移動体用測位装置
【課題】疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうこと。
【解決手段】複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度を超える衛星について、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される前記移動体の位置を用いて、前記位置演算手段が算出する疑似距離の異常に関する判定を行なうことを特徴とする、移動体用測位装置。
【解決手段】複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度を超える衛星について、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される前記移動体の位置を用いて、前記位置演算手段が算出する疑似距離の異常に関する判定を行なうことを特徴とする、移動体用測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星からの信号に基づいて移動体の位置等を測位する移動体位置測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、衛星からの信号に基づいて移動体の位置を測位する装置が広く用いられている。このような装置及び衛星からなるシステムは、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）と称されており、ＧＰＳ（Global Positioning System）、Galileo、Glonass等がこれに含まれる。
【０００３】
こうしたシステムにおける問題の一つに、マルチパスと称されるものがある。これは、建物等によって反射された信号を受信することによって、衛星信号を解析することにより得られる衛星と受信機との距離（疑似距離）が現実の距離からズレを生じ、結果として装置の現在位置を誤認識するというものである。
【０００４】
ＧＮＳＳにおいて算出される疑似距離ρは、ＧＰＳの場合、衛星と受信機との間のＣ／Ａコードのビット数に光速を乗じることにより算出される。また、搬送波周波数の変化量（ドップラー周波数変化量）が疑似距離の変化率（ｄρ／ｄｔ）、すなわち相対速度ベクトルとなる。
【０００５】
ここで、衛星の位置をｘｓ、速度をｖｓ、移動体の位置をｘ、速度をｖとすると、疑似距離ρ及び疑似距離ρの変化率（ｄρ／ｄｔ）は次式（１）、（２）で表される。これらの式より、疑似距離ρ＝｜ｘｓ−ｘ｜の異常に関する判定を行なうことにより、移動体の位置や速度に関する誤差を判定することができることが判る。
【０００６】
【数１】
これに関連し、測定された疑似距離を所定の期待範囲と比較し、期待範囲外であるとされた場合に、当該疑似距離が異常値であるとみなし、当該疑似距離に係るＧＰＳ衛星に代わる他のＧＰＳ衛星を選択するＧＰＳ受信機についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この装置における期待範囲は、前回の測位結果、受信機から見た衛星の仰角、受信機の移動速度、測位間隔等に基づいて決定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−６３８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の装置では、前回の測位結果を用いて疑似距離の異常に関する判定を行なっているため、マルチパス等の問題が継続して発生している場合に対応することができない。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことが可能な移動体用測位装置を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、
前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、
道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度を超える衛星について、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される前記移動体の位置を用いて、前記位置演算手段が算出する疑似距離の異常に関する判定を行なうことを特徴とする、
移動体用測位装置である。
【００１１】
なお、疑似距離の異常に関する判定を行なった結果、異常であると判定された衛星については、移動体の位置の算出から除外するものとしてもよいし、補正値を用いるものとしてもよい。
【００１２】
この本発明の第１の態様によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことができる。
【００１３】
本発明の第１の態様において、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度未満である衛星については、前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される位置誤差ベクトルと、の内積が所定値を超える場合に、当該衛星に関して前記位置演算手段により演算される疑似距離が異常であると判定することを特徴とするものとしてもよい。
【００１４】
本発明の第２の態様は、複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、
前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、
道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される位置誤差ベクトルと、の内積が所定値を超える衛星について、前記位置演算手段により演算される疑似距離が異常であると判定することを特徴とする、
移動体用測位装置である。
【００１５】
なお、疑似距離の異常に関する判定を行なった結果、異常であると判定された衛星については、移動体の位置の算出から除外するものとしてもよいし、補正値を用いるものとしてもよい。
【００１６】
この本発明の第２の態様によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことが可能な移動体用測位装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例に係る移動体用測位装置１のシステム構成例である。
【図２】観測データ評価部２６による異常判定が効果的であることを示す図である。
