JPH1183979A

JPH1183979A - ナビゲーション装置、位置測定装置及び測位方法

Info

Publication number: JPH1183979A
Application number: JP9240953A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nagoshi; 啓名越
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】マルチパスノイズの影響を受けた衛星電波を
受信した状態でも、高精度の測位を可能とするナビゲー
ション装置を提供することである。【解決手段】衛星航法処理部１０４は、受信した衛星
電波のドップラーシフト量から車両の速度を求め、表示
処理部１１２に出力する。推測航法処理部１０９は、車
輪の回転数等から車両の速度を求め表示処理部１１２に
出力する。表示処理部１１２は、これらの速度の差が予
め設定された基準値を超えた場合に、マルチパスノイズ
の影響を受けた衛星電波を測位演算に使用したことを判
別して、衛星航法処理部１０４にコマンドを発行する。
衛星航法処理部１０４は、測位演算に使用する衛星電波
を組み替えて現在位置を求めることで、高精度の測位を
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＧＰＳ（Global
Positioning System）を用いたナビゲーション装置に
かかり、特にＧＰＳ衛星の発信する衛星電波がマルチパ
スノイズの影響を受けた場合に、その衛星電波を排除す
ることにより、高精度の測位を可能とするナビゲーショ
ン装置及び測位方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のナビゲーション装置は、例えば、
図１２に示すように、受信アンテナ１と、高周波回路２
と、相関器３と、衛星航法処理部４と、車速センサ５
と、角度センサ６と、バックライトセンサ７と、推測航
法処理部８と、ＣＤ−ＲＯＭ９と、表示処理部１０と、
ディスプレイ１１とより構成されている。

【０００３】図１２に示すナビゲーション装置におい
て、複数のＧＰＳ衛星の発信する電波は、受信アンテナ
１と高周波回路２により受信・同調され、相関器３で逆
拡散復調され、衛星航法処理部４に供給される。衛星航
法処理部４は、相関器３と相まって、内部の基準信号と
衛星受信信号との位相の遅早、即ち電波到達時間から、
該当衛星との間の距離（疑似距離）を求め、この疑似距
離に従って現在位置を示す測位情報を生成する。表示処
理部１０は、生成された測位情報に基づいて、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ９から読み出した地図情報に、現在位置を示すシン
ボルを合成してディスプレイ１１に表示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ナビゲーション装置
は、建物等の反射等によるいわゆるマルチパスノイズを
受信する場合がある。しかし、衛星電波がマルチパスノ
イズの影響を受けている場合に、その衛星電波を測位に
使用すると、衛星航法処理部４と相関器３とが電波到達
時間等を正確に測定できず、高精度の測位情報を生成す
ることができない。

【０００５】このため、表示処理部１０は、地図情報上
にナビゲーション装置の現在位置を表示する際に、実際
と異なる位置を現在位置として表示したり、現在位置を
地図情報の道路等にマッチングする場合にも、実際と異
なる道路にマッチングする場合があった。また、いった
ん現在位置を異なる道路等にマッチングしてしまうと、
マッチングした道路を基準として現在位置を求めるた
め、マルチパスノイズが解消されて測位情報の精度が向
上しても、実際の道路に現在位置を正しく表示するまで
に、時間を要していた。

【０００６】また、マルチパスノイズは、本来の電波信
号と周波数が同一であるため、フィルタ等を用いた除去
が困難であった。また、マルチパスノイズは、ゴースト
キャンセラー等の構成を付加することにより、ある程度
除去可能であるが、構造が複雑となり、製品のコストが
上昇してしまうという問題があった。

【０００７】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、高精度の測位を可能とすることを目的とする。ま
た、この発明は、特に衛星電波がマルチパスノイズの影
響を受けている状態でも、高精度の測位を可能とするナ
ビゲーション装置及び測位方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかるナビゲーション装置
は、複数の衛星からの電波を受信する衛星電波受信手段
と、前記衛星電波受信手段が受信した複数の衛星電波か
ら現在位置を求める現在位置計測手段と、前記現在位置
計測手段が使用する前記衛星電波に含まれているノイズ
の有無を検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手
段がノイズを検出した場合に、前記現在位置計測手段が
使用する衛星電波を組み替える衛星電波組替手段と、を
備えることを特徴とする。

【０００９】この構成によれば、ノイズが検出された場
合、現在位置の計測に使用する衛星電波を組み替える。
従って、ノイズを含んだ衛星電波を現在位置の計測から
排除し、高精度の測位をすることができる。

【００１０】ノイズ検出手段は、現在位置計測手段が求
める現在位置の誤差を判別し、誤差が大きい時に衛星電
波がノイズを含んでいると間接的に検出（又は判別）し
てもよい。また、衛星電波に含まれるノイズを直接検出
してもよい。例えば、衛星電波の自己相関を求め、自己
相関が大きい場合に、ノイズが存在すると判別すること
ができる。

【００１１】また、この発明にかかるナビゲーション装
置は、衛星電波組替手段に代えて、前記ノイズ検出手段
がノイズを検出した場合に、該ノイズを含む衛星電波を
前記現在位置計測手段の現在位置の計測から排除するノ
イズ除去手段を備えてもよい。

【００１２】この構成によれば、衛星電波に含まれてい
るノイズを検出した場合、現在位置の計測からノイズを
含んだ衛星電波を排除する。従って、実質的にノイズの
含まれていない、又はノイズの少ない受信信号を用い
て、高精度の測位をすることができる。

