(57)【要約】【課題】従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行い、高精度で測位計算を行う。【解決手段】ナビゲーション装置１０は、速度ベクトル算出器３３と、マルチパス判定楕円算出器２３と、位置及び速度算出器２２とを備える。マルチパス判定楕円算出器２３は、現在位置とナビゲーション装置１０の進行方向とに基づいてマルチパス判定楕円を算出する。位置及び速度算出器２２は、受信無線信号のＧＰＳ衛星からナビゲーション装置までの伝搬距離とマルチパス判定楕円とに基づいて、受信無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、マルチパス合成信号でないと判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて自車位置を算出する。【選択図】図１
2008051572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の測位システムの各送信局からの無線信号を受信して現在位置を測位するナビゲーション装置において、
少なくとも１つの自立センサからの信号に基づいて、速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出手段と、
前記現在位置と、前記速度ベクトルに基づいて算出されたナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するために用いるマルチパス判定領域を算出するマルチパス判定領域算出手段と、
前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局からナビゲーション装置までの伝搬距離と、前記算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理によりマルチパス合成信号でないと判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出する測位手段とを備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
前記測位手段は、前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局からナビゲーション装置までの伝搬距離と、前記現在位置から前記測位システムの各送信局までの距離との差分を算出し、前記算出した差分を所定の地図データに水平投影し、前記水平投影された差分が前記マルチパス判定領域の範囲内であるか否かを判定することにより前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理により水平投影距離が前記マルチパス判定領域の範囲内であると判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記測位手段は、前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局から停止時のナビゲーション装置までの伝搬距離の所定期間の変化量の積分値と、前記測位システムの各送信局の軌道位置の前記所定期間の変化量の積分値との差分を算出し、前記算出した差分を所定の地図データに水平投影し、前記水平投影された差分が前記マルチパス判定領域の範囲内であるか否かを判定することにより前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理により水平投影距離が前記マルチパス判定領域の範囲内であると判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記測位手段は、ナビゲーション装置の移動速度が所定のしきい値速度以下であるか否かを判定し、移動速度が前記しきい値速度以下であると判定されたときのみ、前記マルチパス判定処理を実行するように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
前記地図データと、前記速度ベクトル算出手段により算出された速度ベクトルと、前記測位手段により算出された自車位置とに基づいて、正確な現在位置を特定するようにマッチング処理を実行して現在位置を出力するマッチング手段をさらに備え、
前記地図データは道路形状に関する情報を含み、
前記マッチング手段は、前記現在位置が前記地図データの道路上に投影されるか否かを判定し、
前記測位手段は、前記現在位置が前記地図データの道路上に投影されると判定されたときのみ、前記マルチパス判定処理を実行するように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記マルチパス判定領域算出手段は、前記現在位置を中心とし、前記算出されたナビゲーション装置の進行方向の長さが前記算出されたナビゲーション装置の進行方向と直角の方向の長さよりも長い前記マルチパス判定領域を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のナビゲーション装置。
【請求項７】
前記地図データは道路幅員に関する情報を含み、
前記マルチパス判定領域算出手段は、前記現在位置における道路幅員を前記地図データから読み出し、前記読み出した道路幅員に基づいて前記マルチパス判定領域の大きさを変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のナビゲーション装置。
【請求項８】
所定の測位システムの各送信局からの無線信号を受信して現在位置を測位するナビゲーション装置のためのナビゲーション方法であって、
少なくとも１つの自立センサからの信号に基づいて、速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出ステップと、
前記現在位置と、前記速度ベクトル算出ステップにより算出された速度ベクトルに基づいて算出された前記ナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するために用いるマルチパス判定領域を算出するマルチパス判定領域算出ステップと、
前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局から前記ナビゲーション装置までの伝搬距離と、前記マルチパス判定領域算出ステップにより算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理によりマルチパス合成信号でないと判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出する測位ステップとを含むことを特徴とするナビゲーション方法。
【請求項９】
コンピュータによって実行され、衛星測位システムからの受信無線信号を用いて、現在位置を地図上に表示するナビゲーション装置のためのナビゲーションプログラムであって、
少なくとも１つの自立センサからの信号に基づいて、速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出ステップと、
前記現在位置と、前記速度ベクトル算出ステップにより算出された速度ベクトルに基づいて算出された前記ナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するために用いるマルチパス判定領域を算出するマルチパス判定領域算出ステップと、
