JPS63187175A - Ｇｐｓ受信機 - Google Patents

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、ＧＰＳ衛星信号を利用した測位方式に係り、
特に市街地など衛星からの電波受信に障害発生の虞れの
多い自動車などに好適なＧ　Ｐ　Ｓ受信機に関する。

〔従来の技術〕

車両等の自己位置表示装置において、自己位置検出手段
にＧ　Ｐ　Ｓ　＠星から発生する電波を利用して自己位
置を検出するＧ　Ｐ　Ｓ受信機を用いている例が、例え
ば特開昭５８−３０６１５号公報に記載されている。

しかし、市街地など、ＧＰＳ術星からの電波受慮されて
いなかった。

（発明な解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、道路上の陸橋や建物によるＧＰＳ＠星
信号の遮断について配慮されておらず、これによるＧＰ
Ｓ受信機の一時的な同期はずれによる測位結果の誤り発
生の問題があった。

本発明の目的は上記の電波障害物によるＧ　Ｐ　Ｓ受信
機の一時的な同期はずれによって起きる誤った測位結果
の出力を防止する方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ＧＰＳ受信機の測位結果の時間的変化率を
逐次計算し、その値が予め定められた制限値を超え、か
つ受信機の同期はずれの時間が規定値以下であった場合
、誤まった測位結果であると判断することにより、達成
される。

〔作用〕

測位結果の時間的変化率の制限値を、車両の移動速度（
車速）、又はこれと選択衛星のＧＤＯＰ（Ｇｅｏｍｅｔ
ｒｉｃａｌ　Ｄｉｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｒｅｃｉｓｉ
ｏｎ　　：測位精癲劣化係数）値とから定める。上記制
限値と、今回と前回の測位結果から計算した測位結果の
時間的変化率とを比較し、上記時間的変化率が制限値以
上であれば、今回の測位結果を通常の走行時では起こり
得ない測位結果すなわち誤った測位結果と判断し、出力
を防止する。

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。

第２図は本発明の一実施例によるＧＰＳ受信機を自己位
置検出装置として用いた車載ナビゲータの一構成を示し
たもので、この図において、アンテナ１より受信された
３つ以上のＧＰＳ衛星信号と から、ＣＰ　ｔＪ　６の制御のも♂に、ＧＰＳ受信機２
の測位結果が自己位置として刻々と算出される。

また、ＲＯＭ７に記憶されているナビゲーションプログ
ラムがＲＡＭ５にロードされ、上記ＧＰＳ８１！１位結
果と車速計３で計測された車速からＣＰＵ６により計算
された自己位置が、地図メモリ８に記憶されている地図
に重畳して、ＣＲＴ９）に表示される。地図メモリ８と
してはＣＤ（コンパクト・ディスク）等が用いられ１例
えば、日本全国の地図が記憶されており、計算された自
己位置によって、その自己位置の存在する地図が適宜読
み出される。キーボード４は表示の切換等に用いられる
。

第３図に上記ＧＰＳ受信機２の一構成を示す。

ＧＰＳ受信機２は周波数変換部１２．同期復調部１３〜
１６．演算制御部（ＣＰＵ）１７及びＩ１０インターフ
ェース１８とから構成されている０周波数変換部１２は
、アンテナに含まれる場合もあるが、ＧＰＳ衛星からの
１．５７５４２　ＧＨｚの信号を増幅し、周波数を下げ
、次段の同期復調部１３〜１６でスペクトル逆拡散の行
ないやすい帯域の信号に変換する役目を持つ。周波数変
換された上記信号は同期復調部１３〜１６に送られ、ス
ペクトル逆拡散及び衛星データの再生が行なわれる。

各同期復調部１３〜１６は別々の衛星の信号の同期を捕
捉し、維持するが、これらの同期制御は演算制御部１７
で行われる。また、各同期復調部１３〜１６で計測され
た擬似距離値と、上記衛星データを用いて測位計算が演
算制御部１７で行われ、測位結果がＩ１０インターフェ
ース１８を通じてＣＰＵ６に送られる。

ここで、車両が陸橋や建物等の道路上の電波遮断物の近
辺を通過したとき、一時的にＧＰＳ衛星信号が途切れて
しまい、前記同期復調回路１３〜１６のうちのいくつか
が同期はずれを起こしてしまう、それにともない、前記
Ｍ似距離の値が正常なものでなくなり、誤った測位結果
が出力されてしまう。