【図３】第１実施例の移動体用測位装置１により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第２実施例の移動体用測位装置２により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の移動体用測位装置により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートの他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００２０】
＜第１実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第１実施例に係る移動体用測位装置１について説明する
移動体用測位装置１は、ＧＮＳＳに適用される装置である。ＧＮＳＳは、衛星からの信号を用いて移動体に搭載された測位装置が移動体の位置を測位する測位システムであり、ＧＰＳ（Global Positioning System）、Galileo、Glonass等の衛星を用いた測位システムを含む。以下の説明ではＧＰＳを基本構成として説明するが、本発明は、ＧＰＳに限らずあらゆるＧＮＳＳに広く適用可能である。移動体は、車両、自動二輪車、鉄道、船舶、航空機、ホークリフト、ロボットや、人の移動に伴い移動する携帯電話等の情報端末等がありうる。
【００２１】
なお、以下ではＧＮＳＳの一例として、ＧＰＳに適用されるものとして説明する。また、移動体が車両であるものとする。
【００２２】
ＧＰＳ衛星は、航法メッセージ（衛星信号）を地球に向けて常時放送している。航法メッセージには、対応するＧＰＳ衛星に関する衛星軌道情報（エフェメリスやアルマナク）、時計の補正値、電離層の補正係数が含まれている。航法メッセージは、Ｃ／Ａコードにより拡散されＬ１波（周波数：1575.42ＭＨz）に乗せられて、地球に向けて常時放送されている。なお、Ｌ１波は、Ｃ／Ａコードで変調されたＳｉｎ波とＰコード（Precision Code）で変調されたＣｏｓ波の合成波であり、直交変調されている。Ｃ／Ａコード及びＰコードは、擬似雑音（Pseudo Noise）符号であり、−１と１が不規則に周期的に並ぶ符号列である。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施例に係る移動体用測位装置１のシステム構成例である。移動体用測位装置１は、主要な構成として、ＧＰＳアンテナ１０と、図示しないマイクロコンピュータがプログラムを実行することにより実現される機能ブロックである（但し、回路構成であっても構わない）、ＧＮＳＳ測位信号受信部２０、ＧＮＳＳ測位演算部２２、視線ベクトル算出部２４、観測データ評価部２６、観測データ補正部２８、マップマッチング部３０と、図示しない記憶装置に記憶された地図データベース（図では地図ＤＢと表記した）３２と、慣性航法部４０と、を有する。
【００２４】
ＧＮＳＳ測位信号受信部２０は、ＧＰＳアンテナ１０が受信した信号について、内部で発生させたレプリカＣ／Ａコードを用いてＣ／Ａコード同期を行ない、航法メッセージを取り出す。Ｃ／Ａコード同期の方法は、多種多様であり、任意の適切な方法が採用されてよい。例えば、ＤＬＬ（Delay―Locked Loop）を用いて、受信したＣ／Ａコードに対するレプリカＣ／Ａコードの相関値がピークとなるコード位相を追尾する方法であってよい。
【００２５】
測位信号受信部２０は、ＧＰＳ衛星と車両（正確には移動体用測位装置１）との間の擬似距離ρを算出する。擬似距離ρは、時計誤差（クロックバイアス）や電波伝搬速度変化による誤差を含んでいる。擬似距離ρは、例えば次式（３）により算出される。式中、Ｎは、ＧＰＳ衛星と車両との間のＣ／Ａコードのビット数に相当し、レプリカＣ／Ａコードの位相及び移動体位置測位装置１内部の受信機時計に基づいて算出される。なお、数値３００は、Ｃ／Ａコードが、１ビットの長さが１μｓであり、１ビットに相当する長さが約３００ｍ（１μｓ×光速）であることに由来する。
【００２６】
ρ＝Ｎ×３００ …（３）
【００２７】
また、測位信号受信部２０は、衛星信号の搬送波位相を測定する機能を備え、内部で発生させたレプリカキャリアを用いて、ドップラーシフトした受信搬送波のドップラー周波数変化量Δｆを測定する。ドップラー周波数変化量Δｆは、レプリカキャリアの周波数ｆｒと既知の搬送波周波数ｆｃ（1575.42ＭＨz）の差分（＝ｆｒ−ｆｃ）として測定される。係る機能は、レプリカキャリアを用いてキャリア相関値を演算して受信キャリアを追尾するＰＬＬ（Phase-Locked Loop）により実現されてよい。
【００２８】
測位信号受信部２０は、これらの観測データ（疑似距離ρ、及びドップラー周波数変化量Δｆ）をＧＮＳＳ測位演算部２２、及び観測データ補正部２８に出力する。
【００２９】
ＧＮＳＳ測位演算部２２は、まず、ＧＰＳ衛星の位置（以下、「衛星位置」という）を算出する。具体的には、航法メッセージの衛星軌道情報及び現在の時間に基づいて、ＧＰＳ衛星ｉの、ワールド座標系における現在位置（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）を算出する（符号ｉは、複数の衛星についてこのような演算を行なう中で、ｉ番目の衛星であることを示す）。ＧＰＳ衛星は、その運動が地球重心を含む一定面内（軌道面）に限定され、その軌道は地球重心を１つの焦点とする楕円運動であるため、ケプラーの方程式を逐次数値計算することで軌道面におけるＧＰＳ衛星の位置が計算できる。そして、ワールド座標系におけるＧＰＳ衛星ｉの位置（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）は、ＧＰＳ衛星ｉの軌道面とワールド座標系の赤道面が回転関係にあることを考慮して、軌道面におけるＧＰＳ衛星ｉの位置を３次元的に回転座標変換することで得られる。
【００３０】
そして、複数のＧＰＳ衛星の位置と、対応する観測擬似距離ρに基づいて、車両の位置（Ｘｕ，Ｙｕ，Ｚｕ）を測位する。車両の位置は、３つのＧＰＳ衛星に対して得られる位置及び観測擬似距離ρに基づいて、三角測量の原理で導出される。観測擬似距離ρは、前述のように時計誤差を含んでいるため、４つ目のＧＰＳ衛星に対して得られる観測擬似距離ρ及び衛星位置を用いて、時計誤差成分を除去する。
【００３１】
なお、位置演算部２２の演算機能はこのような単独測位に限られず、干渉測位（既知の点に設置された固定局での受信データを併用する方式）であってもよい。干渉測位の場合、上述の如く固定局及び車両にてそれぞれ得られる観測擬似距離ρの一重位相差や２重位相差等を用いて車両の位置が測位される。
【００３２】
ところが、疑似距離ρは、前述したマルチパス等の影響により、誤差を含んでいる場合がある。そこで、本実施例では、以下の構成によって疑似距離の補正等を行なっている。
【００３３】
視線ベクトル算出部２４は、各衛星について、車両から見た衛星の向きを示す単位ベクトルである、視線ベクトルｅｉを算出して観測データ評価部２６に出力する。視線ベクトルｅｉは、例えば次式（４）により表される。ここで、車両の位置（Ｘｕ，Ｙｕ，Ｚｕ）は、ＧＮＳＳ測位演算部２２の出力を用いてもよいし、他の手段（後述するマップマッチングや慣性航法等）により算出されてもよい。
