(57)【要約】【課題】  各ＧＰＳ衛星からの受信レベルの閾値と、衛星の相互関係に基づくＤＯＰの閾値を適切に設定し、できる限り高精度の測位を行うことができるＧＰＳ受信器とする。【解決手段】  測位計算部１７ではオールインビュー方式でＧＰＳ衛星の信号を受信するＧＰＳ衛星信号受信部１２からの各衛星の受信信号を入力し、所定の測位演算を行う。そのとき衛星の受信レベルが受信レベル閾値設定部２４の設定閾値より低いため測位計算判別部２０が測位を行うことができないと判別したとき、閾値変更処理部２６が受信レベル閾値設定部２４の閾値を徐々に緩和する。その結果測位計算ができたときには、測位計算を行った衛星の配置によってＤＯＰ値を求め、ＤＯＰ閾値設定部２５で設定した閾値と比較し、ＤＯＰ値判別部２２で閾値をクリアしていないと判別したときにはＤＯＰ閾値を徐々に緩和する。このようにして測位解が得られたときには、測位条件と共に出力する。【選択図】図１
2006138682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星の信号を受信するＧＰＳ衛星信号受信手段と、
受信した衛星の受信レベルが所定の受信レベル閾値以上か否かを判別する受信レベル判別手段と、
受信した複数のＧＰＳ衛星の信号を用いて測位計算を行う測位計算手段と、
前記測位計算手段で所定の測位計算が行われたか否かを判別する測位計算判別手段と、
前記測位計算手段で行った計算が予め設定したＤＯＰ閾値をクリアしたものであるか否かを判別するＤＯＰ値判別手段と、
前記測位計算判別手段及びＤＯＰ値判別手段のいずれかをクリアしていないと判別したとき、受信レベル閾値とＤＯＰ閾値のいずれかを選択してその閾値を緩和するように徐々に変更する閾値変更処理手段と、
前記測位計算判別手段で前記両閾値をクリアしたと判別したとき前記測位計算手段で計算した結果を出力するデータ出力手段を備えたことを特徴とするＧＰＳ受信器。
【請求項２】
前記閾値変更手段は、ＤＯＰ閾値の変更と受信レベル閾値の変更を交互に行うことを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信器。
【請求項３】
前記閾値変更手段は、前記ＤＯＰ閾値判別手段でＤＯＰ閾値をクリアしたものではないと判別したとき、最初にＤＯＰ閾値の変更を行うことを特徴とする請求項２記載のＧＰＳ受信器。
【請求項４】
受信レベル閾値とＤＯＰ閾値には予め高精度側の値である初期閾値を設定していることを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信器。
【請求項５】
前記データ出力手段は、測位計算によって得られた測位解と、該測位解が得られた測位条件とを出力することを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信器。
【請求項６】
前記測位条件は、受信レベル閾値、ＤＯＰ閾値、測位計算に用いた衛星の個数の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５記載のＧＰＳ受信器。
【請求項７】
前記受信レベル閾値は、受信衛星毎に異なった所定の値を設定可能とすることを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信器。
【請求項８】
前記測位計算判別手段には測位解が得られたか否かを判別する測位計算判別手段を備え、該測位計算判別手段で測位解が得られたと判別したとき、前記ＤＯＰ値判別手段で判別を行うことを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信器。
【請求項９】
複数のＧＰＳ衛星信号を受信して受信した衛星の受信レベルが所定の受信レベル閾値以上のＧＰＳ衛星の信号により測位を行い、
測位時のＤＯＰ値が予め設定したＤＯＰ閾値をクリアしていないときには受信レベルとＤＯＰ閾値とを徐々に緩和する設定をし、
前記ＤＯＰ閾値をクリアしたときにはそのときの測位データを出力することを特徴とするＧＰＳ受信方法。
【請求項１０】
前記閾値の変更は、ＤＯＰ閾値の変更と受信レベル閾値の変更を交互に行うことを特徴とする請求項９記載のＧＰＳ受信方法。
【請求項１１】
受信レベル閾値とＤＯＰ閾値には予め高精度側の値である初期閾値を設定していることを特徴とする請求項９記載のＧＰＳ受信方法。
【請求項１２】
前記ＤＯＰ閾値をクリアしたときにはそのときの測位データと共に、測位条件とを出力することを特徴とする請求項９記載のＧＰＳ受信方法。
【請求項１３】
前記測位条件は、受信レベル閾値、ＤＯＰ閾値、測位計算に用いた衛星の個数の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１２記載のＧＰＳ受信方法。
【請求項１４】
