(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の測位装置であって、
ＧＰＳ衛星からの送信信号に基づいて当該ＧＰＳ衛星との擬似距離の時間差分をデルタレンジとして算出するとともに、前記送信信号のドップラーシフトに基づいて第１レンジレートを算出する算出部と、
前記デルタレンジと前記第１レンジレートとの差異に基づいて、前記移動体側の内蔵時計の誤差を内蔵時計誤差として推定する内蔵時計誤差推定部と、
前記送信信号に基づく前記ＧＰＳ衛星の位置及び速度並びに前記移動体の位置に基づいて、前記移動体が停止している場合の第２レンジレートを推定するとともに、前記算出部にて算出された前記第１レンジレートを前記内蔵時計誤差に基づいて修正するレンジレート推定部と、
前記送信信号に基づく前記ＧＰＳ衛星の位置と前記移動体の位置を含む航法行列と、前記レンジレート推定部にて推定された前記第２レンジレートと、前記レンジレート推定部にて修正された前記第１レンジレートとに基づいて、直交座標系をなす３軸方向それぞれに関する前記移動体の第１速度を算出する移動体速度算出部と
を備える、測位装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測位装置であって、
前記内蔵時計誤差推定部にて推定された前記内蔵時計誤差の変化が規定値より大きいか否かを判断するマルチパス発生評価部
をさらに備え、
前記内蔵時計誤差推定部は、
前記マルチパス発生評価部にて前記規定値より大きいと判断された前記内蔵時計誤差を除外する、または、当該内蔵時計誤差の重み付けを低下させることにより、前記レンジレート推定部にて用いる前記内蔵時計誤差を推定する、測位装置。
【請求項３】
請求項２に記載の測位装置であって、
前記算出部は、
複数の前記ＧＰＳ衛星に関して複数の前記デルタレンジ及び複数の前記第１レンジレートをそれぞれ生成し、
前記内蔵時計誤差推定部は、
前記複数のＧＰＳ衛星に関して複数の前記内蔵時計誤差をそれぞれ推定し、
前記マルチパス発生評価部は、
前記内蔵時計誤差推定部にて推定された前記複数の内蔵時計誤差の変化が規定値より大きいか否かを判断し、
前記内蔵時計誤差推定部は、
前記複数の内蔵時計誤差のうち、前記マルチパス発生評価部にて前記規定値より大きいと判断された前記内蔵時計誤差を除外する、または、当該内蔵時計誤差の重み付けを低下させ、それによって得られた前記内蔵時計誤差を平均することにより、前記レンジレート推定部にて用いる前記内蔵時計誤差を推定する、測位装置。
【請求項４】
請求項１に記載の測位装置であって、
前記移動体の移動距離に応じたパルス信号を出力する速度センサと、
前記移動体速度算出部が算出した前記第１速度に基づいて前記移動体が所定の走行をしているか否かを判断し、当該所定の走行をしていないと判断した場合に、当該第１速度と、前記速度センサが出力したパルス信号とに基づいて、距離係数を算出する距離係数算出部と
をさらに備える、測位装置。
【請求項５】
請求項１に記載の測位装置であって、
前記内蔵時計誤差推定部にて推定された前記内蔵時計誤差の変化が規定値より大きいか否かを判断するマルチパス発生評価部と、
前記移動体の移動距離に応じたパルス信号を出力する速度センサと、
前記マルチパス発生評価部にて前記内蔵時計誤差の変化が前記規定値以下である場合に、前記移動体速度算出部が算出した前記第１速度と、前記速度センサが出力したパルス信号とに基づいて、距離係数を算出する距離係数算出部と
をさらに備える、測位装置。
【請求項６】
請求項５に記載の測位装置であって、
前記算出部は、
複数の前記ＧＰＳ衛星に関して複数の前記デルタレンジ及び複数の前記第１レンジレートをそれぞれ生成し、
前記内蔵時計誤差推定部は、
前記複数のＧＰＳ衛星に関して複数の前記内蔵時計誤差をそれぞれ推定し、
前記マルチパス発生評価部は、
前記内蔵時計誤差推定部にて推定された前記複数の内蔵時計誤差の変化が規定値より大きいか否かを判断し、
前記距離係数算出部は、
前記マルチパス発生評価部にて前記内蔵時計誤差の変化が前記規定値以下であると判断された前記ＧＰＳ衛星の数が所定数以上である場合に、前記移動体速度算出部が算出した前記第１速度と、前記速度センサが出力したパルス信号とに基づいて、前記距離係数を算出する、測位装置。
【請求項７】
請求項１に記載の測位装置であって、
前記速度センサが出力した前記パルス信号と、距離係数とに基づいて前記移動体の進行方向の第１加速度を計測する距離計測部と、
前記測位装置の前記進行方向に沿った第２加速度に応じた電圧を出力する加速度センサと、
前記移動体速度算出部にて算出された前記第１速度に基づいて第１ピッチ角を算出するピッチ角算出部と、
時間軸が揃えられた、前記距離計測部からの前記第１加速度と、前記加速度センサからの前記電圧と、前記ピッチ角算出部からの前記第１ピッチ角とに基づいて、前記加速度センサの零点電圧を補正する加速度センサ補正部と
をさらに備える、測位装置。
【請求項８】
請求項７に記載の測位装置であって、
時間軸が揃えられた、前記距離計測部からの前記第１加速度と、前記加速度センサからの前記電圧と、前記加速度センサ補正部からの前記零点電圧とに基づいて第２ピッチ角を計測するピッチ角計測部をさらに備える、測位装置。
【請求項９】
請求項８に記載の測位装置であって、
前記加速度センサ補正部は、
前記ＧＰＳ衛星の観測周期より短い周期で前記零点電圧を補正する、測位装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の測位装置であって、
前記移動体の移動距離に応じたパルス信号を出力する速度センサと、
前記速度センサが出力した前記パルス信号と、距離係数とに基づいて前記移動体の移動距離を計測する距離計測部と、
前記測位装置のヨーレートに応じた電圧を出力する角速度センサと、
前記角速度センサから出力された電圧に基づいてヨー角を計測するヨー角計測部と、
前記距離計測部にて計測された前記移動距離と、前記ヨー角計測部にて計測された前記ヨー角とに基づいて、前記移動体の位置及び方位を推定する移動体位置推定部と
をさらに備え、
前記レンジレート推定部は、
前記送信信号に基づく前記移動体の位置の代わりに、前記移動体位置推定部にて推定された前記移動体の位置及び方位を用いて前記第２レンジレートを推定する、測位装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の測位装置であって、
前記距離計測部は、
前記速度センサが出力した前記パルス信号と、前記距離係数とに基づいて前記移動体の第２速度を計測し、
前記内蔵時計誤差推定部にて推定された前記内蔵時計誤差の変化が規定値以上か否かを判断するマルチパス発生評価部
をさらに備え、
前記レンジレート推定部は、
前記マルチパス発生評価部にて前記内蔵時計誤差の変化が前記規定値よりも大きいと判断された場合に、前記送信信号に基づく当該ＧＰＳ衛星の位置及び速度、前記移動体位置推定部にて推定された前記移動体の位置及び方位、並びに、前記距離計測部にて計測された前記第２速度に基づいて、前記移動体が走行している場合の第３レンジレートを推定し、
前記移動体速度算出部は、
前記マルチパス発生評価部にて前記内蔵時計誤差の変化が前記規定値よりも大きいと判断された場合に、前記レンジレート推定部にて修正された前記第１レンジレートの代わりに、前記レンジレート推定部にて推定された前記第３レンジレートを用いて前記第１速度を算出する、測位装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の測位装置であって、
前記算出部は、
複数の前記ＧＰＳ衛星に関して複数の前記デルタレンジ及び複数の前記第１レンジレートをそれぞれ生成し、
前記内蔵時計誤差推定部は、
前記複数のＧＰＳ衛星に関して複数の前記内蔵時計誤差をそれぞれ推定し、
前記マルチパス発生評価部は、
前記内蔵時計誤差推定部にて推定された前記複数の内蔵時計誤差の変化が規定値以上か否かを判断し、
前記レンジレート推定部は、
前記マルチパス発生評価部にて前記規定値よりも小さいと判断された前記ＧＰＳ衛星に関しては、前記第２レンジレートを推定するとともに前記第１レンジレートを修正し、前記マルチパス発生評価部にて前記規定値よりも大きいと判断された前記ＧＰＳ衛星に関しては、前記第２及び第３レンジレートを推定し、
前記移動体速度算出部は、
前記レンジレート推定部にて修正された前記第１レンジレート及び前記レンジレート推定部で推定された前記第３レンジレートの少なくともいずれか一方と、前記レンジレート推定部で推定された前記第２レンジレートとに基づいて、前記第１速度を算出する、測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の測位装置に関し、特にＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの送信信号を用いる測位装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、自動車などの移動体のナビゲーション装置が知られている。このナビゲーション装置では、地図上に車両の位置を表示し、目的地までの道案内などを行う。地図の道路上に車両の位置を表示するにあたっては、ＧＰＳ衛星の測位結果を取得するＧＰＳ測位装置と、速度センサ、角速度センサ及び加速度センサなどの各種センサとを用いて、車両の運動を観測・計測し、その後にマップマッチングと呼ばれる処理を行うことにより、地図データの道路リンク上における車両の位置が同定される。【０００３】
しかしながら、速度センサの出力パルスから移動距離や速度などを求めるための距離係数（Scale Factor）が車両ごとに異なっていたり、また、角速度センサと加速度センサのそれぞれの零点電圧が変動（ドリフト）したりするため、各種センサを適宜補正する必要がある。各種センサの補正にあたっては、一般的にＧＰＳ衛星から送信される測位結果が、補正の基準値として使用されるか、あるいは、補正条件として用いられている。【０００４】
例えば、特許文献１に開示の技術では、ＧＰＳ衛星からの信号（測位結果）に基づいて、水平方向（鉛直方向と垂直な水平面上の方向）の車両速度を算出し、当該算出した車両速度に基づいて距離係数を補正することが開示されている。また、特許文献２及び特許文献３に開示の技術では、ＧＰＳ衛星からの信号に基づいてピッチ角（車両の進行方向と上記水平面とがなす角）を算出し、当該算出したピッチ角に基づいて、車両の進行方向の加速度と、重力加速度と、加速度センサの零点電圧の変動とをそれぞれ求めることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４３７０５６５号公報
