(57)【要約】【課題】簡単な構成で、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができるようにする。【解決手段】ＧＰＳ情報取得部２０によって、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する。ＧＰＳ情報取得部２０によって、ＧＰＳ衛星の情報、及びＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の受信信号の位相差を取得する。到来波相対方向推定部２４によって、ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する。到来波絶対方向算出部２２によって、ＧＰＳ衛星の情報に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する。マルチパス判定部２６によって、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する。【選択図】図１
2010256301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段と、
前記ＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段と、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、
前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段と、
を含むマルチパス判定装置。
【請求項２】
ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段と、
前記ＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段と、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、
自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段と、
前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段と、
を含むマルチパス判定装置。
【請求項３】
ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段と、
前記ＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の位置情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段と、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、
自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段と、
前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段と、
を含むマルチパス判定装置。
【請求項４】
前記取得手段は、前記ＧＰＳ衛星の位置情報、前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差、及び前記ＧＰＳ衛星からの受信信号のドップラー周波数を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得し、
前記自車方向推定手段は、前記取得手段によって取得された前記ドップラー周波数の各々に基づいて、各ＧＰＳ衛星に対する自車両の相対速度を算出する相対速度算出手段を備え、前記相対速度算出手段によって算出された前記相対速度を用いて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項２又は３記載のマルチパス判定装置。
【請求項５】
前記自車方向推定手段は、前記取得されたＧＰＳ衛星の情報から、各ＧＰＳ衛星の速度を算出し、前記相対速度算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星に対する前記相対速度と前記算出された各ＧＰＳ衛星の速度とに基づいて、各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、算出された各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度に基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、前記速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項４記載のマルチパス判定装置。
【請求項６】
自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含み、
前記自車方向推定手段は、予め記憶された道路地図情報から、前記位置算出手段によって算出された自車両の位置が存在する道路の方向を取得し、取得した道路の方向に基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項２又は３項記載のマルチパス判定装置。
【請求項７】
前記自車方向推定手段は、前記取得されたＧＰＳ衛星の情報から、各ＧＰＳ衛星の速度を算出し、前記相対速度算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星に対する前記相対速度と前記算出された各ＧＰＳ衛星の速度とに基づいて、各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、自車両の車速を取得する車速取得手段と、少なくとも２つのＧＰＳ衛星について算出された各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度と、前記取得された自車両の車速とに基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、前記速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項４記載のマルチパス判定装置。
【請求項８】
前記自車方向推定手段は、前記取得されたＧＰＳ衛星の情報から、各ＧＰＳ衛星の速度を算出し、前記相対速度算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星に対する前記相対速度と前記算出された各ＧＰＳ衛星の速度とに基づいて、各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、自車両の車速を取得する車速取得手段と、クロックバイアスの時間に伴う変化の割合を示すクロックバイアスドリフトを算出するクロックバイアスドリフト算出手段と、少なくとも１つのＧＰＳ衛星について算出されたＧＰＳ衛星方向の自車両の速度と、前記取得された自車両の車速と、前記算出されたクロックバイアスドリフトとに基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、前記速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定する請求項４記載のマルチパス判定装置。
【請求項９】
前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かに基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第２判定手段を更に含む請求項１〜請求項８の何れか１項記載のマルチパス判定装置。
【請求項１０】
自車両の周囲を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から遮蔽物を検出する遮蔽物検出手段とを更に含み、
前記第２判定手段は、前記遮蔽物検出手段の検出結果に基づいて、前記推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断する請求項９記載のマルチパス判定装置。
【請求項１１】
自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含み、
前記遮蔽物判定手段は、予め記憶された道路地図情報から、前記位置算出手段によって算出された自車両の位置の周辺に存在する遮蔽物の有無を取得し、前記推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断する請求項９項記載のマルチパス判定装置。
【請求項１２】
前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向が、予め定められた、遮蔽物が存在する可能性のある方向であるか否かに基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第２判定手段を更に含む請求項１〜請求項８の何れか１項記載のマルチパス判定装置。
【請求項１３】
前記取得手段は、更に、前記ＧＰＳ衛星から電波が送信されて自車両まで到達するまでのＧＰＳ電波伝搬時間又は前記ＧＰＳ衛星までの擬似距離を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて、前記アンテナ毎に取得し、
各ＧＰＳ衛星について、前記アンテナ間の前記ＧＰＳ電波伝搬時間の差又は前記擬似距離の差と、該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差とを比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する第３判定手段を更に含む請求項１〜請求項１２の何れか１項記載のマルチパス判定装置。
【請求項１４】
前記取得手段は、更に、前記ＧＰＳ衛星からの受信信号のドップラー周波数を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて、前記アンテナ毎に取得し、
各ＧＰＳ衛星における前記アンテナ間のドップラー周波数の差に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する第４判定手段を更に含む請求項１〜請求項１３の何れか１項記載のマルチパス判定装置。
【請求項１５】
前記ＧＰＳ受信手段は、３つ以上のアンテナを備え、
前記相対方向推定手段は、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の前記アンテナ間の各々の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の、仰角及び方位角で表わされる相対的な到来方向を各々推定し、
前記絶対方向算出手段は、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の、仰角及び方位角で表わされる絶対的な到来方向を各々算出する請求項１〜請求項１４の何れか１項記載のマルチパス判定装置。
【請求項１６】
前記取得手段は、更に、前記ＧＰＳ衛星から電波が送信されて自車両まで到達するまでのＧＰＳ電波伝搬時間又は前記ＧＰＳ衛星までの擬似距離を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得し、
受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星以外の各ＧＰＳ衛星の前記ＧＰＳ電波伝搬時間又は前記擬似距離に基づいて、自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含む請求項１〜請求項１５の何れか１項記載のマルチパス判定装置。
【請求項１７】
コンピュータを、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、及び
前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項１８】
コンピュータを、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、
自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段、及び
前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項１９】
ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の位置情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、
各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、
自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段、及び
前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパス判定装置及びプログラムに係り、特に、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＭＵＳＩＣ法などによって到来信号方向を推定する信号到来方向推定装置が知られている（特許文献１）。この装置では、各素子アンテナからの信号に対して複素重みを乗じることで、ｍアレーアンテナの指向性パターンを所望形状にし、所望波のみに基づいて高精度な測位を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７７３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、指向性の制御を行うためにアンテナでアレーを形成する必要があるため、装置構成が複雑となってしまう、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡易な構成で、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができるマルチパス判定装置及びプログラ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】
【０００６】
上記の目的を達成するために第１の発明に係るマルチパス判定装置は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段と、前記ＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段と、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段とを含んで構成されている。
【０００７】
