JPS61284687A

JPS61284687A - Ｇｐｓ航法装置

Info

Publication number: JPS61284687A
Application number: JP12760585A
Authority: JP
Inventors: Akira Okuyama; 奥山　昭; Toshihiro Kawazoe; 川添　利洋
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1985-06-12
Publication date: 1986-12-15
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPH06100645B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、市街地や山地を走行する自動車に装備して用
いるのに適したＧ　Ｐ　Ｓ　（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏ　−
ｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　）航法装置に関す
る。

（従来の技術）一般に、ＧＰＳ航法装置は、同時に３個以上の衛星を選
択し、ユーザ位置の測位を行なっている。一般に測位精
度を最も高くするため、幾何学的精度発散を示すＧＤＯ
Ｐ　（または水平方向精度発散を示すＨＤＯＰ）を最小
にする組み合わせの衛星が選択される形態のＧＰＳ航法
装置が知られている。

（発明が解決しようとしている問題点）しかし２例えば
ＧＤＯＰ最小で選ばれた衛星のなかには仰角の低い衛星
も含まれているため。

市街地や山地等の地域において遮蔽物が存在すると、そ
の遮蔽物が存在するたびに衛星からの信号の受信が不能
になシ、地上のＧＰＳ航法装置が測位不能となる欠点が
あった。

（問題点を解決するための手段）本発明は、ＧＰＳ航法装置を装備した自動車が市街地や
山地等を走行するに当って自動車の走行位置を測位する
ために選択された衛星からの信号が遮蔽物のためにたび
たび受信不能にならないように、遮蔽物の少ない郊外を
走行する場合と、遮蔽物の多い山地や市街地を走行する
場合とで、衛星選択部自体が測位可能な衛星の組合せを
決定する機能をもたせるようにしたＧＰＳ航法装置を提
供しようとするものである。

（実施例）第１図は１本発明装置の一実施例を示す構成図で、１は
衛星信号受信用アンテナ、２は受信部、３は演算処理部
、４は制御部、５は地図地形情報記憶部、６は位置表示
操作部、７は衛星選択部、８は推測位置演算部、９は磁
気方位計および１０は距離計である。

第１図に基づき動作を説明する前に９本発明で重要な衛
星の選択手段の概要を述べる。

即ち、自動車が、遮蔽物の少ない郊外を走行する場合の
衛星の選択をどのようにするかは。

次の項目で行なえばよい。

■ＧＤＯＰ最小の衛星組み合せを選ぶ。

■地図情報記憶部５よシデータを受は取り。

このデータよυ■で選んだ衛星が、高い山々などの遮蔽
物のために受信不能となる可能性が無いことを確認する
。

また、自動車が、遮蔽物の多い山地、市街地を走行する
場合における衛星の選択をどのようにするかは１次のよ
うな項目に重点をおいて行なう。

■）ユーザから見た衛星の仰角が、設定値より高いこと
。

■）衛星の方位が、自動車の進行方向または。

逆方向の付近および自動車の進行方向に対して直交方向
の付近にある衛星を選ぶ。

Ｉ）、ｎ）を衛星選択のための優先条件として相当程度
満足のゆく自己測位位置の連続測位をカバーできる。

地図地形情報記憶部では、郊外領域と市街地領域とに分
けられており、郊外領域では、山の位置、高さが記録さ
れている。これによって自動車が、郊外領域を走行しな
がら衛星選択を行なう場合、山の位置、高さにより受信
不能となる衛星が存在すれば、その衛星は、衛星選択か
ら除外することができる。

また、衛星選択部７は、地図地形情報記憶部５よシデー
タを受は取り、自動車が、郊外を走行しているかまたは
市街を走行しているかを判別し、郊外用衛星選択法かま
たは市街地用衛星選択法を選び、測位用の衛星を決定す
る。市街地用衛星選択法では、遮蔽物によって受信不能
となる可能性の低い衛星が測位用の衛星として選ばれる
。また、受信出来る可能性は低いが。