【００３４】
ｅｉ＝（Ｘｕ−Ｘｉ，Ｙｕ−Ｙｉ，Ｚｕ−Ｚｉ）／√｛（Ｘｕ−Ｘｉ）２＋（Ｙｕ−Ｙｉ）２＋（Ｚｕ−Ｚｉ）２｝ …（４）
【００３５】
観測データ評価部２６は、視線ベクトル算出部２４により算出された視線ベクトルｅｉと、地図データベース３２において移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度θが所定角度α以上である衛星を抽出し、抽出された各衛星について、マップマッチング部３０によるマップマッチングにおいて把握される移動体の位置を用いて、疑似距離ρの異常に関する判定を行なう。
【００３６】
ここで、地図データベース３２は、ノードとリンクで道路が表現されており、マップマッチング部３０では、各種センサ（ＧＰＳ、ＩＮＳ用センサ、車輪速センサ、舵角センサ等）の情報から、地図データベース３２上のどの位置を走行しているかを特定している。従って、「地図データベース３２において移動体が存すると推定されるリンク」についての情報（特にリンクの方位に関する情報）は、マップマッチング部３０から観測データ評価部２６に提供される。
【００３７】
具体的には、不等式（５）が成立する場合に、疑似距離ρが異常であると判定する。式中、Ｒは、位置演算部２２が算出した衛星位置（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）と、マップマッチング部３０によるマップマッチングにおいて把握される移動体の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）との距離である。また、Δｔは疑似距離ρに含まれる時計誤差であり、最小自乗法等の既存技術によって推定可能である。また、βは閾値である。
【００３８】
ρ―Ｒ−ｃΔｔ＞β …（５）
【００３９】
図２は、係る異常判定が効果的であることを示す図である。マップマッチング部３０によるマップマッチングにおいて把握される移動体の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）は、リンク方向に比較的大きい誤差が生じるという特性を有する。ところが、図２に示すように、ノードＮ１とＮ２を結ぶリンクＬと、視線ベクトルｅｉとのなす角度θが比較的大きい場合には、移動体の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）がリンク方向に多少ずれたとしても、距離Ｒに与える影響が小さい。すなわち、角度θが比較的大きい場合には、距離Ｒの信頼性が高いのである。従って、距離Ｒの信頼性が高い場合に限り距離Ｒを用いて疑似距離ρの異常に関する判定を行なうことにより、信頼性の高い判定を行なうことができる。また、マルチパス等の問題が継続して発生している場合にも対応することができる。
【００４０】
観測データ補正部２８は、観測データ評価部２６により疑似距離ρが異常であると判定された衛星について、（１）当該衛星を除外させるための信号をＧＮＳＳ測位演算部２２に出力する、（２）疑似距離ρに代えてＲ−ｃΔｔを用いることを指示する信号、及び当該Ｒ−ｃΔｔを示す信号をＧＮＳＳ測位演算部２２に出力する、等によって、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる。前者の場合、ＧＮＳＳ測位演算部２２は、観測データ評価部２６により疑似距離ρが異常であると判定された衛星を除外して車両位置の算出等を行なう。後者の場合、観測データ評価部２６により疑似距離ρが異常であると判定された衛星についてはＲ−ｃΔｔを疑似距離とみなして車両位置の算出等を行なう。
【００４１】
なお、観測データ評価部２６が疑似距離ρの異常に関する判定を行なわなかった衛星については、疑似距離ρをそのまま用いるものとしてもよいし、上記とは異なる手法により疑似距離ρの異常に関する判定を行なうものとしてもよい。
【００４２】
慣性航法部４０は、慣性航法により車両の位置を算出する。慣性航法による車両位置の測位方法は、多種多様であり、如何なる方法であってもよい。例えば車両位置は、加速度センサの出力値に、姿勢変換、重力補正、コリオリ力補正を行って２回積分し、当該２回積分により得られる移動距離を、車両位置の前回値に加算することで導出されてよい。
【００４３】
図３は、本実施例の移動体用測位装置１により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、マップマッチング部３０において、あるリンクにマッチングされており、且つマップマッチング後の車両の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）が得られていることを条件に実行される。
【００４４】
本フローでは、以下の処理を各衛星（ｉ＝１〜ｎ）について行なう。
【００４５】
まず、視線ベクトルｅｉを算出する（Ｓ１００）。
【００４６】
次に、視線ベクトルｅｉとリンクのなす角度θを算出する（Ｓ１０２）。角度θは、象限を考慮せず、０度〜９０度の間で算出する。
【００４７】
そして、角度θが所定角度αを超えるか否かを判定する（Ｓ１０４）。角度θが所定角度α以下である場合は、何も処理を行なわない。
【００４８】
一方、角度θが所定角度αを超える場合は、前述の不等号（５）を満たすか否かを判定し（Ｓ１０６）、疑似距離評価を行なう。その結果、異常であると判定された場合は、当該衛星について、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる（異常処理；Ｓ１０８）。
【００４９】
以上説明した本実施例の移動体用測位装置１によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことができる。
【００５０】
＜第２実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第２実施例に係る移動体用測位装置２について説明する
移動体用測位装置２は、第１実施例の移動体用測位装置１と同様、ＧＮＳＳに適用される装置である。本実施例においても、ＧＮＳＳの一例として、ＧＰＳに適用されるものとして説明する。また、移動体が車両であるものとする。
【００５１】
また、移動体用測位装置２は、主要な構成において第１実施例と共通するため、構成例については図１を参照することとし、同一の符号により説明する。
【００５２】
第２実施例に係る観測データ評価部２６は、各衛星について、視線ベクトル算出部２４により算出された視線ベクトルｅｉと、マップマッチング部３０によるマップマッチングにおいて把握される位置誤差ベクトルＶ＝（εＥ、εＮ、εＵ）の内積ｅｉ・Ｖを計算し、その内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超える場合に、当該衛星に関して疑似距離ρが異常であると判定する。
【００５３】
