(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星から送られてくる電波から所定の時刻毎に各衛星と自己の位置との間の擬似的な距離及びドップラーシフトを求める擬似距離・ドップラーシフト計測部と、該擬似距離・ドップラーシフト計測部で求められた擬似的な距離及びドップラーシフトの値を用いて所定時刻の測位値を求める測位値演算部と、前時刻の測位値から所定時刻の測位値を推定する測位値推定部とを有してなり、測位値演算部では、前記測位値推定部で推定された測位値を加味して所定時刻の測位値を求めるＧＰＳ受信装置において、測位値演算部で求められた測位値を取り込んで最終測位値を求める測位航法装置からの最終測位値を取り込む最終測位値入力インターフェース部を具備し、前記測位値推定部では、前記最終測位値を前時刻の測位値として用いて推定を行うようにしたことを特徴とするＧＰＳ受信装置。
【請求項２】
前記最終測位値入力インターフェース部を介して取り込んだ最終測位値と自己で求めた測位値とのいずれかを選択する切り替え手段を具備し、前記測位値推定部では、該切り替え手段により選択された値を前時刻の測位値として用いて推定を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項３】
前記測位値推定部には測位航法装置からの最終測位値と自己で求めた測位値の両方を入力し、両値を用いて複合計算することにより所定時刻の測位値を推定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項４】
前記測位航法装置から取り込む最終測位値として、測位値の付随情報を含ませるようにし、前記測位値推定部では、該付随情報を加味して複合計算するようにしたことを特徴とする請求項３記載のＧＰＳ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ衛星から送られてくる電波を受信し、自己の現在位置等の測位値を求めるＧＰＳ受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５に示すように、ＧＰＳ受信装置１は、ＧＰＳシステム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用するものであり、衛星信号捕捉・追跡部１１と擬似距離・ドップラーシフト計測部１２と所定時刻測位値演算部１３と測位値出力インターフェース部１４及び測位値推定部１５を有してなる。ＧＰＳアンテナ２で受信された信号は、衛星信号捕捉・追跡部１１により各衛星信号毎に区別される。各々捕捉された衛星毎の信号は、擬似距離・ドップラーシフト計測部１２に送られ、この信号より得られる衛星航法メッセージから各衛星の位置情報及び時刻情報と、衛星が電波を発信した時刻とＧＰＳ受信装置１が該当する電波を受信した時刻との差の情報と、計測したドップラー周波数から、各衛星とＧＰＳ受信装置１との間の擬似距離及びドップラーシフトが求められる。所定時刻測位値演算部１３は、前記擬似距離及びドップラーシフトを用いて内部時計の誤差を含めてＧＰＳ受信装置１の所定時刻での３次元的あるいは２次元的位置を未知数として演算により算出する。この演算の方法としては、所定の時刻ごとにおける擬似距離及びドップラーシフトと前記未知数との間に成り立つ非線型連立方程式を収束演算により求めるのである。この場合、収束演算の結果に対し、衛星とＧＰＳ受信装置間の時刻差に含まれる誤差及び演算に使用する衛星の空間的配置によって決定される幾何学的精度発散（ＤＯＰ）による誤差の増大等が影響し、測位結果は大きな誤差を含んだものとなる。
【０００３】
そこで、確率理論に基づいた推定手法であるカルマンフィルタ等を用いて、所定の時刻における上記計測値だけでなく、測位値を求めたい所定時刻より前の時刻の測位値とＧＰＳ受信装置１を搭載した移動体の動特性等から推定される測位値をも考慮に入れて測位値を求めるのである。図５では、所定時刻測位値演算部１３と前の時刻の測位値から所定時刻の測位値を推定する測位値推定部１５とでカルマンフィルタを構成している。測位値推定部１５に所定時刻測位値演算部１３の出力を入力し、測位値推定部１５により、前の時刻の測位値とＧＰＳ受信装置１を搭載した移動体の動特性等から測位値の推定値を得るのである。所定時刻測位値演算部１３では、この測位値の推定値を考慮に入れて測位値を求めるのである。
【０００４】
このように、カルマンフィルタを用いた場合、上記のように収束演算で測位値を求めた場合よりは誤差が低減され、精度が向上する。
【０００５】
ＧＰＳ受信装置１で得られた測位値は自動車搭載用航法装置３に入力され、該測位値を用いて自動車搭載用航法装置３により最終測位値が求められるのである。自動車搭載用航法装置３は、ＧＰＳ受信装置１の測位値出力インターフェース部１４を介して出力された所定時刻の測位値を入力値として用い、この値と、角度・角速度検知手段４からの信号と、車速信号検出手段５からの信号と、地図情報メモリ６からの信号とから最も確からしい測位値を算出し、これを内部メモリに記憶し、表示装置（図示せず）に表示された地図上に位置を表示させるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなＧＰＳ受信装置にあっては、カルマンフィルタを用いて算出した測位値は、前の時刻の測位値の推定値に含まれる誤差が大きい場合には、この過去の情報を引きずってしまうために、逆に所定時刻における測位結果を劣化させてしまう場合がある。