前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局から前記ナビゲーション装置までの伝搬距離と、前記マルチパス判定領域算出ステップにより算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理によりマルチパス合成信号でないと判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出する測位ステップとを含むことを特徴とするナビゲーションプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置及び、その方法、並びにそのプログラムに関する。特に、本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の衛星測位システムからの受信無線信号に基づいて位置を測定するナビゲーション装置及び、その方法、並びにそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
利用者を目的地まで案内する車載用ナビゲーションシステムにおいては、ＧＰＳ等の衛星測位システムからの受信無線信号に基づいて位置計算及び速度計算を含む測位計算を行っている。しかし、ビル街等では反射によるマルチパス波の影響を受けるため、衛星からの無線信号の伝搬距離を正しく測定できず、測位計算の計算結果に大きな誤差を生じることがあった。その対策として、特許文献１に、従来例のカーナビゲーション装置におけるマルチパス判定方法が開示されている。従来例のカーナビゲーション装置におけるマルチパス判定方法は、自車位置及び自車の速度ベクトルから求めた受信しているＧＰＳ信号の推定ドップラーシフト量と、受信しているＧＰＳ信号の搬送波を測定して得られる実測ドップラーシフト量との差分が、所定のしきい値以上である場合に、受信した信号がマルチパスであると判定し、マルチパスであると判定されたＧＰＳ信号を除いてＧＰＳ測位演算を実行する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６４４０９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例のカーナビゲーション装置におけるマルチパス判定方法では、特にマルチパスの影響を受けやすい停車中においては、車速パルスや他の自立センサからの信号を用いて算出する推定ドップラーシフト量を算出できず、ＧＰＳ信号の搬送波から算出する実測ドップラーシフト量からだけでは正確にマルチパス判定処理を行うことが困難であった。また、車両の進行方向に対して直角の方向にあるＧＰＳ衛星については、車両が移動している場合でもＧＰＳ衛星に対する距離の変化が少なく、ドップラーシフト周波数が発生しないため、正確にマルチパス判定処理を行うことが困難であった。その結果、上記従来例のマルチパス判定方法は、測位計算の精度を向上させることが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができるナビゲーション装置及び、その方法、並びにそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るナビゲーション装置は、所定の測位システムの各送信局からの無線信号を受信して現在位置を測位するナビゲーション装置において、少なくとも１つの自立センサからの信号に基づいて、速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出手段と、前記現在位置と、前記速度ベクトルに基づいて算出されたナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するために用いるマルチパス判定領域を算出するマルチパス判定領域算出手段と、前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局からナビゲーション装置までの伝搬距離と、前記算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理によりマルチパス合成信号でないと判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出する測位手段と、前記所定の地図データとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ナビゲーション装置の現在位置と、速度ベクトルに基づいて算出されたナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、マルチパス判定領域を算出し、受信された無線信号の測位システムの各送信局からナビゲーション装置までの伝搬距離と、算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、マルチパス判定処理を実行し、マルチパス合成信号でないと判定された測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて正確な現在位置を測位するので、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【０００８】
上記ナビゲーション装置において、前記測位手段は、前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局からナビゲーション装置までの伝搬距離と、前記現在位置から前記測位システムの各送信局までの距離との差分を算出し、前記算出した差分を所定の地図データに水平投影し、前記水平投影された差分が前記マルチパス判定領域の範囲内であるか否かを判定することにより前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理により水平投影距離が前記マルチパス判定領域の範囲内であると判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出することを特徴とする。とって代わって、上記ナビゲーション装置において、前記測位手段は、前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局から停止時のナビゲーション装置までの伝搬距離の所定期間の変化量の積分値と、前記測位システムの各送信局の軌道位置の前記所定期間の変化量の積分値との差分を算出し、前記算出した差分を所定の地図データに水平投影し、前記水平投影された差分が前記マルチパス判定領域の範囲内であるか否かを判定することにより前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理により水平投影距離が前記マルチパス判定領域の範囲内であると判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、ナビゲーション装置の現在位置と、速度ベクトルに基づいて算出されたナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、マルチパス判定領域を算出し、受信された無線信号の測位システムの各送信局からナビゲーション装置までの伝搬距離と、算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、マルチパス判定処理を実行し、マルチパス合成信号でないと判定された測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて正確な現在位置を測位するので、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【００１０】
