JPS6238377A - 衛星航法システム - Google Patents
衛星航法システムInfo
- Publication number
- JPS6238377A JPS6238377A JP60177589A JP17758985A JPS6238377A JP S6238377 A JPS6238377 A JP S6238377A JP 60177589 A JP60177589 A JP 60177589A JP 17758985 A JP17758985 A JP 17758985A JP S6238377 A JPS6238377 A JP S6238377A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- multipath
- output
- wave
- gps
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、グローバル・ポジショニング・システム（以
下ＧＰＳという）を用いた衛星航法システムに係り、特
に都市内におけるマルチパス波を検出する装置に関する
。
下ＧＰＳという）を用いた衛星航法システムに係り、特
に都市内におけるマルチパス波を検出する装置に関する
。
ＧＰＳは、米国国防省が開発している新しい全世界的な
衛星航法システムであり、世界中の何処にいても何時で
も、利用者の緯度、経度、高度の３次元位置を、数十ｍ
の精度で求めることが出来る衛星航法システムである。
衛星航法システムであり、世界中の何処にいても何時で
も、利用者の緯度、経度、高度の３次元位置を、数十ｍ
の精度で求めることが出来る衛星航法システムである。
衛星は、赤道この軌道傾斜角が５５°、高度が約２万ｋ
ｍの円軌道で、６つの軌道面上にそれぞれ３個配置され
た１８個で構成されている。そして地球上の何処でも常
に４個以上の衛星が見えるように衛星が配置されている
。
ｍの円軌道で、６つの軌道面上にそれぞれ３個配置され
た１８個で構成されている。そして地球上の何処でも常
に４個以上の衛星が見えるように衛星が配置されている
。
ＧＰＳを用いて、利用者の３次元位置が求められる原理
を以下述べる。第２図に示すように、ＧＰＳ衛星は正確
な時計をもっていて、衛星の位置情報と時刻を送信する
。
を以下述べる。第２図に示すように、ＧＰＳ衛星は正確
な時計をもっていて、衛星の位置情報と時刻を送信する
。
利用者は、衛星に塔載されている時刻より精度が悪くか
つ、衛星上の時計と同期していない時計をもっていてこ
の時計を用いて、例えば時刻ｔ３で送信された衛星の位
置情報を受信し、そのときの利用者の時刻’ｕｉを求め
る。このｔｕｉ と−より、衛星ｉと利用者この距離Ｒ
１を求める。このＲ，は、利用者の時計誤差Δｔｕを含
んでいるので、擬似距離きいう。そこで、真の利用者と
衛星ｉこの距離を几ｉとすると次式が成り立つ。
つ、衛星上の時計と同期していない時計をもっていてこ
の時計を用いて、例えば時刻ｔ３で送信された衛星の位
置情報を受信し、そのときの利用者の時刻’ｕｉを求め
る。このｔｕｉ と−より、衛星ｉと利用者この距離Ｒ
１を求める。このＲ，は、利用者の時計誤差Δｔｕを含
んでいるので、擬似距離きいう。そこで、真の利用者と
衛星ｉこの距離を几ｉとすると次式が成り立つ。
Ｃ（’ｕｉ ’ｓ ） ＝ Ｒｉ＝”ｉ＋Δｔｕ＊Ｃ
、、、・・・・・・・・・・−＋１）但し、Ｃは光速、
ｉは１，２，３．４ この式においては、利用者の経度、 ｆＪ度、高度さ時
計の差△ｔｕが未知数である。未知数が４個であるので
、４個の衛星に対して、上記の擬似距離Ｒ１を求めれば
、上式より利用者の３次元位置が求められる。
、、、・・・・・・・・・・−＋１）但し、Ｃは光速、
ｉは１，２，３．４ この式においては、利用者の経度、 ｆＪ度、高度さ時
計の差△ｔｕが未知数である。未知数が４個であるので
、４個の衛星に対して、上記の擬似距離Ｒ１を求めれば
、上式より利用者の３次元位置が求められる。
ところでこのＧＰＳ衛星からの電波を受信し、信号処理
するＧＰＳ受信様を自動車等の移動体に塔載し、高層ビ
ル等が多い都市内で使用した場合マルチパスのために、
測位精度の劣化が生ずる。
するＧＰＳ受信様を自動車等の移動体に塔載し、高層ビ
ル等が多い都市内で使用した場合マルチパスのために、
測位精度の劣化が生ずる。
マルチパスが発生する原因を第３図に示す。
〜 移動体に塔載されたＧＰＳ受信・機３０は、ＧＰＳ
衛星３１から送信された信号のうち、直接到来する信号
３２とビル３３で反射した信号３４を受信する。
衛星３１から送信された信号のうち、直接到来する信号
３２とビル３３で反射した信号３４を受信する。
ここで１例として仰角αにあるＧＰＳ衛星から送信され
た信号が、ビル３３の高さｈの点で、反射した波は、直
