(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部で受信された受信電波を処理して前記移動体の位置及び移動速度を測位結果として算出するＧＰＳ受信測位部と、前記測位結果を表示する測位結果表示部とを有するＧＰＳ航法装置において、さらに、予め定められた基準に対する前記移動体の傾斜角度を検出して検出傾斜角を得る傾斜角検出部と、前記検出傾斜角に応じて前記アンテナ部の位置の変動速度をアンテナ位置変動速度として求める変動速度演算部と、前記移動速度を前記アンテナ位置変動速度で補正して補正速度とする補正速度演算部とを有し、前記補正速度を前記移動速度の代りに前記測位結果表示部に与えるようにしたことを特徴とするＧＰＳ航法装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたＧＰＳ航法装置において、前記移動体は船舶であり、前記傾斜角検出部は前記船舶の進行方向に対する傾斜角を測定しており、前記変動速度演算部は前記進行方向に対する変動速度を算出するようにしたことを特徴とするＧＰＳ航法装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ航法装置に関し、特に、船舶の動揺による測定誤差を防止できるＧＰＳ航法装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、船舶用ＧＰＳ航法装置として、例えば、図３に示すＧＰＳ航法装置が知られている。図示のＧＰＳ航法装置は船舶に搭載されており、ＧＰＳアンテナ部２１、ＧＰＳ受信測位部２２、及び測位結果表示部２３を備えている。ＧＰＳ航法装置はＧＰＳアンテナ部２１でＧＰＳ衛星からの電波を受信して、測位を行う。周知のように、ＧＰＳ受信測位部２２は、通常４個のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、受信装置の位置（つまり、船舶の位置）求める。この際、４個のＧＰＳ衛星と船舶との間の疑似距離変化率（ドプラ周波数）の測定から船舶の３軸方向の速度成分を求めることもできる。つまり、船舶の移動速度（船速）を求めることができる。そして、測位データ及び移動速度は測定結果表示部２３に表示される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ＧＰＳ航法装置は、ＧＰＳアンテナ部、つまり、ＧＰＳ衛星からの電波を捕捉した位置（ポイント）で測位を行っており、船速を測定する際には、ＧＰＳアンテナ部の位置の瞬時移動速度を測定していることなる。
【０００４】
ところで、ＧＰＳアンテナ部がマスト等の高い位置に取り付けられていることを考慮すると、船舶が時化等の風波によって動揺した場合、船舶の移動速度はそれぼど変動しないにもかかわらず、ＧＰＳアンテナ部の位置（ポイント）は船舶の動揺に応じて大きく変動する。
【０００５】
いま、船舶の船体自体の移動速度をＶＲとすると、一般に、船速ＶＲは船体のローリング／ピッチング等による変動は少ないが、ＧＰＳアンテナ部の位置は、例えば、ピッチングによって船舶の進行方向に周期的に変動する。ここで、この周期的速度変動をＶＰとすると、ＧＰＳ航法装置で測定される船速Ｖｍは、図４で示す結果となる。
【０００６】
一方、測定船速Ｖｍの周期的変動を回避するため、測定船速Ｖｍを平均化した場合、実際の船速に対して平均化船速に応答遅れが生じてしまう。つまり、一般には、平均化処理に行う際には、フィルタリング等のデータ処理が用いられており、このようなデータ処理を施すと、実際の船速は変化しているにもかかわらず、測定船速が変化しせず（追従しない）、結果的に、応答が遅れてしまう。
【０００７】
このように、従来のＧＰＳ航法装置では、船舶が動揺した際、測定船速にふらつきが発生し、船舶の移動速度を正確に把握することができないという問題点がある。
【０００８】
本発明の目的は、船舶の動揺による瞬時変動を受けることなく、しかも実際の船速に対する応答遅れを防止して、正確に船速を測定することのできるＧＰＳ航法装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、移動体に搭載され、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部で受信された受信電波を処理して前記移動体の位置及び移動速度を測位結果として算出するＧＰＳ受信測位部と、前記測位結果を表示する測位結果表示部とを有するＧＰＳ航法装置において、さらに、予め定められた基準に対する前記移動体の傾斜角度を検出して検出傾斜角を得る傾斜角検出部と、前記検出傾斜角に応じて前記アンテナ部の位置の変動速度をアンテナ位置変動速度として求める変動速度演算部と、前記移動速度を前記アンテナ位置変動速度で補正して補正速度とする補正速度演算部とを有し、前記補正速度を前記移動速度の代りに前記測位結果表示部に与えるようにしたことを特徴とするＧＰＳ航法装置が得られる。
