無線装置
【課題】精度の高い位置情報を取得可能な無線装置を提供する。
【解決手段】車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０は、車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０と共通して受信できるＧＰＳ信号を送信するＧＳＰ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６から受信したＧＰＳ信号に基づいて、車両ＣＡ１とＧＳＰ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６との擬似距離Ｐ１を演算し、車両ＣＡ２とＧＳＰ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６との擬似距離Ｐ２を車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０から受信する。また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０は、擬似距離Ｐ１と擬似距離Ｐ２との差である擬似距離差を演算し、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との高度差を３次元電子地図を用いて検出する。そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０は、擬似距離差と、高度差とに基づいて、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置を演算する。
【解決手段】車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０は、車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０と共通して受信できるＧＰＳ信号を送信するＧＳＰ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６から受信したＧＰＳ信号に基づいて、車両ＣＡ１とＧＳＰ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６との擬似距離Ｐ１を演算し、車両ＣＡ２とＧＳＰ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６との擬似距離Ｐ２を車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０から受信する。また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０は、擬似距離Ｐ１と擬似距離Ｐ２との差である擬似距離差を演算し、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との高度差を３次元電子地図を用いて検出する。そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０は、擬似距離差と、高度差とに基づいて、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置を演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線装置に関し、特に、移動体の位置を推測する無線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車車間通信ネットワークにおいて、車両間で位置情報を交換することにより運転の安全性を向上させることが検討されている。
【０００３】
各車両は、車車間通信を通して得られる位置情報を基に算出した車両間の相対距離によって安全距離を保つことで、交通事故を低減できる。また、位置情報を活かすことによって、車同士だけでなく、人と車との距離を保てば、歩行者も保護できる。このような応用には、１ｍ以内の精度の高い位置情報が必要である。
【０００４】
各車両のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機は、自車両の位置情報を算出するために、４個以上の衛星からの信号を受信することが必要である。多くの高い建物が隣接して存在する市街地では、ＧＰＳ衛星からの信号が建物によって遮蔽され、ＧＰＳ受信機が受信できるＧＰＳ信号を送信する衛星の数が３個以下になることが度々発生する。このような場合、ＧＰＳの単独測位では、位置情報の精度を保つことが困難である。
【０００５】
そこで、差分ＧＰＳを用いて位置情報の精度を向上させることが提案されている（非特許文献１）。より具体的には、複数のＧＰＳ受信機で受信する信号の空間的な相関を用いて、電離層の影響を取り除き、位置情報の精度を向上させることが提案されている。
【０００６】
また、ＧＰＳ受信機が受信可能なＧＰＳ信号を送信する衛星の数が少なく、ＧＰＳの単独測位ができない場所において、車両の速度および移動速度等を用いて一時的に車両の位置を予測する手法が提案されている（非特許文献２）。
【０００７】
更に、ＲＴＫ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）−ＧＰＳにおいて、高精度な３次元電子地図を用いてＦＩＸ解（再度最小二乗解）の探索範囲を縮める手法が提案されている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】B. Hoffmann-Wellenhof, H. Lichtenegger and J. Collins, “GPS Theory and Practice,” Third edition, Springer-Verlag Wien New York, 1994.
【非特許文献２】Oliver J. Woodman, “An introduction to inertial navigation,” University of Cambridge, Technical report, UCAM-CL-TR-696, 2007.
【非特許文献３】久保信明、安田明生，“ＩＴＳにおける高度情報を利用した移動体精密位置決定，”電子情報通信学会論文誌Ａ，Ｖｏｌ． Ｊ９１−Ａ， Ｎｏ．１， ｐｐ．１２２−１２９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、非特許文献１においては、差分ＧＰＳが使用されているため、差分ＧＰＳの補正信号が届かない場所においては、位置情報の精度が劣化する。また、移動体が基準局から離れると、位置情報の精度が劣化する。
【００１０】
また、非特許文献２においては、精度があまり高くない一方、位置情報の誤差が累積してしまう。
【００１１】
更に、非特許文献３においては、差分ＧＰＳの信号が届かない場所またはＧＰＳ受信機が受信可能なＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星の数が少ない場所では、ＲＴＫ−ＧＰＳが正常に動作しない。
【００１２】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、精度の高い位置情報を取得可能な無線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明によれば、無線装置は、第１の移動体に搭載され、第１の移動体に隣接する第２の移動体と第１の移動体との相対位置または第１の移動体の絶対位置を求める無線装置であって、ＧＰＳ受信機と、地図保持手段と、選択手段と、演算手段とを備える。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する。地図保持手段は、地球を表す楕円体からの高度、経度および緯度に道路の斜度を追加した座標値を地図上における各移動体の位置とする３次元電子地図を保持する。選択手段は、ＧＰＳ受信機によって受信されたＧＰＳ信号に基づいて、当該無線装置と第２の移動体に搭載された他の無線装置との両方が受信できるＧＰＳ信号を送信するｍ（ｍは、４以上の整数）個のＧＰＳ衛星を選択する。演算手段は、ＧＰＳ受信機がｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、参照地点を原点とし、かつ、参照地点から東方向、北方向および地球を表す楕円体に垂直な方向を向いた３個の軸によって規定される地平直交座標系において、ｍ個のＧＰＳ衛星と第１の移動体との距離を示す第１の擬似距離と、ｍ個のＧＰＳ衛星と第２の移動体との距離を示す第２の擬似距離とを演算するとともに、その演算した第１の擬似距離と第２の擬似距離との擬似距離差を演算し、経度および緯度によって示される第１の移動体の位置における第１の移動体の高度と経度および緯度によって示される第２の移動体の位置における第２の移動体の高度とを３次元電子地図を参照して検出し、その検出した第１の移動体の高度と第２の移動体の高度との差を地平直交座標系において地球を表す楕円体に垂直な方向における第１の移動体と第２の移動体との相対位置成分として演算し、その演算した相対位置成分と演算した擬似距離差とに基づいて第１の擬似距離の誤差と第２の擬似距離の誤差との誤差差分を演算し、その演算した誤差差分を擬似距離差から減算し、その減算結果に参照地点からＧＰＳ衛星までの真の距離の誤差を示す行列の逆行列を乗算して地平直交座標系の東方向および北方向における第１の移動体と第２の移動体との相対位置を演算する。
【００１４】
好ましくは、無線装置は、位置演算手段と、受信手段とを更に備える。位置演算手段は、ＧＰＳ受信機がｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、高度、経度および緯度からなる測位座標系における第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報と、第１の擬似距離とを演算する。受信手段は、測位座標系における第２の移動体の位置を示す第２の測位位置情報と第２の擬似距離とを含む位置情報メッセージを他の無線装置から受信する。そして、演算手段は、位置演算手段によって演算された第１の擬似距離と位置情報メッセージに含まれる第２の擬似距離とに基づいて擬似距離差を演算し、位置演算手段によって演算された第１の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて第１の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における第１の移動体の高度を検出し、位置情報メッセージに含まれる第２の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて第２の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における第２の移動体の高度を検出する。
【００１５】
好ましくは、無線装置は、位置予測手段と、受信手段とを更に備える。位置予測手段は、ＧＰＳ受信機がｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、地球の自転軸の北極方向をｚ軸とし、ｚ軸に垂直なグリニッジ子午線の方向をｘ軸とし、ｚ軸およびｘ軸に直交するように右手系を用いて決定された方向をｙ軸とする固定直交座標系において第１のタイミングにおける第１の移動体の位置を示す第１の固定位置情報を演算し、その演算した第１の固定位置情報を参照地点として地平直交座標において第１のタイミングにおける第１の移動体の位置を示す第１の地平位置情報を演算し、その演算した第１の地平位置情報と第１の移動体の速度および移動方法とを用いて第１のタイミングの後の第２のタイミングにおける第１の移動体の位置を示す第２の地平位置情報を予測する。受信手段は、測位座標系における第２の移動体の位置を示す第２の測位位置情報と第２の擬似距離とを含む位置情報メッセージを他の無線装置から受信する。そして、演算手段は、第２の地平位置情報を固定直交座標系において第１の移動体の位置を示す第２の固定位置情報に変換し、その変換した第２の固定位置情報を測位座標系において第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報に更に変換し、その変換した第１の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて第１の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における高度を第１の移動体の高度として検出するとともに、位置情報メッセージに含まれる第２の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて第２の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における高度を第２の移動体の高度として検出する。
【００１６】
好ましくは、第２の測位位置情報は、他の無線装置において実測された測位位置情報または他の無線装置において予測された測位位置情報からなる。
【００１７】
好ましくは、演算手段は、更に、演算した相対位置と、第２の移動体の絶対位置とに基づいて第１の移動体の絶対位置を演算する。
【００１８】
また、この発明によれば、無線装置は、第１の移動体に搭載され、参照地点を原点とし、かつ、参照地点から東方向、北方向および地球を表す楕円体に垂直な方向を向いた３個の軸によって規定される地平直交座標系において第１の移動体の絶対位置を求める無線装置であって、ＧＰＳ受信機と、地図保持手段と、演算手段とを備える。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する。地図保持手段は、地球を表す楕円体からの高度、経度および緯度に道路の斜度を追加した座標値を地図上における各移動体の位置とする３次元電子地図を保持する。演算手段は、ＧＰＳ受信機が受信したＧＰＳ信号に基づいて、地平直交座標系において、４個以上のＧＰＳ衛星と第１の移動体との距離を示す第１の擬似距離を演算し、第１の移動体に隣接するｋ（ｋは４以上の整数）個の第２の移動体および第１の移動体とＧＰＳ衛星群との地平直交座標系における擬似距離の誤差を第１の擬似距離から減算して補正された第１の補正擬似距離を演算し、その演算した第１の補正擬似距離と４個以上のＧＰＳ衛星の位置とに基づいて第１の移動体の絶対位置を演算する。そして、擬似距離の誤差は、高度、経度および緯度からなる測位座標系における第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報と３次元電子地図とに基づいて検出された第１の移動体の第１の高度差と、ｋ個の第２の移動体の測位座標系における位置を示すｋ個の第２の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて検出されたｋ個の第２の移動体のｋ個の第２の高度差と、第１の移動体と４個以上のＧＰＳ衛星との第１の真の距離の参照地点における変化割合である第１の変化割合と、ｋ個の第２の移動体の各々と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離であるｋ個の第２の真の距離の参照地点における変化割合であるｋ個の第２の変化割合とに基づいて求められる。また、第１の真の距離およびｋ個の第２の真の距離の対象となる４個以上のＧＰＳ衛星は、第１の真の距離および前記ｋ個の第２の真の距離の相互間で異なる。
【００１９】
好ましくは、演算手段は、更に、ｋ個の第２の高度差と、第１の高度差と、第１の真の距離と、ｋ個の第２の真の距離とに基づいて擬似距離の誤差を演算し、その演算した擬似距離の誤差を用いて第１の移動体の絶対位置を演算する。
【００２０】
好ましくは、無線装置は、受信手段を更に備える。受信手段は、ｋ個の第２の移動体のうちの任意の１つの第２の移動体から擬似距離の誤差を受信する。そして、演算手段は、更に、受信手段によって受信された擬似距離の誤差を用いて第１の移動体の絶対位置を演算する。
【発明の効果】
【００２１】
この発明による無線装置は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて、第１の移動体とＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離と、第２の移動体とＧＰＳ衛星との間の第２の擬似距離との差である擬似距離差を演算し、その演算した擬似距離差を用いて第１の移動体と第２の移動体との相対位置を演算する。その結果、第１の移動体と第２の移動体との相対位置は、電離層および対流圏の影響を抑制して演算される。
【００２２】
従って、この発明によれば、相対位置の精度を高くできる。
【００２３】
また、この発明による無線装置は、移動体とＧＰＳ衛星との間の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を演算し、その演算した擬似距離誤差を擬似距離から減算して補正擬似距離を求め、その求めた補正擬似距離とＧＰＳ衛星の位置とを用いて当該無線装置が搭載された移動体の絶対位置を演算する。その結果、当該無線装置が搭載された移動体の絶対位置は、精度が高い擬似距離を用いて演算される。
【００２４】
従って、この発明によれば、絶対位置の精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１による無線装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態における車車間通信ネットワークのモデル図である。
【図３】この発明の実施の形態における座標系の概念図である。
【図４】実施の形態１における位置情報メッセージの概念図である。
【図５】相対位置を求めるときの前提を説明するための概念図である。
【図６】位置情報メッセージの具体例を示す図である。
【図７】実施の形態１による隣接車両間の相対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態２による無線装置の構成図である。
【図９】実施の形態２による隣接車両間の相対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】実施の形態３による無線装置の構成図である。
【図１１】実施の形態３による車両の絶対位置を演算する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施の形態４による無線装置の構成図である。
【図１３】実施の形態４における位置情報メッセージの概念図である。
【図１４】実施の形態４による車両の絶対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２７】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による無線装置の構成図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による無線装置１０は、アンテナ１と、送受信手段２と、処理手段３と、地図保持手段４と、ＧＰＳ受信機５と、メッセージ生成手段６とを備える。
【００２８】
無線装置１０は、車両に搭載される。アンテナ１は、他の無線装置から位置情報メッセージを受信し、その受信した位置情報メッセージを送受信手段２へ出力する。また、アンテナ１は、位置情報メッセージを送受信手段２から受け、その受けた位置情報メッセージを送信する。
【００２９】
送受信手段２は、位置情報メッセージをメッセージ生成手段６から受け、その受けた位置情報メッセージをアンテナ１を介してブロードキャストする。また、送受信手段２は、位置情報メッセージをアンテナ１を介して受信し、その受信した位置情報メッセージを処理手段３へ出力する。
【００３０】
処理手段３は、位置情報メッセージを送受信手段２から受け、地図保持手段４から３次元電子地図を読み出し、ＧＰＳ受信機５からＧＰＳ信号を受ける。そして、処理手段３は、ＧＰＳ信号に基づいて、後述する方法によって、無線装置１０が搭載された車両ＣＡ１の位置を演算する。また、処理手段３は、ＧＰＳ信号がＧＰＳ衛星から無線装置１０へ伝搬する伝搬時間を用いてＧＰＳ衛星と無線装置１０との間の擬似距離を演算する。そうすると、処理手段３は、その演算した車両ＣＡ１の位置を示す位置情報および擬似距離をメッセージ生成手段６へ出力する。
【００３１】
更に、処理手段３は、位置情報メッセージ、ＧＰＳ信号および３次元電子地図に基づいて、後述する方法によって、車両ＣＡ１と、車両ＣＡ１に隣接する車両との相対位置を演算する。
【００３２】
地図保持手段４は、３次元電子地図を保持する。この３次元電子地図は、ＲＴＫ−ＧＰＳによって測位された測位座標値（λ，φ，ｈ）に車両が走行する道路の斜度βを追加した座標値（λ，φ，ｈ，β）を地図上における各車両の位置に対応付けた構造からなる。
【００３３】
ここで、λは、経度であり、φは、緯度であり、ｈは、地球を表す楕円体からの垂直方向における高度である。そして、（λ，φ，ｈ）によって表される座標系は、「測位座標系」を構成する。
【００３４】
ＧＰＳ受信機５は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するとともに、そのＧＰＳ信号を受信したときの受信時刻を検出する。そして、ＧＰＳ受信機５は、その受信したＧＰＳ信号と、ＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星とを対応付け、その対応付けたＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星と、受信時刻とを処理手段３へ出力し、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星をメッセージ生成手段６へ出力する。
【００３５】
メッセージ生成手段６は、車両ＣＡ１の位置情報および擬似距離を処理手段３から受け、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星をＧＰＳ受信機５から受ける。そして、メッセージ生成手段６は、その受けた車両ＣＡ１の位置情報、擬似距離およびＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星に基づいて、後述する方法によって、位置情報メッセージを生成し、その生成した位置情報メッセージを送受信手段２へ出力する。
【００３６】
図２は、この発明の実施の形態における車車間通信ネットワークのモデル図である。図２を参照して、車両ＣＡ１〜ＣＡｋ（ｋは、４以上の整数、ｉは１≦ｉ≦ｋを満たす整数）の各々は、無線装置１０を搭載している。そして、車両ＣＡ１〜ＣＡｋは、道路を走行している。
【００３７】
車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、ｍ（ｍは、４以上の整数）個のＧＰＳ衛星Ｒ１〜ＲｍからＧＰＳ信号を受信し、その受信したＧＰＳ信号に基づいて、後述する方法によって、車両ＣＡｉに隣接する車両と、車両ＣＡｉとの相対位置を演算する。
【００３８】
車両ＣＡｉ以外の車両ＣＡ１〜ＣＡｉ−１，ＣＡｉ＋１〜ＣＡｋの各々に搭載された無線装置１０も、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０と同様にして、自己が搭載されている車両と隣接車両との間の相対位置を演算する。
【００３９】
図３は、この発明の実施の形態における座標系の概念図である。図３を参照して、地球中心地球固定直交座標（ＥＣＦＦ）は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる座標系である。この場合、Ｚ軸は、地球の自転軸の北極方向を向き、Ｘ軸は、Ｚ軸に垂直にグリニッジ子午線の方向を向く。また、Ｙ軸は、Ｘ軸およびＺ軸に直交するように右手系で決定された軸である。即ち、相互に直交するように右手の親指、中指および人指し指を開き、親指をＺ軸の方向に向け、人指し指をＸ軸の方向に向けた場合に、中指の向く方向がＹ軸である。
【００４０】
なお、以下においては、地球中心地球固定直交座標を単に「固定直交座標」と言う。
【００４１】
また、地平直交座標は、地表上の任意の点である参照地点ｒ０を基準として、東方向をｅ、北方向をｎ、地球を表す楕円体に垂直な方向をｕとした場合に、（ｅ，ｎ，ｕ）からなる座標系である。
【００４２】
更に、測位座標は、上述したように、（λ，φ，ｈ）からなる。
【００４３】
図４は、実施の形態１における位置情報メッセージの概念図である。図４を参照して、位置情報メッセージＰＳＭは、ヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）と、ペイロード１，２とを含む。ヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）は、送信元（ＳＲＣ）と、送信先（ＤＳＴ）とからなる。送信元（ＳＲＣ）は、位置情報メッセージを送信する無線装置のアドレスからなる。送信先（ＤＳＴ）は、ブロードキャストアドレス（＝０ｘｆｆ）からなる。
【００４４】
ペイロード１は、車両位置からなる。車両位置は、測位座標値（λ，φ，ｈ）からなる。
【００４５】
ペイロード２は、衛星のビットマップと、擬似距離とからなる。衛星のビットマップは、ＧＰＳ受信機５によるＧＰＳ衛星Ｒ１〜ＲｍからのＧＰＳ信号の受信の有無を表す。図４においては、衛星のビットマップは、例えば、３０個のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信の有無を表す。そして、Ａは、ＧＰＳ受信機５がＧＰＳ信号を受信可能な場合、“１”からなり、ＧＰＳ受信機５がＧＰＳ信号を受信できない場合、“０”からなる。
【００４６】
擬似距離は、各車両と各ＧＰＳ衛星との距離を表し、ＧＰＳ信号がＧＰＳ衛星から無線装置１０まで伝搬するときの伝搬時間を用いて計算された距離である。より具体的には、擬似距離は、無線装置１０によって受信されたＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星と、各車両との距離からなり、擬似距離の個数は、衛星のビットマップに格納された“１”の個数と同じである。
【００４７】
図５は、相対位置を求めるときの前提を説明するための概念図である。また、図６は、位置情報メッセージの具体例を示す図である。
【００４８】