また、上記ナビゲーション装置において、前記測位手段は、ナビゲーション装置の移動速度が所定のしきい値速度以下であるか否かを判定し、移動速度が前記しきい値速度以下であると判定されたときのみ、前記マルチパス判定処理を実行するように制御することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、前記測位手段は、ナビゲーション装置の移動速度が所定のしきい値速度以下であるか否かを判定するので、特にマルチパスの影響を受けやすい環境において、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【００１２】
さらに、上記ナビゲーション装置において、前記地図データと、前記速度ベクトル算出手段により算出された速度ベクトルと、前記測位手段により算出された自車位置とに基づいて、正確な現在位置を特定するようにマッチング処理を実行して現在位置を出力するマッチング手段をさらに備え、前記地図データは道路形状に関する情報を含み、前記マッチング手段は、前記現在位置が前記地図データの道路上に投影されるか否かを判定し、前記測位手段は、前記現在位置が前記地図データの道路上に投影されると判定されたときのみ、前記マルチパス判定処理を実行するように制御することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、測位手段は、マッチング手段において現在位置が地図データの道路上に投影されると判定されたときのみ、マルチパス判定処理を実行するので、特にマルチパスの影響を受けている可能性が高い状況において、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【００１４】
またさらに、上記ナビゲーション装置において、前記マルチパス判定領域算出手段は、前記現在位置を中心とし、前記算出されたナビゲーション装置の進行方向の長さが前記算出されたナビゲーション装置の進行方向と直角の方向の長さよりも長い前記マルチパス判定領域を算出することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、マルチパス判定処理において、算出されたナビゲーション装置の進行方向の長さが算出されたナビゲーション装置の進行方向と直角の方向の長さよりも長いマルチパス判定領域を用いるので、特にマルチパスの影響を受けやすい方向に存在する測位システムの送信局からの受信無線信号に対して、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【００１６】
また、上記ナビゲーション装置において、前記地図データは道路幅員に関する情報を含み、前記マルチパス判定領域算出手段は、前記現在位置における道路幅員を前記地図データから読み出し、前記読み出した道路幅員に基づいて前記マルチパス判定領域の大きさを変更することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、現在位置における道路幅員に基づいてマルチパス判定領域の大きさを変更するので、道路幅員に応じてより柔軟にマルチパス判定処理を行い、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【００１８】
第２の発明に係るナビゲーション方法は、所定の測位システムの各送信局からの無線信号を受信して現在位置を測位するナビゲーション装置のためのナビゲーション方法であって、少なくとも１つの自立センサからの信号に基づいて、速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出ステップと、前記現在位置と、前記速度ベクトル算出ステップにより算出された速度ベクトルに基づいて算出された前記ナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するために用いるマルチパス判定領域を算出するマルチパス判定領域算出ステップと、前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局から前記ナビゲーション装置までの伝搬距離と、前記マルチパス判定領域算出ステップにより算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理によりマルチパス合成信号でないと判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出する測位ステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
第３の発明に係るナビゲーションプログラムは、コンピュータによって実行され、衛星測位システムからの受信無線信号を用いて、現在位置を地図上に表示するナビゲーション装置のためのナビゲーションプログラムであって、少なくとも１つの自立センサからの信号に基づいて、速度ベクトルを算出する速度ベクトル算出ステップと、前記現在位置と、前記速度ベクトル算出ステップにより算出された速度ベクトルに基づいて算出された前記ナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するために用いるマルチパス判定領域を算出するマルチパス判定領域算出ステップと、前記受信された無線信号の前記測位システムの各送信局から前記ナビゲーション装置までの伝搬距離と、前記マルチパス判定領域算出ステップにより算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、前記測位システムの各送信局からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、前記マルチパス判定処理によりマルチパス合成信号でないと判定された前記測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて自車位置を算出する測位ステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のナビゲーション装置及び、その方法、並びにそのプログラムによれば、ナビゲーション装置の現在位置と、速度ベクトルに基づいて算出されたナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、マルチパス判定領域を算出し、受信された無線信号の測位システムの各送信局からナビゲーション装置までの伝搬距離と、算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、マルチパス判定処理を実行し、マルチパス合成信号でないと判定された測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて正確な現在位置を特定するので、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係るナビゲーション装置１０について、図面を用いて説明する。本実施形態に係るナビゲーション装置１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの受信無線信号に基づいて車両の現在位置を測定してユーザに知らせることを目的とする車載用ナビゲーション装置である。図１は、本実施形態に係るナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態に係るナビゲーション装置１０は、ＧＰＳ衛星からの無線信号を受信して現在位置を測位する。ナビゲーション装置１０は、速度ベクトル算出器３３と、マルチパス判定楕円算出器２３と、位置及び速度算出部２２とを備える。速度ベクトル算出器３３は、ジャイロセンサ３１及び車速パルス発生器３２からの信号に基づいて、速度ベクトルを算出する。マルチパス判定楕円算出器２３は、現在位置と、速度ベクトルに基づいて算出されたナビゲーション装置１０の進行方向とに基づいて、ＧＰＳ衛星からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するために用いるマルチパス判定楕円を算出する。位置及び速度算出部２２は、受信された無線信号のＧＰＳ衛星からナビゲーション装置１０までの伝搬距離と、算出されたマルチパス判定楕円とに基づいて、ＧＰＳ衛星からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、マルチパス判定処理によりマルチパス合成信号でないと判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて自車位置を算出する。
