(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
適宜ＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択し、選択した衛星からの電波を受信して得られる擬似距離情報を、基準局から送信される情報のＧＰＳ補正データで補正し、補正した擬似距離により測位情報を出力するＤＧＰＳ受信機において、
基準局から送信される情報の基準局位置データにより基準局位置を得、得られた基準局位置を基準としてＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択する手段、
を備えたことを特徴とするＤＧＰＳ受信機。
【請求項２】
適宜ＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択し、選択した衛星からの電波を受信して得られる擬似距離情報を、基準局からビーコン放送局を介して送信される情報をビーコン受信部で受信してこの情報のＧＰＳ補正データで補正し、補正した擬似距離により測位情報を出力するビーコンＤＧＰＳ受信機において、
基準局からビーコン放送局を介して送信される情報の基準局位置データにより基準局位置を得、得られた基準局位置を基準としてＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択する手段、
を備えたことを特徴とするビーコンＤＧＰＳ受信機。
【請求項３】
適宜ＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択し、選択した衛星からのキャリア周波数を受信して得られる位相情報を、基準局から送信される情報の基準局で受信したキャリア周波数の位相情報と比較して干渉測位を行い測位情報を出力するＤＧＰＳ受信機において、
基準局から送信される情報の基準局位置データにより基準局位置を得、得られた基準局位置を基準としてＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択する手段、
を備えたことを特徴とするＤＧＰＳ受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＤＧＰＳ受信機に関し、特に受信機側で電波を受信する衛星の選択に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＧＰＳ(Global Positioning System) は、米国が運用する衛星航法システムであり、このシステムを利用して測位情報を得るＧＰＳ受信機、および基準局からのＧＰＳ補正データを得て高精度な測位を行うＤ(differential)ＧＰＳ受信機については良く知られている。
本発明はＤＧＰＳ受信機一般に適用できる技術であるが、以下、ビーコン
(beacon)ＤＧＰＳシステムを用いて説明する。
【０００３】
ビーコンＤＧＰＳシステムは、その位置が予め正確に解っている既知の基準局でＧＰＳ衛星からの電波を受信し、この電波で測定される擬似距離情報と既知の位置から求めた距離情報から測定値に含まれる誤差情報を求め、この誤差情報をＧＰＳ補正データとして複数のビーコン放送局へ回線（一般的には有線回線）を通じて送信し、各ビーコン放送局で無線により放送する。
なお、ビーコン放送局で無線により放送される内容は、ＲＴＣＭ  ＳＣ−１０４のデータフォーマットを使用して、上述のＧＰＳ補正データの他に、例えば基準局の位置情報やＧＰＳ衛星の動作状態、その他のメッセージが含まれる。
またビーコンＤＧＰＳ受信機にはビーコン放送局からの電波を受信するビーコン受信部が設けられており、従ってビーコンＤＧＰＳ受信機では近くのビーコン放送局からＧＰＳ補正データを入力して、自身のＧＰＳ受信部で測位に使用される擬似距離情報を補正して正確な位置情報を出力することができる。
【０００４】
図２は、従来のこの種のビーコンＤＧＰＳ受信機の構成の一例を示すブロック図である。
図２において、２００はＧＰＳ受信用アンテナ、２０１はＧＰＳ受信部、２０２はＧＰＳアルマナック(almanac) メモリ、２０３はリアルタイムクロック、２０４は衛星選択部、２０５は測位計算部、２０６はビーコン受信用アンテナ、２０７はビーコン受信部、２０８はビーコン局情報メモリ、２０９はビーコン局選択部、２１０は補正情報出力部、２１２は入力部、２１３は表示部を示す。
【０００５】
ビーコン局情報メモリ２０８には、ビーコン放送局から放送された局アルマナックデータが記憶されており、ビーコン局選択部２０９では測位計算部２０５或は入力部２１２からのユーザ位置の情報を得て、ユーザ位置に最も近いビーコン放送局を選択する。
そして選択したビーコン放送局の送信周波数およびボーレートが読み出され、読み出された送信周波数およびボーレートがビーコン受信部２０７に設定され、ビーコン受信部２０７で当該ビーコン放送局からの放送が受信される。
【０００６】
