JPH0836042A - Ｇｐｓ受信機及びこれに使用する速度決定手段 - Google Patents
Ｇｐｓ受信機及びこれに使用する速度決定手段Info
- Publication number
- JPH0836042A JPH0836042A JP17084294A JP17084294A JPH0836042A JP H0836042 A JPH0836042 A JP H0836042A JP 17084294 A JP17084294 A JP 17084294A JP 17084294 A JP17084294 A JP 17084294A JP H0836042 A JPH0836042 A JP H0836042A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＧＰＳ受信機の速度を精度よく算出する。
【構成】 複数のチャンネルを持つ検波部２と、衛星の
位置と電波伝搬時間から測位計算を行う測位部５と、衛
星の位置と搬送波のドップラーシフト周波数から速度を
求める速度算出部３と、測定した受信機位置の変化量か
ら速度を求める移動速度算出部４と、を備えたＧＰＳ受
信機で、複数の速度情報を用いて精度の良い速度を決定
する速度決定手段を備えたことを特徴とする。
位置と電波伝搬時間から測位計算を行う測位部５と、衛
星の位置と搬送波のドップラーシフト周波数から速度を
求める速度算出部３と、測定した受信機位置の変化量か
ら速度を求める移動速度算出部４と、を備えたＧＰＳ受
信機で、複数の速度情報を用いて精度の良い速度を決定
する速度決定手段を備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地球を周回するＧＰＳ
衛星から受信機位置、速度を求めるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａ
ｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機及
びこれに使用するものに関するものである。
衛星から受信機位置、速度を求めるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａ
ｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機及
びこれに使用するものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＧＰＳは、複数の衛星の電波を同時に受
信して、人工衛星からの航法メッセージ（軌道情報や時
刻情報等）を取得することによって受信機の位置を、ま
たドップラーシフト周波数を測定することにより、受信
機の速度を算出することが可能なシステムである。
信して、人工衛星からの航法メッセージ（軌道情報や時
刻情報等）を取得することによって受信機の位置を、ま
たドップラーシフト周波数を測定することにより、受信
機の速度を算出することが可能なシステムである。
【０００３】ＧＰＳで受信機位置を求める原理について
は、すでに周知であるためここでは説明を省略し、速度
を求める原理を説明する。全てのＧＰＳ衛星からはＬ１
帯１．５７５４２ＧＨｚの搬送波で航法メッセージ等の
情報が送信されている。受信する際には、衛星の移動、
受信機の移動等により搬送波にドップラーシフト周波数
が乗っている。従って、下記の数１より、ドップラーシ
フト周波数を測定することにより、衛星と受信機の相対
速度を求めることができる。
は、すでに周知であるためここでは説明を省略し、速度
を求める原理を説明する。全てのＧＰＳ衛星からはＬ１
帯１．５７５４２ＧＨｚの搬送波で航法メッセージ等の
情報が送信されている。受信する際には、衛星の移動、
受信機の移動等により搬送波にドップラーシフト周波数
が乗っている。従って、下記の数１より、ドップラーシ
フト周波数を測定することにより、衛星と受信機の相対
速度を求めることができる。
【０００４】
【数１】
【０００５】また航法メッセージから衛星の位置を算出
し、その移動量から速度を求め、数２に示すように、受
信機から見た衛星の視線の方向余弦をかけることによ
り、受信機方向の速度を求めることができる。
し、その移動量から速度を求め、数２に示すように、受
信機から見た衛星の視線の方向余弦をかけることによ
り、受信機方向の速度を求めることができる。
【０００６】
【数２】
【０００７】従って、数１から求めた相対速度と、数２
から求めた速度との差を求めることによって、受信機の
衛星方向の速度を求めることができる。４衛星以上につ
いて受信機の衛星方向の速度を求めることにより、次に
示す数３の連立方程式をたて、この連立方程式を解くこ
とにより、受信機の各座標方向の速度を算出できる。
から求めた速度との差を求めることによって、受信機の