図５を参照して、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０は、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍのうち、ＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７からＧＰＳ信号を受信し、車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０は、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍのうち、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ６からＧＰＳ信号を受信するものとする。
【００４９】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０が車両ＣＡ１に隣接する車両ＣＡ２と車両ＣＡ１との相対位置を求める場合を例にして実施の形態１による相対位置の求め方を説明する。
【００５０】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のＧＰＳ受信機５は、ＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７からそれぞれＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７を受信するとともに、そのＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７を受信したときの受信時刻ｔｒ１，ｔｒ３〜ｔｒ７を検出する。
【００５１】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のＧＰＳ受信機５は、その受信したＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７と、ＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７を送信したＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７とを対応付け、その対応付けたＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７と受信時刻ｔｒ１，ｔｒ３〜ｔｒ７とを処理手段３へ出力し、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７をメッセージ生成手段６へ出力する。
【００５２】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７および受信時刻ｔｒ１，ｔｒ３〜ｔｒ７をＧＰＳ受信機５から受ける。この場合、ＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７の各々は、表１に示すパラメータを含む。
【００５３】
【表１】
【００５４】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＧＰＳ信号ＧＰＳ１に含まれるＧＰＳ信号ＧＰＳ１の送信時刻ｔｔ１を検出し、その検出した送信時刻ｔｔ１とＧＰＳ信号ＧＰＳ１の受信時刻ｔｒ１との差を演算してＧＰＳ信号ＧＰＳ１のＧＰＳ衛星Ｒ１から車両ＣＡ１までの伝搬時間を求め、その求めた伝搬時間に光速度ｃを乗算してＧＰＳ衛星Ｒ１と車両ＣＡ１との擬似距離Ｐ１，１を求める。
【００５５】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、同様にして、ＧＰＳ衛星Ｒ３〜Ｒ７と車両ＣＡ１との擬似距離Ｐ１，３〜Ｐ１，７を求める。
【００５６】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＧＰＳ信号ＧＰＳ１に含まれるパラメータを式（１）に代入してＧＰＳ衛星Ｒ１の固定直交座標値（＝ＥＣＦＦ）＝（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を演算する。
【００５７】
【数１】
【００５８】
以下、ＧＰＳ衛星Ｒ１の固定直交座標値であることを明確にするために、固定直交座標値（＝ＥＣＦＦ）＝（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）と表記する。
【００５９】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、同様にして、ＧＰＳ信号ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７に基づいて、ＧＰＳ衛星Ｒ３〜Ｒ７のＥＣＦＦ座標値＝（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）〜（Ｘ７，Ｙ７，Ｚ７）を演算する。
【００６０】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７から選択した４個の擬似距離（例えば、Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５）と、その選択した４個の擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５に対応するＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５のＥＣＦＦ座標値＝（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５）とに基づいて、車両ＣＡ１の位置を示す固定直交座標値＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を求める。
【００６１】
この場合、ＥＣＦＦ座標値＝（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５）をそれぞれ中心とする半径が擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５に相当する４個の球が１点で交わるときの交点の座標値を演算することによって、固定直交座標値＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を求めることができる。
【００６２】
なお、処理手段３は、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５以外の４個の擬似距離およびＥＣＦＦ座標値＝（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５）以外の４個のＥＣＦＦ座標値を用いて車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値を求めてもよく、５個以上の擬似距離および５個以上のＥＣＦＦ座標値を用いて車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値を求めてもよい。
【００６３】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、車両ＣＡ１の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を求めると、その求めた位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を次式によって固定直交座標値から測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）に変換する。
【００６４】
【数２】
【００６５】
式（２）において、ａは赤道半径であり、ｂは、極半径である。また、Ｎは、図３に示すＮである。即ち、Ｎは、車両から地球平面に垂線を引き、その垂線が地球平面と交差する交点と、その垂線がＺ軸と交差する交点との間の距離である。
【００６６】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、３次元電子地図を地図保持手段４から読み出す。そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、３次元電子地図を参照して、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）の座標値（λ１，φ１）によって示される位置における高度ｈ’を検出する。つまり、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、３次元電子地図に格納された座標値（λ，φ，ｈ，β）のうち、座標値（λ１，φ１）と同じ（λ，φ）を持つ座標値（λ１，φ１，ｈ，β）を選択し、その選択した座標値（λ１，φ１，ｈ，β）から高度ｈを抽出することによって高度ｈ’を検出する。
【００６７】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）、および擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７をメッセージ生成手段６へ出力する。
【００６８】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７をＧＰＳ受信機５から受け、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）、および擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７を処理手段３から受ける。
【００６９】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７に基づいて、ＧＰＳ受信機５がＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍのうち、ＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７からＧＰＳ信号を受信可能であることを検知する。
【００７０】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、送信元（ＳＲＣ）に無線装置１０のアドレスＡｄｄ１を格納し、送信先（ＤＳＴ）にブロードキャストアドレス０ｘｆｆを格納する。
【００７１】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）をペイロード１の車両位置に格納する。
【００７２】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、ＧＰＳ受信機５がＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７からＧＰＳ信号を受信可能であることに基づいて、ビットマップ＝[１０１１１１１０００００００００００００００００００００００]を生成し、その生成したビットマップ＝[１０１１１１１０００００００００００００００００００００００]をペイロード２の衛星のビットマップに格納する。
【００７３】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７をペイロード２の擬似距離に格納する。
【００７４】
これによって、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、位置情報メッセージＰＳＭ１（図６の（ａ）参照）を生成する。そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、位置情報メッセージＰＳＭ１を送受信手段２へ出力し、送受信手段２は、アンテナ１を介して位置情報メッセージＰＳＭ１をブロードキャストする。
【００７５】
車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０も、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０と同様にして、上述した方法によって位置情報メッセージＰＳＭ２（図６の（ｂ）参照）を生成し、その生成した位置情報メッセージＰＳＭ２をブロードキャストする。
【００７６】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の送受信手段２は、アンテナ１を介して位置情報メッセージＰＳＭ２を受信し、その受信した位置情報メッセージＰＳＭ２を処理手段３へ出力する。
【００７７】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、送受信手段２から位置情報メッセージＰＳＭ２を受け、その受けた位置情報メッセージＰＳＭ２から車両ＣＡ２の車両位置（λ２，φ２，ｈ２）、および擬似距離Ｐ２，１〜Ｐ２，６を抽出する。
【００７８】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、位置情報メッセージＰＳＭ２の衛星のビットマップを参照して、車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０がＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍのうち、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ６からＧＰＳ信号を受信可能であることを検知する。
【００７９】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０がＧＰＳ信号を受信できるＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７と、車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０がＧＰＳ信号を受信できるＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ６とに基づいて、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０と車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０との両方が受信可能なＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６を抽出する。
【００８０】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６を抽出したことに応じて、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７から擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，６を選択するとともに、擬似距離Ｐ２，１〜Ｐ２，６から擬似距離Ｐ２，１，Ｐ２，３〜Ｐ２，６を選択する。即ち、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、車両ＣＡ１，ＣＡ２の両方が受信可能なＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６と車両ＣＡ１，ＣＡ２との擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，６；Ｐ２，１，Ｐ２，３〜Ｐ２，６を選択する。
【００８１】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，６に基づいて、擬似距離行列＜Ｐ１＞＝[Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５，Ｐ１，６］Ｔを生成する。また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、擬似距離Ｐ２，１，Ｐ２，３〜Ｐ２，６に基づいて、擬似距離行列＜Ｐ２＞＝[Ｐ２，１，Ｐ２，３，Ｐ２，４，Ｐ２，５，Ｐ２，６］Ｔを生成する。
【００８２】
なお、この明細書においては、表記＜Ａ＞は、行列Ａを表す。
【００８３】
引き続いて、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、既に演算したＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６のＥＣＦＦ座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５），（Ｘ６，Ｙ６，Ｚ６）を次式を用いて地平直交座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１），（Ｅ３，Ｎ３，Ｕ３），（Ｅ４，Ｎ４，Ｕ４），（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５），（Ｅ６，Ｎ６，Ｕ６）に変換する。
【００８４】
【数３】
【００８５】
なお、式（３）において、（ｘ０，ｙ０，ｚ０）＝ｒ０は、参照地点の座標値である。
【００８６】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値からなる位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を式（３）によって地平直交座標値（ｅ１，ｎ１，ｕ１）に変換する。
【００８７】
車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星Ｒｊ（ｊは１≦ｊ≦ｍを満たす整数）との間の擬似距離をＰｉｊとし、ＧＰＳ信号の伝搬時間の計測誤差（Δｔｉ）の擬似距離Ｐｉｊへの影響をδｉ＝ｃ×Δｔｉとし、電離層および対流圏のＧＰＳ信号の伝搬に対して生じる影響による擬似距離の誤差をεｉｊとすると、固定直交座標系（ＥＣＦＦ座標系）において車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星Ｒｊとの間に次式が成立する。
【００８８】
【数４】
【００８９】
そして、車両ＣＡｉから全てのＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍへの真の距離を＜ｄ（ｒｉ）＞＝［ｄ１（ｒｉ），ｄ２（ｒｉ），・・・，ｄｍ（ｒｉ）］Ｔとし、車両ＣＡｉから全てのＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍへの擬似距離を＜Ｐｉ＞＝［Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３，・・・，Ｐｉｍ］Ｔとすると、式（４）は、次式になる。
【００９０】
【数５】
【００９１】
なお、式（５）において、行列＜１＞は、単位行列である。
【００９２】
地平直交座標系においても、式（５）が成立し、車両ＣＡ１および車両ＣＡ２に対して次式が得られる。
【００９３】
【数６】
【００９４】
式（６）において、行列＜ｄ（ｒ０）＞は、参照地点ｒ０＝（ｘ０，ｙ０，ｚ０）からＧＰＳ衛星（無線装置１０がＧＰＳ信号を受信しているＧＰＳ衛星）までの距離を表し、行列＜Ｄ（ｒ０）＞は、距離ｄ（ｒ０）の変化割合を表す。また、ｒ１は、車両ＣＡ１の位置を表し、ｒ２は、車両ＣＡ２の位置を表す。
【００９５】
そして、式（６）から次の２式が得られる。
【００９６】
【数７】
【００９７】
【数８】
【００９８】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＥＣＦＦ座標値（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を式（３）によって地平直交座標値（ｅ１，ｎ１，ｕ１）に変換すると、地図保持手段４から３次元電子地図を読み出し、その読み出した３次元電子地図を参照して、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）の（λ１，φ１）によって表わされる位置における高度ｈ１’を検出するとともに、測位座標値（λ２，φ２，ｈ２）の（λ２，φ２）によって表わされる位置における高度ｈ２’を検出する。
【００９９】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、高度ｈ１’から高度ｈ２’を減算して高度差ｈ１’−ｈ２’を求め、その求めた高度差ｈ１’−ｈ２’をｕ１−ｕ２（＝ｈ１’−ｈ２’）とする。
【０１００】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、高度差ｈ１’−ｈ２’を式（８）のｕ１−ｕ２に代入して誤差δ１２を求める。即ち、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、３行×１列の行列からなる式（８）において、第３行を用いて誤差δ１２を求める。
【０１０１】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、その求めた誤差δ１２を式（８）に代入し、式（８）の右辺の第１行および第２行を演算することにより、Δｅ１２＝ｅ１−ｅ２およびΔｎ１２＝ｎ１−ｎ２を求める。
【０１０２】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、その求めたΔｅ１２＝ｅ１−ｅ２およびΔｎ１２＝ｎ１−ｎ２を車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置とする。
【０１０３】
図７は、実施の形態１による隣接車両間の相対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【０１０４】
図７を参照して、一連の動作が開始されると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、４個以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するとともに、ＧＰＳ信号の受信時刻を検出する（ステップＳ１）。
【０１０５】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、ＧＰＳ信号の送信時刻および受信時刻に基づいて、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊを演算する（ステップＳ２）。
【０１０６】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、ＧＰＳ信号に基づいて、式（１）を用いてＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星の位置を示すＥＣＦＦ座標値を演算する（ステップＳ３）。
【０１０７】
引き続いて、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊおよびＧＰＳ衛星のＥＣＦＦ座標値に基づいて車両ＣＡｉの位置を示すＥＣＦＦ座標値を演算する（ステップＳ４）。
【０１０８】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値を式（２）を用いて測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）に変換する（ステップＳ５）。
【０１０９】
そうすると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊ、車両ＣＡｉの測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）およびＧＰＳ受信機５が受信可能なＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星（＝ＧＰＳ衛星のビットマップ）を含む位置情報メッセージ１を生成してブロードキャストする（ステップＳ６）。
【０１１０】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、車両ＣＡｉに隣接する車両ＣＡｉ＋１に搭載された無線装置から位置情報メッセージ２を受信する（ステップＳ７）。
【０１１１】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、位置情報メッセージ２から擬似距離Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，ｊおよび車両ＣＡｉ＋１の測位座標値（λｉ＋１，φｉ＋１，ｈｉ＋１）を検出する（ステップＳ８）。
【０１１２】
引き続いて、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊおよび擬似距離Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，ｊに基づいて、車両ＣＡｉおよび車両ＣＡｉ＋１に搭載された２つの無線装置１０が共通に受信可能なＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星との間の擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，Ｊ，Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，Ｊを抽出する（ステップＳ９）。
【０１１３】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）、測位座標値（λｉ＋１，φｉ＋１，ｈｉ＋１）および３次元電子地図を用いて車両ＣＡｉの高度と車両ＣＡｉ＋１の高度との高度差を検出する（ステップＳ１０）。
【０１１４】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉ＝［Ｐｉ，１〜Ｐｉ，Ｊ］、車両ＣＡｉ＋１とＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉ＋１＝［Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，Ｊ］および高度差に基づいて、式（８）を用いて車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する（ステップＳ１１）。これによって、一連の動作が終了する。
【０１１５】