第２の発明に係るプログラムは、コンピュータを、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、及び前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。
【０００８】
第１の発明及び第２の発明によれば、複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段によって、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する。取得手段によって、ＧＰＳ受信手段によって受信したＧＰＳ衛星の情報、及び複数のアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する。
【０００９】
そして、相対方向推定手段によって、各ＧＰＳ衛星について、取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する。また、絶対方向算出手段によって、各ＧＰＳ衛星について、取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する。
【００１０】
そして、判定手段によって、相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを全体として比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する。
【００１１】
このように、複数のアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を用いて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定し、ＧＰＳ情報から算出される各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と比較することにより、簡易な構成で、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。
【００１２】
第３の発明に係るマルチパス判定装置は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段と、前記ＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段と、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段と、前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段とを含んで構成されている。
【００１３】
第４の発明に係るプログラムは、コンピュータを、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段、及び前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。
【００１４】
第３の発明及び第４の発明によれば、複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段によってＧＰＳ衛星からの電波を受信する。取得手段によって、ＧＰＳ受信手段によって受信したＧＰＳ衛星の情報、及び複数のアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する。
【００１５】
そして、相対方向推定手段によって、各ＧＰＳ衛星について、取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する。絶対方向算出手段によって、各ＧＰＳ衛星について、取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する。自車方向推定手段によって、自車両の絶対的な基準方向を推定する。
【００１６】
そして、判定手段によって、相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向、及び自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する。
【００１７】
このように、複数のアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を用いて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定すると共に、推定される自車両の絶対的な基準方向から、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定し、ＧＰＳ情報から算出される各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と比較することにより、簡易な構成で、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。
【００１８】
第５の発明に係るマルチパス判定装置は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段と、前記ＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の位置情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段と、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段と、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段と、自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段と、前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段とを含んで構成されている。
【００１９】
第６の発明に係るプログラムは、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段によって受信した前記ＧＰＳ衛星の位置情報、及び前記複数のアンテナの各々によって受信した前記ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、前記電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する取得手段、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する相対方向推定手段、各ＧＰＳ衛星について、前記取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する絶対方向算出手段、自車両の絶対的な基準方向を推定する自車方向推定手段、及び前記相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、前記絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び前記自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する判定手段として機能させるためのプログラムである。
【００２０】
第５の発明及び第６の発明によれば、複数のアンテナを備えたＧＰＳ受信手段によってＧＰＳ衛星からの電波を受信する。取得手段によって、ＧＰＳ受信手段によって受信したＧＰＳ衛星の情報、及び複数のアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を、電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得する。
【００２１】
そして、相対方向推定手段によって、各ＧＰＳ衛星について、取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を各々推定する。絶対方向算出手段によって、各ＧＰＳ衛星について、取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の位置情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を各々算出する。自車方向推定手段によって、自車両の絶対的な基準方向を推定する。
【００２２】
そして、判定手段によって、相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、絶対方向算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向、及び自車方向推定手段によって推定された自車両の絶対的な基準方向から求められる、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する。
【００２３】
このように、複数のアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を用いて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定し、推定される自車両の絶対的な基準方向と、ＧＰＳ情報から算出される各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とから求められる各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と比較することにより、簡易な構成で、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。
【００２４】
第３の発明及び第５の発明に係る取得手段は、ＧＰＳ衛星の位置情報、ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差、及びＧＰＳ衛星からの受信信号のドップラー周波数を、電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得し、自車方向推定手段は、取得手段によって取得されたドップラー周波数の各々に基づいて、各ＧＰＳ衛星に対する自車両の相対速度を算出する相対速度算出手段を備え、相対速度算出手段によって算出された相対速度を用いて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。
【００２５】
また、上記の相対速度算出手段を備えた自車方向推定手段は、取得されたＧＰＳ衛星の情報から、各ＧＰＳ衛星の速度を算出し、相対速度算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星に対する相対速度と算出された各ＧＰＳ衛星の速度とに基づいて、各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、算出された各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度に基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。
【００２６】
第３の発明及び第５の発明に係るマルチパス判定装置は、自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含み、自車方向推定手段は、予め記憶された道路地図情報から、位置算出手段によって算出された自車両の位置が存在する道路の方向を取得し、取得した道路の方向に基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。これによって、簡易な処理により、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。
【００２７】
上記の相対速度算出手段を備えた自車方向推定手段は、取得されたＧＰＳ衛星の情報から、各ＧＰＳ衛星の速度を算出し、相対速度算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星に対する相対速度と算出された各ＧＰＳ衛星の速度とに基づいて、各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、自車両の車速を取得する車速取得手段と、少なくとも２つのＧＰＳ衛星について算出された各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度と、取得された自車両の車速とに基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。これによって、電波を受信したＧＰＳ衛星の数が少ない場合であっても、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。
【００２８】
上記の相対速度算出手段を備えた自車方向推定手段は、取得されたＧＰＳ衛星の情報から、各ＧＰＳ衛星の速度を算出し、相対速度算出手段によって算出された各ＧＰＳ衛星に対する相対速度と算出された各ＧＰＳ衛星の速度とに基づいて、各ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度を算出する自車両速度算出手段と、自車両の車速を取得する車速取得手段と、クロックバイアスの時間に伴う変化の割合を示すクロックバイアスドリフトを算出するクロックバイアスドリフト算出手段と、少なくとも１つのＧＰＳ衛星について算出されたＧＰＳ衛星方向の自車両の速度と、取得された自車両の車速と、算出されたクロックバイアスドリフトとに基づいて、自車両の速度ベクトルを推定する速度ベクトル推定手段とを更に備え、速度ベクトル推定手段により推定された自車両の速度ベクトルに基づいて、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。これによって、電波を受信したＧＰＳ衛星の数が少ない場合であっても、自車両の絶対的な基準方向を推定することができる。
【００２９】
上記のマルチパス判定装置は、相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かに基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第２判定手段を更に含むことができる。これによって、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。
【００３０】
また、上記の第２判定手段を含むマルチパス判定装置は、自車両の周囲を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から遮蔽物を検出する遮蔽物検出手段とを更に含み、第２判定手段は、遮蔽物検出手段の検出結果に基づいて、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断することができる。
