路側装置、端末装置およびＤＧＰＳ測位システム
【課題】 マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現する。
【解決手段】 路側装置２を道路近くの既知の位置に設置するとともに、この路側装置２が、ＧＰＳ衛星１からの電波を受信してＧＰＳ衛星１との間の第１の擬似距離ｄ６およびＧＰＳ衛星１の第１の航法データｄ１を出力する第１のＧＰＳ受信機２１、第１の航法データｄ１を用いて計算したＧＰＳ衛星１の位置ｄ５と路側装置２の設置位置との間の直線距離および第１の擬似距離ｄ２に基づき擬似距離誤差ｄ６を求める擬似距離誤差計算部２２２と、擬似距離誤差ｄ６に基づく補正データ５を生成する補正データ生成部２２３とを有する制御装置２２、補正データ５を端末装置３に送信する通信機２３を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 路側装置２を道路近くの既知の位置に設置するとともに、この路側装置２が、ＧＰＳ衛星１からの電波を受信してＧＰＳ衛星１との間の第１の擬似距離ｄ６およびＧＰＳ衛星１の第１の航法データｄ１を出力する第１のＧＰＳ受信機２１、第１の航法データｄ１を用いて計算したＧＰＳ衛星１の位置ｄ５と路側装置２の設置位置との間の直線距離および第１の擬似距離ｄ２に基づき擬似距離誤差ｄ６を求める擬似距離誤差計算部２２２と、擬似距離誤差ｄ６に基づく補正データ５を生成する補正データ生成部２２３とを有する制御装置２２、補正データ５を端末装置３に送信する通信機２３を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＤＧＰＳ測位、特に車載装置のＤＧＰＳ測位を補強するための路側装置、端末装置およびＤＧＰＳ測位システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ受信機でＧＰＳ衛星からの信号を受信すると、受信信号から、ＧＰＳ衛星の所定時刻における地球周回軌道上での位置、およびＧＰＳ受信機と各ＧＰＳ衛星１との間の距離（擬似距離＝電波伝播時間×光速）を得ることができる。また、４つ以上のＧＰＳ衛星の位置および擬似距離が揃うと、三角測量の原理により、ＧＰＳ受信機の位置および時刻を求めることができる。
しかし、上記のようにＧＰＳ受信機を用いて位置および時刻を求める場合、いわゆる測位を行なう場合には、第一に、ＧＰＳ衛星電波が大気中（電離層および対流圏）を通過する際の伝播遅延誤差（電離層遅延誤差および対流圏遅延誤差）が発生する。第二に、ＧＰＳ衛星電波の伝播時間を計測する時計の誤差（ＧＰＳ衛星搭載時計誤差、および利用者側ＧＰＳ受信機内蔵時計誤差）が存在する。さらに、第三に、ＧＰＳ衛星電波がビル等の建築物に反射した際に生じるマルチパス誤差と呼ぶ伝播時間遅延誤差が生じる。
【０００３】
これらの誤差はＧＰＳ受信機の測位に大きな誤差を与えるため、誤差を修正する必要がある。第１の伝播遅延誤差については、ＧＰＳ衛星のみを用いる単独測位では、ＧＰＳ衛星電波受信時に得られるＧＰＳ衛星毎の航法データの中にあるパラメータなどを用いて伝播遅延誤差を修正することができ、ＤＧＰＳ測位では、ＤＧＰＳ基地局から補正データを入手して伝播遅延誤差を修正することができる。この補正データは、電離層遅延誤差と対流圏遅延誤差の合計値を示し、以降、ＤＧＰＳ補正データと称する。後述する特許文献１には、ＤＧＰＳ補正データを用いたＤＧＰＳ測位について開示されている。
また、第２の時計誤差、特にＧＰＳ衛星搭載時計誤差についてはＧＰＳ衛星毎の航法データの中にあるパラメータを用いて時計誤差を修正することができ、利用者側ＧＰＳ受信機内蔵時計誤差については測位計算時に時計誤差を修正する。航法データはＧＰＳ衛星電波に含まれる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６８２０号公報（第３、４頁、図１）
【０００５】
上述のように、第１の伝播遅延誤差および第２の時計誤差については修正することができるが、第３のマルチパス誤差は利用者側ＧＰＳ受信機の周囲の建物の影響で生じる問題である。従来は、このマルチパス誤差は利用者側ＧＰＳ受信機で個別に解決すべき誤差として扱われており、ＧＰＳ測位の精度がマルチパス誤差に影響されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る路側装置は、道路近くの既知の位置に設置され、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離および第１の擬似距離に基づき擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算部と、擬似距離誤差に基づく補正データを生成する補正データ生成部とを有する制御装置、補正データを端末装置に送信する通信機を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係る路側装置は、道路近くの既知の位置に設置され、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の航法データから求めたＧＰＳ衛星の速度に基づき第１の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、擬似距離変化率に基づく補正データを生成する補正データ生成部とを有する制御装置、補正データを端末装置に送信する通信機を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係る端末装置は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、ＧＰＳ衛星と路側装置との間の第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差に基づく補正データを路側装置から受信する通信機、第３の擬似距離および補正データに基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係る端末装置は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、第３の航法データから求めたＧＰＳ衛星の速度および位置、自らの位置と速度、ならびに第３の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、第３の擬似距離および擬似距離変化率に基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明に係るＤＧＰＳ測位システムは、道路近くの既知の位置に設置されるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の擬似距離に基づき第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算手段、第３の擬似距離および擬似距離誤差に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係るＤＧＰＳ測位システムは、道路の近くの既知の位置に設置されるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、第１の擬似距離の変化率である第１の擬似距離変化率を計算する第１の擬似距離変化率計算手段、第３の擬似距離の変化率である第３の擬似距離変化率を計算する第３の擬似距離変化率計算手段、第１の擬似距離変化率、第３の擬似距離、および第３の擬似距離変化率に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、道路近くの既知の位置に設置された路側装置が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離および第１の擬似距離に基づき擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算部と、擬似距離誤差に基づく補正データを生成する補正データ生成部とを有する制御装置、補正データを端末装置に送信する通信機を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することができる。
【００１４】
また、この発明によれば、道路近くの既知の位置に設置された路側装置が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の航法データから求めたＧＰＳ衛星の速度に基づき第１の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、擬似距離変化率に基づく補正データを生成する補正データ生成部とを有する制御装置、補正データを端末装置に送信する通信機を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現し、測位精度を向上することができる。
【００１５】
また、この発明によれば、端末装置が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、ＧＰＳ衛星と路側装置との間の第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差に基づく補正データを路側装置から受信する通信機、第３の擬似距離および補正データに基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することができる。
【００１６】
また、この発明によれば、端末装置が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、第３の航法データから求めたＧＰＳ衛星の速度および位置、自らの位置と速度、ならびに第３の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、第３の擬似距離および擬似距離変化率に基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することができる。
【００１７】
また、この発明によれば、ＤＧＰＳ測位システムが、道路近くの既知の位置に設置されるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の擬似距離に基づき第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算手段、第３の擬似距離および擬似距離誤差に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現し、測位精度を向上することができる。
【００１８】
また、この発明によれば、ＤＧＰＳ測位システムが、道路の近くの既知の位置に設置されるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、第１の擬似距離の変化率である第１の擬似距離変化率を計算する第１の擬似距離変化率計算手段、第３の擬似距離の変化率である第３の擬似距離変化率を計算する第３の擬似距離変化率計算手段、第１の擬似距離変化率、第３の擬似距離、および第３の擬似距離変化率に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。図１におけるＤＧＰＳ測位システムは、ＧＰＳ衛星１、道路近くに設置され且つ設置位置が既知である路側装置２および端末装置である車載装置３からなる。ＧＰＳ衛星１は複数存在し、各ＧＰＳ衛星１を１ａ、１ｂ、１ｃ・・・、１ｎと称する。また、車載装置３は車に搭載されている。
路側装置２はＧＰＳ受信機２１、制御部２２および通信機２３からなる。ＧＰＳ受信機２１は道路の路側に設置されたポール４上の既知座標に設置され、ＧＰＳ衛星電波を受信する。さらにポール４には通信機２３も設置され、車載装置３と通信を行なう。また、ＧＰＳ受信機２１および通信機２３は制御部２２に接続している。なお、図１における二点鎖線は、路側装置２の車載装置３との通信可能範囲を示す。
路側装置２は車載装置３を搭載した車が往来する道路の路側に設置されており、車載装置３と路側装置２との間の距離は、車載装置３と一般的なＤＧＰＳ基地局との間の距離よりも小さい。また、路側装置２におけるＧＰＳ衛星電波の電波状況と車載装置３におけるＧＰＳ衛星電波の電波状況とはほぼ同じであり、道路の周囲にビル等が建設されている場合でも、路側装置２および車載装置３は、同じようなマルチパスの影響を受けたＧＰＳ衛星電波を受信することになる。
【００２０】
図２は、路側装置２および車載装置３の内部構成を示す図である。路側装置２は、ＧＰＳ衛星１からの電波を受信してＧＰＳ衛星１との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星１の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機であるＧＰＳ受信機２１、制御装置である制御部２２および補正データを車載装置に送信する通信機２３からなる。ＧＰＳ受信機２１は、複数のＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、・・・、１ｎの各ＧＰＳ衛星１の電波を受信し、受信信号から得た各ＧＰＳ衛星１の航法データおよび衛星電波の観測時刻、ならびに各ＧＰＳ衛星１とＧＰＳ受信機２１との間の擬似距離を制御部２２に出力する。制御部２２は、ＧＰＳ受信機２１から入力された航法データ、観測時刻および擬似距離を元に擬似距離誤差を計算し、この擬似距離誤差、ＧＰＳ受信機２１の設置座標および路側装置２の時刻を含んだ測位補強データ５を生成して、通信機２３に出力する。通信機２３は測位補強データ５を車載装置３に送信する。
【００２１】
ところで、ＧＰＳ受信機２１の設置座標とは、ＧＰＳ受信機２１のアンテナの設置座標を意味し、既知である。擬似距離を計算するためには、ＧＰＳ受信機２１のアンテナの設置座標が既知であることを要するが、ＧＰＳ受信機２１のアンテナの設置座標の替わりにポール４の座標や路側装置２全体のおおよその座標をＧＰＳ受信機２１の設置座標としても良い。以降、車載装置３のＧＰＳ受信機３１の座標の扱いも、上述のＧＰＳ受信機２１の設置座標の扱いと同様であるものとする。
【００２２】
図２における車載装置３は、ＧＰＳ衛星１からの電波を受信してＧＰＳ衛星１との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星１の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機であるＧＰＳ受信機３１、制御装置である制御部３２およびＧＰＳ衛星１と路側装置２との間の第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差に基づく補正データを路側装置２から受信する通信機３３からなる。ＧＰＳ受信機３１は、複数のＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、・・・、１ｎの各ＧＰＳ衛星１の電波を受信し、受信信号から得た各ＧＰＳ衛星１の航法データおよび時刻、ならびに各ＧＰＳ衛星１とＧＰＳ受信機３１との間の擬似距離を制御部３２に出力する。通信機３３は、路側装置２から送信された測位補強データ５を受信して、制御部３２に出力する。制御部３２は、ＧＰＳ受信機３１や通信機３３から入力された航法データ、時刻、擬似距離および測位補強データ５を元に車載装置３の現在位置を測位計算する。
【００２３】
ところで、路側装置２と車載装置３との間で送受信される測位補強データ５は、ヘッダ５ａ、送信時刻５ｂ、データ５ｃおよび誤り訂正符合５ｄからなり、データ５ｃが擬似距離誤差等を含むものである。測位補強データ５のフォーマットは、図２に記載のようなフォーマットの他、別のフォーマットで擬似距離誤差等を含んでも良い。
【００２４】
図３は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。制御部２２は、衛星位置計算部２２１、航法データｄ１を用いて計算したＧＰＳ衛星１の位置ｄ５と路側装置２の設置位置との間の直線距離および擬似距離ｄ２に基づき擬似距離誤差ｄ６を求める擬似距離誤差計算部２２２、および擬似距離誤差ｄ６に基づく補正データを生成する測位補強データ生成部２２３からなる。
衛星位置計算部２２１は、ＧＰＳ受信機２１から入力された航法データｄ１、擬似距離ｄ２および擬似距離ｄ２を観測した時刻ｄ３から、時刻ｄ４およびＧＰＳ衛星１の位置である衛星位置ｄ５を計算して擬似距離誤差計算部２２２に出力する。
擬似距離誤差計算部２２２には、航法データｄ１、ＧＰＳ衛星１とＧＰＳ受信機２１との間の擬似距離ｄ２、および擬似距離ｄ２を観測したＧＰＳ受信機２１の時刻ｄ３がＧＰＳ受信機２１から入力され、時刻ｄ４および衛星位置ｄ５が衛星位置計算部２２１から入力される。擬似距離誤差計算部２２２は、これらの入力されたデータｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４およびｄ５、ならびにＧＰＳ受信機２１の設置座標を用いて各ＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差ｄ６を計算し、測位補強データ生成部２２３に出力する。
測位補強データ生成部２２３は擬似距離誤差ｄ６を含んだ測位補強データ５を生成して通信機２３に出力する。
【００２５】
図４は、車載装置３の制御部３２の構成を示すブロック図である。制御部３２は、衛星位置計算部３２１、誤差計算部３２２、測位補強データ解読部３２３、および測位計算部３２４からなる。なお、誤差計算部３２２、測位補強データ解読部３２３および測位計算部３２４は、擬似距離ｄ８および補正データ５に基づき位置を算出する位置算出部である。
衛星位置計算部３２１は、ＧＰＳ受信機３１から入力された航法データｄ７から所定時刻における衛星位置ｄ１０を計算して測位計算部３２４に出力する。
測位補強データ解読部３２３は、通信機３３から入力された測位補強データ５をデコードして、擬似距離誤差ｄ６、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および路側装置２の時刻ｄ１２を抽出し、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および時刻ｄ１２を測位計算部３２４に、擬似距離誤差ｄ６を誤差計算部３２２に出力する。
誤差計算部３２２は、ＧＰＳ受信機３１から入力された航法データｄ７から、ＧＰＳ衛星搭載時計誤差、電離層遅延誤差および対流圏遅延誤差を所定の計算式で算出する。なお、測位補強データ解読部３２３から擬似距離誤差ｄ６が入力された場合には、ＧＰＳ衛星搭載時計誤差のみ算出し、擬似距離誤差ｄ６および算出したＧＰＳ衛星搭載時計誤差を誤差データｄ１３として測位計算部３２４に出力する。また、測位補強データ解読部３２３から擬似距離誤差ｄ６が入力されていない場合には、航法データｄ７から算出したＧＰＳ衛星搭載時計誤差、電離層遅延誤差および対流圏遅延誤差を誤差データｄ１３として測位計算部３２４に出力する。
測位計算部３２４は、ＧＰＳ受信機３１から入力された擬似距離ｄ８および時刻ｄ９と、衛星位置計算部３２１、誤差計算部３２２および測位補強データ解読部３２３から入力された衛星位置ｄ１０、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および時刻ｄ１２、ならびに誤差データｄ１３とを用いて車載装置３の測位計算を行い、車載装置３の位置ｄ１４および時刻ｄ１５を得る。得られた車載装置３の位置ｄ１４および時刻ｄ１５は、車載装置３のモニタなどの表示部に出力される。
【００２６】
次に、路側装置２および車載装置３の動作を説明する。なお、路側装置２および車載装置３は複数のＧＰＳ衛星１からＧＰＳ衛星電波を受信するが、ここではＧＰＳ衛星１ａからＧＰＳ衛星電波を受信した場合について説明する。
図５は、路側装置２の制御部２２の動作を示すフローである。ステップＳＴ５０１で制御部２２が初期化済みか否かをチェックし、初期化済みでなければステップＳＴ５０２で所定の初期化処理を行う。
次にステップＳＴ５０３で、衛星位置計算部２２１がＧＰＳ受信機２１からＧＰＳ衛星１ａの擬似距離ρ（ｃτ）が入力される度に、路側装置２において擬似距離誤差ρ（ｃτ）を観測した時刻から、Ｓａｇｎａｃ効果を用いてＧＰＳ衛星１ａの電波送信時刻Ｔ１を逆算する。なお、衛星位置計算部２２１は、予め複数の擬似距離ｄ２から時刻ｄ４を計算しており、擬似距離誤差ρ（ｃτ）を観測した時刻は、時刻ｄ４に基づき取得したものである。
続いて、衛星位置計算部２２１は、ステップＳＴ５０４でＧＰＳ衛星１ａの航法データおよび所定の計算式を用いて、ＧＰＳ衛星１ａが電波を送信した電波送信時刻Ｔ１における衛星位置Ｐｓを計算する。
ステップＳＴ５０５では、擬似距離誤差計算部２２２がＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差ｄ６を、後述する式（１）で計算して測位補強データ生成部２２３に出力する。
ステップＳＴ５０６では、測位補強データ生成部２２３が、データ５ｃに擬似距離誤差ｄ６、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および時刻ｄ１２が含まれた測位補強データ５を生成する。
さらに、ステップＳＴ５０７で擬似距離誤差計算部２２２が測位補強データ５を通信機２３に出力するので、測位補強データ５が車載装置３に送信される。
【００２７】
ここで、ステップＳＴ５０５において計算する擬似距離誤差ｄρ（Ｔ２）を説明する。ＧＰＳ衛星電波受信時刻Ｔ２におけるＧＰＳ受信機２１とＧＰＳ衛星１ａとの間の擬似距離ρ（ｃτ）の誤差をｄρ（Ｔ２）とすると、以下の式（１）で表すことができる。
【００２８】
ｄρ（Ｔ２）＝ρ（ｃτ）
−（||Ｐｓ−Ｐａ||＋ｃ（ｄＴ２−ｄＴ１）＋ε） ・・・式（１）
【００２９】
但し、式（１）において、擬似距離誤差ｄρ（Ｔ２）は、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtrop、およびマルチパス誤差ｄmpの合算値（ｄiono＋ｄtrop＋ｄmp）である。
また、式（１）における変数の定義を以下に示す。なお、各変数の単位を[]で示す。
ρ（ｃτ）：ＧＰＳ受信機２１とＧＰＳ衛星１ａとの間の擬似距離[ｍ]
ｃ：光の速度（２.９９７９２４５８×１０８）[ｓ]
τ：ＧＰＳ衛星１とＧＰＳ受信機２１間の電波伝播時間[ｍ／ｓ]
Ｐｓ：航法データから算出したＧＰＳ衛星１ａの位置（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）[ｍ]
Ｐａ：ＧＰＳ受信機２１の設置座標（既知）（ｘａ、ｙａ、ｚａ）[ｍ]
||Ｐｓ−Ｐａ||：ＧＰＳ衛星１ａの位置ＰｓとＧＰＳ受信機２１の設置座標Ｐａ
との直線距離[ｍ]
ｄＴ１：ＧＰＳ衛星電波が送信された時刻Ｔ１[ｓ]におけるＧＰＳ衛星搭載時計の
誤差[ｓ]
ｄＴ２：ＧＰＳ衛星電波受信時Ｔ２[ｓ]のＧＰＳ受信機２１の内蔵時計の誤差[ｓ]
ε：ＧＰＳ受信機２１の雑音[ｍ]
【００３０】
ここでは、ｄＴ１を航法データｄ１の中にある時計誤差モデルのパラメータを用いて所定の計算式で算出し、ｄＴ２をＧＰＳ受信機２１の時刻と電波時計２６の時刻とを比較して算出する。
【００３１】
また、εは高仰角のＧＰＳ衛星からの電波を受信した際に以下の式（２）で計算するものである。
ε＝ρ（ｃτ）−（||Ｐｓ−Ｐａ||＋ｃ（ｄＴ２−ｄＴ１）＋ｄiono2＋ｄtrop2）
・・・式（２）
式（２）におけるｄiono2およびｄtrop2は、航法データｄ１から算出した電離層遅延誤差および対流圏遅延誤差である。
【００３２】