前記受信レベル閾値は、受信衛星毎に異なった所定の値を設定することを特徴とする請求項９記載のＧＰＳ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現在位置を測定する際に、ＧＰＳ衛星の信号を受信して正確に測位し、且つ確実に現在位置データを求めることができるようにしたＧＰＳ受信器及びＧＰＳ受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年車両に広く搭載されるようになっているナビゲーション装置においては、自車両の位置を測定するに際して、車速信号や加速度センサ等から移動距離を算出し、角速度センサ等の方位検出センサから車両の回転角度を求め、常時移動方向と移動量を加算していく自律航法と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星 からの電波を受信して現在位置を検出するＧＰＳ航法とを用い、いずれか一つによる測位方法、或いは両航法を組み合わせたハイブリッド航法が用いられている。
【０００３】
ナビゲーション装置におけいては上記のようにして得られた現在地と走行方向を地図画面上に表示するため、ナビゲーション装置が備えているＤＶＤ−ＲＯＭ等の地図データ記憶媒体から現在地近傍の地図データを読み出し、モニタ画面にその電子地図を表示し、その地図上に自車位置を重ね合わせて表示している。また自車位置を地図上に表示するには、地図上の道路データと比較し、適当と考えられる道路上に自車位置を修正して表示するマップマッチング機能を有している。このようなマップマッチング機能においては、移動体の位置が確定した時に、候補となる道路が複数個ある場合、例えば、経路案内中の路線の優先度を高くする等、その中で最も存在確率が高い道路を選択する。
【０００４】
上記のようなナビゲーション装置において、現在位置を正確に測定することは極めて重要であり、特に主として用いられるデータがＧＰＳ衛星の受信データであるときには、受信するＧＰＳデータ自体が正確なものでなければならず、また測位のために必要とするＧＰＳ衛星の配置が適切でなければならない。近年の受信器技術においては、可視衛星を全て測位計算に使用する通称「オールインビュー」方式が主流となっており、全ての可視衛星の中で適切な衛星を選択することが重要となる。
【０００５】
なお、上記のようなＧＰＳ衛星の信号を受信して現在位置を測定するＧＰＳ受信器は、前記のような車両等に搭載するナビゲーション装置に限らず、パソコン、携帯情報端末、更には携帯電話等に用いられるようになっており、それぞれの分野において現在位置を正確に測定し、更に地図画面に現在位位置を表示するため広く利用される。
【０００６】
ＧＰＳ衛星を用いた上記のような現在位置の測量に際しては、受信するＧＰＳデータを含んでいる受信信号が正確なものでなければならないのに対して、そのＧＰＳ衛星からの信号はＧＰＳ衛星との距離や上空の雲などの障害物によって生じる信号減衰や、周囲の建物等の影響によるマルチパスノイズ発生により劣化する。そのためＧＰＳ衛星の受信電波の電界強度が大きい方が正確に位置検出ができるので、ＧＰＳ衛星から受信した電波の電界強度に関連したＳ／Ｎ値等を計測し、その値が所定値以下のＧＰＳデータは、位置検出に用いないように閾値が設けられる。なお、信号精度が高いＧＰＳ衛星の信号のみを利用しようとしてこの閾値を高く設定すると、位置検出に用いることのできるＧＰＳ衛星の数が少なくなる。
【０００７】
また、測量のために必要とするＧＰＳ衛星の配置の測量精度に対する影響は、ＤＯＰ値（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：以下ＤＯＰ値と略称する）で表される。このＤＯＰ値は現在位置の測定に用いた複数のＧＰＳ衛星の配置を数値化したものであり、例えば、３個以上のＧＰＳ衛星を用いて現在位置を検出した場合はその複数のＧＰＳ衛星が成す面積などによって数値化され、ＤＯＰ値は小さい方が正確に位置検出ができる。
【０００８】
したがって、可視衛星の中でＤＯＰ値が最小となる組み合わせを選択するに際し、その最小値の組み合わせであっても所定値よりも大きい場合は正確な位置データが得られないので、所定の閾値より大きい場合はそのデータを使用しないようにしている。そのため、この閾値を小さく設定すると精度の良いデータを用いることができるのに対して、その閾値をクリアする衛星の組み合わせが得られない場合が多くなり、その際にはＧＰＳ衛星による現在位置の検出を行うことができない場合が多くなってしまう。
【０００９】