衛星方向の速度を求めることができる。４衛星以上につ
いて受信機の衛星方向の速度を求めることにより、次に
示す数３の連立方程式をたて、この連立方程式を解くこ
とにより、受信機の各座標方向の速度を算出できる。
【０００８】
【数３】
【０００９】以下図面を参照しながら、上述した従来の
ＧＰＳ受信機の実施例について説明する。
ＧＰＳ受信機の実施例について説明する。
【００１０】図３は従来のＧＰＳ受信機の構成を示して
いる。３１は衛星からの電波を受信するアンテナであ
る。３２はアンテナ３１で受信した電波を復調して、航
法メッセージ、時刻情報等を測位部３４へ出力する検波
部である。測位部３４では、衛星と受信機の伝搬時間を
求め、衛星の位置と測定した伝搬時間から連立方程式を
立て、受信機の位置を求める。原理的には３次元測位を
行う場合は３衛星で、２次元測位を行う場合は２衛星で
連立方程式を立てればよいが、受信機と衛星の時刻オフ
セットがあるため、３次元測位では４衛星、２次元測位
では３衛星必要となる。３３の速度算出部では、検波部
２２で測定したドップラーシフト周波数から、各衛星と
受信機との相対速度を上記数１から求める。次に航法メ
ッセージから得られる軌道情報から時刻毎の衛星の位置
を計算することができるので、上記相対速度を求めた時
刻近傍での変化量から衛星の速度を算出する。更に数２
を用いて、受信機方向の速度を求めることができる。よ
ってこの２つの速度の差分を取り、受信機の各衛星方向
の速度を求め数３の連立方程式を解くことによって受信
機の速度を算出する。
いる。３１は衛星からの電波を受信するアンテナであ
る。３２はアンテナ３１で受信した電波を復調して、航
法メッセージ、時刻情報等を測位部３４へ出力する検波
部である。測位部３４では、衛星と受信機の伝搬時間を
求め、衛星の位置と測定した伝搬時間から連立方程式を
立て、受信機の位置を求める。原理的には３次元測位を
行う場合は３衛星で、２次元測位を行う場合は２衛星で
連立方程式を立てればよいが、受信機と衛星の時刻オフ
セットがあるため、３次元測位では４衛星、２次元測位
では３衛星必要となる。３３の速度算出部では、検波部
２２で測定したドップラーシフト周波数から、各衛星と
受信機との相対速度を上記数１から求める。次に航法メ
ッセージから得られる軌道情報から時刻毎の衛星の位置
を計算することができるので、上記相対速度を求めた時
刻近傍での変化量から衛星の速度を算出する。更に数２
を用いて、受信機方向の速度を求めることができる。よ
ってこの２つの速度の差分を取り、受信機の各衛星方向
の速度を求め数３の連立方程式を解くことによって受信
機の速度を算出する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、受信機の速度が低下した場合に、受信
機の移動によるドップラーシフト周波数に対して、その
測定誤差の比率が大きくなり、その結果、速度誤差が大
きくなってしまう。本発明はこのような問題点を解決す
るものであり、受信機の速度を精度良く算出することが
できるＧＰＳ受信機を提供するものである。
ような構成では、受信機の速度が低下した場合に、受信
機の移動によるドップラーシフト周波数に対して、その
測定誤差の比率が大きくなり、その結果、速度誤差が大
きくなってしまう。本発明はこのような問題点を解決す
るものであり、受信機の速度を精度良く算出することが
できるＧＰＳ受信機を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のＧＰＳ受信機は、受信機の速度に応じ
て、例えば高速、中速、低速に区別して出力する速度を
選択する。
めに、本発明のＧＰＳ受信機は、受信機の速度に応じ
て、例えば高速、中速、低速に区別して出力する速度を
選択する。
【００１３】また、測位計算に使用した衛星の組合せが
変化しなかった場合に、測位結果の移動量から
変化しなかった場合に、測位結果の移動量から
【００１４】（数３）
【００１５】を用いて求めた受信機の各衛星方向の速度
と、ドップラーシフト周波数から
と、ドップラーシフト周波数から
【００１６】（数１）
【００１７】（数２）
【００１８】を用いて求めた受信機の各衛星方向の速度
の差分を取り、速度補正量として求める。
の差分を取り、速度補正量として求める。
【００１９】
【作用】本発明は上記の構成によって、ドップラーシフ
ト周波数から求めた速度と測位結果の移動量から求めた
速度を用いて、速度によって出力する速度を決定するこ
とによって、速度が低下した場合においても、精度よい
速度を決定することができる。
ト周波数から求めた速度と測位結果の移動量から求めた
速度を用いて、速度によって出力する速度を決定するこ
とによって、速度が低下した場合においても、精度よい
速度を決定することができる。
【００２０】また、ドップラーシフト周波数から求めた
受信機の衛星方向の速度と、測位結果の移動量から求め