ここで、位置誤差ベクトルＶ＝（εＥ、εＮ、εＵ）において、εＥは東西方向の誤差、εＮは南北方向の誤差であり、マップマッチングにおけるリンク方向の誤差と、リンクに直交する方向の誤差を分解することにより算出可能である。
【００５４】
リンク方向の誤差は、マップマッチングロジックの出力として得られてもよいし、固定値（例えば、数十［ｍ］程度）を設定してもよい。また、リンクに直交する方向の誤差は、地図データベース３２の属性として得られてもよいし、固有値（例えば、数［ｍ］程度）を設定してもよい。
【００５５】
また、εＮは高さ方向の誤差であり、地図データベース３２から得られない場合は値ゼロとしてもよい。
【００５６】
内積ｅｉ・Ｖは、ベクトルＶの絶対値が大きい程大きくなり、また視線ベクトルｅｉとベクトルＶの方向が一致している程大きくなる（ｅｉ・Ｖ＝｜ｅｉ｜｜Ｖ｜ｃｏｓφ：φはｅｉとＶのなす角度）。従って、ベクトルＶが大きく且つ視線ベクトルｅｉの方向に近い場合に大きい値となる。また、ベクトルＶが視線ベクトルｅｉの方向と乖離している（直交に近い方向となっている）場合でも、ベクトルＶが極めて大きい場合には、大きい値となる。これらにより、内積ｅｉ・Ｖが所定値を超える場合には、車両と衛星の距離に関して誤差が生じやすいといえる。
【００５７】
観測データ補正部２８は、観測データ評価部２６により疑似距離ρが異常であると判定された衛星について、第１実施例と同様の処理を行なう。
【００５８】
図４は、本実施例の移動体用測位装置２により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、マップマッチング部３０において、あるリンクにマッチングされており、且つマップマッチング後の車両の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）が得られていることを条件に実行される。
【００５９】
本フローでは、以下の処理を各衛星（ｉ＝１〜ｎ）について行なう。
【００６０】
まず、視線ベクトルｅｉを算出する（Ｓ２００）。
【００６１】
次に、視線ベクトルｅｉと位置誤差ベクトルＶの内積ｅｉ・Ｖを計算する（Ｓ２０２）。
【００６２】
そして、内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超えるか否かを判定する（Ｓ２０４）。内積ｅｉ・Ｖが所定値γ以下である場合は、何も処理を行なわない。
【００６３】
一方、内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超える場合は、当該衛星について、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる（異常処理；Ｓ２０６）。
【００６４】
以上説明した本実施例の移動体用測位装置２によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことができる。
【００６５】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６６】
例えば、第１実施例において、角度θが所定角度α以下である衛星について、第２実施例で示した手法により疑似距離ρの異常に関する判定を行なってもよい。図５は、係る場合のフローチャートである。以下、これについて説明する。なお、第２実施例は、第１実施例に比して演算負荷が大きいが、判定精度が高いものであり、図５のような組み合わせにより、演算負荷の増大を抑制しつつ、判定精度を第１実施例に比して向上させることができる。
【００６７】
まず、視線ベクトルｅｉを算出する（Ｓ３００）。
【００６８】
次に、視線ベクトルｅｉとリンクのなす角度θを算出する（Ｓ３０２）。角度θは、象限を考慮せず、０度〜９０度の間で算出する。
【００６９】
そして、角度θが所定角度αを超えるか否かを判定する（Ｓ３０４）。
【００７０】
角度θが所定角度α以下である場合は、視線ベクトルｅｉと位置誤差ベクトルＶの内積ｅｉ・Ｖを計算する（Ｓ３０６）。
【００７１】
そして、内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超えるか否かを判定する（Ｓ３０８）。内積ｅｉ・Ｖが所定値γ以下である場合は、何も処理を行なわない。
【００７２】
内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超える場合は、当該衛星について、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる（異常処理；Ｓ３１０）。
【００７３】
一方、角度θが所定角度αを超える場合は、前述の不等号（５）を満たすか否かを判定し（Ｓ３１２）、疑似距離評価を行なう。その結果、異常であると判定された場合は、当該衛星について、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる（異常処理；Ｓ３１４）。
【００７４】
なお。Ｓ３１０における異常処理と、Ｓ３１４における異常処理は同じであってもよいし、異なってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１、２ 移動体用測位装置
１０ ＧＰＳアンテナ
２０ ＧＮＳＳ測位信号受信部
２２ ＧＮＳＳ測位演算部
２４ 視線ベクトル算出部
２６ 観測データ評価部
２８ 観測データ補正部
３０ マップマッチング部
３２ 地図データベース
４０ 慣性航法部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星からの信号に基づいて移動体の位置等を測位する移動体位置測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、衛星からの信号に基づいて移動体の位置を測位する装置が広く用いられている。このような装置及び衛星からなるシステムは、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）と称されており、ＧＰＳ（Global Positioning System）、Galileo、Glonass等がこれに含まれる。
【０００３】
こうしたシステムにおける問題の一つに、マルチパスと称されるものがある。これは、建物等によって反射された信号を受信することによって、衛星信号を解析することにより得られる衛星と受信機との距離（疑似距離）が現実の距離からズレを生じ、結果として装置の現在位置を誤認識するというものである。
【０００４】
ＧＮＳＳにおいて算出される疑似距離ρは、ＧＰＳの場合、衛星と受信機との間のＣ／Ａコードのビット数に光速を乗じることにより算出される。また、搬送波周波数の変化量（ドップラー周波数変化量）が疑似距離の変化率（ｄρ／ｄｔ）、すなわち相対速度ベクトルとなる。
【０００５】
ここで、衛星の位置をｘｓ、速度をｖｓ、移動体の位置をｘ、速度をｖとすると、疑似距離ρ及び疑似距離ρの変化率（ｄρ／ｄｔ）は次式（１）、（２）で表される。これらの式より、疑似距離ρ＝｜ｘｓ−ｘ｜の異常に関する判定を行なうことにより、移動体の位置や速度に関する誤差を判定することができることが判る。