なお、上記のようなＤＯＰ値を考慮して適切な位置検出を行う技術としては種々のものが提案されているが、その一つの手法として特許文献１に記載されているような技術がある。この技術においては、所定個数の可視衛星の各組合せについてそれぞれＤＯＰ値を所定の算出タイミングで算出し、ＤＯＰ値が最小の組合せを選択して、選択した組合せからなる各衛星の受信データに基づき測位計算を実行するに際して、ＤＯＰ値の限界値を予め設定しておき、ＤＯＰ値の算出タイミングにおけるＤＯＰ値がそれまで選択していた組合せ以外の組合せについて最小となった場合には、それまで選択していた組合せに係るＤＯＰ値が設定された限界値を越えない限り、測位計算に係る衛星の組合せを維持させるようにして、測位計算に用いる衛星の組み合わせが短時間で変化することによるデータの変化を防止し、測位計算により得られる現在位置の航跡をより滑らかにしている。
【特許文献１】特開平６−１８６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のようにナビゲーションシステム、更にはパソコン、携帯情報端末、携帯電話等に用いるＧＰＳ受信器は、現在位置を正確に確定することが重要であり、ＧＰＳ受信システムに対しては、高品質の信号を用いることにより高精度で位置測位を行い、かつ衛星を用いた測位を行うことができる確率が高くなるようにする、という要求がある。しかしながら、ノイズの影響や、伝搬路障害物やマルチパスの影響による劣化信号受信により、受信信号にエラー成分を含み測位位置誤差が増大する問題がある。
【００１１】
また一方では、受信信号のレベルが低い為に測位演算に使用できないことや、測位計算時の衛星配置状況によるＤＯＰ値が大きな値となり測位計算結果の信憑性が低く、測位解を利用できない事象が発生する事がある。
【００１２】
上記の２つの現象には相反する特性があり、高精度測位を目指して「信号の品位を高めるために信号の採用基準を厳しくする」、「測位解採用基準として、ＤＯＰ値を厳しく設定する」ことを実施すれば測位確率が劣化し、それに対して測位確率を上げるために信号の品質基準を落とし、ＤＯＰ値の基準を大きく取れば測位確率の向上と引き換えに測位精度が劣化するという、相反する問題がある。
【００１３】
これらの状態は図３に示される。即ち、図３において車両Ｃに搭載しているＧＰＳシステムにおいて、現在受信可能なＧＰＳ衛星はＳ１〜Ｓ８であり、各ＧＰＳ衛星との距離がｒ１〜ｒ８であって、ＧＰＳ衛星Ｓ１は近くの建築物Ｂの影響を受け、ＧＰＳ衛星Ｓ５〜Ｓ８は森林Ｆの影響を受けて受信信号が劣化し、ＧＰＳ衛星Ｓ２〜Ｓ４の３個の衛星の信号のみが予め設定した閾値をクリアしている結果、この３個のＧＰＳ信号のみで測位を行うか、或いは３個のＧＰＳ信号では適切な測位が行われないため、車両が更に移動して４個のＧＰＳ衛星の信号が各々閾値をクリアすることができるまでＧＰＳ衛星による測位を行わないようにすることとなる。このように、ＧＰＳ衛星からの受信信号に対する閾値を正確な位置測定のために高くすると、それをクリアできるＧＰＳ衛星の数が少なくなり、ＧＰＳ衛星による位置測定を行うことができないことが多くなる。
【００１４】
このことは前記のような各ＧＰＳ衛星からの受信信号のレベル以外に、前記のような各受信ＧＰＳ衛星の位置関係に基づくＤＯＰ値について、予め設定した閾値を超えたＧＰＳ衛星の位置関係を持つもののみを選択する場合においても、その閾値を高くするとそれをクリアすることができる場合が少なくなる点において同様である。
【００１５】
このように従来のＧＰＳ受信機では、ＧＰＳ衛星の信号を受信して測位を行う際の適切なＧＰＳ衛星を選択するに際して、各ＧＰＳ衛星からの受信信号レベルについて設定する閾値が固定され、また衛星の相互関係に基づくＤＯＰ値について設定する閾値も固定されていたため、それらの閾値のレベルを上げて測位精度を向上しようとすると、ＧＰＳ衛星による測位を行うことができない場合が多くなる問題があった。特に近年のＧＰＳ受信器においては、携帯電話にこれを適用することも考慮し、高感度で高精度の測位を行うことが特に求められるようになっている。
【００１６】
したがって本発明は、上記のような問題を解決し、各ＧＰＳ衛星からの受信信号レベルの閾値と、衛星の相互関係に基づくＤＯＰ値の閾値を適切に設定し、できる限り精度の良いＧＰＳ衛星の信号を利用した測位を行うことができるＧＰＳ受信器を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記のように、現行のＧＰＳ受信器においては高感度オールインビュータイプのものを採用しており、「如何に多くの信号を受信し、測位演算を収束させるか」との思想があるが、マルチパス波や、伝送路障害により減衰又はデータ欠けを発生した信号、ノイズの影響を受けた信号も測位計算に使用しているために、エラー信号の影響を受け、測位計算に誤差を含む場合が多くあった。それに対し本発明においては、若干の余裕度は持たせてある正規に受信すべき受信レベル以下の信号を排除する事により、上述のマルチパス波や、伝送路障害により減衰又はデータ欠けを発生した信号、ノイズの影響を受けた信号の影響を受けることなく、良好な精度を持つ測位結果を得るように初期設定する。