【００２３】
ここで、位置及び速度算出器２２は、受信された無線信号のＧＰＳ衛星からナビゲーション装置１０までの伝搬距離と、現在位置からＧＰＳ衛星までの距離との差分を算出し、算出した差分を地図データベースメモリ３４内の地図データに水平投影し、水平投影された差分がマルチパス判定楕円の範囲内であるか否かを判定することによりＧＰＳ衛星からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、マルチパス判定処理により水平投影距離が前記マルチパス判定楕円の範囲内であると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて自車位置を算出する。
【００２４】
また、位置及び速度算出器２２は、ナビゲーション装置１０の移動速度が所定のしきい値速度Ｍｋｍ／ｈ以下であるか否かを判定し、移動速度が前記しきい値速度Ｍｋｍ／ｈ以下であると判定されたときのみ、マルチパス判定処理を実行するように制御する。
【００２５】
さらに、地図データベースメモリ３４内の地図データと、算出された速度ベクトルと、算出された自車位置とに基づいて、正確な現在位置を特定するようにマッチング処理を実行して現在位置を出力するマッチング部３５をさらに備え、地図データベースメモリ３４内の地図データは道路形状に関する情報を含み、マッチング部３５は、現在位置が上記地図データの道路上に投影されるか否かを判定し、位置及び速度算出器２２は、現在位置が上記地図データの道路上に投影されると判定されたときのみ、マルチパス判定処理を実行するように制御する。
【００２６】
またさらに、マルチパス判定楕円算出器２３は、現在位置を中心とし、算出されたナビゲーション装置１０の進行方向の長さが算出されたナビゲーション装置１０の進行方向と直角の方向の長さよりも長いマルチパス判定楕円を算出する。
【００２７】
また、地図データベースメモリ３４内の地図データは道路幅員に関する情報を含み、マルチパス判定楕円算出器２３は、現在位置における道路幅員を上記地図データから読み出し、読み出した道路幅員に基づいてマルチパス判定楕円の大きさを変更する。
【００２８】
ＧＰＳ衛星測位システムは、一般的に、高度約２００００Ｋｍの軌道面で地球を周回し、測位用の無線信号を放送する複数のＧＰＳ衛星と、それらＧＰＳ衛星を監視する地上局と、ＧＰＳ衛星から受信無線信号に基づいて位置、速度及び時刻を測定する受信機とで構成されている。ＧＰＳ衛星は、現在２８個打ち上げられており、６つの軌道面をそれぞれ軌道周期約１２時間で周回し、地球上どこでもほぼ２４時間衛星からの無線信号を受信することができる。以下、このようなＧＰＳ衛星測位システムにおいて用いられ、ＧＰＳ衛星からの無線信号を受信する受信機としてのナビゲーション装置１０について説明する。
【００２９】
図１において、ナビゲーション装置１０は、アンテナ１と、ＧＰＳ受信装置２と、ロケーション装置３と、ディスプレイ４とを備えて構成される。ＧＰＳ受信装置２は、信号復調器２１と、位置及び速度算出器２２と、マルチパス判定楕円算出器２３とを備えて構成される。ＧＰＳ受信装置２は、図示しない１２チャンネルの受信回路を備え、１２個のＧＰＳ衛星からの信号を同時に受信することができる。アンテナ１は、ＧＰＳ衛星からの無線信号を受信する。ＧＰＳ衛星測位システムにおいて、ＧＰＳ衛星は、１．５７５４２ＧＨｚのＬ１帯と１．２２７６ＧＨｚのＬ２帯とを利用して無線信号を放送し、現在Ｌ１帯が民生用に利用されている。全てのＧＰＳ衛星からの無線信号は、同一のＬ１帯の周波数を用いて放送されるが、各ＧＰＳ衛星に固有の擬似ランダムノイズ符号（Pseudo Random Noise：ＰＲＮ符号）でスペクトラム拡散されるため、同一周波数を用いた場合でも互いに干渉することなくそれぞれ受信できる。Ｌ１帯で用いられるＰＲＮ符号は１０２３ビットの符号系列であり、このＰＲＮ符号と、それを所定のビットだけシフトした符号とを比較したときの自己相関（信号強度）特性は、２つの符号の位相差が０ビットのとき、つまり２つの符号の位相が完全に一致するとき、自己相関値が最大のピーク値となる。２つの符号の位相差が±１ビット以内のとき、その位相差に比例して相関値が変動し、２つの符号の位相差が＋１ビットより大きい、もしくは、２つの符号の位相差が−１ビットよりも小さいとき、相関値はほぼ０に近い値となる。
【００３０】
信号復調器２１は、このＰＲＮ符号の自己相関特性を利用して、無線信号を受信したい衛星のＰＲＮ符号と同一のＰＲＮ符号（以下、レプリカ信号と言う。）を発生し、そのレプリカ信号を用いて、アンテナ１により受信された無線信号に対して逆拡散処理を行うことで当該無線信号を復調する。また、信号復調器２１は、ＧＰＳ衛星から送信される航法メッセージと呼ばれるデータに基づいて、ＧＰＳ衛星の詳細な時刻情報及び詳細な軌道情報を取得して、位置及び速度算出器２２に出力する。具体的には、ＧＰＳ衛星からは、５０ｂｐｓの速度で航法メッセージが送られる。航法メッセージは、３００ビットずつのサブフレームと呼ばれる単位で構成され、５つのサブフレームが１つのメインフレームを構成する。メインフレームは全部で２５ページ存在し、順次送信される。各サブフレームの先頭には、時刻を示す６秒単位の時刻情報が格納されている。また、航法メッセージの伝送速度が既知であるので、サブフレーム先頭からの航法メッセージのビット数をカウントすることで、６秒以下の時刻が２０ｍｓｅｃ単位で取得され得る。さらに、ＰＲＮ符号の先頭と航法メッセージビットが同期しており、ＰＲＮ符号は１ｍｓｅｃ毎に繰り返されているので、信号復調処理２１で航法メッセージビットの先頭からレプリカ信号を繰り返した回数をカウントすることで、２０ｍｓｅｃ以下の時刻が１ｍｓｅｃ単位で取得され得る。１ｍｓｅｃ以下の時刻は、ＰＲＮ符号の値から取得され得る。信号復調器２１は、このようにして、レプリカ信号から詳細な時刻情報を取得する。なお、航法メッセージの内容は、あらかじめ規定されており、詳細な軌道情報及び他の衛星の概略軌道情報等は、航法メッセージの所定のメインフレーム及びサブフレーム内に格納されたデータを読み出すことによって取得され得る。
【００３１】
