(57)【要約】【課題】  マルチパスのある環境でも高精度のＧＰＳ測位を行うことが出来るＧＰＳ装置を提供することを目的とする。【解決手段】  この発明のＧＰＳ装置は、測位情報が重畳された電波を左旋偏波で送信するＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位を行うものであって、左旋偏波及び右旋偏波を受信する第１のアンテナと、この第１のアンテナから所定の距離だけ離れた位置に設けられた左旋偏波及び右旋偏波を受信する第２のアンテナと、前記第１のアンテナが受信した左旋偏波及び右旋偏波の出力値と第２のアンテナが受信した左旋偏波及び右旋偏波の出力値とを比較することによりマルチパスの影響が少ないと判断された前記第１又は第２のいずれかのアンテナの左旋偏波の出力を選択する選択手段と、この選択手段により選択された左旋偏波の出力信号を用いて測位処理を行う処理手段とを備えたものである。【選択図】          図１
2007127497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位情報が重畳された電波を左旋偏波で送信するＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位を行うＧＰＳ装置において、左旋偏波及び右旋偏波を受信する第１のアンテナと、この第１のアンテナから所定の距離だけ離れた位置に設けられた左旋偏波及び右旋偏波を受信する第２のアンテナと、前記第１のアンテナが受信した左旋偏波及び右旋偏波の出力値と第２のアンテナが受信した左旋偏波及び右旋偏波の出力値とを比較することによりマルチパスの影響が少ないと判断された前記第１又は第２のいずれかのアンテナの左旋偏波の出力を選択する選択手段と、この選択手段により選択された左旋偏波の出力信号を用いて測位処理を行う処理手段とを備えたことを特徴とするＧＰＳ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＧＰＳ測位に関する技術、特に、マルチパスのある環境下でも高精度のＧＰＳ測位を行うことができるＧＰＳ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＧＰＳ装置では、ＧＰＳ衛星が見通すことが可能な開けた場所では精度の高い測位が可能であるが、例えば街中などのように周囲が高い建築物に囲まれている場所ではマルチパス等に起因するフェージング現象の影響により、測位の精度が大幅に落ちてしまう。これを解決するために、例えば、特開平８−１４６１１７号では、２つの受信アンテナを所定の距離だけ離して設け、受信感度の良好な受信アンテナを選択的に用いることによりフェージングの影響を低減するダイバーシチ受信方式が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４６１１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のとおり、従来のダイバーシチ受信方式では、２つの受信アンテナの受信レベルに基づき、いずれかのアンテナを選択するというものであった。ところで、ＧＰＳシステムでは、ＧＰＳ衛星からの送信電波は左旋の円偏波（以下「左旋波」という）である。この電波が建物等で反射すると、その偏波方向が反転し右旋の円偏波（以下「右旋波」という）となる。さらに、最初の反射で右旋波となった反射波が、再び建物等で反射されると（これを「再反射波」という）、その偏波方向が再び反転し元の左旋波にもどる。この再反射波は元の送信電波（「直接波」ともいう）と同じ左旋波であり、偏波方向だけでは直接波と再反射波とを識別できない。
【０００５】