【０００６】
【数１】
これに関連し、測定された疑似距離を所定の期待範囲と比較し、期待範囲外であるとされた場合に、当該疑似距離が異常値であるとみなし、当該疑似距離に係るＧＰＳ衛星に代わる他のＧＰＳ衛星を選択するＧＰＳ受信機についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この装置における期待範囲は、前回の測位結果、受信機から見た衛星の仰角、受信機の移動速度、測位間隔等に基づいて決定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−６３８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の装置では、前回の測位結果を用いて疑似距離の異常に関する判定を行なっているため、マルチパス等の問題が継続して発生している場合に対応することができない。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことが可能な移動体用測位装置を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、
前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、
道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度を超える衛星について、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される前記移動体の位置を用いて、前記位置演算手段が算出する疑似距離の異常に関する判定を行なうことを特徴とする、
移動体用測位装置である。
【００１１】
なお、疑似距離の異常に関する判定を行なった結果、異常であると判定された衛星については、移動体の位置の算出から除外するものとしてもよいし、補正値を用いるものとしてもよい。
【００１２】
この本発明の第１の態様によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことができる。
【００１３】
本発明の第１の態様において、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度未満である衛星については、前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される位置誤差ベクトルと、の内積が所定値を超える場合に、当該衛星に関して前記位置演算手段により演算される疑似距離が異常であると判定することを特徴とするものとしてもよい。
【００１４】
本発明の第２の態様は、複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、
前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、
道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される位置誤差ベクトルと、の内積が所定値を超える衛星について、前記位置演算手段により演算される疑似距離が異常であると判定することを特徴とする、
移動体用測位装置である。
【００１５】
なお、疑似距離の異常に関する判定を行なった結果、異常であると判定された衛星については、移動体の位置の算出から除外するものとしてもよいし、補正値を用いるものとしてもよい。
【００１６】
この本発明の第２の態様によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことが可能な移動体用測位装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例に係る移動体用測位装置１のシステム構成例である。
【図２】観測データ評価部２６による異常判定が効果的であることを示す図である。
【図３】第１実施例の移動体用測位装置１により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】第２実施例の移動体用測位装置２により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の移動体用測位装置により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートの他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００２０】
＜第１実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第１実施例に係る移動体用測位装置１について説明する
移動体用測位装置１は、ＧＮＳＳに適用される装置である。ＧＮＳＳは、衛星からの信号を用いて移動体に搭載された測位装置が移動体の位置を測位する測位システムであり、ＧＰＳ（Global Positioning System）、Galileo、Glonass等の衛星を用いた測位システムを含む。以下の説明ではＧＰＳを基本構成として説明するが、本発明は、ＧＰＳに限らずあらゆるＧＮＳＳに広く適用可能である。移動体は、車両、自動二輪車、鉄道、船舶、航空機、ホークリフト、ロボットや、人の移動に伴い移動する携帯電話等の情報端末等がありうる。
【００２１】
なお、以下ではＧＮＳＳの一例として、ＧＰＳに適用されるものとして説明する。また、移動体が車両であるものとする。
【００２２】
ＧＰＳ衛星は、航法メッセージ（衛星信号）を地球に向けて常時放送している。航法メッセージには、対応するＧＰＳ衛星に関する衛星軌道情報（エフェメリスやアルマナク）、時計の補正値、電離層の補正係数が含まれている。航法メッセージは、Ｃ／Ａコードにより拡散されＬ１波（周波数：1575.42ＭＨz）に乗せられて、地球に向けて常時放送されている。なお、Ｌ１波は、Ｃ／Ａコードで変調されたＳｉｎ波とＰコード（Precision Code）で変調されたＣｏｓ波の合成波であり、直交変調されている。Ｃ／Ａコード及びＰコードは、擬似雑音（Pseudo Noise）符号であり、−１と１が不規則に周期的に並ぶ符号列である。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施例に係る移動体用測位装置１のシステム構成例である。移動体用測位装置１は、主要な構成として、ＧＰＳアンテナ１０と、図示しないマイクロコンピュータがプログラムを実行することにより実現される機能ブロックである（但し、回路構成であっても構わない）、ＧＮＳＳ測位信号受信部２０、ＧＮＳＳ測位演算部２２、視線ベクトル算出部２４、観測データ評価部２６、観測データ補正部２８、マップマッチング部３０と、図示しない記憶装置に記憶された地図データベース（図では地図ＤＢと表記した）３２と、慣性航法部４０と、を有する。