このように、この発明の実施の形態１においては、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉと車両ＣＡｉ＋１とＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉ＋１との差分を演算して車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算するので（式（８）およびステップＳ１１参照）、電離層および対流圏の影響を抑制して相対位置が演算される。
【０１１６】
従って、実施の形態１によれば、隣接する車両間の相対位置の精度を高くできる。
【０１１７】
また、実施の形態１においては、高精度な３次元電子地図を用いて隣接車両間の高度差を求め、その求めた高度差を用いて隣接車両間の相対位置を求めるので、相対位置の精度を向上できる。
【０１１８】
更に、無線装置１０が受信可能なＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星の個数が少ない場合（３個）でも、相対位置を算出できる。
【０１１９】
なお、実施の形態１においては、衛星のビットマップに基づいて、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０と車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０とが共通に受信できるＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星を選択する処理手段３は、「選択手段」を構成する。
【０１２０】
また、実施の形態１においては、図７に示すフローチャートに従って車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する処理手段３は、「演算手段」を構成する。
【０１２１】
更に、実施の形態１においては、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊ、および車両ＣＡｉの測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）を演算する処理手段３は、「位置演算手段」を構成する。
【０１２２】
更に、実施の形態１においては、位置情報メッセージ２を受信する送受信手段２は、「受信手段」を構成する。
【０１２３】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による無線装置の構成図である。図８を参照して、実施の形態２による無線装置１０Ａは、図１に示す無線装置１０の処理手段３を処理手段３Ａに代えたものであり、その他は、無線装置１０と同じである。
【０１２４】
処理手段３Ａは、処理手段３と同じ方法によって、無線装置１０Ａが搭載された車両ＣＡｉの時刻ｔ０におけるＥＣＦＦ座標値（ｘｉ（ｔ０），ｙｉ（ｔ０），ｚｉ（ｔ０））を演算する。
【０１２５】
そして、処理手段３Ａは、式（３）を用いて、ＥＣＦＦ座標値（ｘｉ（ｔ０），ｙｉ（ｔ０），ｚｉ（ｔ０））をＥＮＵ座標値（ｅｉ（ｔ０），ｎｉ（ｔ０），ｕｉ（ｔ０））に変換する。また、処理手段３Ａは、式（２）を用いて、ＥＣＦＦ座標値（ｘｉ（ｔ０），ｙｉ（ｔ０），ｚｉ（ｔ０））を測位座標値（λｉ（ｔ０），φｉ（ｔ０），ｈｉ（ｔ０））に変換する。
【０１２６】
その後、処理手段３Ａは、３次元電子地図を地図保持手段４から読み出し、その読み出した３次元電子地図を参照して測位座標値（λｉ（ｔ０），φｉ（ｔ０），ｈｉ（ｔ０））の（λｉ（ｔ０），φｉ（ｔ０））によって示される位置の時刻ｔ０における斜度βｉ（ｔ０）を検出する。また、処理手段３Ａは、車両ＣＡｉに搭載された速度計から時刻ｔ０における車両ＣＡｉの速度ｖｉ（ｔ０）を受け、車両ＣＡｉに搭載されたジャイロから時刻ｔ０における車両ＣＡｉの移動方向αｉ（ｔ０）を受ける。
【０１２７】
そうすると、処理手段３Ａは、ＥＮＵ座標値（ｅｉ（ｔ０），ｎｉ（ｔ０），ｕｉ（ｔ０））、速度ｖｉ（ｔ０）、移動方向αｉ（ｔ０）および斜度βｉ（ｔ０）を次式に代入して時刻ｔにおける車両ＣＡｉの位置（ｅｉ（ｔ），ｎｉ（ｔ），ｕｉ（ｔ））を予測する。
【０１２８】
【数９】
【０１２９】
そして、処理手段３Ａは、ＥＣＦＦ座標値（ｘｉ（ｔ０），ｙｉ（ｔ０），ｚｉ（ｔ０））を参照地点としてＥＮＵ座標値（ｅｉ（ｔ），ｎｉ（ｔ），ｕｉ（ｔ））を次式によってＥＣＦＦ座標値へ変換し、その変換したＥＣＦＦ座標値を式（２）を用いて更に測位座標値（λｉ（ｔ），φｉ（ｔ），ｈｉ（ｔ））に変換する。
【０１３０】
【数１０】
【０１３１】
そうすると、処理手段３Ａは、３次元電子地図を参照して、測位座標値（λｉ（ｔ），φｉ（ｔ），ｈｉ（ｔ））の（λｉ（ｔ），φｉ（ｔ））によって示される位置の高度ｈｉ’を検出する。
【０１３２】
また、車両ＣＡｉに隣接する車両ＣＡｉ＋１に搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、ＧＰＳ信号によって車両ＣＡｉ＋１の位置を測位できれば、その測位した位置情報を含む位置情報メッセージを車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａへ送信し、ＧＰＳ信号によって車両ＣＡｉ＋１の位置を測位できなければ、上述した方法によって、車両ＣＡｉ＋１の時刻ｔにおける位置を予測し、その予測した位置を含む位置情報メッセージを車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａへ送信する。
【０１３３】
その結果、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、車両ＣＡｉ＋１に搭載された無線装置１０Ａから受信した位置情報メッセージから位置情報（＝測位座標値）を取り出し、その取り出した測位座標値および３次元電子地図に基づいて、上述した方法によって、車両ＣＡｉ＋１の高度ｈｉ＋１’を検出する。
【０１３４】
そうすると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、擬似距離Ｐｉ＝［Ｐｉ，１〜Ｐｉ，Ｊ］、擬似距離Ｐｉ＋１＝［Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，Ｊ］、ＧＰＳ衛星のＥＮＵ座標値、車両ＣＡｉのＥＮＵ座標値、高度ｈｉ’および高度ｈｉ＋１’に基づいて、式（８）を用いて、車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する。
【０１３５】
処理手段３Ａは、その他、処理手段３と同じ機能を果たす。
【０１３６】
図９は、実施の形態２による隣接車両間の相対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【０１３７】
図９に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのステップＳ４，Ｓ５をステップＳ４Ａ，４Ｂ，Ｓ５Ａに代えたものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。
【０１３８】
図９を参照して、実施の形態２における相対位置を求める動作が開始されると、上述したステップＳ１〜ステップＳ３が順次実行される。
【０１３９】
そして、ステップＳ３の後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊおよびＧＰＳ衛星のＥＣＦＦ座標値に基づいて、上述した方法によって車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値を演算し、その演算したＥＣＦＦ座標値を時刻ｔ０における車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値（ｔ０）とする（ステップＳ４Ａ）。
【０１４０】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値（ｔ０）を参照地点として、ＥＣＦＦ座標値（ｔ０）を式（３）によってＥＮＵ座標値（ｔ０）に変換し、その変換したＥＮＵ座標値（ｔ０）、車両ＣＡｉの速度ｖｉ（ｔ０）、移動方向αｉ（ｔ０）および斜度βｉ（ｔ０）に基づいて、車両ＣＡｉの時刻ｔにおける位置（＝ＥＮＵ座標値（ｔ））を予測する（ステップＳ４Ｂ）。
【０１４１】
引き続いて、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、車両ＣＡｉのＥＮＵ座標値（ｔ）を式（１０）を用いてＥＣＦＦ座標値（ｔ）に変換し、その変換したＥＣＦＦ座標値（ｔ）を式（２）を用いて測位座標値（λｉ（ｔ），φｉ（ｔ），ｈｉ（ｔ））に更に変換する（ステップＳ５Ａ）。
【０１４２】
その後、上述したステップＳ６〜ステップＳ１１が順次実行され、車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置が演算される。
【０１４３】
なお、図９に示すフローチャートが実行される場合、車両ＣＡｉ＋１の測位座標値（λｉ＋１（ｔ），φｉ＋１（ｔ），ｈｉ＋１（ｔ））は、実測された測位座標値または式（９）を用いて予測された測位座標値からなる。
【０１４４】
このように、実施の形態２においては、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａは、時刻ｔ０において車両ＣＡｉの位置を実測でき、時刻ｔにおいて車両ＣＡｉの位置を実測できない場合、時刻ｔ０において実測された車両ＣＡｉの位置を用いて時刻ｔにおける車両ＣＡｉの位置を予測し、その予測した位置を用いて車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する。
【０１４５】
従って、実施の形態２によれば、３個のＧＰＳ衛星からのみＧＰＳ信号を受信でき、４個以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信できない場合でも、車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を高精度に取得できる。
【０１４６】
また、実施の形態１においては、高精度な３次元電子地図を用いて隣接車両間の高度差を求め、その求めた高度差を用いて隣接車両間の相対位置を求めるので、相対位置の精度を向上できる。
【０１４７】
なお、実施の形態２においては、上述した方法によって時刻ｔにおける車両の位置を予測する処理手段３Ａは、「位置予測手段」を構成する。
【０１４８】
また、実施の形態２においては、上述した方法によって相対位置を演算する処理手段３Ａは、「演算手段」を構成する。
【０１４９】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１５０】
［実施の形態３］
図１０は、実施の形態３による無線装置の構成図である。図１０を参照して、実施の形態３による無線装置１０Ｂは、図１に示す無線装置１０の処理手段３を処理手段３Ｂに代えたものであり、その他は、無線装置１０と同じである。
【０１５１】
なお、実施の形態３においては、位置情報メッセージは、図４に示す位置情報メッセージＰＳＭのペイロード１に測位誤差σを追加した構成からなる。
【０１５２】
処理手段３Ｂは、カルマンフィルターを内蔵している。そして、処理手段３Ｂは、ＧＰＳ受信機５から受けたＧＰＳ信号に基づいて、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜ＲｍのＥＣＦＦ座標値、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍとの擬似距離および車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値を演算するとともに、その演算した車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値をカルマンフィルターによって処理し、ＥＣＦＦ座標値の誤差σ＿ｓｅｌｆを検出する。
【０１５３】
その後、処理手段３Ｂは、式（２）を用いて車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値を測位座標値に変換し、その変換した測位座標値、擬似距離および誤差σ＿ｓｅｌｆをメッセージ生成手段６へ出力する。
【０１５４】
また、処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉに隣接する複数の車両に搭載された複数の無線装置１０Ｂの各々から位置情報メッセージを受信し、その受信した位置情報メッセージに含まれる誤差σ＿ｏｔｈｅｒを検出する。
【０１５５】
そして、処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄ以下であるとき、実施の形態１において説明した方法によって車両ＣＡｉと車両ＣＡｉに隣接する車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する。なお、基準値σ＿ｓｔｄは、例えば、１ｍに設定される。
【０１５６】
一方、処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄよりも大きいとき、誤差σ＿ｏｔｈｅｒの中から基準値σ＿ｓｔｄ以下である誤差σ＿ｏｔｈｅｒ＿ｐｒｅを選択し、その選択した誤差σ＿ｏｔｈｅｒ＿ｐｒｅを有する車両を参照車両として選択する。
【０１５７】
そして、処理手段３Ｂは、実施の形態１において説明した方法によって車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する。その後、処理手段３Ｂは、その演算した相対位置と、参照車両の絶対位置（＝参照車両からの位置情報メッセージに含まれている車両位置）とに基づいて、車両ＣＡｉの絶対位置を演算する。
【０１５８】
また、処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉの位置をＧＰＳ受信機５からのＧＰＳ信号に基づいて独自に測位できない場合も、上述した方法によって、車両ＣＡｉの絶対位置を演算する。
【０１５９】
処理手段３Ｂは、その他、処理手段３と同じ機能を果たす。
【０１６０】
処理手段３Ｂにおける測位誤差σおよび相対位置の誤差γの演算方法について説明する。
【０１６１】
上述した式（８）における［Ｄ（ｒ０）Ｔ・（Ｄ（ｒ０）］−１を行列＜Ａ＞とすると、測位誤差σは、次式によって得られる。
【０１６２】
【数１１】
【０１６３】
なお、式（１１）において、σｎは、雑音の誤差であり、例えば、０．５ｍからなる。
【０１６４】
従って、処理手段３Ｂは、ＧＰＳ衛星のＥＮＵ座標値および車両ＣＡｉのｅｎｕ座標値を用いて行列＜Ａ＞（＝［Ｄ（ｒ０）Ｔ・（Ｄ（ｒ０）］−１）を演算し（式（６）参照）、その演算した行列＜Ａ＞を用いて測位誤差σを演算する。
【０１６５】
車両間の相対位置Δｅ，Δｕは、ほぼ線形的に変わる。そして、Δｅをｘｉとし、Δｕをｙｉとすると、ｙ＝ａｘ＋ｂが成立する（ａ，ｂは定数）。
【０１６６】
そこで、処理手段３Ｂは、ｎ（ｎは２以上の整数）個の（Δｅ，Δｕ）をｙ＝ａｘ＋ｂに代入して定数ａ，ｂを求め、その求めた定数ａ，ｂと、車両間の相対位置（Δｅ，Δｕ）＝（ｘｉ，ｙｉ）とを次式に代入して相対位置の誤差γを演算する。
【０１６７】
【数１２】
【０１６８】
図１１は、実施の形態３による車両の絶対位置を演算する方法を説明するためのフローチャートである。
【０１６９】
図１１を参照して、車両の絶対位置を演算する動作が開始されると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、実施の形態１において説明した方法によって車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離を演算する（ステップＳ２１）。
【０１７０】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉの絶対位置を測位可能であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。より具体的には、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、４個以上の擬似距離および４個以上のＧＰＳ衛星の位置を演算できたとき、車両ＣＡｉの絶対位置を測位可能であると判定し、４個よりも少ない個数の擬似距離および４個よりも少ない個数のＧＰＳ衛星の位置しか演算できないとき、車両ＣＡｉの絶対位置を測位不可能であると判定する。
【０１７１】
ステップＳ２２において、車両ＣＡｉの絶対位置を測位不可能であると判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ２９へ移行する。
【０１７２】
一方、ステップＳ２２において、車両ＣＡｉの絶対位置を測位可能であると判定されたとき、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との４個以上の擬似距離、および４個以上のＧＰＳ衛星の位置を用いて上述した方法によって車両ＣＡｉの位置情報を演算するとともに、車両ＣＡｉの位置情報の誤差σ＿ｓｅｌｆを検出する（ステップＳ２３）。
【０１７３】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、擬似距離、ＧＰＳ衛星のビットマップ、車両ＣＡｉの位置情報および誤差σ＿ｓｅｌｆを含む位置情報メッセージ１を生成して送受信手段２へ出力し、送受信手段２は、アンテナ１を介して位置情報メッセージ１をブロードキャストする（ステップＳ２４）。
【０１７４】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの送受信手段２は、車両ＣＡｉに隣接する車両に搭載された他の無線装置１０Ｂから位置情報メッセージ２を受信し（ステップＳ２５）、その受信した位置情報メッセージ２を処理手段３Ｂへ出力する。
【０１７５】
車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、送受信手段２から位置情報メッセージ２を受け、その受けた位置情報メッセージ２から擬似距離、位置情報および誤差σ＿ｏｔｈｅｒを検出する（ステップＳ２６）。
【０１７６】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【０１７７】
ステップＳ２７において、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄ以下であると判定されたとき、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、図７に示すフローチャートに従って車両ＣＡｉに隣接する車両と車両ＣＡｉとの相対位置を演算する（ステップＳ２８）。
【０１７８】
一方、ステップＳ２７において、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄよりも大きいと判定されたとき、またはステップＳ２２において、車両ＣＡｉの絶対位置を測位不可能であると判定されたとき、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｏｔｈｅｒから基準値σ＿ｓｔｄ以下である誤差σ＿ｏｔｈｅｒ＿ｐｒｅを選択する（ステップＳ２９）。
【０１７９】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｏｔｈｅｒ＿ｐｒｅを有する車両を参照車両として選択する（ステップＳ３０）。
【０１８０】
そうすると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、図７に示すフローチャートに従って車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する（ステップＳ３１）。
【０１８１】
引き続いて、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、その演算した相対位置と、参照車両の絶対位置（＝参照車両からの位置情報メッセージ２に含まれる車両位置）とに基づいて、車両ＣＡｉの絶対位置を演算する（ステップＳ３２）。
【０１８２】
そして、ステップＳ２８またはステップＳ３２の後、一連の動作は終了する。
【０１８３】
なお、図１１に示すフローチャートにおいて、一連の動作がステップＳ２７の“ＮＯ”からステップＳ２９へ移行した場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、ステップＳ３１において、車両ＣＡｉのＥＮＵ座標値を用いて車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する。
【０１８４】
一方、図１１に示すフローチャートにおいて、一連の動作がステップＳ２２の“ＮＯ”からステップＳ２９へ移行した場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、ステップＳ３１において、参照車両のＥＮＵ座標値を用いて車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する。この場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、参照車両からの位置情報メッセージ２に含まれる車両位置が測位座標値によって表されているので、測位座標値を式（３）を用いてＥＮＵ座標値へ変換して車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する。
【０１８５】
一連の動作がステップＳ２２の“ＮＯ”からステップＳ２９へ移行した場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉの位置情報を演算できていないので、参照車両の位置情報を用いて車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算することにしたものである。
【０１８６】
また、図１１に示すフローチャートにおいては、参照車両として２台以上の車両が選択される場合もあれば、１台の参照車両が選択される場合もある。
【０１８７】
図１１のステップＳ３２において車両ＣＡｉの絶対位置を演算する方法について説明する。
【０１８８】
車両ＣＡ１が２台の車両ＣＡ２，ＣＡ３を参照車両として選択した場合、上述した方法によって演算した車両ＣＡ１の絶対位置（ｅ１’，ｎ１’）は、次式によって表される。
【０１８９】
【数１３】
【０１９０】
なお、式（１３）において、ｅ３１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ３との相対位置および車両ＣＡ３の絶対位置を用いて演算された車両ＣＡ１の絶対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、ｅ２１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置および車両ＣＡ２の絶対位置を用いて演算された車両ＣＡ１の絶対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、ｎ３１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ３との相対位置および車両ＣＡ３の絶対位置を用いて演算された車両ＣＡ１の絶対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、ｎ２１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置および車両ＣＡ２の絶対位置を用いて演算された車両ＣＡ１の絶対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、Δｅ３１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ３との相対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、Δｅ２１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、Δｎ３１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ３との相対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、Δｎ２１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、ｅ１，ｅ２，ｅ３は、それぞれ、車両ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３の絶対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、ｎ１，ｎ２，ｎ３は、それぞれ、車両ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３の絶対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、γは、相対位置の誤差である。
【０１９１】
また、参照車両が１台である場合、式（１３）において、ｅ３１，ｎ３１，σ３１の項を削除した式によって車両ＣＡ１の絶対位置が演算される。
【０１９２】
更に、参照車両が３台である場合、式（１３）において、ｅ４１，ｎ４１，σ４１の項を追加した式によって車両ＣＡ１の絶対位置が演算される。参照車両が４台以上である場合も、同様である。
【０１９３】
上述した方法によって求めた絶対位置の測位誤差について説明する。γ＝１、σ１＝５、σ２＝σ３＝１とすると、（σ１）２＝２５、（σ３１）２＝２、（σ２１）２＝２である。そうすると、車両ＣＡ１における測位誤差σ１’は、（２／２＋２／２＋５／２５）／（１／２＋１／２＋１／２５）＝２．１となる。その結果、測位誤差は、５ｍから２．１ｍへ減少する。
【０１９４】
上述したように、実施の形態３によれば、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂは、独自に車両ＣＡｉの位置を測位できない場合、または測位誤差が基準値σ＿ｓｔｄよりも大きい場合、基準値σ＿ｓｔｄ以下の測位誤差を有する参照車両と車両ＣＡｉとの相対位置および参照車両の絶対位置を用いて車両ＣＡｉの絶対位置を演算する。そして、参照車両と車両ＣＡｉとの相対位置は、電離層および対流圏の影響を抑制して演算された精度の高い位置である。