接到来する波より距離（１＋ｃｏｓ２α）・ｈ／ｇｌＩ
ＩＩαだけ長い。
た信号が、ビル３３の高さｈの点で、反射した波は、直
接到来する波より距離（１＋ｃｏｓ２α）・ｈ／ｇｌＩ
ＩＩαだけ長い。
例えば、α＝３Ｑ６． ｈ ＝５ Ｑ ｍでは約１５０
ｍの測距エラーとなる。
ｍの測距エラーとなる。
従って、この反射波信号を受信し、擬似距離Ｒ１ｉを求
め利用者の３次元位置を計算しても正確な位置が得られ
なく測位精度が劣化する。また、所望波がブロッキング
され、マルチパス波のみが存在する場合は、このマルチ
パス波を所望波とみなし、て、測距するので大きなエラ
ーとなる。
め利用者の３次元位置を計算しても正確な位置が得られ
なく測位精度が劣化する。また、所望波がブロッキング
され、マルチパス波のみが存在する場合は、このマルチ
パス波を所望波とみなし、て、測距するので大きなエラ
ーとなる。
自動車等に要求される航法では、この測位劣化は重要な
問題である。
問題である。
本発明は、以上の点−こ鑑みてなされたもので、マルチ
パス波の有無を検出することにより、正確な位置を求め
るここのできる衛星航法システムを提供することを目的
とする。
パス波の有無を検出することにより、正確な位置を求め
るここのできる衛星航法システムを提供することを目的
とする。
本発明は、ＧＰＳを利用した自動車用航法に用いるアン
テナ装置にして、右旋円偏波アンテナと左旋円偏波アン
テナを用い、右旋円偏波アンテナの出力レベルと左旋円
偏波アンテナの出力レベルを比較することで、マルチパ
ス波を検出するようにしたものである。
テナ装置にして、右旋円偏波アンテナと左旋円偏波アン
テナを用い、右旋円偏波アンテナの出力レベルと左旋円
偏波アンテナの出力レベルを比較することで、マルチパ
ス波を検出するようにしたものである。
本発明によるとマルチパス波を検出することで、側位精
度の劣化を防止し、自動車用航法に十分適応出来る測位
精度が確保される。
度の劣化を防止し、自動車用航法に十分適応出来る測位
精度が確保される。
本発明の一実施例を第１図に示す。
本発明は、右旋円偏波アンテナｌと、左旋円偏波アンテ
ナ２と、アンテナ切替器３と、ＧＰ３受信機４と、測位
計算機５と、表示器６と、前記アンテナの出力レベル検
出器７と、制御装置８と、マルチパス波検出器９とから
成り立っている。
ナ２と、アンテナ切替器３と、ＧＰ３受信機４と、測位
計算機５と、表示器６と、前記アンテナの出力レベル検
出器７と、制御装置８と、マルチパス波検出器９とから
成り立っている。
以下、具体例を示しながら説明する。
まず、ＧＰＳシステムを都市内で使用した場合生ずるマ
ルチパス波について説明する。第４図において、ＧＰ８
受信機を塔載した移動体４０、ＧＰＳ術里を４１．４２
とする。
ルチパス波について説明する。第４図において、ＧＰ８
受信機を塔載した移動体４０、ＧＰＳ術里を４１．４２
とする。
ＧＰＳ衛星からは、右旋円偏波の信号が送信されている
。
。
ＧＰＳ衛星４１．４２から送信された信号のうち直接到
来波４３，４５は右旋円偏波で、建物等で反射した波４
４．４６は左旋円偏波となり、移動体４０に塔載されて
いるアンテナに入射する。
来波４３，４５は右旋円偏波で、建物等で反射した波４
４．４６は左旋円偏波となり、移動体４０に塔載されて
いるアンテナに入射する。
移動体４０に入射する反射波（マルチパス波）のレベル
は建物等の減衰のため直接波のレベルと同程度かそれよ
り低い。
は建物等の減衰のため直接波のレベルと同程度かそれよ
り低い。
移動体に塔載されているアンテナ１が右旋円偏波アンテ
ナ、アンテナ２が左旋円偏波アンテナで、これ等のアン
テナはヘリカルアンテナ等で、実現出来る。このアンテ
ナの指向性の例を、第５図に示す。この発明においては
、アンテナ１とアンテナ２の特性は大体同じものとする
。半空間にわたって、完全な右旋左旋、円偏波は実現出
来ない。
ナ、アンテナ２が左旋円偏波アンテナで、これ等のアン
テナはヘリカルアンテナ等で、実現出来る。このアンテ
ナの指向性の例を、第５図に示す。この発明においては
、アンテナ１とアンテナ２の特性は大体同じものとする
。半空間にわたって、完全な右旋左旋、円偏波は実現出
来ない。
そのために、各偏波に対し交差偏波（逆偏波）が発生す
る。
る。
以下、アンテナ１とアンテナ２に入射する信号と各アン
テナの出力レベルを考える。
テナの出力レベルを考える。
またマルチパス波には、２通りの場合がある。
ひとつは、Ｗｒ望波とマルチパルス波が同時に存在する
場合（第５図（ａ））、もうひとつは、マルチパス波の
みが存在する場合（第５図（ｂ））である。
場合（第５図（ａ））、もうひとつは、マルチパス波の
みが存在する場合（第５図（ｂ））である。
まず、マルチパス波がなく所望波のみを受信する場合を
考える。
考える。