図６は、車載装置３が測位補強データ５を受信した際の測位補強データ解読部３２３の動作を示すフローである。ステップＳＴ６０１で受信データ、即ち測位補強データ５の有無を確認する。受信データがあれば、ステップＳＴ６０２にて測位補強データ５の解読処理を行い、路側装置２のＧＰＳ受信機２１とＧＰＳ衛星１ａとの間の擬似距離誤差ｄ６、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および時刻ｄ１２を抽出する。さらにステップＳＴ６０３で、擬似距離誤差ｄ６を誤差計算部３２２に出力し、路側装置２の座標ｄ１１および時刻ｄ１２を測位計算部３２４に出力する。測位補強データ５の解読および出力処理が終了、または受信データが存在しない場合は処理を終了する。
【００３３】
ところで、図５では、路側装置２がＧＰＳ衛星１ａからのＧＰＳ衛星電波を受信した場合の動作を説明したが、路側装置２は、ＧＰＳ衛星１ａ以外の全てのＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星電波を受信した場合にも図５と同様の動作を行なう。そのときには、式（１）および式（２）において、ＧＰＳ衛星１ａに関するデータの替わりに当該ＧＰＳ衛星１ａ以外のＧＰＳ衛星に関するデータを代入すれば良い。それに伴い、図６において、車載装置３の測位補強データ解読部３２３は、ＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差ｄ６だけでなく、ＧＰＳ衛星１ａ以外のＧＰＳ衛星の擬似距離誤差も誤差計算部３２２に出力する。
【００３４】
図７は、測位補強データ解読部３２３が測位補強データ５の解読処理を行なった後の車載装置３の制御部３２の動作を示すフローである。ステップＳＴ７０１で制御部３２が初期化済みかをチェックし、初期化済みでなければステップＳＴ７０２で所定の初期化処理を行う。
ステップＳＴ７０３で、衛星位置計算部３２１は、ＧＰＳ受信機３１からＧＰＳ衛星１ａの擬似距離ρ（ｃτ）が入力されると、車載装置３において擬似距離誤差ρ（ｃτ）を観測した時刻から、Ｓａｇｎａｃ効果を用いてＧＰＳ衛星１ａの電波送信時刻Ｔ１を逆算する。なお、電波送信時刻Ｔ１の逆算の際には、ＧＰＳ受信機３１が電波を受信をした時刻Ｔ３をＧＰＳ衛星電波の受信時刻として使用する。
続いて、衛星位置計算部３２１は、ステップＳＴ７０４でＧＰＳ衛星１ａの航法データｄ７および所定の計算式を用いて、ＧＰＳ衛星１ａが電波を送信した電波送信時刻Ｔ１における衛星位置Ｐｓを計算する。
ステップＳＴ７０５では、誤差計算部３２２は、擬似距離誤差ｄ６およびＧＰＳ衛星搭載時計誤差から誤差データｄ１３を生成して、測位計算部３２４に出力する。
なお、上記のステップＳＴ７０１からＳＴ７０５では、ＧＰＳ衛星１ａからのＧＰＳ衛星電波を受信した場合の動作を説明したが、当該ステップは、路側装置２や測位補強データ解読部３２３と同様に、ＧＰＳ衛星１ａだけでなく、その他のＧＰＳ衛星からの電波を受信する度に動作するものである。また、図７のステップＳＴ７０６以降のステップも、ＧＰＳ衛星１ａだけでなく、各ＧＰＳ衛星１に関するデータを扱う。
【００３５】
ステップＳＴ７０６は、測位計算部３２４がＧＰＳ受信機３１から入力された各ＧＰＳ衛星１の擬似距離ｄ８に基づき、測位計算に使用するＧＰＳ衛星１を選択して測位使用衛星リストに記し、測位使用衛星のリストを作成する処理である。
また、擬似距離ｄ８の数が５つ未満であるか、擬似距離ｄ８の数が５つ以上でもこれらの擬似距離ｄ８に対応するＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差ｄ６の最大値が所定値以上でない場合には、受信したＧＰＳ衛星１の擬似距離ｄ８を全て測位使用衛星リストに記す。
なお、擬似距離ｄ８の数が５つ以上であれば測位使用衛星リストに記したが、測位使用衛星リストに記すか否かを判定する擬似距離の数には別の数にしても良い。また、擬似距離誤差の最大値と比較する所定値も可変であるものとする。
【００３６】
次に測位計算を行なう。測位計算部３２４は、ステップＳＴ７０７にて、測位使用衛星リストのＧＰＳ衛星数が４つ以上であり、かつ収束計算回数が所定回数以内であれば、ステップＳＴ７０８にて測位計算処理を行う。反対に測位使用衛星リストのＧＰＳ衛星数が４つ未満、または収束計算回数が所定回数を超えた場合には、測位不可能として処理を終了する。
ステップＳＴ７０８の測位計算処理では、測位計算部３２４は、まず最初に測位使用衛星リストに基づいて以下の式（３）の航法行列Ａを計算する。
【００３７】
【００３８】
式（３）では、
ＬＯＳｘ＝（ｘｓ−ｘｏ）／|||Ｐｓ−Ｐｏ|||、
ＬＯＳｙ＝（ｙｓ−ｙｏ）／|||Ｐｓ−Ｐｏ|||、
ＬＯＳｚ＝（ｚｓ−ｚｏ）／|||Ｐｓ−Ｐｏ|||、
|||Ｐｓ−Ｐｏ|||＝
｛（ｘｓ−ｘｏ）２＋（ｙｓ−ｙｏ）２＋（ｚｓ−ｚｏ）２｝１／２
であり、Ｐｓは、式（１）と同様に、航法データから算出したＧＰＳ衛星の位置（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）[ｍ]、Ｐｏは車載装置３の位置（ｘｏ、ｙｏ、ｚｏ）[ｍ]を示す。
【００３９】
式（３）の航法行列Ａを計算した後に、車載装置３の位置誤差δＰｏ（δｘｏ、δｙｏ、δｚｏ）およびＧＰＳ受信機内蔵時計誤差δＴ３の４つの未知数を求め、求めた４つの未知数を元に、車載装置３の位置Ｐｏおよび時刻Ｔ３を修正する。このとき、測位計算部３２４は、擬似距離誤差の２乗和を最小にする解として、重み付き最小２乗法などの計算式を用いて４つの未知数を求める。
【００４０】
最後のステップＳＴ７０９では、車載装置３の位置誤差δＰｏが収束したか否かを判断する。収束した場合は、車載装置３の現在位置Ｐｏを測位できたとして処理を終了し、収束していない場合には、ステップＳＴ７０４からからステップＳＴ７０８を繰り返し実行する。一般的に、ステップＳＴ７０４からＳＴ７０８を数回繰り返して実行すれば、車載装置３の位置誤差δＰｏは収束するが、所定回数を繰り返しても収束しない場合には、ステップＳＴ７０７にて測位不可能と判断して処理を終了する。
【００４１】
図５に示すように、路側装置２は、既知である自らの設置位置とＧＰＳ衛星電波を受信して計算した自らの位置とを比較して、ＧＰＳ衛星電波を用いて測位した場合のずれ、すなわち擬似距離の誤差ｄ６を計算している。この擬似距離誤差ｄ６は、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtropおよびマルチパス誤差ｄmpを含むものである。
一方、車載装置３のＧＰＳ衛星電波の受信状況は、路側装置２のＧＰＳ衛星電波の受信状況が同じであり、マルチパスの影響もほぼ同じと考えられる。したがって、車載装置３は、擬似距離を算出した際に路側装置２が計算した擬似距離誤差ｄ６を用いて擬似距離を修正すれば、マルチパスｄmpを含めた誤差を修正することができる。
【００４２】
以上のように、この実施の形態１によれば、路側装置２は、ＧＰＳ衛星１毎に擬似距離誤差ｄ６を補正データ５として算出でき、算出した補正データ５を送信できる。また、車載装置３は、道路の路側に設置された路側装置２が計算した擬似距離誤差ｄ６を用いて、自らの擬似距離を修正して測位を行なう。擬似距離誤差ｄ６にはマルチパスの影響も含まれているため、車載装置３はマルチパスの影響を考慮して現在位置を測位できる。
また、車載装置３はマルチパス誤差ｄmpを補正しながら現在位置を測位するので、路側装置２が車載装置３の現在位置に応じた情報提供および車載装置３の位置管理などを行うことができるほか、車載装置３を搭載した車の運転者が、車の現在位置を正確に知ることができ、正確な現在位置に基づいた経路案内を享受することができる。
【００４３】
なお、上述の実施の形態１では、路側装置２は、複数のＧＰＳ衛星１の擬似距離ｄ２の観測から路側装置２の時刻ｄ４を求めていた。具体的には４つ以上のＧＰＳ衛星１の擬似距離ｄ２を観測できれば路側装置２の時刻ｄ４を計算することができたが、路側装置２の時刻ｄ４を電波時計を用いて取得しても良い。
図８は、実施の形態１の別の形態における路側装置２および車載装置３の内部構造を示す図であり、図９は、実施の形態１の別の形態における路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。図８および図９は、図２および図３に示す路側装置２に電波時計２６を付加したものであり、図２および図３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図９における衛星位置制御部２２１は、擬似距離ｄ２を元に時刻ｄ４を計算するのではなく、電波時計２６から時刻ｄ４を取得し、電波時計２６から入力された時刻ｄ４に基づき衛星位置ｄ５を計算して擬似距離誤差計算部２２２に出力する。
電波時計２６を備えた場合、例えば、路側装置２が時刻ｄ４を計算するために十分な数の擬似距離ｄ２を観測できないときでも、電波時計２６から時刻ｄ４を取得できるために擬似距離誤差ｄ６を計算できる。
【００４４】
また、上述の実施の形態１では、４つの未知数を求めるために重み付き最小２乗法を用いたが、逐次計算やカルマンフィルタを用いて求めても良い。
また、路側装置２と車載装置３との通信に専用狭域通信（ＤＳＲＣ）を適用しても良い。この場合には、路側装置２としてＤＳＲＣ路側装置を、車載装置３としてＤＳＲＣ車載装置を用いることになる。
さらには、ＧＰＳだけでなくセンサや道路地図データを用いた測位およびマップマッチングを行う装置を用いても良い。
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態１では、路側装置２が計算した擬似距離誤差ｄ６は、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtrop、およびマルチパス誤差ｄmpの合算値であったが、電離層遅延誤差ｄiono、および対流圏遅延誤差ｄtropの値は、従来から計算可能であったＤＧＰＳ補正データから取得しても良い。
【００４６】
図１０は、この実施の形態２に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。この実施の形態２に係るＤＧＰＳ測位システムは、図１に示す実施の形態１に係るＤＧＰＳ測位システムに加え、ＤＧＰＳ基地局６を備えたものである。なお、実施の形態２に係る図１０から図１３において、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図１０におけるＤＧＰＳ基地局６は、ＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、・・・、１ｎからの電波を受信するとともにＤＧＰＳ補正データ７を送信する。ＤＧＰＳ補正データ７は、電離層遅延誤差ｄionoと対流圏遅延誤差ｄtropとの合算値である。
【００４７】
図１１は、路側装置２および車載装置３の内部構成を示す図である。
路側装置２は、図２に示す実施の形態１に係る路側装置２にＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機２５を付加したものである。ＤＧＰＳ補正データ受信機２５は、ＤＧＰＳ基地局６が送信したＤＧＰＳ補正データ７を受信して、制御部２２に出力する。制御部２２は、実施の形態１で示す方法で計算した擬似距離誤差ｄ６からＤＧＰＳ補正データ７を削除し、マルチパス誤差ｄmpのみ含む誤差データを測位補強データ５として車載装置３に送信する。
【００４８】
車載装置３は、図２に示す実施の形態１に係る車載装置３にＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機３５を付加したものである。ＤＧＰＳ補正データ受信機３５は、ＤＧＰＳ基地局６が送信したＤＧＰＳ補正データ７を受信して、制御部３２に出力する。制御部３２は、路側装置２から受信したマルチパス誤差ｄmpとＤＧＰＳ補正データ７とから、測位処理を行う。
【００４９】
図１２は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。制御部２２では、ＤＧＰＳ補正データ受信機２５からのＤＧＰＳ補正データ７が擬似距離誤差計算部２２２に入力される。
擬似距離誤差計算部２２２は、実施の形態１で説明したように、ここでは図示されない擬似距離誤差ｄ６を計算する。さらに、ＤＧＰＳ補正データ７が入力されると、擬似距離誤差ｄ６とＤＧＰＳ補正データ７とからマルチパス誤差ｄmpを計算して、測位補強データ生成部２２３に出力する。
測位補強データ生成部２２３は、マルチパス誤差ｄmpを含んだ測位補強データ５を生成して通信機２３に出力する。
【００５０】
ところで、擬似距離誤差は電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtrop、およびマルチパス誤差ｄmpの合算値であり、ＤＧＰＳ補正データ７は電離層遅延誤差ｄiono、および対流圏遅延誤差ｄtropの合算値である。したがって、擬似距離誤差ｄ６からＤＧＰＳ補正データ７が示す誤差を削除すれば、具体的には差分を求めれば、マルチパス誤差ｄmpのみを得ることができる。なお、ＧＰＳ受信機の雑音εは、式（１）および式（２）で別途検出しておく必要がある。
実施の形態１の制御部２２は測位補強データ５に擬似距離誤差ｄ６を設定していたが、上述のように、実施の形態２の制御部２２は、測位補強データ５にマルチパス誤差ｄmpを設定する。
【００５１】
図１３は、車載装置３の制御部３２の構成を示すブロック図である。制御部３２では、ＤＧＰＳ補正データ受信機３５からのＤＧＰＳ補正データ７が誤差計算部３２２に入力される。
また、測位補強データ解読部３２３は、測位補強データ５からマルチパス誤差ｄmpを抽出して誤差計算部３２２に出力する。
誤差計算部３２２は、ＧＰＳ受信機３１から入力された航法データｄ７からＧＰＳ衛星搭載時計誤差、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtropを所定の計算式で算出する。なお、ＤＧＰＳ補正データ受信機３５からＤＧＰＳ補正データ７が入力された場合には、ＧＰＳ衛星搭載時計誤差のみ算出する。また、測位補強データ解読部３２３からマルチパス誤差ｄmpが入力されたとき、ＧＰＳ衛星搭載時計誤差、ＤＧＰＳ補正データ７から取得した電離層遅延誤差ｄionoおよび対流圏遅延誤差ｄtrop、ならびに路側装置２から送信されたマルチパス誤差ｄmpの合算値を誤差データｄ１３として測位計算部３２４に出力する。
測位計算部３２４は、誤差データｄ１３を元に測位計算を行なう。
【００５２】
以上のように、実施の形態２によれば、路側装置２がマルチパス誤差ｄmpを計算し、車載装置３は路側装置２からのマルチパス誤差ｄmpおよびＤＧＰＳ基地局６からのＤＧＰＳ補正データ７を用いて測位計算を行なうので、車載装置３は、マルチパス誤差ｄmpを補正できるとともに、ＤＧＰＳ補正データ７を利用して測位精度を向上することができる。
【００５３】
実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２では、車載装置３は１つの路側装置２から測位補強データ５を取得して測位計算をしていた。詳しくは、路側に路側装置２が設置された道路を走行する車載装置３が、所定の距離や通信の可否などで定められる路側装置２の所定の範囲内に位置する場合に、車載装置３が路側装置２と通信して測位補強データ５を取得していた。
この実施の形態３では、車載装置３が複数の測位補強データ５を利用して測位計算を行なうものである。
【００５４】
図１４（ａ）は、この実施の形態３に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。なお、実施の形態３に係る図１４から図１６において、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
路側装置２ａおよび２ｂは、実施の形態１に係る路側装置２に路側装置間通信機２７を付加したものであり、道路沿いの既知座標に間欠的に設置されている。路側装置間は有線または無線通信で結ばれており、路側装置２ａおよび２ｂは、路側装置間通信機２７を用いて各路側装置２のデータを共有している。この路側装置２のデータとは、路側装置２が各自で計算したＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差、および各自の設置座標である。車載装置３は、路側装置２ａと２ｂとの間を走行している。
【００５５】
図１５は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。この実施の形態３に係る制御部２２は、図３に示す実施の形態１に係る制御部２２の擬似距離誤差計算部２２２に路側装置間通信機２７が接続されたものである。
擬似距離誤差計算部２２２は、路側装置間通信機２７を介して、第１の路側装置である自らが求めたデータｄ１６を路側装置間通信機２７に出力したり、路側装置間通信機２７が受信した第２の路側装置である自分以外の路側装置が求めたデータｄ１７を受信したりする。このように、路側装置２ａおよび２ｂは、路側装置間通信機２７によりデータｄ１６およびｄ１７を送受信してデータを共有する。
以降では、説明の便宜上、路側装置２ａおよび２ｂがＧＰＳ衛星１ａの電波を受信し、車載装置３がＧＰＳ衛星１ａに関する擬似距離誤差を求める場合について説明する。また、路側装置２ｂが路側装置２ａに路側装置２ｂのデータを送信するものとする。つまり、路側装置２ｂは図１５においてデータｄ１６を送信しており、路側装置２ａは図１５においてデータｄ１７を受信している。
【００５６】
路側装置２ａは、自ら検出したデータｄ１６を測位補強データ５に付加して車載装置３に送信する際、路側装置間通信機２７から受信した路側装置２ｂのデータｄ１７も合わせて送信する。つまり、擬似距離誤差計算部２２２は、路側装置２ａ自らが算出した擬似距離誤差および設置座標、ならびに路側装置２ｂが算出した擬似距離誤差および設置座標を測位補強データ生成部２２３に出力する。
なお、路側装置２ａのデータｄ１６および路側装置２ｂのデータｄ１７は、同一のＧＰＳ衛星に関して算出したものである。
【００５７】
図１６は、車載装置３の制御部３２の構成を示すブロック図である。この実施の形態３に係る制御部３２の誤差計算部３２２は、図４に示す実施の形態１に係る制御部３２の誤差計算部３２２が補正データに含まれた複数の路側装置２の擬似距離誤差および路側装置２の設置位置と自らの位置とに基づいて自らの位置における擬似距離誤差を補間して計算する擬似距離誤差補間部３２２ａを備えたものである。
擬似距離誤差補間部３２２ａは、測位補強データ解読部３２３が測位補強データ５から抽出した路側装置２ａおよび２ｂのデータｄ１６およびｄ１７を用いて、ＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差を線形補間し、この擬似距離誤差とＧＰＳ衛星搭載時計誤差とから誤差データｄ１３を生成する。
【００５８】
図１４（ｂ）は、既知座標Ｐａに設置された路側装置２ａの擬似距離誤差δρａおよび既知座標Ｐｂに設置された路側装置２ｂの擬似距離誤差δρｂから、位置Ｐｏにおける車載装置３の擬似距離誤差δρｏを線形補間して計算する方法を概念的に示したものである。図１４（ｂ）において、Ｐａ、ＰｏおよびＰｂから紙面上方に延びる矢印は、各位置における擬似距離誤差δρａ、δρｏおよびδρｂを示す。擬似距離誤差δρｏは、設置位置Ｐａにおける擬似距離誤差δρａを基に、設置位置Ｐａから設置位置Ｐｂまでの擬似距離誤差の変化率、およびＰａと車載装置３の現在位置Ｐｏとの距離を用いて計算でき、以下に詳説する。
【００５９】
Ｐｏ（ｘｏ、ｙｏ）に設置された車載装置３の擬似距離誤差δρｏ[ｍ]は、以下の式（４−１）から（４−３）で計算できる。
δρｏ＝δρａ＋（δρｂ−δρａ）／（ｙｂ−ｙａ）×（ｙｏ−ｙａ）
・・・式（４−１）
＝δρａ＋（δρｂ−δρａ）／（ｘｂ−ｘａ）×（ｘｏ−ｘａ）
・・・式（４−２）
＝δρａ＋（δρｂ−δρａ）／||Ｐａ−Ｐｂ||×||Ｐｏ−Ｐａ||
・・・式（４−３）
【００６０】
式（４−１）〜（４−３）における変数の定義を示す。
Ｐａ：路側装置２ａの設置位置（ｘａ、ｙａ）
Ｐｂ：路側装置２ｂの設置位置（ｘｂ、ｙｂ）
Ｐｏ：車載装置３の現在位置（ｘｏ、ｙｏ）
δρａ：路側装置２ａが算出したＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差[ｍ]
δρｂ：路側装置２ｂが算出したＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差[ｍ]
δρｏ：車載装置３の現在位置ＰｏにおけるＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差[ｍ]
なお、位置Ｐａ、ＰｂおよびＰｏの成分（ｘ、ｙ）は経度および緯度を示す。
【００６１】
擬似距離誤差補間部３２２ａは、車載装置３の擬似距離誤差δρｏを計算する際、路側装置２ａおよび２ｂの経度が同じで緯度が異なる場合、つまりｙａ≠ｙｂの場合には式（４−１）を使用し、路側装置２ａおよび２ｂの緯度が同じで経度が異なる場合、つまりｘａ≠ｘｂの場合には式（４−２）を使用する。
なお、路側装置２ａおよび２ｂの経度も緯度も異なる場合でも、路側装置２ａと２ｂ間の距離||Ｐａ−Ｐｂ||、および路側装置２ａと車載装置３との距離||Ｐｏ−Ｐａ||を求めて、式（４−３）を使用することができる。
【００６２】
以上のように、実施の形態３によれば、車載装置３は、路側装置２の設置地点におけるマルチパス誤差だけでなく、路側装置２ａと２ｂ間の任意の位置におけるマルチパス誤差を推定して現在位置を計算できる。これにより、車載装置３が路側装置２の設置地点から進行方向に前後する区間に位置しても、測位精度の低下を抑制することができる。
【００６３】
ところで、上記の説明では、路側装置２ａが路側装置２ａおよび２ｂのデータを車載装置３に送信していたが、路側装置２ｂが路側装置２ａおよび２ｂのデータを車載装置３に送信しても良い。
また、路側装置２ａが路側装置のデータを車載装置３にまとめて送信し、路側装置２ｂは自らのデータを車載装置３に送らず、専ら路側装置２ａに送信しても良い。この場合、路側装置２ａは測位補強データ生成部２２３および通信機２３を備える必要があるが、路側装置２ｂは、測位補強データ生成部２２３および通信機２３を備える必要がない。
さらには、路側装置２ａおよび２ｂは、自らのデータのみを車載装置３に送信し、車載装置３は、路側装置２ａおよび２ｂのそれぞれから、それぞれのデータを取得しても良い。
【００６４】
また、車載装置３の誤差計算部３２３は、式（４−１）〜（４−３）に示すように、路側装置２ａの擬似距離誤差δρａを中心に擬似距離誤差δρｏを計算していた。しかし、路側装置２ｂを中心にしてδρｏを計算しても良い。この場合は、式（４−１）〜（４−３）の路側装置２ａに関するデータと２ｂに関するデータとを入れ替えれば、路側装置２ｂを中心にした計算をすることができる。
【００６５】
また、誤差計算部３２３は、路側装置２ａおよび２ｂから取得した擬似距離誤差δρａおよびδρｂを線形補間に用いて、車載装置３の位置Ｐｏにおける擬似距離誤差δρｏを計算する替わりに、路側装置２ａおよび２ｂからマルチパス誤差ｄmpを取得して、これらのマルチパス誤差を線形補間に用いて、車載装置の位置Ｐｏにおけるマルチパス誤差ｄmpを計算しても良い。
この場合には、まず、路側装置２ａおよび２ｂが実施の形態２の路側装置２のようにＤＧＰＳ補正データ７からマルチパス誤差を計算し、車載装置３に送信する。次に車載装置３は、式（４−１）〜（４−３）において、各位置ＰａおよびＰｂにおける擬似距離誤差の替わりにマルチパス誤差を代入して、車載装置３の位置Ｐｏにおけるマルチパス誤差を計算する。
さらに、車載装置３は、実施の形態２の誤差計算部３２３のように、計算したマルチパス誤差と、ＤＧＰＳ補正データ７から取得した誤差とＧＰＳ搭載時計誤差とから誤差データｄ１３を計算する。
このようにすれば、路側装置２間に位置する車載装置３は、ＤＧＰＳ補正データと線形補間したマルチパス誤差とを用いて測位計算することができる。
【００６６】
実施の形態４．
実施の形態３では、路側装置２ａおよび２ｂが道路の路側に道路の進行方向に間欠的に設置されており、車載装置３は、自らの進行方向の前後に位置する路側装置２ａおよび２ｂのデータを用いて擬似距離誤差を計算していた。この実施の形態４では、路側装置２ａおよび２ｂを道路の両側に設置する。
【００６７】
図１７（ａ）は、この実施の形態４に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。図中において、実施の形態３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。図１７（ａ）は、路側装置２ａおよび２ｂが設置された道路の横断方向の断面図である。道路の両側に建物が建っている場合、または片方のみに立っている場合には、道路の横断方向の位置によって、ＧＰＳ衛星１ａの電波状況が異なる可能性がある。車載装置３における電波状況も、路側装置２ａおよび２ｂとは異なる可能性があるため、横断方向において、路側装置２ａおよび２ｂの設置位置と擬似距離誤差とから、車載装置３の擬似距離誤差を線形補間して計算する。
【００６８】
路側装置２ａおよび２ｂ、ならびに車載装置３の動作は実施の形態３と同じである。図１７（ｂ）は、既知座標Ｐａに設置された路側装置２ａの擬似距離誤差δρａおよび既知座標Ｐｂに設置された路側装置２ｂの擬似距離誤差δρｂから、位置Ｐｏにおける車載装置３の擬似距離誤差δρｏを線形補間して計算する方法を概念的に示したものであり、図１４（ｂ）と同じである。ただし、実施の形態３において計算した擬似距離誤差δρｏは、車載装置３が搭載された車輌の進行方向による変化を考慮して計算されたものであるのに対し、この実施の形態４において計算した擬似距離誤差δρｏは、擬似距離誤差の道路の横断方向における変化を考慮したものである。
【００６９】
実施の形態４では、車載装置３が、路側装置２ａや２ｂが設置されている道路脇からの道路の横断方向における距離に応じて、擬似距離誤差δρｏを式（４−１）〜（４−３）で線形補間して推定し測位計算に用いる。したがって、道路の横方向の違いによる車載装置３の測位精度の差を小さくすることができる。例えば、幅の大きな道路や路線の数の多い道路の場合、車載装置３が中央分離帯近くに位置すれば、道路横方向に路側装置２ａや２ｂから遠くなる。しかし、この実施の形態４のように道路横断方向におけるＧＰＳ衛星電波の受信状況の変化に応じた擬似距離誤差を求めることで、測位計算の精度を保つことができる。
【００７０】
実施の形態５．
実施の形態３あるいは実施の形態４では、路側装置２ａおよび２ｂは、道路沿いあるいは道路の両側に間欠的に設置され、擬似距離誤差補間部３２２ａは、路側装置２ａおよび２ｂのデータから線形補間して擬似距離誤差δρｏを計算していた。この実施の形態５では、複数の路側装置を道路沿いおよび道路の両側に間欠的に設置するものである。
【００７１】
図１８は、この実施の形態５に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。図１８において、車載装置３が走行する道路沿いの座標Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、ＰｅおよびＰｆに、路側装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅおよび２ｆが設置されている。なお、図中において、実施の形態３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。路側装置２ａ、２ｂおよび２ｃ、ならびに２ｄ、２ｅおよび２ｆは、道路の方向に対して間欠的に設置されている。また、路側装置２ａおよび２ｄ、２ｂおよび２ｅ、２ｃおよび２ｆは、道路を挟んで対向して設置されている。なお、車載装置３は道路上の位置Ｐｏに位置する。
【００７２】
この実施の形態５では、車載装置３は、少なくとも３つ以上の路側装置のデータを用いて擬似距離誤差δρｏを計算するものである。ここでは、路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄのデータを用いて擬似距離誤差δρｏを計算する場合を考える。なお、後述する図１９が示すように、車載装置３は、路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄの設置位置Ｐａ、ＰｂおよびＰｄをコーナーとする面内に位置している。
【００７３】
車載装置３は、路側装置２ａ、２ｂ、・・・２ｆのデータを取得する。それぞれのデータは、１つの路側装置からまとめて送信される。なお、車載装置３は、各路側装置と通信してそれぞれのデータを取得しても良く、全路側装置のうちのいくつかの路側装置が複数の路側装置のデータをまとめて送信しても良い。
また、車載装置３は、取得した路側装置のデータから、少なくとも３つのデータを選択する。なお、車載装置３は、全ての路側装置のデータから使用するデータを選択しても良いが、使用するデータのみを当該路側装置から取得しても良い。
【００７４】
なお、車載装置３が路側装置２のデータから求めた擬似距離誤差から誤差データｄ１３を生成する処理は、実施の形態３にて説明した方法と同様である。以降では、車載装置３の擬似距離誤差補間部３２２ａが複数の路側装置２のデータから面補間をして車載装置３における擬似距離誤差を計算する方法について説明する。
【００７５】
図１９は、擬似距離誤差補間部３２２ａが、取得した上記のデータから面補間をして擬似距離誤差δρｏを計算する方法を説明する図である。擬似距離誤差補間部３２２ａは、第一に、ＰａおよびＰｄを結ぶ直線とＰｂおよびＰｏを結ぶ直線の交点となる位置Ｐｐを計算する。なお、Ｐｐの位置は、Ｐａ等と同じく経度ｘｐおよび緯度ｙｐで表す。
第二に、Ｐａ、δρａ、Ｐｄおよびδρｄを用いて線形補間によりＰｐにおける擬似距離誤差δρｐを計算する。
第三に、Ｐｂ、δρｂ、Ｐｐおよびδρｐを用いて線形補間によりＰｏにおける擬似距離誤差δρｏを計算する。
各計算手順を以下に詳説する。
【００７６】
第一に、位置Ｐｐを、以下の式（５−１）〜（５−４）を用いて計算する。
ｘｐ＝｛（ｙａ−ｙｏ）＋（ｙｂ−ｙｏ）／（ｘｂ−ｘｏ）×ｘｏ
−（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）×ｘａ｝
／｛（ｙｂ−ｙｏ）／（ｘｂ−ｘｏ）−（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）｝
・・・式（５−１）
ｘｐ＝ｘａ ・・・式（５−２）
ｙｐ＝（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）×（ｘｐ−ｘａ）＋ｙａ ・・・式（５−３）
ｙｐ＝（ｙｂ−ｙｏ）／（ｘｂ−ｘｏ）×（ｘｐ−ｘｏ）＋ｙｏ ・・・式（５−４）
【００７７】
擬似距離誤差補間部３２２ａは、Ｐｐの経度ｘｐを計算する際、路側装置２ａおよび２ｄの経度が異なる場合、つまりｘａ≠ｘｄの場合に式（５−１）を使用し、路側装置２ａおよび２ｄの経度が同じ場合、つまりｘａ＝ｘｄの場合に式（５−２）を使用する。
また、Ｐｐの緯度ｙｐを計算する際、路側装置２ａおよび２ｄの経度が異なる場合、つまりｘａ≠ｘｄの場合に式（５−３）を使用し、路側装置２ｂの経度と車載装置３の経度が異なる場合、つまりｘｂ≠ｘｏの場合に式（５−４）を使用する。
【００７８】
第二に、上記の式（５−１）〜（５−４）から求めた交点の座標Ｐｐ（ｘｐ、ｙｐ）における擬似距離誤差δρｐを、式（４−１）〜（４−３）で示す方法と同様の方法で計算する。なお、ここでは、式（４−１）〜（４−３）のＰａ、δρａ、Ｐｂ、δρｂおよびＰｃ、δρｃの替わりに、それぞれＰａ、δρａ、Ｐｄ、δρｄ、Ｐｐおよびδρｐを適用する。
【００７９】
第三に、Ｐｏにおける擬似距離誤差δρｏを、式（４−１）〜（４−３）で示す方法と同様の方法で計算する。ここでは、式（４−１）〜（４−３）のＰａ、δρａ、Ｐｂ、δρｂ、Ｐｃおよびδρｃの替わりに、それぞれＰｂ、δρｂ、Ｐｐ、δρｐ、Ｐｏおよびδρｏを適用する。
【００８０】
上記第２の手順および第３の手順に示すように、擬似距離誤差補間部３２２ａは線形補間を繰り返すことで面補間を行なうことができ、面補間により路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄを結ぶ面に位置する車載装置３における擬似距離誤差δρｏを計算することができる。
【００８１】
なお、図１９では、車載装置３が３つの路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄを頂点とする三角形の面の内側に位置していたが、車載装置３が三角形の面の外側に位置する場合でも、図２０に示すように、車載装置３が３つの路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄが辺上に位置する点線で示す長方形の内側に位置すれば、上記第１〜第２の手順を用いて車載装置３におけるδρｏを計算することができる。
また、３つの路側装置のデータから面補間をして車載装置３の擬似距離誤差δρｏを計算する替わりに、その他の計算方法で車載装置３の現在位置での擬似距離誤差δρｏを計算しても良い。
【００８２】
以上のように、この実施の形態５によれば、擬似距離誤差補間部３２２ａが道路の進行方向および横断方向に位置する３つ以上の路側装置のデータから面補間をして、車載装置３の現在位置における擬似距離誤差を計算するので、車載装置３の道路横断方向の位置および進行方向の位置に応じてマルチパス誤差が変化する場合でも、車載装置３の路側装置２との位置関係に応じた擬似距離誤差の補正をすることができ、車載装置３の測位精度の差を小さくすることができる。
【００８３】
実施の形態６．
実施の形態１から５では、車載装置３が各ＧＰＳ衛星１の擬似距離を計算し、これらの擬似距離から測位計算を行なう際に、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtrop、マルチパス誤差ｄmpなどの誤差データを路側装置２やＤＧＰＳ基地局６から取得して、この誤差データを用いて測位計算の精度を上げていた。
この実施の形態６では、誤差データで測位計算を修正する替わりに、車載装置３自らが計算した擬似距離の変化率を用いて擬似距離を修正したり、路側装置２の擬似距離変化率を用いて測位計算に使用するＧＰＳ衛星を選択したりすることで、測位計算の精度を上げるものである。擬似距離変化率はＧＰＳ衛星電波の搬送波周波数偏位から検出するものであり、ＧＰＳ衛星電波の伝播遅延時間から求める擬似距離よりも、マルチパスの影響が小さくなる。
【００８４】
実施の形態６におけるＤＧＰＳ測位システムは、実施の形態１におけるＤＧＰＳ測位システムと同様であり、当該システムを構成する路側装置２および車載装置３の構成や機能も、実施の形態１における路側装置２および車載装置３とほぼ同様である。この実施の形態６において、実施の形態１を示す図１から図７と同一の機能や動作についてはその説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付す。
【００８５】
最初に、車載装置３が行なう擬似距離変化率を用いた測位計算について説明する。
図２１は、車載装置３の制御部３２の構成を示すブロック図である。この実施の形態６に係る車載装置３は、図４に示す実施の形態１に係る制御部３２の測位計算部３２４が擬似距離変化率計算部３２４ａを備えたものである。擬似距離変化率計算部３２４ａは、ＧＰＳ衛星１の位置および速度、ならびに自らの位置および速度から擬似距離ｄ８の変化率である擬似距離変化率を求める。
また、測位補強データ解読部３２３は、測位補強データ５から路側装置２の擬似距離誤差ｄ６を解読する替わりに、路側装置２の擬似距離変化率ｄ１８を解読し、測位計算部３２４に出力するものである。また、誤差計算部３２２は、航法データｄ７からのみ誤差データｄ１３を生成するものである。
さらに、測位計算部３２４は、擬似距離変化率計算部３２４ａが計算した擬似距離変化率を用いて測位計算を行なうとともに、路側装置２の擬似距離変化率を用いて測位計算の校正をするものである。
【００８６】
最初に、車載装置３が自らが測定した擬似距離変化率を用いて測位計算を行なう場合について説明する。まず、擬似距離変化率計算部３２４ａが後述の式（６）を用いて各ＧＰＳ衛星１との擬似距離変化率の予測値Δρrate-siを計算する。次に、測位計算部３２４が後述の式（７）を用いて擬似距離変化率の予測値Δρrate-siから車載装置３の速度Ｖｏｉおよび車載装置３の位置Ｐｏｉを計算する。
【００８７】
Δρrate-si＝ＬＯＳｘ×ｖｘｓｉ＋ＬＯＳy×ｖｙｓｉ＋ＬＯＳz×ｖｚｓｉ
・・・式（６）
ＬＯＳｘ＝（ｘｓｉ−ｘｏｉ）／||Ｐｓｉ−Ｐｏｉ||
ＬＯＳｙ＝（ｙｓｉ−ｙｏｉ）／||Ｐｓｉ−Ｐｏｉ||
ＬＯＳｚ＝（ｚｓｉ−ｚｏｉ）／||Ｐｓｉ−Ｐｏｉ||
||Ｐｓｉ−Ｐｏｉ||＝｛（ｘｓｉ−ｘｏｉ）２＋（ｙｓｉ−ｙｏｉ）２
＋（ｚｓｉ−ｚｏｉ）２｝1／２
【００８８】
Ｐｏｉ＝Ｐｏｉ-1＋Ｖｏｉ×Δｔ ・・・式（７）
【００８９】
なお、上記式（６）および式（７）における変数は以下の通りである。
Ｐｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の位置（ｘｓｉ、ｙｓｉ、ｚｓｉ）[ｍ]
Ｖｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の速度
（ｖｘｓｉ、ｖｙｓｉ、ｖｚｓｉ）[ｍ／ｓ]
Ｐｏｉ：車載装置３の位置（ｘｏｉ、ｙｏｉ、ｚｏｉ）[ｍ]
Ｖｏｉ：車載装置３の速度（ｖｘｏｉ、ｖｙｏｉ、ｖｚｏｉ）[ｍ／ｓ]
Δρrate-si：車載装置３の擬似距離変化率の予測値[ｍ／ｓ]
Δρratei：車載装置３の擬似距離変化率の計測値[ｍ／ｓ]
Ａ：航法行列
【００９０】
次に、車載装置３が、路側装置２の擬似距離変化率に関するデータも用いて測位計算する場合について説明する。
車載装置２が停車状態にあれば、車載装置３で受信したＧＰＳ衛星毎の擬似距離の予測値Δρrate-siと計測値Δρrateiはほぼ一致する。しかし、車載装置３が走行状態にあれば、ＧＰＳ衛星と車載装置３の相対運動が変化するため、計測値Δρrateiと予測値Δρrate-siに差異が生じる。
また、大きなマルチパスが生じる地上環境で、ＧＰＳ衛星電波の強度が低くなると、車載装置３で計測した擬似距離変化率の誤差が大きくなる可能性があり、式（６）や式（７）による測位計算に誤差が生じるおそれがある。車載装置３の位置が正確であれば、擬似距離変化率の計測値と予測値とを比較することで擬似距離変化率の誤差を推定することもできるが、十分でない。
【００９１】
そこで、路側装置２における擬似距離変化率の予測値および計測値を比較して、擬似距離変化率の誤差が大きい場合には、当該ＧＰＳ衛星の電波を用いない場合を考える。
図２２は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態６に係る路側装置２は、図３に示す実施の形態１に係る制御部２２の擬似距離誤差計算部２２２を擬似距離変化率計算部２２４に置き換えたものである。擬似距離変化率計算部２２４は、航法データｄ１に基づき計算したＧＰＳ衛星１の位置と路側装置２の設置位置との間の直線距離、および航法データｄ１から求めたＧＰＳ衛星１の速度に基づき擬似距離の変化率である擬似距離変化率の予測値および計測値を求め、この予測値および計測値を路側装置２の擬似距離変化率データｄ１８として測位補強データ生成部に出力する。
【００９２】
擬似距離変化率計算部２２４は、以下の式（８）を用いて各ＧＰＳ衛星１の擬似距離変化率の予測値Δρrate-siを計算し、さらに当該ＧＰＳ衛星の速度Ｖｓｉから、擬似距離変化率の計測値を求める。
【００９３】
Δρrate-si＝ＬＯＳｘ×ｖｘｓｉ＋ＬＯＳy×ｖｙｓｉ＋ＬＯＳz×ｖｚｓｉ
・・・式（８）
ＬＯＳｘ＝（ｘｓｉ−ｘａ）／||Ｐｓｉ−Ｐａ||
ＬＯＳｙ＝（ｙｓｉ−ｙａ）／||Ｐｓｉ−Ｐａ||
ＬＯＳｚ＝（ｚｓｉ−ｚａ）／||Ｐｓｉ−Ｐａ||
||Ｐｓｉ−Ｐａ||＝｛（ｘｓｉ−ｘａ）２＋（ｙｓｉ−ｙａ）２
＋（ｚｓｉ−ｚａ）２｝1／２
【００９４】
なお、上記式（８）における変数は以下の通りである。
Ｐｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の位置（ｘｓｉ、ｙｓｉ、ｚｓｉ）[ｍ]
Ｖｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の速度
（ｖｘｓｉ、ｖｙｓｉ、ｖｚｓｉ）[ｍ／ｓ]
Ｐａ：路側装置２のＧＰＳ受信機２１のアンテナ座標の位置
（ｘａ、ｙａ、ｚａ）[ｍ]
||Ｐｓｉ−Ｐａ||＝ＧＰＳ衛星位置Ｐｓｉと路側装置２との間の距離[ｍ]
Δρrate-si：路側装置２の擬似距離変化率の予測値[ｍ／ｓ]
【００９５】
車載装置３の通信機３３が路側装置２の擬似距離変化率のデータｄ１８が設定された測位補強データ５を受信すると、路側装置２の擬似距離変化率のデータｄ１８は、測位補強データ解読部３２３を介して測位計算部３２４に入力される。
測位計算部３２４は、データｄ１８に設定された路側装置２の擬似距離変化率に関する計測値と予測値とを比較し、この計測値と予測値との差分が所定値よりも大きい場合には、車載装置３で計測した当該ＧＰＳ衛星の擬似距離変化率に誤差が生じるものとして、測位計算に当該ＧＰＳ衛星の擬似距離変化率を用いない。
また、測位計算部３２４は、路側装置２からは擬似距離変化率の予測値のみを受信して、路側装置２の擬似距離変化率の予測値と車載装置３自らの擬似距離変化率の計測値とを比較して、当該ＧＰＳ衛星の擬似距離を用いるか否かを判断しても良い。例えば、路側装置２から入手した擬似距離変化率の予測値と車載装置３が計測した擬似距離変化率の計測値の差分が大きな場合には、車載装置３が当該ＧＰＳ衛星の擬似距離を測位計算に用いないと判断するなどである。
【００９６】
以上のように、実施の形態６によれば、路側装置２は、ＧＰＳ衛星１毎に、ＧＰＳ衛星１と路側装置２との相対運動に基づく擬似距離変化率を補正データ５として算出でき、算出した補正データ５を車載装置３に送信できる。また、車載装置３が擬似距離変化率の計測値と予測値を用いて計算した現在位置を修正計算するので、マルチパスの影響を小さくして測位計算を行なうことができる。
また、擬似距離率は路側装置２とＧＰＳ衛星１との相対運動、および車載装置３とＧＰＳ衛星１との相対運動に基づくので、車載装置３が搭載された車輌の移動速度や移動方位等、利用者の挙動を考慮したＧＰＳ測位を実現できる。
さらに、当該ＧＰＳ衛星１の擬似距離を測位計算に用いるか否かの判断や擬似距離変化率を用いての測位計算の校正に、路側装置２が計算した擬似距離変化率の計測値や予測値を参照するので、精度の良い測位計算を行なうことができる。
【００９７】
実施の形態７．
実施の形態１では、路側装置２が所定時刻において検出したＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差を車載装置３に送信していた。この実施の形態７では、路側装置２が擬似距離誤差の統計量を計算し、車載装置３がその統計量に基づき測位使用衛星の選択を判断するものである。
なお、この実施の形態７における路側装置２および車載装置３は、実施の形態１や２における路側装置および車載装置３と同一の構成要素を有し、その説明を省略する。また、実施の形態１を示す図１から図４と同一の構成には同一の符号を付す。
【００９８】
図２３は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。この実施の形態７に係る制御部２２は、図３に示す実施の形態１の制御部２２の擬似距離誤差計算部２２２が擬似距離誤差の統計量を計算する統計量計算部２２２ａを備えたものである。
ＧＰＳ衛星１は、その位置（方位角、仰角）が時々刻々変化するものであり、擬似距離誤差計算部２２２がＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、・・・１ｎの位置の変化に伴い擬似距離誤差を算出する際、統計量計算部２２２ａは、擬似距離誤差の統計量（分散、平均、最大、最小など）を取得する。擬似距離誤差計算部２２２は、擬似距離誤差ｄ６とともに統計量ｄ１９を測位補強データ生成部２２３に出力する。これにより、通信機２３は、車載装置３に擬似距離誤差ｄ６を送信する際、合わせて擬似距離誤差の統計量ｄ１９も送信する。
【００９９】
図２４は、車載装置３の制御部３２に構成を示すブロック図である。この実施の形態７に係る制御部３２は、図４に示す実施の形態１の制御部３２が、統計量ｄ１９に基づき測位計算するものである。
図２４において、測位補強データ解読部３２３は、測位補強データ５から擬似距離誤差ｄ６および擬似距離誤差の統計量ｄ１９を抽出すると、擬似距離誤差ｄ６を誤差計算部３２２に出力し、擬似距離誤差の統計量ｄ１９を測位計算部３２４に出力する。
その後、測位計算部３２４は、擬似距離誤差の統計量ｄ１９を取得すると、当該ＧＰＳ衛星を測位計算に用いるか否かを判断する。例えば、擬似距離誤差の分散が所定値よりも大きな場合には、当該ＧＰＳ衛星を測位使用衛星リストへの記載からはずす。その他、最大値が所定値よりも大きな場合や、最大値と最小値との差分が所定値よりも大きな場合などに、当該ＧＰＳ衛星を測位使用衛星リストへの記載からはずしても良い。このようにすると、擬似距離誤差の変動が大きなＧＰＳ衛星を測位計算に使用されるＧＰＳ衛星候補からはずすことができ、車載装置３における測位計算の精度を上げることができる。
【０１００】
また、測位計算部３２４は、上記のように擬似距離誤差の統計量ｄ１９を用いて当該ＧＰＳ衛星の測位使用の候補からはずすほか、統計量のうちの分散を用いて、重み付き最小二乗法から車載装置３の位置Ｐｏを計算することができる。この方法によりＰｏは、以下の式（９）で求める。
【０１０１】
Ｐｏｉ＝Ｐｏｉ-1＋ΔＰｏｉ ・・・式（９）
ΔＰｏｉ＝（ＡＴＷＡ）−１（ＡＴＷ）ΔＲｏｉ
ＬＯＳｘｎ＝（Ｐｘｓｉｎ−Ｐｏｘｉ）／||Ｐｓｉｎ−Ｐｏｉ||
ＬＯＳｙｎ＝（Ｐｙｓｉｎ−Ｐｏｙｉ）／||Ｐｓｉｎ−Ｐｏｉ||
ＬＯＳｚｎ＝（Ｐｚｓｉｎ−Ｐｏｚｉ）／||Ｐｓｉｎ−Ｐｏｉ||
||Ｐｓｉｎ−Ｐｏｉ||＝｛（Ｐｘｓｉｎ−Ｐｏｘｉ）２
＋（Ｐｙｓｉｎ−Ｐｏｙｉ）２＋（Ｐｚｓｉｎ−Ｐｏｚｉ）２｝1／２
【０１０２】
上記式（８）において、
Ｐｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の位置（Ｐｓｉ、Ｐｓｉ、Ｐｓｉ）[ｍ]
Ｐｏ：車載装置３の位置（ｘｏ、ｙｏ、ｚｏ）[ｍ]
ΔＰｏ：車載装置３の位置の修正量（Δｘｏ、Δｙｏ、Δｚｏ）[ｍ]
ΔＲo：移動体の擬似距離の差異
ＷＡ：衛星毎の重み付き
Ａ：航法行列
ＬＯＳ：車載装置３から衛星に対する視線方向ベクトルのＸ，Ｙ，Ｚ成分
ρｃτ：車載装置３で受信した擬似距離[ｍ]
ｄρ：ＧＰＳ衛星１と車載装置３との間の擬似距離誤差
（＝ｄiono＋ｄtrop＋ｄmp）[ｍ]
ε：車載装置３の雑音[ｍ]
σδρ：擬似距離の誤差分散
【０１０３】
また、測位計算部３２４は、受信した擬似距離誤差を用いて当該ＧＰＳ衛星の擬似距離を修正する他、統計量の中の擬似距離誤差の平均値を用いて当該ＧＰＳ衛星の擬似距離を修正しても良い。
【０１０４】