【００１３】ノイズは、例えば、マルチパスノイズを含
む。

【００１４】車両の車輪の回転により得られた移動距離
に基づいて、該車両の車両の速度を求める車両計測手段
をさらに備え、前記現在位置計測手段は、前記衛星電波
受信手段が受信した前記衛星電波の周波数のドップラー
シフト量から車両の速度を求める速度計測手段を備え、
前記ノイズ検出手段は、前記速度計測手段が求めた速度
と前記車両計測手段が求めた車両の速度との差に基づい
て、ノイズの有無を検出する手段を備えてもよい。

【００１５】衛星電波受信手段が受信した衛星電波の周
波数のドップラーシフト量から求めた速度と、車両計測
手段が車両の車輪の回転により得られた移動距離に基づ
いて求めた車両の速度の差が大きい時、衛星電波がノイ
ズを含んでいる（衛星電波がノイズの影響を受けてい
る）と間接的に検出することができる。従って、この構
成によれば、ノイズを含んだ衛星電波を現在位置の計測
から排除し、高精度の測位をすることができる。

【００１６】また、この発明にかかるナビゲーション装
置は、前記現在位置計測手段が求めた現在位置を記憶す
る記憶手段をさらに備え、前記車両計測手段は、車両の
相対角度に基づいて、該車両の進行方向を求める手段を
備え、前記現在位置計測手段は、前記ノイズ検出手段が
前記衛星電波に含まれているノイズを検出した場合に、
前記記憶手段が記憶した過去の現在位置に、前記車両計
測手段が求めた前記進行速度及び進行方向を反映させて
現在位置を求める手段を備えてもよい。

【００１７】衛星電波がノイズを含む場合、その衛星電
波から得られた現在位置には誤差が大きくなる。従っ
て、この発明では、このような場合に、現在位置計測手
段が衛星電波を使用して求めた現在位置を使用せずに、
記憶手段が記憶した過去の現在位置に、車両計測手段が
求めた移動情報を反映させて現在位置を求める。よっ
て、高精度の現在位置を測位することができる。

【００１８】前記衛星電波組替手段は、前記衛星電波受
信手段が受信した前記衛星電波に含まれる衛星の座標デ
ータから得られる衛星仰角の順序に従って、前記衛星電
波を組み替えてもよい。

【００１９】一般に、衛星仰角が小さい衛星ほど、衛星
とナビゲーション装置の間に障害物が存在する確率が大
きくなるため、衛星電波にノイズが含まれている確率が
高くなる。従って、衛星仰角が小さい衛星の順番に衛星
電波を組み替えることにより、ノイズを含んだ衛星電波
を効率良く排除することができる。

【００２０】前記衛星電波組替手段は、現在位置の計測
に最も悪影響を与えた衛星電波を現在位置の計測から排
除する手段を備えてもよい。

【００２１】例えば、測位演算に使用する衛星電波の組
合せを変えて、現在位置をそれぞれ求め、それらを比較
することにより、現在位置の計測に最も悪影響を与えた
ノイズを含んだ衛星電波を特定することができる。この
最も悪影響を与えた衛星電波を測位から排除することに
より、高精度の現在位置を計測することができる。

【００２２】また、この発明の第２の観点にかかる位置
測定装置は、複数の衛星からの電波を受信し、受信した
複数の電波を処理して現在位置と速度を測定する現在位
置計測手段と、車両の運行状況から車両の速度を求める
車両計測手段と、前記現在位置計測手段により求められ
た速度と前記車両計測手段により求められた速度とを比
較し、比較結果に応答して、前記現在位置計測手段が前
記現在位置の測定に使用する複数の電波の組合せを切り
替える衛星電波組替手段と、を備えることを特徴とす
る。

【００２３】この構成によれば、現在位置計測手段が求
めた速度と、車両計測手段が求めた速度とを比較し、例
えば、速度差が予め設定された基準値より大きい場合
に、衛星電波にノイズが含まれていることを判別し、衛
星電波組替手段が衛星電波を組み替える。従って、ノイ
ズを含んだ衛星電波を現在位置の計測から排除し、高精
度の測位をすることができる。

【００２４】前記現在位置計測手段は、前記衛星電波の
周波数のドップラーシフト量から車両の速度を求める手
段を備えてもよい。

【００２５】前記車両計測手段は、車輪の回転数及び車
両の相対角度から車両の進行速度及び進行方向を求める
手段を備えてもよい。

【００２６】また、この発明の第３の観点にかかる測位
方法は、複数の衛星の発信する電波を受信し、受信した
複数の衛星電波を使用して現在位置を求め、前記衛星電
波に含まれているノイズの有無を検出し、ノイズを検出
した場合に、現在位置を求めるために使用する前記衛星
電波を組み替える、ことを特徴とする。

【００２７】この発明によれば、衛星電波に含まれてい
るノイズを検出した場合、現在位置の計測に使用する衛
星電波を組み替える。従って、ノイズを含んだ衛星電波
を現在位置の計測から排除し、高精度の測位をすること
ができる。

【００２８】また、この発明にかかる測位方法は、前記
衛星電波に含まれているノイズを検出した場合に、該ノ
イズを含む衛星電波を現在位置の計測の使用から排除し
てもよい。

【００２９】また、この発明にかかる測位方法は、車両
の車輪の回転及び車両の相対角度に基づいて、該車両の
進行速度及び進行方向を求め、前記衛星電波に含まれて
いるノイズの有無を検出し、ノイズを検出した場合に、
前記記憶手段が記憶した過去の現在位置に、前記進行速
度及び進行方向を反映させて現在位置を求めてもよい。