【００３１】
上記の第２判定手段を含むマルチパス判定装置は、自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含み、遮蔽物判定手段は、予め記憶された道路地図情報から、位置算出手段によって算出された自車両の位置の周辺に存在する遮蔽物の有無を取得し、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断することができる。
【００３２】
上記のマルチパス判定装置は、相対方向推定手段によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向が、予め定められた、遮蔽物が存在する可能性のある方向であるか否かに基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第２判定手段を更に含むことができる。これによって、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。
【００３３】
また、上記の取得手段は、更に、ＧＰＳ衛星から電波が送信されて自車両まで到達するまでのＧＰＳ電波伝搬時間又はＧＰＳ衛星までの擬似距離を、電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて、アンテナ毎に取得し、マルチパス判定装置は、各ＧＰＳ衛星について、アンテナ間のＧＰＳ電波伝搬時間の差又は擬似距離の差と、該ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差とを比較することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する第３判定手段を更に含むことができる。これによって、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。
【００３４】
上記の取得手段は、更に、ＧＰＳ衛星からの受信信号のドップラー周波数を、電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて、アンテナ毎に取得し、各ＧＰＳ衛星におけるアンテナ間のドップラー周波数の差に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを各々判定する第４判定手段を更に含むことができる。これによって、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。
【００３５】
上記のＧＰＳ受信手段は、３つ以上のアンテナを備え、相対方向推定手段は、各ＧＰＳ衛星について、取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星からの受信信号のアンテナ間の各々の位相差に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の、仰角及び方位角で表わされる相対的な到来方向を各々推定し、絶対方向算出手段は、各ＧＰＳ衛星について、取得手段によって取得した該ＧＰＳ衛星の情報に基づいて、該ＧＰＳ衛星からの電波の、仰角及び方位角で表わされる絶対的な到来方向を各々算出することができる。これによって、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。
【００３６】
上記の取得手段は、更に、ＧＰＳ衛星から電波が送信されて自車両まで到達するまでのＧＰＳ電波伝搬時間又はＧＰＳ衛星までの擬似距離を、電波を受信したＧＰＳ衛星の全てについて取得し、マルチパス判定装置は、受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星以外の各ＧＰＳ衛星の前記ＧＰＳ電波伝搬時間又は前記擬似距離に基づいて、自車両の位置を算出する位置算出手段を更に含むことができる。これによって、自車両の位置を精度よく算出することができる。
【００３７】
本発明に係るプログラムを、記憶媒体に格納して提供することができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明のマルチパス判定装置及びプログラムによれば、複数のアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を用いて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定し、ＧＰＳ情報から算出される各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向、または相対的な到来方向と比較することにより、簡易な構成で、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。
【図２】ＧＰＳアンテナ間の受信信号の位相差から、電波の到来方向を推定する様子を示すイメージ図である。
【図３】三角測量の原理に従って自車両の位置が推定される様子を示すイメージ図である。
【図４】（Ａ）衛星位置から算出された電波の絶対的な到来方向を示す図、及び（Ｂ）推定された電波の相対的な到来方向を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおけるマルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。
【図７】各ＧＰＳ衛星の速度ベクトル及び各ＧＰＳ衛星の方向に基づいて、自車方向の各ＧＰＳ衛星の速度を算出する様子を示すイメージ図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおけるマルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける自車方向推定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける自車方向推定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける自車方向推定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第５の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける自車方向推定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第６の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける第２マルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第７の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第７の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける第２マルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第８の実施の形態に係る車載測定装置を示すブロック図である。
【図１９】直接波と反射波とを２つのＧＰＳアンテナで受信する様子を示す図である。
【図２０】本発明の第８の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける第２マルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第８の実施の形態に係る車載測定装置のコンピュータにおける第３マルチパス判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、車両に搭載されて自車両の位置を測定する車載測定装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。
【００４１】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る車載測定装置１０は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信部１２と、ＧＰＳ受信部１２によって受信されたＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて、自車両の位置を測定すると共に、受信信号がマルチパスであるか否かを判定するコンピュータ１４とを備えている。
【００４２】
ＧＰＳ受信部１２は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する２本以上のＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂを備えており、各ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂによって、ＧＰＳ衛星からの電波を各々受信する。また、ＧＰＳ受信部１２は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信して、受信した全てのＧＰＳ衛星からの受信信号から、ＧＰＳ衛星の情報として、ＧＰＳ衛星の衛星番号、搬送波位相、コード擬似距離、ドップラーシフト周波数、信号強度、及び軌道情報を取得し、コンピュータ１４に出力する。なお、受信信号については、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂの各々について出力される。また、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の距離は既知である。
【００４３】
コンピュータ１４は、ＣＰＵ、後述するマルチパス判定処理ルーチンを実現するためのプログラムを記憶したＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びＨＤＤ等の記憶装置で構成されている。
【００４４】
コンピュータ１４を以下で説明するマルチパス判定処理ルーチンに従って機能ブロックで表すと、図１に示すように、ＧＰＳ受信部１２から、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について、ＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の受信信号の位相差を取得するＧＰＳ情報取得部２０と、算出された自車両の位置及び各ＧＰＳ衛星の位置座標に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を算出する到来波絶対方向算出部２２と、取得した各ＧＰＳ衛星のＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の位相差に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する到来波相対方向推定部２４と、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を全体として比較して、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定部２６と、マルチパスと判定されたＧＰＳ衛星以外の受信信号のＧＰＳ擬似距離データに基づいて、自車両の位置を算出する自車位置算出部２８とを備えている。
【００４５】
ＧＰＳ情報取得部２０は、ＧＰＳ受信部１２から、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について、ＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂの各々で受信した受信信号に基づいて、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂの位相差を算出する。また、ＧＰＳ衛星の位置、及びＧＰＳ衛星が電波を送信した送信時刻が、受信信号から取得したＧＰＳ衛星の情報に基づいて推定されて取得される。例えば、ＧＰＳの位置は、時刻の関数になっており、関数を決める係数などが、「軌道情報」として取得され、軌道情報に基づいてＧＰＳの位置が推定されて取得される。なお、受信した電波が低入力レベルや低ＳＮ信号などであるＧＰＳ衛星については、ＧＰＳ衛星の情報やＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂの位相差を取得しないことは言うまでもない。
【００４６】
到来波絶対方向算出部２２は、自車位置算出部２８により算出された自車両の位置、及び各ＧＰＳ衛星の位置座標に基づいて、各ＧＰＳ衛星ｊの位置と自車両の位置との角度関係（水平面に対する仰角θｊ、水平面上の北方向に対する方位角φｊ）を、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向として推定する。
【００４７】
到来波相対方向推定部２４は、図２に示すように、各ＧＰＳ衛星について算出されたＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の受信信号の位相差と、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の距離Ｌとに基づいて、アンテナ設置方向（基準方向）に対する、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する。また、到来波相対方向推定部２４は、上記到来波絶対方向算出部２２によって推定される絶対的な到来方向の仰角分を補正して、水平面上の方位角として、相対的な到来方向を推定する。
【００４８】
次に、本発明の原理について説明する。
【００４９】
ＧＰＳを用いた測位では、図３に示すように、既知であるＧＰＳ衛星位置と、各衛星から受信した信号の伝播距離である擬似距離から、三角測量の原理で自車両の位置が推定される。
【００５０】
擬似距離は伝播時間から算出されるものであるが、伝播時間には対流圏遅延と電離層遅延とクロックバイアスなどによる誤差が含まれており、擬似距離は以下の（１）式で表される。
【００５１】
【数１】
2010256301.tif 000003
【００５２】
ただし、ｔＲは、誤差を含むＧＰＳ受信部の受信時刻であり、ｔｒは、正確なＧＰＳ時刻での受信時刻であり、ｔｔｊは、正確なＧＰＳ時刻でのＧＰＳ衛星ｊからの送信時刻である。また、Ｒｊは、ＧＰＳ衛星ｊとの真距離であり、ＢｊはＧＰＳ衛星ｊの時計誤差による距離誤差であり、ＳはＧＰＳ受信部の時計誤差（クロックバイアス）による距離誤差である。また、Ｉｊは、電離層遅延によるＧＰＳ衛星ｊからの距離誤差であり、ｔｊは、対流圏遅延によるＧＰｓ衛星ｊからの距離誤差であり、ξｊは、マルチパスなどその他誤差である。
【００５３】
