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JPH0675103B2 - Gps位置計測装置 - Google Patents

Gps位置計測装置

Info

Publication number
JPH0675103B2
JPH0675103B2 JP11906386A JP11906386A JPH0675103B2 JP H0675103 B2 JPH0675103 B2 JP H0675103B2 JP 11906386 A JP11906386 A JP 11906386A JP 11906386 A JP11906386 A JP 11906386A JP H0675103 B2 JPH0675103 B2 JP H0675103B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positioning
altitude
dimensional
hdop
satellite
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP11906386A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62276477A (ja
Inventor
康之 植草
久夫 岸
秀夫 高井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP11906386A priority Critical patent/JPH0675103B2/ja
Publication of JPS62276477A publication Critical patent/JPS62276477A/ja
Publication of JPH0675103B2 publication Critical patent/JPH0675103B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、GPS(Global Positoning System)による
位置計測装置に関する。
[従来技術の説明] 衛星航法による測位誤差の算出には、幾何学的精度が劣
化することを意味する係数GDOP(Dilution of Precisio
n)が用いられる。又、3次元位置の放射状方向の誤差
を求めるための係数PDOP(Position Dilution of Preci
sion)や、水平方向の誤差を求めるための係数HDOP(Ho
rizontal Dilution of Precision)、高度方向の誤差を
求めるための係数VDOP(Vertical Dilution of Precisi
on)、時計のオフセット誤差を求めるための係数TDOP
(Time Dilution of Precision)等も用いられる。
平面位置の測位精度を重要視する従来のGPS位置計測位
置では、HDOPを用いHDOP値が所定値より小さい場合に
は、所定精度で3次元測位を行うと共に、HDOP値が所定
値より大きい場合には、水平方向の誤差が大となる恐れ
があるので3次元測位を締めて、例えば直ちに推測航法
に移るようになる。
[発明の目的] この発明は、上記従来技術を発展させ、HDOP値が所定値
より小さい場合には従来よりより高精度の測位が行える
と共に、HDOP値が所定値より大きい場合でも高精度の測
位を行い得る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、本発明は、第4図に示す如
く、衛星を捕捉する衛星捕捉手段101と、 車両と地球中心との距離に対応される測位高度を記憶す
る高度記憶手段102と、 前記衛星捕捉手段101により捕捉した捕捉衛星からの航
法データに基づいて車両の3次元座標位置を測位する3
次元測位手段103と、 前記衛星捕捉手段101により捕捉した捕捉衛星からの航
法データと前記高度記憶手段102に記憶された測位高度
とに基づいて車両の2次元座標位置を測位する2次元測
位手段104と、 前記衛星捕捉手段101により捕捉した捕捉衛星の種々組
合せについて3次元測位に対するHDOP値を算出する3次
元HDOP算出手段105と、 この3次元HDOP算出手段105の算出結果に基づいて捕捉
衛星の中から3次元測位に対するHDOP値が最小となる衛
星の組合せを選択する3次元測位衛星選択手段106と、 前記衛星捕捉手段101により捕捉した捕捉衛星の種々組
合せについて2次元測位に対するHDOP値を算出する2次
元HDOP算出手段107と、 この2次元HDOP算出手段107の算出結果に基づいて捕捉
衛星の中から2次元測位に対するHDOP値が最小となる衛
星の組合せを選択する2次元測位衛星選択手段108と、 前記衛星捕捉手段101により捕捉した捕捉衛星の種々組
合せについて、VDOP値を算出するVDOP算出手段109と、 このVDOP算出手段109の算出結果に基づいて捕捉衛星の