【０１９５】
従って、実施の形態３によれば、絶対位置の精度を向上できる。
【０１９６】
なお、実施の形態２においては、上述した方法によって車両の絶対位置を演算する処理手段３Ｂは、「演算手段」を構成する。
【０１９７】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１９８】
［実施の形態４］
図１２は、実施の形態４による無線装置の構成図である。図１２を参照して、実施の形態４による無線装置１０Ｃは、図１に示す無線装置１０の処理手段３を処理手段３Ｃに代えたものであり、その他は、無線装置１０と同じである。
【０１９９】
処理手段３Ｃは、無線装置１０Ｃが搭載された車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離を上述した方法によって演算する。また、処理手段３Ｃは、上述した方法によって、車両ＣＡｉの測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）およびＥＮＵ座標値（ｅｉ，ｎｉ，ｕｉ）を演算する。
【０２００】
そうすると、処理手段３Ｃは、地図保持手段４から３次元電子地図を読み出し、その読み出した３次元電子地図および測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）に基づいて、（λｉ，φｉ）によって示される位置における高度ｈｉ’を３次元電子地図から検出する。そして、処理手段３Ｃは、高度差Δｕｉ＝ｕｉ’−ｕｉ＝ｈｉ’−ｈｉを演算する。
【０２０１】
上述した式（５）は、参照地点ｒ０＝（ｘ０，ｙ０，ｚ０）では、次式のように線形で表現される。
【０２０２】
【数１４】
【０２０３】
なお、式（５）から式（１４）への変形においては、εｉは、無視されている。
【０２０４】
式（１４）を変形すると、次式が得られる。
【０２０５】
【数１５】
【０２０６】
式（１５）によれば、車両ＣＡｉにおいては、高度差Δｕｉと擬似距離誤差ΔＰｉとの関係は、次式のようになる。
【０２０７】
【数１６】
【０２０８】
電離層により発生した誤差を考慮すると、各車両における擬似距離誤差は、ほぼ同じであるので、式（１６）が成立する。
【０２０９】
無線装置１０ＣがＧＰＳ信号を受信できるＧＰＳ衛星の個数がｍ個であれば、ｋ≧ｍを満たすｋ台の車両の高度差を用いれば、式（１６）からΔＰｉを求めることができる。
【０２１０】
そこで、式（１６）からΔＰｉを求める方法について説明する。図１３は、実施の形態４における位置情報メッセージの概念図である。位置情報メッセージＰＳＭ’は、位置情報メッセージＰＳＭのペイロード２に擬似距離誤差を追加した構成からなる。そして、擬似距離誤差は、オプションである。
【０２１１】
５台の車両ＣＡ１〜ＣＡ５が存在する場合を想定する。車両ＣＡ１〜ＣＡ５にそれぞれ搭載された５個の無線装置１０Ｃは、それぞれ、位置情報メッセージＰＳＭ’１〜ＰＳＭ’５を生成してブロードキャストする。
【０２１２】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの送受信手段２は、アンテナ１を介して位置情報メッセージＰＳＭ’２〜ＰＳＭ’５を受信し、その受信した位置情報メッセージＰＳＭ’２〜ＰＳＭ’５を処理手段３Ｃへ出力する。
【０２１３】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、位置情報メッセージＰＳＭ’２〜ＰＳＭ’５を送受信手段２から受ける。そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、位置情報メッセージＰＳＭ’２〜ＰＳＭ’５からそれぞれ測位座標値（λ２，φ２，ｈ２）、測位座標値（λ３，φ３，ｈ３）、測位座標値（λ４，φ４，ｈ４）および測位座標値（λ５，φ５，ｈ５）を検出する。
【０２１４】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）および３次元電子地図に基づいて、（λ１，φ１）によって示される位置における高度ｈ１’を３次元電子地図から検出し、高度差Δｕ１＝ｕ１’−ｕ１＝ｈ１’−ｈ１を演算する。
【０２１５】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、同様にして、高度差Δｕ２＝ｕ２’−ｕ２＝ｈ２’−ｈ２、高度差Δｕ３＝ｕ３’−ｕ３＝ｈ３’−ｈ３、高度差Δｕ４＝ｕ４’−ｕ４＝ｈ４’−ｈ４、および高度差Δｕ５＝ｕ５’−ｕ５＝ｈ５’−ｈ５を演算する。
【０２１６】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、擬似距離誤差ΔＰｉを求めるための行列＜Ｄ（ｒ０）＞が車両ＣＡ１〜ＣＡ５間で非常に似ているので、車両ＣＡ１〜ＣＡ５相互間で異なるＧＰＳ衛星を選択して擬似距離誤差ΔＰｉを求める。
【０２１７】
例えば、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、位置情報メッセージＰＳＭ’１〜ＰＳＭ’５の衛星のビットマップを参照して、車両ＣＡ１用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ２〜Ｒ５を選択し、車両ＣＡ２用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ５を選択し、車両ＣＡ３用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ５を選択し、車両ＣＡ４用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ５を選択し、車両ＣＡ５用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ４を選択する。
【０２１８】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ５の全てからＧＰＳ信号を受信できるので、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ５からそれぞれ受信したＧＰＳ信号ＧＰＳ１〜ＧＰＳ５に基づいて、上述した方法によって、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ５のＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）を演算し、その演算したＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）および擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，２，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５に基づいて、車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を演算する。
【０２１９】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）を式（３）によってＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１）〜ＥＮＵ座標値（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）に変換し、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を式（３）によってＥＮＵ座標値（ｅ１，ｎ１，ｕ１）に変換する。
【０２２０】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、次式を用いて測位座標値（λ２，φ２，ｈ２）、測位座標値（λ３，φ３，ｈ３）、測位座標値（λ４，φ４，ｈ４）および測位座標値（λ５，φ５，ｈ５）をそれぞれＥＣＦＦ座標値（ＣＡ２）〜ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ５）に変換する。
【０２２１】
【数１７】
【０２２２】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、式（３）によって、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ２）〜ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ５）をそれぞれＥＮＵ座標値（ｅ２，ｎ２，ｕ２）、ＥＮＵ座標値（ｅ３，ｎ３，ｕ３）、ＥＮＵ座標値（ｅ４，ｎ４，ｕ４）、およびＥＮＵ座標値（ｅ５，ｎ５，ｕ５）に変換する。
【０２２３】
引き続いて、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ２，Ｎ２，Ｕ２）〜ＥＮＵ座標値（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）およびＥＮＵ座標値（ｅ１，ｎ１，ｕ１）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ１２’，ｄ１３’，ｄ１４’，ｄ１５’を演算する。なお、ｄ１２’，ｄ１３’，ｄ１４’，ｄ１５’は、車両ＣＡ１と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２４】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１），（Ｅ３，Ｎ３，Ｕ３）〜（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）およびＥＮＵ座標値（ｅ２，ｎ２，ｕ２）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ２１’，ｄ２３’，ｄ２４’，ｄ２５’を演算する。なお、ｄ２１’，ｄ２３’，ｄ２４’，ｄ２５’は、車両ＣＡ２と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２５】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１），（Ｅ２，Ｎ２，Ｕ２），（Ｅ４，Ｎ４，Ｕ４），（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）およびＥＮＵ座標値（ｅ３，ｎ３，ｕ３）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ３１’，ｄ３２’，ｄ３４’，ｄ３５’を演算する。なお、ｄ３１’，ｄ３２’，ｄ３４’，ｄ３５’は、車両ＣＡ３と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２６】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１），（Ｅ２，Ｎ２，Ｕ２），（Ｅ３，Ｎ３，Ｕ３），（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）およびＥＮＵ座標値（ｅ４，ｎ４，ｕ４）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ４１’，ｄ４２’，ｄ４３’，ｄ４５’を演算する。なお、ｄ４１’，ｄ４２’，ｄ４３’，ｄ４５’は、車両ＣＡ３と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２７】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１）〜Ｅ４，Ｎ４，Ｕ４）およびＥＮＵ座標値（ｅ５，ｎ５，ｕ５）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ５１’，ｄ５２’，ｄ５３’，ｄ５４’を演算する。なお、ｄ５１’，ｄ５２’，ｄ５３’，ｄ５４’は、車両ＣＡ３と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２８】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ｄ１２’，ｄ１３’，ｄ１４’，ｄ１５’；ｄ２１’，ｄ２３’，ｄ２４’，ｄ２５’；ｄ３１’，ｄ３２’，ｄ３４’，ｄ３５’；ｄ４１’，ｄ４２’，ｄ４３’，ｄ４５’；ｄ５１’，ｄ５２’，ｄ５３’，ｄ５４’および高度差Δｕ１〜Δｕ５を式（１８）に代入して擬似距離誤差ΔＰｉを演算する。
【０２２９】
【数１８】
【０２３０】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，２，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５から擬似距離誤差ΔＰｉを減算して補正擬似距離Ｐ１，１’，Ｐ１，２’，Ｐ１，３’，Ｐ１，４’，Ｐ１，５’を求める。
【０２３１】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ５のＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）と、補正擬似距離Ｐ１，１’，Ｐ１，２’，Ｐ１，３’，Ｐ１，４’，Ｐ１，５’とに基づいて、車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を絶対位置として演算する。より具体的には、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）をそれぞれ中心とする半径が補正擬似距離Ｐ１，１’，Ｐ１，２’，Ｐ１，３’，Ｐ１，４’，Ｐ１，５’に相当する５個の球が１点で交わるときの交点の座標値を演算することによって、車両ＣＡ１の絶対位置を演算する。
【０２３２】
また、車両ＣＡ２〜ＣＡ５に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃも、上述した方法によって、車両ＣＡ２〜ＣＡ５の絶対位置を演算する。
【０２３３】
なお、上記においては、車両ＣＡ１〜ＣＡ５に搭載された５個の無線装置１０Ｃの全てが擬似距離誤差ΔＰｉを演算すると説明したが、実施の形態４においては、これに限らず、車両ＣＡ１〜ＣＡ５に搭載された５個の無線装置１０Ｃのうちの１個の無線装置１０Ｃが擬似距離誤差ΔＰｉを演算して他の無線装置１０Ｃへ送信するようにしてもよい。
【０２３４】
この場合、例えば、最も小さいＩＤを有する車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃが上述した方法によって擬似距離誤差ΔＰｉを演算し、その演算した擬似距離誤差ΔＰｉを他の無線装置１０Ｃへブロードキャストする。そして、他の無線装置１０Ｃは、擬似距離誤差ΔＰｉを受信し、その受信した擬似距離誤差ΔＰｉを用いて上述した方法によって自己が搭載された車両の絶対位置を演算する。
【０２３５】
従って、実施の形態４による無線装置は、上述した方法によって擬似距離誤差ΔＰｉを演算し、その演算した擬似距離誤差ΔＰｉを用いて擬似距離を補正し、その補正した補正擬似距離を用いて自己が搭載された車両の絶対位置を演算するものであればよい。
【０２３６】
図１４は、実施の形態４による車両の絶対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【０２３７】
図１４を参照して、一連の動作が開始されると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｃは、擬似距離誤差ΔＰｉを取得する（ステップＳ４１）。この場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｃは、上述した方法によって擬似距離誤差ΔＰｉを演算することにより擬似距離誤差ΔＰｉを取得してもよく、他の無線装置１０Ｃが演算した擬似距離誤差ΔＰｉを他の無線装置１０Ｃから受信することにより擬似距離誤差ΔＰｉを取得してもよい。
【０２３８】
ステップＳ４１の後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｃは、車両ＣＡｉにおける擬似距離Ｐｉから擬似距離誤差ΔＰｉを減算して補正擬似距離Ｐｉ’を演算する（ステップＳ４２）。
【０２３９】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｃは、ＧＰＳ衛星ＲｊのＥＣＦＦ座標値（Ｒｊ）と補正擬似距離Ｐｉ’とに基づいて、車両ＣＡｉの絶対位置を演算する（ステップＳ４３）。これによって、一連の動作は終了する。
【０２４０】
上述したように、実施の形態４においては、擬似距離Ｐｉから擬似距離の誤差ΔＰｉを減算して補正擬似距離Ｐｉ’を演算し、その演算した補正擬似距離Ｐｉ’を用いて各車両の絶対位置を演算する。その結果、車両ＣＡｉの絶対位置は、精度の高い補正擬似距離を用いて演算される。
【０２４１】
従って、各車両の絶対位置の精度を実施の形態３における各車両の絶対位置よりも高くできる。
【０２４２】
なお、実施の形態４においては、上述した方法によって絶対位置を演算する処理手段３Ｃは、「演算手段」を構成する。
【０２４３】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２４４】
なお、上述した実施の形態１においては、実施の形態３，４によって演算した絶対位置を用いて隣接する車両間の相対位置を演算してもよい。
【０２４５】
また、上記においては、無線装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、車両に搭載されると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、無線装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、自動二輪車、自転車および人に搭載されてもよく、一般的には、移動体に搭載されていればよい。
【０２４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２４７】
この発明は、精度の高い位置情報を取得可能な無線装置に適用される。
【符号の説明】
【０２４８】
１ アンテナ、２ 送受信手段、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 処理手段、４ 地図保持手段、５ ＧＰＳ受信機、６ メッセージ生成手段、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 無線装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線装置に関し、特に、移動体の位置を推測する無線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車車間通信ネットワークにおいて、車両間で位置情報を交換することにより運転の安全性を向上させることが検討されている。
【０００３】
各車両は、車車間通信を通して得られる位置情報を基に算出した車両間の相対距離によって安全距離を保つことで、交通事故を低減できる。また、位置情報を活かすことによって、車同士だけでなく、人と車との距離を保てば、歩行者も保護できる。このような応用には、１ｍ以内の精度の高い位置情報が必要である。
【０００４】
各車両のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機は、自車両の位置情報を算出するために、４個以上の衛星からの信号を受信することが必要である。多くの高い建物が隣接して存在する市街地では、ＧＰＳ衛星からの信号が建物によって遮蔽され、ＧＰＳ受信機が受信できるＧＰＳ信号を送信する衛星の数が３個以下になることが度々発生する。このような場合、ＧＰＳの単独測位では、位置情報の精度を保つことが困難である。
【０００５】
そこで、差分ＧＰＳを用いて位置情報の精度を向上させることが提案されている（非特許文献１）。より具体的には、複数のＧＰＳ受信機で受信する信号の空間的な相関を用いて、電離層の影響を取り除き、位置情報の精度を向上させることが提案されている。
【０００６】
また、ＧＰＳ受信機が受信可能なＧＰＳ信号を送信する衛星の数が少なく、ＧＰＳの単独測位ができない場所において、車両の速度および移動速度等を用いて一時的に車両の位置を予測する手法が提案されている（非特許文献２）。
【０００７】
更に、ＲＴＫ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）−ＧＰＳにおいて、高精度な３次元電子地図を用いてＦＩＸ解（再度最小二乗解）の探索範囲を縮める手法が提案されている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】B. Hoffmann-Wellenhof, H. Lichtenegger and J. Collins, “GPS Theory and Practice,” Third edition, Springer-Verlag Wien New York, 1994.
【非特許文献２】Oliver J. Woodman, “An introduction to inertial navigation,” University of Cambridge, Technical report, UCAM-CL-TR-696, 2007.
【非特許文献３】久保信明、安田明生，“ＩＴＳにおける高度情報を利用した移動体精密位置決定，”電子情報通信学会論文誌Ａ，Ｖｏｌ． Ｊ９１−Ａ， Ｎｏ．１， ｐｐ．１２２−１２９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、非特許文献１においては、差分ＧＰＳが使用されているため、差分ＧＰＳの補正信号が届かない場所においては、位置情報の精度が劣化する。また、移動体が基準局から離れると、位置情報の精度が劣化する。
【００１０】
また、非特許文献２においては、精度があまり高くない一方、位置情報の誤差が累積してしまう。
【００１１】
更に、非特許文献３においては、差分ＧＰＳの信号が届かない場所またはＧＰＳ受信機が受信可能なＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星の数が少ない場所では、ＲＴＫ−ＧＰＳが正常に動作しない。
【００１２】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、精度の高い位置情報を取得可能な無線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明によれば、無線装置は、第１の移動体に搭載され、第１の移動体に隣接する第２の移動体と第１の移動体との相対位置または第１の移動体の絶対位置を求める無線装置であって、ＧＰＳ受信機と、地図保持手段と、選択手段と、演算手段とを備える。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する。地図保持手段は、地球を表す楕円体からの高度、経度および緯度に道路の斜度を追加した座標値を地図上における各移動体の位置とする３次元電子地図を保持する。選択手段は、ＧＰＳ受信機によって受信されたＧＰＳ信号に基づいて、当該無線装置と第２の移動体に搭載された他の無線装置との両方が受信できるＧＰＳ信号を送信するｍ（ｍは、４以上の整数）個のＧＰＳ衛星を選択する。演算手段は、ＧＰＳ受信機がｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、参照地点を原点とし、かつ、参照地点から東方向、北方向および地球を表す楕円体に垂直な方向を向いた３個の軸によって規定される地平直交座標系において、ｍ個のＧＰＳ衛星と第１の移動体との距離を示す第１の擬似距離と、ｍ個のＧＰＳ衛星と第２の移動体との距離を示す第２の擬似距離とを演算するとともに、その演算した第１の擬似距離と第２の擬似距離との擬似距離差を演算し、経度および緯度によって示される第１の移動体の位置における第１の移動体の高度と経度および緯度によって示される第２の移動体の位置における第２の移動体の高度とを３次元電子地図を参照して検出し、その検出した第１の移動体の高度と第２の移動体の高度との差を地平直交座標系において地球を表す楕円体に垂直な方向における第１の移動体と第２の移動体との相対位置成分として演算し、その演算した相対位置成分と演算した擬似距離差とに基づいて第１の擬似距離の誤差と第２の擬似距離の誤差との誤差差分を演算し、その演算した誤差差分を擬似距離差から減算し、その減算結果に参照地点からＧＰＳ衛星までの真の距離の誤差を示す行列の逆行列を乗算して地平直交座標系の東方向および北方向における第１の移動体と第２の移動体との相対位置を演算する。
【００１４】
好ましくは、無線装置は、位置演算手段と、受信手段とを更に備える。位置演算手段は、ＧＰＳ受信機がｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、高度、経度および緯度からなる測位座標系における第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報と、第１の擬似距離とを演算する。受信手段は、測位座標系における第２の移動体の位置を示す第２の測位位置情報と第２の擬似距離とを含む位置情報メッセージを他の無線装置から受信する。そして、演算手段は、位置演算手段によって演算された第１の擬似距離と位置情報メッセージに含まれる第２の擬似距離とに基づいて擬似距離差を演算し、位置演算手段によって演算された第１の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて第１の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における第１の移動体の高度を検出し、位置情報メッセージに含まれる第２の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて第２の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における第２の移動体の高度を検出する。
【００１５】