また、ＧＰＳ衛星位置も時間の関数であるため、伝播時間に誤差が含まれている場合、ＧＰＳ衛星位置も誤差を含んで算出される。ここで、測位に一般的に用いられるのが、非特許文献（坂井丈泰、“ＧＰＳのための実用プログラミング”、東京電機大学出版局、２００７．）に記載された、擬似距離を用いた最適推定である。
【００５４】
この最適推定では、擬似距離残差が大きいＧＰＳ衛星からの信号を、マルチパスとして除去し、推定精度を向上させている。通常、マルチパスの判定には擬似距離のほかにも信号強度などが用いられ、可視衛星数が多い状況下では、比較的安定に位置や速度が推定される。
【００５５】
しかしながら、都心部のような、直接波だけでなく反射波や回折波を含んだ信号が多く受信される場合には、擬似距離が大きな誤差を含んでいる可能性がある。擬似距離に大きい誤差がある場合、測位誤差が大きくなり、その場合、伝播時間の推定誤差も大きく、ＧＰＳ衛星位置の算出でも誤差が生じる。このとき、ＧＰＳ衛星位置にも誤差が含まれるため、擬似距離残差を用いたマルチパス判定では、十分な精度で判定することができない。また、マルチパスにおける信号の反射点がＧＰＳ受信機と近い場合、マルチパスによる経路差が生じにくく、擬似距離残差では、マルチパスの判断が難しい。
【００５６】
そこで、本実施の形態では、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の到来方向と、本来の到来方向とを比較して、合致しない場合にマルチパスと判定する。
【００５７】
ここで、本来の到来波方向を推定する際、衛星方向は既知であるため、衛星の存在する方角は計算できるが、ＧＰＳ受信機が搭載されたアンテナ設置方向を基準とした衛星方向を予測するためには、移動体の方位推定が必要になる。
【００５８】
アンテナ間の距離が既知であるＧＰＳアンテナが２つ以上ある場合、測位結果の差分とアンテナ間距離から方位を決定できる。また、一般的にＧＰＳコンパスなどで用いられる方法において、アンテナ間の位相差から推定された到来波方向をそのまま衛星方向として、移動体の方位を決定できる。しかし、マルチパスが多い環境では、移動体の方位を、位相や測位位置だけから決定することは容易ではない。
【００５９】
そこで、本実施の形態では、マルチパス判定部２６において、移動体の方位を直接推定することなく、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、到来波絶対方向算出部２２により全体の衛星位置関係から算出された絶対的な到来方向全体と、到来波相対方向推定部２４により推定された相対的な到来波方向全体とを、全体として比較して、到来方向が合致しない衛星（図４のＳＮ４参照）を推定することにより、マルチパスを判定する。
【００６０】
自車位置算出部２８は、以下のように、ＧＰＳ情報取得部２０によって取得された各ＧＰＳ衛星のＧＰＳ擬似距離データと、マルチパス判定部２６の判定結果とを用いて、以下に説明するように、自車両の位置を算出する。
【００６１】
まず、ＧＰＳ衛星までの真の距離ｒｊは、以下の（２）式で表され、ＧＰＳで観測される擬似距離ρｊは、以下の（３）式で表される。
【００６２】
【数２】
2010256301.tif 000004
【００６３】
ただし、（Ｘｊ，Ｙｊ，Ｚｊ）がＧＰＳ衛星ｊの位置座標であり、（ｘ，ｙ，ｚ）が自車両の位置座標である。ｓは、ＧＰＳ受信部の時計誤差（クロックバイアス）による距離誤差である。
【００６４】
上記（２）式、（３）式より、４つ以上のＧＰＳ衛星のＧＰＳ擬似距離データから得られる以下の（４）式の連立方程式を解くことによって、自車両の位置（ｘ、ｙ、ｚ）が算出される。
【００６５】
【数３】
2010256301.tif 000005
【００６６】
自車位置算出部２８では、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について得られた擬似距離データのうち、受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星の擬似距離データを除外し、残りのＧＰＳ衛星の擬似距離データを用いて得られる上記（４）式の連立方程式を解くことによって、自車両の位置（ｘ、ｙ、ｚ）を算出し、算出された自車両の位置を外部装置（例えば、ナビゲーションシステムや運転支援システム）に出力する。ただし、ＧＰＳ情報取得部２０で取得されたＧＰＳ擬似距離データと判定結果は、位置推定だけでなく、２次元測位などにも利用できるため、必ずしも４つ以上のＧＰＳ衛星についてのデータである必要は無い。用途によっては１つのＧＰＳ衛星についてのデータでもよく、利用先は位置推定に限らない。
【００６７】
次に、第１の実施の形態に係る車載測定装置１０の作用について説明する。
【００６８】
ＧＰＳ受信部１２のＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂによって、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信しているときに、コンピュータ１４において、図５に示すマルチパス判定処理ルーチンが繰り返し実行される。
【００６９】
まず、ステップ１００において、ＧＰＳ受信部１２から複数のＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の複数のＧＰＳ衛星の受信信号の位相差を取得する。
【００７０】
そして、ステップ１０２において、上記ステップ１００で取得した各ＧＰＳ衛星の情報に基づいて算出される各ＧＰＳ衛星の位置座標と、後述するステップ１１０又はステップ１１２で前回算出された自車位置とに基づいて、各ＧＰＳ衛星の方向を、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出する。
【００７１】
次のステップ１０４では、上記ステップ１００で取得したＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の各ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、自車両の走行方向を基準とした、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する。
【００７２】
そして、ステップ１０６において、上記ステップ１０２で算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、上記ステップ１０４で推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向とを全体として比較して、到来方向が一致するか否かに基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。上記判定に用いる衛星数は最低３つ以上であればよい。
【００７３】
次のステップ１０８では、上記ステップ１０６でマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号があるか否かを判定する。上記ステップ１０６で、全体として比較したときに電波の到来方向が一致しないＧＰＳ衛星が存在した場合には、ステップ１１０において、受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星の擬似距離データを除き、上記ステップ１００で取得された他のＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【００７４】
一方、上記ステップ１０６で全体として比較したときに全てのＧＰＳ衛星について電波の到来方向が一致した場合には、上記ステップ１０８で、マルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号がなかったと判断され、ステップ１１２において、上記ステップ１００で取得された各ＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【００７５】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る車載測定装置によれば、複数のＧＰＳアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を用いて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する。既知である衛星位置を利用して算出される各ＧＰＳ衛星からの電波の本来の絶対的な到来方向と、全体として比較することにより、簡易な構成で、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。
【００７６】
また、マルチパスにより間違った方向からの信号の擬似距離データを用いた場合には測位精度が低下するため、マルチパスの判定結果を用いて、マルチパスである受信信号を除去することにより、大きな誤差を持つ信号を除去でき、測位精度を向上させることができる。
【００７７】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
第２の実施の形態では、自車両の走行方向を推定し、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定し、電波の絶対的な到来方向同士を比較している点が、第１の実施の形態と主に異なっている。
【００７９】
図６に示すように、第２の実施の形態に係る車載測定装置２１０のコンピュータ２１４は、ＧＰＳ受信部１２から、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について、ＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の受信信号の位相差を取得するＧＰＳ情報取得部２２０と、到来波絶対方向算出部２２と、到来波相対方向推定部２４と、取得した各ＧＰＳ衛星のドップラーシフト周波数を用いて、自車両の基準方向としての絶対的な走行方向（北方向に対する方位角）を推定する自車方向推定部２２２と、推定された自車両の絶対的な走行方向、及び推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する到来波絶対方向推定部２２４と、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とをＧＰＳ衛星毎に比較して、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定部２２６と、自車位置算出部２８とを備えている。
【００８０】
ＧＰＳ情報取得部２２０は、ＧＰＳ受信部１２から、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について、ＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂの位相差を算出する。なお、ＧＰＳ衛星の情報に含まれるドップラーシフト周波数は、各ＧＰＳ衛星から送信される信号の既知の周波数と、各ＧＰＳ衛星から受信した受信信号の周波数とに基づいて、取得される。また、ドップラーシフト周波数は、ＧＰＳ衛星と自車との相対速度による、搬送波周波数のドップラーシフト量を観測したものである。
【００８１】
自車方向推定部２２２は、以下に説明するように、自車両の絶対的な走行方向を推定する。
【００８２】
まず、ドップラーシフト周波数とＧＰＳ衛星に対する相対速度との関係を表わす以下の（５）式に従って、各ＧＰＳ衛星からの受信信号のドップラーシフト周波数から、各ＧＰＳ衛星に対する自車両の相対速度を算出する。
【００８３】
【数４】
2010256301.tif 000006
【００８４】
ただし、ｖｊはＧＰＳ衛星ｊに対する相対速度であり、Ｄ１ｊはＧＰＳ衛星ｊから得られるドップラーシフト周波数（ドップラーシフト量）である。また、Ｃは光速であり、Ｆ１は、ＧＰＳ衛星から送信される信号の既知のＬ１周波数である。
【００８５】
次に、取得した各ＧＰＳ衛星の位置座標の時系列データから、ケプラーの方程式の微分を用いて、各ＧＰＳ衛星の速度ベクトル（３次元速度ＶＸｊ、ＶＹｊ、ＶＺｊ）を算出する。例えば、非特許文献（Ｐｒａｔａｐ  Ｍｉｓｒａ  ａｎｄ  Ｐｅｒ  Ｅｎｇｅ原著  日本航海学会ＧＰＳ研究会訳：“精説ＧＰＳ基本概念・測位原理・信号と受信機”正陽文庫，２００４．）に記載された方法を用いて、各ＧＰＳ衛星の速度ベクトルを算出することができる。
【００８６】
また、図７に示すように、算出された各ＧＰＳ衛星の速度ベクトル（ＶＸｊ、ＶＹｊ、ＶＺｊ）及び各ＧＰＳ衛星の方向（θｊ、φｊ）に基づいて、自車方向の各ＧＰＳ衛星の速度Ｖｓｊを算出する
次に、各ＧＰＳ衛星ｊに対する自車両の相対速度ｖｊ及び自車方向の各ＧＰＳ衛星ｊの速度Ｖｓｊに基づいて、以下の（６）式に従って、各ＧＰＳ衛星ｊの方向の自車両の速度Ｖｖｊを算出する。
【００８７】
【数５】
2010256301.tif 000007
【００８８】
ただし、ｖｊは、ＧＰＳ衛星ｊに対する自車両の相対速度（衛星方向におけるＧＰＳ衛星との相対速度）であり、Ｖｓｊは、自車方向のＧＰＳ衛星ｊの速度である。また、Ｖｖｊは、ＧＰＳ衛星ｊの方向の自車速であり、Ｃｂのドットは、クロックバイアスドリフトである。
【００８９】
上述したように、ＧＰＳ衛星方向の自車速は、ＧＰＳ衛星位置の三次元位置ではなく、ＧＰＳ衛星との方位関係によってのみ算出される。ＧＰＳ衛星は遥か遠方にあり、１日で地球をほぼ２周するため１分間の角度変化は０．５度である。通常、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との時計誤差は精々数秒であるため、ＧＰＳ衛星との方位関係に大きな影響はない。また、同じくＧＰＳ衛星は遥か遠方にあるため、自車の位置決定に数１００ｍ程度の誤差が生じていたとしても、ＧＰＳ衛星との方位関係に大きな影響はない。このため、擬似距離に誤差が乗りやすい状況であったとしても、ＧＰＳ衛星方向の自車速は、擬似距離に比較して正確に算出され得る。
【００９０】
そして、以下に説明するように、自車両の速度ベクトルの最適推定を行う。
【００９１】
まず、自車の速度ベクトルを（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）とした時、ＧＰＳ衛星方向の自車両の速度Ｖｖｊとの関係は以下の（７）式、（８）式で表される。
【００９２】
【数６】
2010256301.tif 000008
【００９３】
各ＧＰＳ衛星ｊについて得られる上記（７）式、（８）式より、Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ及びＣｂのドットを推定値とした、以下の（９）式で表される連立方程式が得られる。
【００９４】
【数７】
2010256301.tif 000009
【００９５】
