(57)【要約】【課題】本発明は、都市部や弱信号環境での利用であっても、航法データを棄却することなく、信頼性の高い航法データを抽出して衛星測位を実行することを目的とする。【解決手段】本発明は、誤り訂正符号化航法データを測位衛星から受信する航法データ受信部１と、誤り訂正符号化航法データのデータビットから、誤り訂正復号を利用して、誤りが含まれると想定される誤りビットの候補を抽出する誤りビット候補抽出部５と、誤り訂正符号化航法データのデータビットから、低品質であると想定される低品質ビットの候補を抽出する低品質ビット候補抽出部６と、誤りビット及び低品質ビットの候補の両者を考慮して、誤り訂正符号化航法データのデータビットにおいて、誤り訂正を行なうビット誤り訂正部８と、誤り訂正後の航法データに基づいて、衛星測位を行なう衛星測位部４と、を備えることを特徴とする衛星測位装置Ｇである。【選択図】図２
2014038000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤り訂正符号化航法データを測位衛星から受信する航法データ受信部と、
前記誤り訂正符号化航法データのデータビットから、誤り訂正復号を利用して、誤りが含まれると想定される誤りビットの候補を抽出する誤りビット候補抽出部と、
前記誤り訂正符号化航法データのデータビットから、低品質であると想定される低品質ビットの候補を抽出する低品質ビット候補抽出部と、
誤りビット及び低品質ビットの候補の両者を考慮して、前記誤り訂正符号化航法データのデータビットにおいて、誤り訂正を行なうビット誤り訂正部と、
誤り訂正後の航法データに基づいて、衛星測位を行なう衛星測位部と、
を備えることを特徴とする衛星測位装置。
【請求項２】
前記低品質ビット候補抽出部は、信号対雑音比に基づいて、前記誤り訂正符号化航法データのデータビットから、低品質ビットの候補を抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の衛星測位装置。
【請求項３】
前記低品質ビット候補抽出部は、前記誤り訂正符号化航法データのデータ内容を予測して、前記誤り訂正符号化航法データのデータビットから、低品質ビットの候補を抽出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の衛星測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航法データを受信して衛星測位を行なう衛星測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の衛星測位装置の構成を図１に示す。図１の衛星測位装置Ｇは、航法データ受信部１、データビット抽出部２、ビット誤り判定部３及び衛星測位部４から構成される。
【０００３】
航法データ受信部１は、誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータを、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から受信する。データビット抽出部２は、誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータから、データビット及びパリティビットを抽出する。
【０００４】
ビット誤り判定部３は、一定の個数のビットからなるブロック毎に、ハミングコードを利用してデータビット誤りの有無を検出する。データビット誤りを検出しないときには、そのブロックのデータビットを衛星測位部４に出力する。データビット誤りを検出したときには、そのブロックのデータビットを棄却する。衛星測位部４は、データビット誤りがなかったエフェメリスデータやアルマナックデータに基づいて、ＧＰＳ測位を行なう。
【０００５】
ここで、特許文献１の測位データ受信機と同様に、衛星測位装置Ｇは、誤り訂正を行ない、誤り訂正後のエフェメリスデータやアルマナックデータに基づいて、ＧＰＳ測位を行なうこともできる。しかし、ＧＰＳ測位に利用されるエフェメリスデータやアルマナックデータの信頼性を確保するため、そして、誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータを新たにＧＰＳ衛星から受信できるため、実際は、衛星測位装置Ｇは、誤り訂正を行なうことなく誤り検出のみを行ない、データビット誤りがなかったエフェメリスデータやアルマナックデータに基づいて、ＧＰＳ測位を行なうことにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開２０１１／００５０４９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＧＰＳ測位の普及に伴って、都市部での利用が一般的になっている。しかし、マルチパスによる信号強度低下や建物による信号マスクが発生するため、従来技術では、エフェメリスデータやアルマナックデータを局所的にしか抽出することができない。