【００３０】この発明によれば、衛星電波に含まれてい
るノイズを検出した場合、今回得られた現在位置を使用
せずに、記憶手段が記憶した過去の現在位置に、求めた
進行速度及び進行方向を反映させて現在位置を求める。
従って、誤差を含んだ現在位置を使用することなく、高
精度の現在位置を計測することができる。

【００３１】また、この発明にかかる測位方法は、複数
の衛星の発信する電波を受信し、受信した複数の衛星電
波を使用して現在位置と速度を求め、車両の運行状況か
ら車両の速度を求め、求めた２つの速度を比較し、比較
結果に応答して、現在位置を求めるために使用する前記
衛星電波を組み替えてもよい。

【００３２】この発明によれば、受信した前記衛星電波
から求めた速度と、車輪の回転数に基づいた距離及び時
間等からなる車両の運行状況から求めた速度とを比較
し、例えば、速度差が予め設定された基準値より大きい
場合に、衛星電波にノイズが含まれていることを判別す
る。従って、ノイズを含んだ衛星電波を現在位置の計測
から排除し、高精度の測位をすることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の第１の実施の形態にかかるナビゲーション装置及び測
位方法を説明する。図１は、この発明の実施の形態にか
かるナビゲーション装置の構成を示すブロック図であ
る。このナビゲーション装置は、受信アンテナ１０１
と、高周波回路１０２と、相関器１０３と、衛星航法処
理部１０４と、メモリ１０５と、車速センサ１０６と、
角度センサ１０７と、バックライトセンサ１０８と、推
測航法処理部１０９と、メモリ１１０と、地図情報格納
部１１１と、表示処理部１１２と、メモリ１１３と、デ
ィスプレイ１１４とより構成される。

【００３４】受信アンテナ１０１は、ヘリカル型アンテ
ナ、誘電体アンテナ、パッチ型平面アンテナ等からな
り、ＧＰＳ衛星が発信する衛星電波を受信する。

【００３５】高周波回路１０２は、受信アンテナ１０１
が受信した高周波（ＲＦ：Radio Frequency）の衛星電
波を同調受信し、相関器１０３に供給する。

【００３６】相関器１０３は、高周波回路１０２で得ら
れたスペクトラム拡散変調されている衛星電波を、デジ
タル処理により逆拡散復調し、衛星航法処理部１０４に
衛星受信信号として供給する。相関器１０３は、複数の
ＧＰＳ衛星が発信する衛星電波を、同時受信するマルチ
モード受信を行うために複数チャネル分設けられてい
る。

【００３７】衛星航法処理部１０４は、ＣＰＵ（中央処
理装置）等から構成され、以下に示す各処理を繰り返し
実行する。

【００３８】まず、衛星航法処理部１０４は、相関器１
０３より供給された衛星受信信号を基に、図２（ａ）に
示すフォーマットの測位情報を求め、表示処理部１１２
に出力する。測位情報は、図２（ａ）に示すように、測
位データ（緯度、経度、高度、速度）と速度ベクトル
Ｖ’からなる。測位データ（緯度、経度、高度、速度）
は、ナビゲーション装置を搭載している車両の緯度、経
度、高度及び速度をそれぞれ示す。測位データは、衛星
排除ポインタの指し示す衛星からの電波以外の衛星電波
を使用する測位演算から求められる。衛星排除ポインタ
は、測位演算から排除する衛星番号を示し、初期値が０
となっている。速度ベクトルＶ’は、衛星電波のドップ
ラーシフトより求められる車両の速度ベクトルを示す。

【００３９】また、衛星航法処理部１０４は、相関器１
０３と相まって、供給された衛星受信信号を基に、図３
に示す衛星テーブルを求める。衛星テーブルは、衛星番
号及び受信フラグからなる。衛星番号は、衛星毎に予め
定められた識別番号である。受信フラグは、衛星からの
電波を受信中である（ＯＮ）か又は受信中でない（ＯＦ
Ｆ）かを示す。

【００４０】さらに、衛星航法処理部１０４は、表示処
理部１１２より発行される衛星電波組替コマンドに応答
して、メモリ１０５に記憶する衛星排除ポインタの値を
変えて、測位演算に使用する衛星受信信号の組合せを変
更する。

【００４１】メモリ１０５は、ＲＡＭ等から構成され、
衛星航法処理部１０４が生成する測位情報や衛星テーブ
ル等を記憶する。

【００４２】車速センサ１０６は、車輪の回転数に応じ
たパルス信号を、推測航法処理部１０９に供給する。

【００４３】角度センサ１０７は、ジャイロコンパス等
からなり、車両の進行方向の相対角度を測定し、測定し
た相対角度を示す相対角度情報を、推測航法処理部１０
９に供給する。

【００４４】バックライトセンサ１０８は、バックライ
トへ供給される電気信号を検出して、車両の後進時に後
進信号を推測航法処理部１０９に供給する。

【００４５】推測航法処理部１０９は、ＣＰＵ等から構
成され、センサ１０６〜１０８からの情報を取得して、
図２（ｂ）に示すフォーマットの移動情報を求め、表示
処理部１１２に出力する。移動情報は、図２（ｂ）に示
すように移動データ（移動距離、方向の変化）、速度ベ
クトルＶ及び計測時刻データ（前回時刻、今回時刻）か
らなる。移動データ（移動距離、方向の変化）は、セン
サ１０６〜１０８から供給される情報から求められるも
ので、計測時刻データの前回時刻を基準とした移動距離
及び方向の変化をそれぞれ示す。速度ベクトルＶは、移
動データ中の移動距離及び方向の変化と、計測時刻デー
タに基づいた移動時間とから求めた車両の速度ベクトル
を示す。計測時刻データ（前回時刻、今回時刻）は、前
回と今回の計測時刻をそれぞれ示す。