中からVDOP値が最小となる衛星の組合せを選択するVDOP
衛星選択手段110と、 このVDOP衛星選択手段110により選択された衛星の組合
せでのVDOP値に基づいて車両と地球中心との距離に対応
される測位高度を算出する高度算出手段111と、 前記3次元測位衛星選択手段106で選択した衛星の組合
せに対応する前記3次元HDOP値と、前記2次元測位衛星
選択手段108で選択した衛星の組合せに対応する前記2
次元HDOP値との大小を判断するHDOP値比較手段112と、 このHDOP値比較手段112により3次元HDOP値が2次元HDO
P値より小さいと判断された場合には、前記3次元測位
手段103を選択し、前記HDOP値比較手段112により2次元
HDOP値が3次元HDOP値よりも小さいと判断された場合に
は、前記2次元測位手段104を選択する測位選択手段113
と、 この測位選択手段113により前記3次元測位手段103が選
択されて3次元測位が行われた場合には、この3次元測
位で算出された測位高度を前記高度記憶手段102の測位
高度に更新し、前記測位選択手段113により前記2次元
測位手段104が選択されて2次元測位が行われた場合に
は、前記VDOP衛星選択手段110により選択された衛星の
組合せで前記高度算出手段111により算出された測位高
度を前記高度記憶手段102の測位高度に更新する高度更
新手段114と、を備えたことを特徴とする。
[実施例の説明] 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を示す車両用のGPS位置
計測装置のブロック図、第2図は第1図に示した衛星選
択部及び中央処理部の詳細を示すブロック図、第3図は
上記GPS位置計測装置の計測処理を示すフローチャート
である。
第1図において、1は総括的に受信部を示す。2はアン
テナ、3は高周波増幅器、4,5,6は混合器、7及び8は
第1及び第2の中間周波数増幅器、9は位相検出器、10
は搬送波位相同期用数値制御発振器、11は符号発生器、
12は符号位相同期用数値制御発振器、13は周波数増倍
器、14は基準発振器、15は中央処理部、16は衛星選択部
を示す。
上記構成のGPS位置計測装置においては、概略的にはア
ンテナ2によって受信された電波は符号発生器11から発
生される衛星毎のPN符号と順次照合され、複数衛星から
の受信電波は中央処理部15に順次取り込まれ、複数衛星
の航法データに基いて所定の位置演算が行なわれる。
第2図に示すように、中央処理部15は、位置計算部17
と、高度演算部18と、高度記憶部19と、を備えている。
又、衛星選択部16は、衛星配置データマップ記憶部20
と、PDOP演算部21と、HDOP演算部22と、VDOP演算部23
と、選択演算部24と、を備えている。
位置計算部17は前記選択演算部24から出力される衛星選
択信号SSに基いて、受信部1から各衛星についての航法
データD2を受け、1次元(z)又は2次元(zy)、又は
3次元(xyz)の位置計算を行うものである。一般に、
n次元の位置計算には時計オフセット誤差が存在するた
めn+1個の衛星が必要である。
高度演算部18は前記選択信号が2次元測位のために3個
の衛星を選択したときに作動され、車両と地球中心との
距離、即ち高度を演算するものである。
高度記憶部19は、位置計算部17が3次元測位を行ったと
きは前の高度値を更新してそのときの高度z3を記憶する
と共に高度演算部18が高度z2の算出を行ったときは前の
高度を消去してそのときの高度を更新記憶するものであ
る。高度記憶部19が記憶する高度をz0とする。
衛星配置データマップ記憶部20は、衛星配置のデータマ
ップを有しており、現在時刻及び現在位置のデータに基
いて、捕捉衛星の位置づけを行うものである。
PDOP演算部21は、3次元測位における測位精度の劣化を
示す係数PDOPを演算するものである。
HDOP演算部22は、2次元及び3次元測位における水平方
向の測位精度の劣化を示す係数HDOPを演算するものであ
る。
VDOP演算部23は、高度計測における測位精度の劣化を示
すVDOPを演算するものである。
選択演算部24は、各衛星配置における各種DOP演算の指
示を行うと共に演算された各DOP値に基いて前記選択信
号SS、即ち、2次元測位と3次元測位との切換え信号及
び各測位に要する衛星番号を演算するものである。
上記構成のGPS位置計測装置が行う測位処理を第3図フ
ローチャートに示した。
ステップ301では、受信部で衛星捕捉の処理が行われ
る。
ステップ303〜309はHDOP演算部22と選択演算部24とが行
うHDOP演算に関する処理を示しており、ステップ303で
は3次元測位のための4個の衛星の組合せが選択され、
ステップ305で各組合せにおけるHDOP値が算出されると
共に最小HDOP値H3と、この最小値H3を示す4個の衛星の