ＧＰＳ衛星より送信される所望波である右旋円偏波信号
を右旋円偏波アンテナ１では正偏波成分である一３ｄＢ
のレベルの点で受信し、左旋円偏波アンテナ２では逆偏
波成分である−１５ ｄＢのレベル点で受信する。その
結果、アンテナ１の出力レベルの方がアンテナ２の出力
レベルより約１０ｄＢ以上高い。
を右旋円偏波アンテナ１では正偏波成分である一３ｄＢ
のレベルの点で受信し、左旋円偏波アンテナ２では逆偏
波成分である−１５ ｄＢのレベル点で受信する。その
結果、アンテナ１の出力レベルの方がアンテナ２の出力
レベルより約１０ｄＢ以上高い。
次に、所望波とマルチパス波が同時に存在する場合を考
える。
える。
ここでは、ＧＰＳ衛星より送信される右旋円偏波である
直接到来波である信号レベルとビル等で反射し、左旋円
偏波となるマルチパス波のレベルは同じとする。
直接到来波である信号レベルとビル等で反射し、左旋円
偏波となるマルチパス波のレベルは同じとする。
第５図（ａｊに示すように、右旋円偏波アンテナ１に対
し、所望波である右旋円偏波信号は、正偏波成分である
−３ ｄＢの点に入射しマルチパス波は逆偏波成分であ
る一１５ｄＢの点に入射する。よって、アンテナ１の出
力信号レベルは（−３）＋（−１５）ｄＢ である。
し、所望波である右旋円偏波信号は、正偏波成分である
−３ ｄＢの点に入射しマルチパス波は逆偏波成分であ
る一１５ｄＢの点に入射する。よって、アンテナ１の出
力信号レベルは（−３）＋（−１５）ｄＢ である。
一方、左旋円偏波アンテナ２に対し、所望波はアンテナ
２の逆偏波成分である一１５ｄＢの点に入射し、マルチ
パス波はアンテナ２の正偏波成分である一３ｄＢの点に
入射する。
２の逆偏波成分である一１５ｄＢの点に入射し、マルチ
パス波はアンテナ２の正偏波成分である一３ｄＢの点に
入射する。
従って、アンテナ２の出力信号レヘルは（−３）＋（−
１５）ｄＢ となる。
１５）ｄＢ となる。
その結果、アンテナｌとアンテナ２の出力レベルは大体
同じである。
同じである。
最後に、マルチパス波のみが存在する場合を考える。
マルチパス波はアンテナｌに対しては、逆偏波成分であ
る一１５ｄＢの点に、アンテナ２に対しては、正偏波成
分である一３ｄＢ の点に入射する。
る一１５ｄＢの点に、アンテナ２に対しては、正偏波成
分である一３ｄＢ の点に入射する。
従って、アンテナ２の出力レベルの方が、アンテナ１の
出力レベルより約ｘＯｄＢ以上高い。
出力レベルより約ｘＯｄＢ以上高い。
以上のことから、明らかなように、マルチパス波が存在
しないときは、アンテナ１の出力レベルの方がアンテナ
２の出力レベルより高くなり、マルチパス波が存在する
と、アンテナｌの出力レベルよりアンテナ２の出力レベ
ルの方が同等か、それ以上になる。
しないときは、アンテナ１の出力レベルの方がアンテナ
２の出力レベルより高くなり、マルチパス波が存在する
と、アンテナｌの出力レベルよりアンテナ２の出力レベ
ルの方が同等か、それ以上になる。
マルチパス波のレベルが所望波のレベルより多少低くて
も、上記の関係は保たれる。一方、マルチパス波のレベ
ルが十分所望波より低い場合は、問題となる測距エラー
とならなくなる。
も、上記の関係は保たれる。一方、マルチパス波のレベ
ルが十分所望波より低い場合は、問題となる測距エラー
とならなくなる。
従って、あるスレッショールドレベルを設け、アンテナ
出力１とアンテナ出力２を比較することで問題となるマ
ルチパス波を検出することが出来る。
出力１とアンテナ出力２を比較することで問題となるマ
ルチパス波を検出することが出来る。
そこで、制御装置８で、アンテナ切替器３を切替え、移
動体上に設置されているアンテナ１とアンテナ２の出力
をそれぞれＧＰＳ受信機４に送る。
動体上に設置されているアンテナ１とアンテナ２の出力
をそれぞれＧＰＳ受信機４に送る。
ＧＰＳ受信機４の出力を分配し、各アンテナの出力をア
ンテナレベル検出器７に送り、アンテナ１とアンテナ２
のレベルを比較する。
ンテナレベル検出器７に送り、アンテナ１とアンテナ２
のレベルを比較する。
上記で述べたように、定められた値よりアンテナ２の出
力がアンテナ１の出力レベルより大きくなったさきマル
チパス波検出器９にこの情報を送る。
力がアンテナ１の出力レベルより大きくなったさきマル
チパス波検出器９にこの情報を送る。
そして、捕捉衛星に対してマルチパス波がある ：
ので別の衛星を捕捉するようにシステムを制御す
゛る。
ので別の衛星を捕捉するようにシステムを制御す
゛る。
この操作を繰り返し、マルチパス波がない衛星を４個捕
捉し、測位計算機５へ送り測位し２、ＧＰＳ利用者の３
次元位置を求め、表示器６に表示する。
捉し、測位計算機５へ送り測位し２、ＧＰＳ利用者の３
次元位置を求め、表示器６に表示する。
以上より、本発明を用いることで、マルチパス波と所望