【００４６】推測航法処理部１０９は、予め、ナビゲー
ション装置の電源投入後等の初期設定時等に、衛星航法
処理部１０４からの測位データから車両の移動距離を求
める。推測航法処理部１０９は、この移動の間に車速セ
ンサ１０６から得られるパルス信号のパルス数を求め、
１パルスあたりの移動距離を算出しておき、移動距離算
出時に使用する。

【００４７】メモリ１１０は、ＲＡＭ等から構成され、
推測航法処理部１０９が使用する移動情報等を記憶す
る。

【００４８】地図情報格納部１１１は、ＣＤ−ＲＯＭ装
置等からなり、表示処理部１１２の制御により、地図情
報を表示処理部１１２に出力する。

【００４９】表示処理部１１２は、ＣＰＵ等から構成さ
れ、（１）衛星航法処理部１０４から測位情報を取得
し、（２）推測航法処理部１０９から移動情報を取得
し、（３）衛星航法処理部１０４が正常な衛星電波を測
位演算に使用している場合に、測位情報からそのまま現
在位置を取得し、（４）衛星航法処理部１０４がマルチ
パスノイズの影響を受けている衛星電波を測位演算に使
用している場合に、測位情報を使用しないで移動情報か
ら現在位置を求めると共に、衛星航法処理部１０４に衛
星電波組替コマンドを発行する。

【００５０】表示処理部１１２は、取得した現在位置に
対応する地図情報を、地図情報格納部１１１より取得し
て、現在位置を示すシンボルを合成してディスプレイ１
１４に表示する。

【００５１】メモリ１１３は、ＲＡＭ等から構成され、
表示処理部１１２が使用する測位情報や移動情報等を記
憶する。

【００５２】ディスプレイ１１４は、ＬＣＤ（液晶ディ
スプレイ）又はＣＲＴ（陰極線管）等からなり、表示処
理部１１２の制御により、地図情報及び現在位置を示す
シンボルを表示する。

【００５３】以下、第１の実施の形態にかかるナビゲー
ション装置の測位動作及び表示動作を図４〜図６のフロ
ーチャートを参照して説明する。図４は、衛星航法処理
部１０４での測位情報出力処理を示す。図５は、推測航
法処理部１０９での移動情報出力処理を示す。図６は、
表示処理部１１２での表示情報出力処理を示す。

【００５４】まず、衛星航法処理部１０４が実行する衛
星情報出力処理を図４を参照して説明する。衛星航法処
理部１０４は、図４に示す処理を繰り返し実行し、図２
（ａ）に示す測位情報を表示処理部１１２に逐次出力す
る。即ち、衛星航法処理部１０４は、表示処理部１１２
から発行される衛星電波組替えコマンド（図５を参照し
て後述する）の受信の有無を判別する（ステップＳ１０
１）。

【００５５】衛星航法処理部１０４は、衛星電波組替え
コマンドを受信していないことを判別した場合に、相関
器１０３から受信アンテナ１０１で受信された衛星電波
を、高周波回路１０２で同調受信し、逆拡散復調された
衛星受信信号を取得する（ステップＳ１０２）。

【００５６】衛星航法処理部１０４は、取得した衛星受
信信号から、メモリ１０５に記憶されている図３に示す
衛星テーブルの受信フラグを、衛星毎に、衛星電波が受
信中であればＯＮとし、受信中でなければＯＦＦとする
（ステップＳ１０３）。衛星航法処理部１０４は、相関
器１０３と相まって、取得した衛星受信信号から衛星の
軌道データと擬似距離情報（ナビゲーション装置と衛星
間の距離）を生成する。次に、衛星航法処理部１０４
は、衛星排除ポインタが指示する衛星以外で、かつ、図
３に示す衛星データの受信フラグがＯＮとなっている衛
星の軌道データと擬似距離情報に基づいて測位演算を行
い、車両の緯度、経度、高度及び速度からなる測位デー
タを求める（ステップＳ１０４）。

【００５７】衛星航法処理部１０４は、相関器１０３か
ら供給される衛星電波の周波数のうち、測位演算で使用
している衛星電波の周波数と、予めメモリ１０５に記憶
しているそれらの衛星電波の周波数とのずれ、即ちドッ
プラーシフト量から車両の速度ベクトルＶ’を求める
（ステップＳ１０５）。衛星航法処理部１０４は、表示
処理部１１２に、求めた測位情報（図２（ａ））を出力
する（ステップＳ１０６）。表示処理部１１２は、この
測位情報をメモリ１１３の測位情報格納エリアに記憶す
る。

【００５８】次に、推測航法処理部１０９が実行する移
動情報出力処理を図５を参照して説明する。推測航法処
理部１０９は、図５に示す移動情報出力処理を繰り返し
実行し、図２（ｂ）に示す移動情報を表示処理部１１２
に逐次出力する。即ち、推測航法処理部１０９は、車速
センサ１０６から車輪の回転数に応じたパルス信号を、
角度センサ１０７から相対角度情報を、バックライトセ
ンサ１０８から後進信号をそれぞれ取得する（ステップ
Ｓ２０１）。