【特許文献２】特許４７７６５７０号公報
【特許文献３】特開２００３−３０７５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、以上のような測位装置、すなわち、ＧＰＳ衛星からの測位結果と、各種センサからの計測結果とに基づいて車両を測位する測位装置においては、以下の問題点があった。【０００７】
（１）速度センサの出力パルスは、タイヤが路面を転がった回転に応じて出力される。したがって、ＧＰＳ衛星からの測位結果として取得される水平面上の２次元の車両速度と、実際の３次元の車両速度とが一致しない傾斜道路走行時には、水平面の地図データで示される道路リンク長より、長めの距離（＝パルス数×距離係数）が計測されてしまうという問題があった。【０００８】
（２）ＧＰＳ衛星からの測位結果に基づいて、３次元のＥＮＵ座標系（東向きをｘ軸、北向きをｙ軸、鉛直方向をｚ軸、ｘｙ平面を水平面として規定された直交座標系）の車両速度を求めるためには、まず、ＧＰＳ衛星電波の搬送波周波数の変化量（ドップラーシフト）から、擬似距離の時間変化と同じ単位（［ｍ／ｓ］）を有するレンジレートを算出する。それとともに、車両が停車中である場合のレンジレートを推定し、両者のレンジレートの差異から車両速度を求める。しかしながら、算出したレンジレートと、推定したレンジレートとの差異が小さくなる低速走行時には、車両速度の誤差が大きくなってしまうという問題があった。【０００９】
（３）測位装置では、ＧＰＳ衛星側の内蔵時計と、車両側の内蔵時計とが共通の時系（ＧＰＳ−Ｔｉｍｅ）に時刻同期されていることを前提にして測位を行っているが、ＧＰＳ衛星及び車両のそれぞれにおいて内蔵時計がドリフトするため、それぞれの時計を適宜修正する必要がある。一般には、ＧＰＳ衛星側の内蔵時計にはドリフトが小さい高価な原子時計が使用され、車両側の内蔵時計にはドリフトが大きい安価な水晶時計などが使用されており、原子時計のドリフト補正パラメータがＧＰＳ衛星から車両に送信されるので、車両がＧＰＳ衛星からの信号を受信すれば車両側の内蔵時計のドリフトを修正することが可能となっている。しかしながら、このような修正を行っても、車両側の内蔵時計には１μｓｅｃ以下の誤差が残り、この内蔵時計の誤差が、車両に信号を送信するＧＰＳ衛星全てに共通したレンジレートの計測誤差となり、車両速度などの測位の精度を悪化させるという問題があった。【００１０】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、車両などの移動体の測位装置において、移動体側の内蔵時計の誤差を修正して速度精度を向上させることが可能な技術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】
【００１１】
本発明に係る測位装置は、移動体の測位装置であって、ＧＰＳ衛星からの送信信号に基づいて当該ＧＰＳ衛星との擬似距離の時間差分をデルタレンジとして算出するとともに、送信信号のドップラーシフトに基づいて第１レンジレートを算出する算出部と、デルタレンジと第１レンジレートとの差異に基づいて、移動体側の内蔵時計の誤差を内蔵時計誤差として推定する内蔵時計誤差推定部とを備える。また、測位装置は、送信信号に基づくＧＰＳ衛星の位置及び速度並びに移動体の位置に基づいて、移動体が停止している場合の第２レンジレートを推定するとともに、算出部にて算出された第１レンジレートを内蔵時計誤差に基づいて修正するレンジレート推定部を備える。また、測位装置は、送信信号に基づくＧＰＳ衛星の位置と移動体の位置を含む航法行列と、レンジレート推定部にて推定された第２レンジレートと、レンジレート推定部にて修正された第１レンジレートとに基づいて、直交座標系をなす３軸方向それぞれに関する移動体の第１速度を算出する移動体速度算出部を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、デルタレンジと、第１レンジレートとの差分に基づいて、内蔵時計誤差を求め、当該内蔵時計誤差を用いて第１レンジレートの誤差を修正する。したがって、内蔵時計誤差に起因する第１速度の誤差を低減することができることから、第１速度の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】デルタレンジ、算出レンジレートを示す図である。
【図４】内蔵時計誤差を示す図である。
【図５】停車レンジレート、修正レンジレート、デルタレンジを示す図である。
【図６】マルチパスを示す図である。
【図７】速度センサにより計測された自車速度を示す図である。
【図８】実施の形態２に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態２に係るナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態３に係るナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本実施の形態３に係るナビゲーション装置で得られた結果を示す図である。
【図１３】本実施の形態３に係るナビゲーション装置で得られた結果を示す図である。
【図１４】本実施の形態３に係るナビゲーション装置で得られた結果を示す図である。
【図１５】実施の形態４に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態４に係るナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態４に係るナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】ピッチ角計測部が計測した計測ピッチ角を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
以下の説明では、自動車などの移動体の測位装置を備えるナビゲーション装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るナビゲーション装置の構成のうち、上記車両（以下「自車」と呼ぶ）の位置などを測位するのに必要な構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示されるナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星からの送信信号を受信し、当該送信信号に基づいてＲａｗデータ（擬似距離、ドップラーシフト、航法メッセージ、ＧＰＳ−Ｔｉｍｅなど測位計算に必要なデータ）を取得するＧＰＳ受信機１１と、ＧＰＳ受信機１１で取得したＲａｗデータに基づいて自車位置（例えば緯度経度上の位置）、自車速度及び自車方位を測位する測位部１２とを備えている。
【００１６】
また、このナビゲーション装置は、線形状を示すデータ及び座標点で表現される道路リンクなどを含む地図データを記憶する地図データ記憶部１３と、測位部１２で測位された自車位置、自車速度及び自車方位に基づいて、地図データ記憶部１３から道路リンクを読み出し、当該道路リンク上における自車位置を同定する道路照合部１４とを備えている。
【００１７】
次に、ＧＰＳ受信機１１及び測位部１２について詳細に説明する。
【００１８】
ＧＰＳ受信機１１は、自車の上空に存在する複数のＧＰＳ衛星から送信される送信信号（電波）を受信するＧＰＳアンテナを備えている。ＧＰＳ受信機１１は、ＧＰＳアンテナで受信した各ＧＰＳ衛星からの送信信号に基づいて、Ｒａｗデータを入手し、当該Ｒａｗデータを測位部１２に出力する。
【００１９】
測位部１２は、ＧＰＳ出力データ算出部１２１と、擬似距離修正部１２２と、内蔵時計誤差推定部１２３と、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４と、レンジレート推定部１２５と、自車位置算出部１２６と、自車速度算出部（移動体速度算出部）１２７とを備えている。
【００２０】
ＧＰＳ出力データ算出部１２１は、後で詳細に説明するが、ＧＰＳ受信機１１からの擬似距離ρＣτ（ｔｉ）（実質的にはＧＰＳ衛星からの送信信号）に基づいて、擬似距離の時間差分値をデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）として算出する。なお、ｔｉは、処理周期ΔＴで繰り返される測位部１２の測位処理の時刻を示し、添え字のｉは、処理周期ΔＴごとに１ずつ増加する番号を示す。
【００２１】
また、ＧＰＳ出力データ算出部１２１は、この算出とともに、ＧＰＳ受信機１１からのドップラーシフトｆｄｏｐ（ｔｉ）（実質的にはＧＰＳ衛星からの送信信号のドップラーシフト）に基づいて、デルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）と同じ単位（［ｍ／ｓ］）を有する第１レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を算出する。ＧＰＳ出力データ算出部１２１は、これらデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）及び第１レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を、ＧＰＳ受信機１１により送信信号が受信されたＧＰＳ衛星（以下「受信衛星」と呼ぶ）について算出する。
【００２２】
なお、以下の説明においては、複数種類のレンジレートが現れることから、便宜上、ＧＰＳ出力データ算出部１２１で算出された第１レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を、「算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）」と呼ぶ。
【００２３】
擬似距離修正部１２２は、ＧＰＳ受信機１１から出力された航法メッセージなどを用いて、ＧＰＳ受信機１１から出力された擬似距離ρＣτ（ｔｉ）に含まれる衛星搭載時計誤差ｄＴｓａｔ、電離層電波伝播遅延誤差ｄｉｏｎｏ、対流圏電波伝播遅延誤差ｄｔｒｏｐを計算し、それら誤差が除去されるように修正された擬似距離（以下「修正擬似距離ρＣτ’（ｔｉ）」）を算出する。