【００２４】
ＧＮＳＳ測位信号受信部２０は、ＧＰＳアンテナ１０が受信した信号について、内部で発生させたレプリカＣ／Ａコードを用いてＣ／Ａコード同期を行ない、航法メッセージを取り出す。Ｃ／Ａコード同期の方法は、多種多様であり、任意の適切な方法が採用されてよい。例えば、ＤＬＬ（Delay―Locked Loop）を用いて、受信したＣ／Ａコードに対するレプリカＣ／Ａコードの相関値がピークとなるコード位相を追尾する方法であってよい。
【００２５】
測位信号受信部２０は、ＧＰＳ衛星と車両（正確には移動体用測位装置１）との間の擬似距離ρを算出する。擬似距離ρは、時計誤差（クロックバイアス）や電波伝搬速度変化による誤差を含んでいる。擬似距離ρは、例えば次式（３）により算出される。式中、Ｎは、ＧＰＳ衛星と車両との間のＣ／Ａコードのビット数に相当し、レプリカＣ／Ａコードの位相及び移動体位置測位装置１内部の受信機時計に基づいて算出される。なお、数値３００は、Ｃ／Ａコードが、１ビットの長さが１μｓであり、１ビットに相当する長さが約３００ｍ（１μｓ×光速）であることに由来する。
【００２６】
ρ＝Ｎ×３００ …（３）
【００２７】
また、測位信号受信部２０は、衛星信号の搬送波位相を測定する機能を備え、内部で発生させたレプリカキャリアを用いて、ドップラーシフトした受信搬送波のドップラー周波数変化量Δｆを測定する。ドップラー周波数変化量Δｆは、レプリカキャリアの周波数ｆｒと既知の搬送波周波数ｆｃ（1575.42ＭＨz）の差分（＝ｆｒ−ｆｃ）として測定される。係る機能は、レプリカキャリアを用いてキャリア相関値を演算して受信キャリアを追尾するＰＬＬ（Phase-Locked Loop）により実現されてよい。
【００２８】
測位信号受信部２０は、これらの観測データ（疑似距離ρ、及びドップラー周波数変化量Δｆ）をＧＮＳＳ測位演算部２２、及び観測データ補正部２８に出力する。
【００２９】
ＧＮＳＳ測位演算部２２は、まず、ＧＰＳ衛星の位置（以下、「衛星位置」という）を算出する。具体的には、航法メッセージの衛星軌道情報及び現在の時間に基づいて、ＧＰＳ衛星ｉの、ワールド座標系における現在位置（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）を算出する（符号ｉは、複数の衛星についてこのような演算を行なう中で、ｉ番目の衛星であることを示す）。ＧＰＳ衛星は、その運動が地球重心を含む一定面内（軌道面）に限定され、その軌道は地球重心を１つの焦点とする楕円運動であるため、ケプラーの方程式を逐次数値計算することで軌道面におけるＧＰＳ衛星の位置が計算できる。そして、ワールド座標系におけるＧＰＳ衛星ｉの位置（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）は、ＧＰＳ衛星ｉの軌道面とワールド座標系の赤道面が回転関係にあることを考慮して、軌道面におけるＧＰＳ衛星ｉの位置を３次元的に回転座標変換することで得られる。
【００３０】
そして、複数のＧＰＳ衛星の位置と、対応する観測擬似距離ρに基づいて、車両の位置（Ｘｕ，Ｙｕ，Ｚｕ）を測位する。車両の位置は、３つのＧＰＳ衛星に対して得られる位置及び観測擬似距離ρに基づいて、三角測量の原理で導出される。観測擬似距離ρは、前述のように時計誤差を含んでいるため、４つ目のＧＰＳ衛星に対して得られる観測擬似距離ρ及び衛星位置を用いて、時計誤差成分を除去する。
【００３１】
なお、位置演算部２２の演算機能はこのような単独測位に限られず、干渉測位（既知の点に設置された固定局での受信データを併用する方式）であってもよい。干渉測位の場合、上述の如く固定局及び車両にてそれぞれ得られる観測擬似距離ρの一重位相差や２重位相差等を用いて車両の位置が測位される。
【００３２】
ところが、疑似距離ρは、前述したマルチパス等の影響により、誤差を含んでいる場合がある。そこで、本実施例では、以下の構成によって疑似距離の補正等を行なっている。
【００３３】
視線ベクトル算出部２４は、各衛星について、車両から見た衛星の向きを示す単位ベクトルである、視線ベクトルｅｉを算出して観測データ評価部２６に出力する。視線ベクトルｅｉは、例えば次式（４）により表される。ここで、車両の位置（Ｘｕ，Ｙｕ，Ｚｕ）は、ＧＮＳＳ測位演算部２２の出力を用いてもよいし、他の手段（後述するマップマッチングや慣性航法等）により算出されてもよい。
【００３４】
ｅｉ＝（Ｘｕ−Ｘｉ，Ｙｕ−Ｙｉ，Ｚｕ−Ｚｉ）／√｛（Ｘｕ−Ｘｉ）２＋（Ｙｕ−Ｙｉ）２＋（Ｚｕ−Ｚｉ）２｝ …（４）
【００３５】
観測データ評価部２６は、視線ベクトル算出部２４により算出された視線ベクトルｅｉと、地図データベース３２において移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度θが所定角度α以上である衛星を抽出し、抽出された各衛星について、マップマッチング部３０によるマップマッチングにおいて把握される移動体の位置を用いて、疑似距離ρの異常に関する判定を行なう。
【００３６】
ここで、地図データベース３２は、ノードとリンクで道路が表現されており、マップマッチング部３０では、各種センサ（ＧＰＳ、ＩＮＳ用センサ、車輪速センサ、舵角センサ等）の情報から、地図データベース３２上のどの位置を走行しているかを特定している。従って、「地図データベース３２において移動体が存すると推定されるリンク」についての情報（特にリンクの方位に関する情報）は、マップマッチング部３０から観測データ評価部２６に提供される。
【００３７】
具体的には、不等式（５）が成立する場合に、疑似距離ρが異常であると判定する。式中、Ｒは、位置演算部２２が算出した衛星位置（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）と、マップマッチング部３０によるマップマッチングにおいて把握される移動体の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）との距離である。また、Δｔは疑似距離ρに含まれる時計誤差であり、最小自乗法等の既存技術によって推定可能である。また、βは閾値である。
【００３８】
ρ―Ｒ−ｃΔｔ＞β …（５）
【００３９】
図２は、係る異常判定が効果的であることを示す図である。マップマッチング部３０によるマップマッチングにおいて把握される移動体の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）は、リンク方向に比較的大きい誤差が生じるという特性を有する。ところが、図２に示すように、ノードＮ１とＮ２を結ぶリンクＬと、視線ベクトルｅｉとのなす角度θが比較的大きい場合には、移動体の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）がリンク方向に多少ずれたとしても、距離Ｒに与える影響が小さい。すなわち、角度θが比較的大きい場合には、距離Ｒの信頼性が高いのである。従って、距離Ｒの信頼性が高い場合に限り距離Ｒを用いて疑似距離ρの異常に関する判定を行なうことにより、信頼性の高い判定を行なうことができる。また、マルチパス等の問題が継続して発生している場合にも対応することができる。