【０００８】
日本版Ｅ−９１１のように、窓際等の弱信号環境での利用が強く望まれている。しかし、ビット誤りが生じやすくデータの棄却が多くなるため、従来技術では、エフェメリスデータやアルマナックデータを実質的には抽出することができない。
【０００９】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、都市部や弱信号環境での利用であっても、信頼性の高い航法データを抽出して衛星測位を実行することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、誤り訂正復号を利用するとともに、信号品質の測定又はデータ内容の予測も利用することにより、航法データの誤り訂正を行なうこととした。
【００１１】
具体的には、本発明は、誤り訂正符号化航法データを測位衛星から受信する航法データ受信部と、前記誤り訂正符号化航法データのデータビットから、誤り訂正復号を利用して、誤りが含まれると想定される誤りビットの候補を抽出する誤りビット候補抽出部と、前記誤り訂正符号化航法データのデータビットから、低品質であると想定される低品質ビットの候補を抽出する低品質ビット候補抽出部と、誤りビット及び低品質ビットの候補の両者を考慮して、前記誤り訂正符号化航法データのデータビットにおいて、誤り訂正を行なうビット誤り訂正部と、誤り訂正後の航法データに基づいて、衛星測位を行なう衛星測位部と、を備えることを特徴とする衛星測位装置である。
【００１２】
この構成によれば、都市部や弱信号環境での利用であっても、航法データを棄却することなく、信頼性の高い航法データを抽出して衛星測位を実行することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記低品質ビット候補抽出部は、信号対雑音比に基づいて、前記誤り訂正符号化航法データのデータビットから、低品質ビットの候補を抽出することを特徴とする衛星測位装置である。
【００１４】
この構成によれば、誤り訂正復号に基づく誤りビット候補と、信号対雑音比の測定に基づく低品質ビット候補と、のパターンの一致の有無を検出し、パターンが一致するビットについて、信頼性の高い誤り訂正を行なうことができる。
【００１５】
また、本発明は、前記低品質ビット候補抽出部は、前記誤り訂正符号化航法データのデータ内容を予測して、前記誤り訂正符号化航法データのデータビットから、低品質ビットの候補を抽出することを特徴とする衛星測位装置である。
【００１６】
この構成によれば、誤り訂正復号に基づく誤りビット候補と、データ内容の予測に基づく低品質ビット候補と、のパターンの一致の有無を検出し、パターンが一致するビットについて、信頼性の高い誤り訂正を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、都市部や弱信号環境での利用であっても、信頼性の高い航法データを抽出して衛星測位を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術の衛星測位装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の衛星測位装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の誤り訂正の処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００２０】
本発明の衛星測位装置の構成を図２に示す。図２の衛星測位装置Ｇは、航法データ受信部１、データビット抽出部２、ビット誤り判定部３、衛星測位部４、誤りビット候補抽出部５、低品質ビット候補抽出部６、パターン一致検出部７、ビット誤り訂正部８、データビット合成部９、Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）閥値情報データベース１０及び航法データ内容データベース１１から構成される。
【００２１】
航法データ受信部１は、誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータを、ＧＰＳ衛星から受信する。データビット抽出部２は、誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータから、データビット及びパリティビットを抽出する。
【００２２】
