(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＧＰＳ基準局からの補正情報を切替えて受信する受信装置と、
ＧＰＳ衛星から受けたＧＰＳ情報とＧＰＳ基準局から受けた補正情報とから移動局の位置データを算出するＧＰＳ受信機と、
ＧＰＳ基準局の各々の設置位置誤差を記憶すると共に、前記ＧＰＳ受信機で算出された移動局の位置データに対し、受信しているＧＰＳ基準局の設置位置誤差で修正演算する位置修正演算装置と、
この修正演算結果を表示するモニタ装置を備え、
移動局の移動によりＧＰＳ基準局が切り替った場合に、前記位置修正演算装置により修正演算することにより前記モニタ装置上に示される移動局の経路を連続的な経路として表示することを特徴とするＧＰＳデータ処理装置。
【請求項２】
前記ＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星から受けたＧＰＳ情報と切替えられたＧＰＳ基準局から受けた補正情報とから移動局の位置データを算出し、前記位置修正演算装置は前記算出された位置データに対し、切替えられて受信しているＧＰＳ基準局の設置位置誤差で修正演算することを特徴とする請求項１記載のＧＰＳデータ処理装置。
【請求項３】
前記位置修正演算装置は、切替えられて受信しているＧＰＳ基準局の設置位置誤差分を、前記ＧＰＳ受信機で算出された移動局の位置データに対して加算して、新たな位置データを算出することを特徴とする、請求項１または２記載のＧＰＳデータ処理装置。
【請求項４】
前記位置修正演算装置は、補正情報を受けているＧＰＳ基準局の種別を判断し、種別に応じてＧＰＳ受信機で算出された移動局の位置データに対する、ＧＰＳ基準局の設置位置誤差による修正演算の有無を決めることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＧＰＳデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ補正情報を利用したＧＰＳ相対測位方式で得られる移動局の位置座標（データ）の算出と、算出データの修正を実現するＧＰＳデータ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ基準局からの補正情報を利用した移動局の相対測位を行う場合のＧＰＳ基準局は、本来正しい位置に設置されるが、設置時のずれや設置後の地震やプレートの移動等によりその設置位置が観測座標値と一致しない誤差が生じている。
従来、特許文献１に示すようにＧＰＳ基準局からの補正情報を利用した相対測位を行う場合、その測位で得られる結果は、補正情報を受けるＧＰＳ基準局の設置されている絶対座標位置からの相対位置座標が絶対位置座標としての表記で得られる。このため、補正情報を受けるＧＰＳ基準局の設置されている絶対座標位置に誤差を含んでいた場合、その誤差分だけずれた測位結果を得ることになる。
【０００３】
図２で詳細に説明すると、ＧＰＳ基準局−１は実際の設置位置２０４とその絶対座標の真位置２０１（公的な位置）にずれ（シフト）がなく、同一場所にあることとする。ＧＰＳ基準局−２は実際の設置位置２０５とその絶対座標の真位置２０２とが、東西方向にずれ（シフト）Ａがあるものとする。ＧＰＳ基準局−３は実際の設置位置２０６とその絶対座標の真位置２０３とが、南北方向にずれＢがあるものとする。ずれＡとＢは方向と長さが異なる。
【０００４】
ＧＰＳ基準局−１の補正情報を取得利用しての相対測位経路２１０は、移動体（移動局）の実際の破線で示す移動経路２４０に沿っている。しかし、実際の設置位置が真の座標値とずれているＧＰＳ基準局−２とＧＰＳ基準局−３の補正情報を利用したとき、補正情報にこの誤差が含まれているため、相対測位による経路は図に実線で示す通り、２１０から２１１、及び２１１から２１２のように、ＧＰＳ基準局の切替わり時にずれが生じ、実際の移動経路２４０とずれた経路を示す。図２で実線で囲んだ２３０と２３１は、補正情報を切替えた場合にそのＧＰＳ基準局の設置位置誤差ＡとＢで示される距離と方向に起因する相対測位結果の位置ずれを示す。