一方、ＧＰＳアルマナックメモリ２０２には、衛星から送信されたアルマナックデータが記憶されており、衛星選択部２０４ではリアルタイムクロック２０３からの現在時刻情報を得て、全ての衛星の衛星位置，速度を算出し、この衛星位置，速度の情報とユーザ位置とから、各衛星の仰角を計算し、故障等問題が生じている衛星を除き、仰角の大きい順に電波を受信する複数の受信衛星（例えば４個）を選択し、選択した受信衛星の衛星番号をＧＰＳ受信部２０１へ入力する。
なおユーザ位置の情報は上述のように、測位計算部２０５から求められた位置あるいは入力部２１２で設定された位置情報が使用される。この衛星の選択は適宜行われる。
ＧＰＳ受信部２０１では入力された衛星番号により当該受信衛星群からの電波を受信し、電波が受信された衛星までの擬似距離情報を抽出し、測位計算部２０５に出力する。
なお干渉測位を行うＤＧＰＳでは、擬似距離情報の替わりにキャリア位相が抽出され、測位計算部２０５に送られて、基準局から送信される基準局で受信したキャリア周波数の位相情報と比較して（位相差により）測位計算が行われることになるが、以下、通常のＤＧＰＳを例に説明する。
【０００７】
補正情報出力部２１０は、ビーコン受信部２０７から出力される放送データからＧＰＳ補正データを抽出して擬似距離に対する補正量を算出し、測位計算部２０５へその情報を出力する。
測位計算部２０５では、ＧＰＳ受信部２０１から出力される擬似距離情報を、入力される擬似距離補正量で補正し、補正した擬似距離で測位計算を行い、ユーザの位置，速度を算出する。
そして算出された位置，速度が表示部２１３に表示される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＤＧＰＳ受信機では、受信する衛星の選択はユーザ位置を基準として仰角の大きい順に複数個の衛星を選択する構成となっているので、測位精度が低下したり、測位情報の算出に時間がかかる場合が生じる。
すなわち基準局とユーザとの距離が離れている場合、同じ衛星でも仰角が異なってくるためユーザ位置で仰角に基づいて選択される複数の衛星と、基準局で仰角に基づいて選択される複数の衛星とにズレが生じるが、このズレが生じた場合、ディファレンシャル補正に使用できる衛星は共通の衛星に限られるので、ディファレンシャル補正に使用できる衛星の数が少なくなり、その結果、測位精度の低下や測位情報の算出に時間がかかるという問題点があった。
【０００９】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、基準局とユーザとの距離が離れていても双方で選択する衛星を一致させ、ディファレンシャル補正できる衛星の数を原則として常時最大数確保できるＤＧＰＳ受信機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるＤＧＰＳ受信機は、基準局から送られてくる基準局位置を基準として各衛星の仰角を算出し、この方法で算出された仰角の大きい順に電波を受信する複数の衛星を選択することとし、基準局で選択される衛星と一致させることとした。
具体的には、
適宜ＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択し、選択した衛星からの電波を受信して得られる擬似距離情報を、基準局から送信される情報のＧＰＳ補正データで補正し、補正した擬似距離により測位情報を出力するＤＧＰＳ受信機において、
基準局から送信される情報の基準局位置データにより基準局位置を得、得られた基準局位置を基準としてＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択する手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、適宜ＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択し、選択した衛星からの電波を受信して得られる擬似距離情報を、基準局からビーコン放送局を介して送信される情報をビーコン受信部で受信してこの情報のＧＰＳ補正データで補正し、補正した擬似距離により測位情報を出力するビーコンＤＧＰＳ受信機において、
基準局からビーコン放送局を介して送信される情報の基準局位置データにより基準局位置を得、得られた基準局位置を基準としてＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択する手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、適宜ＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択し、選択した衛星からのキャリア周波数を受信して得られる位相情報を、基準局から送信される情報の基準局で受信したキャリア周波数の位相情報と比較して干渉測位を行い測位情報を出力するＤＧＰＳ受信機において、