ビット誤り判定部３は、一定の個数のビットからなるブロック毎に、ハミングコードを利用してデータビット誤りの有無を検出する。データビット誤りを検出しないときには、そのブロックのデータビットをデータビット合成部９に出力する。データビット誤りを検出したときには、そのブロックのデータビットを誤りビット候補抽出部５に出力する。衛星測位部４は、データビット誤りが検出されなかったエフェメリスデータやアルマナックデータのみならず、データビット誤りが以下に記載のように訂正されたエフェメリスデータやアルマナックデータに基づいて、ＧＰＳ測位を行なう。
【００２３】
誤りビット候補抽出部５は、データビット誤りが検出されたブロックを、ビット誤り判定部３から入力する。そして、ハミングコードを利用して、誤りが含まれると想定される誤りビットを抽出する。低品質ビット候補抽出部６は、誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータの信号品質の情報を、航法データ受信部１から入力し、誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータから抽出されたデータビットを、データビット抽出部２から入力する。そして、信号品質又はデータ内容に基づいて、誤りが含まれると想定される低品質ビットを抽出する。
【００２４】
パターン一致検出部７は、誤り訂正復号に基づく誤りビット候補と、Ｓ／Ｎの測定又はデータ内容の予測に基づく低品質ビット候補と、のパターンの一致の有無を検出する。ビット誤り訂正部８は、誤りビット及び低品質ビットの候補のパターンの一致の有無を考慮して、誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータのデータビットにおいて、誤り訂正を行なう。データビット合成部９は、データビット誤りが検出されなかったエフェメリスデータやアルマナックデータを、ビット誤り判定部３から入力し、データビット誤りが訂正されたエフェメリスデータやアルマナックデータを、ビット誤り訂正部８から入力し、これらの航法データを衛星測位部４に合成出力する。
【００２５】
本発明の誤り訂正の処理を図３に示す。最上段のデータビットは、誤り訂正前のデータビットの一部のみを示し、“・・・０１１００１１１０・・・”となっている。誤りビット候補抽出部５は、２ビット目の“１”及び６ビット目の“１”が誤りビット候補であると判断している。低品質ビット候補抽出部６は、２ビット目の“１”及び６ビット目の“１”が低品質ビット候補であると判断している。
【００２６】
パターン一致検出部７は、一定の個数のビットからなるブロック毎に、誤りビット候補及び低品質ビット候補のパターンの一致の有無を検出する。具体的には、誤りビット候補及び低品質ビット候補は、２ビット目の“１”及び６ビット目の“１”であり、ビット数及びビット位置が一致しており、パターンが一致している。ビット誤り訂正部８は、両候補のパターンが一致している２ビット目の“１”及び６ビット目の“１”について、“１”から“０”へと誤り訂正を行なう。最下段のデータビットは、誤り訂正後のデータビットの一部のみを示し、“・・・００１０００１１０・・・”となっている。
【００２７】
なお、パターン一致検出部７は、あるブロックにおいて、誤りビット候補及び低品質ビット候補のパターンの不一致を検出したときには、そのブロックについて、データビットを棄却する。ただし、従来技術では、データビット誤りが検出されたブロックを全て棄却するのに対して、本発明では、データビット誤りが検出されたブロックを全て棄却するのではなく、誤りビット候補及び低品質ビット候補のパターンの不一致が検出されたブロックのみを棄却し、誤りビット候補及び低品質ビット候補のパターンの一致が検出されたブロックを修復する。よって、本発明では、従来技術より、航法データを棄却しすぎることなく、信頼性の高い航法データを抽出して衛星測位を実行することができる。
【００２８】
次に、低品質ビット候補抽出部６が、信号品質に基づいて、低品質ビット候補を抽出する処理について、以下に説明する。誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータの信号品質の情報を、航法データ受信部１から入力する。
【００２９】
航法データ受信部１から入力したＳ／Ｎの測定値の情報と、Ｓ／Ｎ閥値情報データベース１０から取得したＳ／Ｎの閥値の情報と、を比較する。Ｓ／Ｎの測定値がＳ／Ｎの閥値より大きいデータビットについては、低品質ビット候補としない。Ｓ／Ｎの測定値がＳ／Ｎの閥値より小さいデータビットについては、低品質ビット候補とする。
【００３０】
次に、低品質ビット候補抽出部６が、データの内容に基づいて、低品質ビット候補を抽出する処理について、以下に説明する。誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータから抽出されたデータビットを、データビット抽出部２から入力する。
【００３１】