自動車の進行方向付近にある衛星と自動車の進行方向に
対して、直交方向付近にある衛星も選択する。これらの
衛星が、受信可能となると。

良好なＨＤＯＰが、得られることになる。このようにし
て、ＧＰＳ航法装置は、可能な限り連続測位できるよう
にする。実施例では、自動車が。

市街地を走行したときの、ＧＰＳ航法装置の動作を説明
する。

第２図は１本発明を説明するための図で具体的には、自
動車が、市街地を走行した場合にどのようにして自動車
走行路１１の経路をたどるがを説明するだめの図である
。

図示の例では９時刻ｔｏにおいて、自動車１７が。

北方向に走行しているが、このとき、上空に５つの衛星
が存在し２次のような衛星配置になっている。（）内は
受信状態を示す。

衛星１２・・・仰角１ｏ０　方位　９ｏ０　（受信不能
）衛星１３・・・仰角３０’　　方位１８ｏ０（受信可
能）衛星１４・・・仰角６０°　方位２７ｏ０（受信可
能）衛星１５・・・仰角２００　方位３１５°　（受信
不能）衛星１６・・・仰角１００　方位　００（受信可
能）ここで、衛星１２．衛星１５は、遮蔽物１８にょっ
　　　　トて受信不能になっている。ＧＰＳ航法装置は
。

自動車１７の進行方向を検出する磁気方位計９がらの方
位データおよび車輪の回転数を、検知す　　　　□る距
離計１０からの走行距離データを入力するとこの場合に
測位が２行なわれていなかったとしても、自動車の推測
位置と走行方向は求めることができるのである。

まず、第１図に基づきその動作説明を行なう。

ＧＰＳ航法装置は位置表示操作部６にユーザの初期位置
２日付１時刻が入力されると測位動作に入る。位置表示
操作部６に入力されたユーザの初期位置データが、制御
部４に送られる。このとき、制御部４は、衛星選択部７
にユーザの初期位置データを送り、衛星選択を行なうよ
う指令する。衛星選択部７は、地図地形情報記憶部５の
データを参照し、現在のユーザ初期位置から郊外用衛星
選択手段と市街用衛星選択手段のいずれが適切かを決定
する。その後、そのいずれか一方の手段によシ衛星の組
み合せを決定し、衛星の組み合せを制御部４へ知らせる
。これにより制御部４は１選択された衛星を受信するよ
う受信部２に指令する。この指令を受けて受信部２は、
アンテナ１から送られてきた衛星信号をデータ復調し、
かつ衛星の擬似距離を測定する。そして、この受信部２
は、衛星の航法メツセージデータ、衛星の擬似距離デー
タを演　　　　゛算処理部３に送る。この演算処理部３
は、これらのデータをもとにして９通常よく知られてい
る次の航法方程式を立て、ユーザ位置を求める。

航法方程式ＵＸ、ＵＹ、ＵＺ：ＸＹＺ地球固定座標系のユーザ位置
Ｂｕ：ユーザ時計オフセットｅｉｊ：衛星ｉとユーザ位置とのな゛す単位々クトルの
ｘｙｚ成分Ｓ　＝　（Ｒ１ｌＲ１２ＲＩ３ＢＩ　Ｒ２１Ｒ２２Ｒ２
３Ｂ２　Ｒｎ＆２Ｒ３３Ｂ３Ｒ４１Ｒ４Ｒ４３Ｂ４　〕
Ｔρ０〔ρ１ρ２ρ３ρ４〕７Ｒｌｊ：衛星ｉのＸＹＺ地球固定座標系のＸＹｚ成分Ｂ
ｉ：衛星ｉの衛星時計オフセット ρｉ　：衛星ｉの擬似距離この求められたユーザ位置結果を位置表示操作部６に送
る。位置表示操作部６はユーザ位置結果を表示する。ま
た、演算処理部３はユーザ位置結果を衛星選択部７にも
送る。衛星選択部７は、一定時間毎に、制御部４から衛
星選択を行なうよう指令され、これを受けて衛星選択を
行ない測位に使用する衛星の組み合わせを制御部４へ知
らせることになる。これを受けた制御部４は２選択され
た衛星を受信するように受信部２に指令する。受信部２
は、この指令を実行し、その後に２選択された各衛星が
受信できたかどうかを制御部４に知らせることになる。