４個のＧＰＳ衛星からなる各組み合わせについて、上記（９）式の連立方程式を解くことによって、自車両の速度ベクトル（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を各々算出し、算出された自車両の速度ベクトル（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）の最小二乗解を求めることによって、自車両の速度ベクトルの最適値を推定する。
【００９６】
そして、推定された自車両の速度ベクトルの向きに基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定する。
【００９７】
なお、上記４つの未知数のうち、鉛直方向の速度ベクトルを「０」にすると、３個以上のＧＰＳ衛星でも、自車両の絶対的な走行方向を推定することができる。衛星数が多いほど正しい方向を推定できる可能性があるが、最低３つあればマルチパス判定に必要な方向の推定が可能になる。
【００９８】
上記のように、自車方向推定部２２２は、ドップラーシフト周波数を用いて、各ＧＰＳ衛星方向に対する自車両の速度を算出し、各ＧＰＳ衛星方向に対する自車両の速度から、自車両の絶対的な走行方向を推定する。
【００９９】
到来波絶対方向推定部２２４は、推定された自車両の絶対的な走行方向を用いて、推定された、自車両の走行方向に対する、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向に変換して、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向の推定値とする。
【０１００】
マルチパス判定部２２６では、衛星位置から算出された絶対的な到来方向と、推定された絶対的な到来方向とを、各ＧＰＳ衛星について比較して、到来方向が合致しない衛星を推定することにより、マルチパスを判定する。
【０１０１】
次に、第２の実施の形態に係るマルチパス判定処理ルーチンについて、図８を用いて説明する。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
まず、ステップ２５０において、ＧＰＳ受信部１２から複数のＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の受信信号の位相差を取得する。
【０１０３】
そして、ステップ１０２において、各ＧＰＳ衛星の方向を、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出し、次のステップ１０４では、自車両の走行方向を基準とした、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を算出する。
【０１０４】
そして、ステップ２５２において、上記ステップ２５０で取得したドップラーシフト周波数を用いて、自車両の絶対的な走行方向を推定する。
【０１０５】
次のステップ２５４では、上記ステップ１０４で推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、上記ステップ２５２で推定された自車両の絶対的な走行方向とに基づいて、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する。そして、ステップ２５６において、上記ステップ１０２で算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、上記ステップ２５４で推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、ＧＰＳ衛星毎に比較して、到来方向が一致するか否かに基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。
【０１０６】
次のステップ１０８では、上記ステップ２５６でマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号があるか否かを判定する。上記ステップ２５６で、ＧＰＳ衛星毎に比較したときに電波の到来方向が一致しないＧＰＳ衛星が存在した場合には、ステップ１１０において、受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星の擬似距離データを除き、上記ステップ１００で取得された他のＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【０１０７】
一方、上記ステップ２５６で全てのＧＰＳ衛星について電波の到来方向が一致した場合には、上記ステップ１０８で、マルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号がなかったと判断され、ステップ１１２において、上記ステップ１００で取得された各ＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【０１０８】
上記ステップ２５２は、図９に示す自車方向推定処理ルーチンによって実現される。まず、ステップ２７０において、上記ステップ２５０で取得した各ＧＰＳ衛星におけるドップラーシフト周波数に基づいて、各ＧＰＳ衛星に対する自車両の相対速度を各々算出する。
【０１０９】
次のステップ２７２では、上記ステップ２５０で取得したＧＰＳ衛星の情報に基づいて算出されるＧＰＳ衛星の位置座標に基づいて、各ＧＰＳ衛星の速度ベクトルを各々算出し、ステップ２７４において、上記ステップ１１０又はステップ１１２で前回算出された自車位置を取得する。
【０１１０】
そして、ステップ２７６において、上記ステップ２５０で取得した各ＧＰＳ衛星の情報に基づいて算出される各ＧＰＳ衛星の位置座標と、上記ステップ２７４で取得された自車位置とに基づいて、各ＧＰＳ衛星の方向を算出する。ステップ２７８では、上記ステップ２７２で算出された各ＧＰＳ衛星の速度ベクトルと、上記ステップ２７６で算出された各ＧＰＳ衛星の方向とに基づいて、各ＧＰＳ衛星について、自車方向のＧＰＳ衛星の速度を各々算出する。
【０１１１】
次のステップ２８０では、上記ステップ２７０で算出された各ＧＰＳ衛星に対する相対速度と、上記ステップ２７８で算出された自車方向の各ＧＰＳ衛星の速度とに基づいて、各ＧＰＳ衛星方向の自車速を算出する。
【０１１２】
そして、ステップ２８２において、上記ステップ２８０で算出された各ＧＰＳ衛星方向の自車速を用いて、自車両の速度ベクトルの最適推定を行う。ステップ２８４では、上記ステップ２８２で推定された自車両の速度ベクトルの方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定して、自車方向推定処理ルーチンを終了する。
【０１１３】
以上説明したように、第２の実施の形態に係る車載測定装置によれば、複数のＧＰＳアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を用いて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定すると共に、推定される自車両の絶対的な基準方向から、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する。既知である衛星位置を利用して算出される各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、ＧＰＳ衛星毎に比較することにより、簡易な構成で、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。
【０１１４】
次に、第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１１５】
第３の実施の形態では、自車位置が存在する道路の方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定している点が、第２の実施の形態と異なっている。
【０１１６】
図１０に示すように、第３の実施の形態に係る車載測定装置３１０のコンピュータ３１４は、ＧＰＳ情報取得部２０と、到来波絶対方向算出部２２と、到来波相対方向推定部２４と、算出された自車両の位置と、ナビゲーションシステム（図示省略）に記憶されている道路地図データとに基づいて、自車両の絶対的な走行方向（方位角）を推定する自車方向推定部３２２と、到来波絶対方向推定部２２４と、マルチパス判定部２２６と、マルチパスと判定されたＧＰＳ衛星以外の受信信号のＧＰＳ擬似距離データに基づいて、自車両の位置を算出すると共に、ナビゲーションシステム（図示省略）に記憶されている道路地図データを用いて、マップマッチングを行い、算出された自車両の位置を補正する自車位置算出部３２８とを備えている。
【０１１７】
自車位置算出部３２８は、ＧＰＳ情報取得部２０によって取得された各ＧＰＳ衛星の情報と、マルチパス判定部２２６の判定結果とを用いて、上記第１の実施の形態と同様に、自車両の位置を算出する。また、自車位置算出部３２８は、自車両に搭載されているナビゲーションシステムから、道路地図データを取得し、算出された自車両の位置が、道路上の位置であるか否かを判断し、算出された自車両の位置が、道路上にない場合には、算出された自車両の位置が、道路上の位置となるようにマップマッチングを行い、算出された自車両の位置を補正する。これによって、測位位置が大きくずれていても、マップマッチングによって道路上への表示を適切に行うことができる。なお、マップマッチングの手法としては、従来既知の手法を用いればよく、本実施の形態では、詳細な説明を省略する。
【０１１８】
自車方向推定部３２２は、自車両に搭載されているナビゲーションシステムから、道路の位置を含む情報が格納された道路地図データを取得し、自車位置算出部３２８によって算出された自車両の位置が存在する道路の方向を、自車両の絶対的な走行方向として推定する。なお、自車両の位置が存在する道路のどちらの向きを、走行方向とするかは、前回までに算出された自車両の位置の時系列変化に基づいて決定すればよい。
【０１１９】
第３の実施の形態に係る車載測定装置３１０の作用について説明する。
【０１２０】
第３の実施の形態に係るマルチパス判定処理ルーチンでは、ＧＰＳ受信部１２から複数のＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の受信信号の位相差を取得する。そして、各ＧＰＳ衛星の方向を、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出し、次に、自車両の走行方向を基準とした、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を算出する。
【０１２１】
そして、後述する自車方向推定処理ルーチンを実行して、自車両の絶対的な走行方向を推定する。次に、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と、推定された自車両の絶対的な走行方向とに基づいて、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する。そして、算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向とを、ＧＰＳ衛星毎に比較して、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。
【０１２２】
次に、マルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号がある場合には、受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星の擬似距離データを除き、取得された他のＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出すると共に、マップマッチングを行って、自車位置を補正して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。マルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号がなかった場合には、取得された各ＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出すると共に、マップマッチングを行って、自車位置を補正して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【０１２３】
第３の実施の形態に係る自車方向推定処理ルーチンについて図１１を用いて説明する。まず、ステップ３５０において、上記のように前回算出された自車両の位置を取得し、ステップ３５２において、ナビゲーションシステムから道路地図データを読み込んで、上記ステップ３５０で取得した自車両の位置が存在する道路の方向を取得する。
【０１２４】
そして、ステップ３５４では、上記ステップ３５２で取得した道路の方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定して、自車方向推定処理ルーチンを終了する。
【０１２５】
以上説明したように、第３の実施の形態に係る車載測定装置によれば、複数のＧＰＳアンテナの各々によって受信したＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差を用いて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定すると共に、推定される自車両の絶対的な基準方向から、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を推定する。既知である衛星位置を利用して算出される各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、ＧＰＳ衛星毎に比較することにより、簡易な構成で、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。
【０１２６】
また、自車両位置が存在する道路の方向から、自車両の絶対的な走行方向を推定することにより、衛星数不足などによってＧＰＳ衛星からの情報だけでは方位を決定できない場合においても、自車両の方位を推定することができるため、ロバストな到来波の絶対方向の推定ができ、マルチパスの判定精度も向上する。
【０１２７】
次に、第４の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態に係る車載測定装置の構成は、第２の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。
【０１２８】
第４の実施の形態では、車速パルスの値を利用して、自車両の絶対的な走行方向を推定している点が、第２の実施の形態と主に異なっている。
【０１２９】
第４の実施の形態に係る車載測定装置では、自車方向推定部２２２によって、以下のように自車両の絶対的な走行方向を推定する。
【０１３０】
まず、ナビゲーションシステムやスピードメータの表示に用いられる、車速センサからの車速パルスを取得し、車速パルスの値から自車速を取得する。