そこで、この実施例では、第１図に示すフローチャート
で測位結果が誤ったものかどうかを判断している。、す
なわち、処理３ｏで前記同期復調回路１３〜１６のうち
、３つ以上が同期しているが否かを調べる。３つ以上同
期している場合は２次元側位または３次元測位が可能と
なるからである。

３つ以上同期している場合は処理３１に進み、大連３２
では測位プログラムが起動される、測位プログラムは周
期的に起動されるが、起動された場合は処理３３へ進む
。処理３３では測位プログラムが起動され、測位結果が
出力された時点での車速を車速計３から読み込む。処理
３４では、前回の測位結果と今回の測位結果から、測位
結果の変化率δを求める。

第４図に示すように、前回の測位結果を（ｘ。

ｙ）、その時の時刻をｔ、車速をＶとし、今回の測位結
果を（ｘ’　ｐ　ｙ’　）−その時の時刻をｔ’ｙ車速
をＶ′とすると、前記δは ｔ′　−七 となる。

処理３５では今回の測位結果が正しいものであるか否か
髪判断するための、測位結果の変化率の制御ポ値を計算
する。

制限値のヒ限、下限をそれぞれδＵ、δ處とすると、 ｖ＋ｖ’ δ。＝□＋ΔＶ　　　　　　　　　　　・・・（２）ｖ
＋ｖ’ δ慮　と□−−ΔＶ　　　　　　　　　　　・・・（３
）となる、ここでΔＶは（ｉ　１１０　Ｐ　（Ｇｏｏ＋
１ｏｔｒＪｃ１１．ＩＩ）ｏｌ＋１ｔｉｏｎ　Ｏｆ　Ｐ
ｒｎＣ４５ｊｏｎ　　：　３Ｊｉ位精度劣化係数）値の
関数であり、その様子を第５図に示す、Ｃｊ　Ｄ　ＯＰ
値が小さい場合、すなわち測位精度が良好な場合はΔＶ
の値は小さく、制限値の範囲は小さくなっている。Ｇｌ
）ＯＰの最大値はωであるため、ΔＶに最大値を設けて
いる。

処理３６では、前記変化率が前記制限値以内で、かつ、
前記カウンタ値が規定値以上か否かを調べる。カウンタ
値が規定値以上か否かを比較する理由は、カウンタ値が
規定値共、ヒの場合は、同期がある程度長い時間にわた
って維持されていると見なすことができるためである。

前記変化率が前記制限値以内かどうかは、（４）式によ
って示される、すなわち、 δｉくδくδエ　　　　　　　　　　・・・（４）を満
足している場合、側位結果は誤りのないものと見なされ
る。

処理３７では、前記の正しい測位結果をＩ１０インタフ
ェース１８を介してＣＰＵ６へ送る。処理３８では今回
のＧＤＯＰ値を計算し、前回値として更新し、ストアし
ておく。処理３９では今回の車速、測位時刻２位置を前
回値として更新し、ストアしておく。処、ｍ４０ではカ
ウンタ値をリセット（＝０）にする。

従って、この実施例によれば１以上一連の処理を行うこ
とにより、受信機の一時的な同期はずれによる。誤った
測位結果の出力が防止できる。

なお、このようなＧ　Ｐ　Ｓ受信機では、電子通信学会
技術研究報告５ＡＬＥ８４．−３２　ｒＧＰｓ航法装置
の評価試験」に述べられているように、それを車載用と
した場合、電源スィッチがイグニッションスイッチと連
動していないため、ユーザがいちいちスイッチを投入す
る必要があり、ユーザの使い勝手の面での配慮が欠けて
いた。

そこで、このような車載用ＧＰＳ受信機において、電源
投入時のユーザの使い勝手を向上させるため、自動車の
イグニッションスイッチとＧＰＳのＮ源を同期させるよ
うにしたシステムについて、第６図ないし第８図で説明
する。なお、このシステムによれば、イグニッションス
イッチをオンにしたときにＧＰＳの電源が投入される。

クランキング時はバッテリ電圧が低下するため、エンジ
ン着火後のバッテリ電圧が回復したときにＧＰＳの電源
を投入し、衛星信号のサーチが行オ）れる。それによっ
て、イグニッションオンと同時に衛星の受信が開始され
、ユーザはいちいち始動時にＧＰＳの電源を投入する手
間が省けることになるのである。

まず、第６図において、アンテナ５１で受信したＧ　Ｐ
　Ｓ衛星信号（Ｃ／　Ａ　：　Ｃｏａｒｓｅ／　Ａｃｇ
ｕｉｓｉｔｉｏｎコードの場合、周波数１．５７５４２
　Ｇ＆）は、局部発振器５０の信号を用いて周波数変換
器６９で増幅されスペクトル逆拡散の行ないやすい帯域
（１０〜２０ＭＩ（ｚ程度）に周波数変換される。