好ましくは、無線装置は、位置予測手段と、受信手段とを更に備える。位置予測手段は、ＧＰＳ受信機がｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、地球の自転軸の北極方向をｚ軸とし、ｚ軸に垂直なグリニッジ子午線の方向をｘ軸とし、ｚ軸およびｘ軸に直交するように右手系を用いて決定された方向をｙ軸とする固定直交座標系において第１のタイミングにおける第１の移動体の位置を示す第１の固定位置情報を演算し、その演算した第１の固定位置情報を参照地点として地平直交座標において第１のタイミングにおける第１の移動体の位置を示す第１の地平位置情報を演算し、その演算した第１の地平位置情報と第１の移動体の速度および移動方法とを用いて第１のタイミングの後の第２のタイミングにおける第１の移動体の位置を示す第２の地平位置情報を予測する。受信手段は、測位座標系における第２の移動体の位置を示す第２の測位位置情報と第２の擬似距離とを含む位置情報メッセージを他の無線装置から受信する。そして、演算手段は、第２の地平位置情報を固定直交座標系において第１の移動体の位置を示す第２の固定位置情報に変換し、その変換した第２の固定位置情報を測位座標系において第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報に更に変換し、その変換した第１の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて第１の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における高度を第１の移動体の高度として検出するとともに、位置情報メッセージに含まれる第２の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて第２の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における高度を第２の移動体の高度として検出する。
【００１６】
好ましくは、第２の測位位置情報は、他の無線装置において実測された測位位置情報または他の無線装置において予測された測位位置情報からなる。
【００１７】
好ましくは、演算手段は、更に、演算した相対位置と、第２の移動体の絶対位置とに基づいて第１の移動体の絶対位置を演算する。
【００１８】
また、この発明によれば、無線装置は、第１の移動体に搭載され、参照地点を原点とし、かつ、参照地点から東方向、北方向および地球を表す楕円体に垂直な方向を向いた３個の軸によって規定される地平直交座標系において第１の移動体の絶対位置を求める無線装置であって、ＧＰＳ受信機と、地図保持手段と、演算手段とを備える。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する。地図保持手段は、地球を表す楕円体からの高度、経度および緯度に道路の斜度を追加した座標値を地図上における各移動体の位置とする３次元電子地図を保持する。演算手段は、ＧＰＳ受信機が受信したＧＰＳ信号に基づいて、地平直交座標系において、４個以上のＧＰＳ衛星と第１の移動体との距離を示す第１の擬似距離を演算し、第１の移動体に隣接するｋ（ｋは４以上の整数）個の第２の移動体および第１の移動体とＧＰＳ衛星群との地平直交座標系における擬似距離の誤差を第１の擬似距離から減算して補正された第１の補正擬似距離を演算し、その演算した第１の補正擬似距離と４個以上のＧＰＳ衛星の位置とに基づいて第１の移動体の絶対位置を演算する。そして、擬似距離の誤差は、高度、経度および緯度からなる測位座標系における第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報と３次元電子地図とに基づいて検出された第１の移動体の第１の高度差と、ｋ個の第２の移動体の測位座標系における位置を示すｋ個の第２の測位位置情報および３次元電子地図に基づいて検出されたｋ個の第２の移動体のｋ個の第２の高度差と、第１の移動体と４個以上のＧＰＳ衛星との第１の真の距離の参照地点における変化割合である第１の変化割合と、ｋ個の第２の移動体の各々と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離であるｋ個の第２の真の距離の参照地点における変化割合であるｋ個の第２の変化割合とに基づいて求められる。また、第１の真の距離およびｋ個の第２の真の距離の対象となる４個以上のＧＰＳ衛星は、第１の真の距離および前記ｋ個の第２の真の距離の相互間で異なる。
【００１９】
好ましくは、演算手段は、更に、ｋ個の第２の高度差と、第１の高度差と、第１の真の距離と、ｋ個の第２の真の距離とに基づいて擬似距離の誤差を演算し、その演算した擬似距離の誤差を用いて第１の移動体の絶対位置を演算する。
【００２０】
好ましくは、無線装置は、受信手段を更に備える。受信手段は、ｋ個の第２の移動体のうちの任意の１つの第２の移動体から擬似距離の誤差を受信する。そして、演算手段は、更に、受信手段によって受信された擬似距離の誤差を用いて第１の移動体の絶対位置を演算する。
【発明の効果】
【００２１】
この発明による無線装置は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて、第１の移動体とＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離と、第２の移動体とＧＰＳ衛星との間の第２の擬似距離との差である擬似距離差を演算し、その演算した擬似距離差を用いて第１の移動体と第２の移動体との相対位置を演算する。その結果、第１の移動体と第２の移動体との相対位置は、電離層および対流圏の影響を抑制して演算される。
【００２２】
従って、この発明によれば、相対位置の精度を高くできる。
【００２３】
また、この発明による無線装置は、移動体とＧＰＳ衛星との間の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を演算し、その演算した擬似距離誤差を擬似距離から減算して補正擬似距離を求め、その求めた補正擬似距離とＧＰＳ衛星の位置とを用いて当該無線装置が搭載された移動体の絶対位置を演算する。その結果、当該無線装置が搭載された移動体の絶対位置は、精度が高い擬似距離を用いて演算される。
【００２４】
従って、この発明によれば、絶対位置の精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１による無線装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態における車車間通信ネットワークのモデル図である。
【図３】この発明の実施の形態における座標系の概念図である。
【図４】実施の形態１における位置情報メッセージの概念図である。
【図５】相対位置を求めるときの前提を説明するための概念図である。
【図６】位置情報メッセージの具体例を示す図である。
【図７】実施の形態１による隣接車両間の相対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態２による無線装置の構成図である。
【図９】実施の形態２による隣接車両間の相対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】実施の形態３による無線装置の構成図である。
【図１１】実施の形態３による車両の絶対位置を演算する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施の形態４による無線装置の構成図である。
【図１３】実施の形態４における位置情報メッセージの概念図である。
【図１４】実施の形態４による車両の絶対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２７】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による無線装置の構成図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による無線装置１０は、アンテナ１と、送受信手段２と、処理手段３と、地図保持手段４と、ＧＰＳ受信機５と、メッセージ生成手段６とを備える。
【００２８】
無線装置１０は、車両に搭載される。アンテナ１は、他の無線装置から位置情報メッセージを受信し、その受信した位置情報メッセージを送受信手段２へ出力する。また、アンテナ１は、位置情報メッセージを送受信手段２から受け、その受けた位置情報メッセージを送信する。
【００２９】
送受信手段２は、位置情報メッセージをメッセージ生成手段６から受け、その受けた位置情報メッセージをアンテナ１を介してブロードキャストする。また、送受信手段２は、位置情報メッセージをアンテナ１を介して受信し、その受信した位置情報メッセージを処理手段３へ出力する。
【００３０】
処理手段３は、位置情報メッセージを送受信手段２から受け、地図保持手段４から３次元電子地図を読み出し、ＧＰＳ受信機５からＧＰＳ信号を受ける。そして、処理手段３は、ＧＰＳ信号に基づいて、後述する方法によって、無線装置１０が搭載された車両ＣＡ１の位置を演算する。また、処理手段３は、ＧＰＳ信号がＧＰＳ衛星から無線装置１０へ伝搬する伝搬時間を用いてＧＰＳ衛星と無線装置１０との間の擬似距離を演算する。そうすると、処理手段３は、その演算した車両ＣＡ１の位置を示す位置情報および擬似距離をメッセージ生成手段６へ出力する。
【００３１】
更に、処理手段３は、位置情報メッセージ、ＧＰＳ信号および３次元電子地図に基づいて、後述する方法によって、車両ＣＡ１と、車両ＣＡ１に隣接する車両との相対位置を演算する。
【００３２】
地図保持手段４は、３次元電子地図を保持する。この３次元電子地図は、ＲＴＫ−ＧＰＳによって測位された測位座標値（λ，φ，ｈ）に車両が走行する道路の斜度βを追加した座標値（λ，φ，ｈ，β）を地図上における各車両の位置に対応付けた構造からなる。
【００３３】
ここで、λは、経度であり、φは、緯度であり、ｈは、地球を表す楕円体からの垂直方向における高度である。そして、（λ，φ，ｈ）によって表される座標系は、「測位座標系」を構成する。
【００３４】
ＧＰＳ受信機５は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するとともに、そのＧＰＳ信号を受信したときの受信時刻を検出する。そして、ＧＰＳ受信機５は、その受信したＧＰＳ信号と、ＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星とを対応付け、その対応付けたＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星と、受信時刻とを処理手段３へ出力し、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星をメッセージ生成手段６へ出力する。
【００３５】
メッセージ生成手段６は、車両ＣＡ１の位置情報および擬似距離を処理手段３から受け、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星をＧＰＳ受信機５から受ける。そして、メッセージ生成手段６は、その受けた車両ＣＡ１の位置情報、擬似距離およびＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星に基づいて、後述する方法によって、位置情報メッセージを生成し、その生成した位置情報メッセージを送受信手段２へ出力する。
【００３６】
図２は、この発明の実施の形態における車車間通信ネットワークのモデル図である。図２を参照して、車両ＣＡ１〜ＣＡｋ（ｋは、４以上の整数、ｉは１≦ｉ≦ｋを満たす整数）の各々は、無線装置１０を搭載している。そして、車両ＣＡ１〜ＣＡｋは、道路を走行している。
【００３７】
車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、ｍ（ｍは、４以上の整数）個のＧＰＳ衛星Ｒ１〜ＲｍからＧＰＳ信号を受信し、その受信したＧＰＳ信号に基づいて、後述する方法によって、車両ＣＡｉに隣接する車両と、車両ＣＡｉとの相対位置を演算する。
【００３８】
車両ＣＡｉ以外の車両ＣＡ１〜ＣＡｉ−１，ＣＡｉ＋１〜ＣＡｋの各々に搭載された無線装置１０も、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０と同様にして、自己が搭載されている車両と隣接車両との間の相対位置を演算する。
【００３９】
図３は、この発明の実施の形態における座標系の概念図である。図３を参照して、地球中心地球固定直交座標（ＥＣＦＦ）は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる座標系である。この場合、Ｚ軸は、地球の自転軸の北極方向を向き、Ｘ軸は、Ｚ軸に垂直にグリニッジ子午線の方向を向く。また、Ｙ軸は、Ｘ軸およびＺ軸に直交するように右手系で決定された軸である。即ち、相互に直交するように右手の親指、中指および人指し指を開き、親指をＺ軸の方向に向け、人指し指をＸ軸の方向に向けた場合に、中指の向く方向がＹ軸である。
【００４０】
なお、以下においては、地球中心地球固定直交座標を単に「固定直交座標」と言う。
【００４１】
また、地平直交座標は、地表上の任意の点である参照地点ｒ０を基準として、東方向をｅ、北方向をｎ、地球を表す楕円体に垂直な方向をｕとした場合に、（ｅ，ｎ，ｕ）からなる座標系である。
【００４２】
更に、測位座標は、上述したように、（λ，φ，ｈ）からなる。
【００４３】
図４は、実施の形態１における位置情報メッセージの概念図である。図４を参照して、位置情報メッセージＰＳＭは、ヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）と、ペイロード１，２とを含む。ヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）は、送信元（ＳＲＣ）と、送信先（ＤＳＴ）とからなる。送信元（ＳＲＣ）は、位置情報メッセージを送信する無線装置のアドレスからなる。送信先（ＤＳＴ）は、ブロードキャストアドレス（＝０ｘｆｆ）からなる。
【００４４】
ペイロード１は、車両位置からなる。車両位置は、測位座標値（λ，φ，ｈ）からなる。
【００４５】
ペイロード２は、衛星のビットマップと、擬似距離とからなる。衛星のビットマップは、ＧＰＳ受信機５によるＧＰＳ衛星Ｒ１〜ＲｍからのＧＰＳ信号の受信の有無を表す。図４においては、衛星のビットマップは、例えば、３０個のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信の有無を表す。そして、Ａは、ＧＰＳ受信機５がＧＰＳ信号を受信可能な場合、“１”からなり、ＧＰＳ受信機５がＧＰＳ信号を受信できない場合、“０”からなる。
【００４６】
擬似距離は、各車両と各ＧＰＳ衛星との距離を表し、ＧＰＳ信号がＧＰＳ衛星から無線装置１０まで伝搬するときの伝搬時間を用いて計算された距離である。より具体的には、擬似距離は、無線装置１０によって受信されたＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星と、各車両との距離からなり、擬似距離の個数は、衛星のビットマップに格納された“１”の個数と同じである。
【００４７】
図５は、相対位置を求めるときの前提を説明するための概念図である。また、図６は、位置情報メッセージの具体例を示す図である。
【００４８】
図５を参照して、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０は、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍのうち、ＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７からＧＰＳ信号を受信し、車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０は、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍのうち、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ６からＧＰＳ信号を受信するものとする。
【００４９】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０が車両ＣＡ１に隣接する車両ＣＡ２と車両ＣＡ１との相対位置を求める場合を例にして実施の形態１による相対位置の求め方を説明する。
【００５０】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のＧＰＳ受信機５は、ＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７からそれぞれＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７を受信するとともに、そのＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７を受信したときの受信時刻ｔｒ１，ｔｒ３〜ｔｒ７を検出する。
【００５１】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のＧＰＳ受信機５は、その受信したＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７と、ＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７を送信したＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７とを対応付け、その対応付けたＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７と受信時刻ｔｒ１，ｔｒ３〜ｔｒ７とを処理手段３へ出力し、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７をメッセージ生成手段６へ出力する。
【００５２】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７および受信時刻ｔｒ１，ｔｒ３〜ｔｒ７をＧＰＳ受信機５から受ける。この場合、ＧＰＳ信号ＧＰＳ１，ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７の各々は、表１に示すパラメータを含む。
【００５３】
【表１】
【００５４】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＧＰＳ信号ＧＰＳ１に含まれるＧＰＳ信号ＧＰＳ１の送信時刻ｔｔ１を検出し、その検出した送信時刻ｔｔ１とＧＰＳ信号ＧＰＳ１の受信時刻ｔｒ１との差を演算してＧＰＳ信号ＧＰＳ１のＧＰＳ衛星Ｒ１から車両ＣＡ１までの伝搬時間を求め、その求めた伝搬時間に光速度ｃを乗算してＧＰＳ衛星Ｒ１と車両ＣＡ１との擬似距離Ｐ１，１を求める。
【００５５】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、同様にして、ＧＰＳ衛星Ｒ３〜Ｒ７と車両ＣＡ１との擬似距離Ｐ１，３〜Ｐ１，７を求める。
【００５６】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＧＰＳ信号ＧＰＳ１に含まれるパラメータを式（１）に代入してＧＰＳ衛星Ｒ１の固定直交座標値（＝ＥＣＦＦ）＝（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を演算する。
【００５７】
【数１】
【００５８】
以下、ＧＰＳ衛星Ｒ１の固定直交座標値であることを明確にするために、固定直交座標値（＝ＥＣＦＦ）＝（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）と表記する。
【００５９】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、同様にして、ＧＰＳ信号ＧＰＳ３〜ＧＰＳ７に基づいて、ＧＰＳ衛星Ｒ３〜Ｒ７のＥＣＦＦ座標値＝（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）〜（Ｘ７，Ｙ７，Ｚ７）を演算する。
【００６０】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７から選択した４個の擬似距離（例えば、Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５）と、その選択した４個の擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５に対応するＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５のＥＣＦＦ座標値＝（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５）とに基づいて、車両ＣＡ１の位置を示す固定直交座標値＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を求める。
【００６１】
この場合、ＥＣＦＦ座標値＝（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５）をそれぞれ中心とする半径が擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５に相当する４個の球が１点で交わるときの交点の座標値を演算することによって、固定直交座標値＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を求めることができる。
【００６２】
なお、処理手段３は、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５以外の４個の擬似距離およびＥＣＦＦ座標値＝（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５）以外の４個のＥＣＦＦ座標値を用いて車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値を求めてもよく、５個以上の擬似距離および５個以上のＥＣＦＦ座標値を用いて車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値を求めてもよい。
【００６３】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、車両ＣＡ１の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を求めると、その求めた位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を次式によって固定直交座標値から測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）に変換する。
【００６４】
【数２】
【００６５】
式（２）において、ａは赤道半径であり、ｂは、極半径である。また、Ｎは、図３に示すＮである。即ち、Ｎは、車両から地球平面に垂線を引き、その垂線が地球平面と交差する交点と、その垂線がＺ軸と交差する交点との間の距離である。
【００６６】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、３次元電子地図を地図保持手段４から読み出す。そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、３次元電子地図を参照して、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）の座標値（λ１，φ１）によって示される位置における高度ｈ’を検出する。つまり、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、３次元電子地図に格納された座標値（λ，φ，ｈ，β）のうち、座標値（λ１，φ１）と同じ（λ，φ）を持つ座標値（λ１，φ１，ｈ，β）を選択し、その選択した座標値（λ１，φ１，ｈ，β）から高度ｈを抽出することによって高度ｈ’を検出する。
【００６７】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）、および擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７をメッセージ生成手段６へ出力する。
【００６８】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７をＧＰＳ受信機５から受け、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）、および擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７を処理手段３から受ける。
【００６９】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、ＧＰＳ信号：ＧＰＳ衛星＝ＧＰＳ１：Ｒ１，ＧＰＳ３：Ｒ３〜ＧＰＳ７：Ｒ７に基づいて、ＧＰＳ受信機５がＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍのうち、ＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７からＧＰＳ信号を受信可能であることを検知する。
【００７０】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、送信元（ＳＲＣ）に無線装置１０のアドレスＡｄｄ１を格納し、送信先（ＤＳＴ）にブロードキャストアドレス０ｘｆｆを格納する。
【００７１】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）をペイロード１の車両位置に格納する。
【００７２】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、ＧＰＳ受信機５がＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７からＧＰＳ信号を受信可能であることに基づいて、ビットマップ＝[１０１１１１１０００００００００００００００００００００００]を生成し、その生成したビットマップ＝[１０１１１１１０００００００００００００００００００００００]をペイロード２の衛星のビットマップに格納する。