波が同時に存在するための測距エラー又は所望波がない
のにマルチパス波を検出し測距することによる測位精度
の劣化を防止することが出来、自動車用航法にも十分適
応出来る測位精度が確保される。
波が同時に存在するための測距エラー又は所望波がない
のにマルチパス波を検出し測距することによる測位精度
の劣化を防止することが出来、自動車用航法にも十分適
応出来る測位精度が確保される。
上記の実施例は、右旋円偏波アンテナと左旋円偏波アン
テナを別個に設けたが、クロスダイボールや２点給電マ
イクロストリップアンテナにおいて、９０°ハイブリツ
ドの給電を制御することで上記の実施例と同様な効果を
得ることが出来る。
テナを別個に設けたが、クロスダイボールや２点給電マ
イクロストリップアンテナにおいて、９０°ハイブリツ
ドの給電を制御することで上記の実施例と同様な効果を
得ることが出来る。
を示す図、第５図は本発明の動作を示す図である。
１・・・右旋円偏波アンテナ、２・・・左旋円偏波アン
テナ、３・・・アンテナ切替器、４・・・ＧＰＳ受信機
、５・・・辿」位計算機、６・・・表示器、７・・・ア
ンテナ出力レベル検出器、８・・・制御装置、９・・・
マルチパス検出器、３０・・・移動体、３１・・・ＧＰ
Ｓ衛星、３３・・・ビル、３２．３４・・・右旋円偏波
信号。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男 第１図 →−噂− ｏ−ｏ−ｏ” ４２ （ｂ） オＪ布］ヨイ臥太７−テナ１ 方力【
戸■鶏司【？−テナ２僅”
ｑｏ＠ カ０ 雀０角、Ｉ
ｌ ｅ度ノ＃βシ駐Ｆ千へ−か
〉テプー１ ノｉす吉εＰ］
ゆ島１−′〒す２雀° 雀°ｑｔ
ｒ ｑρ。 両度 角度 （ｂ）
テナ、３・・・アンテナ切替器、４・・・ＧＰＳ受信機
、５・・・辿」位計算機、６・・・表示器、７・・・ア
ンテナ出力レベル検出器、８・・・制御装置、９・・・
マルチパス検出器、３０・・・移動体、３１・・・ＧＰ
Ｓ衛星、３３・・・ビル、３２．３４・・・右旋円偏波
信号。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男 第１図 →−噂− ｏ−ｏ−ｏ” ４２ （ｂ） オＪ布］ヨイ臥太７−テナ１ 方力【
戸■鶏司【？−テナ２僅”
ｑｏ＠ カ０ 雀０角、Ｉ
ｌ ｅ度ノ＃βシ駐Ｆ千へ−か
〉テプー１ ノｉす吉εＰ］
ゆ島１−′〒す２雀° 雀°ｑｔ
ｒ ｑρ。 両度 角度 （ｂ）
Claims (1)
- ＧＰＳを用いた衛星航法システムにおいて、移動体上に
設置された出力の切替えにより右旋円偏波及び左旋円偏
波の出力をそれぞれ取り出せるアンテナと、このアンテ
ナの出力を切替える切替器と、この切替器を制御する装
置と、前記アンテナ出力を受信するＧＰＳ受信機と、こ
のＧＰＳ受信機により受信された前記右旋円偏波アンテ
ナ出力レベルと左旋円偏波アンテナの出力レベルとを比
較し、マルチパス波を検出する手段とを備えることを特
徴とする衛星航法システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177589A JPS6238377A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 衛星航法システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177589A JPS6238377A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 衛星航法システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238377A true JPS6238377A (ja) | 1987-02-19 |
Family
ID=16033630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60177589A Pending JPS6238377A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 衛星航法システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6238377A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022818A (ja) * | 2000-07-05 | 2002-01-23 | Clarion Co Ltd | Ｇｐｓ受信機及びナビゲーションシステム |
| JP2006145461A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Clarion Co Ltd | Ｇｐｓ受信機及びｇｐｓ信号処理方法 |