【００１８】
しかしながら、受信レベルをあまりにも重視すると、測位に必要な数の衛星信号が確保できないが、又は良好な衛星配置を得る事が出来ずに、ＤＯＰ値の影響を受けて測位位置誤差が大きくなる場合がある。それに対して本発明においては、受信レベルとＤＯＰの閾値を徐々に緩和することにより初めて測位解を得られた条件が、その環境下における最適な測位条件であって、最良の測位解を得る事が可能となる。それによりオールインビューに対し、出来るだけエラー信号を排除し、かつ信号エラーの増加に合わせてＤＯＰの閾値を緩和することにより、両条件の中庸をとることができるようになる。
【００１９】
更に、オールインビュータイプを含む一般的な車載用受信機では、受信レベル、ＤＯＰの閾値は固定であり、この条件を満足できなければ「非測位」状態となり測位解を得る事が不可能になるが、受信レベルとＤＯＰの閾値を緩和する事により，何らかの測位解を得ることが出来る可能性が高くなる。その際、測位誤差が大きくなる事が予想されるが、測位条件をホスト側に送信する事により、ホスト側では測位情報の信憑性を検定し、相応の活用を行う事により、効率的なシステムが実現可能とする。
【００２０】
上記のような機能を行う本発明について、より具体的には次のような手段を採用する。即ち、本発明によるＧＰＳ受信器は、ＧＰＳ衛星の信号を受信するＧＰＳ衛星信号受信手段と、受信した衛星の受信レベルが所定の受信レベル閾値以上か否かを判別する受信レベル判別手段と、受信した複数のＧＰＳ衛星の信号を用いて測位計算を行う測位計算手段と、前記測位計算手段で所定の測位計算が行われたか否かを判別する測位計算判別手段と、前記測位計算手段で行った計算が予め設定したＤＯＰ閾値をクリアしたものであるか否かを判別するＤＯＰ値判別手段と、前記測位計算判別手段及びＤＯＰ値判別手段のいずれかをクリアしていないと判別したとき、受信レベル閾値とＤＯＰ閾値のいずれかを選択してその閾値を緩和するように徐々に変更する閾値変更処理手段と、前記測位計算判別手段で前記両閾値をクリアしたと判別したとき前記測位計算手段で計算した結果を出力するデータ出力手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明による他のＧＰＳ受信器は前記ＧＰＳ受信器において、前記閾値変更手段では、ＤＯＰ閾値の変更と受信レベル閾値の変更を交互に行うことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明による他のＧＰＳ受信器は前記ＧＰＳ受信器において、前記閾値変更手段は、前記ＤＯＰ閾値判別手段でＤＯＰ閾値をクリアしたものではないと判別したとき、最初にＤＯＰ閾値の変更を行うことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明による他のＧＰＳ受信器は前記ＧＰＳ受信器において、受信レベル閾値とＤＯＰ閾値には予め高精度側の値である初期閾値を設定していることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明による他のＧＰＳ受信器は前記ＧＰＳ受信器において、前記データ出力手段は、測位計算によって得られた測位解と、該測位解が得られた測位条件とを出力することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明による他のＧＰＳ受信器は前記ＧＰＳ受信器において、前記測位条件は、受信レベル閾値、ＤＯＰ閾値、測位計算に用いた衛星の個数の少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明による他のＧＰＳ受信器は前記ＧＰＳ受信器において、前記受信レベル閾値は、受信衛星毎に異なった所定の値を設定することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明による他のＧＰＳ受信器は前記ＧＰＳ受信器において、前記測位計算判別手段には測位解が得られたか否かを判別する測位計算判別手段を備え、該測位計算判別手段で測位解が得られたと判別したとき、前記ＤＯＰ値判別手段で判別を行うことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明によるＧＰＳ受信方法は、複数のＧＰＳ衛星信号を受信して受信した衛星の受信レベルが所定の受信レベル閾値以上のＧＰＳ衛星の信号により測位を行い、測位時のＤＯＰ値が予め設定したＤＯＰ閾値をクリアしていないときには受信レベルとＤＯＰ閾値とを徐々に緩和する設定をし、前記ＤＯＰ閾値をクリアしたときにはそのときの測位データを出力することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明によるＧＰＳ受信方法は前記ＧＰＳ受信方法において、前記閾値の変更は、ＤＯＰ閾値の変更と受信レベル閾値の変更を交互に行うことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明によるＧＰＳ受信方法は前記ＧＰＳ受信方法において、受信レベル閾値とＤＯＰ閾値には予め高精度側の値である初期閾値を設定していることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明によるＧＰＳ受信方法は前記ＧＰＳ受信方法において、前記ＤＯＰ閾値をクリアしたときにはそのときの測位データと共に、測位条件とを出力することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明によるＧＰＳ受信方法は前記ＧＰＳ受信方法において、前記測位条件は、受信レベル閾値、ＤＯＰ閾値、測位計算に用いた衛星の個数の少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明によるＧＰＳ受信方法は前記ＧＰＳ受信方法において、前記受信レベル閾値は、受信衛星毎に異なった所定の値を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は上記のように信号の受信レベルに予め高く設定した初期閾値を設けることにより、マルチパスや伝送路障害、ノイズ等によるエラー成分を含んだＧＰＳ衛星信号の利用を防ぐことができ、測位計算結果の精度が高くなり、測位データの振れも少なくなる。更に、ＤＯＰ値も考慮するので、一層の高精度測位解を得る事が可能となる。
【００３５】
特に初期閾値を従来のものよりも充分高精度の方向にセットしておいても、その初期閾値をクリアすることができない状況では、その後の閾値を徐々に緩和することにより、円滑に適切な測位解を求めることができるので、このような初期閾値を充分高精度方向に設定しておくことが可能となる。
【００３６】
また、従来の予め固定した所定の閾値に基づいて測位解を求めるか否かを決定するものにおいては、そのときの測位解が必要な場合であっても、受信レベル条件やＤＯＰ閾値をクリアできなければ、とりあえず何らかの測位解を欲しいときにもその測位解自体を得ることができないが、本発明においては受信レベルとＤＯＰ値の規定値を徐々に下げて行き、測位できた場合にはその状況における最適な測位解を得ることが可能となる。
【００３７】
更に上記のような受信レベルの閾値を徐々に緩和すると共に、ＤＯＰ閾値も徐々に緩和して行く手法を採用しているので、受信レベルとＤＯＰ値の両条件を両立した、その状況における実質的に最適な高精度測位解を得ることが可能となる。
【００３８】
しかも、測位計算出力条件を緩和した際には、測位情報に測位条件を付加してホスト側に提供する事により、ホスト側は測位情報の信憑性を考慮した上で入力した測位データを適宜活用する事が可能となる。そのため高精度測位解と、精度の信頼性が低い場合等をホスト側に伝える事により、測位情報の利用価値を高めることができる。また、上記の手法の採用により、測位精度は犠牲となるものの、測位確率を向上させることが出来るので、測位条件を考慮してこのデータを取り扱うことにより、利用性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明は、ＧＰＳ受信器において、各ＧＰＳ衛星からの受信レベルの閾値と、衛星の相互関係に基づくＤＯＰの閾値を適切に設定し、できる限り高精度の測位を行うことができるようにするという課題を、ＧＰＳ衛星の信号を受信するＧＰＳ衛星信号受信手段と、受信した衛星の受信レベルが所定値以上か否かを判別する受信レベル判別手段と、受信した複数のＧＰＳ衛星の信号を用いて測位計算を行う測位計算手段と、前記測位計算手段で行った計算が予め設定したＤＯＰ閾値をクリアしたものであるか否かを判別するＤＯＰ値判別手段と、前記測位計算判別手段及びＤＯＰ値判別手段のいずれかで閾値をクリアしていないと判別したとき、受信レベル閾値とＤＯＰ閾値のいずれかを選択してその閾値を緩和するように徐々に変更する閾値変更処理手段と、前記測位計算判別手段で前記両閾値をクリアしたと判別したとき前記測位計算手段で計算した結果を出力するデータ出力手段を備えるＧＰＳ受信器により、更に、複数のＧＰＳ衛星信号を受信して受信レベルが所定値以上のＧＰＳ衛星の信号により測位を行い、測位時のＤＯＰ値が予め設定したＤＯＰ閾値をクリアしていないときには受信レベルとＤＯＰ閾値とを徐々に緩和する設定をし、前記ＤＯＰ閾値をクリアしたときにはそのときの測位データを出力することにより実現した。
【実施例１】
【００４０】
本発明の実施例を図面に沿って説明する。図１は本発明によるＧＰＳ受信器において各種機能を行う機能ブロックとそれらの相互関係を示した機能ブロック図である。なお、これらの機能を行う機能部は、それぞれ各機能を行う手段ということもできる。
【００４１】