また、路側装置２は、当該ＧＰＳ衛星に関する擬似距離誤差の統計量を所定の条件に達した場合に廃棄して、新たに統計量を収集しても良い。所定の条件とは、具体的には、最大値と最小値の範囲が所定値以上になった場合などである。路側装置２の周辺の環境が変化したと判断できるからである。
【０１０５】
以上のように、この実施の形態７によれば、路側装置２がＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差の統計量を測定し、車載装置３は擬似距離誤差の統計量を用いてＧＰＳ衛星の擬似距離の修正を行なうので、測位計算の精度を上げることができる。
【０１０６】
実施の形態８．
実施の形態１では、路側装置２がポール４に設置したＧＰＳ受信機２１を用いてＧＰＳ衛星電波を受信し、当該ＧＰＳ衛星の時刻および航法データを入手していた。この実施の形態８では、ＧＰＳ衛星電波をビル等の屋上で取得するものである。
【０１０７】
図２５は、この実施の形態８に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。図２５では、ＧＰＳ衛星電波が反射されたり遮蔽されたりせずに直接到達できるようなビル等の屋上にセンタ装置８が設置されている。なお、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
センタ装置８は、ＧＰＳ衛星からの電波が遮断されない位置で且つ既知の位置に設置されるとともに、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第２の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第２の航法データを出力する第２のＧＰＳ受信機であるＧＰＳ受信機８１と、第２の擬似距離、時刻情報および第２の航法データを路側装置２に配信処理する制御部８２からなる。
センタ装置８と路側装置２ａおよび２ｂとは通信線９で接続されており、路側装置２はセンタ装置８と有線通信を行い、擬似距離、時刻情報および航法データを取得する。なお、路側装置２とセンタ装置８との間は、無線で通信しても良い。
【０１０８】
路側装置２ａや２ｂ付近では、ビル等の影響で低仰角のＧＰＳ衛星電波が遮蔽されて、路側装置２ａや２ｂが特定のＧＰＳ衛星のデータを受信できない場合や、ＧＰＳ衛星の軌道の一部によっては、一定時間だけ電波を受信できない場合などがあり得る。
このような場合、路側装置２ａや２ｂは、自らが有するＧＰＳ受信機２では受信できないＧＰＳ衛星電波のデータを、ＧＰＳ受信機２の替わりにセンタ装置８を介して取得する。センタ装置８付近と車載装置３におけるマルチパスの影響は異なるため、マルチパス誤差の修正の精度は、実施の形態１に比べて小さくなるが、当該ＧＰＳ衛星のデータを連続的に取得することはできる。
センタ装置８が受信していたＧＰＳ衛星からの電波を、路側装置２ａや２ｂが受信できる状態に復帰した場合には、当該ＧＰＳ衛星の電波の受信を路側装置２ａや２ｂが再び行なえば、マルチパスの影響を考慮した擬似距離の修正の精度を元に戻すことができる。
【０１０９】
以上のように、この実施の形態８では、路側装置２ａや２ｂは、そのＧＰＳ衛星の航法データを受信できない時間帯があってもセンタ装置８を介してＧＰＳ衛星電波を連続受信でき、車載装置３の測位計算の精度を維持することができる。
【０１１０】
実施の形態９．
実施の形態１では、路側装置２が擬似距離誤差ｄ６を計算し、車載装置３は擬似距離誤差ｄ６を用いて測位計算をしていた。さらに説明すると、路側装置２は、道路近くに設置され且つ設置位置が既知であるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置であり、車載装置３は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置であるとする。このとき、路側装置２が第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の擬似距離に基づき第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算手段を実行し、車載装置３が第３の擬似距離および擬似距離誤差に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を実行していた。
しかし、この擬似距離誤差計算手段や位置算出手段は、路側装置２や車載装置３以外の箇所で実行されても良い。
【０１１１】
この実施の形態９では、第１の例として、実施の形態１に係るＤＧＰＳ測位システムが新たな管理装置を備え、この管理装置が擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実施する場合を挙げる。この実施の形態９に係る管理装置は、路側装置２および車載装置３とデータの送受信ができる通信機を備えており、さらに路側装置２および車載装置３から取得したデータを基に擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実行する制御部を備えている。また、この実施の形態９に係る路側装置２および車載装置３のそれぞれは、管理装置とデータの送受信ができる通信機を備えている。以降に路側装置２、車載装置３および管理装置の動作の例を説明する。
路側装置２は、管理装置と通信を行って、擬似距離誤差計算部２２２が擬似距離誤差の計算に用いていた航法データｄ１や第１の擬似距離ｄ２などのデータを管理装置に送信する。
車載装置３も路側装置２と同様に、管理装置と通信を行なって、誤差計算部３２２、測位補強データ解読部３２３および測位計算部３２４が測位計算に用いていた航法データｄ７や第３の擬似距離ｄ８などのデータを管理装置に送信する。
管理装置は、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実行し、車載装置３に関する測位計算結果を車載装置３に送信する。
【０１１２】
また、第２の例として、ＤＧＰＳ測位システムを構成する車載装置３が擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実施する場合を挙げ、以降に路側装置２および車載装置３の動作の例を説明する。
路側装置２は、擬似距離誤差計算部２２２が擬似距離誤差ｄ６の計算に用いていた航法データｄ１や第１の擬似距離ｄ２などのデータを車載装置３に送信する。
車載装置３は、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実行し、測位計算をする。
【０１１３】
以上のように、この実施の形態９によれば、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段に必要なデータさえ取得できれば、路側装置２および車載装置３のそれぞれで擬似距離誤差および測位計算を行なう必要はなく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
実施の形態１０．
実施の形態９に係るＤＧＰＳ測位システムは、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を備えていたが、それに加えて、実施の形態２に記載のようにＤＧＰＳ補正データを受信して、これを測位計算に使用しても良い。
【０１１５】
ここでは、実施の形態９における第２の例を引用して、この実施の形態１０に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する。
路側装置２は擬似距離誤差計算部２２２が擬似距離誤差ｄ６の計算に用いていた航法データｄ１や第１の擬似距離ｄ２などのデータとＤＧＰＳ補正データ７とを車載装置３に送信する。
車載装置３は、擬似距離誤差計算手段において路側装置２から受信した擬似距離誤差ｄ６およびＤＧＰＳ補正データ７からマルチパス誤差ｄmpを計算し、位置算出手段においてマルチパス誤差ｄmpおよび車載装置３のＤＧＰＳ補正データ受信機が受信したＤＧＰＳ補正データ７を用いて車載装置３の位置を算出する。
【０１１６】
以上のように、この実施の形態１０によれば、実施の形態９同様、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段に必要なデータさえ取得できれば、路側装置２および車載装置３のそれぞれで擬似距離誤差および測位計算を行なう必要はなく、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
実施の形態１１．
実施の形態９に係るＤＧＰＳ測位システムに加えて、実施の形態３から５に記載のように、複数の路側装置２ａ〜２ｆを備え、路側装置２ａ〜２ｆがそれぞれ計算した擬似距離誤差およびそれぞれの設置位置を考慮して、擬似距離誤差を補間計算しても良い。
【０１１８】
この実施の形態１１に係るＤＧＰＳシステムでは、例えば、複数の路側装置２が擬似距離誤差算出手段を実行して擬似距離誤差を計算するとともに、擬似距離誤差を路側装置２の設置位置を車載装置３に送信する。車載装置３は、位置算出手段に加え、２以上の路側装置の設置位置および擬似距離誤差、ならびに車載装置３の位置に基づき車載装置３の位置における擬似距離誤差を補間して計算する擬似距離誤差補間手段を備えている。位置算出手段は第３の擬似距離および擬似距離誤差補間手段が計算した擬似距離誤差に基づき車載装置３の位置を算出する。
【０１１９】
以上のように、この実施の形態１１によれば、擬似距離誤差補間手段を備えることで、複数の擬似距離誤差から擬似距離誤差を補間計算できるので、実施の形態３から５と同様の効果を得ることができる。
【０１２０】
実施の形態１２．
実施の形態９に係るＤＧＰＳ測位システムに加えて、実施の形態７に記載のように、擬似距離誤差の統計量を考慮しても良い。
【０１２１】
この実施の形態１２に係るＤＧＰＳシステムでは、例えば、路側装置２が擬似距離誤差計算手段に加えて擬似距離誤差の統計量を求める統計量計算手段を備え、車載装置３の位置算出手段が第３の擬似距離を統計量に基づき取捨選択する動作も備えれば、実施の形態７と同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
実施の形態１３．
実施の形態９に係るＤＧＰＳ測位システムは、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を備え、擬似距離誤差に基づき車載装置３の測位計算をしていた。この実施の形態１３では、擬似距離誤差の替わりに、実施の形態６に記載のように擬似距離の変化率を用いて測位計算を行なっても良い。
【０１２３】
この実施の形態１３に係るＤＧＰＳ測位システムでは、例えば、路側装置２が、道路近くに設置され且つ設置位置が既知であるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置であり、車載装置３が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置であるとする。
この場合、路側装置２が第１の擬似距離の変化率である第１の擬似距離変化率を計算する第１の擬似距離変化率計算手段を実行し、車載装置３が第３の擬似距離の変化率である第３の擬似距離変化率を計算する第３の擬似距離変化率計算手段を実行し、さらに車載装置３は第１の擬似距離、第１の擬似距離変化率、および第３の擬似距離変化率に基づき車載装置３の位置を算出する位置算出手段を実行すれば、実施の形態６と同様の測位計算を行なえる。
【０１２４】
なお、第１の擬似距離変化率計算手段、第３の擬似距離変化率計算手段および位置算出手段は、実施の形態９同様、これらの３つの手段の実行に必要なデータさえあれば、路側装置２や車載装置３以外の箇所で実行されても良く、実施の形態６と同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
ところで、上記説明では、この発明の端末装置を車に搭載した車載装置３に適用した場合について述べたが、携帯電話やＰＤＡなどに適用して、算出した自らの位置を携帯電話等の画面に表示させても良い。この場合、携帯電話等のユーザが路側装置２の付近、具体的には路側装置２との通信が可能な範囲にいれば、自らの正確な位置を知ることができる。
【０１２６】
また、実施の形態３から５、および１１では、車載装置３は、複数の路側装置２の擬似距離誤差および路側装置２の設置位置、ならびに車載装置３の位置に基づき擬似距離誤差を補間計算していたが、擬似距離誤差の替わりにマルチパス誤差ｄmpを補間計算しても良い。この場合、路側装置２はＤＧＰＳ補正データ７を用いてマルチパス誤差ｄmpを計算し、マルチパス誤差ｄmpと路側装置２の設置を路側装置２のデータｄ１６およびｄ１７として車載装置３に送信する。車載装置３は、マルチパス誤差を補間計算した後に、ＤＧＰＳ補正データ７とともに測位計算すれば良い。
【０１２７】
同様に、実施の形態７および１２では、擬似距離誤差の統計量を測位計算に用いていたが、実施の形態２に示すようにマルチパス誤差ｄmpを用いて測位計算する場合にも、マルチパスの統計量を取得して測位計算に用いても良い。
さらに、実施の形態８では、センタ装置８から取得したデータを用いて擬似距離誤差ｄ６を計算する場合を想定して説明したが、マルチパス誤差ｄmpを計算しても良い。
【０１２８】
また、実施の形態１では、時刻ｄ４を取得する別の形態として、路側装置２が電波時計２６を有し、電波時計２６から時刻ｄ４を取得する場合を、図８や図９を用いて説明した。実施の形態２から８においても、路側装置２は、複数の擬似距離ｄ２に基づき時刻ｄ４を求める替わりに、電波時計２６を備えて電波時計２６から時刻ｄ４を取得しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る路側装置２および車載装置３の内部構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る路側装置２の制御部２２の動作を示すフローである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る車載装置３の測位補強データ解読部３２３の動作を示すフローである。
【図７】この発明の実施の形態１に係る車載装置３の制御部３２の動作を示すフローである。
【図８】この発明の実施の形態１における別の形態の路側装置２および車載装置３の内部構成図である。
【図９】この発明の実施の形態１における別の形態の路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る路側装置２および車載装置３の内部構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態３に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図１７】この発明の実施の形態４に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図１８】この発明の実施の形態５に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図１９】この発明の実施の形態５に係る車載装置３が行なう面補間を説明するための図である。
【図２０】この発明の実施の形態５に係る車載装置３が行なう面補間の別の形態を説明するための図である。
【図２１】この発明の実施の形態６に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図２２】この発明の実施の形態６に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図２３】この発明の実施の形態７に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図２４】この発明の実施の形態７に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図２５】この発明の実施の形態８に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ ＧＰＳ衛星 ２ 路側装置 ２１ ＧＰＳ受信機 ２２制御部 ２２２ 擬似距離誤差計算部 ２２３ 測位補強データ生成部 ２３通信機 ３ 車載装置
ｄ１ ＧＰＳ衛星１の第１の航法データ ｄ２ 路側装置２とＧＰＳ衛星１との間の第１の擬似距離 ｄ５ ＧＰＳ衛星１の位置 ｄ６ 擬似距離誤差
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＤＧＰＳ測位、特に車載装置のＤＧＰＳ測位を補強するための路側装置、端末装置およびＤＧＰＳ測位システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ受信機でＧＰＳ衛星からの信号を受信すると、受信信号から、ＧＰＳ衛星の所定時刻における地球周回軌道上での位置、およびＧＰＳ受信機と各ＧＰＳ衛星１との間の距離（擬似距離＝電波伝播時間×光速）を得ることができる。また、４つ以上のＧＰＳ衛星の位置および擬似距離が揃うと、三角測量の原理により、ＧＰＳ受信機の位置および時刻を求めることができる。
しかし、上記のようにＧＰＳ受信機を用いて位置および時刻を求める場合、いわゆる測位を行なう場合には、第一に、ＧＰＳ衛星電波が大気中（電離層および対流圏）を通過する際の伝播遅延誤差（電離層遅延誤差および対流圏遅延誤差）が発生する。第二に、ＧＰＳ衛星電波の伝播時間を計測する時計の誤差（ＧＰＳ衛星搭載時計誤差、および利用者側ＧＰＳ受信機内蔵時計誤差）が存在する。さらに、第三に、ＧＰＳ衛星電波がビル等の建築物に反射した際に生じるマルチパス誤差と呼ぶ伝播時間遅延誤差が生じる。
【０００３】
これらの誤差はＧＰＳ受信機の測位に大きな誤差を与えるため、誤差を修正する必要がある。第１の伝播遅延誤差については、ＧＰＳ衛星のみを用いる単独測位では、ＧＰＳ衛星電波受信時に得られるＧＰＳ衛星毎の航法データの中にあるパラメータなどを用いて伝播遅延誤差を修正することができ、ＤＧＰＳ測位では、ＤＧＰＳ基地局から補正データを入手して伝播遅延誤差を修正することができる。この補正データは、電離層遅延誤差と対流圏遅延誤差の合計値を示し、以降、ＤＧＰＳ補正データと称する。後述する特許文献１には、ＤＧＰＳ補正データを用いたＤＧＰＳ測位について開示されている。
また、第２の時計誤差、特にＧＰＳ衛星搭載時計誤差についてはＧＰＳ衛星毎の航法データの中にあるパラメータを用いて時計誤差を修正することができ、利用者側ＧＰＳ受信機内蔵時計誤差については測位計算時に時計誤差を修正する。航法データはＧＰＳ衛星電波に含まれる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６８２０号公報（第３、４頁、図１）
【０００５】
上述のように、第１の伝播遅延誤差および第２の時計誤差については修正することができるが、第３のマルチパス誤差は利用者側ＧＰＳ受信機の周囲の建物の影響で生じる問題である。従来は、このマルチパス誤差は利用者側ＧＰＳ受信機で個別に解決すべき誤差として扱われており、ＧＰＳ測位の精度がマルチパス誤差に影響されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る路側装置は、道路近くの既知の位置に設置され、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離および第１の擬似距離に基づき擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算部と、擬似距離誤差に基づく補正データを生成する補正データ生成部とを有する制御装置、補正データを端末装置に送信する通信機を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係る路側装置は、道路近くの既知の位置に設置され、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の航法データから求めたＧＰＳ衛星の速度に基づき第１の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、擬似距離変化率に基づく補正データを生成する補正データ生成部とを有する制御装置、補正データを端末装置に送信する通信機を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係る端末装置は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、ＧＰＳ衛星と路側装置との間の第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差に基づく補正データを路側装置から受信する通信機、第３の擬似距離および補正データに基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係る端末装置は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、第３の航法データから求めたＧＰＳ衛星の速度および位置、自らの位置と速度、ならびに第３の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、第３の擬似距離および擬似距離変化率に基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明に係るＤＧＰＳ測位システムは、道路近くの既知の位置に設置されるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の擬似距離に基づき第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算手段、第３の擬似距離および擬似距離誤差に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係るＤＧＰＳ測位システムは、道路の近くの既知の位置に設置されるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、第１の擬似距離の変化率である第１の擬似距離変化率を計算する第１の擬似距離変化率計算手段、第３の擬似距離の変化率である第３の擬似距離変化率を計算する第３の擬似距離変化率計算手段、第１の擬似距離変化率、第３の擬似距離、および第３の擬似距離変化率に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、道路近くの既知の位置に設置された路側装置が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離および第１の擬似距離に基づき擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算部と、擬似距離誤差に基づく補正データを生成する補正データ生成部とを有する制御装置、補正データを端末装置に送信する通信機を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することができる。
【００１４】
また、この発明によれば、道路近くの既知の位置に設置された路側装置が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の航法データから求めたＧＰＳ衛星の速度に基づき第１の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、擬似距離変化率に基づく補正データを生成する補正データ生成部とを有する制御装置、補正データを端末装置に送信する通信機を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現し、測位精度を向上することができる。