【０１３１】
また、第２の実施の形態と同様に、各ＧＰＳ衛星からの受信信号のドップラーシフト周波数から、各ＧＰＳ衛星に対する自車両の相対速度を算出する。そして、各ＧＰＳ衛星ｊに対する自車両の相対速度ｖｊ、及び第２の実施の形態と同様に算出された自車方向の各ＧＰＳ衛星ｊの速度Ｖｓｊに基づいて、各ＧＰＳ衛星ｊの方向の自車両の速度Ｖｖｊを算出する。
【０１３２】
次に、電波を受信したＧＰＳ衛星数が２である場合に、Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ及びＣｂのドットを推定値とした、以下の（１０）式で表される連立方程式が得られる。
【０１３３】
【数８】
2010256301.tif 000010
【０１３４】
また、取得した自車速Ｖにより、以下の（１１）式が得られる。
【０１３５】
【数９】
2010256301.tif 000011
【０１３６】
ここで、Ｖｚ＝０と近似すると共に、上記（１１）式を用いて、上記（１０）式の連立方程式を解くことにより、Ｖｘ，Ｖｙを求め、Ｖｘ，Ｖｙの比により、自車両の絶対的な走行方向を推定する。
【０１３７】
次に、第４の実施の形態に係る車載測定装置の作用について説明する。なお、第２の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１３８】
コンピュータ２１４によって、第２の実施の形態と同様に、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。また、図１２に示すように、自車方向推定処理ルーチンが実行される。
【０１３９】
まず、ステップ４００において、車速センサから車速パルスの値を取得し、自車速を取得する。そして、ステップ２７０において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得した各ＧＰＳ衛星におけるドップラーシフト周波数に基づいて、各ＧＰＳ衛星に対する自車両の相対速度を各々算出する。
【０１４０】
次のステップ２７２では、各ＧＰＳ衛星の速度ベクトルを各々算出し、ステップ２７４において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで前回算出された自車位置を取得する。
【０１４１】
そして、ステップ２７６において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得した各ＧＰＳ衛星の情報に基づいて算出される各ＧＰＳ衛星の位置座標と、上記ステップ２７４で取得された自車位置とに基づいて、各ＧＰＳ衛星の方向を算出し、ステップ２７８では、上記ステップ２７２で算出された各ＧＰＳ衛星の速度ベクトルと、上記ステップ２７６で算出された各ＧＰＳ衛星の方向とに基づいて、各ＧＰＳ衛星について、自車方向のＧＰＳ衛星の速度を各々算出する。
【０１４２】
次のステップ２８０では、上記ステップ２７０で算出された各ＧＰＳ衛星に対する相対速度と、上記ステップ２７８で算出された自車方向の各ＧＰＳ衛星の速度とに基づいて、各ＧＰＳ衛星方向の自車速を算出する。
【０１４３】
そして、ステップ４０２において、上記ステップ２８０で算出された各ＧＰＳ衛星方向の自車速と、上記ステップ４００で得られた自車速とを用いて、自車両の速度ベクトルを推定し、推定された自車両の速度ベクトルの方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定して、自車方向推定処理ルーチンを終了する。
【０１４４】
以上説明したように、第４の実施の形態に係る車載測定装置によれば、自車両の車速パルスの値を用いて、自車両の絶対的な走行方向を推定することにより、衛星数不足などによってＧＰＳ衛星からの情報だけでは、自車両の方位を決定できない場合においても、自車両の方位を推定することができるため、ロバストな到来波の絶対方向の推定ができ、マルチパス判定精度も向上する。
【０１４５】
なお、上記の実施の形態では、電波を受信したＧＰＳ衛星の数が２である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、電波を受信したＧＰＳ衛星の数が３以上であってもよい。この場合には、２つのＧＰＳ衛星の各ペアを用いて、自車両の絶対的な走行方向を各々推定し、これらの推定結果を組み合わせて、自車両の絶対的な走行方向を推定するようにすればよい。
【０１４６】
次に、第５の実施の形態について説明する。なお、第５の実施の形態に係る車載測定装置の構成は、第２の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。
【０１４７】
第５の実施の形態では、車速パルスの値、及びクロックバイアスのドリフトを利用して、自車両の絶対的な走行方向を推定している点が、第２の実施の形態と主に異なっている。
【０１４８】
第５の実施の形態に係る車載測定装置では、自車位置算出部２８によって、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について得られた擬似距離データのうち、受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星の擬似距離データを除外し、残りのＧＰＳ衛星の擬似距離データを用いて得られる上記（４）式の連立方程式を解くことによって、自車両の位置（ｘ、ｙ、ｚ）及びクロックバイアスによる距離誤差ｓを算出すると共に、距離誤差ｓからクロックバイアスを算出して、メモリに記憶する。
【０１４９】
自車方向推定部２２２は、以下のように自車両の絶対的な走行方向を推定する。なお、電波を受信したＧＰＳ衛星数が１である場合について説明する。
【０１５０】
まず、メモリから、上記のように過去に算出されたクロックバイアスの時系列データを取得し、クロックバイアスの時系列データから、クロックバイアスドリフト（時間と共に変化するクロックバイアスのドリフト成分）を予測する。
【０１５１】
また、車速センサからの車速パルスを取得し、車速パルスの値から自車速を取得する。
【０１５２】
また、第２の実施の形態と同様に、ＧＰＳ衛星からの受信信号のドップラーシフト周波数から、ＧＰＳ衛星に対する自車両の相対速度を算出する。
【０１５３】
また、ＧＰＳ衛星ｊに対する自車両の相対速度ｖｊ、及び第２の実施の形態と同様に算出された自車方向のＧＰＳ衛星ｊの速度Ｖｓｊに基づいて、ＧＰＳ衛星ｊの方向の自車両の速度Ｖｖｊを算出する。
【０１５４】
Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ及びＣｂのドットを推定値とした、以下の（１２）式で表される方程式が得られる。
【０１５５】
【数１０】
2010256301.tif 000012
【０１５６】
ここで、Ｖｚ＝０と近似すると共に、取得した自車速ｖを用いて得られる上記（１１）式、及び算出されたクロックバイアスドリフトＣｂのドットを用いて、上記（１２）式の方程式を解くことにより、Ｖｘ，Ｖｙを求め、Ｖｘ，Ｖｙの比により、自車両の絶対的な走行方向を推定する。
【０１５７】
次に、第５の実施の形態に係る車載測定装置の作用について説明する。なお、第２の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１５８】
コンピュータ２１４によって、第２の実施の形態と同様に、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。また、図１３に示すように、自車方向推定処理ルーチンが実行される。なお、以下では、電波を受信したＧＰＳ衛星数が１である場合を例に説明する。
【０１５９】
まず、ステップ５００において、前回までの位置算出で得られたクロックバイアスの時系列データをメモリから取得し、ステップ５０２において、上記ステップ５００で取得したクロックバイアスの時系列データから、クロックバイアスドリフトを算出する。
【０１６０】
そして、ステップ４００において、車速センサから車速パルスの値を取得し、自車速を取得する。そして、ステップ２７０において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得したＧＰＳ衛星におけるドップラーシフト周波数に基づいて、ＧＰＳ衛星に対する自車両の相対速度を算出する。
【０１６１】
次のステップ２７２では、ＧＰＳ衛星の速度ベクトルを算出し、ステップ２７４において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで前回算出された自車位置を取得する。
【０１６２】
そして、ステップ２７６において、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得したＧＰＳ衛星の情報に基づいて算出されるＧＰＳ衛星の位置座標と、上記ステップ２７４で取得された自車位置とに基づいて、ＧＰＳ衛星の方向を算出し、ステップ２７８では、上記ステップ２７２で算出されたＧＰＳ衛星の速度ベクトルと、上記ステップ２７６で算出されたＧＰＳ衛星の方向とに基づいて、ＧＰＳ衛星について、自車方向のＧＰＳ衛星の速度を算出する。
【０１６３】
次のステップ２８０では、上記ステップ２７０で算出されたＧＰＳ衛星に対する相対速度と、上記ステップ２７８で算出された自車方向のＧＰＳ衛星の速度とに基づいて、ＧＰＳ衛星方向の自車速を算出する。
【０１６４】
そして、ステップ５０４において、上記ステップ２８０で算出されたＧＰＳ衛星方向の自車速と、上記ステップ４００で得られた自車速と、上記ステップ５０２で算出されたクロックバイアスドリフトの値とを用いて、自車両の速度ベクトルを推定し、推定された自車両の速度ベクトルの方向に基づいて、自車両の絶対的な走行方向を推定して、自車方向推定処理ルーチンを終了する。
【０１６５】
このように、位置算出の際に得られるクロックドリフトから算出されるクロックバイアスドリフトと、自車両の車速パルスの値とを用いて、自車両の絶対的な走行方向を推定することにより、衛星数不足などによってＧＰＳ衛星の情報だけでは自車両の方位を決定できない場合においても、自車両の方位を推定することができるため、ロバストな到来波の絶対方向の推定ができ、マルチパス判定精度も向上する。
【０１６６】
なお、上記の実施の形態では、自車両の走行方向を推定する際に、クロックバイアスドリフトを算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではい。クロックバイアスドリフトの値は基本的に短時間の間では一定値と考えられ、大きな変動がないため、数分程度であれば過去に算出されたクロックバイアスドリフトの値を用いてもよい。
【０１６７】
また、上記の実施の形態では、電波を受信したＧＰＳ衛星の数が１である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、電波を受信したＧＰＳ衛星の数が２以上であってもよい。この場合には、電波を受信したＧＰＳ衛星の各々の情報を用いて、自車両の絶対的な走行方向を各々推定し、これらの推定結果を組み合わせて、自車両の絶対的な走行方向を推定するようにすればよい。
【０１６８】
また、上記の第２の実施の形態〜第５の実施の形態では、推定された自車両の絶対的な走行方向と推定された電波の相対的な到来方向とから、電波の絶対的な到来方向を推定して、絶対的な到来方向同士を比較することにより、マルチパスを判定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。推定された自車両の絶対的な走行方向と算出された電波の絶対的な到来方向とから、電波の相対的な到来方向を算出して、相対的な到来方向同士を比較することにより、マルチパスを判定するようにしてもよい。
【０１６９】
また、第２の実施の形態〜第５の実施の形態における自車両の走行方向の推定方法を組み合わせて、自車両の絶対的な走行方向を推定するようにしてもよい。また、受信信号の位相差や測位差異から自車両の絶対的な走行方向を推定する方法を更に組み合わせてもよい。
【０１７０】
次に、第６の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１７１】
第６の実施の形態では、３本のＧＰＳアンテナを備えている点と、推定された電波の相対的な到来方向に遮蔽物が存在するか否かに基づいて、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定して、複数種類のマルチパス判定手法を用いている点とが、第１の実施の形態と主に異なっている。
【０１７２】
図１４に示すように、第６の実施の形態に係る車載測定装置６１０のＧＰＳ受信部６１２は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する３本のＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃを備えており、各ＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃによって、ＧＰＳ衛星からの電波を各々受信する。なお、ＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ間の各々の距離は既知である。
【０１７３】
コンピュータ６１４は、ＧＰＳ受信部６１２から、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について、ＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、ＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ間の各々の受信信号の位相差を算出して取得するＧＰＳ情報取得部６２０と、到来波絶対方向算出部２２と、取得した各ＧＰＳ衛星のＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ間の各々の位相差に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向（水平面に対する仰角及び水平面上の方位角）を推定する到来波相対方向推定部６２４と、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向と各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向を全体として比較して、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定部６２６と、自車位置算出部２８と、ナビゲーションシステムから得られる道路地図データに基づいて、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断して、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第２マルチパス判定部６４０とを備えている。
【０１７４】
ＧＰＳ情報取得部６２０は、ＧＰＳ受信部６１２から、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について、ＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について、ＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１３Ｂの各々の受信信号に基づいて、ＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ間の各々の受信信号の位相差を算出する。
【０１７５】
到来波相対方向推定部６２４は、各ＧＰＳ衛星について算出されたＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ間の各々の受信信号の位相差と、ＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ間の各々の距離Ｌとに基づいて、自車両の走行方向に対する、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向（水平面に対する仰角及び水平面上の方位角）を推定する。
【０１７６】
マルチパス判定部６２６は、到来波相対方向推定部６２４によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向（水平面に対する仰角及び水平面上の方位角）と、到来波絶対方向算出部２２によって算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向（水平面に対する仰角及び北方向に対する方位角）とを、全体として比較して、到来方向として仰角及び方位角の双方が合致しない衛星を推定することにより、マルチパスを判定する。
【０１７７】
第２マルチパス判定部６４０は、ナビゲーションシステムから、道路沿いの建物情報を含む道路地図データを取得し、道路地図データから、自車位置算出部２８により算出された自車位置の周辺（自車位置が存在する道路の道路沿い）の建物情報（建物の位置や高さを含む情報）を取得する。第２マルチパス判定部６４０は、取得した建物情報に基づいて、到来波相対方向推定部６２４によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向（水平面に対する仰角及び水平面上の方位角）に、遮蔽物となる建物が存在するか否かを判断し、電波の相対的な到来方向に遮蔽物が存在するＧＰＳ衛星を推定することにより、マルチパスを判定する。
【０１７８】
自車位置算出部２８は、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について得られた擬似距離データのうち、マルチパス判定部６２６又は第２マルチパス判定部６４０によって受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星の擬似距離データを除外し、残りのＧＰＳ衛星の擬似距離データを用いて得られる上記（４）式の連立方程式を解くことによって、自車両の位置（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する。
【０１７９】
次に、第６の実施の形態に係る車載測定装置６１０の作用について説明する。
【０１８０】
ＧＰＳ受信部６１２によって、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信しているときに、コンピュータ６１４において、以下のように、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。
【０１８１】
まず、ＧＰＳ受信部６１２から複数のＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、複数のＧＰＳ衛星のＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ間の各々の受信信号の位相差を算出して取得する。
【０１８２】
そして、取得した各ＧＰＳ衛星の情報に含まれる各ＧＰＳ衛星の位置座標と、算出された自車位置とに基づいて、各ＧＰＳ衛星の方向を、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出する。次に、取得したＧＰＳアンテナ６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ間の各々についての各ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、自車両の走行方向を基準とした、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向（水平面に対する仰角及び水平面上の方位角）を推定する。
【０１８３】
そして、算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向とを全体として比較して、到来方向における仰角及び方位角が一致するか否かに基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。
【０１８４】
次に、上記の判定処理又は後述する第２マルチパス判定処理ルーチンでマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号がある場合には、受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星の擬似距離データを除き、取得された他のＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。一方、マルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号がなかった場合には、取得された各ＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【０１８５】
また、コンピュータ６１４において、上記のマルチパス判定処理ルーチンと並行に、図１５に示す第２マルチパス判定処理ルーチンが実行される。
【０１８６】
まず、ステップ６５０において、上記のマルチパス判定処理ルーチンによって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向（仰角及び方位角）を取得する。そして、ステップ６５２において、ナビゲーションシステムから道路地図データを取得し、道路地図データから、上記のマルチパス判定処理ルーチンで直近に算出された自車両の位置について、周辺の建物情報を取得する。
【０１８７】
次のステップ６５４において、上記ステップ６５２で取得した周辺の建物情報に基づいて、各ＧＰＳ衛星について、上記ステップ６５０で取得した電波の相対的な到来方向（仰角及び方位角）に、遮蔽物となる建物が存在するかを判断して、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力し、第２マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【０１８８】
以上説明したように、第６の実施の形態に係る車載測定装置によれば、推定される電波の到来方向を比較してマルチパスを判定すると共に、推定された電波の到来方向に遮蔽物が存在するか否かを判断して、マルチパスを判定し、判定結果を組み合わせることにより、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。
【０１８９】
次に、第７の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態及び第６の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１９０】
第７の実施の形態では、周辺を撮像した画像を用いて、推定された電波の相対的な到来方向に遮蔽物が存在するか否かを判断している点が、第６の実施の形態と主に異なっている。
【０１９１】
図１６に示すように、第７の実施の形態に係る車載測定装置７１０は、自車両の周辺（特に側方）を撮像するように設置された撮像装置７１２を備え、撮像装置７１２は、コンピュータ７１４に接続されている。
【０１９２】
車載測定装置７１０のコンピュータ７１４は、ＧＰＳ情報取得部６２０と、到来波絶対方向算出部２２と、到来波相対方向推定部６２４と、マルチパス判定部６２６と、自車位置算出部２８と、撮像装置７１２により撮像された周辺画像から遮蔽物を検出する遮蔽物検出部７３８と、遮蔽物検出部７３８の検出結果に基づいて、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向に、遮蔽物が存在するか否かを判断することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第２マルチパス判定部７４０とを備えている。
【０１９３】
遮蔽物検出部７３８は、撮像装置７１２により撮像された周辺画像に対して、画像認識処理を行って、建物等の遮蔽物を検出すると共に、周辺に存在する遮蔽物の位置及び高さを検出する。
【０１９４】
第２マルチパス判定部７４０は、遮蔽物検出部７３８による検出結果を取得する。第２マルチパス判定部７４０は、取得した検出結果が表わす周辺に存在する遮蔽物の位置及び高さに基づいて、到来波相対方向推定部６２４によって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向（仰角及び方位角）に、遮蔽物となる建物が存在するか否かを判断し、電波の相対的な到来方向に遮蔽物が存在するＧＰＳ衛星を推定することにより、マルチパスを判定する。
【０１９５】
次に、第７の実施の形態に係る車載測定装置７１０の作用について説明する。
【０１９６】
ＧＰＳ受信部６１２によって、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信しているときに、コンピュータ７１４において、上記第６の実施の形態と同様に、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。
【０１９７】
また、撮像装置７１２によって、自車両の周辺の画像が連続して撮像されているときに、コンピュータ７１４において、上記のマルチパス判定処理ルーチンと並行に、図１７に示す第２マルチパス判定処理ルーチンが実行される。なお、第６の実施の形態と同様の処理については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１９８】
まず、ステップ７５０において、撮像装置７１２から周辺画像を取得し、ステップ７５２において、上記ステップ７５０で取得した周辺画像から、遮蔽物となる建物を検出し、建物が存在する位置及び建物の高さを検出する。
【０１９９】
そして、ステップ６５０において、上記のマルチパス判定処理ルーチンによって推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向（仰角及び方位角）を取得する。そして、ステップ７５６において、上記ステップ７５２で検出した周辺に存在する建物の位置及び高さに基づいて、各ＧＰＳ衛星について、上記ステップ６５０で取得した電波の相対的な到来方向（仰角及び方位角）に、遮蔽物となる建物が存在するかを判断して、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力し、第２マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【０２００】
このように、推定される到来方向を比較してマルチパスを判定すると共に、電波の到来方向に遮蔽物が存在するか否かを判断して、マルチパスを判定することにより、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かをより精度よく判定することができる。
【０２０１】
なお、上記の第６の実施の形態及び第７の実施の形態では、道路地図データや周辺画像に基づいて電波の到来方向に遮蔽物があるか否かを判断して、マルチパスを判定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、推定された電波の到来方向のみに基づいて、マルチパスを判定してもよい。推定されたＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向が、予め定められた、遮蔽物が存在する可能性が高い方向であるか否かによって、そのＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定してもよい。例えば、ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向が、走行方向と直交する方向である場合や、道路沿いの方向である場合、到来方向の仰角が低い場合には、マルチパスである可能性が高いと判定するようにしてもよい。
【０２０２】
次に、第８の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【０２０３】
第８の実施の形態では、複数種類のマルチパス判定手法を用いて、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定している点が、第１の実施の形態と主に異なっている。
【０２０４】
図１８に示すように、第８の実施の形態に係る車載測定装置８１０のＧＰＳ受信部１２は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信して、受信した全てのＧＰＳ衛星からの受信信号から、ＧＰＳ衛星の情報として、ＧＰＳ衛星の衛星番号、搬送波位相、コード擬似距離、ドップラーシフト周波数、信号強度、及び軌道情報を取得し、コンピュータ８１４に出力する。なお、ＧＰＳ衛星の情報は、アンテナ１２Ａ、１２Ｂの各々について取得され、コンピュータ８１４に出力される。
【０２０５】
コンピュータ８１４は、ＧＰＳ受信部１２から、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について、ＧＰＳ衛星の情報をアンテナ毎に取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の受信信号の位相差を取得するＧＰＳ情報取得部８２０と、到来波絶対方向算出部２２と、到来波相対方向推定部２４と、マルチパス判定部２６と、自車位置算出部２８と、ＧＰＳ情報取得部２２０によって取得された各ＧＰＳ衛星のＧＰＳ擬似距離データ及び受信信号の位相差に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第２マルチパス判定部８２４と、ＧＰＳ情報取得部２２０によって取得された各ＧＰＳ衛星のドップラーシフト周波数に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定する第３マルチパス判定部８２６とを備えている。なお、第２マルチパス判定部８２４は、第３判定手段の一例であり、第３マルチパス判定部８２６は、第４判定手段の一例である。