図１におけるＧＰＳ受信器１の例においては、ＧＰＳ衛星信号受信部１２でＧＰＳ衛星サーチ部１３によって指示されたＧＰＳ衛星を、可視衛星を全て受信するオールインビュー方式でサーチして受信する。受信された信号は受信信号処理部１４におけるトラッキング処理部１５、データ復調部１６等で処理され、処理された信号は測位計算部１７に出力する。
【００４２】
測位計算部１７では、オールインビュー方式で受信されたＧＰＳ衛星の中から受信レベルが、後述する測位条件設定部２３の受信レベル閾値設定部２４において設定された閾値を基準にして、測位計算が可能となったものをＧＰＳ衛星選択部１８で選択し、それらのＧＰＳ衛星の受信信号を用いて測位計算を行う。測位計算判別部２０では、この測位計算部１７内で測位計算が可能であったか否かを判別する。その判別の結果測位計算ができないと判別したときには、閾値変更処理部２６に対して閾値変更処理の指示を行い、閾値変更処理部２６では、予め設定している受信レベル閾値の変化分だけ閾値を緩和する閾値変更処理を行い、それにより測位条件設定部２３における受信レベル閾値設定部２４では閾値が徐々に緩和設定される。
【００４３】
ＤＯＰ値判別部２２では、測位計算部１７で計算したときのＧＰＳ衛星の位置関係により得られるＤＯＰ値が、測位条件設定部２３におけるＤＯＰ閾値設定部２５で設定されている所定のＤＯＰ閾値をクリアするか否かを判別する。その判別の結果クリアしないと判別したときには、閾値変更処理部２６で受信レベル閾値またはＤＯＰ閾値を予め設定した分だけ緩和する処理を行い、それにより測位条件設定部２３における受信レベル閾値設定部２４またはＤＯＰ閾値設定部２５では、それらの閾値が徐々に緩和設定される。
【００４４】
測位計算部１７において上記のような閾値の緩和処理がなされた結果、その閾値をクリアした測位解が得られたときには、そのときの測位解をデータ出力部における測位解出力部２８からナビゲーション装置等に出力する。また、このようにして測位解が得られたときには測位条件設定部２３から最終的に設定された測位条件やＤＯＰ値等を取り込み、測位解を利用するナビゲーション装置内における各種データ処理部での測位解利用時の参考データ等として、測位条件出力部２９からこれを出力する。なお、このとき出力する測位条件としては、受信レベル閾値、ＤＯＰ閾値、測位計算に用いた衛星の個数の少なくとも一つを含み、これらの全てを出力しても良く、更にはこれらの値に適宜の係数を付与して所定の計算を行った値を出力するようにしても良い。更にこのような測位条件の出力データは、このデータを使用する各処理部において適宜の計算処理を行って利用するようにしても良い。
【００４５】
上記のような機能構成からなる本発明のＧＰＳ受信器は、例えば図２に示す作動フローによって順に作動させることができる。以下に図２の作動フローを、前記図１の機能ブロック図、図３のＧＰＳ信号受信状況例、図４のＧＰＳ信号受信レベル規定値緩和例、図５のＧＰＳ衛星配置例等を参照しつつ説明する。本発明においては最初測位条件の設定として、前記のようなＧＰＳ衛星の配置の測量精度に対する影響を示すＤＯＰ値の閾値について初期設定を行い、また、信号を受信できるＧＰＳ衛星の内、測位に使用するのに適した受信信号の強度のレベルについて閾値を設定する（ステップＳ１）。この閾値については、各ＧＰＳ衛星に共通の値を使用するほか、各衛星個々に設定しても良い。これらの閾値は図１の測位条件設定部２３における受信レベル閾値設定部２４及びＤＯＰ閾値設定部２５において設定される。
【００４６】
次いで受信できる衛星のサーチを行い、受信できた全てのＧＰＳ衛星について、受信した信号のトラッキング、および信号の復調を行う（ステップＳ２）。これらの処理は図１のＧＰＳ衛星信号受信部１２における各処理部の作動によって行われる。その後上記のようにして得られた復調信号から受信レベルを求め、前記ステップＳ１で設定した受信レベル閾値の初期設定値をクリアする衛星のみによって測位計算を実施する（ステップＳ３）。このようにして予め設定した閾値以上の衛星の選択を行い（ステップＳ４）、その閾値をクリアすることができた衛星の信号のみを採用して測位計算を実施する（ステップＳ５）。このような処理を行うことにより、ＧＰＳの劣化信号をより確実に排除することができる。なお、これらの測位計算は図１における測位計算部１７において、ＧＰＳ衛星信号受信部１２の信号を取り込み、測位条件設定部２３の受信レベル閾値設定部２４で設定された閾値を参照して処理を行う。
【００４７】
次いでその測位計算はできたか否かを判別し（ステップＳ５）、受信レベル閾値以上の衛星の数が少ない等の理由により測位計算ができないときにはステップＳ１１に進み、前記ステップＳ１で行った受信レベルの初期設定値を変更するため、受信レベルの緩和処理を行う。また、このステップＳ５で前記初期設定された閾値をクリアできた衛星信号によって測位がなされる場合は、前記のようにその初期設定閾値を予め小さく設定しているので高精度で安定した測位データを得ることができ、次いでステップＳ６に進む。