【００１５】
また、この発明によれば、端末装置が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、ＧＰＳ衛星と路側装置との間の第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差に基づく補正データを路側装置から受信する通信機、第３の擬似距離および補正データに基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することができる。
【００１６】
また、この発明によれば、端末装置が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、第３の航法データから求めたＧＰＳ衛星の速度および位置、自らの位置と速度、ならびに第３の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、第３の擬似距離および擬似距離変化率に基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することができる。
【００１７】
また、この発明によれば、ＤＧＰＳ測位システムが、道路近くの既知の位置に設置されるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の擬似距離に基づき第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算手段、第３の擬似距離および擬似距離誤差に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現し、測位精度を向上することができる。
【００１８】
また、この発明によれば、ＤＧＰＳ測位システムが、道路の近くの既知の位置に設置されるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、第１の擬似距離の変化率である第１の擬似距離変化率を計算する第１の擬似距離変化率計算手段、第３の擬似距離の変化率である第３の擬似距離変化率を計算する第３の擬似距離変化率計算手段、第１の擬似距離変化率、第３の擬似距離、および第３の擬似距離変化率に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を備えるので、マルチパス誤差を考慮したＧＰＳ測位を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。図１におけるＤＧＰＳ測位システムは、ＧＰＳ衛星１、道路近くに設置され且つ設置位置が既知である路側装置２および端末装置である車載装置３からなる。ＧＰＳ衛星１は複数存在し、各ＧＰＳ衛星１を１ａ、１ｂ、１ｃ・・・、１ｎと称する。また、車載装置３は車に搭載されている。
路側装置２はＧＰＳ受信機２１、制御部２２および通信機２３からなる。ＧＰＳ受信機２１は道路の路側に設置されたポール４上の既知座標に設置され、ＧＰＳ衛星電波を受信する。さらにポール４には通信機２３も設置され、車載装置３と通信を行なう。また、ＧＰＳ受信機２１および通信機２３は制御部２２に接続している。なお、図１における二点鎖線は、路側装置２の車載装置３との通信可能範囲を示す。
路側装置２は車載装置３を搭載した車が往来する道路の路側に設置されており、車載装置３と路側装置２との間の距離は、車載装置３と一般的なＤＧＰＳ基地局との間の距離よりも小さい。また、路側装置２におけるＧＰＳ衛星電波の電波状況と車載装置３におけるＧＰＳ衛星電波の電波状況とはほぼ同じであり、道路の周囲にビル等が建設されている場合でも、路側装置２および車載装置３は、同じようなマルチパスの影響を受けたＧＰＳ衛星電波を受信することになる。
【００２０】
図２は、路側装置２および車載装置３の内部構成を示す図である。路側装置２は、ＧＰＳ衛星１からの電波を受信してＧＰＳ衛星１との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星１の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機であるＧＰＳ受信機２１、制御装置である制御部２２および補正データを車載装置に送信する通信機２３からなる。ＧＰＳ受信機２１は、複数のＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、・・・、１ｎの各ＧＰＳ衛星１の電波を受信し、受信信号から得た各ＧＰＳ衛星１の航法データおよび衛星電波の観測時刻、ならびに各ＧＰＳ衛星１とＧＰＳ受信機２１との間の擬似距離を制御部２２に出力する。制御部２２は、ＧＰＳ受信機２１から入力された航法データ、観測時刻および擬似距離を元に擬似距離誤差を計算し、この擬似距離誤差、ＧＰＳ受信機２１の設置座標および路側装置２の時刻を含んだ測位補強データ５を生成して、通信機２３に出力する。通信機２３は測位補強データ５を車載装置３に送信する。
【００２１】
ところで、ＧＰＳ受信機２１の設置座標とは、ＧＰＳ受信機２１のアンテナの設置座標を意味し、既知である。擬似距離を計算するためには、ＧＰＳ受信機２１のアンテナの設置座標が既知であることを要するが、ＧＰＳ受信機２１のアンテナの設置座標の替わりにポール４の座標や路側装置２全体のおおよその座標をＧＰＳ受信機２１の設置座標としても良い。以降、車載装置３のＧＰＳ受信機３１の座標の扱いも、上述のＧＰＳ受信機２１の設置座標の扱いと同様であるものとする。
【００２２】
図２における車載装置３は、ＧＰＳ衛星１からの電波を受信してＧＰＳ衛星１との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星１の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機であるＧＰＳ受信機３１、制御装置である制御部３２およびＧＰＳ衛星１と路側装置２との間の第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差に基づく補正データを路側装置２から受信する通信機３３からなる。ＧＰＳ受信機３１は、複数のＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、・・・、１ｎの各ＧＰＳ衛星１の電波を受信し、受信信号から得た各ＧＰＳ衛星１の航法データおよび時刻、ならびに各ＧＰＳ衛星１とＧＰＳ受信機３１との間の擬似距離を制御部３２に出力する。通信機３３は、路側装置２から送信された測位補強データ５を受信して、制御部３２に出力する。制御部３２は、ＧＰＳ受信機３１や通信機３３から入力された航法データ、時刻、擬似距離および測位補強データ５を元に車載装置３の現在位置を測位計算する。
【００２３】
ところで、路側装置２と車載装置３との間で送受信される測位補強データ５は、ヘッダ５ａ、送信時刻５ｂ、データ５ｃおよび誤り訂正符合５ｄからなり、データ５ｃが擬似距離誤差等を含むものである。測位補強データ５のフォーマットは、図２に記載のようなフォーマットの他、別のフォーマットで擬似距離誤差等を含んでも良い。
【００２４】
図３は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。制御部２２は、衛星位置計算部２２１、航法データｄ１を用いて計算したＧＰＳ衛星１の位置ｄ５と路側装置２の設置位置との間の直線距離および擬似距離ｄ２に基づき擬似距離誤差ｄ６を求める擬似距離誤差計算部２２２、および擬似距離誤差ｄ６に基づく補正データを生成する測位補強データ生成部２２３からなる。
衛星位置計算部２２１は、ＧＰＳ受信機２１から入力された航法データｄ１、擬似距離ｄ２および擬似距離ｄ２を観測した時刻ｄ３から、時刻ｄ４およびＧＰＳ衛星１の位置である衛星位置ｄ５を計算して擬似距離誤差計算部２２２に出力する。
擬似距離誤差計算部２２２には、航法データｄ１、ＧＰＳ衛星１とＧＰＳ受信機２１との間の擬似距離ｄ２、および擬似距離ｄ２を観測したＧＰＳ受信機２１の時刻ｄ３がＧＰＳ受信機２１から入力され、時刻ｄ４および衛星位置ｄ５が衛星位置計算部２２１から入力される。擬似距離誤差計算部２２２は、これらの入力されたデータｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４およびｄ５、ならびにＧＰＳ受信機２１の設置座標を用いて各ＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差ｄ６を計算し、測位補強データ生成部２２３に出力する。
測位補強データ生成部２２３は擬似距離誤差ｄ６を含んだ測位補強データ５を生成して通信機２３に出力する。
【００２５】
図４は、車載装置３の制御部３２の構成を示すブロック図である。制御部３２は、衛星位置計算部３２１、誤差計算部３２２、測位補強データ解読部３２３、および測位計算部３２４からなる。なお、誤差計算部３２２、測位補強データ解読部３２３および測位計算部３２４は、擬似距離ｄ８および補正データ５に基づき位置を算出する位置算出部である。
衛星位置計算部３２１は、ＧＰＳ受信機３１から入力された航法データｄ７から所定時刻における衛星位置ｄ１０を計算して測位計算部３２４に出力する。
測位補強データ解読部３２３は、通信機３３から入力された測位補強データ５をデコードして、擬似距離誤差ｄ６、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および路側装置２の時刻ｄ１２を抽出し、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および時刻ｄ１２を測位計算部３２４に、擬似距離誤差ｄ６を誤差計算部３２２に出力する。
誤差計算部３２２は、ＧＰＳ受信機３１から入力された航法データｄ７から、ＧＰＳ衛星搭載時計誤差、電離層遅延誤差および対流圏遅延誤差を所定の計算式で算出する。なお、測位補強データ解読部３２３から擬似距離誤差ｄ６が入力された場合には、ＧＰＳ衛星搭載時計誤差のみ算出し、擬似距離誤差ｄ６および算出したＧＰＳ衛星搭載時計誤差を誤差データｄ１３として測位計算部３２４に出力する。また、測位補強データ解読部３２３から擬似距離誤差ｄ６が入力されていない場合には、航法データｄ７から算出したＧＰＳ衛星搭載時計誤差、電離層遅延誤差および対流圏遅延誤差を誤差データｄ１３として測位計算部３２４に出力する。
測位計算部３２４は、ＧＰＳ受信機３１から入力された擬似距離ｄ８および時刻ｄ９と、衛星位置計算部３２１、誤差計算部３２２および測位補強データ解読部３２３から入力された衛星位置ｄ１０、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および時刻ｄ１２、ならびに誤差データｄ１３とを用いて車載装置３の測位計算を行い、車載装置３の位置ｄ１４および時刻ｄ１５を得る。得られた車載装置３の位置ｄ１４および時刻ｄ１５は、車載装置３のモニタなどの表示部に出力される。
【００２６】
次に、路側装置２および車載装置３の動作を説明する。なお、路側装置２および車載装置３は複数のＧＰＳ衛星１からＧＰＳ衛星電波を受信するが、ここではＧＰＳ衛星１ａからＧＰＳ衛星電波を受信した場合について説明する。
図５は、路側装置２の制御部２２の動作を示すフローである。ステップＳＴ５０１で制御部２２が初期化済みか否かをチェックし、初期化済みでなければステップＳＴ５０２で所定の初期化処理を行う。
次にステップＳＴ５０３で、衛星位置計算部２２１がＧＰＳ受信機２１からＧＰＳ衛星１ａの擬似距離ρ（ｃτ）が入力される度に、路側装置２において擬似距離誤差ρ（ｃτ）を観測した時刻から、Ｓａｇｎａｃ効果を用いてＧＰＳ衛星１ａの電波送信時刻Ｔ１を逆算する。なお、衛星位置計算部２２１は、予め複数の擬似距離ｄ２から時刻ｄ４を計算しており、擬似距離誤差ρ（ｃτ）を観測した時刻は、時刻ｄ４に基づき取得したものである。
続いて、衛星位置計算部２２１は、ステップＳＴ５０４でＧＰＳ衛星１ａの航法データおよび所定の計算式を用いて、ＧＰＳ衛星１ａが電波を送信した電波送信時刻Ｔ１における衛星位置Ｐｓを計算する。
ステップＳＴ５０５では、擬似距離誤差計算部２２２がＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差ｄ６を、後述する式（１）で計算して測位補強データ生成部２２３に出力する。
ステップＳＴ５０６では、測位補強データ生成部２２３が、データ５ｃに擬似距離誤差ｄ６、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および時刻ｄ１２が含まれた測位補強データ５を生成する。
さらに、ステップＳＴ５０７で擬似距離誤差計算部２２２が測位補強データ５を通信機２３に出力するので、測位補強データ５が車載装置３に送信される。
【００２７】
ここで、ステップＳＴ５０５において計算する擬似距離誤差ｄρ（Ｔ２）を説明する。ＧＰＳ衛星電波受信時刻Ｔ２におけるＧＰＳ受信機２１とＧＰＳ衛星１ａとの間の擬似距離ρ（ｃτ）の誤差をｄρ（Ｔ２）とすると、以下の式（１）で表すことができる。
【００２８】
ｄρ（Ｔ２）＝ρ（ｃτ）
−（||Ｐｓ−Ｐａ||＋ｃ（ｄＴ２−ｄＴ１）＋ε） ・・・式（１）
【００２９】
但し、式（１）において、擬似距離誤差ｄρ（Ｔ２）は、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtrop、およびマルチパス誤差ｄmpの合算値（ｄiono＋ｄtrop＋ｄmp）である。
また、式（１）における変数の定義を以下に示す。なお、各変数の単位を[]で示す。
ρ（ｃτ）：ＧＰＳ受信機２１とＧＰＳ衛星１ａとの間の擬似距離[ｍ]
ｃ：光の速度（２.９９７９２４５８×１０８）[ｓ]
τ：ＧＰＳ衛星１とＧＰＳ受信機２１間の電波伝播時間[ｍ／ｓ]
Ｐｓ：航法データから算出したＧＰＳ衛星１ａの位置（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）[ｍ]
Ｐａ：ＧＰＳ受信機２１の設置座標（既知）（ｘａ、ｙａ、ｚａ）[ｍ]
||Ｐｓ−Ｐａ||：ＧＰＳ衛星１ａの位置ＰｓとＧＰＳ受信機２１の設置座標Ｐａ
との直線距離[ｍ]
ｄＴ１：ＧＰＳ衛星電波が送信された時刻Ｔ１[ｓ]におけるＧＰＳ衛星搭載時計の
誤差[ｓ]
ｄＴ２：ＧＰＳ衛星電波受信時Ｔ２[ｓ]のＧＰＳ受信機２１の内蔵時計の誤差[ｓ]
ε：ＧＰＳ受信機２１の雑音[ｍ]
【００３０】
ここでは、ｄＴ１を航法データｄ１の中にある時計誤差モデルのパラメータを用いて所定の計算式で算出し、ｄＴ２をＧＰＳ受信機２１の時刻と電波時計２６の時刻とを比較して算出する。
【００３１】
また、εは高仰角のＧＰＳ衛星からの電波を受信した際に以下の式（２）で計算するものである。
ε＝ρ（ｃτ）−（||Ｐｓ−Ｐａ||＋ｃ（ｄＴ２−ｄＴ１）＋ｄiono2＋ｄtrop2）
・・・式（２）
式（２）におけるｄiono2およびｄtrop2は、航法データｄ１から算出した電離層遅延誤差および対流圏遅延誤差である。
【００３２】
図６は、車載装置３が測位補強データ５を受信した際の測位補強データ解読部３２３の動作を示すフローである。ステップＳＴ６０１で受信データ、即ち測位補強データ５の有無を確認する。受信データがあれば、ステップＳＴ６０２にて測位補強データ５の解読処理を行い、路側装置２のＧＰＳ受信機２１とＧＰＳ衛星１ａとの間の擬似距離誤差ｄ６、ＧＰＳ受信機２１の設置座標ｄ１１および時刻ｄ１２を抽出する。さらにステップＳＴ６０３で、擬似距離誤差ｄ６を誤差計算部３２２に出力し、路側装置２の座標ｄ１１および時刻ｄ１２を測位計算部３２４に出力する。測位補強データ５の解読および出力処理が終了、または受信データが存在しない場合は処理を終了する。
【００３３】
ところで、図５では、路側装置２がＧＰＳ衛星１ａからのＧＰＳ衛星電波を受信した場合の動作を説明したが、路側装置２は、ＧＰＳ衛星１ａ以外の全てのＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星電波を受信した場合にも図５と同様の動作を行なう。そのときには、式（１）および式（２）において、ＧＰＳ衛星１ａに関するデータの替わりに当該ＧＰＳ衛星１ａ以外のＧＰＳ衛星に関するデータを代入すれば良い。それに伴い、図６において、車載装置３の測位補強データ解読部３２３は、ＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差ｄ６だけでなく、ＧＰＳ衛星１ａ以外のＧＰＳ衛星の擬似距離誤差も誤差計算部３２２に出力する。
【００３４】
図７は、測位補強データ解読部３２３が測位補強データ５の解読処理を行なった後の車載装置３の制御部３２の動作を示すフローである。ステップＳＴ７０１で制御部３２が初期化済みかをチェックし、初期化済みでなければステップＳＴ７０２で所定の初期化処理を行う。
ステップＳＴ７０３で、衛星位置計算部３２１は、ＧＰＳ受信機３１からＧＰＳ衛星１ａの擬似距離ρ（ｃτ）が入力されると、車載装置３において擬似距離誤差ρ（ｃτ）を観測した時刻から、Ｓａｇｎａｃ効果を用いてＧＰＳ衛星１ａの電波送信時刻Ｔ１を逆算する。なお、電波送信時刻Ｔ１の逆算の際には、ＧＰＳ受信機３１が電波を受信をした時刻Ｔ３をＧＰＳ衛星電波の受信時刻として使用する。
続いて、衛星位置計算部３２１は、ステップＳＴ７０４でＧＰＳ衛星１ａの航法データｄ７および所定の計算式を用いて、ＧＰＳ衛星１ａが電波を送信した電波送信時刻Ｔ１における衛星位置Ｐｓを計算する。
ステップＳＴ７０５では、誤差計算部３２２は、擬似距離誤差ｄ６およびＧＰＳ衛星搭載時計誤差から誤差データｄ１３を生成して、測位計算部３２４に出力する。
なお、上記のステップＳＴ７０１からＳＴ７０５では、ＧＰＳ衛星１ａからのＧＰＳ衛星電波を受信した場合の動作を説明したが、当該ステップは、路側装置２や測位補強データ解読部３２３と同様に、ＧＰＳ衛星１ａだけでなく、その他のＧＰＳ衛星からの電波を受信する度に動作するものである。また、図７のステップＳＴ７０６以降のステップも、ＧＰＳ衛星１ａだけでなく、各ＧＰＳ衛星１に関するデータを扱う。
【００３５】
ステップＳＴ７０６は、測位計算部３２４がＧＰＳ受信機３１から入力された各ＧＰＳ衛星１の擬似距離ｄ８に基づき、測位計算に使用するＧＰＳ衛星１を選択して測位使用衛星リストに記し、測位使用衛星のリストを作成する処理である。
また、擬似距離ｄ８の数が５つ未満であるか、擬似距離ｄ８の数が５つ以上でもこれらの擬似距離ｄ８に対応するＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差ｄ６の最大値が所定値以上でない場合には、受信したＧＰＳ衛星１の擬似距離ｄ８を全て測位使用衛星リストに記す。
なお、擬似距離ｄ８の数が５つ以上であれば測位使用衛星リストに記したが、測位使用衛星リストに記すか否かを判定する擬似距離の数には別の数にしても良い。また、擬似距離誤差の最大値と比較する所定値も可変であるものとする。
【００３６】
次に測位計算を行なう。測位計算部３２４は、ステップＳＴ７０７にて、測位使用衛星リストのＧＰＳ衛星数が４つ以上であり、かつ収束計算回数が所定回数以内であれば、ステップＳＴ７０８にて測位計算処理を行う。反対に測位使用衛星リストのＧＰＳ衛星数が４つ未満、または収束計算回数が所定回数を超えた場合には、測位不可能として処理を終了する。
ステップＳＴ７０８の測位計算処理では、測位計算部３２４は、まず最初に測位使用衛星リストに基づいて以下の式（３）の航法行列Ａを計算する。
【００３７】
【００３８】
式（３）では、
ＬＯＳｘ＝（ｘｓ−ｘｏ）／|||Ｐｓ−Ｐｏ|||、
ＬＯＳｙ＝（ｙｓ−ｙｏ）／|||Ｐｓ−Ｐｏ|||、
ＬＯＳｚ＝（ｚｓ−ｚｏ）／|||Ｐｓ−Ｐｏ|||、
|||Ｐｓ−Ｐｏ|||＝
｛（ｘｓ−ｘｏ）２＋（ｙｓ−ｙｏ）２＋（ｚｓ−ｚｏ）２｝１／２
であり、Ｐｓは、式（１）と同様に、航法データから算出したＧＰＳ衛星の位置（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）[ｍ]、Ｐｏは車載装置３の位置（ｘｏ、ｙｏ、ｚｏ）[ｍ]を示す。
【００３９】
式（３）の航法行列Ａを計算した後に、車載装置３の位置誤差δＰｏ（δｘｏ、δｙｏ、δｚｏ）およびＧＰＳ受信機内蔵時計誤差δＴ３の４つの未知数を求め、求めた４つの未知数を元に、車載装置３の位置Ｐｏおよび時刻Ｔ３を修正する。このとき、測位計算部３２４は、擬似距離誤差の２乗和を最小にする解として、重み付き最小２乗法などの計算式を用いて４つの未知数を求める。
【００４０】
最後のステップＳＴ７０９では、車載装置３の位置誤差δＰｏが収束したか否かを判断する。収束した場合は、車載装置３の現在位置Ｐｏを測位できたとして処理を終了し、収束していない場合には、ステップＳＴ７０４からからステップＳＴ７０８を繰り返し実行する。一般的に、ステップＳＴ７０４からＳＴ７０８を数回繰り返して実行すれば、車載装置３の位置誤差δＰｏは収束するが、所定回数を繰り返しても収束しない場合には、ステップＳＴ７０７にて測位不可能と判断して処理を終了する。
【００４１】
図５に示すように、路側装置２は、既知である自らの設置位置とＧＰＳ衛星電波を受信して計算した自らの位置とを比較して、ＧＰＳ衛星電波を用いて測位した場合のずれ、すなわち擬似距離の誤差ｄ６を計算している。この擬似距離誤差ｄ６は、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtropおよびマルチパス誤差ｄmpを含むものである。
一方、車載装置３のＧＰＳ衛星電波の受信状況は、路側装置２のＧＰＳ衛星電波の受信状況が同じであり、マルチパスの影響もほぼ同じと考えられる。したがって、車載装置３は、擬似距離を算出した際に路側装置２が計算した擬似距離誤差ｄ６を用いて擬似距離を修正すれば、マルチパスｄmpを含めた誤差を修正することができる。
【００４２】
以上のように、この実施の形態１によれば、路側装置２は、ＧＰＳ衛星１毎に擬似距離誤差ｄ６を補正データ５として算出でき、算出した補正データ５を送信できる。また、車載装置３は、道路の路側に設置された路側装置２が計算した擬似距離誤差ｄ６を用いて、自らの擬似距離を修正して測位を行なう。擬似距離誤差ｄ６にはマルチパスの影響も含まれているため、車載装置３はマルチパスの影響を考慮して現在位置を測位できる。
また、車載装置３はマルチパス誤差ｄmpを補正しながら現在位置を測位するので、路側装置２が車載装置３の現在位置に応じた情報提供および車載装置３の位置管理などを行うことができるほか、車載装置３を搭載した車の運転者が、車の現在位置を正確に知ることができ、正確な現在位置に基づいた経路案内を享受することができる。
【００４３】
なお、上述の実施の形態１では、路側装置２は、複数のＧＰＳ衛星１の擬似距離ｄ２の観測から路側装置２の時刻ｄ４を求めていた。具体的には４つ以上のＧＰＳ衛星１の擬似距離ｄ２を観測できれば路側装置２の時刻ｄ４を計算することができたが、路側装置２の時刻ｄ４を電波時計を用いて取得しても良い。
図８は、実施の形態１の別の形態における路側装置２および車載装置３の内部構造を示す図であり、図９は、実施の形態１の別の形態における路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。図８および図９は、図２および図３に示す路側装置２に電波時計２６を付加したものであり、図２および図３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図９における衛星位置制御部２２１は、擬似距離ｄ２を元に時刻ｄ４を計算するのではなく、電波時計２６から時刻ｄ４を取得し、電波時計２６から入力された時刻ｄ４に基づき衛星位置ｄ５を計算して擬似距離誤差計算部２２２に出力する。