た受信機の衛星方向の速度の差分から求めた速度補正量
を用いて、ドップラーシフト周波数から決定する速度の
補正を行うことにより、ドップラーシフト周波数の測定
誤差を除去することができ、従って精度のよい速度を決
定することができる。
受信機の衛星方向の速度と、測位結果の移動量から求め
た受信機の衛星方向の速度の差分から求めた速度補正量
を用いて、ドップラーシフト周波数から決定する速度の
補正を行うことにより、ドップラーシフト周波数の測定
誤差を除去することができ、従って精度のよい速度を決
定することができる。
【００２１】
【実施例】以下に請求項１に係る発明のＧＰＳ受信機
で、速度決定手段として請求項２に係る発明の速度決定
手段を用いた場合について説明する。
で、速度決定手段として請求項２に係る発明の速度決定
手段を用いた場合について説明する。
【００２２】図１は、本発明の第１の実施例におけるＧ
ＰＳ受信機の構成を示すものであるが、従来のＧＰＳ受
信機に移動速度算出部４と速度決定手段６を付加した構
成で、その機能は従来例と同じであるので移動速度算出
部４と速度決定手段６についてのみ説明を行い、他の処
理は省略する。
ＰＳ受信機の構成を示すものであるが、従来のＧＰＳ受
信機に移動速度算出部４と速度決定手段６を付加した構
成で、その機能は従来例と同じであるので移動速度算出
部４と速度決定手段６についてのみ説明を行い、他の処
理は省略する。
【００２３】ＧＰＳ受信機では、まず従来例と同様に測
位部５で受信機の位置を計算し、速度算出部３で速度を
求める。速度算出部３では、既に従来例で示したよう
に、搬送波のドップラーシフト周波数を用いて速度を計
算する。そのためドップラーシフト周波数の測定誤差
が、速度の出力の誤差に含まれてしまう。更に受信機の
速度が低速になると、実際の受信機の移動によるドップ
ラーシフト周波数に対して、測定誤差の比率が大きくな
ってしまい、その結果速度誤差の比率が大きくなってし
まう。
位部５で受信機の位置を計算し、速度算出部３で速度を
求める。速度算出部３では、既に従来例で示したよう
に、搬送波のドップラーシフト周波数を用いて速度を計
算する。そのためドップラーシフト周波数の測定誤差
が、速度の出力の誤差に含まれてしまう。更に受信機の
速度が低速になると、実際の受信機の移動によるドップ
ラーシフト周波数に対して、測定誤差の比率が大きくな
ってしまい、その結果速度誤差の比率が大きくなってし
まう。
【００２４】一方、以前の測位結果と今回の測位結果を
用いて移動速度算出部５で速度を計算する。例えば前回
の測定結果を用いるとすると数４となる。
用いて移動速度算出部５で速度を計算する。例えば前回
の測定結果を用いるとすると数４となる。
【００２５】
【数４】
【００２６】ただし上記受信機の移動量から求めた速度
は、測位計算に使用した衛星の組合せが変化した場合
は、位置とびが起こるため正確な速度を求めることがで
きないという欠点がある。
は、測位計算に使用した衛星の組合せが変化した場合
は、位置とびが起こるため正確な速度を求めることがで
きないという欠点がある。
【００２７】そこで、速度決定手段６では、低速の時
（例えば時速１０Ｋｍより小さい場合）は移動速度算出
部４で求めた速度を、高速の時（例えば時速５０Ｋｍよ
り大きい場合）は速度算出部で求めた速度を、中測の時
（例えば時速１０Ｋｍ以上５０Ｋｍ未満の場合）はその
平均値を速度と決定することにより、速度に応じて最適
な手段を用いて速度を出力する。ただし移動速度算出部
で速度を求める時に、測位計算に使用する衛星の組合せ
が前回までと異なった場合は、速度誤差が大きくなって
しまうため、例え低速の場合でも速度算出部４で求めた
速度を出力とする。
（例えば時速１０Ｋｍより小さい場合）は移動速度算出
部４で求めた速度を、高速の時（例えば時速５０Ｋｍよ
り大きい場合）は速度算出部で求めた速度を、中測の時
（例えば時速１０Ｋｍ以上５０Ｋｍ未満の場合）はその
平均値を速度と決定することにより、速度に応じて最適
な手段を用いて速度を出力する。ただし移動速度算出部
で速度を求める時に、測位計算に使用する衛星の組合せ
が前回までと異なった場合は、速度誤差が大きくなって
しまうため、例え低速の場合でも速度算出部４で求めた
速度を出力とする。
【００２８】次に請求項３に係る発明のＧＰＳ受信機に
ついて説明する。図２は本発明の第２の実施例における
ＧＰＳ受信機の構成を示したものである。まず、移動速
度算出部４で受信機の速度を計算する。次に数５を用い
て、各衛星方向の速度を求める。補正量算出部６では、
速度算出部３で測定したドップラーシフト周波数を用い
て、数１及び数２から求めた各衛星方向の速度との差分
を取り、この値を速度補正量とする。
ついて説明する。図２は本発明の第２の実施例における
ＧＰＳ受信機の構成を示したものである。まず、移動速
度算出部４で受信機の速度を計算する。次に数５を用い
