を開始する（４３）。
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を、図５に示
す。図５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４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（４２）。また、ビット位置の計
数を開始する（４３）。
【００３２】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、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４４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。
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、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４４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。
【００３３】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４４か
らステップ４５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。
先頭ビットの立ち上がりが現われると、ステップ４４か
らステップ４５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。
【００３４】次のステップ４６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。
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。
【００３５】なお、図５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。
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。
【００３６】再び図３を参照して説明を続ける。ステッ
プ１９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１８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。
プ１９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１８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。
【００３７】次のステップ２０では、変化速度ΔΔｆが
第２しきい値１５Hz/s以下か否かをチェックする。第２
しきい値１５Hz/sは、衛星からの直進電波受信から、マ
ルチパス等の異常電波（例えば高層ビルの反射波）受信
への変化のときほどには大きくないが、代表的には車両
の加，減速あるいは進行方向変化により衛星から受信し
た情報に基づいた車両（受信機）速度ベクトルの演算値
に比較的に大きなエラ−を生ずる可能性がある場合な
ど、速度ベクトル演算の信頼性が低いか否かを識別する
ためのものである。変化速度ΔΔｆが第２しきい値１５
Hz/sを越えるときには、この着目衛星からの情報に基づ
いた速度ベクトル演算の信頼性は低いと見込まれるの
で、レジスタＦlag-ｐiには「１」（位置演算には利用
可）を書込むが、速度ベクトル演算にこの着目衛星から
の情報は参照しないようにするため、レジスタＦlag-ｖ
iはクリアする（２２）。変化速度ΔΔｆが第２しきい
値１５Hz/s以下のときにはレジスタＦlag-ｐiおよびＦl
ag-ｖiに「１」を書込む（２１）。
第２しきい値１５Hz/s以下か否かをチェックする。第２
しきい値１５Hz/sは、衛星からの直進電波受信から、マ
ルチパス等の異常電波（例えば高層ビルの反射波）受信
への変化のときほどには大きくないが、代表的には車両
の加，減速あるいは進行方向変化により衛星から受信し
た情報に基づいた車両（受信機）速度ベクトルの演算値
に比較的に大きなエラ−を生ずる可能性がある場合な
ど、速度ベクトル演算の信頼性が低いか否かを識別する
ためのものである。変化速度ΔΔｆが第２しきい値１５
Hz/sを越えるときには、この着目衛星からの情報に基づ
いた速度ベクトル演算の信頼性は低いと見込まれるの
で、レジスタＦlag-ｐiには「１」（位置演算には利用
可）を書込むが、速度ベクトル演算にこの着目衛星から
の情報は参照しないようにするため、レジスタＦlag-ｖ
iはクリアする（２２）。変化速度ΔΔｆが第２しきい
値１５Hz/s以下のときにはレジスタＦlag-ｐiおよびＦl
ag-ｖiに「１」を書込む（２１）。
【００３８】次に、ステップ４で選択した衛星のすべて
に関して上述のステップ５〜２２の処理を実行したかを
チェックして（２３）、未処理衛星があると、該衛星を
着目衛星として上述の処理を行なう。
に関して上述のステップ５〜２２の処理を実行したかを
チェックして（２３）、未処理衛星があると、該衛星を
着目衛星として上述の処理を行なう。
【００３９】ステップ４で選択した衛星のすべてにつ
き、上述の処理を完了すると、デ−タが「１」（位置演
算に利用可能）のレジスタＦlag-ｐiを摘出して、それ
が４個以上であると「位置ベクトル計算（３Ｄ測位）」
２６を、３個のときには「位置ベクトル計算（２Ｄ測
位）」２７を実行する。２個以下のときには位置ベクト
ル計算は実行しない（２４〜２７）。
き、上述の処理を完了すると、デ−タが「１」（位置演
算に利用可能）のレジスタＦlag-ｐiを摘出して、それ
が４個以上であると「位置ベクトル計算（３Ｄ測位）」
２６を、３個のときには「位置ベクトル計算（２Ｄ測
位）」２７を実行する。２個以下のときには位置ベクト
ル計算は実行しない（２４〜２７）。
【００４０】ステップ２６の「位置ベクトル計算（３Ｄ
測位）」及びステップ２７の「位置ベクトル計算（２Ｄ
測位）」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、
「位置ベクトル計算（３Ｄ測位）」２６では、予め定め
た４元連立方程式に、デ−タ「１」を格納したレジスタ