【００１０】
前記移動体は、例えば、船舶であり、前記傾斜角検出部は前記船舶の進行方向に対する傾斜角を測定しており、前記変動速度演算部は前記進行方向に対する変動速度を算出する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１を参照して、図示のＧＰＳ航法装置は、例えば、船舶に搭載されている。このＧＰＳ航法装置は、ＧＰＳアンテナ部１１、ＧＰＳ受信測位部１２、測位結果表示部１３、傾斜角度検出部１４、アンテナ位置変動速度演算部１５、及び補正速度演算部１６を備えている。
【００１３】
図３に関連して説明したように、このＧＰＳ航法装置はＧＰＳアンテナ部１１でＧＰＳ衛星からの電波を受信して、ＧＰＳ受信測位部１２において測位を行うとともに船舶の移動速度（測定速度）を求めて、測位データを測定結果表示部１３に与える。この際、ＧＰＳ受信測位部１２から測定速度が補正速度演算部１６に与えられる。
【００１４】
ここで、図２も参照して、船舶の動揺に応じて、傾斜角度検出部１４によって船体の傾斜角度が検出され検出傾斜角ΘＰとしてアンテナ位置変動速度演算部１５に与えられる。つまり、傾斜角度検出部１４は予め定められた基準に対する船体の傾斜角度を検出して検出傾斜角を得る。
【００１５】
アンテナ位置変動速度演算部１５では、アンテナ位置の変動量を検出傾斜角ΘＰ及びアンテナ部の高さＨＡから算出する。そして、アンテナ位置の変動量に応じて規定時間（予め定められた時間）Ｔの間のアンテナ位置変動速度ＶＰを求める。なお、ＶＰはおおよそ２ＨＡ・ｓｉｎ（ΘＰ／２）／Ｔで表される。アンテナ位置変動速度演算部１５は、アンテナ位置変動速度ＶＰを補正速度演算部１６に与える（このアンテナ位置変動速度は船舶の進行方向と同一方向である際には、プラス値となり、船舶の進行方向と逆方向である際には、マイナスの値となる）。
【００１６】
前述のように、補正速度演算部１６には、ＧＰＳ受信測位部１２から測定速度が与えられており、補正速度演算部１６では、アンテナ位置変動速度ＶＰに応じて測定速度Ｖｍを補正する。つまり、補正速度演算部１６では、測定速度Ｖｍからアンテナ位置変動速度ＶＰを引いて、補正速度（つまり、アンテナ部の速度変動分を除去した速度）を求めて、測位結果表示部１３に与える。そして、測位結果表示部１３は補正速度を船速ＶＲとして表示する。
【００１７】
なお、上述の例では、船舶の航行方向にアンテナ部が傾斜する例について、説明したが、実際に船舶の航行速度を測定する際に問題となるアンテナ部の位置変動は船舶の航行方向に対しての変動であり、他の方向の変動はほとんど問題とならないが、船舶の航行方向と異なる方向にアンテナ部が傾斜した際にも同様にして測定速度を補正することができる。
【００１８】
このように、本発明では、アンテナ部の変動速度で船舶測定速度を補正するようにしたから、アンテナ部の瞬時変動の影響を受けることなく、正確な船舶移動速度を求めることができる。
【００１９】
さらに、本発明では、船舶測定速度をフィルタリング等のデータ処理によって平均化してすることなく、船舶測定速度を補正しているから、実際の船速に対して応答遅れのない測定速度が得られる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、アンテナ部の変動速度を測定して、このアンテナ部変動速度に応じて船舶測定速度を補正するようにしたから、時化のように船舶の動揺が大きい場合でも、正確にしかも応答遅れがなく船速を測定できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＧＰＳ航法装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＧＰＳ航法装置においてアンテナ部変動速度の算出方法を説明するための図である。
【図３】従来のＧＰＳ航法装置を示す図である。
【図４】図３に示すＧＰＳ航法装置における測定速度と実際の速度とを比較して示す図である。
【符号の説明】
１１，２１  ＧＰＳアンテナ部
１２，２２  ＧＰＳ受信測位部
１３，２３  測位結果表示部
１４  傾斜角度検出部
１５  アンテナ位置変動速度演算部
１６  補正速度演算部
【図１】
0003807845.tif 000002
【図２】
0003807845.tif 000003
【図３】
0003807845.tif 000004
【図４】
0003807845.tif 000005