電波時計２６を備えた場合、例えば、路側装置２が時刻ｄ４を計算するために十分な数の擬似距離ｄ２を観測できないときでも、電波時計２６から時刻ｄ４を取得できるために擬似距離誤差ｄ６を計算できる。
【００４４】
また、上述の実施の形態１では、４つの未知数を求めるために重み付き最小２乗法を用いたが、逐次計算やカルマンフィルタを用いて求めても良い。
また、路側装置２と車載装置３との通信に専用狭域通信（ＤＳＲＣ）を適用しても良い。この場合には、路側装置２としてＤＳＲＣ路側装置を、車載装置３としてＤＳＲＣ車載装置を用いることになる。
さらには、ＧＰＳだけでなくセンサや道路地図データを用いた測位およびマップマッチングを行う装置を用いても良い。
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態１では、路側装置２が計算した擬似距離誤差ｄ６は、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtrop、およびマルチパス誤差ｄmpの合算値であったが、電離層遅延誤差ｄiono、および対流圏遅延誤差ｄtropの値は、従来から計算可能であったＤＧＰＳ補正データから取得しても良い。
【００４６】
図１０は、この実施の形態２に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。この実施の形態２に係るＤＧＰＳ測位システムは、図１に示す実施の形態１に係るＤＧＰＳ測位システムに加え、ＤＧＰＳ基地局６を備えたものである。なお、実施の形態２に係る図１０から図１３において、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図１０におけるＤＧＰＳ基地局６は、ＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、・・・、１ｎからの電波を受信するとともにＤＧＰＳ補正データ７を送信する。ＤＧＰＳ補正データ７は、電離層遅延誤差ｄionoと対流圏遅延誤差ｄtropとの合算値である。
【００４７】
図１１は、路側装置２および車載装置３の内部構成を示す図である。
路側装置２は、図２に示す実施の形態１に係る路側装置２にＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機２５を付加したものである。ＤＧＰＳ補正データ受信機２５は、ＤＧＰＳ基地局６が送信したＤＧＰＳ補正データ７を受信して、制御部２２に出力する。制御部２２は、実施の形態１で示す方法で計算した擬似距離誤差ｄ６からＤＧＰＳ補正データ７を削除し、マルチパス誤差ｄmpのみ含む誤差データを測位補強データ５として車載装置３に送信する。
【００４８】
車載装置３は、図２に示す実施の形態１に係る車載装置３にＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機３５を付加したものである。ＤＧＰＳ補正データ受信機３５は、ＤＧＰＳ基地局６が送信したＤＧＰＳ補正データ７を受信して、制御部３２に出力する。制御部３２は、路側装置２から受信したマルチパス誤差ｄmpとＤＧＰＳ補正データ７とから、測位処理を行う。
【００４９】
図１２は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。制御部２２では、ＤＧＰＳ補正データ受信機２５からのＤＧＰＳ補正データ７が擬似距離誤差計算部２２２に入力される。
擬似距離誤差計算部２２２は、実施の形態１で説明したように、ここでは図示されない擬似距離誤差ｄ６を計算する。さらに、ＤＧＰＳ補正データ７が入力されると、擬似距離誤差ｄ６とＤＧＰＳ補正データ７とからマルチパス誤差ｄmpを計算して、測位補強データ生成部２２３に出力する。
測位補強データ生成部２２３は、マルチパス誤差ｄmpを含んだ測位補強データ５を生成して通信機２３に出力する。
【００５０】
ところで、擬似距離誤差は電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtrop、およびマルチパス誤差ｄmpの合算値であり、ＤＧＰＳ補正データ７は電離層遅延誤差ｄiono、および対流圏遅延誤差ｄtropの合算値である。したがって、擬似距離誤差ｄ６からＤＧＰＳ補正データ７が示す誤差を削除すれば、具体的には差分を求めれば、マルチパス誤差ｄmpのみを得ることができる。なお、ＧＰＳ受信機の雑音εは、式（１）および式（２）で別途検出しておく必要がある。
実施の形態１の制御部２２は測位補強データ５に擬似距離誤差ｄ６を設定していたが、上述のように、実施の形態２の制御部２２は、測位補強データ５にマルチパス誤差ｄmpを設定する。
【００５１】
図１３は、車載装置３の制御部３２の構成を示すブロック図である。制御部３２では、ＤＧＰＳ補正データ受信機３５からのＤＧＰＳ補正データ７が誤差計算部３２２に入力される。
また、測位補強データ解読部３２３は、測位補強データ５からマルチパス誤差ｄmpを抽出して誤差計算部３２２に出力する。
誤差計算部３２２は、ＧＰＳ受信機３１から入力された航法データｄ７からＧＰＳ衛星搭載時計誤差、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtropを所定の計算式で算出する。なお、ＤＧＰＳ補正データ受信機３５からＤＧＰＳ補正データ７が入力された場合には、ＧＰＳ衛星搭載時計誤差のみ算出する。また、測位補強データ解読部３２３からマルチパス誤差ｄmpが入力されたとき、ＧＰＳ衛星搭載時計誤差、ＤＧＰＳ補正データ７から取得した電離層遅延誤差ｄionoおよび対流圏遅延誤差ｄtrop、ならびに路側装置２から送信されたマルチパス誤差ｄmpの合算値を誤差データｄ１３として測位計算部３２４に出力する。
測位計算部３２４は、誤差データｄ１３を元に測位計算を行なう。
【００５２】
以上のように、実施の形態２によれば、路側装置２がマルチパス誤差ｄmpを計算し、車載装置３は路側装置２からのマルチパス誤差ｄmpおよびＤＧＰＳ基地局６からのＤＧＰＳ補正データ７を用いて測位計算を行なうので、車載装置３は、マルチパス誤差ｄmpを補正できるとともに、ＤＧＰＳ補正データ７を利用して測位精度を向上することができる。
【００５３】
実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２では、車載装置３は１つの路側装置２から測位補強データ５を取得して測位計算をしていた。詳しくは、路側に路側装置２が設置された道路を走行する車載装置３が、所定の距離や通信の可否などで定められる路側装置２の所定の範囲内に位置する場合に、車載装置３が路側装置２と通信して測位補強データ５を取得していた。
この実施の形態３では、車載装置３が複数の測位補強データ５を利用して測位計算を行なうものである。
【００５４】
図１４（ａ）は、この実施の形態３に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。なお、実施の形態３に係る図１４から図１６において、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
路側装置２ａおよび２ｂは、実施の形態１に係る路側装置２に路側装置間通信機２７を付加したものであり、道路沿いの既知座標に間欠的に設置されている。路側装置間は有線または無線通信で結ばれており、路側装置２ａおよび２ｂは、路側装置間通信機２７を用いて各路側装置２のデータを共有している。この路側装置２のデータとは、路側装置２が各自で計算したＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差、および各自の設置座標である。車載装置３は、路側装置２ａと２ｂとの間を走行している。
【００５５】
図１５は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。この実施の形態３に係る制御部２２は、図３に示す実施の形態１に係る制御部２２の擬似距離誤差計算部２２２に路側装置間通信機２７が接続されたものである。
擬似距離誤差計算部２２２は、路側装置間通信機２７を介して、第１の路側装置である自らが求めたデータｄ１６を路側装置間通信機２７に出力したり、路側装置間通信機２７が受信した第２の路側装置である自分以外の路側装置が求めたデータｄ１７を受信したりする。このように、路側装置２ａおよび２ｂは、路側装置間通信機２７によりデータｄ１６およびｄ１７を送受信してデータを共有する。
以降では、説明の便宜上、路側装置２ａおよび２ｂがＧＰＳ衛星１ａの電波を受信し、車載装置３がＧＰＳ衛星１ａに関する擬似距離誤差を求める場合について説明する。また、路側装置２ｂが路側装置２ａに路側装置２ｂのデータを送信するものとする。つまり、路側装置２ｂは図１５においてデータｄ１６を送信しており、路側装置２ａは図１５においてデータｄ１７を受信している。
【００５６】
路側装置２ａは、自ら検出したデータｄ１６を測位補強データ５に付加して車載装置３に送信する際、路側装置間通信機２７から受信した路側装置２ｂのデータｄ１７も合わせて送信する。つまり、擬似距離誤差計算部２２２は、路側装置２ａ自らが算出した擬似距離誤差および設置座標、ならびに路側装置２ｂが算出した擬似距離誤差および設置座標を測位補強データ生成部２２３に出力する。
なお、路側装置２ａのデータｄ１６および路側装置２ｂのデータｄ１７は、同一のＧＰＳ衛星に関して算出したものである。
【００５７】
図１６は、車載装置３の制御部３２の構成を示すブロック図である。この実施の形態３に係る制御部３２の誤差計算部３２２は、図４に示す実施の形態１に係る制御部３２の誤差計算部３２２が補正データに含まれた複数の路側装置２の擬似距離誤差および路側装置２の設置位置と自らの位置とに基づいて自らの位置における擬似距離誤差を補間して計算する擬似距離誤差補間部３２２ａを備えたものである。
擬似距離誤差補間部３２２ａは、測位補強データ解読部３２３が測位補強データ５から抽出した路側装置２ａおよび２ｂのデータｄ１６およびｄ１７を用いて、ＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差を線形補間し、この擬似距離誤差とＧＰＳ衛星搭載時計誤差とから誤差データｄ１３を生成する。
【００５８】
図１４（ｂ）は、既知座標Ｐａに設置された路側装置２ａの擬似距離誤差δρａおよび既知座標Ｐｂに設置された路側装置２ｂの擬似距離誤差δρｂから、位置Ｐｏにおける車載装置３の擬似距離誤差δρｏを線形補間して計算する方法を概念的に示したものである。図１４（ｂ）において、Ｐａ、ＰｏおよびＰｂから紙面上方に延びる矢印は、各位置における擬似距離誤差δρａ、δρｏおよびδρｂを示す。擬似距離誤差δρｏは、設置位置Ｐａにおける擬似距離誤差δρａを基に、設置位置Ｐａから設置位置Ｐｂまでの擬似距離誤差の変化率、およびＰａと車載装置３の現在位置Ｐｏとの距離を用いて計算でき、以下に詳説する。
【００５９】
Ｐｏ（ｘｏ、ｙｏ）に設置された車載装置３の擬似距離誤差δρｏ[ｍ]は、以下の式（４−１）から（４−３）で計算できる。
δρｏ＝δρａ＋（δρｂ−δρａ）／（ｙｂ−ｙａ）×（ｙｏ−ｙａ）
・・・式（４−１）
＝δρａ＋（δρｂ−δρａ）／（ｘｂ−ｘａ）×（ｘｏ−ｘａ）
・・・式（４−２）
＝δρａ＋（δρｂ−δρａ）／||Ｐａ−Ｐｂ||×||Ｐｏ−Ｐａ||
・・・式（４−３）
【００６０】
式（４−１）〜（４−３）における変数の定義を示す。
Ｐａ：路側装置２ａの設置位置（ｘａ、ｙａ）
Ｐｂ：路側装置２ｂの設置位置（ｘｂ、ｙｂ）
Ｐｏ：車載装置３の現在位置（ｘｏ、ｙｏ）
δρａ：路側装置２ａが算出したＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差[ｍ]
δρｂ：路側装置２ｂが算出したＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差[ｍ]
δρｏ：車載装置３の現在位置ＰｏにおけるＧＰＳ衛星１ａの擬似距離誤差[ｍ]
なお、位置Ｐａ、ＰｂおよびＰｏの成分（ｘ、ｙ）は経度および緯度を示す。
【００６１】
擬似距離誤差補間部３２２ａは、車載装置３の擬似距離誤差δρｏを計算する際、路側装置２ａおよび２ｂの経度が同じで緯度が異なる場合、つまりｙａ≠ｙｂの場合には式（４−１）を使用し、路側装置２ａおよび２ｂの緯度が同じで経度が異なる場合、つまりｘａ≠ｘｂの場合には式（４−２）を使用する。
なお、路側装置２ａおよび２ｂの経度も緯度も異なる場合でも、路側装置２ａと２ｂ間の距離||Ｐａ−Ｐｂ||、および路側装置２ａと車載装置３との距離||Ｐｏ−Ｐａ||を求めて、式（４−３）を使用することができる。
【００６２】
以上のように、実施の形態３によれば、車載装置３は、路側装置２の設置地点におけるマルチパス誤差だけでなく、路側装置２ａと２ｂ間の任意の位置におけるマルチパス誤差を推定して現在位置を計算できる。これにより、車載装置３が路側装置２の設置地点から進行方向に前後する区間に位置しても、測位精度の低下を抑制することができる。
【００６３】
ところで、上記の説明では、路側装置２ａが路側装置２ａおよび２ｂのデータを車載装置３に送信していたが、路側装置２ｂが路側装置２ａおよび２ｂのデータを車載装置３に送信しても良い。
また、路側装置２ａが路側装置のデータを車載装置３にまとめて送信し、路側装置２ｂは自らのデータを車載装置３に送らず、専ら路側装置２ａに送信しても良い。この場合、路側装置２ａは測位補強データ生成部２２３および通信機２３を備える必要があるが、路側装置２ｂは、測位補強データ生成部２２３および通信機２３を備える必要がない。
さらには、路側装置２ａおよび２ｂは、自らのデータのみを車載装置３に送信し、車載装置３は、路側装置２ａおよび２ｂのそれぞれから、それぞれのデータを取得しても良い。
【００６４】
また、車載装置３の誤差計算部３２３は、式（４−１）〜（４−３）に示すように、路側装置２ａの擬似距離誤差δρａを中心に擬似距離誤差δρｏを計算していた。しかし、路側装置２ｂを中心にしてδρｏを計算しても良い。この場合は、式（４−１）〜（４−３）の路側装置２ａに関するデータと２ｂに関するデータとを入れ替えれば、路側装置２ｂを中心にした計算をすることができる。
【００６５】
また、誤差計算部３２３は、路側装置２ａおよび２ｂから取得した擬似距離誤差δρａおよびδρｂを線形補間に用いて、車載装置３の位置Ｐｏにおける擬似距離誤差δρｏを計算する替わりに、路側装置２ａおよび２ｂからマルチパス誤差ｄmpを取得して、これらのマルチパス誤差を線形補間に用いて、車載装置の位置Ｐｏにおけるマルチパス誤差ｄmpを計算しても良い。
この場合には、まず、路側装置２ａおよび２ｂが実施の形態２の路側装置２のようにＤＧＰＳ補正データ７からマルチパス誤差を計算し、車載装置３に送信する。次に車載装置３は、式（４−１）〜（４−３）において、各位置ＰａおよびＰｂにおける擬似距離誤差の替わりにマルチパス誤差を代入して、車載装置３の位置Ｐｏにおけるマルチパス誤差を計算する。
さらに、車載装置３は、実施の形態２の誤差計算部３２３のように、計算したマルチパス誤差と、ＤＧＰＳ補正データ７から取得した誤差とＧＰＳ搭載時計誤差とから誤差データｄ１３を計算する。
このようにすれば、路側装置２間に位置する車載装置３は、ＤＧＰＳ補正データと線形補間したマルチパス誤差とを用いて測位計算することができる。
【００６６】
実施の形態４．
実施の形態３では、路側装置２ａおよび２ｂが道路の路側に道路の進行方向に間欠的に設置されており、車載装置３は、自らの進行方向の前後に位置する路側装置２ａおよび２ｂのデータを用いて擬似距離誤差を計算していた。この実施の形態４では、路側装置２ａおよび２ｂを道路の両側に設置する。
【００６７】
図１７（ａ）は、この実施の形態４に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。図中において、実施の形態３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。図１７（ａ）は、路側装置２ａおよび２ｂが設置された道路の横断方向の断面図である。道路の両側に建物が建っている場合、または片方のみに立っている場合には、道路の横断方向の位置によって、ＧＰＳ衛星１ａの電波状況が異なる可能性がある。車載装置３における電波状況も、路側装置２ａおよび２ｂとは異なる可能性があるため、横断方向において、路側装置２ａおよび２ｂの設置位置と擬似距離誤差とから、車載装置３の擬似距離誤差を線形補間して計算する。
【００６８】
路側装置２ａおよび２ｂ、ならびに車載装置３の動作は実施の形態３と同じである。図１７（ｂ）は、既知座標Ｐａに設置された路側装置２ａの擬似距離誤差δρａおよび既知座標Ｐｂに設置された路側装置２ｂの擬似距離誤差δρｂから、位置Ｐｏにおける車載装置３の擬似距離誤差δρｏを線形補間して計算する方法を概念的に示したものであり、図１４（ｂ）と同じである。ただし、実施の形態３において計算した擬似距離誤差δρｏは、車載装置３が搭載された車輌の進行方向による変化を考慮して計算されたものであるのに対し、この実施の形態４において計算した擬似距離誤差δρｏは、擬似距離誤差の道路の横断方向における変化を考慮したものである。
【００６９】
実施の形態４では、車載装置３が、路側装置２ａや２ｂが設置されている道路脇からの道路の横断方向における距離に応じて、擬似距離誤差δρｏを式（４−１）〜（４−３）で線形補間して推定し測位計算に用いる。したがって、道路の横方向の違いによる車載装置３の測位精度の差を小さくすることができる。例えば、幅の大きな道路や路線の数の多い道路の場合、車載装置３が中央分離帯近くに位置すれば、道路横方向に路側装置２ａや２ｂから遠くなる。しかし、この実施の形態４のように道路横断方向におけるＧＰＳ衛星電波の受信状況の変化に応じた擬似距離誤差を求めることで、測位計算の精度を保つことができる。
【００７０】
実施の形態５．
実施の形態３あるいは実施の形態４では、路側装置２ａおよび２ｂは、道路沿いあるいは道路の両側に間欠的に設置され、擬似距離誤差補間部３２２ａは、路側装置２ａおよび２ｂのデータから線形補間して擬似距離誤差δρｏを計算していた。この実施の形態５では、複数の路側装置を道路沿いおよび道路の両側に間欠的に設置するものである。
【００７１】
図１８は、この実施の形態５に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。図１８において、車載装置３が走行する道路沿いの座標Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、ＰｅおよびＰｆに、路側装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅおよび２ｆが設置されている。なお、図中において、実施の形態３と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。路側装置２ａ、２ｂおよび２ｃ、ならびに２ｄ、２ｅおよび２ｆは、道路の方向に対して間欠的に設置されている。また、路側装置２ａおよび２ｄ、２ｂおよび２ｅ、２ｃおよび２ｆは、道路を挟んで対向して設置されている。なお、車載装置３は道路上の位置Ｐｏに位置する。
【００７２】
この実施の形態５では、車載装置３は、少なくとも３つ以上の路側装置のデータを用いて擬似距離誤差δρｏを計算するものである。ここでは、路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄのデータを用いて擬似距離誤差δρｏを計算する場合を考える。なお、後述する図１９が示すように、車載装置３は、路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄの設置位置Ｐａ、ＰｂおよびＰｄをコーナーとする面内に位置している。
【００７３】
車載装置３は、路側装置２ａ、２ｂ、・・・２ｆのデータを取得する。それぞれのデータは、１つの路側装置からまとめて送信される。なお、車載装置３は、各路側装置と通信してそれぞれのデータを取得しても良く、全路側装置のうちのいくつかの路側装置が複数の路側装置のデータをまとめて送信しても良い。
また、車載装置３は、取得した路側装置のデータから、少なくとも３つのデータを選択する。なお、車載装置３は、全ての路側装置のデータから使用するデータを選択しても良いが、使用するデータのみを当該路側装置から取得しても良い。
【００７４】
なお、車載装置３が路側装置２のデータから求めた擬似距離誤差から誤差データｄ１３を生成する処理は、実施の形態３にて説明した方法と同様である。以降では、車載装置３の擬似距離誤差補間部３２２ａが複数の路側装置２のデータから面補間をして車載装置３における擬似距離誤差を計算する方法について説明する。
【００７５】
図１９は、擬似距離誤差補間部３２２ａが、取得した上記のデータから面補間をして擬似距離誤差δρｏを計算する方法を説明する図である。擬似距離誤差補間部３２２ａは、第一に、ＰａおよびＰｄを結ぶ直線とＰｂおよびＰｏを結ぶ直線の交点となる位置Ｐｐを計算する。なお、Ｐｐの位置は、Ｐａ等と同じく経度ｘｐおよび緯度ｙｐで表す。
第二に、Ｐａ、δρａ、Ｐｄおよびδρｄを用いて線形補間によりＰｐにおける擬似距離誤差δρｐを計算する。
第三に、Ｐｂ、δρｂ、Ｐｐおよびδρｐを用いて線形補間によりＰｏにおける擬似距離誤差δρｏを計算する。
各計算手順を以下に詳説する。
【００７６】
第一に、位置Ｐｐを、以下の式（５−１）〜（５−４）を用いて計算する。
ｘｐ＝｛（ｙａ−ｙｏ）＋（ｙｂ−ｙｏ）／（ｘｂ−ｘｏ）×ｘｏ
−（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）×ｘａ｝
／｛（ｙｂ−ｙｏ）／（ｘｂ−ｘｏ）−（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）｝
・・・式（５−１）
ｘｐ＝ｘａ ・・・式（５−２）
ｙｐ＝（ｙｄ−ｙａ）／（ｘｄ−ｘａ）×（ｘｐ−ｘａ）＋ｙａ ・・・式（５−３）
ｙｐ＝（ｙｂ−ｙｏ）／（ｘｂ−ｘｏ）×（ｘｐ−ｘｏ）＋ｙｏ ・・・式（５−４）
【００７７】
擬似距離誤差補間部３２２ａは、Ｐｐの経度ｘｐを計算する際、路側装置２ａおよび２ｄの経度が異なる場合、つまりｘａ≠ｘｄの場合に式（５−１）を使用し、路側装置２ａおよび２ｄの経度が同じ場合、つまりｘａ＝ｘｄの場合に式（５−２）を使用する。
また、Ｐｐの緯度ｙｐを計算する際、路側装置２ａおよび２ｄの経度が異なる場合、つまりｘａ≠ｘｄの場合に式（５−３）を使用し、路側装置２ｂの経度と車載装置３の経度が異なる場合、つまりｘｂ≠ｘｏの場合に式（５−４）を使用する。
【００７８】
第二に、上記の式（５−１）〜（５−４）から求めた交点の座標Ｐｐ（ｘｐ、ｙｐ）における擬似距離誤差δρｐを、式（４−１）〜（４−３）で示す方法と同様の方法で計算する。なお、ここでは、式（４−１）〜（４−３）のＰａ、δρａ、Ｐｂ、δρｂおよびＰｃ、δρｃの替わりに、それぞれＰａ、δρａ、Ｐｄ、δρｄ、Ｐｐおよびδρｐを適用する。
【００７９】
第三に、Ｐｏにおける擬似距離誤差δρｏを、式（４−１）〜（４−３）で示す方法と同様の方法で計算する。ここでは、式（４−１）〜（４−３）のＰａ、δρａ、Ｐｂ、δρｂ、Ｐｃおよびδρｃの替わりに、それぞれＰｂ、δρｂ、Ｐｐ、δρｐ、Ｐｏおよびδρｏを適用する。
【００８０】
上記第２の手順および第３の手順に示すように、擬似距離誤差補間部３２２ａは線形補間を繰り返すことで面補間を行なうことができ、面補間により路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄを結ぶ面に位置する車載装置３における擬似距離誤差δρｏを計算することができる。