【００４８】
前記ステップＳ５において測位計算が完了しないと判別した後の処理であるステップＳ１１においては、図４に示すように、前記初期設定された受信レベルの閾値が規定レベル−Ｘ０ｄＢｍであるとき、それよりも緩い規定レベルである−Ｘ１ｄＢｍに受信レベル閾値の緩和処理を行う。この緩和処理は図１の測位計算判別部２０で測位計算ができたか否かを判別し、測位計算ができないと判別したときに閾値変更処理部２６において、受信レベル閾値設定部２４の閾値を緩和することによって行われる。その後、ステップＳ３において前記と同様に、受信レベル閾値をクリアするＧＰＳ衛星を選択し、次いで選択した衛星によって測位計算を実施し、ステップＳ５において再び測位計算は完了したか否かの判別を行う。
【００４９】
その判別の結果、未だその計算が完了できないと判別したときには再度同様の処理を行い、図４に示す規定レベルを再度下げる緩和処理を行う。このようにして順に規定レベルを下げることによって測位ができたときにはステップＳ６に進む。このような処理の結果、例えば図３に示す例において、初期設定による規定値をクリアしたＧＰＳ衛星が衛星Ｓ２、衛星Ｓ３、衛星Ｓ４のみであり、所定の測位を行うことができる４個のＧＰＳ衛星が確保できなかったとき、閾値としての規定レベルの緩和処理によってＧＰＳ衛星Ｓ５のデータも測位計算に含めることができるようになり、この状態で図２のステップＳ５において測位計算が完了したと判別することができる。
【００５０】
上記のような方式で測位計算を行うと、測位位置精度の向上は図られるが、使用可能な衛星数が減少し、測位衛星数の不足によって衛星の位置関係の良好なものが得られず、ＤＯＰ値の劣化が発生し、結果的に非測位扱いとなってしまう場合が多く発生し、測位解が必要なときに使用できない場合がある。
【００５１】
そのため本発明では、ステップＳ５で測位計算が完了したと判別したときには、衛星配置に基づく値であるＤＯＰ値がステップＳ１で初期設定したＤＯＰ閾値をクリアするものであるか否かを判別し（ステップＳ６）、クリアしていないと判別したときには、ＤＯＰ値と受信レベルの閾値の内いずれの方の緩和処理を行うか、即ちＤＯＰ値を緩和するか否かを判別し（ステップＳ８）、ＤＯＰ閾値の方を緩和すると判別したときにはＤＯＰ閾値の緩和処理を行う（ステップＳ９）。この処理は図１のＤＯＰ値判別部２２が測位条件設定部２３におけるＤＯＰ閾値設定部２５で設定された閾値をクリアしているか否かを判別し、クリアしていないときには閾値変更処理部２６がＤＯＰ閾値設定部２５の閾値を緩和することによって行われる。また、前記ステップＳ８でＤＯＰ閾値を緩和しない、即ち受信レベルの閾値の方を緩和すると判別したときには、ステップＳ１１に進んで前記と同様の処理を繰り返す。
【００５２】
ステップＳ９でＤＯＰ閾値の緩和処理を行ったときには、前記のように受信レベルの閾値をクリアしたＧＰＳ衛星の中で各種衛星の組み合わせで測位計算を行った結果が、緩和したＤＯＰ閾値をクリアしているか否かを再度判別する（ステップＳ１０）。その判別の結果、現在の受信レベルの閾値をクリアしたＧＰＳ衛星の組み合わせではＤＯＰ閾値を未だクリアすることができないときにはステップＳ１１に進み、受信レベル閾値の緩和処理を行う。この緩和処理は前記図４に示すように予め定められた値に順に緩和していく。その後の処理は前記と同様であり、その結果ＤＯＰ閾値をクリアするか否かを判別する衛星の組み合わせ数が増加し、ほとんどの場合は受信レベル閾値の緩和処理と、ＤＯＰ閾値の緩和処理を繰り返す内にステップＳ８においてＤＯＰ値が閾値をクリアすることとなる。
【００５３】
この状態は例えば図５に示すように行われる。即ち、図５に示す例においては受信レベルの閾値の緩和処理を含めて結果的に受信レベル閾値を超えたＧＰＳ衛星が衛星Ｓ２、衛星Ｓ３、衛星Ｓ４であるとき、更に受信レベル閾値を緩和することにより、衛星Ｓ５を測位に利用することができるようになり、この衛星Ｓ５を含んだＧＰＳ衛星の組み合わせによってＤＯＰ閾値を満足でき、測位を行うことができるようになった例を示している。
【００５４】
このようにして最初にＤＯＰ閾値をクリアした状態において、ここでは既に前記のように受信レベルの閾値もクリアしているので、その測位解を採用する。このように測位計算を行った状態の受信レベル緩和値と、ＤＯＰ値の緩和値を前記測位解とセットでホスト側に提供し（ステップＳ６）、一連の処理を終了する（ステップＳ１２）。これらの出力処理は、図１におけるデータ出力部２７において、測位解出力部２８から測位解を出力し、測位条件出力部２９からは更にその測位解が得られた上記のような測位条件を出力することにより行われる。
【００５５】