位置及び速度算出器２２は、信号復調器２１によって復調された受信無線信号に基づく各データを用いて、位置計算及び速度計算を実行して自車位置及び自車速度を算出する測位部である。信号復調器２１により取得されたＧＰＳ衛星の詳細な時刻情報は、ＧＰＳ衛星からアンテナまでの無線信号の伝搬時間だけ遅延することになるため、位置及び速度算出器２２は、ナビゲーション装置１０が無線信号を受信した瞬間の受信時刻と、信号復調器２１により取得されたＧＰＳ衛星の信号送信時刻との差分を算出し、その差分に光速をかけることで無線信号の伝搬距離を算出する。また、信号復調器２１により取得されたＧＰＳ衛星の詳細な軌道情報を用いて、上記ＧＰＳ衛星の信号送信時刻におけるＧＰＳ衛星の詳細な座標位置を算出する。位置及び速度算出器２２は、算出したＧＰＳ衛星の詳細な座標位置を中心とし、算出した伝搬距離を半径とする以下の球の方程式を少なくとも３つである複数のＧＰＳ衛星について求め、その連立方程式を解くことにより、ナビゲーション装置１０のアンテナ１の位置を計算できる。以下の式（１）において、ＧＰＳ衛星ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ；Ｎは使用する衛星の数）の座標を（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）とし、ナビゲーション装置１０のアンテナ１の座標を（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）とし、ＧＰＳ衛星ｉからナビゲーション装置１０のアンテナ１までの伝搬距離をＬｉとする。なお、当該明細書において、数式がイメージ入力された墨付き括弧の数番号と、数式が文字入力された大括弧の数式番号とを混在して用いており、また、当該明細書での一連の数式番号として「式（１）」の形式を用いて数式番号を式の最後部に付与して（付与していない数式も存在する）用いることとする。
【００３２】
【数１】
2008051572.tif 000003
【００３３】
また、ＧＰＳ衛星からは、Ｌ１帯の固定のキャリア周波数（１．５７５４２ＧＨｚ）で無線信号が放送されるが、ＧＰＳ衛星の移動とナビゲーション装置１０の移動による相対的な位置の変化（速度）により、実際に受信された無線信号のキャリア周波数には最大で±５０００Ｈｚ程度のドップラーシフト周波数が発生する。従って、位置及び速度算出器２２は、受信無線信号のキャリア周波数の測定値から、このドップラーシフト周波数を算出することで、ＧＰＳ衛星とナビゲーション装置１０間の相対速度を求めることができる。また、信号復調器２１によって取得されたＧＰＳ衛星の軌道情報からＧＰＳ衛星の正確な移動速度を算出できる。位置及び速度算出器２２は、算出した相対速度から算出したＧＰＳ衛星の移動速度を減算することで、ナビゲーション装置１０の各ＧＰＳ衛星方向の速度の大きさを算出する。従って、位置及び速度算出器２２は、以下に示す式（２）を、少なくとも３つである複数のＧＰＳ衛星について求め、その連立方程式を解くことにより、ナビゲーション装置１０のアンテナ１の速度を計算する。以下の式（２）において、ナビゲーション装置１０のアンテナ１の各座標方向速度を（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）とし、ナビゲーション装置１０のアンテナ１からＧＰＳ衛星ｉを見た場合の各座標方向角度を（αｉ，βｉ，γｉ）とし、ドップラーシフト周波数から算出した相対速度をＶｄｏｐとし、ＧＰＳ衛星の軌道情報から算出したアンテナ方向速度をＶｓｖとする。
【００３４】
【数２】
2008051572.tif 000004
【００３５】
位置及び速度算出器２２の上記位置計算においては、電離層や対流圏による電波遅延、衛星軌道誤差、周囲の建物等に電波が反射することにより発生する反射波によるマルチパス伝搬波等により現在位置に大きな誤差を含む場合がある。図２（ａ）は、ＧＰＳ衛星ＳＡから直接波信号を受信し、ＧＰＳ衛星ＳＢからマルチパス合成信号を受信する一般的なマルチパス環境を説明するための平面図であり、図２（ｂ）は、上記マルチパス環境を説明するための正面図である。図２において、道路Ｌ上をナビゲーション装置１０を搭載した車両Ｖが走行している場合について考える。道路Ｌ沿いにはビルＢが配置されている。このとき、車両Ｖの進行方向とほぼ同じ方向又はその反対方向に存在するＧＰＳ衛星ＳＡからの無線信号は、ビル等の障害物が少ないため、直接波信号として車両Ｖで受信される。一方、車両Ｖの進行方向とほぼ直角の方向に存在するＧＰＳ衛星ＳＢからの無線信号は、ビルＢで反射し、複数の反射波の合成信号であるマルチパス合成信号として車両Ｖで受信される。このようなマルチパス合成信号は、住宅街等の障害物があまりないところでは発生しにくいが、建築物が道路の両脇に配置された高層ビル街や細街路等の環境において頻発する。このマルチパスによる測定誤差を除去するため、位置及び速度算出器２２は、各ＧＰＳ衛星に対して以下のモードを備える。
【００３６】
（１）受信モード：各ＧＰＳ衛星から受信した無線信号を位置計算及び速度計算に利用するモード。
（２）非受信モード：各ＧＰＳ衛星から受信した無線信号を位置計算及び速度計算から除外するモード。
【００３７】
位置及び速度算出器２２は、上記位置計算及び速度計算において、マルチパス判定楕円算出器２３から入力されるマルチパス判定楕円（図３参照）に基づいて、各ＧＰＳ衛星からの受信無線信号を位置計算及び速度計算に利用するか否かを決定する（図５参照）。具体的には、位置及び速度算出器２２は、各ＧＰＳ衛星からの受信無線信号の伝搬距離と、マッチング部３５によって算出されたナビゲーション装置１０の実際の現在位置から各ＧＰＳ衛星の位置までの距離との差分を求め、その差分の水平投影距離がナビゲーション装置１０の実際の現在位置を基準としたときにマルチパス判定楕円範囲内である場合、そのＧＰＳ衛星を受信モードに設定する。一方、差分の水平投影距離がナビゲーション装置１０の実際の現在位置を基準としたときにマルチパス判定楕円範囲外である場合、そのＧＰＳ衛星を非受信モードに設定する。位置及び速度算出器２２は、以上のようにして算出した自車位置及び自車速度を、それぞれロケーション装置３のマッチング部３５及び速度ベクトル算出器３３に送信する。
【００３８】
マルチパス判定楕円算出器２３は、速度ベクトル算出器３３から入力される速度ベクトルと、マッチング部３５から入力されるマッチング結果と、マッチング部３５を介して地図データベースメモリ３４から読み出される地図データに基づいて、マルチパス判定楕円を設定して（図４参照）、設定したマルチパス判定楕円を位置及び速度算出器２２に出力する。マルチパス判定楕円は、具体的には、図３に示すように、中心をナビゲーション装置１０の現在位置とし、長軸方向をナビゲーション装置１０の進行方向とする楕円Ｏｅである。これは、車両の一般的な動作を考えた場合、停止状態から、それまでの進行方向に対して突然直角方向に移動する可能性は極めて低い故に、また、ナビゲーション装置１０の進行方向に対して直角の方向にあるＧＰＳ衛星からの無線信号がマルチパスの影響を受けやすい故に、短軸方向をナビゲーション装置１０の進行方向に対して直角の方向とすることで、ナビゲーション装置１０の進行方向に対して直角の方向に存在するＧＰＳ衛星に対するマルチパス判定処理の誤差の許容範囲を狭くし、精度を向上させるためである。このとき、マルチパス判定楕円の長軸及び短軸の長さは、地図データベースメモリ３４から読み出した、ナビゲーション装置１０の現在位置に対応する道路幅員等に基づいて変更される。
【００３９】
また、マルチパス判定楕円算出器２３は、以下のモードを備える。
（１）マルチパス判定楕円判定処理の実行モード：位置及び速度算出器２２にマルチパス判定楕円を用いたマルチパス判定処理を行わせるモード。
（２）マルチパス判定楕円判定処理の非実行モード：位置及び速度算出器２２にマルチパス判定楕円を用いたマルチパス判定処理を行わせないモード。
【００４０】
マルチパス判定楕円算出器２３は、マッチング３５から入力されるマッチング結果に応じて、上記マルチパス判定楕円判定処理の実行モード又は非実行モードを設定する。
【００４１】
