JP3537504B2 - Positioning system - Google Patents
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Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、測位用衛星から送信
される電波を受信して受信点の測位を行う際、測位用衛
星の異常を検知する方法および異常な測位用衛星を用い
ないで測位を行う測位システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting an abnormality in a positioning satellite when a radio wave transmitted from a positioning satellite is received and performing positioning of a receiving point, and without using an abnormal positioning satellite. The present invention relates to a positioning system that performs positioning.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、例えばＧＰＳ（Global Posit
ioning System ）等の測位システムにおいて、受信点の
位置を求める場合に、各測位用衛星から受信点までの距
離を観測するための情報および各測位用衛星の位置を算
出するための情報を各測位用衛星から送信される測位用
信号から抽出して、３次元測位に要する数の測位用衛星
からの測位用信号を用いて、各測位用衛星の位置と各測
位用衛星から受信点までの距離とを求め、これらの各測
位用衛星の位置と各測位用衛星から受信点までの距離と
から受信点の緯度，経度，高さを求めている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, GPS (Global Posit
In a positioning system such as an ioning system, when determining the position of a receiving point, information for observing the distance from each positioning satellite to the receiving point and information for calculating the position of each positioning satellite are used for each positioning. The position of each positioning satellite and the distance from each positioning satellite to the receiving point are extracted from the positioning signals transmitted from the positioning satellites and the number of positioning signals from the positioning satellites required for three-dimensional positioning are used. And the latitude, longitude, and height of the receiving point are obtained from the position of each positioning satellite and the distance from each positioning satellite to the receiving point.
【０００３】このように各測位用衛星から受信点までの
距離を観測して受信点の位置を正しく求めるためには、
測位に用いる測位用衛星から送信される測位用信号の電
波およびその電波に重畳されている航法メッセージの軌
道情報等のデータが正しくなければならない。そこでＧ
ＰＳにおいては、前記航法メッセージに衛星の健康状態
を表すデータ（ヘルスデータ）を設けておき、受信機が
そのヘルスデータを抽出し、異常な衛星からの測位用信
号は用いないで、健康な衛星からの測位用信号のみを用
いて測位演算を行うようにしている。In order to correctly obtain the position of the receiving point by observing the distance from each positioning satellite to the receiving point,
Data such as the orbit information of the navigation signal superimposed on the radio wave of the positioning signal transmitted from the positioning satellite used for positioning and the radio wave must be correct. So G
In the PS, data (health data) indicating the health status of the satellite is provided in the navigation message, the receiver extracts the health data, and does not use a positioning signal from an abnormal satellite, and uses a healthy satellite. The positioning calculation is performed by using only the positioning signal from.
【０００４】ＧＰＳの衛星制御施設では、モニター局が
各衛星の軌道等を測定し、主制御局が各衛星の軌道値を
計算し、送信局が各衛星に航法メッセージを送信するよ
うに構成していて、モニター局が各衛星の状態（衛星時
計、パワー等）をモニタリングして異常を検知すれば、
主制御局は送信局を介して衛星の異常状態に応じたヘル
スデータを有する航法メッセージを各衛星へ送信（アッ
プロード）するようにしている。また例えば、衛星制御
施設が各衛星の調整（衛星時計の調整等）を行う場合に
も、その調整前に対象とする衛星のヘルスデータを正常
でない状態に書き換えてからその調整作業を開始する。
このことによりＧＰＳ受信機は、衛星のヘルスデータを
参照することによって、調整中の衛星を測位に用いるこ
ともない。In a GPS satellite control facility, a monitor station measures the orbit of each satellite, a main control station calculates an orbital value of each satellite, and a transmitting station transmits a navigation message to each satellite. If the monitoring station monitors the status of each satellite (satellite clock, power, etc.) and detects an abnormality,
The main control station transmits (uploads) a navigation message having health data corresponding to the abnormal state of the satellite to each satellite via the transmitting station. Also, for example, when the satellite control facility adjusts each satellite (adjustment of a satellite clock or the like), the adjustment work is started after rewriting the health data of the target satellite to an abnormal state before the adjustment.