局部発振器５０は安定なＴ　ＣＸ　Ｏ（Ｔｅｍｐａｒａ
ｔｕｒ。

Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ｘ’　ｔａｌ　０ｓｃｉｌｌ
ａｔｏｒ）等が用いられる。　′周波数変換をうけた前
記信号は、４つの復調再生回路６８ａ〜６８ｄに入力さ
れ、スペクトル逆拡散ならびに衛星データの再生が行わ
れる。ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）６６にストア
されているプログラムには、例えば衛星信号同期捕捉及
び追跡プログラム、　＃ｊｍデータ編集プログラム。

測位計算プログラム等がある。ＲＡＭ　（ランダム・ア
クセス・メモリ）６５では、ＣＰ　Ｔ、Ｊ　６１によつ
てロードされたＲＯＭ６６内のプログラムが動作する。

キーボード６３では測位計算に必要な初期位置の設定な
らびに表示部６７に表示される測位結果の切換（例えば
緯度・経度座標表示と地球中心座標表示など）等を行う
。

バックアップＲＡＭ６２では常に最新の測位結果（現在
位置）及び衛星軌道データ等をバックアップしておき、
パワーオン後の測位をすばやく行えるようにする。電圧
モニタ回路６４ではバッチ゛ｊり電圧の低下をゞ°几・
’）５’、／”ｆ：Ｊグ時ゝ′＜′テリ電圧が低下した
場合は信号を送る。前記電圧モニタ回路６４の一構成例
を第９図に示す、電源回路５３ではバッテリ１２の電圧
を、適正な電圧に変換り、てｃＰＵ６１．ＲＯＭ６６、
ＲＡＭ６５等に供給する。ＲＴＣ（リアル・タイム・ク
ロック）７５は現在時刻を計測する。ＳｉＯ（シリアル
１１０）７６は車載ナビゲータ等に測位結果を出力する
等の用途に用いる。バス７４は、前記構成要素をむすん
でいる。

第７図に復調再生回路の一構成を示す。前記周波数変換
＠６９の出力信号はミキサ７０に入力され、ミキサ７１
の出力信号と混合されて帯域通過フィルタ７３を通りス
ペクトル逆拡散が行われる。

アンプ７５は衛星信号レベルの変動を吸収するためにあ
り、コンピュータによってＡ　Ｇ　Ｃがかけられている
。これは、検波器７６の出力をモニタし、その出力レベ
ルが一定値になるようにアンプ７５のゲインを制御する
ものである。前記検波出力はＢＰＳＫ復調回路７９（例
えばコスタスループ等）に入力され、衛星の軌道データ
等をふくんだ２進データが再生される。

ＰＮ符号発生器７４では、ＣＰＵ６１で選択された衛星
番号のＰＮ符号がセットされる。受信機の同期の捕捉及
び追跡はそれぞれ同期捕捉回路７７、同期追跡回路７８
によって行われ、前記ＰＮ符号発生器７４の符号位相を
変化させて、同期の捕捉および維持を行う。Ｖ　ＣＸ　
Ｏ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｘ’　ｔａ
ｌ　０ｓｃｉｌｌａｔｏｒ）　７２では、衛星の移動に
よるＧＰＳ衛星信号のドツプラ効果を吸収するため、Ｃ
ＰＵで計算されたドツプラシフトに対応した周波数の信
号を生成する。ミキサ７１ではＰＮ符号発生器７４で発
生したＰＮ符号（符号長１０２３ビツト、クロック１．
０２３Ｍ＆）と前記ＶＣＸＯ７２の出力信号とを混合し
、スペクトル拡散を行う。

次に、第８図のフローチャートにより動作について説明
する。

この第８図による処理は、イグニッションスイッチと連
動してＧＰＳ受信機の電源がオンされることにより開始
されるもので、この処理に入ると、まず、処理８０では
フラグをオフ（リセット）する、このフラグはＧＰＳが
受信中でエンストをして再始動するときと、一般的な始
動時とを区別するフラグであり、再始動時がオン状態で
ある。処理８１では、バッテリ電圧がＦｌｉｇｈである
かどうかを調べる。普通の乗用車の場合、　Ｈｉｇｈは
１２Ｖである。クランキング時は６〜７ｖに電圧降下す
る。