【０００５】
上記のように、複数のＧＰＳ基準局からの補正情報を選択的に切替えながら（ＧＰＳ基準局を切替えて）１つのＧＰＳ基準局から補正情報（設置位置誤差を含んでいる。）を取得して相対測位をした場合、各ＧＰＳ基準局の設置位置誤差分（各ＧＰＳ基準局により誤差分が異なる）のオフセットが相対測位結果に含まれ、測位により求められた移動局の位置が、各ＧＰＳ基準局の設置位置誤差分だけずれた位置を示すことになる。しかも、各ＧＰＳ基準局のずれは一様ではなく、距離と方向がばらばらである。
【０００６】
よって、複数のＧＰＳ基準局の補正情報を切替えながら連続で相対測位を実施した場合には、補正情報取を得するＧＰＳ基準局を切替える度に、絶対座標上でのＧＰＳ基準局の設置誤差分を含んだ結果を得ることになり、本来、電子地図等に連続的な移動経路が表示されるはずが、不連続な経路しか得られないという弊害がある。
【０００７】
特許文献２には、固定基準局（ＧＰＳ基準局）が各々の固定基準点（設置位置）に関して公的座標値に対する観測座標値を観測データとしてリアルタイムで発信していることに着目し、観測データを位置変動情報として利用するものが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９２５１９号公報
【特許文献２】特開２００７−１２７６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に記載されるものは、目標測量地点をＧＰＳ手段で荒く測位した後、測位された地点とこれを囲む複数のＧＰＳ基準局からの各距離に基いて演算し、更に精度の高い位置情報を算出するものである。しかしながら、特許文献２に記載されるものは、ＧＰＳ基準局からの補正情報を選択的に切替えながら（ＧＰＳ基準局を切替えて）取得して相対測位する場合の、ＧＰＳ基準局の設置位置誤差の対策については配慮されていない。また、特許文献２で複数のＧＰＳ基準局からの補正情報を選択的に切替えながら測位した場合を想定すると、各ＧＰＳ基準局の設置位置誤差が不均一のため、前述した従来技術の問題点がある。
【００１０】
本発明の目的は、複数のＧＰＳ基準局からの補正情報を選択的に切替えながら取得して相対測位をした場合に、各ＧＰＳ基準局の設置位置誤差によって移動局での測位で得られた経路が不連続にならないＧＰＳデータ処理装置を提供することにある
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数のＧＰＳ基準局からの補正情報を切替えて受信する受信装置と、ＧＰＳ衛星から受けたＧＰＳ情報とＧＰＳ基準局から受けた補正情報とから移動局の位置データを算出するＧＰＳ受信機と、ＧＰＳ基準局の各々の設置位置誤差を記憶すると共に、前記ＧＰＳ受信機で算出された移動局の位置データに対し、受信しているＧＰＳ基準局の設置位置誤差で修正演算する位置修正演算装置と、この修正演算結果を表示するモニタ装置を備え、移動局の移動によりＧＰＳ基準局が切り替った場合に、前記位置修正演算装置により修正演算することにより前記モニタ装置上に示される移動局の経路を連続的な経路として表示するたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記ＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星から受けたＧＰＳ情報と切替えられたＧＰＳ基準局から受けた補正情報とから移動局の位置データを算出し、前記位置修正演算装置は前記算出された位置データに対し、切替えられて受信しているＧＰＳ基準局の設置位置誤差で修正演算する。
また、前記位置修正演算装置は、切替えられて受信しているＧＰＳ基準局の設置位置誤差分を、前記ＧＰＳ受信機で算出された移動局の位置データに対して加算して、新たな位置データを算出する。
【００１３】
