JPH02247591A - 位置測定システム - 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】 （１１要〕 移動局の位置を測定する位置測定システムに関し、 信号の帯域が狭くでき、位Ｗ！Ｗ！度が高いことを目的
とし、 正弦波のバースト状の測定信号を送信する移動局と、該
移動局よりの測定信号を受信して互いに異なる複数の周
波数に逓倍し、得られた複数の逓倍信号夫々を周波数が
夫々と同一の！！ｉ準（１と比較して従局の位相遅延量
を測定する複数の従局と、該移動局よりの測定信号を受
信して互いに異なる複数の周波数に逓倍し、得られた複
数の逓倍信号夫々を周波数が夫々と同一の基準信号と比
較して親局の位相遅延量を測定し、該親局の位相遅延量
と該複数の従局から伝送される従局の位相遅延量とによ
り移動局の位置を測定する親鳥とを有し構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は位ｆｌｆ３１１１定システムに関し、移動局の
位置を測定する位置測定システムに国する。

従来より自ａｍ、人等の移動局の位置を測定する位Ｎ１
１定システムがある。このようなシステムは規模が大き
くならず、かつ位置精度が＾いことが要望されている。

〔従来の技術〕

従来の位置測定システムとしては、 ０）移動物体にＧＰＳ　（グローバル・ボジシにング・
システム）を用いた［Ｓｉからの位置情報信号を受信す
るＧＰＳ受信機を設け、少なくとも３個ＧＰＳｌｆｉ星
の位置情報信号により位置を測定する方法、 ■　移動物体が出力するＶＨＦ又はＵＨＦの信号を少な
くとも２ケ所の固定局の方向探知器で受信し、この２ケ
所の固定局からの移動物体の方向の交点で位置を測定す
る方法、 ■　少なくとも３ケ所のロラン局またはデツカ局のパル
ス信号を移動物体で受信し、各局のパルス信＠闇の位相
差により各局までの距離を求める双曲線航法により位置
を測定する方法、 等がある。

（発明が解決しようとする課題〕 従来の巾の方法は複数の衛星を必要とするためシステム
全体が大規模になり、コストが非常に高いという問題が
ある。

■の方法は方向探知器の精度によって移動物体と固定局
との距離が大きくなると位置精度が悪化するという１１
９ＩＮがある。

■の方法は位ｉａｎ度を上げようとするとパルスのエツ
ジが急峻でなければならず送信するパルス徳目の帯域幅
によって位置精度が制限されるという１ｇ題があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、信号の帯域が
狭くでき、位１ｆＪｔｆｆが高い位置測定システムを提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 第１図は本発明システムの原珊図を示す。

同図中移動ｊＳ１は、正弦波のバースト状の測定信号を
送信する。

ｗ４１．第２の従局２．３夫々は、移動局１よりの測定
信号を受信して互いに異なる複数の周波数に逓信し、得
られた複数の遍倍信号夫々を周波数が夫々と同一の基準
信号と比較して従局の位相遅延量を測定する。

親局４は移動局１よりの測定信号を受信して互いに異な
る複数の周波数に逓倍し、得られた複数の遵倍信号夫々
を周波数が夫々と同一の基準信号を比較して親局の位相
遅延量を測定し、親局の位相遅延量と第１．第２の従局
２．３から伝送される従局の位相遅延量とにより移動局
１の位置を測定する。

（作用） 本発明においては、移動局２は正弦波の測定信号を送信
するため、送信信号の帯域が狭くて済む。

また、第１＃第２の従局２．３及びｔ１局４夫々は受信
した測定信号を複数の周波数に逓倍した逓倍信号で順次
位相ＭＫ量を測定して測定精度を上げるため、移動ｊｉ
２の位置精度が向上する。

（実施例〕 第２図は移動局のブロック図を示す、、同図中、発振！
１２０の出力する周波数数−ＩＭＨｚの高安定基準信号
は分局器２１及びＡＭ変Ａ器２２に供給される。

分局器は基準信号を分局して例えば１０ＫＨｚの分局信
号（正弦波）を得、制御部２３に供給する。＆１１１１
ａＢ２３は端子２７から親局からの測定開始信号により
上記分周信号をバースト状に取出し、振幅変調（ＡＭＩ
調）器２２に供給する。