【００８１】
なお、図１９では、車載装置３が３つの路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄを頂点とする三角形の面の内側に位置していたが、車載装置３が三角形の面の外側に位置する場合でも、図２０に示すように、車載装置３が３つの路側装置２ａ、２ｂおよび２ｄが辺上に位置する点線で示す長方形の内側に位置すれば、上記第１〜第２の手順を用いて車載装置３におけるδρｏを計算することができる。
また、３つの路側装置のデータから面補間をして車載装置３の擬似距離誤差δρｏを計算する替わりに、その他の計算方法で車載装置３の現在位置での擬似距離誤差δρｏを計算しても良い。
【００８２】
以上のように、この実施の形態５によれば、擬似距離誤差補間部３２２ａが道路の進行方向および横断方向に位置する３つ以上の路側装置のデータから面補間をして、車載装置３の現在位置における擬似距離誤差を計算するので、車載装置３の道路横断方向の位置および進行方向の位置に応じてマルチパス誤差が変化する場合でも、車載装置３の路側装置２との位置関係に応じた擬似距離誤差の補正をすることができ、車載装置３の測位精度の差を小さくすることができる。
【００８３】
実施の形態６．
実施の形態１から５では、車載装置３が各ＧＰＳ衛星１の擬似距離を計算し、これらの擬似距離から測位計算を行なう際に、電離層遅延誤差ｄiono、対流圏遅延誤差ｄtrop、マルチパス誤差ｄmpなどの誤差データを路側装置２やＤＧＰＳ基地局６から取得して、この誤差データを用いて測位計算の精度を上げていた。
この実施の形態６では、誤差データで測位計算を修正する替わりに、車載装置３自らが計算した擬似距離の変化率を用いて擬似距離を修正したり、路側装置２の擬似距離変化率を用いて測位計算に使用するＧＰＳ衛星を選択したりすることで、測位計算の精度を上げるものである。擬似距離変化率はＧＰＳ衛星電波の搬送波周波数偏位から検出するものであり、ＧＰＳ衛星電波の伝播遅延時間から求める擬似距離よりも、マルチパスの影響が小さくなる。
【００８４】
実施の形態６におけるＤＧＰＳ測位システムは、実施の形態１におけるＤＧＰＳ測位システムと同様であり、当該システムを構成する路側装置２および車載装置３の構成や機能も、実施の形態１における路側装置２および車載装置３とほぼ同様である。この実施の形態６において、実施の形態１を示す図１から図７と同一の機能や動作についてはその説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付す。
【００８５】
最初に、車載装置３が行なう擬似距離変化率を用いた測位計算について説明する。
図２１は、車載装置３の制御部３２の構成を示すブロック図である。この実施の形態６に係る車載装置３は、図４に示す実施の形態１に係る制御部３２の測位計算部３２４が擬似距離変化率計算部３２４ａを備えたものである。擬似距離変化率計算部３２４ａは、ＧＰＳ衛星１の位置および速度、ならびに自らの位置および速度から擬似距離ｄ８の変化率である擬似距離変化率を求める。
また、測位補強データ解読部３２３は、測位補強データ５から路側装置２の擬似距離誤差ｄ６を解読する替わりに、路側装置２の擬似距離変化率ｄ１８を解読し、測位計算部３２４に出力するものである。また、誤差計算部３２２は、航法データｄ７からのみ誤差データｄ１３を生成するものである。
さらに、測位計算部３２４は、擬似距離変化率計算部３２４ａが計算した擬似距離変化率を用いて測位計算を行なうとともに、路側装置２の擬似距離変化率を用いて測位計算の校正をするものである。
【００８６】
最初に、車載装置３が自らが測定した擬似距離変化率を用いて測位計算を行なう場合について説明する。まず、擬似距離変化率計算部３２４ａが後述の式（６）を用いて各ＧＰＳ衛星１との擬似距離変化率の予測値Δρrate-siを計算する。次に、測位計算部３２４が後述の式（７）を用いて擬似距離変化率の予測値Δρrate-siから車載装置３の速度Ｖｏｉおよび車載装置３の位置Ｐｏｉを計算する。
【００８７】
Δρrate-si＝ＬＯＳｘ×ｖｘｓｉ＋ＬＯＳy×ｖｙｓｉ＋ＬＯＳz×ｖｚｓｉ
・・・式（６）
ＬＯＳｘ＝（ｘｓｉ−ｘｏｉ）／||Ｐｓｉ−Ｐｏｉ||
ＬＯＳｙ＝（ｙｓｉ−ｙｏｉ）／||Ｐｓｉ−Ｐｏｉ||
ＬＯＳｚ＝（ｚｓｉ−ｚｏｉ）／||Ｐｓｉ−Ｐｏｉ||
||Ｐｓｉ−Ｐｏｉ||＝｛（ｘｓｉ−ｘｏｉ）２＋（ｙｓｉ−ｙｏｉ）２
＋（ｚｓｉ−ｚｏｉ）２｝1／２
【００８８】
Ｐｏｉ＝Ｐｏｉ-1＋Ｖｏｉ×Δｔ ・・・式（７）
【００８９】
なお、上記式（６）および式（７）における変数は以下の通りである。
Ｐｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の位置（ｘｓｉ、ｙｓｉ、ｚｓｉ）[ｍ]
Ｖｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の速度
（ｖｘｓｉ、ｖｙｓｉ、ｖｚｓｉ）[ｍ／ｓ]
Ｐｏｉ：車載装置３の位置（ｘｏｉ、ｙｏｉ、ｚｏｉ）[ｍ]
Ｖｏｉ：車載装置３の速度（ｖｘｏｉ、ｖｙｏｉ、ｖｚｏｉ）[ｍ／ｓ]
Δρrate-si：車載装置３の擬似距離変化率の予測値[ｍ／ｓ]
Δρratei：車載装置３の擬似距離変化率の計測値[ｍ／ｓ]
Ａ：航法行列
【００９０】
次に、車載装置３が、路側装置２の擬似距離変化率に関するデータも用いて測位計算する場合について説明する。
車載装置２が停車状態にあれば、車載装置３で受信したＧＰＳ衛星毎の擬似距離の予測値Δρrate-siと計測値Δρrateiはほぼ一致する。しかし、車載装置３が走行状態にあれば、ＧＰＳ衛星と車載装置３の相対運動が変化するため、計測値Δρrateiと予測値Δρrate-siに差異が生じる。
また、大きなマルチパスが生じる地上環境で、ＧＰＳ衛星電波の強度が低くなると、車載装置３で計測した擬似距離変化率の誤差が大きくなる可能性があり、式（６）や式（７）による測位計算に誤差が生じるおそれがある。車載装置３の位置が正確であれば、擬似距離変化率の計測値と予測値とを比較することで擬似距離変化率の誤差を推定することもできるが、十分でない。
【００９１】
そこで、路側装置２における擬似距離変化率の予測値および計測値を比較して、擬似距離変化率の誤差が大きい場合には、当該ＧＰＳ衛星の電波を用いない場合を考える。
図２２は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態６に係る路側装置２は、図３に示す実施の形態１に係る制御部２２の擬似距離誤差計算部２２２を擬似距離変化率計算部２２４に置き換えたものである。擬似距離変化率計算部２２４は、航法データｄ１に基づき計算したＧＰＳ衛星１の位置と路側装置２の設置位置との間の直線距離、および航法データｄ１から求めたＧＰＳ衛星１の速度に基づき擬似距離の変化率である擬似距離変化率の予測値および計測値を求め、この予測値および計測値を路側装置２の擬似距離変化率データｄ１８として測位補強データ生成部に出力する。
【００９２】
擬似距離変化率計算部２２４は、以下の式（８）を用いて各ＧＰＳ衛星１の擬似距離変化率の予測値Δρrate-siを計算し、さらに当該ＧＰＳ衛星の速度Ｖｓｉから、擬似距離変化率の計測値を求める。
【００９３】
Δρrate-si＝ＬＯＳｘ×ｖｘｓｉ＋ＬＯＳy×ｖｙｓｉ＋ＬＯＳz×ｖｚｓｉ
・・・式（８）
ＬＯＳｘ＝（ｘｓｉ−ｘａ）／||Ｐｓｉ−Ｐａ||
ＬＯＳｙ＝（ｙｓｉ−ｙａ）／||Ｐｓｉ−Ｐａ||
ＬＯＳｚ＝（ｚｓｉ−ｚａ）／||Ｐｓｉ−Ｐａ||
||Ｐｓｉ−Ｐａ||＝｛（ｘｓｉ−ｘａ）２＋（ｙｓｉ−ｙａ）２
＋（ｚｓｉ−ｚａ）２｝1／２
【００９４】
なお、上記式（８）における変数は以下の通りである。
Ｐｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の位置（ｘｓｉ、ｙｓｉ、ｚｓｉ）[ｍ]
Ｖｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の速度
（ｖｘｓｉ、ｖｙｓｉ、ｖｚｓｉ）[ｍ／ｓ]
Ｐａ：路側装置２のＧＰＳ受信機２１のアンテナ座標の位置
（ｘａ、ｙａ、ｚａ）[ｍ]
||Ｐｓｉ−Ｐａ||＝ＧＰＳ衛星位置Ｐｓｉと路側装置２との間の距離[ｍ]
Δρrate-si：路側装置２の擬似距離変化率の予測値[ｍ／ｓ]
【００９５】
車載装置３の通信機３３が路側装置２の擬似距離変化率のデータｄ１８が設定された測位補強データ５を受信すると、路側装置２の擬似距離変化率のデータｄ１８は、測位補強データ解読部３２３を介して測位計算部３２４に入力される。
測位計算部３２４は、データｄ１８に設定された路側装置２の擬似距離変化率に関する計測値と予測値とを比較し、この計測値と予測値との差分が所定値よりも大きい場合には、車載装置３で計測した当該ＧＰＳ衛星の擬似距離変化率に誤差が生じるものとして、測位計算に当該ＧＰＳ衛星の擬似距離変化率を用いない。
また、測位計算部３２４は、路側装置２からは擬似距離変化率の予測値のみを受信して、路側装置２の擬似距離変化率の予測値と車載装置３自らの擬似距離変化率の計測値とを比較して、当該ＧＰＳ衛星の擬似距離を用いるか否かを判断しても良い。例えば、路側装置２から入手した擬似距離変化率の予測値と車載装置３が計測した擬似距離変化率の計測値の差分が大きな場合には、車載装置３が当該ＧＰＳ衛星の擬似距離を測位計算に用いないと判断するなどである。
【００９６】
以上のように、実施の形態６によれば、路側装置２は、ＧＰＳ衛星１毎に、ＧＰＳ衛星１と路側装置２との相対運動に基づく擬似距離変化率を補正データ５として算出でき、算出した補正データ５を車載装置３に送信できる。また、車載装置３が擬似距離変化率の計測値と予測値を用いて計算した現在位置を修正計算するので、マルチパスの影響を小さくして測位計算を行なうことができる。
また、擬似距離率は路側装置２とＧＰＳ衛星１との相対運動、および車載装置３とＧＰＳ衛星１との相対運動に基づくので、車載装置３が搭載された車輌の移動速度や移動方位等、利用者の挙動を考慮したＧＰＳ測位を実現できる。
さらに、当該ＧＰＳ衛星１の擬似距離を測位計算に用いるか否かの判断や擬似距離変化率を用いての測位計算の校正に、路側装置２が計算した擬似距離変化率の計測値や予測値を参照するので、精度の良い測位計算を行なうことができる。
【００９７】
実施の形態７．
実施の形態１では、路側装置２が所定時刻において検出したＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差を車載装置３に送信していた。この実施の形態７では、路側装置２が擬似距離誤差の統計量を計算し、車載装置３がその統計量に基づき測位使用衛星の選択を判断するものである。
なお、この実施の形態７における路側装置２および車載装置３は、実施の形態１や２における路側装置および車載装置３と同一の構成要素を有し、その説明を省略する。また、実施の形態１を示す図１から図４と同一の構成には同一の符号を付す。
【００９８】
図２３は、路側装置２の制御部２２の構成を示すブロック図である。この実施の形態７に係る制御部２２は、図３に示す実施の形態１の制御部２２の擬似距離誤差計算部２２２が擬似距離誤差の統計量を計算する統計量計算部２２２ａを備えたものである。
ＧＰＳ衛星１は、その位置（方位角、仰角）が時々刻々変化するものであり、擬似距離誤差計算部２２２がＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、・・・１ｎの位置の変化に伴い擬似距離誤差を算出する際、統計量計算部２２２ａは、擬似距離誤差の統計量（分散、平均、最大、最小など）を取得する。擬似距離誤差計算部２２２は、擬似距離誤差ｄ６とともに統計量ｄ１９を測位補強データ生成部２２３に出力する。これにより、通信機２３は、車載装置３に擬似距離誤差ｄ６を送信する際、合わせて擬似距離誤差の統計量ｄ１９も送信する。
【００９９】
図２４は、車載装置３の制御部３２に構成を示すブロック図である。この実施の形態７に係る制御部３２は、図４に示す実施の形態１の制御部３２が、統計量ｄ１９に基づき測位計算するものである。
図２４において、測位補強データ解読部３２３は、測位補強データ５から擬似距離誤差ｄ６および擬似距離誤差の統計量ｄ１９を抽出すると、擬似距離誤差ｄ６を誤差計算部３２２に出力し、擬似距離誤差の統計量ｄ１９を測位計算部３２４に出力する。
その後、測位計算部３２４は、擬似距離誤差の統計量ｄ１９を取得すると、当該ＧＰＳ衛星を測位計算に用いるか否かを判断する。例えば、擬似距離誤差の分散が所定値よりも大きな場合には、当該ＧＰＳ衛星を測位使用衛星リストへの記載からはずす。その他、最大値が所定値よりも大きな場合や、最大値と最小値との差分が所定値よりも大きな場合などに、当該ＧＰＳ衛星を測位使用衛星リストへの記載からはずしても良い。このようにすると、擬似距離誤差の変動が大きなＧＰＳ衛星を測位計算に使用されるＧＰＳ衛星候補からはずすことができ、車載装置３における測位計算の精度を上げることができる。
【０１００】
また、測位計算部３２４は、上記のように擬似距離誤差の統計量ｄ１９を用いて当該ＧＰＳ衛星の測位使用の候補からはずすほか、統計量のうちの分散を用いて、重み付き最小二乗法から車載装置３の位置Ｐｏを計算することができる。この方法によりＰｏは、以下の式（９）で求める。
【０１０１】
Ｐｏｉ＝Ｐｏｉ-1＋ΔＰｏｉ ・・・式（９）
ΔＰｏｉ＝（ＡＴＷＡ）−１（ＡＴＷ）ΔＲｏｉ
ＬＯＳｘｎ＝（Ｐｘｓｉｎ−Ｐｏｘｉ）／||Ｐｓｉｎ−Ｐｏｉ||
ＬＯＳｙｎ＝（Ｐｙｓｉｎ−Ｐｏｙｉ）／||Ｐｓｉｎ−Ｐｏｉ||
ＬＯＳｚｎ＝（Ｐｚｓｉｎ−Ｐｏｚｉ）／||Ｐｓｉｎ−Ｐｏｉ||
||Ｐｓｉｎ−Ｐｏｉ||＝｛（Ｐｘｓｉｎ−Ｐｏｘｉ）２
＋（Ｐｙｓｉｎ−Ｐｏｙｉ）２＋（Ｐｚｓｉｎ−Ｐｏｚｉ）２｝1／２
【０１０２】
上記式（８）において、
Ｐｓｉ：航法データから算出したＧＰＳ衛星の位置（Ｐｓｉ、Ｐｓｉ、Ｐｓｉ）[ｍ]
Ｐｏ：車載装置３の位置（ｘｏ、ｙｏ、ｚｏ）[ｍ]
ΔＰｏ：車載装置３の位置の修正量（Δｘｏ、Δｙｏ、Δｚｏ）[ｍ]
ΔＲo：移動体の擬似距離の差異
ＷＡ：衛星毎の重み付き
Ａ：航法行列
ＬＯＳ：車載装置３から衛星に対する視線方向ベクトルのＸ，Ｙ，Ｚ成分
ρｃτ：車載装置３で受信した擬似距離[ｍ]
ｄρ：ＧＰＳ衛星１と車載装置３との間の擬似距離誤差
（＝ｄiono＋ｄtrop＋ｄmp）[ｍ]
ε：車載装置３の雑音[ｍ]
σδρ：擬似距離の誤差分散
【０１０３】
また、測位計算部３２４は、受信した擬似距離誤差を用いて当該ＧＰＳ衛星の擬似距離を修正する他、統計量の中の擬似距離誤差の平均値を用いて当該ＧＰＳ衛星の擬似距離を修正しても良い。
【０１０４】
また、路側装置２は、当該ＧＰＳ衛星に関する擬似距離誤差の統計量を所定の条件に達した場合に廃棄して、新たに統計量を収集しても良い。所定の条件とは、具体的には、最大値と最小値の範囲が所定値以上になった場合などである。路側装置２の周辺の環境が変化したと判断できるからである。
【０１０５】
以上のように、この実施の形態７によれば、路側装置２がＧＰＳ衛星１の擬似距離誤差の統計量を測定し、車載装置３は擬似距離誤差の統計量を用いてＧＰＳ衛星の擬似距離の修正を行なうので、測位計算の精度を上げることができる。
【０１０６】
実施の形態８．
実施の形態１では、路側装置２がポール４に設置したＧＰＳ受信機２１を用いてＧＰＳ衛星電波を受信し、当該ＧＰＳ衛星の時刻および航法データを入手していた。この実施の形態８では、ＧＰＳ衛星電波をビル等の屋上で取得するものである。
【０１０７】
図２５は、この実施の形態８に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。図２５では、ＧＰＳ衛星電波が反射されたり遮蔽されたりせずに直接到達できるようなビル等の屋上にセンタ装置８が設置されている。なお、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
センタ装置８は、ＧＰＳ衛星からの電波が遮断されない位置で且つ既知の位置に設置されるとともに、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第２の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第２の航法データを出力する第２のＧＰＳ受信機であるＧＰＳ受信機８１と、第２の擬似距離、時刻情報および第２の航法データを路側装置２に配信処理する制御部８２からなる。
センタ装置８と路側装置２ａおよび２ｂとは通信線９で接続されており、路側装置２はセンタ装置８と有線通信を行い、擬似距離、時刻情報および航法データを取得する。なお、路側装置２とセンタ装置８との間は、無線で通信しても良い。
【０１０８】
路側装置２ａや２ｂ付近では、ビル等の影響で低仰角のＧＰＳ衛星電波が遮蔽されて、路側装置２ａや２ｂが特定のＧＰＳ衛星のデータを受信できない場合や、ＧＰＳ衛星の軌道の一部によっては、一定時間だけ電波を受信できない場合などがあり得る。
このような場合、路側装置２ａや２ｂは、自らが有するＧＰＳ受信機２では受信できないＧＰＳ衛星電波のデータを、ＧＰＳ受信機２の替わりにセンタ装置８を介して取得する。センタ装置８付近と車載装置３におけるマルチパスの影響は異なるため、マルチパス誤差の修正の精度は、実施の形態１に比べて小さくなるが、当該ＧＰＳ衛星のデータを連続的に取得することはできる。
センタ装置８が受信していたＧＰＳ衛星からの電波を、路側装置２ａや２ｂが受信できる状態に復帰した場合には、当該ＧＰＳ衛星の電波の受信を路側装置２ａや２ｂが再び行なえば、マルチパスの影響を考慮した擬似距離の修正の精度を元に戻すことができる。
【０１０９】
以上のように、この実施の形態８では、路側装置２ａや２ｂは、そのＧＰＳ衛星の航法データを受信できない時間帯があってもセンタ装置８を介してＧＰＳ衛星電波を連続受信でき、車載装置３の測位計算の精度を維持することができる。
【０１１０】
実施の形態９．
実施の形態１では、路側装置２が擬似距離誤差ｄ６を計算し、車載装置３は擬似距離誤差ｄ６を用いて測位計算をしていた。さらに説明すると、路側装置２は、道路近くに設置され且つ設置位置が既知であるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置であり、車載装置３は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置であるとする。このとき、路側装置２が第１の航法データを用いて計算したＧＰＳ衛星の位置と路側装置の設置位置との間の直線距離、および第１の擬似距離に基づき第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算手段を実行し、車載装置３が第３の擬似距離および擬似距離誤差に基づき端末装置の位置を算出する位置算出手段を実行していた。
しかし、この擬似距離誤差計算手段や位置算出手段は、路側装置２や車載装置３以外の箇所で実行されても良い。
【０１１１】
この実施の形態９では、第１の例として、実施の形態１に係るＤＧＰＳ測位システムが新たな管理装置を備え、この管理装置が擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実施する場合を挙げる。この実施の形態９に係る管理装置は、路側装置２および車載装置３とデータの送受信ができる通信機を備えており、さらに路側装置２および車載装置３から取得したデータを基に擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実行する制御部を備えている。また、この実施の形態９に係る路側装置２および車載装置３のそれぞれは、管理装置とデータの送受信ができる通信機を備えている。以降に路側装置２、車載装置３および管理装置の動作の例を説明する。
路側装置２は、管理装置と通信を行って、擬似距離誤差計算部２２２が擬似距離誤差の計算に用いていた航法データｄ１や第１の擬似距離ｄ２などのデータを管理装置に送信する。
車載装置３も路側装置２と同様に、管理装置と通信を行なって、誤差計算部３２２、測位補強データ解読部３２３および測位計算部３２４が測位計算に用いていた航法データｄ７や第３の擬似距離ｄ８などのデータを管理装置に送信する。
管理装置は、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実行し、車載装置３に関する測位計算結果を車載装置３に送信する。
【０１１２】
また、第２の例として、ＤＧＰＳ測位システムを構成する車載装置３が擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実施する場合を挙げ、以降に路側装置２および車載装置３の動作の例を説明する。
路側装置２は、擬似距離誤差計算部２２２が擬似距離誤差ｄ６の計算に用いていた航法データｄ１や第１の擬似距離ｄ２などのデータを車載装置３に送信する。
車載装置３は、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を実行し、測位計算をする。
【０１１３】
以上のように、この実施の形態９によれば、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段に必要なデータさえ取得できれば、路側装置２および車載装置３のそれぞれで擬似距離誤差および測位計算を行なう必要はなく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
実施の形態１０．
実施の形態９に係るＤＧＰＳ測位システムは、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を備えていたが、それに加えて、実施の形態２に記載のようにＤＧＰＳ補正データを受信して、これを測位計算に使用しても良い。
【０１１５】
ここでは、実施の形態９における第２の例を引用して、この実施の形態１０に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する。
路側装置２は擬似距離誤差計算部２２２が擬似距離誤差ｄ６の計算に用いていた航法データｄ１や第１の擬似距離ｄ２などのデータとＤＧＰＳ補正データ７とを車載装置３に送信する。
車載装置３は、擬似距離誤差計算手段において路側装置２から受信した擬似距離誤差ｄ６およびＤＧＰＳ補正データ７からマルチパス誤差ｄmpを計算し、位置算出手段においてマルチパス誤差ｄmpおよび車載装置３のＤＧＰＳ補正データ受信機が受信したＤＧＰＳ補正データ７を用いて車載装置３の位置を算出する。
【０１１６】
以上のように、この実施の形態１０によれば、実施の形態９同様、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段に必要なデータさえ取得できれば、路側装置２および車載装置３のそれぞれで擬似距離誤差および測位計算を行なう必要はなく、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
実施の形態１１．
実施の形態９に係るＤＧＰＳ測位システムに加えて、実施の形態３から５に記載のように、複数の路側装置２ａ〜２ｆを備え、路側装置２ａ〜２ｆがそれぞれ計算した擬似距離誤差およびそれぞれの設置位置を考慮して、擬似距離誤差を補間計算しても良い。
【０１１８】
この実施の形態１１に係るＤＧＰＳシステムでは、例えば、複数の路側装置２が擬似距離誤差算出手段を実行して擬似距離誤差を計算するとともに、擬似距離誤差を路側装置２の設置位置を車載装置３に送信する。車載装置３は、位置算出手段に加え、２以上の路側装置の設置位置および擬似距離誤差、ならびに車載装置３の位置に基づき車載装置３の位置における擬似距離誤差を補間して計算する擬似距離誤差補間手段を備えている。位置算出手段は第３の擬似距離および擬似距離誤差補間手段が計算した擬似距離誤差に基づき車載装置３の位置を算出する。
