JPS63290982A - Ｇｐｓ衛星からの信号追尾方法 - 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］ 本発明は自動車の現在位置を測位するためにＧＰＳ受信
機を搭載してＧＰＳ衛星からの電波信号を連続して捕捉
するための信号追尾方法に関し、一層詳細には、ＧＰＳ
衛星からの電波を受信して測位演算を遂行しながら推測
走行する際、自動車の加速時あるいは減速時等における
加速度の変化時においても衛星からの信号を受信するト
ラッキングループの帯域幅を広げることにより前記測位
演算を中断することなしに推測走行することを可能とす
るＧ　Ｐ　’Ｓ衛星からの信号追尾方法に関する。

［発明の背景］ 船舶や航空機のような時々刻々移動する利用体に対し、
複数個の人工衛星から電波を送信してその現在位置、走
行速度等を確認乃至決定するために、近年、ＧＰＳ測位
装置の有用性が注目を浴びている。このＧＰＳ測位装置
は、■　全世界でいつでも連続して利用出来る、■　位
置速度の測定精度が極めて高い、■　利用者数に制限が
ない 等の特徴を備えている。

このような観点からすれば、ＧＰＳ測位装置を利用する
客体は、船舶、航空機に限ることなく自動車もその対象
となって然るべきである。

特に、都市部の交通の混雑を回避し短時間に自らの現在
位置を確認し、目的地までの迂回路を発見する等に利用
出来れば、時間的、経済的に頗る大きな効果が得られよ
う。

一般的に、ＧＰＳ測位装置は３個以上の衛星を利用する
。これらの人工衛星には夫々高精度の原子時計等が搭載
されているが、一方、受信側ではこのような高価な計時
装置は配置されてはいない。従って、受信側の時刻情報
には時計オフセットが出てくる。そこで、受信側では人
工衛星からの電波を同時に受信し、各衛星と受信点との
間の受信機の時計オフセットを含んだ擬似距離データと
各受信衛星の軌道位置データとから受信点の位置を計算
し表示する。

ところで、受信側で人工衛星からの電波を受信し測位演
算する際、受信側としての自動車が停車中、あるいは一
定速度で走行中においては、通常、トラッキングループ
の帯域幅を狭めて人工衛星からの電波を捕捉している。

トラッキングループの帯域幅を狭めることにより一層正
確な現在位置の測位が可能となるからである。

然しなから、トラッキングループの帯域幅を狭めて人工
衛星からの電波を捕捉している時に自動車が加速度を変
更して走行すると、すなわち、アクセルペダルを踏むこ
とにより速度を加速することやブレーキペダルを踏むこ
とにより速度を減速するとドプラ効果による受信周波数
のドプラシフト量が変化し、このため、受信周波数が現
在のトラッキングループの範囲外の周波数となる虞が発
生する。この場合においては、最早、信号の捕捉追尾が
不可能になる。

すなわち、このような場合においては、測位演算は不可
能となり、現在位置の正確な算出が不能となるばかりで
なくトラッキングループを外れたことにより大略的な現
在位置の把握についても、例えば、画面（図示せず）上
の位置表示が全く消滅することから不可能な状態に立ち
至る。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、自動車の現在位置を知得するためにＧＰＳ受信
機を搭載してＧＰＳ衛星からの電波を受信しながら測位
演算を遂行しつつ走行する際、自動車の加速時あるいは
減速時等における加速度の変化時においてもアクセルペ
ダルにかかる信号またはブレーキペダルにかかる信号を
測位演算装置にリアルタイムに導入することにより、加
減速時には衛星を捕捉追尾するトラッキングループの帯
域幅を自動的に広げて、その結果、加減速時においても
測位演算を中断することなしに連続的に推測走行するこ
とを可能とするＧＰＳ衛星からの信号追尾方法を提供す
ることを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明はＧＰＳを構成す
る複数個の人工衛星からの電波信号を追尾する際、アク
セルペダル位置の変化を検出する第１の工程と、ブレー
キペダル位置の変化を検出する第２の工程と、さらに、
前記両工程においてアクセルペダル位置の変化あるいは
ブレーキペダル位置の変化を検出した時には信号を追尾
するためのトラッキングループの帯域幅を広げる第３の
工程と、アクセルペダル位置の変化あるいはブレーキペ
ダル位置の変化を検出しない時には信号を追尾するため
のトラッキングループの帯域幅を狭める第４の工程とか
らなり、前記工程によりＧＰＳ衛星からの電波信号を連
続的に追尾可能とすることを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係るＧＰＳ衛星からの信号追尾方法につ
いてこれを実施するための装置との関係において好適な
実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

