JPH0961511A - Gpsを利用した高精度位置計測装置 - Google Patents

Gpsを利用した高精度位置計測装置

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JPH0961511A
JPH0961511A JP24250895A JP24250895A JPH0961511A JP H0961511 A JPH0961511 A JP H0961511A JP 24250895 A JP24250895 A JP 24250895A JP 24250895 A JP24250895 A JP 24250895A JP H0961511 A JPH0961511 A JP H0961511A
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JP
Japan
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gps
measurement
correction
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Prior art date
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Application number
JP24250895A
Other languages
English (en)
Inventor
Michiyasu Tano
通保 田野
Tsutomu Miyasaka
力 宮坂
Kohei Tojo
浩平 東城
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Data Tec Co Ltd
Original Assignee
Data Tec Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な設備でコストを低く設定することがで
き、且つ高精度で移動体の位置を計測することのできる
GPSを利用した高精度位置計測装置を提供すること。 【解決手段】基準GPS1にはGPS衛星3からの情報
に基づいて基準位置を算出するGPS演算部6と、該G
PS演算部6が算出した基準位置を計測GPS2に送信
する送信部8とを備え、計測GPS2にはGPS衛星3
からの情報に基づいて計測位置を算出するGPS演算部
23と、上記基準GPS1の送信した基準位置を受信す
る受信部25とを備え、上記GPS演算部23は受信し
た基準位置と該GPS演算部23が算出した計測位置と
から移動体10の相対位置を算出するように設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、GPS衛星からの
情報に基づいて移動体の相対位置を計測するGPSを利
用した高精度位置計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】移動体の位置を計測する計測装置として
GPS衛星からの情報に基づいて位置を計測するグロー
バル・ポジショニング・システム(GPS)が普及し、
カーナビゲーションシステムとして移動体である車両に
搭載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、民間に
開放されているCAモードでは測位精度は100m程度
の誤差を含む為、何らかの補正が必要であった。これを
解決する手段としてGPSのディファレンシャル機能を
利用する方法があるが、設備が大掛かりになるとともに
非常に高価になるため一般的な利用にはコスト面から不
可能であった。
【0004】本発明は上記問題点を解消し、簡単な設備
でコストを低く設定することができ、且つ高精度で移動
体の位置を計測することのできるGPSを利用した高精
度位置計測装置を提供することをその課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係るGPSを利用した高精度位置計測装置
は、予め設定された計測領域内に固定されGPS衛星か
らの情報に基づいて基準位置を算出する基準GPSと、
上記計測領域内を移動する移動体の計測位置を上記GP
S衛星からの情報に基づいて算出する計測GPSとの組
み合わせからなる以下の要件を備えたことを特徴とす
る。 (イ) 上記基準GPSにはGPS衛星からの情報に基づい
て基準位置を算出するGPS演算部と、該GPS演算部
が算出した基準位置を計測GPSに送信する送信部が備
えられていること (ロ) 上記計測GPSにはGPS衛星からの情報に基づい
て計測位置を算出するGPS演算部と、上記基準GPS
の送信した基準位置を受信する受信部とを有し、上記G
PS演算部は算出した計測位置に含まれる計測誤差と、
受信した基準位置に含まれる計測誤差とを相殺し、上記
移動体の基準位置からの相対位置を算出するように設け
られていること なお、上記計測GPSには該計測GPSが算出した相対
位置を送信する送信部を備えることが望ましい。
