JPH11281727A - Gps航法装置 - Google Patents

Gps航法装置

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JPH11281727A
JPH11281727A JP10084555A JP8455598A JPH11281727A JP H11281727 A JPH11281727 A JP H11281727A JP 10084555 A JP10084555 A JP 10084555A JP 8455598 A JP8455598 A JP 8455598A JP H11281727 A JPH11281727 A JP H11281727A
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ship
unit
antenna
gps
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Koji Yamada
耕司 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 GPS航法装置において、船舶の動揺による
瞬時変動を受けることなくしかも実際の船速に対する応
答遅れを防止して正確に船速を測定する。 【解決手段】 GPS受信測位部12はGPSアンテナ
部11で受信された受信電波を処理して船体の位置及び
移動速度を測位結果として算出する。傾斜角度検出部1
4は予め定められた基準に対する船体の傾斜角度を検出
して検出傾斜角を得る。アンテナ位置変動速度演算部1
5は検出傾斜角に応じてアンテナ部の位置の変動速度を
アンテナ位置変動速度として求める。補正速度演算部1
6は移動速度をアンテナ位置変動速度で補正して補正速
度とし、測位結果表示部13に与える。これによって、
船舶の動揺による瞬時変動を受けることなくしかも実際
の船速に対する応答遅れを防止することができる。