また、前記位置修正演算装置は、補正情報を受けているＧＰＳ基準局の種別を判断し、種別に応じてＧＰＳ受信機で算出された移動局の位置データに対する、ＧＰＳ基準局の設置位置誤差による修正演算の有無を決める。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数のＧＰＳ基準局からの補正情報を選択的に切替えながら取得して相対測位をした場合に、各ＧＰＳ基準局に設置誤差があっても、移動局での測位で連続的な経路を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について説明する。図１に、複数のＧＰＳ基準局からの補正情報を選択的に切替えながら取得して相対測位の概念を示す。本実施例は、移動体などで測位をする場合に、複数箇所のＧＰＳ基準局の各補正情報を切替ながら測位をする場合に発生し得る、測位結果の誤差量を相殺するものである。
【００１６】
図１では、３箇所のＧＰＳ基準局１０１、１０２、１０３を用いるシステムを示している。１１１、１１２、１１３は移動体であり同一物を示す。まず一つ目のＧＰＳ基準局１０１の範囲にいる移動体１１１は、ＧＰＳ基準局１０１からの補正情報１１４とＧＰＳ衛星からのＧＰＳ情報に基いて相対測位を行う。移動体１１１は移動しながら連続的に相対測位をするが、ＧＰＳ基準局１０１の補正情報１１４が届く範囲では、その補正情報１１４を利用して相対測位を行う。
【００１７】
移動体１１１がＧＰＳ基準局１０１の範囲から外れ、移動体１１２の位置に進んでＧＰＳ基準局１０２の補正情報１１５の取得できる範囲にある場合は、その補正情報１１５を利用して相対測位を行う。同様に、移動体１１２がＧＰＳ基準局１０２の範囲から外れ、移動体１１３の位置に進み、ＧＰＳ基準局１０３の補正情報１１６の取得できる範囲にある場合は、その補正情報１１６を利用して相対測位を行う。移動体移動経路１１は移動体の移動する経路を示す。
【００１８】
図３は、ＧＰＳ基準局の設置位置誤差の測定と取得の説明図である。先ず、各ＧＰＳ基準局３０１、３０２、３０３の補正情報が取得できる場所に、移動体を停止させて移動体の位置を静止計測する。移動体を停止させて静止計測するのは、各ＧＰＳ基準局から補正情報に基づいて移動体の同一場所を計測するためである。最初に、ＧＰＳ基準局３０１の補正情報を取得利用した静止計測を行い、その相対測位結果を記録する。次に、ＧＰＳ基準局３０２の補正情報を取得利用した静止計測を行い、その相対測位結果を記録する。最後に、ＧＰＳ基準局３０３の補正情報を取得利用した静止計測を行い、その相対測位結果を記録する。
【００１９】
図３で、３００はＧＰＳ基準局３０１の補正情報を使用した相対測位の静止測位結果位置、３０４はＧＰＳ基準局３０２の補正情報を使用した相対測位の静止測位結果位置、３０５はＧＰＳ基準局３０３の補正情報を使用した相対測位の静止測位結果位置である。各ＧＰＳ基準局に設置位置誤差がなければ、移動体は静止しているのでその位置は１ヶ所で、３００、３０４、３０５は重なって一点となる筈である。しかし、実際は設置位置誤差があるため、図３に示すように３００、３０４、３０５は３点に分かれてプロットされる。
【００２０】
図３の破線で囲んだ部分に、プロットされた点を拡大して示す。ここで、ＧＰＳ基準局３０１を地図表示用の基礎となる基礎ＧＰＳ基準局として設置位置誤差がない（ゼロ）とし、他のＧＰＳ基準局の設置位置誤差としてＧＰＳ基準局３０１の設置位置からの誤差（オフセット値）として得られる。図３に示すとおり、ＧＰＳ基準局３０１からの３０２のオフセット値は（Ｘ２、Ｙ２）となり、同様に、ＧＰＳ基準局３０１からの３０３のオフセット値は（Ｘ１、Ｙ１）と表される。
【００２１】
上記で静止計測されたオフセット値（Ｘ２、Ｙ２）と（Ｘ１、Ｙ１）は、それぞれ対応するＧＰＳ基準局３０２と３０３の名称と共に、後述する移動体に装着されたＧＰＳ移動局内のメモリ５０８に記憶され、移動体の実際の相対測位動作に備える。
【００２２】