【0006】また、上記高精度位置計測装置には前記基
準GPSから基準となる距離を離して補正用GPSが配
置されるとともに、以下の要件を備えることが好まし
い。 (イ) 上記補正用GPSにはGPS衛星からの情報に基づ
いて補正位置を算出するGPS演算部と、算出した補正
位置を基準GPSに送信する送信部とが備えられている
こと (ロ) 上記基準GPSは上記補正用GPSが送信した補正
位置を受信する受信部を有するとともに、基準GPSの
算出した基準位置と、補正用GPSが算出した補正位置
とから基準GPSと補正用GPSとの距離を算出し、算
出した距離と基準距離とに基づいて補正データを作成
し、基準位置とともに補正データを計測GPSに送信す
るように設けられていること (ハ) 上記計測GPSはGPS衛星の情報に基づいて算出
した計測位置と、受信部が受信した基準GPSの基準位
置とから相対位置を算出し、算出した相対位置を受信し
た補正データで補正するように設けられていること
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明に係る
GPSを利用した高精度位置計測装置(以下位置計測装
置という)の実施の形態について説明する。
【0008】図1は基準GPS1と、複数の計測GPS
2、2・・とを示し、この基準GPS1と、計測GPS
2とは一般にカーナビゲーションで使用されているGP
Sシステムを利用することにより実現することができ
る。
【0009】そして、基準GPS1は予め設定された計
測領域a内の平均的な地点に適宜方法で固定されてい
る。
【0010】図2(a)に示すように、基準GPS1に
はGPS衛星3からの電波を受信するGPSアンテナ4
と、GPSアンテナ4が受信した電波を情報(航法デー
タ)に復調する受信部5と、航法データに基づいて基準
GPS1の置かれている基準位置を算出するGPS演算
部6と、算出した基準位置を基準位置データとして無線
アンテナ7を介して送信する送信部8とが備えられてい
る。
【0011】計測GPS2は基準GPS1を基点に数キ
ロメートルの範囲を移動する移動体10に載置され、こ
の計測GPS2には図2(b)に示すように、GPS衛
星3からの電波を受信するGPSアンテナ21と、GP
Sアンテナ21が受信した電波を情報(航法データ)に
復調する受信部22と、航法データに基づいて走行体1
0の置かれている計測位置を算出するGPS演算部23
と、基準GPS1が送信した基準位置データを無線アン
テナ24を介して受信する受信部25とを備え、上記G
PS演算部23は算出した計測位置と受信部25が受信
した基準位置とに基づいて移動体10の基準GPS1に
対する相対位置を算出するように設けられている。
【0012】次に、上述のように構成された位置計測装
置の作動態様について説明する。
【0013】一般に民間に開放されているCAモードの
GPSでは位置計測の計測誤差は100m程度と非常に
大きい。基準GPS1の真の位置をPsとし計測誤差を
ΔPsとすると、基準GPS1が計測した基準位置はP
s+ΔPsとなる。この基準位置は送信部8により計測
GPS2に送信される。
【0014】そして、計測GPS2の真の位置をPmと
し、計測誤差をΔPmとするとGPS演算部23が計測
した計測位置はPm+ΔPmとなる。
【0015】GPS演算部23は算出した計測位置と、
受信部25が受信した基準位置とから移動体10の基準
GPS1からの相対位置Prを算出する。
【0016】この相対位置Prは計算式(1)で求める
ことができる。 Pr=(Pm+ΔPm)−(Ps+ΔPs)・・・・・(1) =(Pm−Ps)−(ΔPm−ΔPs) =P1−Ps
【0017】数キロメートルの範囲内での計測誤差ΔP
mとΔPsとは同程度と判断できるので、ΔPm−ΔP
s=0となり計測誤差は相殺され、高い精度の相対位置
Prを算出することができる。
【0018】上述のように、計測領域を数キロメートル
と設定し、この計測領域内の所定の位置に基準となる基
準GPS1を配置し、この基準GPS1の計測した基準
位置と、計測GPS2の計測した計測位置とがそれぞれ
含んでいる計測誤差が同程度と判断できるので、簡単な
システムでコストを低く抑えながら基準位置からの移動
体10の相対位置を高い精度で求めることができる。
【0019】次に、計測GPS2が算出した相対位置P
rを相対位置データとして送信する送信機能を受信部2
5が備えた場合について説明する。
【0020】計測GPS2が送信した相対位置データ
は、例えば移動体を一元管理するセンターで複数の移動
体からの相対位置データを一括して受信した場合には各
移動体の現在地を正確に把握することができる。このこ
とにより、例えば広い工事現場において作業車両の位置
確認が正確にできるし、基材等を収納したコンテナに計
測GPS2を取りつけることにより基材等の場所を常時
正確に把握することができ、作業者や作業車両に適切な
作業指示を行うことができる。
【0021】また、医療面においても例えば徘徊老人の
身体に計測GPS2を取着することにより限定された計