組合せC3が保持される。又、ステップ307では2次元測
位のための3個の衛星の組合せが選択され、309で各組
合せにおけるHDOP値が算出されると共に最小HDOP値H
2と、この最小値H2を示す3個の衛星の組合せC2が保持
される。
ステップ311は選択演算部24が行う測位方式決定処理を
示しており、ここでは、前記HDOP値H2,H3のうち、いず
れの方が小さいかが判断され、H2≧H3であればステップ
313へ、H2<H3であればステップ317へ移行する。選択演
算部24は、ステップ313への移行に際しては、3次元測
位の方がHDOP値が小さいことに鑑みて、前記ステップ30
5で算出された4個の衛星の組合せC3を位置計算部17に
出力する。又、選択演算部24は、ステップ317の移行に
際しては、2次元測位の方がHDOP値が小さいことに鑑み
て、前記ステップ309で算出された3個の衛星の組合せC
2を位置計算部17に出力する。
ステップ313は、位置計算部17における3次元測位の処
理を示しており、ここでは、前記衛星組合せC3について
3次元測位(xyz)が行われる。ステップ315は高度記憶
部19における記憶処理を示しており、ここでは測位結果
である高度(z3とする)を既に記憶してある高度に代え
て記憶する。ステップ327は位置計算部17で測位された
結果を表示する処理であり、これは、図示しないCRT等
に行われるものである。
ステップ317は、位置計算部17が高度記憶部19に記憶し
ている高度データz0を呼出す処理を示している。位置計
算部17は、ステップ317で呼出した高度データz0を用
い、前記衛星組合せC2を用いて2次元測位(xy)を行
う。このとき、当該2次元測位における平面座標値は、
高度データz0が正確であることを条件としてステップ31
3で示した3次元測位における平面座標より精度が良好
である。
ステップ321はVDOP演算部23と選択演算部24とが行う高
度算出のための衛星選択処理を示している。ここでは、
ステップ301で捕捉された衛星からVDOPが最小となる組
合せの衛星が選択され、この組合せによる衛星を用いて
ステップ323において高度演算部18で高度z2が求められ
る。選択数は、原則として4であるが、ステップ319で
測位された平面座標xyを利用するとすれば、それは2又
は3でも可能である。又、高度に関する精度をより向上
させるため、ステップ323では同一演算を繰り返し行
い、その結果を平均して高度z2を求めてもよい。
ステップ325は高度記憶部19の記憶処理を示しており、
ここでは、高度演算部18が求めた高度z2を前の高度z0
置き換えて記憶する。
ステップ327では、ステップ313で測位された結果を表示
したと同様に、ステップ319で測位された結果を表示す
る。
以上の処理により、ステップ315及びステップ325で高度
記憶部19に高度z0が常時記憶され、ステップ319におい
て常時2次元による測位が常時行い得る。ステップ319
における2次元による測位は、ステップ311を介して3
次元測位よりHDOPが小さくなる場合に行われるので、2
次元による測位精度は良好である。
なお、ステップ323〜325は、ステップ311とステップ317
との間に挿入することが可能であること勿論である。
以上により、本実施例に係るGPS位置計測装置では、よ
り高精度の平面座標を算出することができ、又、長時間
3次元測位ができない場合でも2次元測位で高精度の測
位を行うことが可能である。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明では、3次元測位衛星選
択手段により3次元測位に対するHDOP値が最小となる衛
星の組合せを選択する一方、2次元測位衛星選択手段に
より2次元測位に対するHDOP値が最小となる衛星の組合
せを選択する。そして、3次元測位衛星選択手段で選択
した衛星の組合せに対応する3次元HDOP値と、2次元衛
星選択手段で選択した衛星の組合せに対応する2次元HD
OP値とは、3次元HDOP算出手段及び2次元HDOP算出手段
でそれぞれ算出されるので、HDOP値比較手段において、
3次元測位衛星選択手段により選択された衛星の組合せ
による3次元HDOP値と、2次元測位衛星選択手段により
選択された衛星の組合せによる2次元HDOP値との大小を
判断することができる。このHDOP値比較手段による3次
元測位に対するHDOP値が2次元測位に対するHDOP値より
小さいと判断された場合には3次元測位衛星選択手段に
より選択された衛星の組合せで3次元測位手段が3次元
測位を行い、またそのHDOP値比較手段により2次元測位
に対するHDOP値が3次元測位に対するHDOP値より小さい
と判断された場合には2次元測位衛星手段により選択さ
れた衛星の組合せで2次元測位手段が2次元測位を行う
ので、HDOP値の小さい測位モードで車両の位置計測を行
うことができる。更に、2次元測位が行われた場合に
は、VDOP衛星選択手段により選択された衛星の組合せに