て、各衛星方向の速度を求める。補正量算出部６では、
速度算出部３で測定したドップラーシフト周波数を用い
て、数１及び数２から求めた各衛星方向の速度との差分
を取り、この値を速度補正量とする。
【００２９】
【数５】
【００３０】速度算出部３では、補正量算出部６におい
て上記数５で求めた速度補正量を用いて、数１及び数２
から求める各衛星方向の速度を補正し、速度計算するこ
とにより、ドップラーシフト周波数の測定誤差が速度に
与える影響を除去することができ、精度のよい速度を求
めることができる。ただし、移動速度算出部で速度を求
める際に測位計算に使用した衛星の組合せが前回まで異
なった場合は、速度精度が劣化するため、補正量の計算
は行わない。
て上記数５で求めた速度補正量を用いて、数１及び数２
から求める各衛星方向の速度を補正し、速度計算するこ
とにより、ドップラーシフト周波数の測定誤差が速度に
与える影響を除去することができ、精度のよい速度を求
めることができる。ただし、移動速度算出部で速度を求
める際に測位計算に使用した衛星の組合せが前回まで異
なった場合は、速度精度が劣化するため、補正量の計算
は行わない。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明は、ドップラーシフ
ト周波数から求めた速度と、測位結果の移動ベクトルか
ら求めた速度の２つの速度情報を用いることにより、低
速の場合にも移動ベクトルから求めた速度の２つの速度
情報を用いることにより、低速の場合にも精度のよい速
度を決定することができる。
ト周波数から求めた速度と、測位結果の移動ベクトルか
ら求めた速度の２つの速度情報を用いることにより、低
速の場合にも移動ベクトルから求めた速度の２つの速度
情報を用いることにより、低速の場合にも精度のよい速
度を決定することができる。
【００３２】また、移動ベクトルから求めた衛星方向の
受信機の速度と、ドップラーシフト周波数から求めた受
信機の衛星方向の速度の差分を求めこれを補正量として
速度計算を行うため、ドップラーシフト周波数の測定誤
差による速度誤差を除去することが可能となり、精度の
よい速度を求めることができる。
受信機の速度と、ドップラーシフト周波数から求めた受
信機の衛星方向の速度の差分を求めこれを補正量として
速度計算を行うため、ドップラーシフト周波数の測定誤
差による速度誤差を除去することが可能となり、精度の
よい速度を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるＧＰＳ受信機の
構成図
構成図
【図２】本発明の第２の実施例におけるＧＰＳ受信機の
構成図
構成図
【図３】従来のＧＰＳ受信機の構成図
１ アンテナ ２ 検波部 ３ 速度算出部 ４ 移動速度算出部 ５ 測位部 ６ 速度決定手段 ２１ アンテナ ２２ 検波部 ２３ 速度算出部 ２４ 移動速度算出部 ２５ 測位部 ２６ 補正量算出部 ３１ アンテナ ３２ 検波部 ３３ 速度算出部 ３４ 測位部
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の衛星のドップラーシフト周波数を
測定して連立方程式を立て受信機の速度を求める速度算
出部と、測位結果の移動量から速度を求める移動速度算
出部と、上記２つの速度情報を用いて受信機の速度を決
定する速度決定手段とを備えたことを特徴とするＧＰＳ
受信機。 - 【請求項２】 上記請求項１で用いる速度決定手段であ
って、ドップラーシフト周波数から速度算出部で求めた
受信機の速度と、２点間の測位結果から移動速度算出部
で受信機の移動量から速度を求め、速度の絶対値に応じ
て、高速、中速、低速の３段階に区別し、低速の場合は
移動速度算出部で求めた速度を、高速の場合は速度算出
部で求めた速度を、中速の場合はその平均を出力として
決定することを特徴とするＧＰＳ受信機で用いる速度決
定手段。 - 【請求項３】 複数の衛星のドップラーシフト周波数を
測定して連立方程式を立て受信機の移動速度を求める速
度算出部と、測位結果の移動量から速度を求める移動速
度算出部と、速度算出部において求めた各衛星のドップ
ラーシフト周波数から決定した各衛星方向の速度と、移
動速度算出部で求めた受信機の速度から算出される受信
機の各衛星方向の速度の差分を取ることにより受信機の
各衛星方向の速度誤差を求めその誤差から各衛星の速度
補正量を決定する補正量算出部とを備えたことを特徴と