測領域内での存在位置が正確に把握することができる。
【0022】なお、上記受信部25が計測GPS2ごと
に異なるID信号を相対位置データとともに送信するこ
とにより、センターで受信したID信号と相対位置デー
タとにより目的の移動体の位置を正確に把握することが
できる。
【0023】次に、図3で基準GPS1とともに補正用
GPS30を配置した位置計測装置について説明する。
【0024】図3に示すように基準GPS1から基準と
なる距離(以下、基準距離という)Lを離して補正用G
PS30を配置する。この基準距離Lは基準GPS1の
設置場所を基準として計測領域の平均的な地点に上記補
正用GPS30を配置し、基準GPS1と補正用GPS
30との距離を測定し、測定した結果を基準距離Lとし
たものである。
【0025】補正用GPS30には図4に示すように、
GPS衛星3からの電波を受信するGPSアンテナ34
と、GPSアンテナ34が受信した電波を情報(航法デ
ータ)に復調する受信部35と、航法データに基づいて
補正用GPS30の置かれている補正位置を算出するG
PS演算部36と、算出した補正位置を補正位置データ
として基準GPS1に無線アンテナ37を介して送信す
る送信部38とが備えられている。
【0026】基準GPS1はGPSアンテナ4が電波し
たGPS衛星3の航法データに基づいて基準位置を算出
するとともに、上記補正用GPS30の補正位置データ
を受信して、上記基準位置と補正位置データとから基準
GPS1と補正用GPS30との距離を算出し、算出し
た距離と基準距離Lとの差から補正データを作成し、基
準位置とともに補正データを計測GPS2に送信する。
【0027】計測GPS2はGPS衛星3の航法データ
に基づいて算出した移動体10の計測位置と、受信部2
5が受信した基準GPS1の基準位置に基づいて相対位
置を算出するとともに、算出した相対位置を補正データ
に基づいて補正し、より精度の高い相対位置を算出す
る。
【0028】次に、上述のように構成された位置計測装
置の作動態様について説明する。
【0029】一般に民間に開放されているCAモードの
GPSでは位置計測の計測誤差は100m程度と非常に
大きい。基準GPS1の真の位置をPsとし、計測誤差
をΔPsとすると、基準GPS1が計測した基準位置は
Ps+ΔPsとなる。
【0030】また、補正用GPS30の真の位置をPa
とし、計測誤差をΔPaとするとGPS演算部35が計
測した補正位置はPa+ΔPaとなる。
【0031】基準GPS1と補正用GPS30との相対
距離Pdは計算式(2)で求めることができる。 Pd=(Pa+ΔPa)−(Ps+ΔPs) =(Pa−Ps)+(ΔPa−ΔPs)・・・・・(2)
【0032】Pa、Psは真の位置なのでPa、Ps間
の距離は基準距離Lに等しくなる。 L=Pa−Ps したがって計算式(2)は Pd=L+(ΔPa−ΔPs) となり、基準距離Lにおける相対誤差ΔPd(ΔPa−
ΔPs)は計算式(3)で求めることができる。 ΔPd=Pd−L ・・・・・・・・・・・・・・・(3)
【0033】この相対誤差ΔPdを補正データとして基
準位置(Ps+ΔPs)とともに計測GPS2に送信す
ることにより、計測GPS2では自ら算出した計測位置
(Pm+ΔPm)と基準GPS1からの基準位置(Ps
+ΔPs)とで相対位置Prを算出し、 Pr=(Pm+ΔPm)−(Ps+ΔPs) =(Pm−Ps)+(ΔPm−ΔPs) 算出した相対位置Prに基準GPS1からの補正データ
である相対誤差ΔPdを補正することにより、 Pr±ΔPd=(Pm−Ps)+(ΔPm−ΔPs)±ΔPd =Pm−Ps ・・・・・・・・・・(4) となり、計測誤差(ΔPm−ΔPs)を補正データ(Δ
Pd)で補正することができ、補正した結果は計算式
(4)のとうり誤差が相殺され、高い精度で移動体の相
対位置を計測することができる。
【0034】上述のように基準距離Lを離して設置され
た基準GPS1と補正用GPS30との距離をGPS衛
星からの情報に基づいて計測し、計測した結果と基準距
離Lとの差を補正データ(ΔPd)として見積もること
により、計測GPS2が計測した移動体の相対位置を補
正データに基づいて補正することができ、さらに高い精
度で移動体の相対位置を計測することができる。
【0035】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、計測する計測
領域内の基準となる場所に基準GPSを置く簡単な設備
で計測領域内の移動体の位置を高い精度で計測すること
ができる。
【0036】請求項2の発明によれば、移動体の位置を
外部から正確に把握することができるので、例えば多数
の移動体の場所を正確に把握することができ、移動体を
無駄な動きをさせることなくコントロールすることがで
きるので作業効率を上げることができる。
【0037】また、徘徊老人の身体に計測GPSを取着
することにより限定された計測領域内での存在位置が正
確に把握することができ、事故等を未然に防止すること
ができる。