【００７３】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７をペイロード２の擬似距離に格納する。
【００７４】
これによって、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、位置情報メッセージＰＳＭ１（図６の（ａ）参照）を生成する。そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０のメッセージ生成手段６は、位置情報メッセージＰＳＭ１を送受信手段２へ出力し、送受信手段２は、アンテナ１を介して位置情報メッセージＰＳＭ１をブロードキャストする。
【００７５】
車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０も、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０と同様にして、上述した方法によって位置情報メッセージＰＳＭ２（図６の（ｂ）参照）を生成し、その生成した位置情報メッセージＰＳＭ２をブロードキャストする。
【００７６】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の送受信手段２は、アンテナ１を介して位置情報メッセージＰＳＭ２を受信し、その受信した位置情報メッセージＰＳＭ２を処理手段３へ出力する。
【００７７】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、送受信手段２から位置情報メッセージＰＳＭ２を受け、その受けた位置情報メッセージＰＳＭ２から車両ＣＡ２の車両位置（λ２，φ２，ｈ２）、および擬似距離Ｐ２，１〜Ｐ２，６を抽出する。
【００７８】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、位置情報メッセージＰＳＭ２の衛星のビットマップを参照して、車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０がＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍのうち、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ６からＧＰＳ信号を受信可能であることを検知する。
【００７９】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０がＧＰＳ信号を受信できるＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ７と、車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０がＧＰＳ信号を受信できるＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ６とに基づいて、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０と車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０との両方が受信可能なＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６を抽出する。
【００８０】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６を抽出したことに応じて、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，７から擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，６を選択するとともに、擬似距離Ｐ２，１〜Ｐ２，６から擬似距離Ｐ２，１，Ｐ２，３〜Ｐ２，６を選択する。即ち、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、車両ＣＡ１，ＣＡ２の両方が受信可能なＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６と車両ＣＡ１，ＣＡ２との擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，６；Ｐ２，１，Ｐ２，３〜Ｐ２，６を選択する。
【００８１】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，３〜Ｐ１，６に基づいて、擬似距離行列＜Ｐ１＞＝[Ｐ１，１，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５，Ｐ１，６］Ｔを生成する。また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、擬似距離Ｐ２，１，Ｐ２，３〜Ｐ２，６に基づいて、擬似距離行列＜Ｐ２＞＝[Ｐ２，１，Ｐ２，３，Ｐ２，４，Ｐ２，５，Ｐ２，６］Ｔを生成する。
【００８２】
なお、この明細書においては、表記＜Ａ＞は、行列Ａを表す。
【００８３】
引き続いて、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、既に演算したＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ６のＥＣＦＦ座標値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４），（Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５），（Ｘ６，Ｙ６，Ｚ６）を次式を用いて地平直交座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１），（Ｅ３，Ｎ３，Ｕ３），（Ｅ４，Ｎ４，Ｕ４），（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５），（Ｅ６，Ｎ６，Ｕ６）に変換する。
【００８４】
【数３】
【００８５】
なお、式（３）において、（ｘ０，ｙ０，ｚ０）＝ｒ０は、参照地点の座標値である。
【００８６】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値からなる位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を式（３）によって地平直交座標値（ｅ１，ｎ１，ｕ１）に変換する。
【００８７】
車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星Ｒｊ（ｊは１≦ｊ≦ｍを満たす整数）との間の擬似距離をＰｉｊとし、ＧＰＳ信号の伝搬時間の計測誤差（Δｔｉ）の擬似距離Ｐｉｊへの影響をδｉ＝ｃ×Δｔｉとし、電離層および対流圏のＧＰＳ信号の伝搬に対して生じる影響による擬似距離の誤差をεｉｊとすると、固定直交座標系（ＥＣＦＦ座標系）において車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星Ｒｊとの間に次式が成立する。
【００８８】
【数４】
【００８９】
そして、車両ＣＡｉから全てのＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍへの真の距離を＜ｄ（ｒｉ）＞＝［ｄ１（ｒｉ），ｄ２（ｒｉ），・・・，ｄｍ（ｒｉ）］Ｔとし、車両ＣＡｉから全てのＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍへの擬似距離を＜Ｐｉ＞＝［Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３，・・・，Ｐｉｍ］Ｔとすると、式（４）は、次式になる。
【００９０】
【数５】
【００９１】
なお、式（５）において、行列＜１＞は、単位行列である。
【００９２】
地平直交座標系においても、式（５）が成立し、車両ＣＡ１および車両ＣＡ２に対して次式が得られる。
【００９３】
【数６】
【００９４】
式（６）において、行列＜ｄ（ｒ０）＞は、参照地点ｒ０＝（ｘ０，ｙ０，ｚ０）からＧＰＳ衛星（無線装置１０がＧＰＳ信号を受信しているＧＰＳ衛星）までの距離を表し、行列＜Ｄ（ｒ０）＞は、距離ｄ（ｒ０）の変化割合を表す。また、ｒ１は、車両ＣＡ１の位置を表し、ｒ２は、車両ＣＡ２の位置を表す。
【００９５】
そして、式（６）から次の２式が得られる。
【００９６】
【数７】
【００９７】
【数８】
【００９８】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、ＥＣＦＦ座標値（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を式（３）によって地平直交座標値（ｅ１，ｎ１，ｕ１）に変換すると、地図保持手段４から３次元電子地図を読み出し、その読み出した３次元電子地図を参照して、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）の（λ１，φ１）によって表わされる位置における高度ｈ１’を検出するとともに、測位座標値（λ２，φ２，ｈ２）の（λ２，φ２）によって表わされる位置における高度ｈ２’を検出する。
【００９９】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、高度ｈ１’から高度ｈ２’を減算して高度差ｈ１’−ｈ２’を求め、その求めた高度差ｈ１’−ｈ２’をｕ１−ｕ２（＝ｈ１’−ｈ２’）とする。
【０１００】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、高度差ｈ１’−ｈ２’を式（８）のｕ１−ｕ２に代入して誤差δ１２を求める。即ち、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、３行×１列の行列からなる式（８）において、第３行を用いて誤差δ１２を求める。
【０１０１】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、その求めた誤差δ１２を式（８）に代入し、式（８）の右辺の第１行および第２行を演算することにより、Δｅ１２＝ｅ１−ｅ２およびΔｎ１２＝ｎ１−ｎ２を求める。
【０１０２】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０の処理手段３は、その求めたΔｅ１２＝ｅ１−ｅ２およびΔｎ１２＝ｎ１−ｎ２を車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置とする。
【０１０３】
図７は、実施の形態１による隣接車両間の相対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【０１０４】
図７を参照して、一連の動作が開始されると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、４個以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するとともに、ＧＰＳ信号の受信時刻を検出する（ステップＳ１）。
【０１０５】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、ＧＰＳ信号の送信時刻および受信時刻に基づいて、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊを演算する（ステップＳ２）。
【０１０６】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、ＧＰＳ信号に基づいて、式（１）を用いてＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星の位置を示すＥＣＦＦ座標値を演算する（ステップＳ３）。
【０１０７】
引き続いて、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊおよびＧＰＳ衛星のＥＣＦＦ座標値に基づいて車両ＣＡｉの位置を示すＥＣＦＦ座標値を演算する（ステップＳ４）。
【０１０８】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値を式（２）を用いて測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）に変換する（ステップＳ５）。
【０１０９】
そうすると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊ、車両ＣＡｉの測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）およびＧＰＳ受信機５が受信可能なＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星（＝ＧＰＳ衛星のビットマップ）を含む位置情報メッセージ１を生成してブロードキャストする（ステップＳ６）。
【０１１０】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、車両ＣＡｉに隣接する車両ＣＡｉ＋１に搭載された無線装置から位置情報メッセージ２を受信する（ステップＳ７）。
【０１１１】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、位置情報メッセージ２から擬似距離Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，ｊおよび車両ＣＡｉ＋１の測位座標値（λｉ＋１，φｉ＋１，ｈｉ＋１）を検出する（ステップＳ８）。
【０１１２】
引き続いて、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊおよび擬似距離Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，ｊに基づいて、車両ＣＡｉおよび車両ＣＡｉ＋１に搭載された２つの無線装置１０が共通に受信可能なＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星との間の擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，Ｊ，Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，Ｊを抽出する（ステップＳ９）。
【０１１３】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）、測位座標値（λｉ＋１，φｉ＋１，ｈｉ＋１）および３次元電子地図を用いて車両ＣＡｉの高度と車両ＣＡｉ＋１の高度との高度差を検出する（ステップＳ１０）。
【０１１４】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０は、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉ＝［Ｐｉ，１〜Ｐｉ，Ｊ］、車両ＣＡｉ＋１とＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉ＋１＝［Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，Ｊ］および高度差に基づいて、式（８）を用いて車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する（ステップＳ１１）。これによって、一連の動作が終了する。
【０１１５】
このように、この発明の実施の形態１においては、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉと車両ＣＡｉ＋１とＧＰＳ衛星との擬似距離Ｐｉ＋１との差分を演算して車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算するので（式（８）およびステップＳ１１参照）、電離層および対流圏の影響を抑制して相対位置が演算される。
【０１１６】
従って、実施の形態１によれば、隣接する車両間の相対位置の精度を高くできる。
【０１１７】
また、実施の形態１においては、高精度な３次元電子地図を用いて隣接車両間の高度差を求め、その求めた高度差を用いて隣接車両間の相対位置を求めるので、相対位置の精度を向上できる。
【０１１８】
更に、無線装置１０が受信可能なＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星の個数が少ない場合（３個）でも、相対位置を算出できる。
【０１１９】
なお、実施の形態１においては、衛星のビットマップに基づいて、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０と車両ＣＡ２に搭載された無線装置１０とが共通に受信できるＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ衛星を選択する処理手段３は、「選択手段」を構成する。
【０１２０】
また、実施の形態１においては、図７に示すフローチャートに従って車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する処理手段３は、「演算手段」を構成する。
【０１２１】
更に、実施の形態１においては、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊ、および車両ＣＡｉの測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）を演算する処理手段３は、「位置演算手段」を構成する。
【０１２２】
更に、実施の形態１においては、位置情報メッセージ２を受信する送受信手段２は、「受信手段」を構成する。
【０１２３】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による無線装置の構成図である。図８を参照して、実施の形態２による無線装置１０Ａは、図１に示す無線装置１０の処理手段３を処理手段３Ａに代えたものであり、その他は、無線装置１０と同じである。
【０１２４】
処理手段３Ａは、処理手段３と同じ方法によって、無線装置１０Ａが搭載された車両ＣＡｉの時刻ｔ０におけるＥＣＦＦ座標値（ｘｉ（ｔ０），ｙｉ（ｔ０），ｚｉ（ｔ０））を演算する。
【０１２５】
そして、処理手段３Ａは、式（３）を用いて、ＥＣＦＦ座標値（ｘｉ（ｔ０），ｙｉ（ｔ０），ｚｉ（ｔ０））をＥＮＵ座標値（ｅｉ（ｔ０），ｎｉ（ｔ０），ｕｉ（ｔ０））に変換する。また、処理手段３Ａは、式（２）を用いて、ＥＣＦＦ座標値（ｘｉ（ｔ０），ｙｉ（ｔ０），ｚｉ（ｔ０））を測位座標値（λｉ（ｔ０），φｉ（ｔ０），ｈｉ（ｔ０））に変換する。
【０１２６】
その後、処理手段３Ａは、３次元電子地図を地図保持手段４から読み出し、その読み出した３次元電子地図を参照して測位座標値（λｉ（ｔ０），φｉ（ｔ０），ｈｉ（ｔ０））の（λｉ（ｔ０），φｉ（ｔ０））によって示される位置の時刻ｔ０における斜度βｉ（ｔ０）を検出する。また、処理手段３Ａは、車両ＣＡｉに搭載された速度計から時刻ｔ０における車両ＣＡｉの速度ｖｉ（ｔ０）を受け、車両ＣＡｉに搭載されたジャイロから時刻ｔ０における車両ＣＡｉの移動方向αｉ（ｔ０）を受ける。
【０１２７】
そうすると、処理手段３Ａは、ＥＮＵ座標値（ｅｉ（ｔ０），ｎｉ（ｔ０），ｕｉ（ｔ０））、速度ｖｉ（ｔ０）、移動方向αｉ（ｔ０）および斜度βｉ（ｔ０）を次式に代入して時刻ｔにおける車両ＣＡｉの位置（ｅｉ（ｔ），ｎｉ（ｔ），ｕｉ（ｔ））を予測する。
【０１２８】
【数９】
【０１２９】
そして、処理手段３Ａは、ＥＣＦＦ座標値（ｘｉ（ｔ０），ｙｉ（ｔ０），ｚｉ（ｔ０））を参照地点としてＥＮＵ座標値（ｅｉ（ｔ），ｎｉ（ｔ），ｕｉ（ｔ））を次式によってＥＣＦＦ座標値へ変換し、その変換したＥＣＦＦ座標値を式（２）を用いて更に測位座標値（λｉ（ｔ），φｉ（ｔ），ｈｉ（ｔ））に変換する。
【０１３０】
【数１０】
【０１３１】
そうすると、処理手段３Ａは、３次元電子地図を参照して、測位座標値（λｉ（ｔ），φｉ（ｔ），ｈｉ（ｔ））の（λｉ（ｔ），φｉ（ｔ））によって示される位置の高度ｈｉ’を検出する。
【０１３２】
また、車両ＣＡｉに隣接する車両ＣＡｉ＋１に搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、ＧＰＳ信号によって車両ＣＡｉ＋１の位置を測位できれば、その測位した位置情報を含む位置情報メッセージを車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａへ送信し、ＧＰＳ信号によって車両ＣＡｉ＋１の位置を測位できなければ、上述した方法によって、車両ＣＡｉ＋１の時刻ｔにおける位置を予測し、その予測した位置を含む位置情報メッセージを車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａへ送信する。
【０１３３】
その結果、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、車両ＣＡｉ＋１に搭載された無線装置１０Ａから受信した位置情報メッセージから位置情報（＝測位座標値）を取り出し、その取り出した測位座標値および３次元電子地図に基づいて、上述した方法によって、車両ＣＡｉ＋１の高度ｈｉ＋１’を検出する。
【０１３４】
そうすると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、擬似距離Ｐｉ＝［Ｐｉ，１〜Ｐｉ，Ｊ］、擬似距離Ｐｉ＋１＝［Ｐｉ＋１，１〜Ｐｉ＋１，Ｊ］、ＧＰＳ衛星のＥＮＵ座標値、車両ＣＡｉのＥＮＵ座標値、高度ｈｉ’および高度ｈｉ＋１’に基づいて、式（８）を用いて、車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する。
【０１３５】
処理手段３Ａは、その他、処理手段３と同じ機能を果たす。
【０１３６】
図９は、実施の形態２による隣接車両間の相対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【０１３７】
図９に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのステップＳ４，Ｓ５をステップＳ４Ａ，４Ｂ，Ｓ５Ａに代えたものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。
【０１３８】
図９を参照して、実施の形態２における相対位置を求める動作が開始されると、上述したステップＳ１〜ステップＳ３が順次実行される。
【０１３９】
そして、ステップＳ３の後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、擬似距離Ｐｉ，１〜Ｐｉ，ｊおよびＧＰＳ衛星のＥＣＦＦ座標値に基づいて、上述した方法によって車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値を演算し、その演算したＥＣＦＦ座標値を時刻ｔ０における車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値（ｔ０）とする（ステップＳ４Ａ）。
【０１４０】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値（ｔ０）を参照地点として、ＥＣＦＦ座標値（ｔ０）を式（３）によってＥＮＵ座標値（ｔ０）に変換し、その変換したＥＮＵ座標値（ｔ０）、車両ＣＡｉの速度ｖｉ（ｔ０）、移動方向αｉ（ｔ０）および斜度βｉ（ｔ０）に基づいて、車両ＣＡｉの時刻ｔにおける位置（＝ＥＮＵ座標値（ｔ））を予測する（ステップＳ４Ｂ）。
【０１４１】
引き続いて、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａの処理手段３Ａは、車両ＣＡｉのＥＮＵ座標値（ｔ）を式（１０）を用いてＥＣＦＦ座標値（ｔ）に変換し、その変換したＥＣＦＦ座標値（ｔ）を式（２）を用いて測位座標値（λｉ（ｔ），φｉ（ｔ），ｈｉ（ｔ））に更に変換する（ステップＳ５Ａ）。
【０１４２】
その後、上述したステップＳ６〜ステップＳ１１が順次実行され、車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置が演算される。
【０１４３】
なお、図９に示すフローチャートが実行される場合、車両ＣＡｉ＋１の測位座標値（λｉ＋１（ｔ），φｉ＋１（ｔ），ｈｉ＋１（ｔ））は、実測された測位座標値または式（９）を用いて予測された測位座標値からなる。
【０１４４】
このように、実施の形態２においては、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ａは、時刻ｔ０において車両ＣＡｉの位置を実測でき、時刻ｔにおいて車両ＣＡｉの位置を実測できない場合、時刻ｔ０において実測された車両ＣＡｉの位置を用いて時刻ｔにおける車両ＣＡｉの位置を予測し、その予測した位置を用いて車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する。
【０１４５】
従って、実施の形態２によれば、３個のＧＰＳ衛星からのみＧＰＳ信号を受信でき、４個以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信できない場合でも、車両ＣＡｉと車両ＣＡｉ＋１との相対位置を高精度に取得できる。
【０１４６】
また、実施の形態１においては、高精度な３次元電子地図を用いて隣接車両間の高度差を求め、その求めた高度差を用いて隣接車両間の相対位置を求めるので、相対位置の精度を向上できる。
【０１４７】
なお、実施の形態２においては、上述した方法によって時刻ｔにおける車両の位置を予測する処理手段３Ａは、「位置予測手段」を構成する。
【０１４８】
また、実施の形態２においては、上述した方法によって相対位置を演算する処理手段３Ａは、「演算手段」を構成する。
【０１４９】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１５０】
［実施の形態３］
図１０は、実施の形態３による無線装置の構成図である。図１０を参照して、実施の形態３による無線装置１０Ｂは、図１に示す無線装置１０の処理手段３を処理手段３Ｂに代えたものであり、その他は、無線装置１０と同じである。
【０１５１】
なお、実施の形態３においては、位置情報メッセージは、図４に示す位置情報メッセージＰＳＭのペイロード１に測位誤差σを追加した構成からなる。
【０１５２】