上記のような反射波や再反射波（まとめて「間接波」ともいう）は、直接波に対し、伝播遅延を有しており、ＧＰＳ測位における誤差要因となる。従来のダイバーシチ受信方式では、偏波方向の識別までは行われておらず、反射特性まで考慮しマルチパス時の影響をより低減することに限界があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、所望波である左旋波を検波するアンテナ素子と右旋波を検波するアンテナ素子とでペアのアンテナを構成し、このペアのアンテナを２組持つ構成とした。そして、常に左旋波が大きくかつ右旋波が小さい組のＧＰＳ信号を測位に利用することで、マルチパスのある環境でも高精度のＧＰＳ測位を行うことが出来るＧＰＳ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明であるＧＰＳ装置は、測位情報が重畳された電波を左旋偏波で送信するＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位を行うものであって、左旋偏波及び右旋偏波を受信する第１のアンテナと、この第１のアンテナから所定の距離だけ離れた位置に設けられた左旋偏波及び右旋偏波を受信する第２のアンテナと、前記第１のアンテナが受信した左旋偏波及び右旋偏波の出力値と第２のアンテナが受信した左旋偏波及び右旋偏波の出力値とを比較することによりマルチパスの影響が少ないと判断された前記第１又は第２のいずれかのアンテナの左旋偏波の出力を選択する選択手段と、この選択手段により選択された左旋偏波の出力信号を用いて測位処理を行う処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のＧＰＳ装置によれば、ダイバーシチ受信方式において２組の各アンテナで左旋及び右旋の両円偏波を受信し、これら４つの円偏波の受信出力値の比較結果に基づき、間接波の影響の少ないアンテナを選択することにより、マルチパスの影響下でも高精度のＧＰＳ測位を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施例１．
図１に本発明のＧＰＳ装置のシステム構成図を示す。図において、１は第１のＧＰＳモジュールである。このモジュール１は、ＧＰＳ信号の所望波（左旋波）を受信する左旋波用アンテナ素子１ａ、このアンテナ素子１ａが受信した信号を分析し情報（測位情報、ＳＮ比（信号対雑音比）等）を取り出すＧＰＳ信号処理部１ｂ、及び、ＧＰＳ信号の反射波（右旋波）を受信する右旋波用アンテナ素子１ｃ、このアンテナ素子１ｃが受信した信号を分析し情報を取り出すＧＰＳ信号処理部１ｄから構成される。左旋波用アンテナ素子１ａと右旋波用アンテナ素子１ｃをまとめて第１のアンテナという。
【００１０】
２は第２のＧＰＳモジュールである。このモジュール２も、モジュール１と同様に、左旋波用アンテナ素子２ａ、このアンテナ素子２ａに続くＧＰＳ信号処理部２ｂ、及び、右旋波用アンテナ素子２ｃ、このアンテナ素子２ｃに続くＧＰＳ信号処理部１ｄから構成される。左旋波用アンテナ素子２ａと右旋波用アンテナ素子２ｃをまとめて第２のアンテナという。３はＧＰＳモジュール１，２の選択を行う選択処理部、４は選択処理部３により選択されたＧＰＳモジュール１または２からの情報を上位のアプリケーション（例えばナビゲーションシステムなど）に必要な形式に選択・加工処理するプロセッサである。
【００１１】
次に動作について説明する。まず、ＧＰＳモジュール１とＧＰＳモジュール２は独立して測位を行う。また、本発明においても、ＧＰＳモジュール１とＧＰＳモジュール２とを用いてダイバーシチ受信が行われる。従って、左旋波用アンテナ素子１ａと２ａの間の距離及び右旋波用アンテナ素子１ｃと２ｃの間の距離は、出来ればＧＰＳ受信電波の１／２波長程度離すのが望ましい。
【００１２】
ＧＰＳ信号処理部１ｂ、１ｄ、２ｂ、２ｄでは、それぞれのアンテナ素子で受信されたＧＰＳ電波の信号レベルを検出する。選択処理部３では、各アンテナ素子で受信された電波の信号レベルを比較する。この比較に基づき、ＧＰＳモジュール１，２のいずれのモジュールを選択するかを判断する。図２は選択処理部３での判断基準の一例を示すものである。各アンテナ素子の受信レベルの大きさにより、図に示すように４つのケースが存在する。基本的な考え方は、所望波である左旋波の受信レベルが大きく、反射波である右旋波の受信レベルが小さいモジュールを選択するというものである。
【００１３】
ケース２では、左旋波レベルは、モジュール１の左旋波用アンテナ素子１ａの受信レベルがモジュール２の左旋波用アンテナ素子２ａの受信レベルより大きい。これは、モジュール１の左旋波用アンテナ素子１ａが、モジュール２の左旋波用アンテナ素子２ａに比べ、ＧＰＳ電波の直接波をよりよく受信していることを示している。
【００１４】