以下の具体例のように、航法データ内容データベース１１を利用して、エフェメリスデータやアルマナックデータのデータ内容を予測して、誤り訂正符号化されたエフェメリスデータやアルマナックデータのデータビットから、低品質ビットの候補を抽出する。
【００３２】
航法データ内容データベース１１は、エフェメリスデータやアルマナックデータのプリアンブルの情報を格納している。プリアンブルの情報は、設定が変更されない限り、不変の情報である。航法データ受信部１が受信したプリアンブルの情報が、航法データ内容データベース１１が格納しているプリアンブルの情報と異なるときには、低品質ビット候補抽出部６は、そのプリアンブルの部分を低品質ビット候補とする。
【００３３】
航法データ内容データベース１１は、現在の時刻の情報を格納している。航法データ受信部１が受信した現在の時刻の情報が、航法データ内容データベース１１が格納している現在の時刻の情報と、時分等の大きな時間単位で異なるときには、低品質ビット候補抽出部６は、その現在時刻情報の部分を低品質ビット候補とする。
【００３４】
航法データ内容データベース１１は、エフェメリスデータを格納している。ＧＰＳ衛星の軌道半径等の軌道データは、エフェメリスデータとアルマナックデータでほぼ同様である。航法データ受信部１が受信したアルマナックデータが、航法データ内容データベース１１が格納しているエフェメリスデータと、少なくとも上の桁で異なるときには、低品質ビット候補抽出部６は、そのアルマナックデータの相違部分を低品質ビット候補とする。
【００３５】
航法データ内容データベース１１は、あるＧＰＳ衛星からのアルマナックデータを格納している。他のＧＰＳ衛星の軌道半径等の軌道データは、当該あるＧＰＳ衛星からのアルマナックデータと、当該他のＧＰＳ衛星からのアルマナックデータで、ほぼ同様である。航法データ受信部１が受信した当該他のＧＰＳ衛星からのアルマナックデータが、航法データ内容データベース１１が格納している当該あるＧＰＳ衛星からのアルマナックデータと、少なくとも上の桁で異なるときには、低品質ビット候補抽出部６は、当該他のＧＰＳ衛星からのアルマナックデータの相違部分を低品質ビット候補とする。
【００３６】
航法データ内容データベース１１は、過去のエフェメリスデータやアルマナックデータを格納している。エフェメリスデータやアルマナックデータの大部分は、過去から現在へと渡って、繰り返し放送されている。航法データ受信部１が受信した現在のエフェメリスデータやアルマナックデータの繰り返し部分が、航法データ内容データベース１１が格納している過去のエフェメリスデータやアルマナックデータの繰り返し部分と異なるときには、低品質ビット候補抽出部６は、現在のエフェメリスデータやアルマナックデータの繰り返し部分を低品質ビット候補とする。
【００３７】
以上に説明したように、誤り訂正復号を利用するとともに、信号品質の測定又はデータ内容の予測も利用することにより、航法データの誤り訂正を行なう。
【００３８】
よって、都市部や弱信号環境での利用であっても、航法データを棄却することなく、信頼性の高い航法データを抽出して衛星測位を実行することができる。
【００３９】
Ｓ／Ｎ閥値情報データベース１０の説明のように、誤り訂正復号に基づく誤りビット候補と、Ｓ／Ｎの測定に基づく低品質ビット候補と、のパターンの一致の有無を検出し、パターンが一致するビットについて、信頼性の高い誤り訂正を行なうことができる。
【００４０】
航法データ内容データベース１１の説明のように、誤り訂正復号に基づく誤りビット候補と、データ内容の予測に基づく低品質ビット候補と、のパターンの一致の有無を検出し、パターンが一致するビットについて、信頼性の高い誤り訂正を行なうことができる。
【００４１】
実施形態では、ＧＰＳ測位を利用しているが、変形例として、他の衛星測位を利用してもよい。実施形態では、ハミングコードを利用しているが、変形例として、他の誤り訂正符号を利用してもよい。実施形態では、データベース１０、１１を衛星測位装置Ｇの内部に搭載しているが、変形例として、データベース１０、１１を衛星測位装置Ｇの外部に配置してもよく、低品質ビット候補抽出部６が当該外部から情報取得してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る衛星測位装置は、都市部や弱信号環境での利用であっても、信頼性の高い航法データを抽出して衛星測位を実行することができる。
【符号の説明】
【００４３】
Ｇ：衛星測位装置
１：航法データ受信部
２：データビット抽出部
３：ビット誤り判定部
４：衛星測位部
５：誤りビット候補抽出部
６：低品質ビット候補抽出部
７：パターン一致検出部
８：ビット誤り訂正部
９：データビット合成部
１０：Ｓ／Ｎ閥値情報データベース
１１：航法データ内容データベース
【図１】
2014038000.tif 000003
【図２】
2014038000.tif 000004
【図３】
2014038000.tif 000005