(57)【要約】【課題】  ＧＰＳを用いた測位手段において、従来よりも、精度を向上させた絶対位置の算出、位置計測のを行うことを課題とする。【解決手段】  ３台のＧＰＳ受信機とアンテナを用いて、絶対位置の算出、位置計測するものとする。  先ず、３台のＧＰＳ受信機を用いて、それぞれの計測地点で、ＧＰＳ衛星からのデータを取得する。  そして、３台のうちで、予め定めた２台の計測地点間の距離を拘束条件としフィルタリング処理を行い、絶対位置の算出を行うものととする。  上述の絶対位置の算出、位置計測を行うことによって、従来よりも精度を向上させた絶対位置の算出、位置計測を可能とするものである。また、計測時間の短縮化を図ることも可能とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星からの電波をアンテナを介して受信する第１の受信機と、
ＧＰＳ衛星からの電波をアンテナを介して受信する第２の受信機と、
ＧＰＳ衛星からの電波をアンテナを介して受信する第３の受信機と、
第１の受信機からのデータを取得する第１のデータ処理装置と、
第２の受信機及び第３の受信機からのデータと、前記第１のデータ処理装置からのデータを取得する第２のデータ処理装置とを備え、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して位置を算出する絶対位置算出装置において、
前記第２の受信機のアンテナが設けられる位置と前記第３の受信機のアンテナが設けられる位置から得られる距離情報を用いて、前記第２の受信機のアンテナ、または前記第３の受信機のアンテナの位置を算出することを特徴とする絶対位置算出装置。
【請求項２】
ＧＰＳ衛星からの電波をアンテナを介して受信する第１の受信機と、
ＧＰＳ衛星からの電波をアンテナを介して受信する第２の受信機と、
ＧＰＳ衛星からの電波をアンテナを介して受信する第３の受信機と、
第１の受信機からのデータを取得する第１のデータ処理装置と、
第２の受信機及び第３の受信機からのデータと、前記第１のデータ処理装置からのデータを取得する第２のデータ処理装置とを備え、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して位置を算出する絶対位置算出方法において、
先ず、第１の受信機、第２の受信、及び第３の受信機を用いて、それぞれの計測地点で、ＧＰＳ衛星からのデータを取得し、
次に、第２の受信機と第３の受信機の計測地点間の距離を拘束条件としフィルタリング処理を行い、絶対位置の算出を行うことを特徴とする絶対位置算出方法。
【請求項３】
請求項２記載の絶対位置算出方法において、
第２の受信機のアンテナと第３の受信機のアンテナとの距離を用いて、第２の受信機からのデータと第３の受信機からのデータの相関を算出して、フィルタリング処理を行い、絶対位置の算出を行うことを特徴とする絶対位置算出方法。
【請求項４】
請求項２記載の絶対位置算出方法において、
カルマンフィルタを用いたフィルタリング処理を行い、絶対位置の算出を行うことを特徴とする絶対位置算出方法。
【請求項５】
請求項２記載の位置算出方式において、
第２の受信機のアンテナと第３の受信機のアンテナとの距離とが変化する場合には、変化した距離も用いて、絶対位置の算出を行うことを特徴とする絶対位置算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳを利用した対象物の絶対位置算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物の絶対位置算出として、光学測距センサを用いて既知の絶対座標ポイントからの相対測位によって高精度な位置を算出するものが知られている。また、光学的位置計測方法として、例えば、特許文献１に開示がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平10−122818公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１も含み、光学的の位置の計測、光学測距センサを用いる手法においては、位置計測に時間がかかる。
【０００５】
上記の光学距離センサを用いる位置計測に対し、近年、複数の衛星からの信号を用いて、位置計測を行うＧＰＳ(Global Positioning System)と呼ばれるものが使用されるようになってきた。
【０００６】
この所謂ＧＰＳを利用した絶対位置算出は、通常、基準局に１台のＧＰＳ受信機を設け、そのＧＰＳ受信機でデータを取得し、計測地点でも同様に１台のＧＰＳ受信機からデータを取得し、それぞれ２つのデータから高精度な位置の算出を行う。
【０００７】
上記ＧＰＳを利用することにより、絶対位置の算出、位置計測の精度も従来より改善されてきている。
【０００８】
しかしながら、ＧＰＳを用いて算出された位置の情報であっても、その使用の用途によっては、更なる高精度化が望まれる場合もある。
【０００９】