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、測位値の精度を向上させたＧＰＳ受信装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ＧＰＳ衛星から送られてくる電波から所定の時刻毎に各衛星と自己の位置との間の擬似的な距離及びドップラーシフトを求める擬似距離・ドップラーシフト計測部と、該擬似距離・ドップラーシフト計測部で求められた擬似的な距離及びドップラーシフトの値を用いて所定時刻の測位値を求める測位値演算部と、前時刻の測位値から所定時刻の測位値を推定する測位値推定部とを有してなり、測位値演算部では、前記測位値推定部で推定された測位値を加味して所定時刻の測位値を求めるＧＰＳ受信装置において、測位値演算部で求められた測位値を取り込んで最終測位値を求める測位航法装置からの最終測位値を取り込む最終測位値入力インターフェース部を具備し、前記測位値推定部では、前記最終測位値を前時刻の測位値として用いて推定を行うようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記最終測位値入力インターフェース部を介して取り込んだ最終測位値と自己で求めた測位値とのいずれかを選択する切り替え手段を具備し、前記測位値推定部では、該切り替え手段により選択された値を前時刻の測位値として用いて推定を行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記測位値推定部には測位航法装置からの最終測位値と自己で求めた測位値の両方を入力し、両値を用いて複合計算することにより所定時刻の測位値を推定するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記測位航法装置から取り込む最終測位値として、測位値の付随情報を含ませるようにし、前記測位値推定部では、該付随情報を加味して複合計算するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づき説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＧＰＳ受信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態は、図５で示した従来のＧＰＳ受信装置において、最終測位値入力インターフェース１６を付加したものである。他の構成は図５で示した従来のＧＰＳ受信装置のものと同等であるので同一個所には同一符号を付して説明を省略する。最終測位値入力インターフェース１６は、自動車搭載用航法装置３等で得られた最終測位値を取り込み、測位値推定部１５に入力させるためのインターフェースである。測位値推定部１５では、最終測位値入力インターフェース１６を介して取り込んだ最終測位値を、所定時刻の測位値の推定を行う場合の前時刻測位値として使用する。これにより、前時刻測位値としてＧＰＳ受信装置１の測位値を用いる場合と比較して推定精度が向上する。所定時刻測位値演算部１３では、測位値推定部１５で推定された所定時刻の測位値と所定時刻の衛星信号計測値である擬似距離及びドップラーシフトの値とを用いて所定時刻の測位値を演算する。
【００１３】
本実施形態によれば、所定時刻測位値演算部１３による所定時刻の測位値の演算に際し、推定精度の高い測位値を用いて行っているので、測位値の精度が向上する。
【００１４】
図２は本発明の第２の実施の形態に係るＧＰＳ受信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態では、第１の実施の形態のＧＰＳ受信装置において、測位値推定部１５に入力される前時刻測位値として、所定時刻測位値演算部１３の出力値と最終測位値入力インターフェース１６を介して取り込んだ最終測位値とを切り替えることのできる切り替え部１７を付加したものである。本実施形態では、切り替え部１７により、２つの値の内、精度の良い方の値を選択して測位値推定部１５に入力することにより、より精度の良い測位値が得られる。
【００１５】
本実施形態は、自動車搭載用航法装置３が必ずしもＧＰＳ受信装置１から出力される測位値よりも精度が良くならない場合が存在することに対処するためのものである。この状態は、自動車搭載用航法装置３が地図情報を用いてマップマッチングを行った場合に生じる可能性がある。マップマッチングは自動車は道路上を走行することを前提としたものであるため、最も確率の高い道路上にマッピングさせるものであり、測位値の精度が走行しているエリアの道路間隔よりも大きい状況においては、より誤差を増大させてしまうことによる。
【００１６】
従って、本実施形態では、このような状況を踏まえ、切り替え部１７により、精度の良い方の前時刻測位値が測位値推定部１５に入力されるようにすることにより、測位値の精度を向上させることができる。
【００１７】
