JPS62277573A

JPS62277573A - Ｇｐｓ位置計測装置

Info

Publication number: JPS62277573A
Application number: JP12032486A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kishi; 岸　久夫; Yasuyuki Uekusa; 康之植草; Hideo Takai; 高井　秀夫
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1987-12-02

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】３、発明の詳細な説明［産業上の利用分野］この発明は、Ｇ　Ｐ　Ｓ　（Ｇ　１ｏｂａｌ　　Ｐ　ｏ
ｓｉｔｉｏｎｉｎｇ３ｙｓｔｅｍ　＞による位置計測装
置に関する。

［従来技術ＩＧＰＳ位置計測装置は、人工衛星からの電波を測位に必
要な複数個の衛星について受信することにより、航空機
、船舶、車両その他の被測位体と各衛星までの距離を測
定して、その位置を測位するものであるが、その原理、
方式等については特開昭６０−１５５７３、電子通信学
会技術研究報告Ｖｏ１．８４．陽７８，５ＡＮＥ８４−
１２．自動車技術１９８５．Ｖｏｌ、３９−１　（衛星
航法グローバル　ポジションニング　システム）等に詳
しい。

ところで、従来のＧＰＳ位置計測装置は、上空を周遊す
る多数の衛星の中から所定数の衛星の組合せを作り、各
組合せについて測位精度の劣化の指標であるＤ　ＯＰ　
（Ｄ　１ｌｕｔｉｏｎ　　ｏｆ　　Ｐ　ｒｅｃｉｓｉｏ
ｎ）値を計算し、ＤＯＰ値が最小となる衛星組合せにつ
いて衛星電波を受け、被測位体の位置を演算するよう構
成されている。

しかしながら、上記のごとき従来のＧＰＳ位置計測装置
では、被測位体の移動に応じて地形変化が生ずるので、
測位時に、選択された衛星について受信不能となる場合
が多く、安定した測位を行うことが難かしかった。

［発明の目的］この発明は、上記従来技術に鑑みて、選択した衛星の受
信確度を高めることにより、安定した測位を行うことが
できるＧＰＳ位置計測装置を提供することを目的とする
。

［発明の概要］上記目的を達成するため、この発明では、ＧＰＳ位置計
測装置を、移動する被測位体の１部に備えられた衛星電
波受信用のアンテナと、該アンテナで現在受信可能の各
衛星電波についての受信確度を過去の受信状態に基いて
検出する受信確度検出手段と、前記受信確度が比較的高
い衛星の中から所定数の衛星を選択する衛星選択手段と
、該手段で選択された衛星の衛星データに基いて前記被
測位体の位置を計測する位置演算手段と、を備えて構成
し、選択した衛星についての受信確度を高めるようにし
た。

〔実施例の説明１以下、添付図面を用いてこの発明の一実施例を説明する
。

第１図はこの発明の一実施例に係る車両用のＧＰＳ位置
計測装置のブロック図、第２図はその作用を示すフロー
チャートである。

第１図に示すように、ＧＰＳ位置計測装置は、衛星航法
装置１０と、推測航法装置２０と、中央処理装置３０と
、表示装置４ｏと、で構成されている。

衛星航法装置１０は、アンテナ１１と、擬似距離測定回
路１２と、１ｆｒ星デ一タ再生保持回路１３と、Ｗ１星
配装計算部１４と、受信率計算部１５と、衛星選択部１
６と、衛星航法位置演算部１７と、で構成されている。

チャンネル数は５であるが、受信方式は５チャンネル方
式、５スロット方式いずれでも良い。

ここに、５チヤンネルのうち４チヤンネルは測位用とし
て直接用いるものであり、内１チャンネルは受信率計算
用として専有するものとする。

推測航法装置２０は、地磁気センサスはジャイロ、或い
はこれらを組合せて構成される方位センサ２１と、距離
センサ２２と、移動車演算部２３と、で構成されている
。

アンテナ１１は、人工衛星からの電波を受信するための
ものである。

擬似距離測定回路１２は、捕捉衛星の電波の伝ｍｌ延時
間に光速を乗することにより、アンテナ１１と各衛星ま
での距離の概算（擬似距離）を求めるものである。

衛星データ再生保持回路１３は、捕捉衛星の電波から衛
星データを再生し、これを次に更新されるまでの間、記
憶保持するものである。

衛星配置計算部１４は、地球中心に対する捕捉衛星の配
置を計算するためのものである。

受信率計算部１５は、都心の高層ビル群の間、山間部、
海岸部、平野部等を走行する車両に対し、現在アンテナ
１１が各衛星＄１をどの位の確率で捕捉できるかを決定
するための受信率（％ンを計算するものである。衛星番
号１の衛星Ｓ１についての受信率ＳＶ＋は、所定時間毎
の計測回数をｊとして、次式で計算する。