処理手段３Ｂは、カルマンフィルターを内蔵している。そして、処理手段３Ｂは、ＧＰＳ受信機５から受けたＧＰＳ信号に基づいて、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜ＲｍのＥＣＦＦ座標値、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒｍとの擬似距離および車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値を演算するとともに、その演算した車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値をカルマンフィルターによって処理し、ＥＣＦＦ座標値の誤差σ＿ｓｅｌｆを検出する。
【０１５３】
その後、処理手段３Ｂは、式（２）を用いて車両ＣＡｉのＥＣＦＦ座標値を測位座標値に変換し、その変換した測位座標値、擬似距離および誤差σ＿ｓｅｌｆをメッセージ生成手段６へ出力する。
【０１５４】
また、処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉに隣接する複数の車両に搭載された複数の無線装置１０Ｂの各々から位置情報メッセージを受信し、その受信した位置情報メッセージに含まれる誤差σ＿ｏｔｈｅｒを検出する。
【０１５５】
そして、処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄ以下であるとき、実施の形態１において説明した方法によって車両ＣＡｉと車両ＣＡｉに隣接する車両ＣＡｉ＋１との相対位置を演算する。なお、基準値σ＿ｓｔｄは、例えば、１ｍに設定される。
【０１５６】
一方、処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄよりも大きいとき、誤差σ＿ｏｔｈｅｒの中から基準値σ＿ｓｔｄ以下である誤差σ＿ｏｔｈｅｒ＿ｐｒｅを選択し、その選択した誤差σ＿ｏｔｈｅｒ＿ｐｒｅを有する車両を参照車両として選択する。
【０１５７】
そして、処理手段３Ｂは、実施の形態１において説明した方法によって車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する。その後、処理手段３Ｂは、その演算した相対位置と、参照車両の絶対位置（＝参照車両からの位置情報メッセージに含まれている車両位置）とに基づいて、車両ＣＡｉの絶対位置を演算する。
【０１５８】
また、処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉの位置をＧＰＳ受信機５からのＧＰＳ信号に基づいて独自に測位できない場合も、上述した方法によって、車両ＣＡｉの絶対位置を演算する。
【０１５９】
処理手段３Ｂは、その他、処理手段３と同じ機能を果たす。
【０１６０】
処理手段３Ｂにおける測位誤差σおよび相対位置の誤差γの演算方法について説明する。
【０１６１】
上述した式（８）における［Ｄ（ｒ０）Ｔ・（Ｄ（ｒ０）］−１を行列＜Ａ＞とすると、測位誤差σは、次式によって得られる。
【０１６２】
【数１１】
【０１６３】
なお、式（１１）において、σｎは、雑音の誤差であり、例えば、０．５ｍからなる。
【０１６４】
従って、処理手段３Ｂは、ＧＰＳ衛星のＥＮＵ座標値および車両ＣＡｉのｅｎｕ座標値を用いて行列＜Ａ＞（＝［Ｄ（ｒ０）Ｔ・（Ｄ（ｒ０）］−１）を演算し（式（６）参照）、その演算した行列＜Ａ＞を用いて測位誤差σを演算する。
【０１６５】
車両間の相対位置Δｅ，Δｕは、ほぼ線形的に変わる。そして、Δｅをｘｉとし、Δｕをｙｉとすると、ｙ＝ａｘ＋ｂが成立する（ａ，ｂは定数）。
【０１６６】
そこで、処理手段３Ｂは、ｎ（ｎは２以上の整数）個の（Δｅ，Δｕ）をｙ＝ａｘ＋ｂに代入して定数ａ，ｂを求め、その求めた定数ａ，ｂと、車両間の相対位置（Δｅ，Δｕ）＝（ｘｉ，ｙｉ）とを次式に代入して相対位置の誤差γを演算する。
【０１６７】
【数１２】
【０１６８】
図１１は、実施の形態３による車両の絶対位置を演算する方法を説明するためのフローチャートである。
【０１６９】
図１１を参照して、車両の絶対位置を演算する動作が開始されると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、実施の形態１において説明した方法によって車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離を演算する（ステップＳ２１）。
【０１７０】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉの絶対位置を測位可能であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。より具体的には、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、４個以上の擬似距離および４個以上のＧＰＳ衛星の位置を演算できたとき、車両ＣＡｉの絶対位置を測位可能であると判定し、４個よりも少ない個数の擬似距離および４個よりも少ない個数のＧＰＳ衛星の位置しか演算できないとき、車両ＣＡｉの絶対位置を測位不可能であると判定する。
【０１７１】
ステップＳ２２において、車両ＣＡｉの絶対位置を測位不可能であると判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ２９へ移行する。
【０１７２】
一方、ステップＳ２２において、車両ＣＡｉの絶対位置を測位可能であると判定されたとき、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との４個以上の擬似距離、および４個以上のＧＰＳ衛星の位置を用いて上述した方法によって車両ＣＡｉの位置情報を演算するとともに、車両ＣＡｉの位置情報の誤差σ＿ｓｅｌｆを検出する（ステップＳ２３）。
【０１７３】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、擬似距離、ＧＰＳ衛星のビットマップ、車両ＣＡｉの位置情報および誤差σ＿ｓｅｌｆを含む位置情報メッセージ１を生成して送受信手段２へ出力し、送受信手段２は、アンテナ１を介して位置情報メッセージ１をブロードキャストする（ステップＳ２４）。
【０１７４】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの送受信手段２は、車両ＣＡｉに隣接する車両に搭載された他の無線装置１０Ｂから位置情報メッセージ２を受信し（ステップＳ２５）、その受信した位置情報メッセージ２を処理手段３Ｂへ出力する。
【０１７５】
車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、送受信手段２から位置情報メッセージ２を受け、その受けた位置情報メッセージ２から擬似距離、位置情報および誤差σ＿ｏｔｈｅｒを検出する（ステップＳ２６）。
【０１７６】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【０１７７】
ステップＳ２７において、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄ以下であると判定されたとき、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、図７に示すフローチャートに従って車両ＣＡｉに隣接する車両と車両ＣＡｉとの相対位置を演算する（ステップＳ２８）。
【０１７８】
一方、ステップＳ２７において、誤差σ＿ｓｅｌｆが基準値σ＿ｓｔｄよりも大きいと判定されたとき、またはステップＳ２２において、車両ＣＡｉの絶対位置を測位不可能であると判定されたとき、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｏｔｈｅｒから基準値σ＿ｓｔｄ以下である誤差σ＿ｏｔｈｅｒ＿ｐｒｅを選択する（ステップＳ２９）。
【０１７９】
その後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、誤差σ＿ｏｔｈｅｒ＿ｐｒｅを有する車両を参照車両として選択する（ステップＳ３０）。
【０１８０】
そうすると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、図７に示すフローチャートに従って車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する（ステップＳ３１）。
【０１８１】
引き続いて、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、その演算した相対位置と、参照車両の絶対位置（＝参照車両からの位置情報メッセージ２に含まれる車両位置）とに基づいて、車両ＣＡｉの絶対位置を演算する（ステップＳ３２）。
【０１８２】
そして、ステップＳ２８またはステップＳ３２の後、一連の動作は終了する。
【０１８３】
なお、図１１に示すフローチャートにおいて、一連の動作がステップＳ２７の“ＮＯ”からステップＳ２９へ移行した場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、ステップＳ３１において、車両ＣＡｉのＥＮＵ座標値を用いて車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する。
【０１８４】
一方、図１１に示すフローチャートにおいて、一連の動作がステップＳ２２の“ＮＯ”からステップＳ２９へ移行した場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、ステップＳ３１において、参照車両のＥＮＵ座標値を用いて車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する。この場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、参照車両からの位置情報メッセージ２に含まれる車両位置が測位座標値によって表されているので、測位座標値を式（３）を用いてＥＮＵ座標値へ変換して車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算する。
【０１８５】
一連の動作がステップＳ２２の“ＮＯ”からステップＳ２９へ移行した場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂの処理手段３Ｂは、車両ＣＡｉの位置情報を演算できていないので、参照車両の位置情報を用いて車両ＣＡｉと参照車両との相対位置を演算することにしたものである。
【０１８６】
また、図１１に示すフローチャートにおいては、参照車両として２台以上の車両が選択される場合もあれば、１台の参照車両が選択される場合もある。
【０１８７】
図１１のステップＳ３２において車両ＣＡｉの絶対位置を演算する方法について説明する。
【０１８８】
車両ＣＡ１が２台の車両ＣＡ２，ＣＡ３を参照車両として選択した場合、上述した方法によって演算した車両ＣＡ１の絶対位置（ｅ１’，ｎ１’）は、次式によって表される。
【０１８９】
【数１３】
【０１９０】
なお、式（１３）において、ｅ３１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ３との相対位置および車両ＣＡ３の絶対位置を用いて演算された車両ＣＡ１の絶対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、ｅ２１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置および車両ＣＡ２の絶対位置を用いて演算された車両ＣＡ１の絶対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、ｎ３１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ３との相対位置および車両ＣＡ３の絶対位置を用いて演算された車両ＣＡ１の絶対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、ｎ２１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置および車両ＣＡ２の絶対位置を用いて演算された車両ＣＡ１の絶対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、Δｅ３１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ３との相対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、Δｅ２１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、Δｎ３１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ３との相対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、Δｎ２１は、車両ＣＡ１と車両ＣＡ２との相対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、ｅ１，ｅ２，ｅ３は、それぞれ、車両ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３の絶対位置のＥＮＵ座標値のＥ成分であり、ｎ１，ｎ２，ｎ３は、それぞれ、車両ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３の絶対位置のＥＮＵ座標値のＮ成分であり、γは、相対位置の誤差である。
【０１９１】
また、参照車両が１台である場合、式（１３）において、ｅ３１，ｎ３１，σ３１の項を削除した式によって車両ＣＡ１の絶対位置が演算される。
【０１９２】
更に、参照車両が３台である場合、式（１３）において、ｅ４１，ｎ４１，σ４１の項を追加した式によって車両ＣＡ１の絶対位置が演算される。参照車両が４台以上である場合も、同様である。
【０１９３】
上述した方法によって求めた絶対位置の測位誤差について説明する。γ＝１、σ１＝５、σ２＝σ３＝１とすると、（σ１）２＝２５、（σ３１）２＝２、（σ２１）２＝２である。そうすると、車両ＣＡ１における測位誤差σ１’は、（２／２＋２／２＋５／２５）／（１／２＋１／２＋１／２５）＝２．１となる。その結果、測位誤差は、５ｍから２．１ｍへ減少する。
【０１９４】
上述したように、実施の形態３によれば、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｂは、独自に車両ＣＡｉの位置を測位できない場合、または測位誤差が基準値σ＿ｓｔｄよりも大きい場合、基準値σ＿ｓｔｄ以下の測位誤差を有する参照車両と車両ＣＡｉとの相対位置および参照車両の絶対位置を用いて車両ＣＡｉの絶対位置を演算する。そして、参照車両と車両ＣＡｉとの相対位置は、電離層および対流圏の影響を抑制して演算された精度の高い位置である。
【０１９５】
従って、実施の形態３によれば、絶対位置の精度を向上できる。
【０１９６】
なお、実施の形態２においては、上述した方法によって車両の絶対位置を演算する処理手段３Ｂは、「演算手段」を構成する。
【０１９７】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１９８】
［実施の形態４］
図１２は、実施の形態４による無線装置の構成図である。図１２を参照して、実施の形態４による無線装置１０Ｃは、図１に示す無線装置１０の処理手段３を処理手段３Ｃに代えたものであり、その他は、無線装置１０と同じである。
【０１９９】
処理手段３Ｃは、無線装置１０Ｃが搭載された車両ＣＡｉとＧＰＳ衛星との擬似距離を上述した方法によって演算する。また、処理手段３Ｃは、上述した方法によって、車両ＣＡｉの測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）およびＥＮＵ座標値（ｅｉ，ｎｉ，ｕｉ）を演算する。
【０２００】
そうすると、処理手段３Ｃは、地図保持手段４から３次元電子地図を読み出し、その読み出した３次元電子地図および測位座標値（λｉ，φｉ，ｈｉ）に基づいて、（λｉ，φｉ）によって示される位置における高度ｈｉ’を３次元電子地図から検出する。そして、処理手段３Ｃは、高度差Δｕｉ＝ｕｉ’−ｕｉ＝ｈｉ’−ｈｉを演算する。
【０２０１】
上述した式（５）は、参照地点ｒ０＝（ｘ０，ｙ０，ｚ０）では、次式のように線形で表現される。
【０２０２】
【数１４】
【０２０３】
なお、式（５）から式（１４）への変形においては、εｉは、無視されている。
【０２０４】
式（１４）を変形すると、次式が得られる。
【０２０５】
【数１５】
【０２０６】
式（１５）によれば、車両ＣＡｉにおいては、高度差Δｕｉと擬似距離誤差ΔＰｉとの関係は、次式のようになる。
【０２０７】
【数１６】
【０２０８】
電離層により発生した誤差を考慮すると、各車両における擬似距離誤差は、ほぼ同じであるので、式（１６）が成立する。
【０２０９】
無線装置１０ＣがＧＰＳ信号を受信できるＧＰＳ衛星の個数がｍ個であれば、ｋ≧ｍを満たすｋ台の車両の高度差を用いれば、式（１６）からΔＰｉを求めることができる。
【０２１０】
そこで、式（１６）からΔＰｉを求める方法について説明する。図１３は、実施の形態４における位置情報メッセージの概念図である。位置情報メッセージＰＳＭ’は、位置情報メッセージＰＳＭのペイロード２に擬似距離誤差を追加した構成からなる。そして、擬似距離誤差は、オプションである。
【０２１１】
５台の車両ＣＡ１〜ＣＡ５が存在する場合を想定する。車両ＣＡ１〜ＣＡ５にそれぞれ搭載された５個の無線装置１０Ｃは、それぞれ、位置情報メッセージＰＳＭ’１〜ＰＳＭ’５を生成してブロードキャストする。
【０２１２】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの送受信手段２は、アンテナ１を介して位置情報メッセージＰＳＭ’２〜ＰＳＭ’５を受信し、その受信した位置情報メッセージＰＳＭ’２〜ＰＳＭ’５を処理手段３Ｃへ出力する。
【０２１３】
車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、位置情報メッセージＰＳＭ’２〜ＰＳＭ’５を送受信手段２から受ける。そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、位置情報メッセージＰＳＭ’２〜ＰＳＭ’５からそれぞれ測位座標値（λ２，φ２，ｈ２）、測位座標値（λ３，φ３，ｈ３）、測位座標値（λ４，φ４，ｈ４）および測位座標値（λ５，φ５，ｈ５）を検出する。
【０２１４】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、測位座標値（λ１，φ１，ｈ１）および３次元電子地図に基づいて、（λ１，φ１）によって示される位置における高度ｈ１’を３次元電子地図から検出し、高度差Δｕ１＝ｕ１’−ｕ１＝ｈ１’−ｈ１を演算する。
【０２１５】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、同様にして、高度差Δｕ２＝ｕ２’−ｕ２＝ｈ２’−ｈ２、高度差Δｕ３＝ｕ３’−ｕ３＝ｈ３’−ｈ３、高度差Δｕ４＝ｕ４’−ｕ４＝ｈ４’−ｈ４、および高度差Δｕ５＝ｕ５’−ｕ５＝ｈ５’−ｈ５を演算する。
【０２１６】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、擬似距離誤差ΔＰｉを求めるための行列＜Ｄ（ｒ０）＞が車両ＣＡ１〜ＣＡ５間で非常に似ているので、車両ＣＡ１〜ＣＡ５相互間で異なるＧＰＳ衛星を選択して擬似距離誤差ΔＰｉを求める。
【０２１７】
例えば、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、位置情報メッセージＰＳＭ’１〜ＰＳＭ’５の衛星のビットマップを参照して、車両ＣＡ１用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ２〜Ｒ５を選択し、車両ＣＡ２用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ３〜Ｒ５を選択し、車両ＣＡ３用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ５を選択し、車両ＣＡ４用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ５を選択し、車両ＣＡ５用のＧＰＳ衛星としてＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ４を選択する。
【０２１８】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ５の全てからＧＰＳ信号を受信できるので、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ５からそれぞれ受信したＧＰＳ信号ＧＰＳ１〜ＧＰＳ５に基づいて、上述した方法によって、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ５のＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）を演算し、その演算したＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）および擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，２，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５に基づいて、車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を演算する。
【０２１９】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）を式（３）によってＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１）〜ＥＮＵ座標値（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）に変換し、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を式（３）によってＥＮＵ座標値（ｅ１，ｎ１，ｕ１）に変換する。
【０２２０】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、次式を用いて測位座標値（λ２，φ２，ｈ２）、測位座標値（λ３，φ３，ｈ３）、測位座標値（λ４，φ４，ｈ４）および測位座標値（λ５，φ５，ｈ５）をそれぞれＥＣＦＦ座標値（ＣＡ２）〜ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ５）に変換する。
【０２２１】
【数１７】
【０２２２】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、式（３）によって、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ２）〜ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ５）をそれぞれＥＮＵ座標値（ｅ２，ｎ２，ｕ２）、ＥＮＵ座標値（ｅ３，ｎ３，ｕ３）、ＥＮＵ座標値（ｅ４，ｎ４，ｕ４）、およびＥＮＵ座標値（ｅ５，ｎ５，ｕ５）に変換する。
【０２２３】
引き続いて、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ２，Ｎ２，Ｕ２）〜ＥＮＵ座標値（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）およびＥＮＵ座標値（ｅ１，ｎ１，ｕ１）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ１２’，ｄ１３’，ｄ１４’，ｄ１５’を演算する。なお、ｄ１２’，ｄ１３’，ｄ１４’，ｄ１５’は、車両ＣＡ１と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２４】
また、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１），（Ｅ３，Ｎ３，Ｕ３）〜（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）およびＥＮＵ座標値（ｅ２，ｎ２，ｕ２）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ２１’，ｄ２３’，ｄ２４’，ｄ２５’を演算する。なお、ｄ２１’，ｄ２３’，ｄ２４’，ｄ２５’は、車両ＣＡ２と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２５】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１），（Ｅ２，Ｎ２，Ｕ２），（Ｅ４，Ｎ４，Ｕ４），（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）およびＥＮＵ座標値（ｅ３，ｎ３，ｕ３）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ３１’，ｄ３２’，ｄ３４’，ｄ３５’を演算する。なお、ｄ３１’，ｄ３２’，ｄ３４’，ｄ３５’は、車両ＣＡ３と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２６】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１），（Ｅ２，Ｎ２，Ｕ２），（Ｅ３，Ｎ３，Ｕ３），（Ｅ５，Ｎ５，Ｕ５）およびＥＮＵ座標値（ｅ４，ｎ４，ｕ４）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ４１’，ｄ４２’，ｄ４３’，ｄ４５’を演算する。なお、ｄ４１’，ｄ４２’，ｄ４３’，ｄ４５’は、車両ＣＡ３と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２７】