図４は、本実施例を構成するＧＰＳ基準局４０２と移動体に装備されるＧＰＳ移動局４０１のブロック図である。ＧＰＳ基準局４０２は、ＧＰＳアンテナ４０３、ＧＰＳ受信機４０４、補正情報送信用無線機４０５、及び無線送信アンテナ４０５を備える。ＧＰＳ基準局４０２は、ＧＰＳ受信機４０４でＧＰＳ衛星から受信した位置情報とＧＰＳ基準局の設置位置情報とから補正情報を作り、この補正情報を補正情報送信用無線機４０５から移動体に向けて無線送信する。無線電波の種類は種々あるが、中波のビーコン電波や無線ＬＡＮ、特定小電力無線などがある。
【００２３】
ＧＰＳ移動局４０１は、ＧＰＳアンテナ５０１、ＧＰＳ受信機５０２、無線受信アンテナ５０４、補正情報受信用無線機５０３、位置修正演算装置５０５、及び測位結果表示用モニタ装置５０６を備えている。ＧＰＳ受信機５０２は、ＧＰＳアンテナ５０１で受信したＧＰＳ衛星からのＧＰＳ情報と、ＧＰＳ基準局４０２から補正情報受信用無線機５０４に受信した補正情報とに基いて相対測位し、移動体の位置データを算出する。位置修正演算装置５０５は、上記で測位されてシリアル入力部５０７に伝送されてくる移動体の位置データに対して、図３で予め静止計測により各ＧＰＳ基準局について計測した設置位置誤差のオフセット値を加算処理する。また加算処理の結果を電子地図上などに重畳して測位結果表示用モニタ装置５０６で表示させる。
【００２４】
図５は、移動局４０１に装備される位置修正演算装置５０５の詳細ブロックである。位置修正演算装置５０５はコンピュータであり、演算器（図示せず）、基準局の設置位置誤差のオフセット値を格納するメモリ５０８、及び位置修正演算用プログラムが格納されるメモリ５０９を備える。メモリ５０８には、前述した図３で静止計測されたＧＰＳ基準局３０２と３０３の夫々の設置位置誤差であるオフセット値（Ｘ２、Ｙ２）と（Ｘ１、Ｙ１）が格納されている。
【００２５】
移動体が実際に自身の位置を測位しながら移動する際に、測位された移動体の位置データに位置移動局４０１内の前記位置修正演算装置５０５により修正演算が加えられる。この修正演算はメモリ５０９に保持されている位置修正演算用プログラムにより実行される。メモリ５０８に格納されているオフセット値を読み出し、先にＧＰＳ受信機５０２で算出されてシリアル入力部５０７から入力された、移動体の位置データに対し加算を加える。
【００２６】
前述のように、各ＧＰＳ基準局からの補正データには各ＧＰＳ基準局の設置位置誤差が含んでいるので、算出された移動体の位置データにも同じ設置位置誤差が含んでいる。この移動体の位置データにオフセット値を加算すると、設置位置誤差がオフセット値と相殺された位置データが得られ、設置位置誤差が含まれないデータとなる。そして、この誤差が含まれない位置データは、測位結果表示用モニタ装置５０６に電子地図上に重畳表示した内容で表示される。
【００２７】
図６は、各ＧＰＳ基準局の設置位置誤差であるオフセット値を利用して、シリアル入力部５０７に伝送されてくる相対測位結果に対しての誤差修正（オフセット値の加算）の処理を行う位置修正演算用プログラムによる処理フローを示す。この処理フローに従って修正演算動作を説明する。
【００２８】
先ず処理６０１で、予め格納されているメモリ５０８から、各ＧＰＳ基準局のオフセット値を読み出す。次に処理６０２で、登録されている基礎となるＧＰＳ基準局の種別（番号）を読み出す。これは地図表示用の基礎となる基礎ＧＰＳ基準局を特定するためであり、この実施例では基準局３０１としている。
【００２９】
処理６０３では、実際に利用している補正情報のＧＰＳ基準局が、処理６０２で読み出した基礎ＧＰＳ基準局３０１と一致するかどうか判別する。この判別でＹｅｓであれば、ＧＰＳ基準局のオフセット値を利用した修正は不要なために、処理６０４で相対測位により移動体の位置データをそのまま取得し、処理６１０に移る。
【００３０】
処理６０３の判断でＮｏであれば、オフセット値を利用した修正が必要となり、処理６０５で実際に利用している補正情報のＧＰＳ基準局が次のＧＰＳ基準局３０２か否かを判別する。この判別でＹｅｓであれば処理６０６に移り、処理６０１で読み出しているＧＰＳ基準局３０２のオフセット値を参照する。次いで処理６０８で相対測位により位置データを取得し、次の処理６０９で、この位置データに処理６０６で参照したオフセット値（基準局３０２）を加算して修正がなされる。