【００４０】
観測データ補正部２８は、観測データ評価部２６により疑似距離ρが異常であると判定された衛星について、（１）当該衛星を除外させるための信号をＧＮＳＳ測位演算部２２に出力する、（２）疑似距離ρに代えてＲ−ｃΔｔを用いることを指示する信号、及び当該Ｒ−ｃΔｔを示す信号をＧＮＳＳ測位演算部２２に出力する、等によって、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる。前者の場合、ＧＮＳＳ測位演算部２２は、観測データ評価部２６により疑似距離ρが異常であると判定された衛星を除外して車両位置の算出等を行なう。後者の場合、観測データ評価部２６により疑似距離ρが異常であると判定された衛星についてはＲ−ｃΔｔを疑似距離とみなして車両位置の算出等を行なう。
【００４１】
なお、観測データ評価部２６が疑似距離ρの異常に関する判定を行なわなかった衛星については、疑似距離ρをそのまま用いるものとしてもよいし、上記とは異なる手法により疑似距離ρの異常に関する判定を行なうものとしてもよい。
【００４２】
慣性航法部４０は、慣性航法により車両の位置を算出する。慣性航法による車両位置の測位方法は、多種多様であり、如何なる方法であってもよい。例えば車両位置は、加速度センサの出力値に、姿勢変換、重力補正、コリオリ力補正を行って２回積分し、当該２回積分により得られる移動距離を、車両位置の前回値に加算することで導出されてよい。
【００４３】
図３は、本実施例の移動体用測位装置１により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、マップマッチング部３０において、あるリンクにマッチングされており、且つマップマッチング後の車両の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）が得られていることを条件に実行される。
【００４４】
本フローでは、以下の処理を各衛星（ｉ＝１〜ｎ）について行なう。
【００４５】
まず、視線ベクトルｅｉを算出する（Ｓ１００）。
【００４６】
次に、視線ベクトルｅｉとリンクのなす角度θを算出する（Ｓ１０２）。角度θは、象限を考慮せず、０度〜９０度の間で算出する。
【００４７】
そして、角度θが所定角度αを超えるか否かを判定する（Ｓ１０４）。角度θが所定角度α以下である場合は、何も処理を行なわない。
【００４８】
一方、角度θが所定角度αを超える場合は、前述の不等号（５）を満たすか否かを判定し（Ｓ１０６）、疑似距離評価を行なう。その結果、異常であると判定された場合は、当該衛星について、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる（異常処理；Ｓ１０８）。
【００４９】
以上説明した本実施例の移動体用測位装置１によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことができる。
【００５０】
＜第２実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第２実施例に係る移動体用測位装置２について説明する
移動体用測位装置２は、第１実施例の移動体用測位装置１と同様、ＧＮＳＳに適用される装置である。本実施例においても、ＧＮＳＳの一例として、ＧＰＳに適用されるものとして説明する。また、移動体が車両であるものとする。
【００５１】
また、移動体用測位装置２は、主要な構成において第１実施例と共通するため、構成例については図１を参照することとし、同一の符号により説明する。
【００５２】
第２実施例に係る観測データ評価部２６は、各衛星について、視線ベクトル算出部２４により算出された視線ベクトルｅｉと、マップマッチング部３０によるマップマッチングにおいて把握される位置誤差ベクトルＶ＝（εＥ、εＮ、εＵ）の内積ｅｉ・Ｖを計算し、その内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超える場合に、当該衛星に関して疑似距離ρが異常であると判定する。
【００５３】
ここで、位置誤差ベクトルＶ＝（εＥ、εＮ、εＵ）において、εＥは東西方向の誤差、εＮは南北方向の誤差であり、マップマッチングにおけるリンク方向の誤差と、リンクに直交する方向の誤差を分解することにより算出可能である。
【００５４】
リンク方向の誤差は、マップマッチングロジックの出力として得られてもよいし、固定値（例えば、数十［ｍ］程度）を設定してもよい。また、リンクに直交する方向の誤差は、地図データベース３２の属性として得られてもよいし、固有値（例えば、数［ｍ］程度）を設定してもよい。
【００５５】
また、εＮは高さ方向の誤差であり、地図データベース３２から得られない場合は値ゼロとしてもよい。
【００５６】
内積ｅｉ・Ｖは、ベクトルＶの絶対値が大きい程大きくなり、また視線ベクトルｅｉとベクトルＶの方向が一致している程大きくなる（ｅｉ・Ｖ＝｜ｅｉ｜｜Ｖ｜ｃｏｓφ：φはｅｉとＶのなす角度）。従って、ベクトルＶが大きく且つ視線ベクトルｅｉの方向に近い場合に大きい値となる。また、ベクトルＶが視線ベクトルｅｉの方向と乖離している（直交に近い方向となっている）場合でも、ベクトルＶが極めて大きい場合には、大きい値となる。これらにより、内積ｅｉ・Ｖが所定値を超える場合には、車両と衛星の距離に関して誤差が生じやすいといえる。
【００５７】
観測データ補正部２８は、観測データ評価部２６により疑似距離ρが異常であると判定された衛星について、第１実施例と同様の処理を行なう。
【００５８】
図４は、本実施例の移動体用測位装置２により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、マップマッチング部３０において、あるリンクにマッチングされており、且つマップマッチング後の車両の位置（Ｘｕｍ，Ｙｕｍ，Ｚｕｍ）が得られていることを条件に実行される。
【００５９】
本フローでは、以下の処理を各衛星（ｉ＝１〜ｎ）について行なう。
【００６０】
まず、視線ベクトルｅｉを算出する（Ｓ２００）。
【００６１】
次に、視線ベクトルｅｉと位置誤差ベクトルＶの内積ｅｉ・Ｖを計算する（Ｓ２０２）。
【００６２】
そして、内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超えるか否かを判定する（Ｓ２０４）。内積ｅｉ・Ｖが所定値γ以下である場合は、何も処理を行なわない。
【００６３】
一方、内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超える場合は、当該衛星について、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる（異常処理；Ｓ２０６）。
