(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステーションフレームと、ＧＰＳレシーバと、該ステーションフレームに取り付けられており前記ＧＰＳレシーバを調整するようになっているコントローラとを含む全地球航法システム（ＧＰＳ）衛星基準ステーションを自動的に調整する方法において、
最後の基準位置推定値をＧＰＳレシーバから検索し、
新しい位置推定値を前記ＧＰＳレシーバから受け取り、
前記新しい位置推定値を前記最後の基準位置推定値と比較し、
前記新しい位置推定値が前記最後の基準位置の所定の距離内にない場合には、新しい基準位置推定値を求める、
段階からなる方法。
【請求項２】
新しい基準位置を求める前記段階は、
所定の時間長さにわたって、前記ＧＰＳレシーバから一連の位置推定値を受け取り、
該一連の位置推定値の関数として前記新しい基準位置を計算する、
段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステーションフレームと、ＧＰＳレシーバと、該ステーションフレームに取り付けられており前記ＧＰＳレシーバを調整するようになっているコントローラと、を含む全地球航法システム（ＧＰＳ）衛星基準ステーションを自動的に調整する方法において、
ＧＰＳレシーバを自律モードにし、
最後の基準位置を前記ＧＰＳレシーバから検索し、
新しい位置推定値を前記ＧＰＳレシーバから受け取り、
前記新しい位置推定値を前記最後に記憶された位置推定値と比較し、
所定の時間長さにわたって、前記ＧＰＳレシーバから一連の位置推定値を受け取り、該一連の位置推定値の関数として新しい基準位置を計算し、該新しい基準推定値が前記最後の基準位置の所定の距離内にない場合には、新しい基準位置を計算し、
前記ＧＰＳレシーバを前記基準ステーション位置でプログラムし、
前記ＧＰＳレシーバを基準ステーションモード内に配置する、
段階からなる方法。
【請求項４】
ステーションフレームと、
該ステーションフレームに取り付けられているＧＰＳレシーバと、
該ＧＰＳレシーバを初期化し、該ＧＰＳレシーバから最後の基準位置を検索し、前記ＧＰＳレシーバから新しい位置推定値を受け取り、該新しい位置推定値と前記最後の基準位置を比較し、前記新しい位置推定値が前記最後の基準位置の所定の距離内にない場合には新しい基準位置を求め、該新しい基準位置で前記ＧＰＳレシーバをプログラムする制御手段と、
を備える自己調整型全地球航法システム（ＧＰＳ）基準ステーション。
【請求項５】
前記ＧＰＳレシーバは、位置補正信号を発信するようになっている差動ＧＰＳレシーバであり、
前記自己調整ＧＰＳ基準ステーションは、前記ＧＰＳレシーバに接続されているＧＰＳアンテナと、前記制御手段に接続されたラジオと、を備え、
前記制御手段は、前記ＧＰＳレシーバから補正信号を受信し、該補正信号を前記ラジオを介して伝送する手段を含むようになっていることを特徴とする請求項４に記載の自己調整型ＧＰＳ基準ステーション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的に全地球航法システム（ＧＰＳ）衛星に用いるための基準ステーションに関する。より詳細には、本発明は、自己調整型ＧＰＳ基準ステーションおよび該ステーションを作動させるための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アメリカ政府は、全地球航法システム（ＧＰＳ）を開発してきた。ＧＰＳは、複数のＧＰＳ衛星からなる。ＧＰＳレシーバは、レシーバから信号を受信し、ＧＰＳレシーバの地球上の位置を求める。
ＧＰＳ衛星信号は、レシーバの位置を推定するために三角法技術を用いてＧＰＳレシーバによって処理される。商業的に入手可能なＧＰＳレシーバの位置推定値の正確さは、±１００メートルである。
より精密な位置推定値を得るための一つの解決策は、差動ＧＰＳである。差動ＧＰＳは、正確さを改善するために基準ステーションを利用する。基準ステーションには、差動ＧＰＳレシーバとして知られているＧＰＳレシーバが設けられている。差動ＧＰＳレシーバは、ＧＰＳ衛星から受信された信号に応答して補正信号を発信する。補正信号、または別の基準ステーションの情報が、ユーザの場所におけるＧＰＳレシーバに伝達され、ユーザの位置推定値の正確さを改善するのに用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、基準ステーションは、中心の定められた場所に配置されている。しかしながら、固定された永久的な基準ステーションが有効ではない、すなわち基準ステーションからの通信信号を受信できない場所を、特定の作業場所が含む場合がある。
