(57)【要約】【課題】  リアルタイムキネマティックＧＰＳシステムにおいて、基準局と移動局との通信が切断された際の測位誤差を減少させる。【解決手段】  基準局２０１及び移動局２１１の各々が取得したリアルタイムキネマティック処理用ＧＰＳデータｒ１、ｒ２に基づいて算出した移動局の第１の現在位置データｒｔｋ１と、移動局が単独で算出した第２の現在位置データｇｐｓ１との差異を補正値Ｈとして取得する補正値取得手段２１７と、基準局と移動局との間の通信が可能な場合には、第１の現在位置データを移動局の現在位置データとし、基準局と移動局との間の通信が不可能な場合には、第２の現在位置データと、補正値取得手段が取得した補正値とに基づいて、移動局の現在位置データを算出するように切り替える補正切り替え手段２１８とを備えるＧＰＳシステム。補正値取得手段等は、各々の移動局又は基準局に設けることができる。【選択図】  図２
2007024799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準局及び移動局の各々が取得したリアルタイムキネマティック処理用ＧＰＳデータに基づいて算出した該移動局の第１の現在位置データと、該移動局が単独で算出した第２の現在位置データとの差異を補正値として取得する補正値取得手段と、
前記基準局と前記移動局との間の通信が可能な場合には、前記第１の現在位置データを該移動局の現在位置データとし、前記基準局と前記移動局との間の通信が不可能な場合には、前記第２の現在位置データと、前記補正値取得手段が取得した補正値とに基づいて、該移動局の現在位置データを算出するように切り替える補正切り替え手段とを備えることを特徴とするリアルタイムキネマティックＧＰＳシステム。
【請求項２】
前記補正値取得手段及び前記補正切り替え手段を、各々の移動局に備えることを特徴とする請求項１に記載のリアルタイムキネマティックＧＰＳシステム。
【請求項３】
前記補正値取得手段及び前記補正切り替え手段を、基準局に備えることを特徴とする請求項１に記載のリアルタイムキネマティックＧＰＳシステム。
【請求項４】
前記補正切り替え手段は、前記基準局と前記移動局との間に設けた無線ＬＡＮの通信状態により前記補正の切り替えを行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のリアルタイムキネマティックＧＰＳシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアルタイムキネマティックＧＰＳシステムに関し、特に、移動体のナビゲーション等を行うために使用され、基準局と移動局との間の通信ができない場合でも、測位精度の劣化を防止することのできるアルタイムキネマティックＧＰＳシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のリアルタイムキネマティックＧＰＳ（以後「ＲＴＫ−ＧＰＳ」と表記する）システムの一例を示し、このＲＴＫ−ＧＰＳシステムは、基準局１０１と、移動局１０５とで構成され、基準局１０１は、ＧＰＳ受信装置１０２と、無線ＬＡＮ装置１０３と、コンピュータ装置１０４とを備え、移動局１０５は、ＧＰＳ受信装置１０６と、無線ＬＡＮ装置１０７と、コンピュータ装置１０９と、リアルタイムキネマティック処理（以後「ＲＴＫ処理」と表記する）装置１０８とを備える。
【０００３】
このような構成を有する従来のＲＴＫ−ＧＰＳシステムは、次のように動作する。
【０００４】
基準局１０１は、正確な緯度経度が既知な位置に設置され、ＧＰＳ衛星１２０からのＧＰＳデータを受信する。受信したＧＰＳデータは、コンピュータ装置１０４にてデータ送信を行う準備を行い、無線ＬＡＮ装置１０３にて移動局１０５へ送信する。
【０００５】
移動局１０５では、ＧＰＳ衛星１２０からのＧＰＳデータを受信する一方、無線ＬＡＮ装置１０７にて基準局１０１から送信された基準局１０１のＧＰＳデータを受信する。移動局１０５のＧＰＳデータと、基準局１０１のＧＰＳデータは、コンピュータ装置１０９を経由してＲＴＫ処理装置１０８に送られる。ＲＴＫ処理装置１０８では、移動局１０７のＧＰＳデータと基準局１０１のＧＰＳデータとの差異と、既知の基準局の位置から移動局１０５の位置を算出する。このようなＲＴＫ−ＧＰＳシステムでは、正常時には誤差１ｃｍ程度の極めて高い測位精度を有する。