第１図は本発明方法を実施するための装置の概略構成図
であって、その中、参照符号１０は図示しない自動車に
配設され、ＧＰＳ衛星（図示せず）から送信される電波
を受信するアンテナを示す。アンテナｌＯの出力側は周
波数変換器と増幅器とを含む周波数変換／増幅部１２の
入力端子に接続される。この周波数変換／増幅部１２の
図示しない他方の入力端子には基準発振器（図示せず）
からの出力信号を逓倍する逓倍器（図示せず）からの出
力が導入されるよう構成されている。前記周波数変換／
増幅部１２の出力側は衛星信号捕捉追尾部１４の一方の
入力端子に接続され、衛星信号捕捉追尾部１４の他方の
入力端子、すなわち、トラッキングループの帯域幅を制
御する制御入力端子には信号追尾帯域幅制御部１６から
の出力信号が導入されている。当該信号追尾帯域幅制御
部１６の入力にはアクセルペダル位置検出部１８および
ブレーキペダル位置検出部２゜からの位置変化に係る検
出信号が導入されている。この場合、アクセルペダル位
置検出部１８からの信号は、例えば、周知のエンジンの
スロットルの開口に係る信号であり、ブレーキペダル位
置検出部２０からの信号は、例えば、周知のブレーキラ
ンプ点灯用のスイッチからの出力信号である。

一方、前記衛星信号捕捉追尾部１４では信号追尾帯域幅
制御部１６からの制御信号のもとにＰＮコードとの相関
をとり、スペクトル逆拡散信号を軌道データ収集部２２
並びに距離測定部２４に導入する。軌道データ収集部２
２からの衛星の軌道データにかかる信号と距離測定部２
４からの擬似距離データとが測位演算部２６に導入され
ると、測位演算部２６においては予め定められた周知の
航法方程式を解くことにより自動車の現在位置を算出し
ＣＲＴ等の表示装置から構成される装置表示部２８にそ
の出力信号を送給する。なお、前記測位演算部２６には
自動車の現在位置、時刻等の初期値を設定する初期値設
定部３０から初期値設定信号が導入される。

本発明に係るＧＰＳ衛星からの信号追尾方法を実施する
ための装置は基本的には以上のように構成されるもので
あり、次にその作用並びに効果について第２図に示すフ
ローチャートを参照しながら以下詳細に説明する。

先ず、第１ステツプにおいて、初期値設定部３０を利用
して測位演算部２６に対して初期位置並びに時刻を設定
する（ＳＴＰＩ）。この場合、初期位置・時刻は前回の
位置、時刻の演算値であってもよい。

次に、第２ステツプにおいて、ＧＰＳ衛星からの信号を
捕捉追尾する　（ＳＴＰ２）。この場合、ＧＰＳ衛星か
らは電離層誤差補正のために２つの周波数の電波にのせ
て航法信号を送信している。当該航法信号は擬似雑音信
号（以下、ＰＮ信号という）によって拡散スペクトル変
調されているのが通常である。そこで、このような航法
信号は第１図のブロック図に示すアンテナ１０によって
捕捉され周波数変換／増幅部１２に送給される。周波数
変換／増幅部１２では受信信号の周波数変換をすると共
に増幅し、衛星信号捕捉追尾部１４に出力信号を導出す
る。衛星信号捕捉追尾部１４では受信する衛星のＰＮコ
ードと同一の信号を発生するＰＮコードの出力信号が信
号追尾帯域幅制御部１６から導入され、前記受信信号の
ＰＮコードと相関がとられる。すなわち、スペクトル拡
散された受信信号は信号追尾帯域幅制御部１６からのＰ
Ｎコード信号によって逆拡散されＰＮ復調が衛星信号捕
捉追尾部１４でなされる。