ロケーション装置３は、地図データベースメモリ３４と、マッチング部３５と、速度ベクトル算出器３３と、ジャイロセンサ３１と、車速パルス発生器３２とを備えて構成される。地図データベースメモリ３４は、例えば日本国内における、少なくとも道路形状、道路幅員、道路方位に関する情報を含む地図データを格納する。ジャイロセンサ３１は、振動センサ等を用いてコリオリの力を検出し、角速度を検出する。車速パルス発生器３２は、一般的にＡＢＳ（Anti Lock Brake System）等にも利用され、タイヤの回転等から、車両の速度に応じたパルス信号を出力する。このような自立センサを用いることで、トンネル内等においてＧＰＳ衛星からの無線信号が受信できない場合でも、自立センサの出力値の変化から位置を求めることができる。なお、図１において、自立センサとしてジャイロセンサ３１及び車速パルス発生器３２のみ図示しているが、それ以外にも２軸又は３軸の加速度センサや地磁気センサ等を備えていてもよい。
【００４２】
速度ベクトル算出器３３は、初期方位を基準として、ジャイロセンサ３１から算出される角速度を積分することにより算出される車両の相対角度から、車両の絶対方位を算出し、車速パルス発生器３２によって求められた車両の速度と、算出された車両の絶対方位とに基づいて、車両の速度ベクトルを算出して出力する。初期方位については、位置及び速度計算器２２で算出された自車速度の変化、及び、マッチング部３５を介して読み出した地図データベースメモリ３４内の地図情報等から推定する。また、一般に、ジャイロセンサ３１及び車速パルス発生器２３は誤差を含んでいるため、長時間の間に誤差が蓄積されて大きな位置誤差になる可能性がある。このような理由から、速度ベクトル算出器３３は、ジャイロセンサ３１と、車速パルス発生器２３とを定期的に補正する。具体的には、速度ベクトル算出器３３は、位置及び速度算出器３３で算出された自車速度の方位変化から求めた角度と、ジャイロセンサ３１の出力値を積分した角度とを比較して、ジャイロセンサ３１の感度特性を補正する。また、速度ベクトル算出器３３は、単位時間当たりの車速パルス数を計測し、位置及び速度算出器２２で算出された自車速度と比較して、車速パルス発生器２３の１パルス当たりの距離変換係数を補正する。
【００４３】
マッチング部３５は、位置及び速度算出器２２で算出した自車位置の誤差を補償するために、地図データベースメモリ３４に格納されている地図データに含まれる道路形状、速度ベクトル算出器３３により求められた速度ベクトルを積分することで求められる相対位置、及び、位置及び速度算出器２２で算出した自車位置を用いて総合的にマッチング処理を行い、現在位置を地図データ上で特定し、その現在位置に関する情報をディスプレイ４及び位置及び速度算出器２２に出力する。このとき、マッチング部３５は、上記マッチング処理において特定した現在位置が地図データベースメモリ３４内の地図データベースの道路上に投影されるか否かを判定し、この判定結果を含むマッチング結果をマルチパス判定楕円算出器２３に出力する。ディスプレイ５は、マッチング部４で決定されたナビゲーション装置の現在位置を地図上に表示する。
【００４４】
なお、以上説明した位置及び速度算出器２２、マルチパス判定楕円算出器２３、速度ベクトル算出器３３及びマッチング部３５における各処理は、１つのコンピュータが上述の各処理を含むプログラムを実行することにより実行される。
【００４５】
図４は、マルチパス判定楕円算出器２３で実行されるマルチパス判定楕円算出処理を示すフローチャートである。図４に示すマルチパス判定楕円算出処理において、現在位置における道路幅員を、第１のしきい値幅員Ｘ（ｍ）及び第２のしきい値幅員Ｙ（ｍ）と比較することによって、マルチパス判定楕円の長軸長と短軸長とを決定する。第１のしきい値幅員Ｘ（ｍ）及び第２のしきい値幅員Ｙ（ｍ）は、以下の式（３）を満たすように設定される。また、マルチパス判定楕円の長軸長は、以下の式（４）を満たすような長軸長ａ，ｃ，ｅのいずれかの値に設定され、マルチパス判定楕円の短軸長は、以下の式（５）を満たすような短軸長ｂ，ｄ，ｆのいずれかの値に設定される。
【００４６】
［数１］
Ｘ＜Ｙ    （３）
［数２］
ａ≦ｃ≦ｅ    （４）
［数３］
ｂ≦ｄ≦ｆ    （５）
【００４７】
図４のステップＳ１において、まず、所定時間（例えば１秒）待機し、ステップＳ２において、マッチング部３５によってナビゲーション装置１０を搭載した車両の現在位置が道路上で特定されたか否か、具体的には、マッチング処理において特定した現在位置が地図データベースメモリ３４内の地図データベースの道路上に投影されるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１３に進む。ステップＳ３において、速度ベクトル算出器３３によって算出された速度ベクトルの大きさが所定のしきい値速度Ｍｋｍ／ｈ以下（例えば５ｋｍ／ｈ以下）であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１３に進む。なお、速度ベクトルは、ＧＰＳ受信装置２から算出される自車位置の変化から得られる自車の絶対方位を用いて学習されており、電源投入直後や長期間のＧＰＳ電波の遮断がなければ確定していると判断される。ステップＳ４において、マッチング部３５を介して地図データベース３４から現在位置における道路方位と道路幅員を読み出す。ステップＳ５において、速度ベクトルの方位が読み出された道路方位とほぼ等しいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ６に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１３に進む。
【００４８】
ステップＳ６において、道路幅員が第１の所定のしきい値幅員Ｘ（ｍ）より小さいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ７に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１０に進む。ステップＳ７において、マルチパス判定楕円の長軸ＲＬを長軸長ａ（ｍ）に設定し、マルチパス判定楕円の短軸ＲＳを長軸長ａ（ｍ）よりも小さい短軸長ｂ（ｍ）に設定した後、ステップＳ８に進む。ステップＳ１０において、道路幅員が第２の所定のしきい値幅員Ｙ（ｍ）より小さいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１２に進む。ステップＳ１１において、マルチパス判定楕円の長軸ＲＬを長軸長ｃ（ｍ）に設定し、マルチパス判定楕円の短軸ＲＳを長軸長ｃ（ｍ）よりも小さい短軸長ｄ（ｍ）に設定した後、ステップＳ８に進む。ステップＳ１２において、マルチパス判定楕円の長軸ＲＬを長軸長ｅ（ｍ）に設定し、マルチパス判定楕円の短軸ＲＳを長軸長ｅ（ｍ）よりも小さい短軸長ｆ（ｍ）に設定した後、ステップＳ８に進む。ステップＳ８において、長軸をＲＬとし、短軸をＲＳとするマルチパス判定楕円を設定する。ステップＳ９において、マルチパス判定楕円判定処理の実行モードを設定する。ステップＳ１３において、マルチパス判定楕円判定処理の非実行モードに設定する。
【００４９】
なお、上記したマルチパス判定楕円算出処理は、所定時間（例えば１秒）毎に実行されたが、本発明はこの構成に限らず、速度ベクトル算出器３３の出力値又はジャイロセンサ３１の安定度等からナビゲーション装置１０が停車していると判定したときに実行されても良い。このとき、図４におけるステップＳ３を実行しなくてもよい。
【００５０】
図５は、図１の位置及び速度算出器２２で実行される位置及び速度算出処理を示すフローチャートである。