【００６４】
以上説明した本実施例の移動体用測位装置２によれば、疑似距離の異常に関する判定をより正確に行なうことができる。
【００６５】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００６６】
例えば、第１実施例において、角度θが所定角度α以下である衛星について、第２実施例で示した手法により疑似距離ρの異常に関する判定を行なってもよい。図５は、係る場合のフローチャートである。以下、これについて説明する。なお、第２実施例は、第１実施例に比して演算負荷が大きいが、判定精度が高いものであり、図５のような組み合わせにより、演算負荷の増大を抑制しつつ、判定精度を第１実施例に比して向上させることができる。
【００６７】
まず、視線ベクトルｅｉを算出する（Ｓ３００）。
【００６８】
次に、視線ベクトルｅｉとリンクのなす角度θを算出する（Ｓ３０２）。角度θは、象限を考慮せず、０度〜９０度の間で算出する。
【００６９】
そして、角度θが所定角度αを超えるか否かを判定する（Ｓ３０４）。
【００７０】
角度θが所定角度α以下である場合は、視線ベクトルｅｉと位置誤差ベクトルＶの内積ｅｉ・Ｖを計算する（Ｓ３０６）。
【００７１】
そして、内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超えるか否かを判定する（Ｓ３０８）。内積ｅｉ・Ｖが所定値γ以下である場合は、何も処理を行なわない。
【００７２】
内積ｅｉ・Ｖが所定値γを超える場合は、当該衛星について、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる（異常処理；Ｓ３１０）。
【００７３】
一方、角度θが所定角度αを超える場合は、前述の不等号（５）を満たすか否かを判定し（Ｓ３１２）、疑似距離評価を行なう。その結果、異常であると判定された場合は、当該衛星について、ＧＮＳＳ測位演算部２２の演算を補正させる（異常処理；Ｓ３１４）。
【００７４】
なお。Ｓ３１０における異常処理と、Ｓ３１４における異常処理は同じであってもよいし、異なってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１、２ 移動体用測位装置
１０ ＧＰＳアンテナ
２０ ＧＮＳＳ測位信号受信部
２２ ＧＮＳＳ測位演算部
２４ 視線ベクトル算出部
２６ 観測データ評価部
２８ 観測データ補正部
３０ マップマッチング部
３２ 地図データベース
４０ 慣性航法部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、
前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、
道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度を超える衛星について、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される前記移動体の位置を用いて、前記位置演算手段が算出する疑似距離の異常に関する判定を行なうことを特徴とする、
移動体用測位装置。
【請求項２】
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度未満である衛星については、前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される位置誤差ベクトルと、の内積が所定値を超える場合に、当該衛星に関して前記位置演算手段により演算される疑似距離が異常であると判定することを特徴とする、
請求項１に記載の移動体用測位装置。
【請求項３】
複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、
前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、
道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される位置誤差ベクトルと、の内積が所定値を超える衛星について、前記位置演算手段により演算される疑似距離が異常であると判定することを特徴とする、
移動体用測位装置。
【請求項１】
複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、
前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、
道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度を超える衛星について、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される前記移動体の位置を用いて、前記位置演算手段が算出する疑似距離の異常に関する判定を行なうことを特徴とする、
移動体用測位装置。
【請求項２】
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記リンクのうち移動体が存すると推定されるリンクと、のなす角度が所定角度未満である衛星については、前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される位置誤差ベクトルと、の内積が所定値を超える場合に、当該衛星に関して前記位置演算手段により演算される疑似距離が異常であると判定することを特徴とする、
請求項１に記載の移動体用測位装置。
【請求項３】
複数の衛星から送信される衛星電波を用いて該複数の衛星と移動体との疑似距離を算出することにより、該移動体の位置を算出する位置演算手段と、
前記衛星電波から把握される衛星の位置と、前記位置演算手段又は他の手段により算出された前記移動体の位置と、を結ぶ視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、
道路が複数のリンクで表現された地図データを記憶した記憶手段と、を備え、
前記視線ベクトル算出手段により算出された視線ベクトルと、前記地図データを用いたマップマッチングにより把握される位置誤差ベクトルと、の内積が所定値を超える衛星について、前記位置演算手段により演算される疑似距離が異常であると判定することを特徴とする、
移動体用測位装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２４３２１７（Ｐ２０１０−２４３２１７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８９６０１（Ｐ２００９−８９６０１）
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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