【００３１】
処理６０５の判断でＮｏであれば、処理６０７で実際に利用している補正情報のＧＰＳ基準局が３０３であると判断し、先の処理６０１で読み出しているＧＰＳ基準局３０３のオフセット値を参照する。次いで処理６０８で相対測位により位置データを取得し、次の処理６０９で、この位置データに処理６０７で参照したオフセット値（基準局３０３）を加算して修正がなされる。
【００３２】
上記の処理は移動体の経路に沿って測位が行われる度になされ、ＧＰＳ基準局の３０１〜３０３を利用した全ての測位が終了すると処理６１０で終了となる。
【００３３】
本実施例では上記のように、複数のＧＰＳ基準局の補正情報を切替えて相対測位する場合に、実際に補正情報を得ているＧＰＳ基準局の種類に基づいて移動体の位置データに修正が必要か否かを判別しながら測位が行われ、設置位置誤差が含まれる移動体の位置データにのみ修正が行われるので、連続した経路を構成する位置データが得られる。
【００３４】
上記で得られた連続な経路は、いわゆる電子地図データ上に重畳するなどして表示を行う場合、見やすく表示できる。
上記をまとめると、先ず、補正情報を取得する予定の複数のＧＰＳ基準局の設置位置の絶対座標値のずれ（ＧＰＳ基準局の設置位置誤差）を予め測っておく。ずれの測り方は、任意の位置に測定用の（移動体の）ＧＰＳアンテナと受信機を静止した状態で設置し、補正情報を取得するＧＰＳ基準局を順次切り替えて相対測位を行う。補正情報取得するＧＰＳ基準局の設置位置の座標値が正確であれば、任意の場所において、補正情報を取得する複数のＧＰＳ基準局を切替えて相対測位を行ったとしても、その場所では同一の絶対座標値が得られるはずであるが、実際にはＧＰＳ基準局を切替えて補正情報を取得すると、それぞれ異なった相対測位結果が得られる。この異なった測位結果の差分を、ＧＰＳ基準局設置位置誤差として取得しておく。
そして、この複数のＧＰＳ基準局のうちで電子地図に表示の際に基礎とするための基礎ＧＰＳ基準局を一箇所決める。ここで決めた表示用の基礎ＧＰＳ基準局で相対測位した位置データを、加工せずにそのまま(修正せずに)利用する。これ以外のＧＰＳ基準局で相対測位を行った場合は、その測位結果の位置データに対して、予め取得しておいたそのＧＰＳ基準局の設置位置の絶対座標値の誤差分を加算（修正）して利用する。
こうすることによって、ＧＰＳ基準局の設置位置の誤差分が電子地図の表示上は相殺されて、経路状の軌跡を連続的に相対測位しても、たとえ補正情報を取得するＧＰＳ基準局を切り替えたとしても、連続的な軌跡の測位結果が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】複数のＧＰＳ基準局を切替えて相対測位する概念図。
【図２】複数のＧＰＳ基準局の設置位置誤差による移動経路上の位置ずれの説明図。
【図３】ＧＰＳ基準局の設置位置誤差の測定と取得の説明図。
【図４】本発明実施例のＧＰＳ基準局とＧＰＳ移動局４０１のブロック図。
【図５】本発明実施例のＧＰＳ移動局４０１の詳細ブロック図。
【図６】本発明実施例の位置修正演算用プログラムによる処理フロー図。
【符号の説明】
【００３６】
３０１、３０２、３０３…ＧＰＳ基準局、５０１…ＧＰＳアンテナ、５０２…ＧＰＳ受信機、５０３…補正情報受信用無線機（受信装置）、５０４…無線受信アンテナ、５０５…位置修正演算装置、５０６…測位結果表示用モニタ装置（モニタ装置）、５０８…基準局の設置位置誤差のオフセット値を格納するメモリ（基準局設置位置誤差格納用メモリ）、５０９…位置修正演算用プログラム格納用メモリ。
【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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