| US7502637B2 (en) | 2003-02-10 | 2009-03-10 | Fujitsu Limited | Mobile terminal |
| JP2009186415A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Denso Corp | Ｇｎｓｓ受信装置及びそれを用いた運転支援装置 |
-
1985
- 1985-08-14 JP JP60177589A patent/JPS6238377A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022818A (ja) * | 2000-07-05 | 2002-01-23 | Clarion Co Ltd | Ｇｐｓ受信機及びナビゲーションシステム |
| US7502637B2 (en) | 2003-02-10 | 2009-03-10 | Fujitsu Limited | Mobile terminal |
| JP2006145461A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Clarion Co Ltd | Ｇｐｓ受信機及びｇｐｓ信号処理方法 |
| JP2009186415A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Denso Corp | Ｇｎｓｓ受信装置及びそれを用いた運転支援装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5943008A (en) | Single global positioning system receiver capable of attitude determination | |
| CA2663032C (en) | Radio frequency navigation using frequency response matching | |
| US9625573B2 (en) | Geolocation leveraging spot beam overlap | |
| US6300904B1 (en) | Narrowband based navigation scheme | |
| US6744408B1 (en) | Enhancements for GPS based bi-static radar | |
| US20180329013A1 (en) | Determination of a Ground Receiver Position | |
| JP2010014485A (ja) | Ｇｐｓ信号発生装置及び中継システム | |
| US7116270B2 (en) | Method and system for multipath detection | |
| JPS6238377A (ja) | 衛星航法システム | |
| JPS62883A (ja) | 航法装置 | |
| TW565703B (en) | GPS receiving device | |
| RU113022U1 (ru) | Наземно-космическая радиолокационная система | |
| JP2000266836A (ja) | Ｇｐｓマルチパス補償方法 | |
| JP3851376B2 (ja) | 測位システム衛星信号受信機 | |
| JPH0778532B2 (ja) | ダイバシティ受信ｇｐｓ受信機 | |
| US7944395B1 (en) | Weighted dilution of precision calculation for GPS fix qualification | |
| JP2010139318A (ja) | Ｇｎｓｓ受信装置及び測位方法 | |
| CN112114336A (zh) | 一种卫星导航欺骗信号防御系统及方法 | |
| JP3344377B2 (ja) | 疑似ｇｐｓ衛星 | |
| JPS636478A (ja) | 衛星航法装置 | |
| JP2008139214A (ja) | 移動体用測位システム及びこれに用いる装置 | |
| CN212694058U (zh) | 一种卫星导航欺骗信号防御系统 | |
| RU2073881C1 (ru) | Радиолокатор | |
| Ilčev | New Aspects of Progress in the Modernization of the Maritime Radio Direction Finders (RDF) | |
| JPH06294858A (ja) | 測位装置 |