従って、本発明では、ＧＰＳを用いた絶対位置の算出、位置計測において、その精度を、従来よりも更に改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する為に、本発明では以下のようにする。
【００１１】
ＧＰＳを利用した絶対位置の算出、位置計測において、３台のＧＰＳ受信機とアンテナを用いて、絶対位置の算出、位置計測するものとする。
【００１２】
先ず、３台のＧＰＳ受信機を用いて、それぞれの計測地点で、ＧＰＳ衛星からのデータを取得する。
【００１３】
そして、３台のうちで、予め定めた２台の計測地点間の距離を拘束条件としフィルタリング処理を行い、絶対位置の算出を行うものとする。
【００１４】
上述の絶対位置の算出、位置計測を行うことによって、従来よりも精度を向上させた絶対位置の算出、位置計測を可能とするものである。また、計測時間の短縮化を図ることも可能である。
【００１５】
なお、上記では、３台のＧＰＳ受信機を用いる旨を説明したが、３台以上のＧＰＳ受信機を用いるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来よりも、信頼性を向上させた絶対位置の算出、位置計測を可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を用いた実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は３台のＧＰＳ受信機とアンテナを搭載した絶対位置算出対象物のイメージ図である。
【００１９】
位置計測用台座１０５には位置計測対象物が２つ設けられているものとする。
【００２０】
この２つの位置計測対象物１０３、位置計測対象物１０４には、各々ＧＰＳ受信機とＧＰＳアンテナを搭載されており、以下の説明において、それぞれを未知点１、未知点２と呼ぶこととする。
【００２１】
ここで位置計測対象物１０３と１０４の距離Ａは既知であるものとする。また、基準点台座１０２にもＧＰＳ受信機とＧＰＳアンテナ１０１を搭載している。この基準点と未知点の距離は数km以内とする。
【００２２】
この３台のＧＰＳ衛星からの情報、データと位置計測対象物１０３と１０４の距離Ａを測位演算に加えて絶対位置の算出を行う。
【００２３】
この計測では、常に、ＧＰＳ衛星からの情報を取得し、位置計測対象物１０３と１０４の距離Ａを監視しながら、絶対位置算出を行うものとする。
【００２４】
なお、上記では、位置計測対象物１０３と１０４の距離を既知のものとして絶対位置の算出、位置計測を行うことを述べたが、これに必ずしも限定されず、位置計測対象物１０３と１０４の距離Ａが可変になった場合でも、距離Ａから変化した情報をもとに絶対位置の算出を行うものであってもよい。
【００２５】
図２はＧＰＳで測位演算を行う際の処理フローである。
【００２６】
２０１と２０２で未知点１と２からＧＰＳ衛星からのデータを取得する。次に２０３でカルマンフィルタにおける状態方程式を計算し、２０４でＧＰＳデータから観測方程式を計算する。
【００２７】
２０５では未知点１と２における既知の距離から観測方程式を計算し、２０４の観測方程式に拘束条件として付加する。そして、２０６でカルマンフィルタの計算を行い、２０７でカルマンフィルタより計算された絶対位置を出力する。
【００２８】
図３は３台のＧＰＳを搭載した絶対位置算出対象物の機器構成図である。
【００２９】
基準点でGPS受信機からのデータを無線で絶対位置計測ＰＣに伝送し、また、位置計測用台座１０５のＧＰＳ受信機２台分のデータとアンテナ間距離Ａを絶対位置計測ＰＣに収集し、フィルタリング処理を行い高精度な絶対位置を算出する。
【００３０】
図４は本発明と従来方法のフィルタリング結果の比較である。未知点間の距離を拘束条件とし、未知点１と２からのデータを同時にフィルタリング処理を行うことによって未知点１と２が相関を持ち、高精度な絶対位置を算出する。
【００３１】
上述のように、本発明に基づく実施例では、ＧＰＳを用いて計測したい２箇所の絶対距離を拘束条件とし、それぞれ得られたデータに対し同時フィルタリング処理を行うことにより、２つの未知点の絶対位置の算出、位置計測をするものとする。
【００３２】
この実施例によれば、従来よりも絶対位置算出の計測時間の短縮、または高精度な絶対位置を算出することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例のシステムの絶対位置算出構成図
【図２】本発明の実施例の絶対位置算出処理フロー図
【図３】本発明の実施例のシステムの機器構成図
【図４】本発明の実施例のシステムのフィルタリング結果比較図
【符号の説明】
【００３４】
１０２：基準点台座、１０３，１０４：位置計測対象物、１０５：位置計測用台座、
３０１，３０３，３０４：ＧＰＳ受信機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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