更に、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を参照地点ｒ０として、ＥＮＵ座標値（Ｅ１，Ｎ１，Ｕ１）〜Ｅ４，Ｎ４，Ｕ４）およびＥＮＵ座標値（ｅ５，ｎ５，ｕ５）を式（６）のｄｊ’（ｅ０），ｄｊ’（ｎ０），ｄｊ’（ｕ０）の式に代入して、ｄ５１’，ｄ５２’，ｄ５３’，ｄ５４’を演算する。なお、ｄ５１’，ｄ５２’，ｄ５３’，ｄ５４’は、車両ＣＡ３と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離の参照地点における変化割合である。
【０２２８】
そうすると、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ｄ１２’，ｄ１３’，ｄ１４’，ｄ１５’；ｄ２１’，ｄ２３’，ｄ２４’，ｄ２５’；ｄ３１’，ｄ３２’，ｄ３４’，ｄ３５’；ｄ４１’，ｄ４２’，ｄ４３’，ｄ４５’；ｄ５１’，ｄ５２’，ｄ５３’，ｄ５４’および高度差Δｕ１〜Δｕ５を式（１８）に代入して擬似距離誤差ΔＰｉを演算する。
【０２２９】
【数１８】
【０２３０】
その後、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、擬似距離Ｐ１，１，Ｐ１，２，Ｐ１，３，Ｐ１，４，Ｐ１，５から擬似距離誤差ΔＰｉを減算して補正擬似距離Ｐ１，１’，Ｐ１，２’，Ｐ１，３’，Ｐ１，４’，Ｐ１，５’を求める。
【０２３１】
そして、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＧＰＳ衛星Ｒ１〜Ｒ５のＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）と、補正擬似距離Ｐ１，１’，Ｐ１，２’，Ｐ１，３’，Ｐ１，４’，Ｐ１，５’とに基づいて、車両ＣＡ１のＥＣＦＦ座標値（ＣＡ１）を絶対位置として演算する。より具体的には、車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃは、ＥＣＦＦ座標値（Ｒ１）〜ＥＣＦＦ座標値（Ｒ５）をそれぞれ中心とする半径が補正擬似距離Ｐ１，１’，Ｐ１，２’，Ｐ１，３’，Ｐ１，４’，Ｐ１，５’に相当する５個の球が１点で交わるときの交点の座標値を演算することによって、車両ＣＡ１の絶対位置を演算する。
【０２３２】
また、車両ＣＡ２〜ＣＡ５に搭載された無線装置１０Ｃの処理手段３Ｃも、上述した方法によって、車両ＣＡ２〜ＣＡ５の絶対位置を演算する。
【０２３３】
なお、上記においては、車両ＣＡ１〜ＣＡ５に搭載された５個の無線装置１０Ｃの全てが擬似距離誤差ΔＰｉを演算すると説明したが、実施の形態４においては、これに限らず、車両ＣＡ１〜ＣＡ５に搭載された５個の無線装置１０Ｃのうちの１個の無線装置１０Ｃが擬似距離誤差ΔＰｉを演算して他の無線装置１０Ｃへ送信するようにしてもよい。
【０２３４】
この場合、例えば、最も小さいＩＤを有する車両ＣＡ１に搭載された無線装置１０Ｃが上述した方法によって擬似距離誤差ΔＰｉを演算し、その演算した擬似距離誤差ΔＰｉを他の無線装置１０Ｃへブロードキャストする。そして、他の無線装置１０Ｃは、擬似距離誤差ΔＰｉを受信し、その受信した擬似距離誤差ΔＰｉを用いて上述した方法によって自己が搭載された車両の絶対位置を演算する。
【０２３５】
従って、実施の形態４による無線装置は、上述した方法によって擬似距離誤差ΔＰｉを演算し、その演算した擬似距離誤差ΔＰｉを用いて擬似距離を補正し、その補正した補正擬似距離を用いて自己が搭載された車両の絶対位置を演算するものであればよい。
【０２３６】
図１４は、実施の形態４による車両の絶対位置を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【０２３７】
図１４を参照して、一連の動作が開始されると、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｃは、擬似距離誤差ΔＰｉを取得する（ステップＳ４１）。この場合、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｃは、上述した方法によって擬似距離誤差ΔＰｉを演算することにより擬似距離誤差ΔＰｉを取得してもよく、他の無線装置１０Ｃが演算した擬似距離誤差ΔＰｉを他の無線装置１０Ｃから受信することにより擬似距離誤差ΔＰｉを取得してもよい。
【０２３８】
ステップＳ４１の後、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｃは、車両ＣＡｉにおける擬似距離Ｐｉから擬似距離誤差ΔＰｉを減算して補正擬似距離Ｐｉ’を演算する（ステップＳ４２）。
【０２３９】
そして、車両ＣＡｉに搭載された無線装置１０Ｃは、ＧＰＳ衛星ＲｊのＥＣＦＦ座標値（Ｒｊ）と補正擬似距離Ｐｉ’とに基づいて、車両ＣＡｉの絶対位置を演算する（ステップＳ４３）。これによって、一連の動作は終了する。
【０２４０】
上述したように、実施の形態４においては、擬似距離Ｐｉから擬似距離の誤差ΔＰｉを減算して補正擬似距離Ｐｉ’を演算し、その演算した補正擬似距離Ｐｉ’を用いて各車両の絶対位置を演算する。その結果、車両ＣＡｉの絶対位置は、精度の高い補正擬似距離を用いて演算される。
【０２４１】
従って、各車両の絶対位置の精度を実施の形態３における各車両の絶対位置よりも高くできる。
【０２４２】
なお、実施の形態４においては、上述した方法によって絶対位置を演算する処理手段３Ｃは、「演算手段」を構成する。
【０２４３】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２４４】
なお、上述した実施の形態１においては、実施の形態３，４によって演算した絶対位置を用いて隣接する車両間の相対位置を演算してもよい。
【０２４５】
また、上記においては、無線装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、車両に搭載されると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、無線装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、自動二輪車、自転車および人に搭載されてもよく、一般的には、移動体に搭載されていればよい。
【０２４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２４７】
この発明は、精度の高い位置情報を取得可能な無線装置に適用される。
【符号の説明】
【０２４８】
１ アンテナ、２ 送受信手段、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 処理手段、４ 地図保持手段、５ ＧＰＳ受信機、６ メッセージ生成手段、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 無線装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の移動体に搭載され、前記第１の移動体に隣接する第２の移動体と前記第１の移動体との相対位置または前記第１の移動体の絶対位置を求める無線装置であって、
ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、
地球を表す楕円体からの高度、経度および緯度に道路の斜度を追加した座標値を地図上における各移動体の位置とする３次元電子地図を保持する地図保持手段と、
前記ＧＰＳ受信機によって受信されたＧＰＳ信号に基づいて、当該無線装置と前記第２の移動体に搭載された他の無線装置との両方が受信できるＧＰＳ信号を送信するｍ（ｍは、４以上の整数）個のＧＰＳ衛星を選択する選択手段と、
前記ＧＰＳ受信機が前記ｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、参照地点を原点とし、かつ、前記参照地点から東方向、北方向および地球を表す楕円体に垂直な方向を向いた３個の軸によって規定される地平直交座標系において、前記ｍ個のＧＰＳ衛星と前記第１の移動体との距離を示す第１の擬似距離と、前記ｍ個のＧＰＳ衛星と前記第２の移動体との距離を示す第２の擬似距離とを演算するとともに、その演算した第１の擬似距離と第２の擬似距離との擬似距離差を演算し、前記経度および前記緯度によって示される前記第１の移動体の位置における前記第１の移動体の高度と前記経度および前記緯度によって示される前記第２の移動体の位置における前記第２の移動体の高度とを前記３次元電子地図を参照して検出し、その検出した第１の移動体の高度と前記第２の移動体の高度との差を前記地平直交座標系において前記地球を表す楕円体に垂直な方向における前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置成分として演算し、その演算した相対位置成分と前記演算した擬似距離差とに基づいて前記第１の擬似距離の誤差と前記第２の擬似距離の誤差との誤差差分を演算し、その演算した誤差差分を前記擬似距離差から減算し、その減算結果に前記参照地点から前記ＧＰＳ衛星までの真の距離の誤差を示す行列の逆行列を乗算して前記地平直交座標系の前記東方向および前記北方向における前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置を演算する演算手段とを備える無線装置。
【請求項２】
前記ＧＰＳ受信機が前記ｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、前記高度、前記経度および前記緯度からなる測位座標系における前記第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報と、前記第１の擬似距離とを演算する位置演算手段と、
前記測位座標系における前記第２の移動体の位置を示す第２の測位位置情報と前記第２の擬似距離とを含む位置情報メッセージを前記他の無線装置から受信する受信手段とを更に備え、
前記演算手段は、前記位置演算手段によって演算された前記第１の擬似距離と前記位置情報メッセージに含まれる前記第２の擬似距離とに基づいて前記擬似距離差を演算し、前記位置演算手段によって演算された前記第１の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて前記第１の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における前記第１の移動体の高度を検出し、前記位置情報メッセージに含まれる前記第２の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて前記第２の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における前記第２の移動体の高度を検出する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記ＧＰＳ受信機が前記ｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、地球の自転軸の北極方向をｚ軸とし、前記ｚ軸に垂直なグリニッジ子午線の方向をｘ軸とし、前記ｚ軸および前記ｘ軸に直交するように右手系を用いて決定された方向をｙ軸とする固定直交座標系において第１のタイミングにおける前記第１の移動体の位置を示す第１の固定位置情報を演算し、その演算した第１の固定位置情報を参照地点として前記地平直交座標において前記第１のタイミングにおける前記第１の移動体の位置を示す第１の地平位置情報を演算し、その演算した第１の地平位置情報と前記第１の移動体の速度および移動方法とを用いて前記第１のタイミングの後の第２のタイミングにおける前記第１の移動体の位置を示す第２の地平位置情報を予測する位置予測手段と、
前記測位座標系における前記第２の移動体の位置を示す第２の測位位置情報と前記第２の擬似距離とを含む位置情報メッセージを前記他の無線装置から受信する受信手段を更に備えを更に備え、
前記演算手段は、前記第２の地平位置情報を前記固定直交座標系において前記第１の移動体の位置を示す第２の固定位置情報に変換し、その変換した第２の固定位置情報を前記測位座標系において前記第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報に更に変換し、その変換した第１の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて前記第１の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における高度を前記第１の移動体の高度として検出するとともに、前記位置情報メッセージに含まれる前記第２の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて前記第２の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における高度を前記第２の移動体の高度として検出する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項４】
前記第２の測位位置情報は、前記他の無線装置において実測された測位位置情報または前記他の無線装置において予測された測位位置情報からなる、請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記演算手段は、更に、前記演算した相対位置と、前記第２の移動体の絶対位置とに基づいて前記第１の移動体の絶対位置を演算する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項６】
第１の移動体に搭載され、参照地点を原点とし、かつ、前記参照地点から東方向、北方向および地球を表す楕円体に垂直な方向を向いた３個の軸によって規定される地平直交座標系において前記第１の移動体の絶対位置を求める無線装置であって、
ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、
地球を表す楕円体からの高度、経度および緯度に道路の斜度を追加した座標値を地図上における各移動体の位置とする３次元電子地図を保持する地図保持手段と、
前記ＧＰＳ受信機が受信したＧＰＳ信号に基づいて、前記地平直交座標系において、４個以上のＧＰＳ衛星と前記第１の移動体との距離を示す第１の擬似距離を演算し、前記第１の移動体に隣接するｋ（ｋは４以上の整数）個の第２の移動体および前記第１の移動体とＧＰＳ衛星群との前記地平直交座標系における擬似距離の誤差を前記第１の擬似距離から減算して補正された第１の補正擬似距離を演算し、その演算した第１の補正擬似距離と前記４個以上のＧＰＳ衛星の位置とに基づいて前記第１の移動体の絶対位置を演算する演算手段とを備え、
前記擬似距離の誤差は、前記高度、前記経度および前記緯度からなる測位座標系における前記第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報と前記３次元電子地図とに基づいて検出された前記第１の移動体の第１の高度差と、前記ｋ個の第２の移動体の前記測位座標系における位置を示すｋ個の第２の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて検出された前記ｋ個の第２の移動体のｋ個の第２の高度差と、前記第１の移動体と前記４個以上のＧＰＳ衛星との第１の真の距離の前記参照地点における変化割合である第１の変化割合と、前記ｋ個の第２の移動体の各々と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離であるｋ個の第２の真の距離の前記参照地点における変化割合であるｋ個の第２の変化割合とに基づいて求められ、
前記第１の真の距離および前記ｋ個の第２の真の距離の対象となる４個以上のＧＰＳ衛星は、前記第１の真の距離および前記ｋ個の第２の真の距離の相互間で異なる、無線装置。
【請求項７】
前記演算手段は、更に、前記ｋ個の第２の高度差と、前記第１の高度差と、前記第１の真の距離と、前記ｋ個の第２の真の距離とに基づいて前記擬似距離の誤差を演算し、その演算した擬似距離の誤差を用いて前記第１の移動体の絶対位置を演算する、請求項６に記載の無線装置。
【請求項８】
前記ｋ個の第２の移動体のうちの任意の１つの第２の移動体から前記擬似距離の誤差を受信する受信手段を更に備え、
前記演算手段は、更に、前記受信手段によって受信された擬似距離の誤差を用いて前記第１の移動体の絶対位置を演算する、請求項６に記載の無線装置。
【請求項１】
第１の移動体に搭載され、前記第１の移動体に隣接する第２の移動体と前記第１の移動体との相対位置または前記第１の移動体の絶対位置を求める無線装置であって、
ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、
地球を表す楕円体からの高度、経度および緯度に道路の斜度を追加した座標値を地図上における各移動体の位置とする３次元電子地図を保持する地図保持手段と、
前記ＧＰＳ受信機によって受信されたＧＰＳ信号に基づいて、当該無線装置と前記第２の移動体に搭載された他の無線装置との両方が受信できるＧＰＳ信号を送信するｍ（ｍは、４以上の整数）個のＧＰＳ衛星を選択する選択手段と、
前記ＧＰＳ受信機が前記ｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、参照地点を原点とし、かつ、前記参照地点から東方向、北方向および地球を表す楕円体に垂直な方向を向いた３個の軸によって規定される地平直交座標系において、前記ｍ個のＧＰＳ衛星と前記第１の移動体との距離を示す第１の擬似距離と、前記ｍ個のＧＰＳ衛星と前記第２の移動体との距離を示す第２の擬似距離とを演算するとともに、その演算した第１の擬似距離と第２の擬似距離との擬似距離差を演算し、前記経度および前記緯度によって示される前記第１の移動体の位置における前記第１の移動体の高度と前記経度および前記緯度によって示される前記第２の移動体の位置における前記第２の移動体の高度とを前記３次元電子地図を参照して検出し、その検出した第１の移動体の高度と前記第２の移動体の高度との差を前記地平直交座標系において前記地球を表す楕円体に垂直な方向における前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置成分として演算し、その演算した相対位置成分と前記演算した擬似距離差とに基づいて前記第１の擬似距離の誤差と前記第２の擬似距離の誤差との誤差差分を演算し、その演算した誤差差分を前記擬似距離差から減算し、その減算結果に前記参照地点から前記ＧＰＳ衛星までの真の距離の誤差を示す行列の逆行列を乗算して前記地平直交座標系の前記東方向および前記北方向における前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対位置を演算する演算手段とを備える無線装置。
【請求項２】
前記ＧＰＳ受信機が前記ｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、前記高度、前記経度および前記緯度からなる測位座標系における前記第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報と、前記第１の擬似距離とを演算する位置演算手段と、
前記測位座標系における前記第２の移動体の位置を示す第２の測位位置情報と前記第２の擬似距離とを含む位置情報メッセージを前記他の無線装置から受信する受信手段とを更に備え、
前記演算手段は、前記位置演算手段によって演算された前記第１の擬似距離と前記位置情報メッセージに含まれる前記第２の擬似距離とに基づいて前記擬似距離差を演算し、前記位置演算手段によって演算された前記第１の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて前記第１の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における前記第１の移動体の高度を検出し、前記位置情報メッセージに含まれる前記第２の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて前記第２の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における前記第２の移動体の高度を検出する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記ＧＰＳ受信機が前記ｍ個のＧＰＳ衛星から受信したｍ個のＧＰＳ信号に基づいて、地球の自転軸の北極方向をｚ軸とし、前記ｚ軸に垂直なグリニッジ子午線の方向をｘ軸とし、前記ｚ軸および前記ｘ軸に直交するように右手系を用いて決定された方向をｙ軸とする固定直交座標系において第１のタイミングにおける前記第１の移動体の位置を示す第１の固定位置情報を演算し、その演算した第１の固定位置情報を参照地点として前記地平直交座標において前記第１のタイミングにおける前記第１の移動体の位置を示す第１の地平位置情報を演算し、その演算した第１の地平位置情報と前記第１の移動体の速度および移動方法とを用いて前記第１のタイミングの後の第２のタイミングにおける前記第１の移動体の位置を示す第２の地平位置情報を予測する位置予測手段と、
前記測位座標系における前記第２の移動体の位置を示す第２の測位位置情報と前記第２の擬似距離とを含む位置情報メッセージを前記他の無線装置から受信する受信手段を更に備えを更に備え、
前記演算手段は、前記第２の地平位置情報を前記固定直交座標系において前記第１の移動体の位置を示す第２の固定位置情報に変換し、その変換した第２の固定位置情報を前記測位座標系において前記第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報に更に変換し、その変換した第１の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて前記第１の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における高度を前記第１の移動体の高度として検出するとともに、前記位置情報メッセージに含まれる前記第２の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて前記第２の測位位置情報に含まれる経度および緯度によって示される位置における高度を前記第２の移動体の高度として検出する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項４】
前記第２の測位位置情報は、前記他の無線装置において実測された測位位置情報または前記他の無線装置において予測された測位位置情報からなる、請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記演算手段は、更に、前記演算した相対位置と、前記第２の移動体の絶対位置とに基づいて前記第１の移動体の絶対位置を演算する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項６】
第１の移動体に搭載され、参照地点を原点とし、かつ、前記参照地点から東方向、北方向および地球を表す楕円体に垂直な方向を向いた３個の軸によって規定される地平直交座標系において前記第１の移動体の絶対位置を求める無線装置であって、
ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、
地球を表す楕円体からの高度、経度および緯度に道路の斜度を追加した座標値を地図上における各移動体の位置とする３次元電子地図を保持する地図保持手段と、
前記ＧＰＳ受信機が受信したＧＰＳ信号に基づいて、前記地平直交座標系において、４個以上のＧＰＳ衛星と前記第１の移動体との距離を示す第１の擬似距離を演算し、前記第１の移動体に隣接するｋ（ｋは４以上の整数）個の第２の移動体および前記第１の移動体とＧＰＳ衛星群との前記地平直交座標系における擬似距離の誤差を前記第１の擬似距離から減算して補正された第１の補正擬似距離を演算し、その演算した第１の補正擬似距離と前記４個以上のＧＰＳ衛星の位置とに基づいて前記第１の移動体の絶対位置を演算する演算手段とを備え、
前記擬似距離の誤差は、前記高度、前記経度および前記緯度からなる測位座標系における前記第１の移動体の位置を示す第１の測位位置情報と前記３次元電子地図とに基づいて検出された前記第１の移動体の第１の高度差と、前記ｋ個の第２の移動体の前記測位座標系における位置を示すｋ個の第２の測位位置情報および前記３次元電子地図に基づいて検出された前記ｋ個の第２の移動体のｋ個の第２の高度差と、前記第１の移動体と前記４個以上のＧＰＳ衛星との第１の真の距離の前記参照地点における変化割合である第１の変化割合と、前記ｋ個の第２の移動体の各々と４個以上のＧＰＳ衛星との真の距離であるｋ個の第２の真の距離の前記参照地点における変化割合であるｋ個の第２の変化割合とに基づいて求められ、
前記第１の真の距離および前記ｋ個の第２の真の距離の対象となる４個以上のＧＰＳ衛星は、前記第１の真の距離および前記ｋ個の第２の真の距離の相互間で異なる、無線装置。
【請求項７】
前記演算手段は、更に、前記ｋ個の第２の高度差と、前記第１の高度差と、前記第１の真の距離と、前記ｋ個の第２の真の距離とに基づいて前記擬似距離の誤差を演算し、その演算した擬似距離の誤差を用いて前記第１の移動体の絶対位置を演算する、請求項６に記載の無線装置。
【請求項８】
前記ｋ個の第２の移動体のうちの任意の１つの第２の移動体から前記擬似距離の誤差を受信する受信手段を更に備え、
前記演算手段は、更に、前記受信手段によって受信された擬似距離の誤差を用いて前記第１の移動体の絶対位置を演算する、請求項６に記載の無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−３３４１３（Ｐ２０１１−３３４１３Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７８４２５（Ｐ２００９−１７８４２５）
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度独立行政法人情報通信研究機構、研究テーマ「高レスポンスマルチホップ自律無線通信システムの研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度独立行政法人情報通信研究機構、研究テーマ「高レスポンスマルチホップ自律無線通信システムの研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
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