【０００６】
上記ＲＴＫ−ＧＰＳシステムの欠点として、基準局１０１と移動局１０５との間の通信が切断されると、ＲＴＫ処理が不可能となることが挙げられる。そこで、この欠点を改善する方法が、特許文献１及び２に記載されている。
【０００７】
特許文献１には、基地局と移動局との間が通信断となった際に、各々の局でＲＴＫ処理前のＧＰＳデータを保存し、通信復帰後に保存したデータを送信することで、ＲＴＫ処理を後追いで実行可能にする技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、基地局と移動局との間が通信断となった際に、ＩＭＵ（慣性航法装置）による測位を行い、通信復帰時のＲＴＫ処理のパラメータとして取り入れることでＲＴＫ処理の初期設定に要する時間を短縮する技術が記載されている。
【０００９】
尚、移動局では、単独でＧＰＳ測位を行うことも可能であるが、その際の測位精度は１５ｍ程度となり、ＲＴＫ処理時とは測位精度に大きな性能差が発生する。
【００１０】
【特許文献１】特許第３５１４２１２号公報
【特許文献２】特開２００１−９９９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記従来のＲＴＫ−ＧＰＳシステムでは、基準局１０１と移動局１０５との間のＧＰＳデータの差異により移動局１０５の測位を行うため、両者間で通信ができないとＲＴＫ処理が不可能となる。一方、移動局単独で可能な測位方法として単独測位があるが、この際の測位精度は１５ｍ程度であり、ＲＴＫ−ＧＰＳシステムの測位精度１ｃｍ程度に対して極端な性能差があり、移動局の測位精度が極端に劣化するという問題があった。
【００１２】
また、上記特許文献１及び２に記載の技術は、基準局と移動局との間の通信ができなくなった際に通信復旧後のＲＴＫ処理に関して補助的に動作するものであって、通信断中の動作に言及したものではない。
【００１３】
さらに、移動局にＩＭＵを搭載し、基準局と移動局との間の通信ができなくなった際に、ＩＭＵにより測位精度を向上させる方法も存在するが、ＩＭＵが高価なため、コスト対価が悪いという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、上記従来のＲＴＫ−ＧＰＳシステムにおける問題点に鑑みてなされたものであって、基準局と移動局との間の通信ができない場合でも、測位精度の劣化を防止することが可能なＲＴＫ−ＧＰＳシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、ＲＴＫ−ＧＰＳシステムであって、基準局及び移動局の各々が取得したリアルタイムキネマティック処理用ＧＰＳデータに基づいて算出した該移動局の第１の現在位置データと、該移動局が単独で算出した第２の現在位置データとの差異を補正値として取得する補正値取得手段と、前記基準局と前記移動局との間の通信が可能な場合には、前記第１の現在位置データを該移動局の現在位置データとし、前記基準局と前記移動局との間の通信が不可能な場合には、前記第２の現在位置データと、前記補正値取得手段が取得した補正値とに基づいて、該移動局の現在位置データを算出するように切り替える補正切り替え手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
そして、本発明によれば、基準局と移動局との間の通信が通信断等によって不可能となった場合には、補正切り替え手段が、移動局が単独で算出した現在位置データと、補正値取得手段が取得した補正値とで、移動局の現在位置データを算出するように切り替えるため、ＲＴＫ−ＧＰＳシステムにおいて、リアルタイムに、ハードウエアの追加なしに測位精度を向上させることができる。また、高価なＩＭＵ等を用いる必要もないため、安価なシステムとすることができる。これにより、ＲＴＫ−ＧＰＳシステムを使用した移動体の正確なナビゲーション等を安価なシステムを用いて行うことができる。
【００１７】
前記ＲＴＫ−ＧＰＳシステムにおいて、前記補正値取得手段及び前記補正切り替え手段を、各々の移動局に備えることができる。また、前記補正値取得手段及び前記補正切り替え手段を、基準局に備えることもでき、いわゆるリバースＲＴＫ−ＧＰＳシステムとすることができる。
【００１８】