一方、右旋波レベルは、モジュール１の右旋波用アンテナ素子１ｃの受信レベルがモジュール２の右旋波用アンテナ素子２ｃの受信レベルより大きい。これは、モジュール２の右旋波用アンテナ素子２ｃが、モジュール１の右旋波用アンテナ素子１ｃに比べ、ＧＰＳ電波の間接波（反射波）の影響を大きく受けていることを示している。従って、直接波の受信状態が良好で、間接波の影響の少ないモジュール１を選択するのが望ましい。同様に、ケース３では、モジュール２を選択するのが望ましい。
【００１５】
ここで問題となるのが、ケース１、４の場合のように、一方のＧＰＳモジュール内の左旋波用アンテナ素子及び右旋波用アンテナ素子で受信される左旋波の受信レベル及び右旋波の受信レベルが、他方のＧＰＳモジュールに内の左旋波用アンテナ素子及び右旋波用アンテナ素子で受信される左旋波の受信レベル及び右旋波の受信レベルに比べ、ともに大きくなってしまう場合である。この場合には、間接波の影響を考慮したさらに細部の判断基準が必要となる。
【００１６】
一つの考え方として、左旋波の受信レベルと右旋波の受信レベルの差が大きく，かつ左旋波の受信レベルが大きい方のＧＰＳモジュールを選択するというものである。「左旋波レベル−右旋波レベル」が大きい方のモジュールを選択するという基準は、間接波（右旋波）の影響が少ない方のモジュールを優先的に選択することを示したものである。図３はこの細部判断基準を示すものである。図に示すように４つの細部ケースが存在する。ケース１−１、１−２は、図２のケース１の場合をさらに細分化した細部判断基準である。ケース４−１、４−２は、図２のケース４の場合をさらに細分化した細部判断基準である。
【００１７】
上記考え方に従うと、例えば、ケース１−１、１−２の場合には、いずれのケースも、左旋波の受信レベルは、モジュール１の左旋波用アンテナ素子１ａの受信レベルがモジュール２の左旋波用アンテナ素子２ａの受信レベルより大きい。「左旋波レベル−右旋波レベル」は、ケース１−１の場合には、モジュール１の方がモジュール２より大きい。一方、ケース１−２の場合には、モジュール２の方がモジュール１より大きい。このとき、細部判断基準では「左旋波レベル−右旋波レベル」の大きい方のモジュールを選択するようにしている。従って、ケース１−１の場合にはモジュール１が選択され、ケース１−２の場合にはモジュール２が選択される。同様に、ケース４−１では、モジュール１が選択され、ケース４−２では、モジュール２が選択される。
【００１８】
上記の選択判断処理の後、選択処理部３は、選択されたＧＰＳモジュールの左旋波用アンテナ素子により受信されＧＰＳ信号処理された結果をプロセッサ４に出力する。
【００１９】
プロセッサ４では、選択処理部３により選択されたＧＰＳモジュールの情報を上位のアプリケーション（例えば、ナビゲーションシステムなど）に必要な形式に選択・加工処理し、処理結果を渡すこととなる。
【００２０】
なお、上記説明では、「左旋波レベル−右旋波レベル」を間接波の影響の大きさを判断する算式としたが、「左旋波レベル／右旋波レベル」のように左旋波レベルと右旋波レベルの比率を基準としても構わない。
【００２１】
なお、上記説明では、本発明の基本的な原理を説明するために、ＧＰＳ信号処理部は各アンテナ素子の出力にそれぞれ設け、受信信号を並行して処理する構成としたが、システムのコスト削減のために、ＧＰＳ信号処理部は左旋波、右旋波で共用し、時分割で処理を行うということもありうる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施例によるＧＰＳ装置のシステムブロック図である。
【図２】この発明の実施例によるＧＰＳ装置における選択処理部の選択処理の説明図である。
【図３】この発明の実施例によるＧＰＳ装置における選択処理部の細部選択処理の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  第１のＧＰＳモジュール、  ２  第２のＧＰＳモジュール、  １ａ，２ａ  左旋波用アンテナ素子、  １ｃ，２ｃ  右旋波用アンテナ素子、  １ｂ，１ｄ，２ｂ，２ｄ  ＧＰＳ信号処理部、  ３  選択処理部、  ４  プロセッサ。
【図１】
2007127497.tif 000003
【図２】
2007127497.tif 000004
【図３】
2007127497.tif 000005