ＡＭ変ｍ器２２は基準信号をバースト状の分周信号即ち
測定信号によりＡＭ変調してＵＨＦ又はＶＨＦ帯域の高
周波信号を得る。この高周波信号は帯域フィルタ２４で
不要周波数成分を除去されアンプ２５で増幅されてアン
テナ２６より送信される。

第３図は従局のブロック図を示す。同図中、アンテナ３
０で移動局の出力する高周波信号が受信され帯域フィル
タ３１で帯域制限され、かつアンプ３２で増幅されてＡ
Ｍ復調器３３に供給される。

ＡＩＶＬｔｌ：ｌ器３３は受信高周波信号より測定信号
を復調する。この復調信号（バースト状の正弦波）は逓
倍器３４．３５．３６夫々に供給され、逓倍器３４はｍ
ｉ逓倍して例えば周波数３０ＫＨｚとし、逓倍器３５は
ｍ２遍倍して例えば周波数３００ＫＨｚとし、逓倍器３
６は第３逓倍して例えば周波数３ＭＨｚとし、夫々の逓
倍信号は位相遅延測定器３７．３８．３９に供給される
。

発振器４１の出力する周波数数十ＭＨｚの＾安定基準信
号（正弦波）は、夫々位相遅延測定器３７．３８．３９
に供給される。発振器４１は端子４２にｍ局からｌ１ｌ
ｔｌ信号を供給される同期制御部４３により同期１Ｉ１
１１１１を行なわれ親局における基準信号と同期を取ら
れており、親局からの測定ｎ始信号を基準として測定開
始８Ｉ閂が設定される。

位相遅延測定器３７．３８．３９夫々は各逓倍信号の位
相遅延ｌを測定してインターフェイス４４より端子４５
を介して親局へ伝送する。

第４図は親局の７０ツク図を示す。同図中、アンテナ５
０で移ｗＪ局の出力する高周波信号が受信され帯域フィ
ルタ５１で帯域制限され、かつアンプ５２で増幅されて
ＡＭ復漏器５３に供給される。。

ＡＭｖ１１１器５３は受信高周波信号より測定信号をＩ
ＩＩする。この復調信号（バースト状の正弦波）は逓倍
器５３．５４．５５夫々に供給され、逓倍器５３はｍ１
遍倍して例えば周波数３０ＫＨｚとし、逓倍器５４は第
２逓倍して例えば周波数３００ＫＨｚとし、逓倍器５５
は第３逓倍して例えば周波数３ＭＨｚとし、夫々の逓倍
信号は位相遅延測定器５７．５８．５９に供給される。

発振１６１の出力する周波数数１ＭＨ２の高安定基準信
号は夫々位相遅延測定器５７．５８゜５９に供給される
。発振器６１は同期１ｌｌ一部６３により同期が取られ
ている。また、同期６１１１１１部６３は端子６２から
従局に同期信号及び測定開始信号を供給し、移動局には
測定開始信号を供給している。

位相遅延測定器５７．５８．５９夫々は各逓倍信号の位
相遅延ｌを測定して位置算出ｌ！１６４に供給する。こ
の位ｆｆｉ算出部６４には端子６５を介して従局より位
相遅延機が供給され、位置算出部６４で算出された移動
局の位置データ表示器６６に表示される。

第５図は本発明システムの位ｇａＩｌ定処理のフローチ
ャートを示す。

同図中、ステップ７１で親局より移動局及び従局へ位ａ
ｍ定開始が指示される。これによって移動局及び従局で
測定器６が行なわれ（ステップ７２）、移動局より送信
が開始される（ステップ７３）。

親局及び従局は送信された信号を受信して位相１１延愚
を測定しくステップ７４）、従局で測定された位相遅延
臘が親局に伝送される（ステップ７５）。親局は自ら測
定した位相遅延量及び従局から伝送された位相遅延墨か
ら従局の位置忰出を行ない（ステップ７６）。その算出
結果である位置データにより従局位置の表示を行なう（
ステップ７７）。