【００５９】推測航法処理部１０９は、取得したパルス
信号のパルス数から移動距離を求める。推測航法処理部
１０９は、図示せぬ基準クロック発生部から供給される
時刻から、図２（ｂ）に示す計測時刻データをそれぞれ
更新する。推測航法処理部１０９は、角度センサ１０７
から取得した相対角度情報と、バックライトセンサ１０
８から取得した後進信号から、方向の変化を求める（ス
テップＳ２０２）。

【００６０】推測航法処理部１０９は、求めた移動距離
及び方向の変化と、前回時刻と今回時刻との差の時間と
から車両の速度ベクトルＶを求める（ステップＳ２０
３）。推測航法処理部１０９は、求めた情報から、図２
（ｂ）に示す移動情報を生成し、表示処理部１１２に出
力する（ステップＳ２０４）。表示処理部１１２は、こ
の移動情報をメモリ１１３の移動情報格納エリアに記憶
する。

【００６１】次に、表示処理部１１２が実行する表示情
報出力処理を図６を参照して説明する。表示処理部１１
２は、図示せぬ割り込み発生部で発生する割込信号、例
えば一定周期の割込信号に応答して、図６に示す表示情
報出力処理を開始する。まず、表示処理部１１２は、メ
モリ１１３の測位情報格納エリアに記憶されている衛星
航法処理部１０４から出力された図２（ａ）に示す測位
情報を取得する（ステップＳ３０１）。次に、表示処理
部１１２は、メモリ１１３の移動情報格納エリアに記憶
されている推測航法処理部１０９から出力された図２
（ｂ）に示す移動情報を取得する（ステップＳ３０
２）。表示処理部１１２は、マルチパスノイズを検出す
るため、取得した移動情報の速度ベクトルＶと、測位情
報の速度ベクトルＶ’との差を求める（ステップＳ３０
３）。

【００６２】表示処理部１１２は、求めた速度ベクトル
の差が、予め設定された基準値以内の場合、衛星航法処
理部１０４が、正常な衛星電波を測位演算に使用したと
判別する。一方、求めた速度ベクトルの差が、予め設定
された基準値を超えている場合、表示処理部１１２は、
衛星航法処理部１０４がマルチパスノイズの影響を受け
た衛星電波を測位演算に使用したと判別する（ステップ
Ｓ３０４）。

【００６３】表示処理部１１２は、衛星航法処理部１０
４が、正常な衛星電波を測位演算に使用したと判別した
場合、衛星航法処理部１０４から取得した測位データか
ら現在位置を求める（ステップＳ３０５）。表示処理部
１１２は、今回求めた現在位置をメモリ１１３に記憶す
る（ステップＳ３０６）。表示処理部１１２は、地図情
報格納部１１１を制御して、現在位置に対応する地図情
報を取得する（ステップＳ３０７）。表示処理部１１２
は、現在位置を示すシンボルを地図情報に合成して、デ
ィスプレイ１１４に表示する（ステップＳ３０８）。

【００６４】一方、ステップＳ３０４にて、衛星航法処
理部１０４が、マルチパスノイズの影響を受けた衛星電
波を測位演算に使用したと判別した場合に、衛星航法処
理部１０４に、衛星電波組替コマンドを発行する（ステ
ップＳ３０９）。

【００６５】衛星航法処理部１０４は、このコマンドに
応答して図４に示す処理を実行し、衛星電波の組合せを
変更する。即ち、衛星航法処理部１０４は、受信したコ
マンドが衛星電波組替コマンドであることを判別し（ス
テップＳ１０１）、メモリ１０５に記憶された図３に示
す衛星テーブルの受信フラグを、予め定められた衛星の
識別番号毎に、衛星電波が受信可能であればＯＮとし、
受信不能であればＯＦＦとする（ステップＳ１０７）。

【００６６】衛星テーブルの更新後、衛星航法処理部１
０４は、測位演算から排除する衛星を指し示す衛星排除
ポインタの値を、衛星テーブルの受信フラグを考慮した
上で、更新する（ステップＳ１０８）。例えば、衛星排
除ポインタの更新前の値が１の場合に、衛星航法処理部
１０４は、衛星番号２の受信フラグがＯＮであれば、衛
星排除ポインタの値を２に更新する。一方、衛星航法処
理部１０４は、衛星番号２の受信フラグがＯＦＦであれ
ば、衛星排除ポインタの値を３以降の値（受信フラグが
ＯＮの衛星）に更新する。また、衛星航法処理部１０４
は、衛星番号の最大値を超えた場合には、衛星排除ポイ
ンタの値を１にする。以下、衛星航法処理部１０４は、
上述のステップＳ１０３以降の処理を実行する。

【００６７】衛星電波組替コマンドの発行後、表示処理
部１１２は、図６に示すステップＳ３１０にて、前回の
ステップＳ３０６にてメモリ１１３に記憶した現在位置
に、推測航法処理部１０９から取得した図２（ｂ）に示
す移動情報（車両の運行に基づいて生成された情報）を
反映して、現在位置を求める。

【００６８】表示処理部１１２は、今回求めた現在位置
をメモリ１１３に記憶し（ステップＳ３０６）、地図情
報格納部１１１を制御して、現在位置に対応する地図情
報を取得する（ステップＳ３０７）。表示処理部１１２
は、現在位置を示すシンボルを地図情報に合成して、デ
ィスプレイ１１４に表示する（ステップＳ３０８）。