【００２４】
内蔵時計誤差推定部１２３には、ＧＰＳ出力データ算出部１２１にて算出された、全受信衛星についてのデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）及び算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）が入力される。内蔵時計誤差推定部１２３は、デルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）と算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）との差異（ここでは差分）に基づいて、自車側に設けられた内蔵時計の誤差を内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）として推定する。
【００２５】
なお、内蔵時計誤差推定部１２３は、１つの受信衛星についてのデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）及び算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）から、１つの内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を推定可能であるが、仮に複数の受信衛星についてのデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）及び算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）が入力された場合には、それらから推定される複数の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）の平均値を、１つの内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）として推定する。
【００２６】
ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４は、ＧＰＳ受信機１１から出力された航法メッセージに基づいて、ＧＰＳ−ＴｉｍｅにおけるＧＰＳ衛星の位置Ｐｓと速度Ｖｓを推定する。ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４は、この位置Ｐｓ及び速度Ｖｓを、全受信衛星について測位部１２の処理周期ごとの収束計算中に数回推定する。
【００２７】
レンジレート推定部１２５には、ＧＰＳ出力データ算出部１２１からの算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）と、内蔵時計誤差推定部１２３からの内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）と、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４からの全受信衛星の位置Ｐｓ及び速度Ｖｓと、後述する自車位置算出部１２６にて算出された自車位置Ｐｏ（ＧＰＳ再計算位置）とが入力される。
【００２８】
レンジレート推定部１２５は、全受信衛星の位置Ｐｓ及び速度Ｖｓと自車位置Ｐｏとに基づいて、車両が停止していると仮定した場合の第２レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）を推定する。なお、以下の説明においては、レンジレート推定部１２５が推定する、車両が停止していると仮定した場合の第２レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）を、「停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）」と呼ぶ。
【００２９】
また、レンジレート推定部１２５は、この推定とともに、ＧＰＳ出力データ算出部１２１にて算出された算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を、内蔵時計誤差推定部１２３にて推定された内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）に基づいて修正する。
【００３０】
自車位置算出部１２６は、擬似距離修正部１２２からの修正擬似距離ρＣτ’（ｔｉ）と、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４からの全受信衛星の位置Ｐｓ及び速度Ｖｓとに基づいて数値計算を行うことにより、自車位置Ｐｏを算出し、当該自車位置Ｐｏをレンジレート推定部１２５及び道路照合部１４に出力する。また、自車位置算出部１２６は、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４からの全受信衛星の位置Ｐｓと、自身が算出した自車位置Ｐｏとを含む航法行列Ａを生成し、当該航法行列Ａを自車速度算出部１２７に出力する。
【００３１】
自車速度算出部１２７は、自車位置算出部１２６からの航法行列Ａと、レンジレート推定部１２５にて推定された停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）と、レンジレート推定部１２５にて修正された算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）とに基づいて、ＥＮＵ座標系（東向きをｘ軸、北向きをｙ軸、鉛直方向をｚ軸、ｘｙ平面を水平面として規定された直交座標系）をなす３軸方向それぞれに関する自車速度Ｖｏ（第１速度Ｖｏ）、すなわちＧＰＳ再計算速度を算出する。なお、自車速度算出部１２７は、この自車速度Ｖｏすることにより、自車方位を算出することも可能となっている。
【００３２】
次に、測位部１２が処理周期ごとに行う測位処理を示す図２のフローチャートを参照しながら、図１のナビゲーション装置の動作について説明する。
【００３３】
まず、図２に示すステップＳ１にて、ナビゲーション装置は、測位部１２の処理を初期化する。
【００３４】
ステップＳ２にて、測位部１２は、受信衛星の数が１つ以上あるか否か、すなわち１つ以上のＧＰＳ衛星から送信された送信信号を受信したか否かを判断する。受信したと判断した場合にはステップＳ３に進み、受信しかなったと判断した場合には、何もせずに今回の測位処理を終了する。
【００３５】
ステップＳ３にて、ＧＰＳ出力データ算出部１２１は、ＧＰＳ受信機１１から出力された前回の測位処理の擬似距離ρＣτ（ｔｉ−１）と、今回の測位処理の擬似距離ρＣτ（ｔｉ）とを、次式（１）に適用することにより、それらの時間差分値をデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）として算出する。
【００３６】
【数１】
0005606656.tif 000002
【００３７】
また、同ステップＳ３にて、ＧＰＳ出力データ算出部１２１は、ＧＰＳ受信機１１から出力されたドップラーシフトｆｄｏｐ（ｔｉ）を、次式（２）に適用することにより、算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を算出する。
【００３８】
【数２】
0005606656.tif 000003
【００３９】
ステップＳ４にて、擬似距離修正部１２２は、ＧＰＳ受信機１１からの航法メッセージに基づいて、擬似距離ρＣτ（ｔｉ）に含まれる衛星搭載時計誤差ｄＴｓａｔ及び電離層電波伝播遅延誤差ｄｉｏｎｏを計算するとともに、誤差モデルに基づいて、擬似距離ρＣτ（ｔｉ）に含まれる対流圏電波伝播遅延誤差ｄｔｒｏｐを計算する。そして、擬似距離修正部１２２は、擬似距離ρＣτ（ｔｉ）と、これら誤差とを次式（３）に適用して擬似距離ρＣτ（ｔｉ）を修正することにより、修正擬似距離ρＣτ’（ｔｉ）を求める。
【００４０】
【数３】
0005606656.tif 000004
【００４１】
ステップＳ５にて、内蔵時計誤差推定部１２３は、ステップＳ３で得られた全受信衛星についてのデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）及び算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を、それらの差分が含まれる次式（４）に適用し、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を推定する。全受信衛星が複数であった場合、すなわち複数の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）が得られた場合には、その平均値を１つの内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）とする。
【００４２】
【数４】
0005606656.tif 000005
【００４３】
図３は、デルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）及び算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）の実際の算出結果を示す図である。図３では、デルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）が実線、算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）が破線で示されている。
【００４４】
図４は、図３に示した算出結果を式（４）に適用して得られた内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を示す図である。この図４に示されるように、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）、すなわち内蔵時計のドリフトは、線形式で表すことができないことから、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を推定する頻度はなるべく多いことが好ましい。
【００４５】