本発明は、上述の問題の１つか２つ以上を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の１態様において、全地球航法（ＧＰＳ）衛星基準ステーションを自動的に調整するための方法を提供する。基準ステーションは、ステーションフレーム、ＧＰＳレシーバおよび該ステーションフレームに取り付けられたコントローラを含む。コントローラは、ＧＰＳレシーバを調整するようになっている。本発明の方法は、ＧＰＳレシーバから最後の基準位置を検索し、ＧＰＳレシーバから新しい位置推定値を受け取る段階を含む。新しい位置推定値と最後の基準位置が比較される。新しい位置の推定値が最後の基準位置の所定の範囲内にない場合には、新しい基準位置が求められる。
本発明の別の態様において、自己調整型全地球航法システム（ＧＰＳ）基準ステーションが設けられている。基準ステーションは、ステーションフレーム、該ステーションフレームに取り付けられたＧＰＳレシーバおよび基準ステーションを調整するためのコントローラを含む。
【０００５】
【実施例】
図１と図２を参照して、本発明は、自己調整型全地球航法システム（ＧＰＳ）基準ステーション１００と該基準ステーション１００を作動させるための方法を提供する。
図１を詳細に参照すると、基準ステーションはステーションフレーム１０２、該ステーションフレーム１０２に取り付けられているＧＳＰレシーバ１０４、および制御手段１０６とを含む。好ましい実施例において、制御手段１０６はマイクロプロセッサベースコントローラである。
好ましい実施例において、ＧＰＳレシーバ１０４は、衛星から受信した信号と基準ステーションの既知の位置とに基づいて補正信号を求めるようになっている差動ＧＰＳレシーバである。ユーザの場所に配置されているＧＰＳレシーバは、補正信号とＧＰＳ衛星からの信号を受信し、信号の関数としてユーザの位置を求める。差動ＧＰＳレシーバの使用は、本分野において公知であり、従ってこれ以上記載しない。
【０００６】
１つの適当な差動ＧＰＳレシーバが、カリフォルニア州トランス在住のマグナボックス・アドバンスド・プロダクツ・アンド・システムズカンパニーから入手可能である。
基準ステーション１００は、ディジタルラジオ１０８、該ディジタルラジオ１０８に接続されたラジオアンテナ１１２およびＧＰＳレシーバ１０４に接続されたＧＰＳアンテナ１１０を含む。
差動ＧＰＳレシーバは、ＧＰＳ衛星からの信号およびＧＰＳレシーバの既知の位置に基づいて補正信号を計算する。本発明は、手作業で新しい場所を測量することなく基準ステーションを異なる場所に動かすことのできる装置と方法を提供する。
【０００７】
制御手段１０６はＧＰＳレシーバ１０４を制御し、レシーバを調整する。図２を参照して記載すると、制御手段１０６は、まず基準ステーション１００が新しい場所に動いたかどうかを判定し、基準ステーション１００が動いた場合には、基準ステーションの新しい位置を求める。
図２を詳細に参照すると、第１制御ブロック２０２において、制御手段１０６がＧＰＳレシーバ１０４を初期化し、該ＧＰＳレシーバ１０４に記憶された最後の基準位置を検索する。第２の制御ブロック２０４におて、ＧＰＳレシーバが自律モードに配置され、基準ステーションの位置の新しい位置の推定値がＧＰＳレシーバ１０４から受け取られる。自律モードにおいて、ＧＰＳレシーバ１０４が該レシーバの位置の推定値を求める。
【０００８】
第１判定ブロック２０６において、最後の位置の推定値と新しい位置の推定値が比較される。新しい位置の推定値が、最後の基準位置の所定の範囲内にある場合には制御は第６制御ブロック２１４に進む。
第１の判定ブロック２０６において、最後の位置の推定値が、最後に記憶された位置推定値からの所定の距離内にない場合には、制御は第３の制御ブロック２０８に進む。
第３の制御ブロック２０８において、制御手段１０６が、所定の時間の長さにわたってＸ秒毎にＧＰＳレシーバ１０４から位置推定値を受け取る。好ましい実施例において、制御手段１０６は、２４時間にわたって、２０秒毎に位置推定値を受け取る。