【０１１９】
以上のように、この実施の形態１１によれば、擬似距離誤差補間手段を備えることで、複数の擬似距離誤差から擬似距離誤差を補間計算できるので、実施の形態３から５と同様の効果を得ることができる。
【０１２０】
実施の形態１２．
実施の形態９に係るＤＧＰＳ測位システムに加えて、実施の形態７に記載のように、擬似距離誤差の統計量を考慮しても良い。
【０１２１】
この実施の形態１２に係るＤＧＰＳシステムでは、例えば、路側装置２が擬似距離誤差計算手段に加えて擬似距離誤差の統計量を求める統計量計算手段を備え、車載装置３の位置算出手段が第３の擬似距離を統計量に基づき取捨選択する動作も備えれば、実施の形態７と同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
実施の形態１３．
実施の形態９に係るＤＧＰＳ測位システムは、擬似距離誤差計算手段および位置算出手段を備え、擬似距離誤差に基づき車載装置３の測位計算をしていた。この実施の形態１３では、擬似距離誤差の替わりに、実施の形態６に記載のように擬似距離の変化率を用いて測位計算を行なっても良い。
【０１２３】
この実施の形態１３に係るＤＧＰＳ測位システムでは、例えば、路側装置２が、道路近くに設置され且つ設置位置が既知であるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置であり、車載装置３が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離およびＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置であるとする。
この場合、路側装置２が第１の擬似距離の変化率である第１の擬似距離変化率を計算する第１の擬似距離変化率計算手段を実行し、車載装置３が第３の擬似距離の変化率である第３の擬似距離変化率を計算する第３の擬似距離変化率計算手段を実行し、さらに車載装置３は第１の擬似距離、第１の擬似距離変化率、および第３の擬似距離変化率に基づき車載装置３の位置を算出する位置算出手段を実行すれば、実施の形態６と同様の測位計算を行なえる。
【０１２４】
なお、第１の擬似距離変化率計算手段、第３の擬似距離変化率計算手段および位置算出手段は、実施の形態９同様、これらの３つの手段の実行に必要なデータさえあれば、路側装置２や車載装置３以外の箇所で実行されても良く、実施の形態６と同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
ところで、上記説明では、この発明の端末装置を車に搭載した車載装置３に適用した場合について述べたが、携帯電話やＰＤＡなどに適用して、算出した自らの位置を携帯電話等の画面に表示させても良い。この場合、携帯電話等のユーザが路側装置２の付近、具体的には路側装置２との通信が可能な範囲にいれば、自らの正確な位置を知ることができる。
【０１２６】
また、実施の形態３から５、および１１では、車載装置３は、複数の路側装置２の擬似距離誤差および路側装置２の設置位置、ならびに車載装置３の位置に基づき擬似距離誤差を補間計算していたが、擬似距離誤差の替わりにマルチパス誤差ｄmpを補間計算しても良い。この場合、路側装置２はＤＧＰＳ補正データ７を用いてマルチパス誤差ｄmpを計算し、マルチパス誤差ｄmpと路側装置２の設置を路側装置２のデータｄ１６およびｄ１７として車載装置３に送信する。車載装置３は、マルチパス誤差を補間計算した後に、ＤＧＰＳ補正データ７とともに測位計算すれば良い。
【０１２７】
同様に、実施の形態７および１２では、擬似距離誤差の統計量を測位計算に用いていたが、実施の形態２に示すようにマルチパス誤差ｄmpを用いて測位計算する場合にも、マルチパスの統計量を取得して測位計算に用いても良い。
さらに、実施の形態８では、センタ装置８から取得したデータを用いて擬似距離誤差ｄ６を計算する場合を想定して説明したが、マルチパス誤差ｄmpを計算しても良い。
【０１２８】
また、実施の形態１では、時刻ｄ４を取得する別の形態として、路側装置２が電波時計２６を有し、電波時計２６から時刻ｄ４を取得する場合を、図８や図９を用いて説明した。実施の形態２から８においても、路側装置２は、複数の擬似距離ｄ２に基づき時刻ｄ４を求める替わりに、電波時計２６を備えて電波時計２６から時刻ｄ４を取得しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る路側装置２および車載装置３の内部構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る路側装置２の制御部２２の動作を示すフローである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る車載装置３の測位補強データ解読部３２３の動作を示すフローである。
【図７】この発明の実施の形態１に係る車載装置３の制御部３２の動作を示すフローである。
【図８】この発明の実施の形態１における別の形態の路側装置２および車載装置３の内部構成図である。
【図９】この発明の実施の形態１における別の形態の路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る路側装置２および車載装置３の内部構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態３に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図１７】この発明の実施の形態４に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図１８】この発明の実施の形態５に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【図１９】この発明の実施の形態５に係る車載装置３が行なう面補間を説明するための図である。
【図２０】この発明の実施の形態５に係る車載装置３が行なう面補間の別の形態を説明するための図である。
【図２１】この発明の実施の形態６に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図２２】この発明の実施の形態６に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図２３】この発明の実施の形態７に係る路側装置２の制御部２２の内部構成図である。
【図２４】この発明の実施の形態７に係る車載装置３の制御部３２の内部構成図である。
【図２５】この発明の実施の形態８に係るＤＧＰＳ測位システムを説明する構成図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ ＧＰＳ衛星 ２ 路側装置 ２１ ＧＰＳ受信機 ２２制御部 ２２２ 擬似距離誤差計算部 ２２３ 測位補強データ生成部 ２３通信機 ３ 車載装置
ｄ１ ＧＰＳ衛星１の第１の航法データ ｄ２ 路側装置２とＧＰＳ衛星１との間の第１の擬似距離 ｄ５ ＧＰＳ衛星１の位置 ｄ６ 擬似距離誤差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路近くに設置され且つ設置位置が既知である路側装置であって、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、
前記第１の航法データを用いて計算した前記ＧＰＳ衛星の位置と前記路側装置の設置位置との間の直線距離および前記第１の擬似距離に基づき擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算部と、
前記擬似距離誤差に基づく補正データを生成する補正データ生成部と
を有する制御装置、
前記補正データを端末装置に送信する通信機
を備えた路側装置。
【請求項２】
ＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機を備え、
補正データ生成部は、補正データを擬似距離誤差と前記ＤＧＰＳ補正データとの差分に基づき生成することを特徴とする請求項１に記載の路側装置。
【請求項３】
自らを第１の路側装置とし、その他の路側装置を第２の路側装置として、
前記第１の路側装置が求めた擬似距離誤差および前記第１の路側装置の設置位置を送信、または前記第２の路側装置が求めた擬似距離誤差および前記第２の路側装置の設置位置を受信する路側装置間通信機を備え、
補正データ生成部は、前記第１の路側装置が求めた擬似距離誤差、前記第１の路側装置の設置位置、前記第２の路側装置が求めた擬似距離誤差、および前記第２の路側装置の設置位置に基づき補正データを生成することを特徴とする請求項１に記載の路側装置。
【請求項４】
擬似距離誤差の統計量を計算する統計量計算部を備え、
通信機は補正データとともに前記統計量を端末装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の路側装置。
【請求項５】
道路近くに設置され且つ設置位置が既知である路側装置であって、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、
前記第１の航法データを用いて計算した前記ＧＰＳ衛星の位置と前記路側装置の設置位置との間の直線距離、および前記第１の航法データから求めた前記ＧＰＳ衛星の速度に基づき前記第１の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、
前記擬似距離変化率に基づく補正データを生成する補正データ生成部と
を有する制御装置、
前記補正データを端末装置に送信する通信機
を備えた路側装置。
【請求項６】
ＧＰＳ衛星からの電波が遮断されない位置で且つ既知の位置に設置されるとともに、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第２の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第２の航法データを出力する第２のＧＰＳ受信機を備え、
制御装置は、前記ＧＰＳ衛星からの電波が遮断された場合に前記第２のＧＰＳ受信機から前記第２の擬似距離および前記第２の航法データを取得することを特徴とする、請求項１または５のいずれか１項に記載の路側装置。
【請求項７】
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、
前記ＧＰＳ衛星と路側装置との間の擬似距離誤差に基づく補正データを前記路側装置から受信する通信機、
前記第３の擬似距離および前記補正データに基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置
を備えた端末装置。
【請求項８】
ＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機を備え、
通信機が受信する補正データは擬似距離誤差と前記ＤＧＰＳ補正データの差分であり、
位置算出部は、第３の擬似距離、前記補正データおよび前記ＤＧＰＳ補正データに基づき自らの位置を算出することを特徴とする請求項７に記載の端末装置。
【請求項９】
制御装置は、補正データに含まれた複数の路側装置の擬似距離誤差および前記路側装置の設置位置と自らの位置とに基づいて自らの位置における擬似距離誤差を補間して計算する擬似距離誤差補間部を備え、
位置算出部は第３の擬似距離および前記擬似距離誤差補間部が計算した擬似距離誤差に基づき自らの位置を算出することを特徴とする請求項７に記載の端末装置。
【請求項１０】
位置算出部は、第３の擬似距離、補正データおよび路側装置の擬似距離誤差の統計量に基づき自らの位置を算出することを特徴とする請求項７に記載の端末装置。
【請求項１１】
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、
前記第３の航法データから求めた前記ＧＰＳ衛星の速度および位置、自らの位置と速度、ならびに前記第３の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、
前記第３の擬似距離および前記擬似距離変化率に基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置
を備えた端末装置。
【請求項１２】
ＧＰＳ衛星と路側装置との間の第１の擬似距離の変化率である路側装置の擬似距離変化率に基づく補正データを前記路側装置から受信する通信機を備え、
位置算出部は、第３の擬似距離、擬似距離変化率および前記路側装置の擬似距離変化率に基づき自らの位置を算出することを特徴とする請求項１１に記載の端末装置。
【請求項１３】
道路近くに設置され且つ設置位置が既知であるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、
前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、
前記第１の航法データを用いて計算した前記ＧＰＳ衛星の位置と前記路側装置の設置位置との間の直線距離、および前記第１の擬似距離に基づき前記第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算手段、
前記第３の擬似距離および前記擬似距離誤差に基づき前記端末装置の位置を算出する位置算出手段
を備えたＤＧＰＳ測位システム。
【請求項１４】
ＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機を備え、
位置算出手段は、第３の擬似距離、擬似距離誤差および前記ＤＧＰＳ補正データに基づき端末装置の位置を算出することを特徴とする請求項１３に記載のＤＧＰＳ測位システム。
【請求項１５】
２以上の路側装置の設置位置および擬似距離誤差、ならびに端末装置の位置に基づき前記端末装置の位置における擬似距離誤差を補間して計算する擬似距離誤差補間手段を備え、位置算出手段は第３の擬似距離および前記擬似距離誤差補間手段が計算した前記擬似距離誤差に基づき前記端末装置の位置を算出することを特徴とする請求項１３に記載に記載のＤＧＰＳ測位システム。
【請求項１６】
擬似距離誤差の統計量を求める統計量計算手段を備え、
位置算出手段は、第３の擬似距離を前記統計量に基づき取捨選択することを特徴とする請求項１３に記載のＤＧＰＳ測位システム。
【請求項１７】
道路の近くに設置され且つ設置位置が既知であるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、
前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、
前記第１の擬似距離の変化率である第１の擬似距離変化率を計算する第１の擬似距離変化率計算手段、
前記第３の擬似距離の変化率である第３の擬似距離変化率を計算する第３の擬似距離変化率計算手段、
前記第１の擬似距離変化率、前記第３の擬似距離、および前記第３の擬似距離変化率に基づき前記端末装置の位置を算出する位置算出手段
を備えたＤＧＰＳ測位システム。
【請求項１】
道路近くに設置され且つ設置位置が既知である路側装置であって、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、
前記第１の航法データを用いて計算した前記ＧＰＳ衛星の位置と前記路側装置の設置位置との間の直線距離および前記第１の擬似距離に基づき擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算部と、
前記擬似距離誤差に基づく補正データを生成する補正データ生成部と
を有する制御装置、
前記補正データを端末装置に送信する通信機
を備えた路側装置。
【請求項２】
ＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機を備え、
補正データ生成部は、補正データを擬似距離誤差と前記ＤＧＰＳ補正データとの差分に基づき生成することを特徴とする請求項１に記載の路側装置。
【請求項３】
自らを第１の路側装置とし、その他の路側装置を第２の路側装置として、
前記第１の路側装置が求めた擬似距離誤差および前記第１の路側装置の設置位置を送信、または前記第２の路側装置が求めた擬似距離誤差および前記第２の路側装置の設置位置を受信する路側装置間通信機を備え、
補正データ生成部は、前記第１の路側装置が求めた擬似距離誤差、前記第１の路側装置の設置位置、前記第２の路側装置が求めた擬似距離誤差、および前記第２の路側装置の設置位置に基づき補正データを生成することを特徴とする請求項１に記載の路側装置。
【請求項４】
擬似距離誤差の統計量を計算する統計量計算部を備え、
通信機は補正データとともに前記統計量を端末装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の路側装置。
【請求項５】
道路近くに設置され且つ設置位置が既知である路側装置であって、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機、
前記第１の航法データを用いて計算した前記ＧＰＳ衛星の位置と前記路側装置の設置位置との間の直線距離、および前記第１の航法データから求めた前記ＧＰＳ衛星の速度に基づき前記第１の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、
前記擬似距離変化率に基づく補正データを生成する補正データ生成部と
を有する制御装置、
前記補正データを端末装置に送信する通信機
を備えた路側装置。
【請求項６】
ＧＰＳ衛星からの電波が遮断されない位置で且つ既知の位置に設置されるとともに、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第２の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第２の航法データを出力する第２のＧＰＳ受信機を備え、
制御装置は、前記ＧＰＳ衛星からの電波が遮断された場合に前記第２のＧＰＳ受信機から前記第２の擬似距離および前記第２の航法データを取得することを特徴とする、請求項１または５のいずれか１項に記載の路側装置。
【請求項７】
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、
前記ＧＰＳ衛星と路側装置との間の擬似距離誤差に基づく補正データを前記路側装置から受信する通信機、
前記第３の擬似距離および前記補正データに基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置
を備えた端末装置。
【請求項８】
ＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機を備え、
通信機が受信する補正データは擬似距離誤差と前記ＤＧＰＳ補正データの差分であり、
位置算出部は、第３の擬似距離、前記補正データおよび前記ＤＧＰＳ補正データに基づき自らの位置を算出することを特徴とする請求項７に記載の端末装置。
【請求項９】
制御装置は、補正データに含まれた複数の路側装置の擬似距離誤差および前記路側装置の設置位置と自らの位置とに基づいて自らの位置における擬似距離誤差を補間して計算する擬似距離誤差補間部を備え、
位置算出部は第３の擬似距離および前記擬似距離誤差補間部が計算した擬似距離誤差に基づき自らの位置を算出することを特徴とする請求項７に記載の端末装置。
【請求項１０】
位置算出部は、第３の擬似距離、補正データおよび路側装置の擬似距離誤差の統計量に基づき自らの位置を算出することを特徴とする請求項７に記載の端末装置。
【請求項１１】
ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機、
前記第３の航法データから求めた前記ＧＰＳ衛星の速度および位置、自らの位置と速度、ならびに前記第３の擬似距離の変化率である擬似距離変化率を求める擬似距離変化率計算部と、
前記第３の擬似距離および前記擬似距離変化率に基づき自らの位置を算出する位置算出部を有する制御装置
を備えた端末装置。
【請求項１２】
ＧＰＳ衛星と路側装置との間の第１の擬似距離の変化率である路側装置の擬似距離変化率に基づく補正データを前記路側装置から受信する通信機を備え、
位置算出部は、第３の擬似距離、擬似距離変化率および前記路側装置の擬似距離変化率に基づき自らの位置を算出することを特徴とする請求項１１に記載の端末装置。
【請求項１３】
道路近くに設置され且つ設置位置が既知であるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、
前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、
前記第１の航法データを用いて計算した前記ＧＰＳ衛星の位置と前記路側装置の設置位置との間の直線距離、および前記第１の擬似距離に基づき前記第１の擬似距離の誤差である擬似距離誤差を求める擬似距離誤差計算手段、
前記第３の擬似距離および前記擬似距離誤差に基づき前記端末装置の位置を算出する位置算出手段
を備えたＤＧＰＳ測位システム。
【請求項１４】
ＤＧＰＳ補正データを取得するＤＧＰＳ補正データ受信機を備え、
位置算出手段は、第３の擬似距離、擬似距離誤差および前記ＤＧＰＳ補正データに基づき端末装置の位置を算出することを特徴とする請求項１３に記載のＤＧＰＳ測位システム。
【請求項１５】
２以上の路側装置の設置位置および擬似距離誤差、ならびに端末装置の位置に基づき前記端末装置の位置における擬似距離誤差を補間して計算する擬似距離誤差補間手段を備え、位置算出手段は第３の擬似距離および前記擬似距離誤差補間手段が計算した前記擬似距離誤差に基づき前記端末装置の位置を算出することを特徴とする請求項１３に記載に記載のＤＧＰＳ測位システム。
【請求項１６】
擬似距離誤差の統計量を求める統計量計算手段を備え、
位置算出手段は、第３の擬似距離を前記統計量に基づき取捨選択することを特徴とする請求項１３に記載のＤＧＰＳ測位システム。
【請求項１７】
道路の近くに設置され且つ設置位置が既知であるとともにＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第１の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第１の航法データを出力する第１のＧＰＳ受信機を備えた路側装置、
前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信して前記ＧＰＳ衛星との間の第３の擬似距離および前記ＧＰＳ衛星の第３の航法データを出力する第３のＧＰＳ受信機を備えた端末装置、
前記第１の擬似距離の変化率である第１の擬似距離変化率を計算する第１の擬似距離変化率計算手段、
前記第３の擬似距離の変化率である第３の擬似距離変化率を計算する第３の擬似距離変化率計算手段、
前記第１の擬似距離変化率、前記第３の擬似距離、および前記第３の擬似距離変化率に基づき前記端末装置の位置を算出する位置算出手段
を備えたＤＧＰＳ測位システム。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２００７−３３３６３６（Ｐ２００７−３３３６３６Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６７６９２（Ｐ２００６−１６７６９２）
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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