図２に戻ってステップＳ５の後、測位部１２は、一回の測位処理においてステップＳ６〜Ｓ１１のループ処理を行うことにより、Ｒａｗデータ（すなわちＧＰＳ衛星からの送信信号）に基づいて、自車位置Ｐｏの収束計算を行う。例えば、測位部１２は、前回のループ処理で得られた自車位置Ｐｏと、今回のループ処理で得られた自車位置Ｐｏとの差が規定値以下となった場合にループ処理を終了し、この場合に得られた自車位置を、今回の測位処理で得られた自車位置として出力する。
【００４６】
次に、ステップＳ６からＳ１１までの各ステップの動作について詳細に説明する。
【００４７】
まず、ステップＳ６にて、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４は、ＧＰＳ受信機１１からの航法メッセージに含まれる、ＧＰＳ衛星の軌道上の位置を示すエフェメリスを用いて、ＧＰＳ−Ｔｉｍｅにおける全受信衛星の位置Ｐｓ（ｘｓ，ｙｓ，ｚｓ）及び速度Ｖｓ（ｖｓｘ，ｖｓｙ，ｖｓｚ）を推定する。ＧＰＳ−ＴｉｍｅはＧＰＳ受信機１１からのＧＰＳ−Ｔｉｍｅで初期化された後は、収束計算中に値が変わるので、それに伴って衛星軌道上のＧＰＳ衛星の位置Ｐｓ及び速度Ｖｓも変わることになる。
【００４８】
ステップＳ７にて、レンジレート推定部１２５は、全受信衛星について、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４が推定したＧＰＳ衛星の位置Ｐｓ（ｘｓ，ｙｓ，ｚｓ）及び速度Ｖｓ（ｖｓｘ，ｖｓｙ，ｖｓｚ）と、自車位置算出部１２６が推定した自車位置Ｐｏ（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）とを、次式（５）に適用することにより、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）を推定する。なお、ここでの自車位置Ｐｏには、前回のループ処理あるいは前回の測位処理のうちステップＳ９で算出された自車位置Ｐｏを用いる。
【００４９】
【数５】
0005606656.tif 000006
【００５０】
また、この推定とは別に、レンジレート推定部１２５は、ＧＰＳ出力データ算出部１２１がステップＳ３で算出した算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）と、内蔵時計誤差推定部１２３がステップＳ５で推定した内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）とを次式（６）に適用する。すなわち、レンジレート推定部１２５は、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）に基づいて算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を修正する。なお、以下の説明においては、レンジレート推定部１２５において修正された算出レンジレートを、「修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）」と呼ぶこともある。
【００５１】
【数６】
0005606656.tif 000007
【００５２】
ここで、式（５）により得られる停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）と、式（６）により得られる修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）と、式（１）により得られるデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）との関係を理解しやすくするために、図３に示したデータから得られたこれらの時間推移を図５に示す。なお、図５においては、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）は破線、修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）は太い実線、デルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）は細い実線で示されている。
【００５３】
図６は、建物等により反射された衛星電波（反射波）と反射されなかった衛星電波（直接波）とのパスが混在するマルチパスを示す図である。図５に細い実線で示されるデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）に現れている突発的な変化は、マルチパスの影響を示している。なお、図５には、周囲に比較的建物等が少ない開けた駐車場から出庫した場合に得られたデータ結果を示したが、このような場合であっても、デルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）には、マルチパスの影響が小さいながらも一時的に生じていることが分かる。
【００５４】
一方、図５に示されるように、上式（６）で得られる修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）は、デルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）と異なりマルチパスの影響（突発的な変化）が抑制されているが、このことを除けば、デルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）とほぼ一致している。そして、この修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）は、停車時においては、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）とほぼ一致している。
【００５５】
ここで、図７に、図５と同じ状況下で速度センサにより計測された自車速度を示す。図５に示される修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）と、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）との差は、図７に示される速度センサにより計測された自車速度に関係していることが分かる。このように、修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）と、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）との差分を求めれば自車速度を求めることが可能となっている。したがって、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）に基づいて算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を修正すること、すなわち修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）を求めることが重要であることが分かる。
【００５６】
図２に戻ってステップＳ８にて、測位部１２は、測位計算可能なＧＰＳ衛星、すなわち全受信衛星の数が３つ以上であるか否かを確認する。全受信衛星の数が３つ以上であれば、次のステップＳ９に進み、全受信衛星の数が３未満であれば、今回の測位処理を終える。
【００５７】
ステップＳ９にて、自車位置算出部１２６は、ステップＳ４で算出された修正擬似距離ρＣτ’（ｔｉ）と、ステップＳ６で推定された全受信衛星の位置Ｐｓ及び速度Ｖｓと、自車位置算出部１２６が、前回のループ処理あるいは前回の測位処理で算出した自車位置Ｐｏとを、次式（７）の右辺に適用し、今回のループ処理の自車位置Ｐｏを算出する。この際、自車位置算出部１２６は、ステップＳ６で推定された全受信衛星の位置Ｐｓと、自身が算出した自車位置Ｐｏとを含む航法行列Ａを生成する。
【００５８】
【数７】
0005606656.tif 000008
【００５９】
なお、式（７）中の擬似距離の誤差の標準偏差σδρは、受信衛星ごとにあるもので、処理周期ごとの履歴から計算する。また、式（７）においては、便宜上、「（ｔｉ）」の記載は省略している。
【００６０】
ステップＳ１０にて、自車速度算出部１２７は、自車位置算出部１２６からの航法行列Ａと、レンジレート推定部１２５にて推定された停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）と、修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）とを、次式（８）に適用して、ＥＮＵ座標系をなす３軸方向それぞれに関する自車速度Ｖｏ（ｖｏｘ，ｖｏｙ，ｖｏｚ）を算出する。この式（８）に含まれている、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）と、修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）との差分が、自車速度に相当することは、図５及び図７を用いて説明した通りである。なお、式（８）においても、式（７）と同様に、便宜上、「（ｔｉ）」の記載は省略している。
【００６１】
【数８】
0005606656.tif 000009
【００６２】
ステップＳ１１にて、測位部１２は、今回の測位処理にて自車位置Ｐｏが収束したか否かを判断する。具体的には、上式（７）における自車位置Ｐｏの変化量δＰｏが規定値未満である場合には自車位置Ｐｏが収束したと判断して測位部１２の処理を正常終了する。
【００６３】
一方、変化量δＰｏが規定値以上であり、かつ、自車位置Ｐｏの算出回数が所定回数未満である場合には、自車位置Ｐｏは収束していないと判断してステップＳ６に戻り、再び収束計算を行う。また、変化量δＰｏが規定値以上であり、かつ、自車位置Ｐｏの算出回数が所定回数である場合には、収束不可能であると判断して測位部１２の処理を異常終了する。なお、測位部１２は、ＧＰＳ受信機１１で算出された自車位置、自車速度及び自車方位を、自身の測位結果として採用してもよい。
【００６４】