上記のような一連の処理についてより具体的には図６に示すように行われる。即ち、同図（ａ）には可視衛星についてその衛星番号と受信レベル（ｄＢｍ）の例を示し、（ｂ）には受信レベル閾値及びＤＯＰ閾値の緩和により測位使用衛星が選択され、且つ測位解が得られ、最終的な高精度測位解が得られていく状態を示している。
【００５６】
最初に受信レベル閾値が図６（ｂ）に示すように−１２３ｄＢｍであったとき、これをクリアできる衛星は番号１１の衛星のみであり、これでは測位することができない。したがってこのときの測位解出力はＮＧとなり出力されない。次いで受信レベル閾値を先の−１２３ｄＢｍを−３ｄＢｍ緩和し−１２６ｄＢｍにした結果、番号２５の衛星も測位に使用可能となる。しかしながら測位使用衛星が２個の場合は通常の測位はできないため測位解は得られなず、高精度測位解も当然ＮＧとなる。
【００５７】
ここで更に受信レベル閾値を−３ｄＢｍ緩和して−１２９ｄＢｍにすると、番号７の衛星も使用可能となり測位可能衛星が３個となるため、この例においてはこれらの衛星によって測位可能となり、測位解が得られる。ただし、このときの衛星の配置状態ではこの測位解に対するＤＯＰ値が３．１のため、このときに設定している高精度用のＤＯＰ値である１．５をクリアしておらず、高精度測位解としての出力はＮＧとなる。そのため測位解を次の所定の閾値である３．０に緩和すると、これでも前記測位解に対するＤＯＰ値３．１はクリアできていない。そのため、測位解は得られても所望の高精度測位解はＮＧとなる。
【００５８】
次いで受信レベルを更に−３ｄＢｍ緩和して−１３２ｄＢｍとすると、この例においては更に番号３１の衛星が測位使用可能となるため、衛星配置の状態が向上しＤＯＰ値が２．７となって、前記ＤＯＰ閾値３．０をクリアすることとなる。ここで得られた４個の衛星を使用して得られた測位解が高精度測位解となって出力ができるようになり、ＯＫとなる。なお、図６に示す例においては、受信レベル閾値の緩和条件を更に−１３２、−１３５、−１３８と順に設定しており、またＤＯＰ閾値を５．０、１０．０、２０．０と用意していて、受信レベル閾値とＤＯＰ閾値が交互に緩和できるように設定している。
【００５９】
なお、前記実施例においては上記のように受信レベル閾値をクリアした衛星が３個になったとき測位解が得られるようにした例を示したが、特別の条件においては２個の衛星が測位使用可能となったとき測位解が得られたものと設定することもでき、更に４個の衛星が測位使用可能となったとき測位解が得られたものとして処理を行うように設定することもできる。また、測位解が得られるまで単に受信レベルを緩和するだけでなく、受信レベルの緩和に合わせて適宜ＤＯＰ閾値も低下させるように設定しても良い。
【００６０】
本発明はこのようにしてＧＰＳ衛星の受信データを利用した測位を確実に行うことができ、その際に測位条件のデータに基づく測位解の信頼性指標の出力を行い、ＧＰＳの測位解を利用するナビゲーション装置等の演算部においてこの測位解を利用する際に、測位解とセットで送られてくるこの信頼性指標を利用することができるため、それぞれの演算分野でこの指標を利用して適切な演算処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によるＧＰＳ受信器は、現在車両に広く搭載されている車両用ナビゲーション装置のほか、携帯用パソコン、携帯情報端末に搭載して現在位置を測位するために用いることができ、更に近年実用化されている携帯電話に搭載して現在位置を正確に知るために用いる等、広範囲の分野に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例の機能ブロック図である。
【図２】同実施例を作動する作動フロー図である。
【図３】ＧＰＳ信号の受信状況を説明する模式図である。
【図４】同実施例のＧＰＳ信号受信レベル規定値を緩和する例を示す図である。
【図５】同実施例のＧＰＳ衛星配置例を示す図である。
【図６】同実施例において受信レベル及びＤＯＰの各閾値の緩和と測位状態を示す表である。
【符号の説明】
【００６３】
１１  ＧＰＳ受信器  
１２  ＧＰＳ衛星信号受信部
１３  ＧＰＳ衛星サーチ部
１４  受信信号処理部
１５  トラッキング処理部
１６  データ復調部
１７  測位計算部
１８  ＧＰＳ衛星選択部
２０  測位計算判別部
２１  ＤＯＰ値検出部
２２  ＤＯＰ値判別部
２３  測位条件設定部
２４  受信レベル閾値設定部
２５  ＤＯＰ閾値設定部
２６  閾値変更処理部
２７  データ出力部
２８  測位解出力部
２９  測位条件出力部
【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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【図６】
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