ＳＶ＋　　＝　＜　　（Ｒ＋　　ｖ　＋　　＋−Ｐｊ　
ｖｊ＋−１：＜ｎ　ｖ　ｎ　　）／（ｖｌ　＋・・・ｖ
ｊ＋・・・ｖｎ）　　）　　・　１００・・・■ ここに、Ｒｊは第ｊ番目の計測における受信率を、■ｊ
はそのときの車速を示している。即ち、上式は、車両が
過去に時間へｔ　（例えば２０秒）毎の０回（例えば２
０回）の計測を経て現在に至っているとすると、平均受
信率はそのときどきの受信率をＲ１としてＳＶ＋であっ
たことを示している。計測を所定距離へ丈（例えば２０
ｍ）単位で行うこととし、そのときとぎの受信率がＲ１
であったとするならば、上式は、ＳＶ＋　＝　（（Ｒ＋　＋・・・Ｒｊ＋・Ｒｎ　）／ｎ
）・１００　　　　　　　　・・・■と書さ直すことが
できる。

衛星選択切替部１６は、多数の衛星の中から受信率ＳＶ
＋が所定値以上のものを選び出し、この中から最もＤＯ
Ｐ値の小さくなる衛星組合せを選択し、選択した衛星の
衛星番号を擬似距離測定回路１２に知らしめるものであ
る。測位精度の劣化を示す係数ＤＯＰとしては、３次元
測位における測位精度の劣化を示すＰＤＯＰ、水平方向
の測位劣化を示すＨＤＯＰ、垂直方向の測位精度の劣化
を示すＶＤＯＰ等あるが、これらは測位の目的に応じ適
宜使い分けられるものである。なお、３次元測位に必要
な衛星数は４であり、２次元測位に必要な衛星数は３で
ある。

衛星航法位置演算部１７は、衛星選択切替部１６で選択
された衛星について、前記擬似距離測定回路１２で測定
された擬似距離を入力すると共に前記衛星データ再生保
持回路から衛星データを入力し、所定の演算式を用いて
車両の絶対位１ｆＰ＋を演算するものである。

方位センサ２１は車両の進行方位を検出するものである
。

距離センサ２２は、車両が一定距離を走行する毎に単位
数のパルス信号を発生するものである。

移動量演算部２３は、前記方位センサ２１が出力する方
位信号及び前記距離センサ２２が出力するパルス信号を
入力し、車両の移動量△Ｐをベクトル値で検出するもの
である。

以上により、衛星航法装置１０は、衛星航法によりアン
テナ１１の位置、即ち車両の位置Ｐ１を絶対値で出力し
、推測航法装置２０は車両の移動円ΔＰをベクトル値で
出力する。

位置演算装置３０は、衛星航法位置演算部１７から絶対
位置Ｐ１が出力される場合にはこの絶対位置を計測位置
Ｐ２とし、衛星航法位置演算部１７から絶対位置が出力
されない場合には、前の絶対位＠Ｐ！に移動量演算部２
３から出力されるベクトル値ΔＰを加算して計測位置Ｐ
２を得、これを表示装置４０へ出力する。

表示装置４０は例えばナビゲーションシステムで構成さ
れ、測位結果Ｐ２を地図座標上に表示する。

第２図に示すように、上記ＧＰＳ位置計測装置に、ステ
ップ２０１で初期値が設定される。初期値は、時刻及び
初期位置等であり、これら初期値は図示しないキーボー
ドにより設定されるか、或いは自動設定されるものであ
る。初期位置を自動設定する場合には、車両停止時にお
ける前の計測位置が利用される。

ステップ２０３は擬似距離測定回路１２における衛星捕
捉の処理を示している。衛星捕捉は、衛星毎のＰＮ符号
の照合により行われるものである。

ステップ２０５は擬似距離測定回路１２における擬似距
離の測定処理を示している。擬似距離は電波の伝１番遅
延時間に光速を乗じて得られること前述した通りである
。

ステップ２０７は衛星データ再生保持回路における衛星
データ収集処理を示している。収集データは、捕捉され
た衛星について衛星毎に分類保持され、次の捕捉におい
て更新される。