以上のような本実施の形態１に係るナビゲーション装置によれば、マルチパスの影響を受け易い擬似距離の時間差分として求めたデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）と、マルチパスの影響を受け難いドップラーシフトから求めた算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）との差分に基づいて、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を求め、これを用いて算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）のオフセット誤差を修正する。したがって、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）に起因する自車速度Ｖｏの誤差を低減することができることから、自車速度Ｖｏ（例えば低速走行時の自車速度Ｖｏ）の精度を高めることができる。また、自車速度Ｖｏの精度が向上するに伴い、自車方位についても精度を向上することができる。
【００６５】
また、本実施の形態１では、受信衛星が１つ以上あれば、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を推定できるので、測位精度に影響を及ぼす内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）の変化状況を長く監視することができる。なお、本実施の形態１では、重み付き最小２乗法を用いて自車位置及び自車速度を計算する場合について説明したが、逐次計算やカルマンフィルタを用いて自車位置及び自車速度を計算してもよい。
【００６６】
＜実施の形態２＞
図８は、本発明の実施の形態２に係るナビゲーション装置の構成のうち、自車位置などを測位するのに必要な構成を示すブロック図である。本実施の形態２は、実施の形態１を拡張したものなので、実施の形態１と同一部分については説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【００６７】
図８に示すナビゲーション装置は、図１に示したナビゲーション装置の測位部１２の内部に、マルチパス発生評価部１２８を加えて構成されている。このマルチパス発生評価部１２８は、内蔵時計誤差推定部１２３にて推定された内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）の変化が規定値より大きい場合に、マルチパスの影響があると判断し、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）の変化が規定値以下である場合に、マルチパスの影響がないと判断する。マルチパス発生評価部１２８は、このような判断を各受信衛星に対して行う。
【００６８】
次に、測位部１２が処理周期ごとに行う測位処理を示す図９のフローチャートを参照しながら、図８のナビゲーション装置の動作について説明する。なお、以下の動作の説明においては、実施の形態１と同一部分については詳細な説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００６９】
まず、ステップＳ２１〜Ｓ２４にて、上述のステップＳ１〜Ｓ４（図２）と同様の動作が行われる。そして、ステップＳ２４の後、測位部１２は、実施の形態１と同様に、一回の測位処理においてステップＳ２５〜Ｓ３１のループ処理を行うことにより、Ｒａｗデータ基づいて自車位置Ｐｏの収束計算を行う。次に、このループ処理の各ステップの動作について説明する。
【００７０】
ステップＳ２５にて、内蔵時計誤差推定部１２３は、全受信衛星についてのデルタレンジΔρＣτ（ｔｉ）及び算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を上式（４）に適用し、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を受信衛星ごとに計算する。
【００７１】
そして、同ステップＳ２５にて、マルチパス発生評価部１２８は、内蔵時計誤差推定部１２３で計算された内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）の履歴を受信衛星ごとに作成し、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）の変化（標準偏差、または、前回測位処理分と今回測位処理分との差分）が規定値より大きいか否かを受信衛星ごとに判断する。そして、マルチパス発生評価部１２８は、その変化（標準偏差または差分）が規定値より大きい場合には、判断した受信衛星に関してマルチパス影響ありと判断し、規定値以下である場合には、判断した受信衛星に関してマルチパス影響なしと判断する。
【００７２】
さらに、同ステップＳ２５にて、内蔵時計誤差推定部１２３は、全受信衛星の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）のうち、マルチパス発生評価部１２８にてマルチパス影響ありと判断された受信衛星の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を除外し、残りの受信衛星の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）の平均値を、レンジレート推定部１２５にて用いる内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）として推定する。
【００７３】
ステップＳ２６にて、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４は、マルチパス発生評価部１２８にてマルチパス影響なしと判断された受信衛星について、上述のステップＳ６と同様の処理を行う。ステップＳ２７にて、レンジレート推定部１２５は、マルチパス発生評価部１２８にてマルチパス影響なしと判断された受信衛星について、上述のステップＳ７と同様の処理を行う。
【００７４】
ステップＳ２８にて、測位部１２は、マルチパス発生評価部１２８にてマルチパス影響なしと判断された受信衛星の数が３つ以上であるか否かを確認する。当該受信衛星の数が３つ以上であれば、次のステップＳ２９に進み、当該受信衛星の数が３未満であれば、今回の測位処理を終える。
【００７５】
ステップＳ２９にて、自車位置算出部１２６は、マルチパス発生評価部１２８にてマルチパス影響なしと判断された受信衛星について、上述のステップＳ９と同様の処理を行う。ステップＳ３０にて、自車速度算出部１２７は、マルチパス発生評価部１２８にてマルチパス影響なしと判断された受信衛星について、上述のステップＳ１０と同様の処理を行う。
【００７６】
ステップＳ３１にて、測位部１２は、上述のステップＳ１１と同様に、今回の測位処理にて自車位置Ｐｏが収束したか否かを判断する。具体的には、上式（７）における自車位置Ｐｏの変化量δＰｏが規定値未満である場合には自車位置Ｐｏが収束したと判断して測位部１２の処理を正常終了する。
【００７７】
一方、変化量δＰｏが規定値以上であり、かつ、自車位置Ｐｏの算出回数が所定回数未満である場合には、自車位置Ｐｏは収束していないと判断してステップＳ２５に戻り、再び収束計算を行う。変化量δＰｏが規定値以上であり、かつ、自車位置Ｐｏの算出回数が所定回数である場合には、収束不可能であると判断して測位部１２の処理を異常終了する。なお、測位部１２は、ＧＰＳ受信機１１で算出された自車位置、自車速度及び自車方位を、自身の測位結果として採用してもよい。
【００７８】
以上のような本実施の形態２に係るナビゲーション装置によれば、複数の受信衛星の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）のうち規定値よりも大きいと判断された内蔵時計誤差を除外し、それによって得られた複数の内蔵時計誤差を平均することにより、レンジレート推定部１２５にて用いる内蔵時計誤差を推定する。したがって、いくつかの受信衛星がマルチパスの影響を受けている場合であっても、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を精度良く求めることができ、その結果として、自車速度Ｖｏの精度を確実に高めることができる。また、マルチパス影響を受けた受信衛星の割合から、自車速度Ｖｏの信頼性を判断する構成も実現することができる。
【００７９】
なお、以上の説明では、内蔵時計誤差推定部１２３は、複数の受信衛星の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）のうち、マルチパス影響ありと判断された受信衛星の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を除外して、レンジレート推定部１２５にて用いる内蔵時計誤差を推定した。しかしこれに限ったものではなく、マルチパス影響を複数段階に評価するように代え、その段階結果に基づいて上記除外を行ってもよい。あるいは除外しないまでも、内蔵時計誤差推定部１２３は、複数の受信衛星の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）のうち規定値よりも大きいと判断された内蔵時計誤差の重み付けを低下させ、それによって得られた内蔵時計誤差を平均することにより、レンジレート推定部１２５にて用いる内蔵時計誤差を推定してもよい。
【００８０】
また、以上の説明では、複数の受信衛星の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）からレンジレート推定部１２５にて用いる内蔵時計誤差を推定するものであったが、これに限ったものではなく、１つの受信衛星の内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）からレンジレート推定部１２５にて用いる内蔵時計誤差を推定してもよい。
【００８１】
すなわち、内蔵時計誤差推定部１２３は、１つの受信衛星に関して、マルチパス発生評価部１２８にて規定値より大きいと判断された内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を除外する、または、当該内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）の重み付けを低下させることにより、レンジレート推定部１２５にて用いる内蔵時計誤差を推定してもよい。このように構成した場合には、１つの受信衛星から内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を監視できるので、内蔵時計のドリフト状況を長く監視できるとともに、測位再開した際に、自車速度Ｖｏなどの測位結果に関する信頼性を早く判断することができる。