するＧＰＳ受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17084294A JPH0836042A (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | Ｇｐｓ受信機及びこれに使用する速度決定手段 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17084294A JPH0836042A (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | Ｇｐｓ受信機及びこれに使用する速度決定手段 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0836042A true JPH0836042A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=15912344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17084294A Pending JPH0836042A (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | Ｇｐｓ受信機及びこれに使用する速度決定手段 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0836042A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010550A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Japan Radio Co Ltd | 測位装置及び測位方法 |
| JP2008527316A (ja) * | 2004-12-31 | 2008-07-24 | アルカテル−ルーセント | Ｍｅｍｓを使用することにより移動電話におけるｇｐｓ信号処理を改善するシステムおよび方法 |
| JP2008175730A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Churyo Eng Kk | 移動局の速度計測装置 |
| JP2009139342A (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-25 | Japan Radio Co Ltd | 加速度計測装置 |
| JP2009270928A (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Toyota Motor Corp | 移動体用測位システム |
| JP2010060421A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Toyota Motor Corp | 移動体用測位システム及びｇｎｓｓ受信装置 |
| JP2014010141A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Kubota Corp | 車速検出装置及び車速検出装置のプログラム |
-
1994
- 1994-07-22 JP JP17084294A patent/JPH0836042A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008527316A (ja) * | 2004-12-31 | 2008-07-24 | アルカテル−ルーセント | Ｍｅｍｓを使用することにより移動電話におけるｇｐｓ信号処理を改善するシステムおよび方法 |
| JP2007010550A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Japan Radio Co Ltd | 測位装置及び測位方法 |
| JP2008175730A (ja) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Churyo Eng Kk | 移動局の速度計測装置 |
| JP2009139342A (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-25 | Japan Radio Co Ltd | 加速度計測装置 |
| JP2009270928A (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Toyota Motor Corp | 移動体用測位システム |
| JP2010060421A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Toyota Motor Corp | 移動体用測位システム及びｇｎｓｓ受信装置 |
| JP2014010141A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Kubota Corp | 車速検出装置及び車速検出装置のプログラム |
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