図３は本発明の第３の実施の形態に係るＧＰＳ受信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態も第２の実施形態と同様に、自動車搭載用航法装置３が必ずしもＧＰＳ受信装置１から出力される測位値よりも精度が良くならない場合が存在することに対処するためのものである。本実施形態では、第１の実施の形態のＧＰＳ受信装置において、測位値推定部１５に、所定時刻測位値演算部１３から出力される測位値と最終測位値入力インターフェース１６を介して取り込んだ最終測位値との両方を入力している。そして、測位値推定部１５では、両方の測位値の各々に重み付けをして複合し、カルマンフィルタにおける推定を行うのである。
【００１８】
従って、本実施形態では、自動車搭載用航法装置３から出力される最終測位値の精度の状況に応じて前記重みを設定することにより、測位値推定部１５での前時刻測位値の推定精度が向上し、所定時刻の測位値の精度を向上させることができる。
【００１９】
図４は本発明の第４の実施の形態に係るＧＰＳ受信装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態では、第３の実施の形態のＧＰＳ受信装置において、自動車搭載用航法装置３からは最終測位値に加えて、最終測位値に付随する他の測位精度に関する情報をもＧＰＳ受信装置１に入力させているのである。最終測位値に付随する他の測位精度に関する情報とは、例えば、自動車搭載用航法装置３での最終測位演算に関する誤差共分散値及び角度・角速度検知手段４、車速信号検出手段５等の各測位手段の使用状況の情報であり、これらを示すフラグが伝送されるのである。測位値推定部１５では、これらの情報も踏まえて測位値の各々に重み付けをして複合し、カルマンフィルタにおける推定を行うのである。
【００２０】
従って、本実施形態では、測位値推定部１５での前時刻測位値の精度が向上し、所定時刻の測位値の精度を向上させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、ＧＰＳ衛星から送られてくる電波から所定の時刻毎に各衛星と自己の位置との間の擬似的な距離及びドップラーシフトを求める擬似距離・ドップラーシフト計測部と、該擬似距離・ドップラーシフト計測部で求められた擬似的な距離及びドップラーシフトの値を用いて所定時刻の測位値を求める測位値演算部と、前時刻の測位値から所定時刻の測位値を推定する測位値推定部とを有してなり、測位値演算部では、前記測位値推定部で推定された測位値を加味して所定時刻の測位値を求めるＧＰＳ受信装置において、測位値演算部で求められた測位値を取り込んで最終測位値を求める測位航法装置からの最終測位値を取り込む最終測位値入力インターフェース部を具備し、前記測位値推定部では、前記最終測位値を前時刻の測位値として用いて推定を行うようにしたので、測位値の精度を向上させたＧＰＳ受信装置が提供できた。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、前記最終測位値入力インターフェース部を介して取り込んだ最終測位値と自己で求めた測位値とのいずれかを選択する切り替え手段を具備し、前記測位値推定部では、該切り替え手段により選択された値を前時刻の測位値として用いて推定を行うようにすれば、切り替え手段で精度の良い方の前時刻測位値が測位値推定部に入力されるようにすることにより、測位値の精度を向上させることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、前記測位値推定部には測位航法装置からの最終測位値と自己で求めた測位値の両方を入力し、両値を用いて複合計算することにより所定時刻の測位値を推定するようにすれば、測位航法装置から出力される最終測位値の精度の状況に応じて前記両方の測位値の重みを設定することにより、測位値推定部での前時刻の測位値の推定精度が向上し、所定時刻の測位値の精度を向上させることができる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明において、前記測位航法装置から取り込む最終測位値として、測位値の付随情報を含ませるようにし、前記測位値推定部では、該付随情報を加味して複合計算するようにすれば、所定時刻の測位値の精度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＧＰＳ受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るＧＰＳ受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るＧＰＳ受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るＧＰＳ受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】従来例に係るＧＰＳ受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ＧＰＳ受信装置
２  アンテナ
３  自動車搭載用航法装置
４  角度・角速度検知手段
５  車速信号検出手段
６  地図情報メモリ
１１  衛星信号捕捉・追跡部
１２  擬似距離・ドップラーシフト計測部
１３  所定時刻側位置演算部
１４  側位値出力インターフェース部
１５  測位値推定部
１６  最終測位値入力インターフェース部
１７  切り替え部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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