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GPS測位方法

国内特許コード P05A007977
整理番号 2018
掲載日 2005年12月2日
出願番号 特願2002-231050
公開番号 特開2004-069587
登録番号 特許第3643874号
出願日 平成14年8月8日(2002.8.8)
公開日 平成16年3月4日(2004.3.4)
登録日 平成17年2月10日(2005.2.10)
発明者
  • 高橋 克彦
  • 衛藤 充幸
  • 佐野 正樹
  • 船田 吉丸
出願人
  • 防衛装備庁長官
発明の名称 GPS測位方法
発明の概要 【課題】本発明のGPS測位方法は、FM放送局等から送信されているDGPSに必要な擬似距離補正データが長い時間にわたって受信できない時の相対測位精度の悪化の程度を改善することを目的とする。
【解決手段】FM放送局等から送られてくるDGPSに必要な補正情報(擬似距離補正値及び擬似距離変化率)をコードベース型DGPS受信機側で蓄積し、擬似距離補正値予測式を作成し(S6)、その予測式から予測擬似距離補正値を算出し(S7)、前記補正情報が使用できなくなった時に、前記擬似距離補正値の代わりに前記予測擬似距離補正値を使用し擬似距離の補正を行い、補正擬似距離を使用した相対測位を行う(S9)。
【選択図】    図3
従来技術、競合技術の概要


GPS衛星を用いた測位方法は近年広く普及するようになってきており、その測位方法の解説書として、新訂版「GPS-人工衛星による精密測位システム-」社団法人日本測量協会1989年11月15日発行がある。



従来の一般的なコードベース型の移動局DGPS受信機の高精度測位、即ち相対測位においては、FM放送局から放送された擬似距離補正値及び擬似距離変化率を使用する事により、数秒から数十秒の短い時間、新しい擬似距離補正値が使用できなくなっても高精度の測位ができるようになっているが、新しい擬似距離補正値が使用できなくなってから長い時間が経過すると測位精度が悪くなり、却ってSA(selective availability:精度を低下させる処理)が掛かってない時の単独測位の方が精度は良くなり、この測位精度の逆転が起きるまでの時間が短い。



さらに、擬似距離補正値の取得が途絶えてしまった後にあるGPS衛星が沈みかけ、又は、地平線から昇り始めた場合、主として電離層による電波の遅延によって起こるが、例えばあるGPS衛星が15度程度の仰角に位置していた場合は擬似距離誤差が小さかったが、10度や5度程度の低仰角に位置したら急に擬似距離誤差が大きくなった場合においては、この拡大した誤差を知る方法がなく、単独測位精度はもちろんのこと、相対測位精度が急速に悪化する。

産業上の利用分野


本発明はカーナビ等のコードベース型DGPS受信機を用いたGPS移動局の測位方法に関し、擬似距離補正値のみ或いは擬似距離補正値及び擬似距離変化率の両方を算出するGPS基準局を使用することができなくなった、又は、擬似距離補正値のみ或いは擬似距離補正値及び擬似距離変化率の両方を放送する無線局の電波を受信できなくなった場合に、蓄積した過去の擬似距離補正値から擬似距離補正値予測式及びその予測式の結果である予測擬似距離補正値を算出し、GPS移動局において各GPS衛星毎の擬似距離を補正し、擬似距離補正値を使用できなくなってからの所定時間(例えば数十分間)は高精度に測位できるようにするGPS測位方法に関する。



さらに、記録されている天空上の視野内の健康な状態のGPS衛星の擬似距離及び航法メッセージを基に組み合わせを変えながら単独測位を行い、又はある衛星の擬似距離誤差或いは擬似距離変化率がしきい値を超えた場合、測位精度が悪化する要因の衛星を使用しないようにし、所定時間(例えば数十分間)はさらに高精度に測位できるようにするGPS測位方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
任意の時刻の擬似距離補正値のみ、或いは、任意の時刻の擬似距離補正値及び擬似距離変化率の両方の補正情報を使用できるコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法において、
前記DGPS受信機内又は受信機外部のメモリーに前記補正情報のうちの擬似距離補正値を記録データとして蓄積し、前記記録データの擬似距離補正値の数が設定値に達しているときには、ある時刻以前の前記記録データの擬似距離補正値を基に、前記ある時刻以降の擬似距離補正値を予測する下記擬似距離補正値予測式(1)
y=ax+b (1)
(x:最後に得られた補正情報の時間からの経過時間、y:予測擬似距離補正値、a,b:係数)
を算出し、該予測式から予測擬似距離補正値を算出し、前記補正情報が使用できなくなった時に、前記擬似距離補正値の代わりに前記予測擬似距離補正値を使用し擬似距離の補正を行い、補正擬似距離を使用した相対測位を行うことを特徴とするコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法。