制御部４は、この受信部２が受信できなかった測位用に
選択された衛星があったならば、衛星選択部７に、再度
衛星選択を行なうよう指示する。

そこで衛星選択部７は、受信できなかった衛星を除いた
衛星選択を行なうことになるのである。

そして、衛星選択部７は、新しく選び出した衛星の組み
合わせを制御部４に知らせることができる。すると、制
御部４は、演算処理部３に新しい衛星組み合わせを、測
位に使用するよう指示し、ＧＰＳ航法装置は、測位を続
行できることになる。また、ＧＰＳ航法装置が測位して
いないとき、または、一時的に測位不能となった場合、
推測位置演算部８は、自動車の進行方向を検出する磁気
方位計９からの方位データ。

および車輪の回転数を検知する距離計１０からの走行距
離データを受けて、ユーザの推測位置を計算する。その
後、この結果を、衛星選択部７゜演算処理部３に送る。

衛星選択部７と演算処理部３は、送られてきたデータを
ユーザの推測位置として利用する。

第２図の例では、まず２時刻ｔｏで衛星選択を行なう。

ここで、市街地用衛星選択法で述べたＩ）ユーザから見
た衛星の仰角がある値よシ高いことにより、衛星１４．
また■）衛星の方位が、自動車の進行方向または逆方向
付近にある衛星を選ぶことよシ、衛星１３．衛星１６を
選ぶ。また。

自動車の進行方向に対して直交方向付近にある衛星１２
を選択することによシ測位の精度を上げることができる
。

３次元測位を開始するとき、各衛星を受信し。

データ復調、擬似距離測定を行なうが、衛星には、建物
によって衛星信号が、遮蔽され受信不能となっている。

そのため衛星１２の代わりに。

衛星１５を再び選択する。しかし、衛星１５も、建物の
影響によシ受信不能である。よって受信可能な衛星は、
衛星１３．衛星１４．衛星１６の３衛星となシ、２次元
測位を開始する。その後、衛星１３、衛星１４．衛星１
６の３衛星による２次元測位を続行するが、自動車の進
行方行に対して直交方向付近にある衛星１２．衛星１５
を捕捉するよう努める。時刻ｔ１で、自動車が交差点に
来たとする。この時、衛星１２は、受信可能となり、　
ＧＰＳ航法装置は、衛星１２．衛星１３．衛星１４．衛
星１６による３次元測位が可能となる。また、この時の
ＨＤＯＰは以前と比べて良好なはずである。

この時、以前の測位位置の誤差が大きかったならば、以
前の測位位置の補正ができる。その後。

すぐに、衛星１２は、受信不能となり、再び２次元測位
が続行される。次に２図３において自動車が、進行方向
を変え東の方向に走行し、そのう衛星１３が選択される
。この時点では、全衛星受信可能となっておシ、３次元
測位が行なわれる。その後２時刻ｔ３で衛星１３が遮蔽
物１８のために、受信不能となり、衛星１２．衛星１４
．衛星１５゜衛星１６の組み合わせによる測位に切シ換
わる。

こうして、３次元測位が続行できることになる。

（発明の効果）以上、説明したように９本発明は、自動車の走行予定地
域の地図情報を用いて、走行する地域の地形に応じた衛
星を選択することにより。

衛星電波を途切れず受信することができるので遮蔽物の
多い地域においても連続した位置測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明装置の一実施例を示す構成図、第２図
、第３図は本発明を説明するだめの図である。１・・・アンテナ、２・・・受信部、３・・・演算処理
部４・・・制御部、５・・・地図地形情報記憶部、６・
・・位置表示操作部、７・・・衛星選択部、８・・・推
測位置演算部、９・・・磁気方位計、１０・・・距離計
、１１・・・自動車走行路、　１２．１３．１４．１５
および１６・・・衛星。１７・・・自動車、１８・・・遮蔽物特許出願人　　日本無線株式会社第１図

Claims

【特許請求の範囲】

　自動車に搭載するＧＰＳ航法装置において，自動車が
走行する予定地域の地図地形情報を記憶する地図地形情
報記憶部と，この地図地形情報から郊外領域，市街領域
のそれぞれの衛星選択手段を有し，また市街領域の衛星
選択手段として自動車が市街を走行中の地域の少なくと
も第１の条件としてユーザから見た衛星の仰角がある値
より高いことおよび第２の条件として衛星の方位が自動
車の進行方向とか逆方向の付近および自動車の進行方向
に対して直交方向の付近にある衛星を選ぶことにより，
衛星の組合せを決定する衛星選択部とを具備して自動車
走行位置の連続測位を行なうようにしたことを特徴とす
るＧＰＳ航法装置。