移動局の測定信号の角周波数をω箇とすると親局及び第
１．第２の従局夫々の復調信号は１・記の如くなる。

ｌ１局　Ｓｉｎ　（（ｃ）１　ｔ＋ｎ＋　Ｘ＋θ１＋δ
）第１の従局　５ｉＪ１　　（（ｌｃ＞＋　ｊ−１ｎｚ
π十θ２］δ）第２の従７４　　Ｓｉｎ　（ωＩｊ＋ｎ
３７Ｅ＋θ３＋δ）ここでｎ瞥π→・θ１．ｎ２π」−
θ２゜ｎ３π＋０３は移動局から各局までの距離により
生じる位相差、δは受信機のＡＭＩ調までの位相差で各
ｊｓ同一とする。

復調信号を夫々ｍｌ　、第２　、第３逓倍すると次の如
く表わされる。

＠７４　　Ｓｉｎ　　（ｍ＋　Ｑ）Ｉｔ＋ｍ＋　　（ｎ
＋　π＋θ黛＋δ）） Ｓｉｎ　（ｍｚ　ωＩ　ｔ−１−ｍｚ　　（ｎ＋　７ｔ
＋θ１　＋δ）　） Ｓｉｎ　　（ｍｓ　（ｔ）＋　　ｔ−ｔｍｌ　　（ｎ＋
　　π＋θ１＋δ）） 第１の従ｆｊ４　　Ｓｉｎ　（ｍｌ　（Ｊ）＋　ｊ（ｍ
Ｉ（ｎｚ　１Ｃ＋θ２＋δ）） Ｓｉｎ　　（ｍｚ　（ｔ）Ｉ　ｔ−１ｍ２　（ｎｚ　　
π＋θ２　＋δ）　） Ｓｉｎ　　（ｍｚ　（ｔ）ｒ　　ｊ＋ｍ！（ｎｚ　７Ｃ
＋０２　＋δ）） 第２の従８　ｓｉｎ　　（ｍ＋　Ｕ）＋　　ｔ−Ｉｍ＋
　　（ｎ３π＋θ３　＋δ）　） Ｓｉｎ　　（ｍｚ　（ｔ）＋　　ｔ（ｍｌ　（ｎｚ　７
ｔ＋θ３　＋δ）　） Ｓｉｎ　　（ｍｓ　（ｔ）Ｉｊ（・ｍｚ　　（ｎ３　　
π＋θ３＋δ〉） 親局、第１の従局、第２の従局夫々のｔｌｌｉｌ信号を
ｍ１遍倍した逓倍信号を便宜上第６図（Ａ）。

（Ｄ）、（Ｅ）の如く矩形波で表わし、ｍｚ／ｍ＋　＝
２．ｍｓ　／ｍｚ−２と仮定すると、親局のｍｌＭ倍、
ｍｌ逓倍した逓倍信号は同図（Ｂ）。

（Ｃ）の如くなり、第１の従局のｍｚ遁倍、ｍｓ逓倍し
た信号は同図（Ｅ）、（Ｆ）の如くなり、第２の従局の
ｍｌ１Ｉｉ倍、ｍｓ逓倍した信号は同図（Ｈ）、（１）
に示す如くなる。

上記各波形の同−時開における位相遅延のを求める。

今、各局の基準信号の位相差を夫々γ１．γ２゜γ３と
すると位相遅延量は次の如く表わされる。

Ｉｊ８　　　ｍ＋　　（ｎ＋　７Ｅ十０１＋δ）−７１
ｍ２　（ｎ、π＋θ１＋δ）−７＋ ｍｌ　　（ｎ、π＋θ１＋δ）−γ１ 従局１ｍ＋（ｎ２π→・θ２→〜６）−γ２ｍ、（ｎ２
π＋θ２＋６）−１２ ｍｓ（ｎ２π＋θ２＋６）−γ２ 従局２　　ｍｌ　　（ｎｇ　Ｍ＋０３＋δ）−１３ｍ２
　（ｎ３π＋θ３４δ）−γ３ ｍｓ　（ｎｓπ十０３＋δ）−１８ 四周と第１の従局との位相差Ｓ、ｔａｓ定時刻が同一と
してｍ璽ω鵞の周波数では次の如くなる。