電源電圧がＨｉｇｈの場合は処理８２でカウンタをイン
グリメントする。カウンタが規定値以上がどぅかを処理
８３で判断する。規定値はイグニッションオン時から経
過した時間を処理８１〜８３のループの処理時間で割っ
て求められる。カウンタが規定値を超えた場合は処理８
４へ進み、その他は処理８１へ戻る。

処理８４ではカウンタのオーバフローを防ぐため、カウ
ンタの最大値を規定値としている。処理８５では、処理
８４でカウンタが規定値になったので、再始動時と判断
し、前記フラグをオンにして処理８１に戻る。処理８６
では前記フラグがオンかどうかを調べる。処理８１でバ
ッテリ電圧がＬｏｗになった場合はクランキングが行わ
れている場合であるが、これが始動時のものか、または
エンスト後の再始動時のものかを調べる。フラグがオン
、すなわち再始動時の場合は処理９１へ進み、オフの場
合は処理９７へ進む。

処理９７ではバッテリ電圧がＨｉｇｈになったかどうか
を調べる。　）ｌｉｇｈになった場合はクランキング終
了と判断され、処理８９へ進む。処理８９では始動時で
２かつはじめて衛星信号を受信する場合であるので、ｆ
Ｍ星倍信号サーチを開始する。サーチはドツプラ周波数
およびＡ　Ｇ　Ｃのゲイン値の最適値を探索し設定する
ことにより終了する。処理９０では、カウンタを０（リ
セット）にする、処理９１ではエンスト後の再始動時以
前に衛星信号の同期がとれていたか髪判断する。同期が
とれていない場合は新たに同期のサーチを行わなければ
ならないので、処理８７に戻る６以前に同期していた場
合は処理９２に進む、処理９２では誤動作を防ぐため測
位計算を停止する。処理９３では。

現時点での前記ドツプラシフト値ならびにＡＧＣのゲイ
ン値を記憶しておく、処理９４では処理８７と同様にバ
ッテリ電圧のモニタを続ける。バッテリ電圧がＬｏｗの
間はグランキング時であり。

Ｈｉｇｈになった場合はエンジン始動時と判断できる。

処理９５では、記憶され、ていたドツプラおよびゲイン
値を設定する。これにより、バッテリ電圧降丁による前
記ドツプラおよびゲイン値の誤設定が防げるとともに、
同期のサーチを行う必要もなくなる。処理９６では測位
計算を開始し、処理９０に進む。

なお、この例ではバッテリ電圧値でエンジンの始動を検
出しているが、もちろんエンジンの点火系の一次電流か
ら点火状態を判断してもよい。

従って、この例によれば、イグニッションスイッチとＧ
ＰＳ受信機の電源を連動させることができるので、ユー
ザの手数を省くことができ、またエンジンスタート時（
クランキング時）のバッテリ電圧の低下による同期はず
れがすばやく回復できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、車載用ＧＰＳ受信機において、陸橋や
建物等の電波遮断物による一時的な同期はずれから起こ
る誤った測位結果の出力を防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の動作を説明するフローチャ
ート、第２図は本発明の一実施例を示すシステム構成図
、第３図はＧＰＳ受信回路の一実施例を示すブロック図
、第４図及び第５図はそれぞれ動作説明用の特性図、第
６図はＧＰＳ受信機の他の例を示すシステム構成図、第
７図は復調再生回路の一例を示すブロック図、第８ｒ！
４は第６図の例の動作を示すフローチャート、第９図は
電源モニタ回路の一例を示す回路図である。 】・・・アンテナ、２・・・ＧＰＳ受信機、３・・・車
速計、４・・・キーボード、５・・・ＲＡＭ、６・・・
ＣＰｖ、７・・・ＲＯ？ｖｔ、８・・・地図メモリ、９
・・・ＣＲＴ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．ＧＰＳ衛星信号受信に必要な制御処理と、受信した
   ＧＰＳ衛星信号から再生したデータによる測位計算処理
   とを行う演算制御手段を備えた移動体搭載用ＧＰＳ受信
   機において、移動体の速度を検出する検知手段と、測位
   計算処理結果を評価する判定手段とを設け、測位計算処
   理結果が移動体の速度から予測される範囲内に収まって
   いるときだけ、その測位計算処理結果が測位データとし
   て出力されるように構成したことを特徴とするＧＰＳ受
   信機。
2. ２．特許請求の範囲第１項において、上記移動体の速度
   から予測範囲の決定に、測位精度劣化係数が組込まれる
   ように構成したことを特徴とするＧＰＳ受信機。