【００８２】
なお、以上で説明したナビゲーション装置において、内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）を除外した結果、上述の平均が行われるべき内蔵時計誤差εｔｃａｒ（ｔｉ）が残らなかった場合には、図９に示した測位部１２の処理を終了してもよい。
【００８３】
＜実施の形態３＞
図１０は、本発明の実施の形態３に係るナビゲーション装置の構成のうち、自車位置などを測位するのに必要な構成を示すブロック図である。本実施の形態３は、実施の形態２を拡張したものなので、実施の形態２と同一部分については説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【００８４】
図１０に示すナビゲーション装置は、図８に示したナビゲーション装置の測位部１２の外部に、速度センサ１５及び角速度センサ１６を加え、当該測位部１２の内部に、距離係数算出部１２９、距離計測部１３０、ヨー角計測部１３１及び自車位置推定部１３２を加えて構成されている。
【００８５】
速度センサ１５は、車両の移動距離に応じたパルス信号を出力する。距離係数算出部１２９は、自車速度算出部１２７が算出した自車速度Ｖｏ（ｖｏｘ，ｖｏｙ，ｖｏｚ）と、速度センサ１５が出力したパルス信号とに基づいて、距離係数（Scale Factor）を算出する。距離計測部１３０は、所定タイミングごとに計測された速度センサ１５からのパルス信号のパルス数と、距離係数算出部１２９からの距離係数とに基づいて、車両の進行方向に沿った移動距離、速度（第２速度）及び加速度（第１加速度）を計測する。
【００８６】
なお、上述した自車速度算出部１２７で算出される自車速度Ｖｏと、距離計測部１３０で計測される自車速度とは、算出対象（計測対象）が自車速度という点で同等であるが、以下において区別するため、前者をそのまま自車速度Ｖｏと呼び、後者を「センサ自車速度Ｖｏｓｅｎ」と呼ぶ。
【００８７】
角速度センサ１６は、ナビゲーション装置のヨーレート（ヨー角速度）に応じた電圧を出力する。ヨー角計測部１３１は、所定タイミングごとに計測された角速度センサ１６から出力された電圧に基づいてヨー角（例えば車両の進行方向を基準とした左右方向への回転角）を計測する。自車位置推定部１３２は、距離計測部１３０にて計測された移動距離と、ヨー角計測部１３１にて計測されたヨー角とに基づいて、自車位置及び自車方位を推定する。
【００８８】
なお、上述した自車位置算出部１２６で算出される自車位置Ｐｏと、自車位置推定部１３２で推定される自車位置とは、算出対象（推定対象）が自車位置という点で同等であるが、以下において区別するため、前者をそのまま自車位置Ｐｏと呼び、後者を「センサ自車位置」と呼ぶ。
【００８９】
また、自車速度算出部１２７で算出される自車方位と、自車位置推定部１３２で推定される自車方位とは、算出対象（推定対象）が自車方位という点で同等であるが、以下において区別するため、以下の説明では、前者をそのまま自車方位と呼び、後者を「センサ自車方位」と呼ぶ。
【００９０】
次に、測位部１２が処理周期ごとに行う測位処理を示す図１１のフローチャートを参照しながら、図１０のナビゲーション装置の動作について説明する。なお、以下の動作の説明においては、実施の形態２と同一部分については詳細な説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００９１】
ステップＳ４１にて、ナビゲーション装置は、前回の測位処理にて得られた情報のうち、今回の測位処理で初期化が必要な情報について初期化を行う。なお、この初期化は、電源起動直後など初期化が必要な場合に適宜行ってもよい。
【００９２】
ステップＳ４２にて、距離計測部１３０は、所定タイミングごとに計測された速度センサ１５のパルス数に距離係数を乗算して、移動距離を所定タイミングごとに計測する。なお、距離係数には、前回の測位処理のうちステップＳ５６で得られた距離係数を用いる。
【００９３】
また、同ステップＳ４２にて、距離計測部１３０は、所定タイミングごとのパルス数をローパスフィルタに通し、それによって得られた値を用いて、車両の進行方向に沿ったセンサ自車速度Ｖｏｓｅｎと加速度とを所定タイミングごとに計測する。
【００９４】
ステップＳ４３にて、ヨー角計測部１３１は、所定タイミングごとに計測された角速度センサ１６の出力電圧、零点電圧及び感度に基づいてヨー角を計測する。
【００９５】
ステップＳ４４にて、自車位置推定部１３２は、ステップＳ４２にて計測された距離計測部１３０の移動距離と、ステップＳ４３にて計測されたヨー角計測部１３１のヨー角とに基づいて、水平方向（ｘｙ平面上の方向）における自車の移動量（自車位置の変化量）を求める。そして、自車位置推定部１３２は、当該移動量を、前回の測位処理で求めていたセンサ自車位置に加算して、今回の測位処理のセンサ自車位置を推定する。そして、自車位置推定部１３２は、今回推定したセンサ自車位置を、次回の測位処理に移動量が加算されるべきセンサ自車位置として更新する。なお、自車位置推定部１３２にて推定されたセンサ自車位置は、自車位置算出部１２６にて算出された自車位置Ｐｏを基準にして修正される（ここでは、後述するステップＳ５５にて行う）。
【００９６】
ステップＳ４４の後、ステップＳ４５〜Ｓ４７にて、上述のステップＳ２２〜Ｓ２４（図９）と同様の動作が行われる。そして、ステップＳ４７の後、測位部１２は、実施の形態２と同様に、一回の測位処理においてステップＳ４８〜Ｓ５４のループ処理を行うことにより、Ｒａｗデータに基づいて自車位置の収束計算を行う。次に、このループ処理の各ステップの動作について説明する。
【００９７】
ステップＳ４８にて、内蔵時計誤差推定部１２３及びマルチパス発生評価部１２８は、上述のステップＳ２５と同様の処理を行う。また、ステップＳ４９にて、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４は、上述のステップＳ２６と同様の処理を行う。
【００９８】
ステップＳ５０にて、レンジレート推定部１２５は、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）を推定する。ただし、本実施の形態３では、自車位置算出部１２６にて算出された自車位置Ｐｏ（送信信号に基づく自車位置Ｐｏ）を用いる代わりに、自車位置推定部１３２にて推定されたセンサ自車位置及びセンサ自車方位を用いて停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）を推定する。
【００９９】
具体的には、レンジレート推定部１２５は、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４が推定したＧＰＳ衛星の位置Ｐｓ及び速度Ｖｓ（送信信号に基づくＧＰＳ衛星の位置Ｐｓ及び速度Ｖｓ）と、自車位置推定部１３２にて推定されたセンサ自車位置及びセンサ自車方位とを、全受信衛星について上式（５）に適用することにより、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）を推定する。
【０１００】
また、レンジレート推定部１２５は、上述のステップＳ４８においてマルチパス影響なし（内蔵時計誤差の変化が規定値以下）と判断されたＧＰＳ衛星に関しては、上述の停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）を推定するとともに、実施の形態１と同様に、算出レンジレートΔρｒａｔｅ（ｔｉ）を修正して修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）を求める。
【０１０１】
一方、レンジレート推定部１２５は、上述のステップＳ４８においてマルチパス影響あり（内蔵時計誤差の変化が規定値よりも大きい）と判断されたＧＰＳ衛星に関しては、上述の停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）を推定するが、実施の形態１と異なり、車両が走行していると仮定した場合の第３レンジレートΔρｒａｔｅ−ｍ（ｔｉ）を推定する。
【０１０２】
つまり、レンジレート推定部１２５は、上述のステップＳ４８においてマルチパス影響ありと判断されたＧＰＳ衛星に関しては、ＧＰＳ衛星挙動推定部１２４にて推定されたＧＰＳ衛星の位置Ｐｓ及び速度Ｖｓと、自車位置推定部１３２にて推定されたセンサ自車位置及びセンサ自車方位と、距離計測部１３０にて計測されたセンサ自車速度Ｖｏｓｅｎとを、次式（９）に適用することにより、第３レンジレートΔρｒａｔｅ−ｍ（ｔｉ）（以下「走行レンジレートΔρｒａｔｅ−ｍ（ｔｉ）」と呼ぶ）を推定する。なお、この式（９）は、上式（５）と比較して分かるように、センサ自車速度Ｖｏｓｅｎ（ｖｏｓｅｎｘ，ｖｏｓｅｎｙ，ｖｏｓｅｎｚ）の成分が含まれる以外は、式（５）と同様である。
【０１０３】
【数９】
0005606656.tif 000010
【０１０４】
ステップＳ５０の後、ステップＳ５１及びＳ５２においては、上述のステップＳ２８及びＳ２９（図９）と同様の動作が行われる。
【０１０５】
ステップＳ５３にて、自車速度算出部１２７は、修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）及び走行レンジレートΔρｒａｔｅ−ｍ（ｔｉ）の少なくともいずれか一方と、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）とに基づいて、自車速度Ｖｏ（ｖｏｘ，ｖｏｙ，ｖｏｚ）を算出する。
【０１０６】
具体的には、自車速度算出部１２７は、ステップＳ４８においてマルチパス影響なしと判断されたＧＰＳ衛星に関しては、実施の形態１と同様に、上述の航法行列Ａと、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）と、修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）とを、上式（８）に適用することにより、自車速度Ｖｏ（ｖｏｘ，ｖｏｙ，ｖｏｚ）を算出する。
【０１０７】