Ｆlag-ｐi（４個）に対応する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。
「位置ベクトル計算（２Ｄ測位）」２７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、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。
測位）」及びステップ２７の「位置ベクトル計算（２Ｄ
測位）」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、
「位置ベクトル計算（３Ｄ測位）」２６では、予め定め
た４元連立方程式に、デ−タ「１」を格納したレジスタ
Ｆlag-ｐi（４個）に対応する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。
「位置ベクトル計算（２Ｄ測位）」２７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、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。
【００４１】次にステップ２８で、デ−タが「１」（速
度演算に利用可能）のレジスタＦlag-ｖiを摘出して、
それが３個以上であると「速度ベクトル計算」２９を実
行するが、２個以下であるとこれは実行しない。「速度
ベクトル計算」２９では、３個の衛星からの受信デ−タ
ならびに上述の処理により算出したデ−タに基づいて、
車両（受信機）の対地速度および進行方向方位を算出す
る。
度演算に利用可能）のレジスタＦlag-ｖiを摘出して、
それが３個以上であると「速度ベクトル計算」２９を実
行するが、２個以下であるとこれは実行しない。「速度
ベクトル計算」２９では、３個の衛星からの受信デ−タ
ならびに上述の処理により算出したデ−タに基づいて、
車両（受信機）の対地速度および進行方向方位を算出す
る。
【００４２】次に、ここまでの処理により得られた受信
点の緯度，経度，対地速度および進行方向方位（新たに
得られなかったデ−タは、それまでに保持しているデ−
タとする）、に基づいて、出力デ−タを演算および編集
し（３０）、表示装置１３に出力する（３１）。すなわ
ち、受信点の緯度，経度に基づいて、該受信点を含む地
域を表わす地域Ｎｏ．をＲＯＭ１６ｃから検索して、得
た地域Ｎｏ．が、表示装置１３に表示中の地図の地域Ｎ
ｏ．と同一かをチエックして、異っていると検索して得
た地域Ｎｏ．の地図情報をＤＭＡ転送でＲＯＭ１６ｃか
ら表示装置１３に転送する。そして表示装置１３が表示
している地図上に、受信点を表わすマ−クを表示する
（受信点表示マ−クを今回得た受信点にシフトする）。
そして地図上の、受信点から見た、地図上に書込まれて
いる地上指標までの距離および方位を算出して、受信点
の緯度，経度，対地速度，進行方向方位，地上指標まで
の距離および方位を、表示装置１３に追加表示する（す
でに表示されているそれらのデ−タを、今回得たものに
更新する）。
点の緯度，経度，対地速度および進行方向方位（新たに
得られなかったデ−タは、それまでに保持しているデ−
タとする）、に基づいて、出力デ−タを演算および編集
し（３０）、表示装置１３に出力する（３１）。すなわ
ち、受信点の緯度，経度に基づいて、該受信点を含む地
域を表わす地域Ｎｏ．をＲＯＭ１６ｃから検索して、得
た地域Ｎｏ．が、表示装置１３に表示中の地図の地域Ｎ
ｏ．と同一かをチエックして、異っていると検索して得
た地域Ｎｏ．の地図情報をＤＭＡ転送でＲＯＭ１６ｃか
ら表示装置１３に転送する。そして表示装置１３が表示
している地図上に、受信点を表わすマ−クを表示する
（受信点表示マ−クを今回得た受信点にシフトする）。
そして地図上の、受信点から見た、地図上に書込まれて
いる地上指標までの距離および方位を算出して、受信点
の緯度，経度，対地速度，進行方向方位，地上指標まで
の距離および方位を、表示装置１３に追加表示する（す
でに表示されているそれらのデ−タを、今回得たものに
更新する）。
【００４３】次にステップ４に戻る。ここで、前回のス
テップ４の実行により選択した衛星の中の、対応するレ
ジスタＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦlag-ｖiのデ−タ
がいずれも「０」の衛星を摘出して、それらを選択メモ
リから除外する。そして選択メモリに残った衛星を計数
し、計数値が４以下であると、ステップ３で抽出した８
個の衛星の中の、今回選択メモリから除外したもの、お
よび選択メモリに残っているもの、を除く衛星を選択メ
モリに加える。そしてステップ５に進む。
テップ４の実行により選択した衛星の中の、対応するレ
ジスタＦlag-ｄi，Ｆlag-ｐiおよびＦlag-ｖiのデ−タ
がいずれも「０」の衛星を摘出して、それらを選択メモ
リから除外する。そして選択メモリに残った衛星を計数
し、計数値が４以下であると、ステップ３で抽出した８
個の衛星の中の、今回選択メモリから除外したもの、お
よび選択メモリに残っているもの、を除く衛星を選択メ
モリに加える。そしてステップ５に進む。
【００４４】なお、ＧＰＳ受信機がＴｓ＝１秒周期で測
位解を算出する場合（毎秒測位の場合）、ＣＰＵ１６ａ
は、衛星のそれぞれにつきステップ４〜３１の処理をＴ
ｓ＝１秒周期で実行する。従って変化速度ΔΔｆを算出
する周期もＴｓ＝１秒周期であり、ΔΔｆはＴｓ＝１秒
の間のドップラーシフトΔｆの変化量である。
位解を算出する場合（毎秒測位の場合）、ＣＰＵ１６ａ
は、衛星のそれぞれにつきステップ４〜３１の処理をＴ
ｓ＝１秒周期で実行する。従って変化速度ΔΔｆを算出
する周期もＴｓ＝１秒周期であり、ΔΔｆはＴｓ＝１秒
の間のドップラーシフトΔｆの変化量である。
【００４５】以上に説明した実施例によれば、衛星から
の電波のドップラーシフトΔｆの変化速度ΔΔｆが第１
しきい値３０Hz/sを越えるときには、トラッキング失敗
のときと同様に、該衛星に対応するレジスタＦlag-ｄ
i，Ｆlag-ｐiおよびＦlag-ｖiに「０」を書込んで（１
７）、該衛星を位置演算（２６，２７）および速度演算
（２６）には参照しないようにしているので、衛星から
の直進電波受信から、マルチパス等の異常電波（例えば
高層ビルの反射波）受信に変化したなど、受信異常が想
定される場合の、位置演算および速度演算のエラ−が低