【０２０６】
ＧＰＳ情報取得部８２０は、ＧＰＳ受信部１２から、電波を受信した全てのＧＰＳ衛星について、ＧＰＳ衛星の情報を、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ毎に取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂの位相差を算出する。また、ＧＰＳ衛星の位置、及びＧＰＳ衛星が電波を送信した送信時刻は、受信信号から取得したＧＰＳ衛星の情報に基づいて推定されて取得される。
【０２０７】
第２マルチパス判定部８２４は、ＧＰＳ衛星の各々について、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の当該ＧＰＳ衛星のＧＰＳ擬似距離データの差分と、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の当該ＧＰＳ衛星の受信信号の位相差とを比較し、これらの差が閾値以上であれば、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであると判定し、これらの差が閾値未満であれば、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスではないと判定する。
【０２０８】
例えば、図１９に示すように、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間で受信した電波の経路が大きく異なる場合には、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間で得られるＧＰＳ擬似距離データの差分が大きくなる一方、この差分が、受信信号の位相差の最大値（２π）を越えることにより、受信信号の位相差が小さくなる。従って、上記のＧＰＳ擬似距離データの差分と、受信信号の位相差との差が大きくなり、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであると判定される。なお、上記判定で用いる閾値については、実験的又は統計的に、一方のＧＰＳアンテナでのみマルチパスの受信信号を受信する場合における、アンテナ間のＧＰＳ擬似距離データの差分と、アンテナ間の受信信号の位相差との差を予め求めておき、求められた差に基づいて、閾値を設定しておけばよい。
【０２０９】
第３マルチパス判定部８２６は、ＧＰＳ衛星の各々について、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間のドップラーシフト周波数の差分が、閾値以上であれば、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであると判定し、この差分が閾値未満であれば、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスではないと判定する。通常、自車両に発生し得る車両運動（ヨーレート）に相当する範囲で、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間のドップラーシフト周波数の差分が生じるが、例えば、上記図１９のように、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間で受信した電波の経路が大きく異なる場合には、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間で得られるドップラーシフト周波数の差分が大きくなり、ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであると判定される。
【０２１０】
なお、上記判定で用いる閾値については、実験的又は統計的に、一方のＧＰＳアンテナでのみマルチパスの受信信号を受信する場合における、アンテナ間のドップラーシフト周波数の差分を予め求めておき、求められた差分に基づいて、閾値を設定しておけばよい。
【０２１１】
次に、第８の実施の形態に係る車載測定装置８１０の作用について説明する。
【０２１２】
ＧＰＳ受信部１２によって、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信しているときに、コンピュータ８１４において、以下のように、マルチパス判定処理ルーチンが実行される。
【０２１３】
まず、ＧＰＳ受信部１２から複数のＧＰＳ衛星の情報を取得すると共に、複数のＧＰＳ衛星のＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の受信信号の位相差を取得する。
【０２１４】
そして、取得した各ＧＰＳ衛星の情報に基づいて算出される各ＧＰＳ衛星の位置座標と、算出された自車位置とに基づいて、各ＧＰＳ衛星の方向を、各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向として算出する。次に、取得したＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の各ＧＰＳ衛星からの受信信号の位相差に基づいて、アンテナ設置方向を基準とした、各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向を推定する。
【０２１５】
そして、算出された各ＧＰＳ衛星からの電波の絶対的な到来方向と、推定された各ＧＰＳ衛星からの電波の相対的な到来方向とを全体として比較して、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力する。
【０２１６】
次に、上記の判定、後述する第２マルチパス判定処理ルーチン、又は後述する第３マルチパス判定処理ルーチンで、マルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号がある場合には、受信信号がマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星の擬似距離データを除き、取得された他のＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。一方、マルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号がなかった場合には、取得された各ＧＰＳ衛星の擬似距離データに基づいて、自車位置を算出して外部装置に出力し、マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【０２１７】
また、コンピュータ８１４において、上記のマルチパス判定処理ルーチンと並行に、図２０に示す第２マルチパス判定処理ルーチンが実行される。
【０２１８】
まず、ステップ８５０において、ＧＰＳ受信部１２からの出力に基づいて、各ＧＰＳ衛星について、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ毎のＧＰＳ擬似距離データを算出すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間のＧＰＳ擬似距離データの差分を算出して取得する。
【０２１９】
そして、ステップ８５２において、各ＧＰＳ衛星について、上記ステップ８５０で取得したＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間のＧＰＳ擬似距離データの差分と、上記のマルチパス判定処理ルーチンで取得したＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間の受信信号の位相差との差を算出する。
【０２２０】
次のステップ８５４では、各ＧＰＳ衛星について、上記ステップ８５２で算出された差が、閾値以上であるか否かを判定することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力して、第２マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【０２２１】
また、コンピュータ８１４において、上記のマルチパス判定処理ルーチン及び第２マルチパス判定処理ルーチンと並行に、図２１に示す第３マルチパス判定処理ルーチンが実行される。
【０２２２】
まず、ステップ８６０において、ＧＰＳ受信部１２からの出力に基づいて、各ＧＰＳ衛星について、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ毎のドップラーシフト周波数を取得すると共に、ＧＰＳアンテナ１２Ａ、１２Ｂ間のドップラーシフト周波数の差分を算出して取得する。
【０２２３】
そして、ステップ８６２において、各ＧＰＳ衛星について、上記ステップ８６０で算出されたドップラーシフト周波数の差分が、閾値以上であるか否かを判定することにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定し、判定結果を外部装置に出力して、第３マルチパス判定処理ルーチンを終了する。
【０２２４】
以上説明したように、第８の実施の形態に係る車載測定装置によれば、複数種類のマルチパスの判定手法を組み合わせることにより、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを精度よく判定することができる。
【０２２５】
また、上記の実施の形態では、アンテナ間の擬似距離の差を用いてマルチパスを判定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、アンテナ間のＧＰＳ電波伝搬時間の差と、受信信号の位相差との差分を用いて、受信信号がマルチパスであるか否かを判定するようにしてもよい。この場合には、ＧＰＳ衛星が電波を送信した時刻及び自車両で電波を受信した時刻に基づいて、ＧＰＳ電波伝搬時間を算出するようにすればよい。
【０２２６】
また、上記の第６の実施の形態〜第８の実施の形態では、到来方向を全体として比較してマルチパスを判定するマルチパス判定手法と、他のマルチパス判定手法とを組み合わせた場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、上記第２の実施の形態〜第５の実施の形態におけるマルチパス判定手法に、第６の実施の形態〜第８の実施の形態の第２マルチパス判定部又は第３マルチパス判定部の判定手法を組み合わせてもよい。
【０２２７】
また、第６の実施の形態における第２マルチパス判定部６４０による判定手法、第７の実施の形態における第２マルチパス判定部７４０による判定手法、第８の実施の形態における第２マルチパス判定部８２４による判定手法、及び第３マルチパス判定部８２６による判定手法の任意の組み合わせを、第１の実施の形態〜第５の実施の形態におけるマルチパス判定手法に組み合わせて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するようにしてもよい。
【０２２８】
また、何れかの１つの判定手法によりマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号を、最終的にマルチパスと判定した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、全ての判定手法によりマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号を、最終的にマルチパスと判定するようにしてもよく、また、少なくとも２つの判定手法によりマルチパスであると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号を、最終的にマルチパスと判定するようにしてもよい。
【０２２９】
また、上記の第１の実施の形態〜第８の実施の形態において、従来既知の擬似距離残差などを用いたマルチパスの判定手法も組み合わせて、各ＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパスであるか否かを判定するようにしてもよい。この場合には、その手順や組み合わせは任意でよい。
【０２３０】
また、擬似距離データではなく、ＧＰＳ電波伝搬時間を用いて、自車両の位置を算出するようにしてもよい。
【０２３１】
また、ＧＰＳ衛星の方向を算出する際に用いる自車両の位置として、擬似距離データを用いた位置算出の値を用いた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。ＧＰＳ衛星の方向を求める際には、おおざっぱな自車両の位置が分かればよいため、地図データなどから求められる自車両の位置を用いてもよい。
【０２３２】
また、マルチパスの判定結果を用いて、自車両の位置を算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、信号の反射点予測などによって周辺構造物の配置を推定する場合に、マルチパスの判定結果を用いて反射点を予測するようにしてもよい。また、自車両の速度を算出して、外部装置に出力してもよい。この場合には、マルチパスの判定結果を用いて、自車両の速度を算出することができる。
【符号の説明】
【０２３３】
１０、２１０、３１０、６１０、７１０、８１０  車載測定装置
１２Ａ、１２Ｂ、６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ  ＧＰＳアンテナ
１２、６１２  ＧＰＳ受信部
１４、２１４、３１４、６１４、７１４、８１４  コンピュータ
２０、２２０、６２０、８２０  ＧＰＳ情報取得部
２２   到来波絶対方向算出部
２４、６２４  到来波相対方向推定部
２６、２２６、６２６ マルチパス判定部
２８、３２８  自車位置算出部
２２２  自車方向推定部
２２４  到来波絶対方向推定部
３２２  自車方向推定部
６４０、７４０、８２４  第２マルチパス判定部
７１２  撮像装置
７３８  遮蔽物検出部
８２６  第３マルチパス判定部
【図１】
2010256301.tif 000013
【図２】
2010256301.tif 000014
【図３】
2010256301.tif 000015
【図４】
2010256301.tif 000016
【図５】
2010256301.tif 000017
【図６】
2010256301.tif 000018
【図７】
2010256301.tif 000019
【図８】
2010256301.tif 000020
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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