また、前記ＲＴＫ−ＧＰＳシステムにおいて、前記補正切り替え手段は、前記基準局と前記移動局との間に設けた無線ＬＡＮの通信状態により前記補正の切り替えを行うことができる。これによって、無線ＬＡＮでの通信断が発生しやすい環境においても実用的なシステムを構築することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、基準局と移動局との間が通信断の場合でも、測位精度の劣化を防止することが可能なＲＴＫ−ＧＰＳシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図２は、本発明にかかるＲＴＫ−ＧＰＳシステムの第１の実施の形態を示し、このＲＴＫ−ＧＰＳシステムは、基準局２０１と移動局２１１とで構成されている。
【００２１】
基準局２０１は、ＧＰＳ受信装置２０２と、コンピュータ装置２０３と、無線ＬＡＮ装置２０５とで構成される。
【００２２】
ＧＰＳ受信装置２０２は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、ＲＴＫ処理用データを出力する。無線ＬＡＮ装置２０５は、移動局２１１とのデータの送受信を行う。コンピュータ装置２０３は、データ処理手段２０４を有する。データ処理手段２０４は、ＧＰＳ受信装置２０２からのＲＴＫ処理用データを受け取り、無線ＬＡＮ装置２０５を介して移動局２１１へ送信する。
【００２３】
移動局２１１は、ＧＰＳ受信装置２１２と、コンピュータ装置２１４と、無線ＬＡＮ装置２１３とで構成される。
【００２４】
ＧＰＳ受信装置２１２は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、ＲＴＫ処理用データと単独測位データとを出力する。無線ＬＡＮ装置２１３は、基準局２０１とのデータの送受信を行う。コンピュータ装置２１４は、データ処理手段２１５と、ＲＴＫ処理手段２１６と、補正値取得手段２１７と、補正切り替え手段２１８を有する。
【００２５】
データ処理手段２１５は、ＧＰＳ受信装置２１２からのＲＴＫ処理用データと、無線ＬＡＮ装置２１３を介して基準局２０１のＲＴＫ処理用データを受け取り、ＲＴＫ処理手段２１６へ転送するとともに、基準局２０１と移動局２１１との間の通信の異常を検知し、補正切り替え手段２１８に通知する。
【００２６】
ＲＴＫ処理手段２１６は、移動局２１１と、基準局２０１の各々のＲＫＴ処理用データを受け取り、ＲＴＫ処理を行い位置情報を出力する。
【００２７】
補正値取得手段２１７は、ＲＴＫ処理手段２１６が正常動作している時に出力した位置情報データと、ＧＰＳ受信装置２１２からの単独測位データとを取得し、各々の緯度及び経度の差を補正値として保存する。基準局２０１と移動局２１１との間の通信断によりＲＴＫ処理手段２１６が動作しない時は、補正値は再計算されずに以前の値を保持する。
【００２８】
補正切り替え手段２１８は、データ処理手段２１５からの通知により、測位結果の最終出力を、ＲＴＫ処理による位置情報か、補正値取得機能により補正された位置情報に切り替える。
【００２９】
次に、図３及び図４のフローチャートを参照しながら、上記構成を有するＲＴＫ−ＧＰＳシステムの全体の動作について詳細に説明する。
【００３０】
図３は、図２の基準局２０１の動作を示したものである。まず、ＧＰＳ受信装置２０２から送られてくるＲＴＫ処理用データをコンピュータ装置２０３が受信する（ステップ３０１）。次に、受信したＲＴＫ処理用データを無線ＬＡＮ装置２０５で移動局２１１へ送信するため、ヘッダー付加等の加工を行う（ステップ３０２）。そして、加工したＲＴＫ処理用データを無線ＬＡＮ装置２０５に転送し、移動局２１１に送信する（ステップ３０３）。以後、このステップ３０１〜３０３を繰り返す。繰り返す周期は、ＧＰＳ受信装置２０２に依存するが、通常は１秒程度である。
【００３１】
図４は、図２の移動局２１１の動作を示したものである。まず、ＧＰＳ受信装置２１２から送られてくるＲＴＫ処理用データｒ１と、単独測位データｇｐｓ１とをコンピュータ装置２１４が受信する（ステップ４０１）。次に、基準局２０１から無線ＬＡＮ装置２０５を介して送られてくる基準局２０１のＲＴＫ処理用データｒ２を受信する（ステップ４０２〜４０４）。受信が可能であった場合には、移動局２１１と基準局２０１の各々のＲＴＫ処理用データｒ１、ｒ２をＲＴＫ処理手段２１６に転送し、移動局２１１の現在位置ｒｔｋ１を算出する（ステップ４０７）。また、ｇｐｓ１と、算出したｒｔｋ１との差を補正値Ｈとして保存する。この補正値Ｈの寿命は、次に有効なデータによりＲＴＫ処理が正しく完了できたときまでとする。