ステップ２０９は衛星配置計算部１４における測位可能
の判断処理を示している。測位の可否は、後述するステ
ップ２２３において選択された衛星が捕捉されたか否か
で決定されるものである。

ステップ２１１は衛星航法位置演算部１７における測位
計算処理を示している。ここで、前記絶対位置Ｐ１が求
められる。

ステップ２１３は、前記衛星配置計算部１４におけるｔ
ａｒ星配置計算処理を示している。

ステップ２１５は、衛星配置計算部１４におけるＤＯＰ
値の計算処理を示している。ここでは、捕捉衛星を対象
として必要衛星数の各種組合せについてＤＯＰ値が演算
される。

ステップ２１７は、受信率演算部１５における受信率Ｓ
Ｖ１の計算処理が可能であるか否かの判断処理を示して
いる。可能であればステップ２１９へ移行し、ここで０
式に示した所定方位、所定仰角の衛星の受信率ＳＶｉが
計算される。

ステップ２２１は、受信率演算部１５にお（ブるランク
別区分は処理を示している。ここでは、例えば、受信率
９５％以上、次いで９０％以上、更に次いで８０％以上
のランク分けがされ、各衛星Ｓ１を各ランクに位置させ
る。

ステップ２２３は衛星選択切替部１６における基準ラン
ク以上の衛星で許容ＤＯＰ値を満足する衛星を選択する
処理を示している。例えば、今、５つの衛星Ｓ＋　、Ｓ
２　、Ｓ３　、Ｓ４　、Ｓ５が受信率９５％以上であり
、４つの衛星Ｓｌ　、　Ｓ２　。

Ｓ３．Ｓ４の組合せにおけるＤＯＰＷｌが許容値を満足
しているとすれば、ここでは衛星Ｓ＋　、８２　。

３３　、Ｓ４が選択されるが如くである。

ステップ２２３の処理に次いで、ステップ２０３の処理
が行われ、以後、以上の処理が繰り返され、ステップ２
１１で測位計算が行われ、衛星航法位置演算部１７から
測位結果Ｐ１が出力される。

以上、第２図で説明されたように、本例では、受信率Ｓ
Ｖ＋の高いものについて衛星選択され、ＤＯＰ値計算後
に再度捕捉される衛星について、その捕捉確率を高める
ことができる。従って、本例では、都心の高層ビル群の
間、山間部、海岸部、平野部等各種の地域特有の地形を
車両が移動中に把握して、地形に適合した衛星選択を自
動的に行うことができ、安定した測位を行うことができ
る。

本例では、各衛星の受信率ＳＶ＋を０式又は０式で定義
したが、各衛星の受信率ＳＶｉはこれに限定されて定義
されるものでなく、測位時にアンテナ１１が衛星捕捉で
きる確度を示す指標ならいずれでも使用できるものであ
る。

［発明の効果］以上の通り、この発明によれば、地形に応じて受信確度
の高い衛星選択を行うことができ、安定した測位を行う
ことができるＧＰＳ位置計測装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る車両用のＧ。ＰＳ位位置演算装置ブロック図、第２図はその作用を示
すフローチャートである。１ｏ・・・衛星航法装置１１・・・アンテナ１２・・・擬似距離測定回路１３・・・衛星データ再生保持回路１４・・・衛星配置計算部１５・・・受信率計算部１６・・・衛星選択切替部１７・・・衛星航法位置演算部２０・・・推測航法″”ＪＡＭ２１・・・方位センサ２２・・・距離センサ２３・・・移動量演算部３０・・・位置演算装置４０・・・表示装置特許出願人　　　　　日産自動車株式会代理人　　弁理
士　　三　好　　保　男Ｉ■ 社磐１″へａ二１、［：飢マ、・工：；Ｒ１，命２２・・距！センサ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）移動する被測位体の１部に備えられた衛星電波受
信用のアンテナと、該アンテナで現在受信可能の各衛星
電波についての受信確度を過去の受信状態に基いて検出
する受信確度検出手段と、前記受信確度が比較的高い衛
星の中から所定数の衛星を選択する衛星選択手段と、該
手段で選択された衛星の衛星データに基いて前記被測位
体の位置を計測する位置演算手段と、を備えて構成され
るＧＰＳ位置計測装置。