【０００９】
第４の制御ブロック２１０において、制御手段１０６は、所定の時間長さにわたってＧＰＳレシーバ１０４から受信した位置推定値の関数として新しい基準位置を計算する。好ましい実施例において、現在の位置推定値は、時間の長さにわたって受け取られた一連の推定値の平均である。
第５の制御ブロック２１２において、ＧＰＳレシーバ１０４が新しい基準ステーション位置でプログラムされる。
第６の制御ブロック２１４において、ＧＰＳレシーバは、基準ステーションモードに配置される。基準ステーションモードにおいて、差動ＧＰＳレシーバ１０４は、ＧＰＳ衛星から信号を受信し、補正信号を計算する。補正信号が、ディジタルラジオ手段１０８によりユーザに伝達される。
【００１０】
図と作動に関して、本発明は、自己調整型全地球航法システム（ＧＰＳ）基準ステーション１００と、該基準ステーション１００を作動させるための方法を提供する。
基準ステーション１００は、ＧＰＳレシーバが設けられたモービルマシン（図示せず）に使用し、モービルマシンの位置を求めるようになっている。好ましい実施例において、基準ステーション１００上に取り付けられているＧＰＳレシーバ１０４は、補正信号を求め伝達するようになっている差動ＧＰＳレシーバである。
基準ステーション１００は移動できるようになっており、すなわち場所の手作業による測量を必要とすることなく基準ステーション１００を所定の場所から別の場所に動かしてもよい。
【００１１】
始動時に、制御手段１０６がＧＰＳレシーバ１０４を初期化し、基準ステーション１００が動かされたかどうかを判定する。これは、ＧＰＳレシーバ１０４内の最後に記憶された位置とＧＰＳレシーバからの新しい推定値を比較することによって達成される。
上述したように、最後に記憶された位置推定値と新しい位置推定値との差が所定のしきい値よりも大きい場合には、基準ステーション１００が動かされて、新しい位置推定値を求めなければならない。
所定のしきい値は、ＧＰＳレシーバ１０４の正確さの関数である。例えば、作動ＧＰＳを用いることなく、ＧＰＳレシーバの正確さは、プラス、マイナス１００メートルである。従って、最後に記憶された位置と新しい位置推定値が、互いに１００メートルの範囲内にある場合には、基準ステーションが動かされなかったと考えられる。
【００１２】
しかしながら、最後に記憶された位置推定値と新しい位置推定値が、相互に１００メートルの範囲内にない場合には、基準ステーション１００が動かされたと考えられる。基準ステーション１００が動かされた場合には、基準ステーション１００の新しい現在の位置を求めなければならない。
基準ステーション１００の新しい現在の位置を求めるために、ＧＰＳレシーバ１０４が自律モードになり、位置推定値が連続して計算される。
一連の位置推定値が、所定の時間長さにわたって計算される。好ましい実施例において、位置推定値は、２４時間の時間長さにわたって、２０秒ごとに受け取られる。一連の位置推定値が、２４時間の長さにわたって平均されて新しい基準位置を計算する。
【００１３】
新しい現在の位置が求められた後、ＧＰＳレシーバ１０４が新しい基準位置でプログラムされ、レシーバ１０４が基準ステーションモード内に配置される。基準ステーションモードにおいて、ＧＰＳレシーバ１０４が補正信号を計算し、この補正信号を制御手段１０４に通信する。次いで、補正信号がラジオ１０８を介してモービルマシンに伝達され、該モービルマシンの位置を求めるのに使用される。
本発明の別の態様、目的および特徴は、図面、発明の開示および請求の範囲を研究することにより得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に従った、自己調整型全地球航法システム（ＧＰＳ）基準ステーションの概略図である。
【図２】図１の自己調整型ＧＰＳ基準ステーションの作動を表す流れ線図である。
【符号】
１００  全地球航法システム基準ステーション
１０２  ステーションフレーム
１０４  ＧＰＳレシーバ
１０６  制御手段
１０８  ディジタルラジオ
１１０  ＧＰＳアンテナ
１１２  ラジオアンテナ
【図１】
0003805054.tif 000002
【図２】
0003805054.tif 000003