【００３２】
一方、ステップＳ４０４で、無線ＬＡＮ装置２０５からの基準局２０１のＲＴＫ処理用データｒ２が受信できず、タイムアウトと判断した場合には、ステップＳ４０５において、現在位置を、ｇｐｓ１と補正値Ｈの差から算出する（ステップ４０５）。得られた現在位置の値を地図への描画等に使用する（ステップ４０６）。
【００３３】
以上のように、本実施の形態では、ＲＴＫ−ＧＰＳシステムにおいて、基準局２０１と移動局２１１との間の通信断によりＲＴＫ処理が不可能になった際に、移動局２１１の単独測位による位置情報を補正することが可能であるため、基準局２０１と移動局２１１とが通信断の際の測位精度の急激な低下を防ぐことができる。
【００３４】
次に、本発明にかかるＲＴＫ−ＧＰＳシステムの第２の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明の説明の前に、本発明を適用する従来のＲＴＫ−ＧＰＳシステムについて、図５を参照しながら説明する。このＲＴＫ−ＧＰＳシステムは、ＲＴＫ処理機能を基準局５０１側に備える。
【００３５】
このＲＴＫ−ＧＰＳシステムは、基準局５０１と、移動局５０６で構成され、基準局５０１は、ＧＰＳ受信装置５０２と、無線ＬＡＮ装置５０３と、コンピュータ装置５０５と、ＲＴＫ処理装置５０４とを備える。移動局５０６は、ＧＰＳ受信装置５０７と、無線ＬＡＮ装置５０８と、コンピュータ装置５０９とを備える。
【００３６】
基準局５０１は、正確な緯度経度が既知な位置に設置され、ＧＰＳ衛星５２０からのＧＰＳデータを受信する。受信したＧＰＳデータは、コンピュータ装置５０５を経由してＲＴＫ処理装置５０４に送信される。無線ＬＡＮ装置５０３は、移動局５０６から送信される移動局５０６のＲＴＫ処理用データを受信し、コンピュータ装置５０５を経由してＲＴＫ処理装置５０４に送られる。
【００３７】
ＲＴＫ処理装置５０４は、移動局５０６のＧＰＳデータと、基準局５０１のＧＰＳデータとの差異と、既知の基準局位置から移動局５０６の位置を算出する。算出した移動局５０６の位置情報は、コンピュータ装置５０５を経由して無線ＬＡＮ装置５０３にて移動局５０６へ送信される。
【００３８】
移動局５０６では、ＧＰＳ衛星５２０からのＧＰＳデータを受信し、コンピュータ装置５０９を経由し、無線ＬＡＮ装置５０８にて基準局５０１へ送信する。基準局５０１にてＲＴＫ処理された位置情報が送信され、無線ＬＡＮ装置５０８で受信することで移動局５０６へ正確な位置情報を送信する。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、基準局５０１にＲＴＫ処理機能を備えることにより、１つの基準局に対して複数の移動局が存在するシステムの場合、移動局側の構成が簡単になり、システム全体のコストを低減できる可能性がある。この構成のＲＴＫ−ＧＰＳシステムをリーバスＲＴＫ−ＧＰＳと呼び、この構成に対しても、本発明を適用することで第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
次に、本発明にかかるＲＴＫ−ＧＰＳシステムの第２の実施の形態について、図６を参照しながら説明する。
【００４１】
このＲＴＫ−ＧＰＳシステムは、基準局６０１と移動局６１１とで構成され、基準局６０１は、ＧＰＳ受信装置６０２と、コンピュータ装置６０３と、無線ＬＡＮ装置６０６とで構成さる。
【００４２】
ＧＰＳ受信装置６０２は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、ＲＴＫ処理用データを出力する。無線ＬＡＮ装置６０６は、移動局６１１とのデータの送受信を行う。コンピュータ装置６０３は、データ処理手段６０４と、ＲＴＫ処理手段６０５とを有する。データ処理手段６０４は、ＧＰＳ受信装置６０２からのＲＴＫ処理用データと、無線ＬＡＮ装置６０６を介して移動局６１１から送信された移動局６１１のＲＴＫ処理用データとを受け取り、ＲＴＫ処理手段６０４に転送する。ＲＴＫ処理手段６０４は、移動局６１１と基準局６０１の各々のＲＫＴ処理用データを受け取り、ＲＴＫ処理を行い位置情報を出力する。
【００４３】