【００５１】
図５のステップＳ２１において、信号復調器２１によって復調された受信信号が入力されたか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２１に戻って処理を繰り返す。ステップＳ２２において、ほぼ同時に入力した各受信信号をＧＰＳ衛星毎に各チャンネルの受信回路に割り当てる。前述のように、ＧＰＳ受信装置２は、１２チャンネルの受信回路を備え、最大１２個のＧＰＳ衛星からの受信信号を同時に処理できる。ステップＳ２３において、チャンネル数Ｎを０に初期化する。ステップＳ２４において、チャンネル数Ｎを１だけ増加させる。ステップＳ２５において、チャンネル数ＮはＧＰＳ衛星が割り当てられたチャンネルの数を超えるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２６に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２８に進む。
【００５２】
ステップＳ２８において、チャンネルＮに割り当てられたＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて、ＧＰＳ衛星の信号送信時刻及び軌道、及び、そのＧＰＳ衛星からの信号の伝搬距離を算出する。ステップＳ２９において、マルチパス判定楕円判定処理の実行モードか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ３０に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３３に進む。ステップＳ３０において、マルチパス判定処理（図６参照）を実行する。ステップＳ３１において、マルチパス判定処理において受信信号がマルチパス合成信号であると判定されたか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３３に進む。ステップＳ３２において、チャンネルＮに割り当てられたＧＰＳ衛星を非受信モードに設定した後、ステップＳ２４に戻って処理を繰り返す。ステップＳ３３において、チャンネルＮに割り当てられたＧＰＳ衛星を受信モードに設定した後、ステップＳ２４に戻って処理を繰り返す。
【００５３】
ステップＳ２６において、受信モードに設定されたＧＰＳ衛星の数が３以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２７に進む一方、ＮＯのときは処理を終了する。ステップＳ２７において、受信モードに設定されたＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて、位置計算及び速度計算を実行して、自車位置及び自車速度を算出した後、処理を終了する。
【００５４】
図６は、図５のステップＳ３０におけるマルチパス判定処理を詳述するフローチャートである。
【００５５】
図６のステップＳ４１において、チャンネルＮに割り当てられたＧＰＳ衛星と地図データベースの地図上での車両の現在位置との距離を算出する。ステップＳ４２において、算出した距離と、算出した信号の伝搬距離との差分を算出する。ステップＳ４３において、上記地図上での車両の現在位置を基準にして、算出した差分を水平投影する。ステップＳ４４において、水平投影された差分が、設定されたマルチパス判定楕円範囲内であるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ４５に進む一方、ＮＯのときはステップＳ４６に進む。ステップＳ４５において、チャンネルＮに割り当てられたＧＰＳ衛星からの受信信号が直接波信号であると判定した後、図５の元のルーチンに戻る。ステップＳ４６において、チャンネルＮに割り当てられたＧＰＳ衛星からの受信信号がマルチパス合成信号であると判定した後、図５の元のルーチンに戻る。通常、ＧＰＳ衛星と地図データベースの地図上での車両の現在位置との距離と、信号の伝搬距離とは等しいため、両者の差分はゼロであるが、マルチパス環境下においては、信号の伝搬距離のみが大きく変化するため、両者の差分が発生し、受信した無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定することができる。
【００５６】
なお、図６のマルチパス判定処理のステップＳ４１及びＳ４２において、チャンネルＮに割り当てられたＧＰＳ衛星と地図データベースの地図上での車両の現在位置との距離と、信号の伝搬距離との差分を算出した。他の方法としては、位置及び速度算出器２２は、ナビゲーション装置１０の停止時、受信された無線信号のＧＰＳ衛星からナビゲーション装置１０までの伝搬距離の所定期間の変化量の積分値と、ＧＰＳ衛星の軌道上での位置の所定期間の変化量の積分値とをそれぞれ算出し、両積分値の差分を算出する。この差分を水平投影した距離が、ナビゲーション装置１０の位置変化と考えられる。位置及び速度算出器２２は、算出した差分を地図データベースメモリ３４内の地図データに水平投影し、水平投影された差分がマルチパス判定楕円の範囲内であるか否かを判定することによりＧＰＳ衛星からの無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定するマルチパス判定処理を実行し、マルチパス判定処理により水平投影距離がマルチパス判定楕円の範囲内であると判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて自車位置を算出する。ナビゲーション装置１０が停車したか否かは、例えば車速パルス発生器３２からの信号や、ジャイロセンサ３１の安定度等によって判定できる。この場合、停車時のナビゲーション装置１０の位置は変化しないため、通常、各積分値の差分はゼロであるが、マルチパス環境下においては、信号の伝搬距離のみが大きく変化するため、各積分値の差分が発生し、受信した無線信号がマルチパス合成信号であるか否かを判定することができる。
【００５７】
また、本実施形態の変形例として、マルチパス判定楕円算出器２３は、図４に示したマルチパス判定楕円算出処理に代えて、図７のマルチパス判定楕円算出処理を実行してもよい。図７は、図１のマルチパス判定楕円算出器２３で実行されるマルチパス判定楕円算出処理の別の例を示すフローチャートである。図７において、図４のステップＳ４に代えて、ステップＳ５０を実行し、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ１０−Ｓ１２に代えて、それぞれステップＳ５２−Ｓ５６を実行し、ステップＳ５の後にステップＳ５１を実行することが、図４に示したマルチパス判定楕円算出処理とは異なる。それ以外においては、図４に示したマルチパス判定楕円算出処理と同様である。図７に示すマルチパス判定楕円算出処理において、マッチング部３５でのマッチング処理における現在位置の補正距離に応じて誤差を予測した値である予測誤差を、第１のしきい値誤差Ｓ（ｍ）及び第２のしきい値誤差Ｔ（ｍ）と比較することによって、マルチパス判定楕円の長軸長と短軸長とを決定する。第１のしきい値誤差Ｓ（ｍ）及び第２のしきい値誤差Ｔ（ｍ）は、以下の式（６）を満たすように設定される。また、マルチパス判定楕円の長軸長は、以下の式（７）を満たすような長軸長ｇ，ｉ，ｋのいずれかの値に設定され、マルチパス判定楕円の短軸長は、以下の式（８）を満たすような短軸長ｈ，ｊ，ｌのいずれかの値に設定される。
【００５８】
［数４］
Ｓ＜Ｔ    （６）
［数５］
ｇ≦ｉ≦ｋ    （７）
［数６］
ｈ≦ｊ≦ｌ    （８）
【００５９】