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航法装置に
関し、特に、船舶の動揺による測定誤差を防止できるG
PS航法装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、船舶用GPS航法装置として、
例えば、図3に示すGPS航法装置が知られている。図
示のGPS航法装置は船舶に搭載されており、GPSア
ンテナ部21、GPS受信測位部22、及び測位結果表
示部23を備えている。GPS航法装置はGPSアンテ
ナ部21でGPS衛星からの電波を受信して、測位を行
う。周知のように、GPS受信測位部22は、通常4個
のGPS衛星からの電波を受信し、受信装置の位置(つ
まり、船舶の位置)求める。この際、4個のGPS衛星
と船舶との間の疑似距離変化率(ドプラ周波数)の測定
から船舶の3軸方向の速度成分を求めることもできる。
つまり、船舶の移動速度(船速)を求めることができ
る。そして、測位データ及び移動速度は測定結果表示部
23に表示される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に、GPS航法装
置は、GPSアンテナ部、つまり、GPS衛星からの電
波を捕捉した位置(ポイント)で測位を行っており、船
速を測定する際には、GPSアンテナ部の位置の瞬時移
動速度を測定していることなる。
【0004】ところで、GPSアンテナ部がマスト等の
高い位置に取り付けられていることを考慮すると、船舶
が時化等の風波によって動揺した場合、船舶の移動速度
はそれぼど変動しないにもかかわらず、GPSアンテナ
部の位置(ポイント)は船舶の動揺に応じて大きく変動
する。
【0005】いま、船舶の船体自体の移動速度をVRと
すると、一般に、船速VRは船体のローリング/ピッチ
ング等による変動は少ないが、GPSアンテナ部の位置
は、例えば、ピッチングによって船舶の進行方向に周期
的に変動する。ここで、この周期的速度変動をVPとす
ると、GPS航法装置で測定される船速Vmは、図4で
示す結果となる。
【0006】一方、測定船速Vmの周期的変動を回避す
るため、測定船速Vmを平均化した場合、実際の船速に
対して平均化船速に応答遅れが生じてしまう。つまり、
一般には、平均化処理に行う際には、フィルタリング等
のデータ処理が用いられており、このようなデータ処理
を施すと、実際の船速は変化しているにもかかわらず、
測定船速が変化しせず(追従しない)、結果的に、応答
が遅れてしまう。
【0007】このように、従来のGPS航法装置では、
船舶が動揺した際、測定船速にふらつきが発生し、船舶
の移動速度を正確に把握することができないという問題
点がある。
【0008】本発明の目的は、船舶の動揺による瞬時変
動を受けることなく、しかも実際の船速に対する応答遅
れを防止して、正確に船速を測定することのできるGP
S航法装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、移動体
に搭載され、GPS衛星からの電波を受信するアンテナ
部と、該アンテナ部で受信された受信電波を処理して前
記移動体の位置及び移動速度を測位結果として算出する
GPS受信測位部と、前記測位結果を表示する測位結果
表示部とを有するGPS航法装置において、さらに、予
め定められた基準に対する前記移動体の傾斜角度を検出
して検出傾斜角を得る傾斜角検出部と、前記検出傾斜角
に応じて前記アンテナ部の位置の変動速度をアンテナ位
置変動速度として求める変動速度演算部と、前記移動速
度を前記アンテナ位置変動速度で補正して補正速度とす
る補正速度演算部とを有し、前記補正速度を前記移動速
度の代りに前記測位結果表示部に与えるようにしたこと
を特徴とするGPS航法装置が得られる。
【0010】前記移動体は、例えば、船舶であり、前記
傾斜角検出部は前記船舶の進行方向に対する傾斜角を測
定しており、前記変動速度演算部は前記進行方向に対す
る変動速度を算出する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
【0012】図1を参照して、図示のGPS航法装置
は、例えば、船舶に搭載されている。このGPS航法装
置は、GPSアンテナ部11、GPS受信測位部12、
測位結果表示部13、傾斜角度検出部14、アンテナ位
置変動速度演算部15、及び補正速度演算部16を備え
ている。
【0013】図3に関連して説明したように、このGP
S航法装置はGPSアンテナ部11でGPS衛星からの
電波を受信して、GPS受信測位部12において測位を
行うとともに船舶の移動速度(測定速度)を求めて、測
位データを測定結果表示部13に与える。この際、GP
S受信測位部12から測定速度が補正速度演算部16に
与えられる。
【0014】ここで、図2も参照して、船舶の動揺に応
じて、傾斜角度検出部14によって船体の傾斜角度が検
出され検出傾斜角ΘPとしてアンテナ位置変動速度演算
部15に与えられる。つまり、傾斜角度検出部14は予
め定められた基準に対する船体の傾斜角度を検出して検
出傾斜角を得る。
【0015】アンテナ位置変動速度演算部15では、ア
ンテナ位置の変動量を検出傾斜角ΘP及びアンテナ部の
高さHAから算出する。そして、アンテナ位置の変動量
に応じて規定時間(予め定められた時間)Tの間のアン
テナ位置変動速度VPを求める。なお、VPはおおよそ
2HA・sin(ΘP/2)/Tで表される。アンテナ
位置変動速度演算部15は、アンテナ位置変動速度VP
を補正速度演算部16に与える(このアンテナ位置変動
速度は船舶の進行方向と同一方向である際には、プラス
値となり、船舶の進行方向と逆方向である際には、マイ
ナスの値となる)。
【0016】前述のように、補正速度演算部16には、
GPS受信測位部12から測定速度が与えられており、
補正速度演算部16では、アンテナ位置変動速度VPに
応じて測定速度Vmを補正する。つまり、補正速度演算
部16では、測定速度Vmからアンテナ位置変動速度V
Pを引いて、補正速度(つまり、アンテナ部の速度変動
分を除去した速度)を求めて、測位結果表示部13に与
える。そして、測位結果表示部13は補正速度を船速V
Rとして表示する。
【0017】なお、上述の例では、船舶の航行方向にア
ンテナ部が傾斜する例について、説明したが、実際に船
舶の航行速度を測定する際に問題となるアンテナ部の位
置変動は船舶の航行方向に対しての変動であり、他の方
向の変動はほとんど問題とならないが、船舶の航行方向
と異なる方向にアンテナ部が傾斜した際にも同様にして
測定速度を補正することができる。
【0018】このように、本発明では、アンテナ部の変
動速度で船舶測定速度を補正するようにしたから、アン
テナ部の瞬時変動の影響を受けることなく、正確な船舶
移動速度を求めることができる。
【0019】さらに、本発明では、船舶測定速度をフィ
ルタリング等のデータ処理によって平均化してすること
なく、船舶測定速度を補正しているから、実際の船速に
対して応答遅れのない測定速度が得られる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、アン
テナ部の変動速度を測定して、このアンテナ部変動速度
に応じて船舶測定速度を補正するようにしたから、時化
のように船舶の動揺が大きい場合でも、正確にしかも応
答遅れがなく船速を測定できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるGPS航法装置の一例を示すブロ
ック図である。
【図2】図1に示すGPS航法装置においてアンテナ部
変動速度の算出方法を説明するための図である。
【図3】従来のGPS航法装置を示す図である。
【図4】図3に示すGPS航法装置における測定速度と
実際の速度とを比較して示す図である。
【符号の説明】
11,21 GPSアンテナ部 12,22 GPS受信測位部 13,23 測位結果表示部 14 傾斜角度検出部 15 アンテナ位置変動速度演算部 16 補正速度演算部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体に搭載され、GPS衛星からの電
    波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部で受信された
    受信電波を処理して前記移動体の位置及び移動速度を測
    位結果として算出するGPS受信測位部と、前記測位結
    果を表示する測位結果表示部とを有するGPS航法装置
    において、さらに、予め定められた基準に対する前記移
    動体の傾斜角度を検出して検出傾斜角を得る傾斜角検出
    部と、前記検出傾斜角に応じて前記アンテナ部の位置の
    変動速度をアンテナ位置変動速度として求める変動速度
    演算部と、前記移動速度を前記アンテナ位置変動速度で
    補正して補正速度とする補正速度演算部とを有し、前記
    補正速度を前記移動速度の代りに前記測位結果表示部に
    与えるようにしたことを特徴とするGPS航法装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されたGPS航法装置に
    おいて、前記移動体は船舶であり、前記傾斜角検出部は
    前記船舶の進行方向に対する傾斜角を測定しており、前
    記変動速度演算部は前記進行方向に対する変動速度を算
    出するようにしたことを特徴とするGPS航法装置。
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Cited By (1)

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JP2019508671A (ja) * 2015-12-14 2019-03-28 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh ポジション決定のための方法、電子制御装置及びシステム

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