【0038】請求項3の発明によれば、基準距離をおい
て設置された基準GPSと補正用GPSとの距離をGP
S衛星の情報に基づいて計測し、計測した結果と基準距
離との差を補正データとして見積もることにより、計測
GPSが計測した移動体の位置を補正データに基づいて
補正することができ、さらに高い精度で移動体の位置を
計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の位置計測装置のシステム構成図
【図2】(a)(b)は基準GPS、計測GPSの構成
【図3】基準GPSと補正用GPSとの関係を示す構成
【図4】補正用GPSの構成図
【符号の説明】
1 基準GPS 2 計測GPS 3 GPS衛星 4 GPSアンテナ 6 GPS演算部 8 送信部 21 GPSアンテナ 23 GPS演算部 25 受信部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め設定された計測領域内に固定されG
    PS衛星からの情報に基づいて基準位置を算出する基準
    GPSと、上記計測領域内を移動する移動体の計測位置
    を上記GPS衛星からの情報に基づいて算出する計測G
    PSとの組み合わせからなる以下の要件を備えたことを
    特徴とするGPSを利用した高精度位置計測装置。 (イ) 上記基準GPSにはGPS衛星からの情報に基づい
    て基準位置を算出するGPS演算部と、該GPS演算部
    が算出した基準位置を計測GPSに送信する送信部とが
    備えられていること (ロ) 上記計測GPSにはGPS衛星からの情報に基づい
    て計測位置を算出するGPS演算部と、上記基準GPS
    の送信した基準位置を受信する受信部とを有し、上記G
    PS演算部は算出した計測位置に含まれる計測誤差と、
    受信した基準位置に含まれる計測誤差とを相殺し、上記
    移動体の基準位置からの相対位置を算出するように設け
    られていること
  2. 【請求項2】 前記計測GPSには該計測GPSが算出
    した相対位置を送信する送信部が備えられていることを
    特徴とする請求項1記載のGPSを利用した高精度位置
    計測装置。
  3. 【請求項3】 前記高精度位置計測装置には前記基準G
    PSから基準となる距離を離して補正用GPSが配置さ
    れるとともに、以下の要件を備えたことを特徴とする請
    求項1又は2記載のGPSを利用した高精度位置計測装
    置。 (イ) 上記補正用GPSにはGPS衛星からの情報に基づ
    いて補正位置を算出するGPS演算部と、算出した補正
    位置を基準GPSに送信する送信部とが備えられている
    こと (ロ) 上記基準GPSは上記補正用GPSが送信した補正
    位置を受信する受信部を有するとともに、基準GPSの
    算出した基準位置と、補正用GPSが算出した補正位置
    とから基準GPSと補正用GPSとの距離を算出し、算
    出した距離と基準距離とに基づいて補正データを作成
    し、基準位置とともに補正データを計測GPSに送信す
    るように設けられていること (ハ) 上記計測GPSはGPS衛星の情報に基づいて算出
    した計測位置と、受信部が受信した基準GPSの基準位
    置とから相対位置を算出し、算出した相対位置を受信し
    た補正データで補正するように設けられていること
JP24250895A 1995-08-28 1995-08-28 Gpsを利用した高精度位置計測装置 Pending JPH0961511A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008508515A (ja) * 2004-07-26 2008-03-21 ナヴコム テクノロジー インコーポレイテッド 基準受信機において計算した補正に基づくrtkナビゲーション用移動基準受信機
JP2008298550A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Nakanihon Koku Kk 路面高測定装置及び路面高測定方法
WO2017045143A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-23 SZ DJI Technology Co., Ltd. Systems and methods for positioning of uav

Cited By (4)

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Legal Events

Date Code Title Description
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Effective date: 20040601

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02