図７のステップＳ５０において、マッチング部３５を介して地図データベース３４から現在位置における道路方位を読み出す。ステップＳ５において、速度ベクトルの方位と、読み出された道路方位とがほぼ等しいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ５１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１３に進む。ステップＳ５１において、車両の現在位置における位置の予測誤差を算出する。ステップＳ５２において、算出された予測誤差が第１のしきい値誤差Ｓ（ｍ）より小さいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ５３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ５４に進む。ステップＳ５３において、マルチパス判定楕円の長軸ＲＬを長軸長ｇ（ｍ）に設定し、マルチパス判定楕円の短軸ＲＳを短軸長ｈ（ｍ）に設定した後、ステップＳ８に進む。ステップＳ５４において、算出された予測誤差が第２のしきい値誤差Ｔ（ｍ）より小さいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ５５に進む一方、ＮＯのときはステップＳ５６に進む。ステップＳ５５において、マルチパス判定楕円の長軸ＲＬを長軸長ｉ（ｍ）に設定し、マルチパス判定楕円の短軸ＲＳを短軸長ｊ（ｍ）に設定した後、ステップＳ８に進む。ステップＳ５６において、マルチパス判定楕円の長軸ＲＬを長軸長ｋ（ｍ）に設定し、マルチパス判定楕円の短軸ＲＳを短軸長ｌ（ｍ）に設定した後、ステップＳ８に進む。
【００６０】
なお、マルチパス判定楕円の長軸長ＲＬ及び短軸長ＲＬについては、上述の道路幅員及び予測誤差以外にも、例えばＧＰＳ衛星の衛星配置等に基づいて変更されてもよい。
【００６１】
なお、マルチパス判定楕円算出器２３において、マルチパスを判定するためのマルチパス判定領域の形状は楕円形であった。しかし、本発明はこの構成に限らず、ナビゲーション装置１０の進行方向の長さが、ナビゲーション装置１０の進行方向に対して直角の方向の長さよりも長い他の形状（例えば、ナビゲーション装置１０の進行方向に長い長方形、菱形等）であってもよい。
【００６２】
また、本実施形態において、米国が運用するＧＰＳ衛星からの無線信号を受信する場合について説明した。しかし、本発明はこの構成に限らず、ロシアが運用するＧＬＯＮＡＳＳ(Global Navigation Satellite System)や欧州が計画しているガリレオ（Galileo）システム等のＧＰＳ以外の衛星測位システムにおいて適用してもよい。
【００６３】
以上詳述したように、本発明のナビゲーション装置１０によれば、ナビゲーション装置１０の現在位置と、速度ベクトルに基づいて算出されたナビゲーション装置１０の進行方向とに基づいて、マルチパス判定楕円を算出し、受信された無線信号のＧＰＳ衛星からナビゲーション装置１０までの伝搬距離と、算出されたマルチパス判定楕円とに基づいて、マルチパス判定処理を実行し、マルチパス合成信号でないと判定されたＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて正確な現在位置を測位するので、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【００６４】
また、位置及び速度算出器２２は、ナビゲーション装置１０の移動速度が所定のしきい値速度Ｍｋｍ／ｈ以下であるか否かを判定するので、特にマルチパスの影響を受けやすい環境において、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【００６５】
さらに、位置及び速度算出器２２は、マッチング部３５において現在位置が地図データベースメモリ３４内の地図データの道路上に投影されると判定されたときのみ、マルチパス判定処理を実行するので、特にマルチパスの影響を受けている可能性が高い状況において、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【００６６】
またさらに、マルチパス判定処理において、算出されたナビゲーション装置１０の進行方向の長さが算出されたナビゲーション装置１０の進行方向と直角の方向の長さよりも長いマルチパス判定楕円を用いるので、特にマルチパスの影響を受けやすい方向に存在するＧＰＳ衛星からの受信無線信号に対して、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【００６７】
また、現在位置における道路幅員に基づいてマルチパス判定楕円の大きさを変更するので、道路幅員に応じてより柔軟にマルチパス判定処理を行い、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のナビゲーション装置及び、その方法、並びにそのプログラムによれば、ナビゲーション装置の現在位置と、速度ベクトルに基づいて算出されたナビゲーション装置の進行方向とに基づいて、マルチパス判定領域を算出し、受信された無線信号の測位システムの各送信局からナビゲーション装置までの伝搬距離と、算出されたマルチパス判定領域とに基づいて、マルチパス判定処理を実行し、マルチパス合成信号でないと判定された測位システムの各送信局からの受信信号に基づいて正確な現在位置を特定するので、従来技術に比較して正確にマルチパス判定処理を行うことができ、高精度で測位計算を行うことができる。本発明に係るナビゲーション装置及び、その方法、並びにそのプログラムは、例えばＧＰＳ衛星測位システムを利用した車載用ナビゲーション装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態に係るナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、ＧＰＳ衛星ＳＡから直接波信号を受信し、ＧＰＳ衛星ＳＢからマルチパス合成信号を受信する一般的なマルチパス環境を説明するための平面図であり、（ｂ）は、上記マルチパス環境を説明するための正面図である。
【図３】図１のマルチパス判定楕円算出器２３によって設定されるマルチパス判定楕円の一例を示す平面図である。
【図４】図１のマルチパス判定楕円算出器２３で実行されるマルチパス判定楕円算出処理を示すフローチャートである。
【図５】図１の位置及び速度算出器２２で実行される位置及び速度算出処理を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ３０におけるマルチパス判定処理を詳述するフローチャートである。
【図７】図１のマルチパス判定楕円算出器２３で実行されるマルチパス判定楕円算出処理の別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１…アンテナ、
２…ＧＰＳ受信装置、
３…ロケーション装置、
４…ディスプレイ、
１０…ナビゲーション装置、
２１…信号復調器、
２２…位置及び速度算出器、
２３…マルチパス判定楕円算出器、
３１…ジャイロセンサ、
３２…車速パルス発生器、
３３…速度ベクトル算出器、
３４…地図データベースメモリ、
３５…マッチング部。
【図１】
2008051572.tif 000005
【図２】
2008051572.tif 000006
【図３】
2008051572.tif 000007
【図４】
2008051572.tif 000008
【図５】
2008051572.tif 000009
【図６】
2008051572.tif 000010
【図７】
2008051572.tif 000011