移動局６１１は、ＧＰＳ受信装置６１２と、コンピュータ装置６１４と、無線ＬＡＮ装置６１３とで構成される。
【００４４】
ＧＰＳ受信装置６１２は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、ＲＴＫ処理用データと単独測位データとを出力する。無線ＬＡＮ装置６１３は、基準局６０１とのデータの送受信を行う。コンピュータ装置６１４は、データ処理手段６１５と、補正値取得手段６１６と、補正切り替え手段６１７を有する。データ処理手段６１５は、ＧＰＳ受信装置６１２からのＲＴＫ処理用データを無線ＬＡＮ装置６１３を介して基準局６０１へ送信する一方、基準局６０１から送信されるＲＴＫ処理された位置情報を受け取るとともに、基準局６０１と移動局６１１との間の通信が正常に行われているかを検知し、補正切り替え手段６１７に通知する。
【００４５】
補正値取得手段６１６は、基準局６０１と移動局６１１との間の通信が正常に動作している時に、ＲＴＫ処理された位置情報と、ＧＰＳ受信装置６１２からの単独測位データとを取得し、各々の緯度及び経度の差を補正値として保存する。基準局６０１と移動局６１１との間の通信断によりＲＴＫ処理された位置情報が得られない時は、補正値は再計算されずに以前の値を保持する。
【００４６】
補正切り替え手段６１７は、データ処理手段６１５からの通知により、測位結果の最終出力をＲＴＫ処理した位置情報と、補正値取得機能により補正された位置情報とに切り替える。
【００４７】
上記構成を有するＲＴＫ−ＧＰＳシステムは、ＲＴＫ処理を基準局６０１で行うこととなるが、全体的な動作は、第１の実施の形態と略々同様であって、リバースＲＴＫ−ＧＰＳシステムにおいて、基準局６０１と移動局６１１との間の通信断によりＲＴＫ処理が不可能になった際に、移動局６１１の単独測位による位置情報を補正することが可能であるため、基準局６０１と移動局６１１とが通信断の際の測位精度の急激な低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来のＲＴＫ−ＧＰＳシステムの一例の説明図である。
【図２】本発明にかかるＲＴＫ−ＧＰＳシステムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図３】図２のＲＴＫ−ＧＰＳシステムの基準局の動作を示す流れ図である。
【図４】図２のＲＴＫ−ＧＰＳシステムの移動局の動作を示す流れ図である。
【図５】従来のリバースＲＴＫ−ＧＰＳシステムの一例の説明図である。
【図６】本発明にかかるＲＴＫ−ＧＰＳシステムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０１  基準局
１０２  ＧＰＳ受信装置
１０３  無線ＬＡＮ装置
１０４  コンピュータ装置
１０５  移動局
１０６  ＧＰＳ受信装置
１０７  無線ＬＡＮ装置
１０８  ＲＴＫ処理装置
１０９  コンピュータ装置
２０１  基準局
２０２  ＧＰＳ受信装置
２０３  コンピュータ装置
２０４  データ処理手段
２０５  無線ＬＡＮ装置
２１１  移動局
２１２  ＧＰＳ受信装置
２１３  無線ＬＡＮ装置
２１４  コンピュータ装置
２１５  データ処理手段
２１６  ＲＴＫ処理手段
２１７  補正値取得手段
２１８  補正切り替え手段
５０１  基準局
５０２  ＧＰＳ受信装置
５０３  無線ＬＡＮ装置
５０４  ＲＴＫ処理装置
５０５  コンピュータ装置
５０６  移動局
５０７  ＧＰＳ受信装置
５０８  無線ＬＡＮ装置
５０９  コンピュータ装置
５２０  ＧＰＳ衛星
６０１  基準局
６０２  ＧＰＳ受信装置
６０３  コンピュータ装置
６０４  データ処理手段
６０５  ＲＴＫ処理手段
６０６  無線ＬＡＮ装置
６１１  移動局
６１２  ＧＰＳ受信装置
６１３  無線ＬＡＮ装置
６１４  コンピュータ装置
６１５  データ処理手段
６１６  補正値取得手段
６１７  補正切り替え手段
【図１】
2007024799.tif 000003
【図２】
2007024799.tif 000004
【図３】
2007024799.tif 000005
【図４】
2007024799.tif 000006
【図５】
2007024799.tif 000007
【図６】
2007024799.tif 000008