一方、自車速度算出部１２７は、ステップＳ４８においてマルチパス影響ありと判断されたＧＰＳ衛星に関しては、実施の形態１と異なり、修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）の代わりに、レンジレート推定部１２５にて推定された走行レンジレートΔρｒａｔｅ−ｍ（ｔｉ）を用いて、自車速度Ｖｏ（ｖｏｘ，ｖｏｙ，ｖｏｚ）を算出する。具体的には、自車速度算出部１２７は、上述の航法行列Ａと、停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）と、走行レンジレートΔρｒａｔｅ−ｍ（ｔｉ）とを次式（１０）に適用することにより、自車速度Ｖｏ（ｖｏｘ，ｖｏｙ，ｖｏｚ）を算出する。
【０１０８】
【数１０】
0005606656.tif 000011
【０１０９】
なお、式（８）及び式（１０）には表わされていないが、以上のように自車速度算出部１２７が構成されている場合には、式（８）及び式（１０）において、走行レンジレートΔρｒａｔｅ−ｍ（ｔｉ）及び修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）がそれぞれ混在する式がステップＳ４８にて用いられることになる。
【０１１０】
図１２〜図１４は、本実施の形態３に係るナビゲーション装置で得られた結果の一例を示す図である。図１２は、平坦な道路から走行開始し、坂道を上り、丘の上で周回した後、同じ坂道を下って、元の道路に戻るコースにおいて観測されたＧＰＳ高度を示す図である。図１３は、図１２と同じコースにおいて、速度センサ１５が計測した速度を太い実線で、自車速度算出部１２７が算出した自車速度Ｖｏの水平成分（ｖｏｘ及びｖｏｙの合成ベクトル）を細い実線で示す図である。図１４は、図１２と同じコースにおいて、自車速度算出部１２７が算出した自車速度Ｖｏの鉛直方向の速度ｖｏｚを示す図である。図１３に示されるように、ＧＰＳ高度の変化が小さいときは、速度センサ１５の速度（太い実線）と、自車速度算出部１２７が算出した自車速度Ｖｏの水平成分（細い実線）とほぼ一致している。
【０１１１】
ステップＳ５４（図１１）にて、測位部１２は、上述のステップＳ３１（図９）と同様に、今回の測位処理にて自車位置Ｐｏが収束したか否かを判断する。
【０１１２】
ステップＳ５５にて（すなわち、ステップＳ５１にてマルチパス影響がないと判断された受信衛星の数が３以上であり、かつ、ステップＳ５４にて自車位置Ｐｏが収束したと判断された後）、自車位置推定部１３２は、自身がステップＳ４４にて推定したセンサ自車位置を、ステップＳ５２にて自車位置算出部１２６が算出した自車位置Ｐｏを基準にして修正する。このような自車位置推定処理の詳細については、例えば、特許３３２１０９６号公報に記載されており、これを本発明に用いてもよい。
【０１１３】
それから、ステップＳ５６にて（すなわち、ステップＳ５１にてマルチパス影響がないと判断された後）、距離係数算出部１２９は、自車速度算出部１２７が算出した自車速度Ｖｏの大きさ（ｖｏｘ，ｖｏｙ及びｖｏｚの合成ベクトルの大きさ）と、速度センサ１５が出力したパルス信号のパルス数とに基づいて、距離係数を算出する。
【０１１４】
この際、本実施の形態３に係る距離係数算出部１２９は、自車速度算出部１２７が算出した自車速度Ｖｏに基づいて、自車が所定の走行をしているか（傾斜道路を走行しているか、及び、低速で走行しているか）を判断する。例えば、距離係数算出部１２９は、自車速度算出部１２７が算出した自車速度Ｖｏの鉛直方向の速度ｖｏｚの絶対値が規定値以上である場合に傾斜道路を走行していると判断する。また、この判断とは別に、距離係数算出部１２９は、自車速度Ｖｏの大きさ（ｖｏｘ，ｖｏｙ及びｖｏｚの合成ベクトルの大きさ）が規定値以下である場合に低速で走行していると判断する。そして、距離係数算出部１２９は、傾斜道路走行していない、または、低速走行していないと判断した場合に、上述の距離係数を算出する。なお、距離係数の詳細な算出処理は、例えば、特許３３２１０９６号公報に記載されており、これを本発明に用いてもよい。
【０１１５】
ステップＳ５６を終えると、今回の測位処理が終了する。
【０１１６】
以上のような本実施の形態３に係るナビゲーション装置によれば、自車位置算出部１２６にて算出される自車位置Ｐｏの代わりに、自車位置推定部１３２にて推定されたセンサ自車位置及びセンサ自車方位を用いて停車レンジレートΔρｒａｔｅ−ｓ（ｔｉ）を推定する。これにより、自車速度Ｖｏの精度を高めることができる。また、自車周辺の建築物によりＧＰＳ衛星からの電波が遮蔽されて間欠的な電波受信しかできない場合でも、自車速度Ｖｏを算出することができる。
【０１１７】
また、本実施の形態３では、複数の受信衛星のうち、マルチパス影響がある（内蔵時計誤差の変化が規定値より大きい）と判断された受信衛星については、マルチパスが多少影響する修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）の代わりに、走行レンジレートΔρｒａｔｅ−ｍ（ｔｉ）を用いる。これにより、マルチパス影響が強い環境下で内蔵時計誤差の修正が不十分であっても、自車速度Ｖｏを精度良く計算することができる。なお、以上の説明では、受信衛星が複数である場合について説明したが、これに限ったものではなく、受信衛星が１つであった場合についても同様にしてもよい。すなわち、１つの受信衛星について、マルチパス影響があると判断された場合には、マルチパスが多少影響する修正レンジレートΔρｒａｔｅ’（ｔｉ）の代わりに、走行レンジレートΔρｒａｔｅ−ｍ（ｔｉ）を用いてもよい。
【０１１８】
また、本実施の形態３では、マルチパスの影響がない（内蔵時計誤差の変化が規定値以下）と判断されたＧＰＳ衛星の数が所定数（ここでは３つ）以上である場合に、自車速度算出部１２７が算出した自車速度Ｖｏと、速度センサ１５が出力したパルス信号とに基づいて距離係数を算出する。これにより、距離係数の算出において、マルチパスの影響を抑制することができることから、距離係数の算出精度を向上させることができ、ひいては距離計測部１３０における加速度等の測位精度を向上させることができる。なお、以上の説明では、受信衛星が複数である場合について説明したが、これに限ったものではなく、受信衛星が１つであった場合についても同様にしてもよい。すなわち、１つの受信衛星について、マルチパス影響がないと判断された場合に、自車速度算出部１２７が算出した自車速度Ｖｏと、速度センサ１５が出力したパルス信号とに基づいて距離係数を算出してもよい。
【０１１９】
さらに、本実施の形態３では、自車速度Ｖｏに基づいて、距離係数の算出精度が低下する傾斜道路走行及び低速走行をおこなっているかを判断し、走行していないと判断した場合に距離係数を算出する。これにより、距離係数の算出精度を向上させることができ、ひいては距離計測部１３０における加速度等の測位精度を向上させることができる。
【０１２０】
なお、距離係数算出部１２９は、傾斜道路走行及び低速走行を行っている場合であっても、一定条件下において距離係数を算出するものであってもよい。例えば、距離係数算出部１２９が、距離係数の計算値の収束状態により距離係数に重み付け平均するとともに、当該距離係数の収束状況に応じて補正レベルを変更する。そして、傾斜道路走行時及び低速走行時であっても、補正レベルが予め決めたレベル以上であれば（収束する可能性が高ければ）、距離係数算出部１２９が、距離係数の重み付けを変更するようにして、距離係数を算出するようにしてもよい。
【０１２１】
以上の説明では、距離係数算出部１２９は、自車速度Ｖｏの鉛直方向の速度ｖｏｚの絶対値が規定値以上になった場合に傾斜道路を走行していると判断するとしたが、これに限ったものではない。例えば、距離係数算出部１２９は、自車速度Ｖｏの水平方向の速度（ｖｏｘ及びｖｏｙの合成ベクトルの大きさ）と、鉛直方向の速度ｖｏｚとから算出できるピッチ角（車両の進行方向とｘｙ平面とがなす角）の絶対値が、規定値以上である場合に傾斜道路を走行していると判断してもよい。
【０１２２】
また、以上の説明では、距離係数算出部１２９は、自車速度Ｖｏの大きさが規定値以下である場合に低速で走行していると判断するとしたが、これに限ったものではない。例えば、距離係数算出部１２９は、距離計測部１３０が計測したセンサ自車速度Ｖｏｓｅｎが規定値以下である場合に低速で走行していると判断してもよい。
【０１２３】
＜実施の形態４＞
図１５は、本発明の実施の形態４に係るナビゲーション装置の構成のうち、自車位置などを測位するのに必要な構成を示すブロック図である。本実施の形態４は、実施の形態３を拡張したものなので、実施の形態３と同一部分については説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【０１２４】
図１５に示すナビゲーション装置は、図１０に示したナビゲーション装置の測位部１２の外部に、加速度センサ１７を加え、当該測位部１２の内部に、ピッチ角算出部１３３、加速度センサ補正部１３４及びピッチ角計測部１３５を加えて構成されている。
【０１２５】
加速度センサ１７は、自車の進行方向にセンサ検知軸が設けられており、ナビゲーション装置の当該進行方向に沿った加速度（第２加速度）に応じた電圧を、加速度センサ補正部１３４に所定タイミングごとに出力する。なお、厳密には、加速度センサ１７が出力する電圧には、進行方向に沿った加速度に応じた電圧だけでなく、重力加速度に応じた電圧、及び、加速度センサ１７の車両への取付け誤差に応じた零点電圧が加算されている。
【０１２６】
ピッチ角算出部１３３は、自車速度算出部１２７で算出された自車速度Ｖｏ（ｖｏｘ，ｖｏｙ，ｖｏｚ）に基づいて、車両に関する第１ピッチ角を所定タイミングごとに算出し、当該第１ピッチ角を加速度センサ補正部１３４に所定タイミングごとに出力する。以下、ピッチ角算出部１３３により算出される第１ピッチ角を「算出ピッチ角」と呼ぶ。
【０１２７】
加速度センサ補正部１３４は、距離計測部１３０からの加速度と、加速度センサ１７からの出力電圧と、ピッチ角算出部１３３からの算出ピッチ角とに基づいて、加速度センサ１７の零点電圧を補正し、当該零点電圧から、車両の進行方向に対するセンサ取付け角を計算する。そして、加速度センサ補正部１３４は、補正した零点電圧をピッチ角計測部１３５に所定タイミングごとに出力するとともに、センサ取付け角を自車位置推定部１３２に所定タイミングごとに出力する。
【０１２８】