（ｎｌ　−ｎｚ　）　７ｒｍｌ　＋　（０１−０２）Ｊ
＋（γ１−γ２　） 逓倍周波数の選び方としてｍ、逓倍した信号の波長が測
定すべぎ距離より大となるように選ぶと次式が成立する
。

（ｎ＋　−ｎｚ　＞７ｒｍ＋　＝Ｏ Ｉ１８と第１の従８Ｉｉｌの＾安定基準信号の位相差が
既知か又は各８周日期が取れている場合はγ１゜Ｔ２が
既知量となり、（θ１−θｚ）／ｍ＋を求めることがで
きる。θ１．θ２の精度を出すために逓倍周波数を大き
くして測定を行なう゛。

位相差の測定精度がπ１５　（３６度）の場合、周波数
３０ＫＨｚで距離１０００ｍの精度が得られ、周波数３
００Ｋ　Ｈｚで距離１００７１１の精度が得られ、周波
数３ＭＨｚで距１１１１０ｍの精度が得られる。

このため、位置算出部６４ではｍｔω―の周波数で概略
の位相差を測定し、順次ｍ２ω１の周波数、ｍ３ω１の
周波数で位相差を測定して測定精度を上げる。

このようにして親局と第１の従局内の位相差（第６図に
示す位相差ψ１）が求まり、第１図に破纏で示す軌跡■
ａが算出される。

同様にして親局と第２の従局間の位相差（第６図に示す
位相差ψ２）が求められ、第１図に一点鎖線で示す軌跡
Ｉｂが締出され、軌跡：［ａ、ｉｂの交点が移動局の位
置と決定される。

このように、移動局は正弦波の測定信号を送信するため
、送信信号の帯域が狭くて済む。

また、第１．第２の従局及び親局夫々は受信した測定信
号を複数の周波数に逓信した逓倍信号で順次位相遅延量
を測定して測定精度を上げるため、移動局の位置精度が
向上する。

また、！ｇ局と移動局と少なくとも２つの従局との比較
的小さな規模でシステムを構成でき、コストも高くなら
ない。

なお、移動局よりＡＭ変調で得られた高周波信号の代り
に測定信号として搬送波信号そのものをバースト状に送
（ＨＬ、、これを従局、親局で受信しても良く、上記実
施例に限定されない。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明の位置測定シス−ｊムによれば、送
信する信号の帯域が狭くて済み、位置精度を高くできシ
ステム規模が小さくて済み、実用上きわめて有用である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原即図、 第２図は移動局のブロック図、 第３図は従局のブロック図、 第４図は親局の１０ツク図、 第５図は本発明システムの位置測定シスのフローチャー
ト、 第６図は各局の逓倍信号のタイミングチャートである。 ２０．４１．６１は発振器、 ２３はＡＭ変調器、 ３３．５３はＡＭ復ＩＩ器、 ３４・〜３６．５４〜５６は逓倍器、 ３７〜３９．５７〜５９は位相遅延測定器、４４はイン
ターフェイス部、 ６４は位ｌ斡出部 を示す。 特許出願人　富　士　通　株式会社 代　理　人　弁即士　伊　東　忠　彦 ゛　八 図において、 １は移動局、 ２．３は従局。 ４は親局、 第１図 号局の７′ｏ−／２し 第２図 次局のブｂ−７２目 第３図 南し酌のフ一〇−ｙ２Ｙｊ８ 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　正弦波のバースト状の測定信号を送信する移動局（１
   ）と、 該移動局（１）よりの測定信号を受信して互いに異なる
   複数の周波数に逓倍し、得られた複数の逓倍信号夫々を
   周波数が夫々と同一の基準信号と比較して従局の位相遅
   延量を測定する複数の従局（２、３）と、 該移動局（１）よりの測定信号を受信して互いに異なる
   複数の周波数に逓倍し、得られた複数の逓倍信号夫々を
   周波数が夫々と同一の基準信号と比較して親局の位相遅
   延量を測定し、該親局の位相遅延量と該複数の従局（２
   、３）から伝送される従局の位相遅延量とにより移動局
   （１）の位置を測定する親局（４）とを有することを特
   徴とする位置測定システム。