【００６９】以上説明したように、この実施の形態のナ
ビゲーション装置は、マルチパスノイズを検出した場
合、衛星電波の組合せを変更することにより、マルチパ
スノイズの影響を受けている衛星電波を排除することが
できる。従って、マルチパスノイズの影響の少ない高精
度の現在位置を計測することができる。また、マルチパ
スノイズの影響を受けた衛星電波を測位演算に使用した
場合、衛星電波の情報を使用せずに、過去の現在位置に
車両の移動情報を反映して現在位置を求めることによ
り、高精度の測位をすることができる。

【００７０】なお、上記の第１の実施の形態では、車両
の速度ベクトルＶ’を衛星電波の周波数のドップラーシ
フト量から求めたが、測位データから求めた移動距離、
方向の変化及び移動時間に基づいて求めてもよい。例え
ば、衛星衛星航法処理部１０４は、図７に示すようなフ
ォーマットの測位情報を使用し、前回測位データ中の緯
度及び経度と、今回測位データ中の緯度及び経度とから
移動距離及び方向の変化を求める。また、衛星航法処理
部１０４は、計測時刻データ中の前回時刻と今回時刻の
差の時間から移動時間を求める。衛星航法処理部１０４
は、このように求めた移動距離、方向の変化及び移動時
間から車両の速度ベクトルＶ’を求める。

【００７１】上記の第１の実施の形態では、衛星電波組
替コマンド応答時に、衛星番号の順番に衛星を排除し、
測位演算に使用する衛星電波の組合せを変更したが、衛
星の仰角の順序に従って、衛星電波の組合せを変更して
もよい。

【００７２】例えば、衛星航法処理部１０４は、図８に
示すようなフォーマットの衛星テーブルを使用する。衛
星テーブル中の衛星仰角は、衛星受信信号に含まれる衛
星の軌道データから得られる衛星の仰角を示す。衛星航
法処理部１０４は、衛星電波組替コマンドに応答して、
衛星テーブルの更新を行い、図８に示す衛星仰角の値の
最も小さい衛星番号４を衛星排除ポインタに記憶する。

【００７３】衛星航法処理部１０４は、最初に衛星仰角
の値の最も小さい衛星を排除して、測位演算を行う。そ
れでもなお、マルチパスノイズの影響を受けた衛星電波
を排除できない場合は、次に衛星仰角の値の小さい衛星
番号６を排除して測位演算を行う。

【００７４】一般に、衛星仰角が小さい衛星ほど、衛星
とナビゲーション装置との間に障害物が存在する確率が
大きくなるため、衛星電波にマルチパスノイズが含まれ
ている確率が高くなる。従って、衛星仰角が小さい衛星
の順番に衛星電波を組み替えることにより、ノイズを含
んだ衛星電波を効率良く排除することができる。

【００７５】一方、上記のような規則を持たせず、測位
演算に使用する衛星電波の組合せを変更してもよい。例
えば、衛星航法処理部１０４は、衛星電波組替コマンド
に応答して、衛星テーブルの更新を行い、図３に示す衛
星テーブルの受信フラグがＯＮの衛星を抽出し、毎回そ
の中から乱数を発生させて選んだ１つの衛星を除いた衛
星電波の組合せを変更してもよい。

【００７６】また、排除する衛星の数は１つに限定され
ない。例えば、１つの衛星を除いた衛星電波を測位演算
に使用する全ての組合せを試しても、マルチパスノイズ
の影響を受けた衛星電波を排除できない場合に、２つの
衛星を除いた衛星電波を測位演算に使用する組合せに変
更して、現在位置の計測を行ってもよい。

【００７７】上記の第１の実施の形態では、衛星電波の
組合せを変更し、衛星航法処理部１０４が求めた速度ベ
クトルＶ’と推測航法処理部１０９が求めた速度ベクト
ルＶとの差が予め設定された基準値以内になった場合
に、その衛星電波を使用して現在位置を計測したが、衛
星電波の組合せ毎に衛星航法処理部１０４が求めた速度
ベクトルＶ’と推測航法処理部１０９が求めた速度ベク
トルＶとの差を比較して、その差が最も少なかった衛星
電波の組合せを使用して現在位置を計測してもよい。最
もマルチパスノイズの影響の受けていない衛星電波の組
合せとすることで、現在位置の計測に最も悪影響を与え
た衛星電波を排除することができる。

【００７８】上記の第１の実施の形態では、推測航法処
理部１０９が求めた速度ベクトルＶと衛星航法処理部１
０４が求めた速度ベクトルＶ’とを計測速度データを使
用したが、推測航法処理部１０９の移動情報出力処理を
一定周期、例えば０．５秒間隔で実行して、計測速度デ
ータを使用せずに速度ベクトルＶを求めてもよい。

【００７９】上記の第１の実施の形態では、衛星航法処
理部１０４及び推測航法処理部１０９が繰り返し各処理
を独自に実行したが、表示処理部１１２が衛星航法処理
部１０４及び推測航法処理部１０９を制御して、各処理
を実行させてもよい。

【００８０】上記の第１の実施の形態では、マルチパス
ノイズの影響を受けている衛星電波を、推測航法処理部
１０９が求めた速度ベクトルＶと、衛星航法処理部１０
４が求めた速度ベクトルＶ’との差を比較して判別した
が、衛星航法処理部１０４が同時期に求めた複数の現在
位置を互いに比較することにより判別してもよい。