次いで、第３ステツプおよび第４ステツプでアクセルペ
ダル位置の変化若しくはブレーキペダル位置の変化の有
無を検出する（ＳＴＰ３、ＳＴＰ　４　）。ここで、若
し、アクセル位置の変化があった場合（ＳＴＰ３）、若
しくはブレーキ位置の変化があった場合（ＳＴＰ４）に
は第５ステツプに示すように信号追尾帯域幅を広げる（
ＳＴＰ５）。この場合、アクセルペダル位置検出部１８
および／またはブレーキペダル位置検出部２０から信号
追尾帯域幅制御部１６に検出信号が導入され、当該信号
追尾帯域幅制御部１６から衛星信号捕捉追尾部１４のト
ラッキングループに係る帯域幅を広げるための制御信号
を衛星信号捕捉追尾部１４に送給する。若し、第３ステ
ツプにおけるアクセルペダル位置の変化および第４チツ
プにおけるブレーキペダル位置の変化を検知しない場合
には衛星信号捕捉追尾部１４の信号追尾帯域幅を狭める
ように制御信号を送給する（ＳＴＰ６）。すなわち、ア
クセルペダル位置の変化あるいはブレーキペダル位置の
変化が存在する時には信号追尾帯域幅を広げて衛星信号
を捕捉追尾し、アクセルペダル位置の変化のない場合若
しくはブレーキペダル位置の変化がない場合には衛星信
号捕捉追尾部１４では信号追尾帯域幅を狭めた状態で衛
星からの信号を追尾する（ＳＴＰ７）。

衛星信号捕捉追尾部１４からの出力信号は軌道データ収
集部２２に導入され軌道データが収集される（ＳＴＰ８
）。この場合、測位演算に必要とされる複数個のＧＰＳ
衛星のデータの収集を終了するまで第８ステツプ、第９
ステツプ（必要な軌道データの収集が終了したか否か）
を繰り返す。

Ｉ 一方、時計オフセットを含む距離データ、所謂、擬似距
離データが距離測定部２４で測定され（ＳＴＰＩＯ）、
そして、軌道データ収集部２２で収集された衛星の軌道
データと距離測定部２４によって算出された擬似距離デ
ータが測位演算部２６に導入されると測位演算部２６で
は予め図示しないメモリ等に書き込まれた周知の航法方
程式に前記の軌道データ、擬似距離データを代入して解
くことにより現在位置を演算する（ＳＴＰｌｌ）。算出
された現在位置データは位置表示部２８に送給すされる
（ＳＴＰ１２）。位置表示部２８において現在位置が表
示されると、再び第２ステツプに戻り衛星信号の捕捉追
尾が続行される。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、信号追尾帯域幅制御部
にアクセルペダル位置検出信号並びにブレーキペダル位
置検出信号を導入し、これらの信号の有無を判定してい
る。このため、ＧＰＳ衛星からの電波を受信しながら測
位演算を遂行しつつ走行する際、自動車の加速時あるい
は減速時における加速度の変化時においても、トラッキ
ングループの帯域幅を自動的に広げることにより、測位
演算を中断することなしに連続的に推測走行することを
可能とする効果を奏する。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するだめの装置のブロック図
、 第２図は本発明方法を実施するための装置に係るフロー
チャートである。 １０・・・アンテナ　　　　　１２・・・周波数変換／
増幅部１４・・・衛星信号捕捉追尾部 １６・・・信号追尾帯域幅制御部 １８・・・アクセルペダル位置検出部 ２０・・・ブレーキペダル位置検出部 ２２・・・軌道データ収集部　２４・・・距離測定部２
６・・・測位演算部　　　　２８・・・位置表示部３０
・・・初期値設定部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＧＰＳを構成する複数個の人工衛星からの電波信
   号を追尾する際、アクセルペダル位置の変化を検出する
   第１の工程と、ブレーキペダル位置の変化を検出する第
   ２の工程と、さらに、前記両工程においてアクセルペダ
   ル位置の変化あるいはブレーキペダル位置の変化を検出
   した時には信号を追尾するためのトラッキングループの
   帯域幅を広げる第３の工程と、アクセルペダル位置の変
   化あるいはブレーキペダル位置の変化を検出しない時に
   は信号を追尾するためのトラッキングループの帯域幅を
   狭める第４の工程とからなり、前記工程によりＧＰＳ衛
   星からの電波信号を連続的に追尾可能とすることを特徴
   とするＧＰＳ衛星からの信号追尾方法。