より高度算出手段で算出された測位高度を、高度記憶手
段の測位高度に更新することが高度更新手段によりなさ
れるので、3次元測位を長時間行えない場合であっても
車両の位置計測を2次元測位で高度に行える。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す車両用のGPS位置計
測装置のブロック図、第2図は第1図に示した衛星選択
部及び中央処理部の詳細を示すブロック図、第3図は上
記GPS位置計測装置の計測処理を示すフローチャート、
第4図は本発明のクレーム対応図である。 17…位置計算部 18…高度演算部 19…高度記憶部 20…衛星データマップ記憶部 21…PDOP演算部 22…HDOP演算部 23…VDOP演算部 24…選択演算部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】衛星を捕捉する衛星捕捉手段と、 車両と地球中心との距離に対応される測位高度を記憶す
    る高度記憶手段と、 前記衛星捕捉手段により捕捉した捕捉衛星からの航法デ
    ータに基づいて車両の3次元座標位置を測位する3次元
    測位手段と、 前記衛星捕捉手段により捕捉した捕捉衛星からの航法デ
    ータと前記高度記憶手段に記憶された測位高度とに基づ
    いて車両の2次元座標位置を測位する2次元測位手段
    と、 前記衛星捕捉手段により捕捉した捕捉衛星の種々組合せ
    について3次元測位に対するHDOP値を算出する3次元HD
    OP算出手段と、 この3次元HDOP算出手段の算出結果に基づいて捕捉衛星
    の中から3次元測位に対するHDOP値が最小となる衛星の
    組合せを選択する3次元測位衛星選択手段と、 前記衛星捕捉手段により捕捉した捕捉衛星の種々組合せ
    について2次元測位に対するHDOP値を算出する2次元HD
    OP算出手段と、 この2次元HDOP算出手段の算出結果に基づいて捕捉衛星
    の中から2次元測位に対するHDOP値が最小となる衛星の
    組合せを選択する2次元測位衛星選択手段と、 前記衛星捕捉手段により捕捉した捕捉衛星の種々組合せ
    について、VDOP値を算出するVDOP算出手段と、 このVDOP算出手段の算出結果に基づいて捕捉衛星の中か
    らVDOP値が最小となる衛星の組合せを選択するVDOP衛星
    選択手段と、 このVDOP衛星選択手段により選択された衛星の組合せで
    のVDOP値に基づいて車両と地球中心との距離に対応され
    る測位高度を算出する高度算出手段と、 前記3次元測位衛星選択手段で選択した衛星の組合せに
    対応する前記3次元HDOP値と、前記2次元測位衛星選択
    手段で選択した衛星の組合せに対応する前記2次元HDOP
    値との大小を判断するHDOP値比較手段と、 このHDOP値比較手段により3次元HDOP値が2次元HDOP値
    より小さいと判断された場合には、前記3次元測位手段
    を選択し、前記HDOP値比較手段により2次元HDOP値が3
    次元HDOP値よりも小さいと判断された場合には、前記2
    次元測位手段を選択する測位選択手段と、 この測位選択手段により前記3次元測位手段が選択され
    て3次元測位が行われた場合には、この3次元測位で算
    出された測位高度を前記高度記憶手段の測位高度に更新
    し、前記測位選択手段により前記2次元測位手段が選択
    されて2次元測位が行われた場合には、前記VDOP衛星選
    択手段により選択された衛星の組合せで前記高度算出手
    段により算出された測位高度を前記高度記憶手段の測位
    高度に更新する高度更新手段と、を備えたことを特徴と
    するGPS位置計測装置。
  2. 【請求項2】前記高度算出手段は、2次元測位に対する
    VDOP値が最小となる衛星の組合せで測位高度を算出する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のGPS位置
    計測装置。
  3. 【請求項3】前記高度算出手段は、測位高度の算出が複
    数回行われ、その平均値を前記高度記憶手段に記憶させ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のGPS位
    置計測装置。
JP11906386A 1986-05-26 1986-05-26 Gps位置計測装置 Expired - Lifetime JPH0675103B2 (ja)

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JPS62276477A JPS62276477A (ja) 1987-12-01
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