【００８１】例えば、衛星電波が図３に示す受信状態の
場合に、まず、衛星航法処理部１０４は、図３に示す受
信フラグがＯＮの衛星のうち、衛星番号１を除いた衛星
電波を測位演算に使用して現在位置を求める。次に、衛
星航法処理部１０４は、衛星番号２を除いた衛星電波を
測位演算に使用して現在位置を求める。以下順に、測位
演算に使用する衛星電波の組合せを変更して測位演算を
行い、現在位置を求める。このようにして、衛星航法処
理部１０４は、測位演算に使用する衛星電波の組合せを
変更して、同時期に複数の現在位置を求め、表示処理部
１１２に出力する。表示処理部１１２は、取得した全て
の現在位置から平均となる位置を求め、この位置と現在
位置との差が予め設定された基準値より大きい場合に、
衛星電波がマルチパスノイズの影響を受けていることを
判別する。このように判別された衛星電波の組合せか
ら、マルチパスノイズの影響を受けている衛星電波を特
定し、特定した衛星電波を現在位置の計測から排除する
ことにより、高精度の測位をすることができる。

【００８２】上記の第１の実施の形態では、表示処理部
１１２が、マルチパスノイズを検出しているが、衛星航
法処理部１０４がマルチパスノイズを検出してもよい。
図９は、衛星航法処理部１０４においてマルチパスノイ
ズを検出するこの発明の第２の実施の形態にかかるナビ
ゲーション装置の構成を示すブロック図であり、図１の
ブロック図と同一部分には、同一符号を付している。

【００８３】図９の構成では、推測航法処理部１０９の
出力する移動情報が、表示処理部１１２及び衛星航法処
理部１０４に出力される。まず、衛星航法処理部１０４
は、測位情報を求め、推測航法処理部１０９より得られ
た移動情報の速度ベクトルＶと、測位情報の速度ベクト
ルＶ’との差を求める。

【００８４】衛星航法処理部１０４は、求めた速度ベク
トルの差が、予め設定された基準値以内の場合に、正常
な衛星電波を測位演算に使用したと判別する。また、予
め設定された基準値を超えている場合に、マルチパスノ
イズの影響を受けた衛星電波を測位演算に使用したと判
別する。衛星航法処理部１０４は、マルチパスノイズの
影響を受けた衛星電波を測位演算に使用したと判別した
場合に、測位に使用する衛星電波の組合せを変更する。

【００８５】このような構成によっても、測位演算に使
用する衛星電波の組合せを変更することで、マルチパス
ノイズの影響を受けた衛星電波を排除することができ
る。また、第２の実施の形態にかかるナビゲーション装
置では、表示処理部１１２の処理の負荷を軽減すること
ができ、衛星航法処理部１０４、推測航法処理部１０９
及び表示処理部１１２の処理を均一化することで、全体
の処理効率を向上することができる。

【００８６】なお、以上の実施の形態では、移動情報の
速度ベクトルＶと、測位情報の速度ベクトルＶ’との差
が大きい時、衛星電波がノイズを含んでいると間接的に
検出したが、衛星電波から直接的にノイズを検出しても
よい。例えば、受信した衛星電波の異なるタイミングの
信号波形の相関関係、いわゆる自己相関を求め、自己相
関が大きい場合に、マルチパスノイズが存在すると判別
することができる。

【００８７】なお、以上の実施の形態では、衛星航法処
理部１０４と推測航法処理部１０９とを分離したが、図
１０に示すように、衛星航法処理部１０４と推測航法処
理部１０９を１つにまとめて、航法処理部２０１として
もよい。衛星航法処理部１０４と推測航法処理部１０９
を１つにまとめることで、データ送受信を減らすことが
できる。

【００８８】また、図１１に示すように、衛星航法処理
部１０４、推測航法処理部１０９及び表示処理部１１２
を１つにまとめて、航法・表示処理部３０１としてもよ
い。衛星航法処理部１０４、推測航法処理部１０９及び
表示処理部１１２を１つにまとめることで、コマンドや
データ送受信をなくすことができ、処理効率を向上する
ことができる。

【００８９】なお、この発明のナビゲーション装置は、
専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステム
を用いて実現可能である。例えば、ＧＰＳ衛星が発信す
る衛星電波を受信する受信ユニットと車両からの移動情
報を取得する車両センサユニットと読み出し可能な地図
情報とを備えるコンピュータに上述の動作を実行するた
めのプログラムを格納した媒体（フロッピーディスク、
ＣＤ−ＲＯＭ等）から該プログラムをインストールする
ことにより、上述の処理を実行するナビゲーション装置
を構成することができる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、高精度の測位を可能とすることができ、特にマルチ
パスノイズの影響を受けた衛星電波を受信した状態で
も、高精度の測位を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態にかかるナビゲー
ション装置の構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の第１の実施の形態にかかる測位情報
及び移動情報のデータフォーマットを示す図である。