ここで、実施の形態３のステップＳ４２（図１１）で説明したように、距離計測部１３０は、車両の進行方向に沿った加速度（第１加速度）を所定タイミングごとに計測するが、この加速度は、ローパスフィルタを通すことによって得られる。このため、距離計測部１３０にて計測される加速度には、ローパスフィルタによる遅延時間が生じてしまうので、距離計測部１３０で計測される加速度の時間軸が、ピッチ角算出部１３３で算出される算出ピッチ角の時間軸と、加速度センサ１７から出力される出力電圧の時間軸とに対して多少遅延する。この結果、加速度センサ補正部１３４による補正精度が多少悪化するという問題があった。
【０１２９】
そこで、本実施の形態４に係る加速度センサ補正部１３４は、加速度センサ１７からの出力電圧の時間軸、及び、ピッチ角算出部１３３からの算出ピッチ角の時間軸が、距離計測部１３０からの加速度の時間軸（遅延している時間軸）と揃うように、加速度センサ１７からの出力電圧、及び、ピッチ角算出部１３３からの算出ピッチ角を、ローパスフィルタ（図示しない）に通す。そして、加速度センサ補正部１３４は、当該ローパスフィルタにより時間軸が揃えられた、距離計測部１３０からの加速度と、加速度センサ１７からの出力電圧と、ピッチ角算出部１３３からの算出ピッチ角とに基づいて、加速度センサ１７の零点電圧を補正するように構成されている。
【０１３０】
ピッチ角計測部１３５は、距離計測部１３０からの加速度と、加速度センサ１７からの出力電圧と、加速度センサ補正部１３４からの零点電圧とに基づいて、車両に関する第２ピッチ角を計測する。以下、ピッチ角計測部１３５により算出される第２ピッチ角を「計測ピッチ角」と呼ぶ。
【０１３１】
ここで、以上のようにローパスフィルタに通された出力電圧等に基づいて、上述の零点電圧が補正されることから、加速度センサ補正部１３４にて補正された零点電圧の時間軸と、距離計測部１３０にて計測される加速度の時間軸とは揃っている。しかしながら、これらの時間軸は、加速度センサ１７から出力される出力電圧の時間軸に対して依然として遅延している。この結果、上述と同様に、ピッチ角計測部１３５による計測精度が多少悪化するという問題があった。
【０１３２】
そこで、本実施の形態４に係るピッチ角計測部１３５は、加速度センサ１７からの出力電圧の時間軸が、距離計測部１３０からの加速度の時間軸（遅延している時間軸）と、加速度センサ補正部１３４からの零点電圧の時間軸（遅延している時間軸）と揃うように、加速度センサ１７からの出力電圧を、ローパスフィルタ（図示しない）に通す。そして、ピッチ角計測部１３５は、当該ローパスフィルタにより時間軸が揃えられた、距離計測部１３０からの加速度と、加速度センサ１７からの出力電圧と、加速度センサ補正部１３４からの零点電圧とに基づいて、計測ピッチ角を計測するように構成されている。
【０１３３】
次に、測位部１２が処理周期ごとに行う測位処理を示す図１６及び図１７のフローチャートを参照しながら、図１５のナビゲーション装置の動作について説明する。なお、以下の動作の説明においては、実施の形態３と同一部分については詳細な説明を省略し、異なる部分について説明する。
【０１３４】
ステップＳ６１〜Ｓ６３にて、上述のステップＳ４１〜Ｓ４３（図１１）と同様の動作が行われる。ただし、ステップＳ６２では、ステップＳ４２の動作、すなわち、距離計測部１３０が移動距離、センサ自車速度Ｖｏｓｅｎ及び加速度を計測することに加えて、加速度センサ１７が、ナビゲーション装置の進行方向に沿った加速度に対応する電圧を出力する。
【０１３５】
ステップＳ６４にて、ピッチ角計測部１３５は、加速度センサ１７がステップＳ６２で出力した電圧を、上述のローパスフィルタに通す。そして、同ステップＳ６４にて、ピッチ角計測部１３５は、時間軸が揃えられた、距離計測部１３０からの加速度と、加速度センサ１７から出力電圧と、加速度センサ補正部１３４からの零点電圧（例えば、前回の測位処理のうちステップＳ７９で補正された零点電圧）とに基づいて、計測ピッチ角を所定タイミングごとに計測する。
【０１３６】
なお、計測ピッチ角の計算式については、例えば、特許４４４３６２１号公報に記載されており、これを本発明に用いてもよい。図１８に、実施の形態３の説明で用いた図１２〜１４と同じデータについて、ピッチ角計測部１３５が計測した計測ピッチ角の一例を示す。
【０１３７】
ステップＳ６４の後、ステップＳ６５（図１６）にて、自車位置推定部１３２は、所定タイミングごとに計測されたピッチ角計測部１３５からの計測ピッチ角と、加速度センサ補正部１３４からのセンサ取付け角とに基づいて、角速度センサ１６の検知軸傾斜に伴うヨー角計測部１３１のヨー角の感度低下を補正する。それとともに、自車位置推定部１３２は、上述のステップＳ４４（図１１）と同様に、ステップＳ６２で計測された移動距離と、ステップＳ６３にて計測されたヨー角とに基づいて、水平方向（ｘｙ平面上の方向）における自車の移動量（自車位置の変化量）を求めて、センサ自車位置を推定する。なお、角速度センサの検知軸傾斜に伴うヨー角の補正および水平方向における移動距離の算出については、例えば、特許４４４３６２１号公報に記載されており、これを本発明に用いてもよい。
【０１３８】
ステップＳ６５の後、図１７に示すステップＳ６６〜Ｓ７７にて、上述のステップＳ４５〜Ｓ５６（図１１）と同様の動作が行われる。
【０１３９】
ステップＳ７８にて（すなわち、ステップＳ７２にてマルチパス影響がないと判断された受信衛星の数が３以上であり、かつ、ステップＳ７５にて自車位置Ｐｏが収束したと判断された後）、ピッチ角算出部１３３は、自車速度算出部１２７で算出された自車速度Ｖｏの水平速度（ｖｏｘ及びｖｏｙの合成ベクトルの大きさ）と、鉛直方向の速度ｖｏｚとから、次式（１１）に示される算出ピッチ角θｐｉｔ−ｇを算出する。
【０１４０】
【数１１】
0005606656.tif 000012
【０１４１】
ステップＳ７９にて、加速度センサ補正部１３４は、距離計測部１３０からのセンサ自車速度Ｖｏｓｅｎの大きさ（あるいは自車速度Ｖｏの大きさ）が規定値以下である場合に低速で走行していると判断するとともに、ピッチ角算出部１３３からの算出ピッチ角θｐｉｔ−ｇの絶対値が規定値以上である場合に傾斜道路を走行していると判断する。
【０１４２】
そして、同ステップＳ７９にて（すなわち、ステップＳ７２にてマルチパス影響がないと判断された後）、加速度センサ補正部１３４は、低速走行時でなく、かつ、停車道路走行時でないと判断した場合に、加速度センサ１７からの出力電圧、及び、ピッチ角算出部１３３からの算出ピッチ角θｐｉｔ−ｇを、上述のローパスフィルタに通す。そして、加速度センサ補正部１３４は、時間軸が揃えられた、距離計測部１３０からの加速度と、加速度センサ１７からの出力電圧と、ピッチ角算出部１３３からの算出ピッチ角θｐｉｔ−ｇとに基づいて、加速度センサ１７の零点電圧を補正する。
【０１４３】
なお、本実施の形態４に係る加速度センサ補正部１３４は、ＧＰＳ衛星の観測周期より短い周期で零点電圧を補正するように構成されている。具体的には、加速度センサ補正部１３４は、ＧＰＳ観測周期の間において傾斜道路の傾斜が一定であると見なして、それより短い周期のセンサ計測タイミングで加速度センサ１７の零点電圧を補正する。なお、加速度センサ補正部１３４は、加速度センサ１７の零点電圧から上述のセンサ取付け角を計算するが、この計算方法は、例えば特許４４４３６２１号公報に記載されており、これを本発明に用いてもよい。
【０１４４】
ステップＳ７９を終えると、今回の測位処理が終了する。
【０１４５】
以上のような実施の形態４に係るナビゲーション装置によれば、加速度センサ補正部１３４における零点電圧の補正に関して、それに必要な情報の時間軸を揃えたので、零点電圧を安定的かつ、より高精度に補正することができる。
【０１４６】
なお、本実施の形態４に係る加速度センサ補正部１３４は、実施の形態３で説明した距離係数の算出と同様に、傾斜道路走行時及び低速走行時に零点電圧を補正しないように構成されていることから、零点電圧の補正精度低下を防止でき、ピッチ角の精度を向上させることができる。また、以上の説明では、算出ピッチ角θｐｉｔ−ｇの絶対値が規定値以上である場合に、傾斜道路を走行していると判断したが、これに限ったものではなく、自車速度Ｖｏの鉛直方向の速度ｖｏｚの絶対値が規定値以上である場合に、傾斜道路を走行していると判断してもよい。
【０１４７】
また、本実施の形態４では、ピッチ角計測部１３５における計測ピッチ角の計測に関して、それに必要な情報の時間軸を揃えたので、計測ピッチ角を安定的かつ、より高精度に計測することができる。
【０１４８】
また、本実施の形態４では、センサ計測タイミングで零点電圧を補正することが可能となるため、その補正にかかる時間を短縮することができる。
【０１４９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０１５０】
１５  速度センサ、１６  角速度センサ、１７  加速度センサ、１２１  ＧＰＳ出力データ算出部、１２３  内蔵時計誤差推定部、１２５  レンジレート推定部、１２７  自車速度算出部、１２８  マルチパス発生評価部、１２９  距離係数算出部、１３０  距離計測部、１３１  ヨー角計測部、１３２  自車位置推定部、１３３  ピッチ角算出部、１３４  加速度センサ補正部、１３５  ピッチ角計測部。
【図１】
0005606656.tif 000013
【図２】
0005606656.tif 000014
【図３】
0005606656.tif 000015
【図４】
0005606656.tif 000016
【図５】
0005606656.tif 000017
【図６】
0005606656.tif 000018
【図７】
0005606656.tif 000019
【図８】
0005606656.tif 000020
【図９】
0005606656.tif 000021
【図１０】
0005606656.tif 000022
【図１１】
0005606656.tif 000023
【図１２】
0005606656.tif 000024
【図１３】
0005606656.tif 000025
【図１４】
0005606656.tif 000026
【図１５】
0005606656.tif 000027
【図１６】
0005606656.tif 000028
【図１７】
0005606656.tif 000029
【図１８】
0005606656.tif 000030