【請求項2】
任意の時刻の擬似距離補正値のみ、或いは、任意の時刻の擬似距離補正値及び擬似距離変化率の両方の補正情報を使用できるコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法において、
前記DGPS受信機内又は受信機外部のメモリーに蓄積した、ある時刻以前の前記補正情報のうちの擬似距離補正値を基に、前記ある時刻以降の擬似距離補正値を予測する擬似距離補正値予測式を算出し、該予測式から予測擬似距離補正値を算出し、前記補正情報が使用できなくなった時に、予め設定された1分以内の所定時間を経過しない場合は蓄積された中の最新の擬似距離補正値を使用するか、又は最新の擬似距離補正値と擬似距離変化率とを使用し、また、前記1分以内の所定時間を経過した場合は前記予測擬似距離補正値で擬似距離の補正を行い、補正擬似距離を使用した相対測位を行うことを特徴とするコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法。

【請求項3】
前記ある時刻以前の既知又は測位結果の地点における天空上の視野内の健康な状態のGPS衛星の記録された擬似距離及び航法メッセージを基に、予め設定したGPS衛星の数を使って予め単独測位し、さらにGPS衛星の組み合わせを変えながら単独測位し、それぞれの組み合わせによる単独測位の測位誤差の比較から、擬似距離誤差が大きいGPS衛星を割り出し、GPS衛星から放送されている航法メッセージから算出した視野内の一定の時間或いは予め設定した仰角以下の間、割り出したGPS衛星の使用を禁止し、相対測位精度、或いは、単独測位精度を向上させる請求項1又は2記載のコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法。

【請求項4】
前記擬似距離補正値予測式を算出し、また、擬似距離誤差が大きいGPS衛星を割り出す基準局用コードベース型GPS受信機が外部にあり、外部の前記GPS受信機から前記擬似距離補正値予測式及びGPS衛星の使用の禁止を無線或いは有線で伝送された場合、移動局側のコードベース型DGPS受信機で前記予測擬似距離補正値を算出し、さらに禁止衛星は使用しないで、前記擬似距離補正値と擬似距離変化率が使用できなくなった時に前記予測擬似距離補正値を使用して相対測位の測位精度を向上させる請求項3記載のコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法。

【請求項5】
前記ある時刻以前の既知又は測位結果の地点における天空上の視野内の健康な状態のGPS衛星の記録された擬似距離及び航法メッセージを基に、各GPS衛星についての擬似距離誤差を算出し、あるGPS衛星の擬似距離誤差が予め設定した擬似距離誤差を超えた場合、GPS衛星から放送されている航法メッセージから算出した視野内の一定の時間或いは予め設定した仰角以下の間、擬似距離誤差の大きいGPS衛星の使用を禁止することにより、補正擬似距離を使用した相対測位精度、或いは、単独測位精度を向上させる請求項1又は2記載のコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法。

【請求項6】
前記ある時刻以前の擬似距離変化率が予め設定した擬似距離変化率を超えた場合、GPS衛星から放送されている航法メッセージから算出した視野内の一定の時間或いは予め設定した仰角以下の間、擬似距離変化率が大きいGPS衛星の使用を禁止することにより、補正擬似距離を使用した相対測位精度を向上させる請求項1又は2記載のコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法。

【請求項7】
各衛星毎の予測擬似距離補正値の使用時間が予め設定した時間を越えた場合、前記予測擬似距離補正値の使用を停止し単独測位を行う請求項1,2,3,4,5又は6記載のコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法。

【請求項8】
任意の数個のGPS衛星の擬似距離補正値予測式が得られていない場合、その衛星については予測擬似距離補正値の代わりに最新の擬似距離補正値を使用し擬似距離の補正を行う請求項1,2,3,4,5,6又は7記載のコードベース型DGPS受信機のGPS測位方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002231050thum.jpg
出願権利状態 登録
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