【図３】この発明の第１の実施の形態にかかる衛星テー
ブルを示す図である。

【図４】この発明の第１の実施の形態にかかるナビゲー
ション装置の衛星航法処理部１０４での測位情報出力処
理を示すフローチャートである。

【図５】この発明の第１の実施の形態にかかるナビゲー
ション装置の推測航法処理部１０９での移動情報出力処
理を示すフローチャートである。

【図６】この発明の第１の実施の形態にかかるナビゲー
ション装置の表示処理部１１２での表示情報出力処理を
示すフローチャートである。

【図７】この発明の第１の実施の形態にかかる測位情報
のデータフォーマットを示す図である。

【図８】この発明の第１の実施の形態の変形例にかかる
衛星テーブルを示す図である。

【図９】この発明の第２の実施の形態にかかるナビゲー
ション装置の構成を示すブロック図である。

【図１０】この発明の第２の実施の形態の変形例にかか
る航法処理部２０１を用いたナビゲーション装置を示す
ブロック図である。

【図１１】この発明の第２の実施の形態の変形例にかか
る航法・表示処理部３０１を用いたナビゲーション装置
を示すブロック図である。

【図１２】従来のナビゲーション装置の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０１受信アンテナ１０２高周波回路１０３相関器１０４衛星航法処理部１０５メモリ１０６車速センサ１０７角度センサ１０８バックライトセンサ１０９推測航法処理部１１０メモリ１１１地図情報格納部１１２表示処理部１１３メモリ１１４ディスプレイ２０１航法処理部２０２メモリ３０１航法・表示処理部３０２メモリ１受信アンテナ２高周波回路３相関器４衛星航法処理部５車速センサ６角度センサ７バックライトセンサ８推測航法処理部９ＣＤ−ＲＯＭ１０表示処理部１１ディスプレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の衛星からの電波を受信する衛星電波
受信手段と、前記衛星電波受信手段が受信した複数の衛星電波から現
在位置を求める現在位置計測手段と、前記現在位置計測手段が使用する前記衛星電波に含まれ
ているノイズの有無を検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段がノイズを検出した場合に、前記現
在位置計測手段が使用する衛星電波を組み替える衛星電
波組替手段と、を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】複数の衛星からの電波を受信する衛星電波
受信手段と、前記衛星電波受信手段が受信した複数の衛星電波から現
在位置を求める現在位置計測手段と、前記現在位置計測手段が使用する前記衛星電波に含まれ
ているノイズの有無を検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段がノイズを検出した場合に、該ノイ
ズを含む衛星電波を前記現在位置計測手段の現在位置の
計測から排除するノイズ除去手段と、を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】前記ノイズは、マルチパスノイズを含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のナビゲーショ
ン装置。
【請求項４】車両の車輪の回転により得られた移動距離
に基づいて該車両の速度を求める車両計測手段をさらに
備え、前記現在位置計測手段は、前記衛星電波受信手段が受信
した前記衛星電波の周波数のドップラーシフト量から車
両の速度を求める速度計測手段を備え、前記ノイズ検出手段は、前記速度計測手段が求めた速度
と前記車両計測手段が求めた車両の速度との差に基づい
て、ノイズの有無を検出する手段を備える、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のナビゲー
ション装置。
【請求項５】前記現在位置計測手段が求めた現在位置を
記憶する記憶手段をさらに備え、前記車両計測手段は、車両の相対角度に基づいて、該車
両の進行方向を求める手段を備え、前記現在位置計測手段は、前記ノイズ検出手段が前記衛
星電波に含まれているノイズを検出した場合に、前記記
憶手段が記憶した過去の現在位置に、前記車両計測手段
が求めた前記進行速度及び進行方向を反映させて現在位
置を求める手段を備える、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のナビ
ゲーション装置。
【請求項６】前記衛星電波組替手段は、前記衛星電波受
信手段が受信した前記衛星電波に含まれる衛星の座標デ
ータから得られる衛星仰角の順序に従って、前記衛星電
波を組み替える、ことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装
置。
【請求項７】前記衛星電波組替手段は、現在位置の測位
に最も悪影響を与えた衛星電波を現在位置の計測から排
除する手段を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装
置。
【請求項８】複数の衛星からの電波を受信し、受信した
複数の電波を処理して現在位置と速度を測定する現在位
置計測手段と、車両の運行状況から車両の速度を求める車両計測手段
と、前記現在位置計測手段により求められた速度と前記車両
計測手段により求められた速度とを比較し、比較結果に
応答して、前記現在位置計測手段が前記現在位置の測定
に使用する複数の電波の組合せを切り替える衛星電波組
替手段と、より構成されることを特徴とする位置測定装置。
【請求項９】前記現在位置計測手段は、前記衛星電波の
周波数のドップラーシフト量から車両の速度を求める手
段を備える、ことを特徴とする請求項８に記載の位置測
定装置。
【請求項１０】前記車両計測手段は、車両の車輪の回転
数及び車両の相対角度に基づいて、該車両の進行速度及
び進行方向を求める手段を備える、ことを特徴とする請
求項８又は９に記載の位置測定装置。
【請求項１１】複数の衛星の発信する電波を受信し、受信した複数の衛星電波を使用して現在位置を求め、前記衛星電波に含まれているノイズの有無を検出し、ノ
イズを検出した場合に、現在位置を求めるために使用す
る前記衛星電波を組み替える、ことを特徴とする測位方法。
【請求項１２】複数の衛星の発信する電波を受信し、受信した複数の衛星電波を使用して現在位置を求め、前記衛星電波に含まれているノイズの有無を検出し、ノ
イズを検出した場合に、該ノイズを含む衛星電波を現在
位置の計測の使用から排除する、ことを特徴とする測位方法。
【請求項１３】車両の車輪の回転及び車両の相対角度に
基づいて該車両の進行速度及び進行方向を求め、前記衛星電波に含まれているノイズの有無を検出し、ノ
イズを検出した場合に、前記記憶手段が記憶した過去の
現在位置に、前記進行速度及び進行方向を反映させて現
在位置を求める、ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の測位方
法。
【請求項１４】複数の衛星の発信する電波を受信し、受信した複数の衛星電波を使用して現在位置と速度を求
め、車両の運行状況から車両の速度を求め、求めた２つの速度を比較し、比較結果に応答して、現在
位置を求めるために使用する前記衛星電波を組み替え
る、ことを特徴とする測位方法。