減する。また、変化速度ΔΔｆが第２しきい値１５Hz/s
を越えるときには、Ｆlag-ｐiには「１」を書込むがＦl
ag-ｖiには「０」を書込んで（２２）、該衛星を位置演
算（２６，２７）には参照するが、速度演算（２６）に
は参照しないようにしているので、車両（受信機）の
加，減速度が大きいとか、車両の進行方向が急速に変化
しているときの速度演算のエラ−が低減する。
の電波のドップラーシフトΔｆの変化速度ΔΔｆが第１
しきい値３０Hz/sを越えるときには、トラッキング失敗
のときと同様に、該衛星に対応するレジスタＦlag-ｄ
i，Ｆlag-ｐiおよびＦlag-ｖiに「０」を書込んで（１
７）、該衛星を位置演算（２６，２７）および速度演算
（２６）には参照しないようにしているので、衛星から
の直進電波受信から、マルチパス等の異常電波（例えば
高層ビルの反射波）受信に変化したなど、受信異常が想
定される場合の、位置演算および速度演算のエラ−が低
減する。また、変化速度ΔΔｆが第２しきい値１５Hz/s
を越えるときには、Ｆlag-ｐiには「１」を書込むがＦl
ag-ｖiには「０」を書込んで（２２）、該衛星を位置演
算（２６，２７）には参照するが、速度演算（２６）に
は参照しないようにしているので、車両（受信機）の
加，減速度が大きいとか、車両の進行方向が急速に変化
しているときの速度演算のエラ−が低減する。
【００４６】このように、衛星が発射する電波の受信環
境の良否判定は、ドップラ−シフトの変化速度ΔΔｆに
基づいて行なうが、ドップラ−シフトΔｆの算出（９）
およびその変化速度ΔΔｆの算出にはほとんど時間がか
からず、ＣＰＵ１６ａが該良否判定に費す時間は僅少で
ある。
境の良否判定は、ドップラ−シフトの変化速度ΔΔｆに
基づいて行なうが、ドップラ−シフトΔｆの算出（９）
およびその変化速度ΔΔｆの算出にはほとんど時間がか
からず、ＣＰＵ１６ａが該良否判定に費す時間は僅少で
ある。
【図１】 本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】 図１のＣＰＵ１６ａの動作の一部を示すフロ
−チャ−トである。
−チャ−トである。
【図３】 図１のＣＰＵ１６ａの動作の残部を示すフロ
−チャ−トである。
−チャ−トである。
【図４】 衛星の送信デ−タの構成を示すタイムチャ−
トである。
トである。
【図５】 図３のステップ１８の内容を示すフロ−チャ
−トである。
−トである。
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：ＣＰＵ １６ｂ：ＲＡＭ １６ｃ：ＲＯＭ １６ｄ：Ｉ／Ｏポ−
ト １６ｅ：Ａ／Ｄ変換器 １６ｆ：タイマ １６ｇ：割込制御回路 １６ｈ：時計
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 伊 藤 毅 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 保 田 富 夫 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 (1)
- 【請求項１】 それの軌道情報と時刻の情報を送出する
複数のＧＰＳ衛星からの情報を受信する受信手段；前記
ＧＰＳ衛星が発射する信号の周波数と前記受信手段が受
信した信号の周波数の差Δｆを算出する偏差計算手段；
該差Δｆの変化速度ΔΔｆを求める変化量計算手段；お
よび、 前記変化速度ΔΔｆが設定範囲内の複数のＧＰＳ衛星
の、前記受信手段が受信した情報に基づいて、受信点の
位置を求める測位演算手段；を備えるＧＰＳ衛星を利用
する測位装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03357396A JP3656144B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | Ｇｐｓ衛星を利用する測位装置 |
| DE19705740A DE19705740B4 (de) | 1996-02-21 | 1997-02-14 | GPS-Satelliten verwendendes Positionsbestimmungssystem |
| US08/808,955 US5931890A (en) | 1996-02-21 | 1997-02-19 | Positioning system utilizing GPS satellites |
| FR9702061A FR2745092B1 (fr) | 1996-02-21 | 1997-02-21 | Systeme de positionnement utilisant des satellites d'un systemes de positionnement global |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03357396A JP3656144B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | Ｇｐｓ衛星を利用する測位装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09230024A true JPH09230024A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3656144B2 JP3656144B2 (ja) | 2005-06-08 |
Family
ID=12390289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03357396A Expired - Fee Related JP3656144B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | Ｇｐｓ衛星を利用する測位装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5931890A (ja) |
| JP (1) | JP3656144B2 (ja) |
| DE (1) | DE19705740B4 (ja) |
| FR (1) | FR2745092B1 (ja) |
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