基準局から送信される情報の基準局位置データにより基準局位置を得、得られた基準局位置を基準としてＧＰＳ衛星の仰角を計算し、この仰角情報により電波を受信する複数の衛星を選択する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＤＧＰＳ受信機の装置構成の一実施形態を示すブロック図である。
図において、１００はＧＰＳ受信用アンテナ、１０１はＧＰＳ受信部、１０２はＧＰＳアルマナック(almanac) メモリ、１０３はリアルタイムクロック、１０４は衛星選択部、１０５は測位計算部、１０６はビーコン受信用アンテナ、１０７はビーコン受信部、１０８はビーコン局情報メモリ、１０９はビーコン局選択部、１１０は補正情報出力部、１１１は基準局位置メモリ、１１２は入力部、１１３は表示部を示す。
【００１４】
次に動作について説明する。
ビーコン局情報メモリ１０８には、ビーコン放送局から放送された局アルマナックデータが記憶されており、ビーコン局選択部１０９では測位計算部１０５或は入力部１１２からのユーザ位置の情報を得て、ユーザ位置に最も近いビーコン放送局を選択する。
そして選択したビーコン放送局の送信周波数およびボーレートが読み出され、読み出された送信周波数およびボーレートがビーコン受信部１０７に設定され、ビーコン受信部１０７で当該ビーコン放送局からの放送が受信される。
受信されたビーコン放送局からの放送のうち、ＧＰＳ補正データは補正情報出力部１１０へ出力され、基準局の位置情報は基準局位置メモリ１１１へ出力される。
【００１５】
一方、ＧＰＳアルマナックメモリ１０２には、衛星から送信されたアルマナックデータが記憶されており、衛星選択部１０４ではリアルタイムクロック１０３からの現在時刻情報を得て、全の衛星の衛星位置，速度を算出し、この衛星位置，速度の情報と、基準局位置メモリ１１１から読み出した基準局位置情報とから、基準局の位置を基準として各衛星の仰角を計算し、故障等問題が生じている衛星を除き、仰角の大きい順に電波を受信する複数の受信衛星（例えば４個）を選択し、選択した受信衛星の衛星番号をＧＰＳ受信部１０１へ入力する。なお、この衛星の選択は適宜行われる。
【００１６】
ＧＰＳ受信部１０１では入力された衛星番号により当該受信衛星群からの電波を受信し、電波が受信された衛星までの擬似距離情報を抽出し、測位計算部１０５に出力する。
補正情報出力部１１０は、ビーコン受信部１０７から出力されるＧＰＳ補正データから擬似距離に対する補正量を算出し、測位計算部１０５へその情報を出力する。
測位計算部１０５では、ＧＰＳ受信部１０１から出力される擬似距離情報を、入力される擬似距離補正量で補正し、補正された擬似距離で測位計算を行い、ユーザの位置，速度を算出する。
そして算出された位置，速度が表示部１１３に表示される。
【００１７】
すなわち本実施形態に示すＧＰＳ受信機は、電波を受信する複数の衛星の選択を基準局位置を基準として算出した仰角により適宜選択する構成としたので、基準局とユーザとの距離が離れていても双方で選択する衛星を一致させることができるため、デファレンシャル補正に使用できる衛星の数を原則として常時最大数確保できることになる。
なお本発明の場合、ＤＧＰＳ受信機の位置（ユーザ位置）を基準とした見た場合、必ずしも仰角の大きい衛星が選択されることにはならないが、仰角は約５°以上あれば通常電波の受信に問題がないことが知られており、特に問題は生じない。
【００１８】
なお上述の実施形態では、ビーコンＤＧＰＳ受信機を例に説明しているが、一般のＤＧＰＳ受信機でも実施でき、更に干渉測位を行うＤＧＰＳ受信機でも実施できることは言うまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のＤＧＰＳ受信機は、電波を受信する衛星の選択を、基準局の位置を基準として各衛星の仰角を計算して行う構成としたので、ディファレンシャル補正できる衛星の数を原則として常時最大数確保でき、測位精度を向上させ、測位時間の短縮が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＤＧＰＳ受信機の装置構成の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】従来のこの種のＤＧＰＳ受信機の装置構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００，２００  ＧＰＳ受信用アンテナ
１０１，２０１  ＧＰＳ受信部
１０２，２０２  ＧＰＳアルマナックメモリ
１０３，２０３  リアルタイムクロック
１０４，２０４  衛星選択部
１０５，２０５  測位計算部
１０６，２０６  ビーコン受信用アンテナ
１０７，２０７  ビーコン受信部
１０８，２０８  ビーコン局情報メモリ
１０９，２０９  ビーコン局選択部
１１０，２１０  補正情報出力部
１１１  基準局位置メモリ
１１２，２１２  入力部
１１３，２１３  表示部
【図１】
0003708689.tif 000002
【図２】
0003708689.tif 000003