Thus, the GPS receiver does not use the satellite being adjusted for positioning by referring to the health data of the satellite.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、衛星が
偶発的に故障した場合、上記ヘルスデータによっては直
ちに対応することはできなかった。すなわち、まず上記
偶発的故障の生じた衛星がモニター局のモニタリング可
能な領域に達するまでに時間を要する場合があり、ま
た、モニター局が衛星の異常を検知してから実際に航法
メッセージのヘルスデータを書き換えるまでには一定の
時間を必要とし、さらに、ＧＰＳの場合、衛星のヘルス
データは航法メッセージのエフェメリス（自衛星が発信
する自衛星の詳細な軌道データ）とアルマナック（自衛
星と他衛星のおおまかな軌道データ）にあり、これらの
データを収集し、より新しいデータへ更新するために
は、エフェメリスで３０秒、アルマナックで１２．５分
を必要とし、衛星が故障してから実際にヘルスデータが
書き換えられるまでにはこれらの時間が必要となる。し
たがって、このような過渡時においては故障の生じた異
常な衛星であるにも拘らず、その衛星についてのヘルス
データが正常状態を示すことになり、受信機がその異常
衛星を測位に用いれば、測位結果に大きな誤差が生じ、
しかもその異常な測位が継続することになる。However, if the satellite accidentally breaks down, it is not possible to immediately respond by the health data. In other words, it may take time for the satellite with the accidental failure to reach the monitorable area of the monitoring station, and the health data of the navigation message is actually obtained after the monitoring station detects the satellite abnormality. It takes a certain amount of time to rewrite the satellite. In the case of GPS, the satellite health data includes the navigation message ephemeris (detailed orbit data of the own satellite transmitted by the own satellite) and almanac (the own satellite and other satellites). In order to collect these data and update them to newer data, it takes 30 seconds for Ephemeris and 12.5 minutes for Almanac, and the actual health data after the satellite failed. These times are required until is rewritten. Therefore, in such a transient state, despite the abnormal satellite having a failure, the health data of the satellite indicates a normal state, and if the receiver uses the abnormal satellite for positioning, Large errors occur in the positioning results,
In addition, the abnormal positioning will continue.
【０００６】この発明の目的は、測位用衛星の送信する
航法メッセージに含まれるヘルスデータを参照すること
なく、測位用衛星からの測位用信号を基にして各測位用
衛星の異常を速やかに検知する、測位用衛星の異常検知
方法を提供することにある。An object of the present invention is to quickly detect an abnormality of each positioning satellite based on a positioning signal from the positioning satellite without referring to health data included in a navigation message transmitted by the positioning satellite. To provide a method for detecting an abnormality of a positioning satellite.
【０００７】この発明の他の目的は、基地局で異常な測
位用衛星を検知し、これを移動局へ放送することによっ
て、移動局側で異常な測位用衛星を用いないで正しく測
位を行えるようにした測位システムを提供することにあ
る。Another object of the present invention is to detect an abnormal positioning satellite in a base station and broadcast it to a mobile station, so that the mobile station can perform correct positioning without using an abnormal positioning satellite. An object of the present invention is to provide a positioning system as described above.
【０００８】[0008]
【０００９】[0009]
【００１０】[0010]
【００１１】[0011]
【００１２】[0012]
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る測位シス
テムは、それぞれ軌道情報が重畳されている複数の測位
用衛星からの測位用信号を受信し、各測位用衛星の測位
用信号が基地局に伝搬するまでの時間を観測して、各測
位用衛星から基地局までの観測距離を求める観測距離測
定手段と、前記各測位用信号に重畳されている各測位用
衛星の軌道情報を収集する軌道情報収集手段と、これら
の軌道情報と前記測位用信号を受信した時刻の情報とか
ら各測位用衛星の位置情報を求めるとともに、この各測
位用衛星の位置情報と既知である基地局の位置情報とに
基づき、各測位用衛星から基地局までの計算距離を求め
る計算距離抽出手段と、前記計算距離と前記観測距離と
の差を求めて、その差が予め定めたしきい値を超える測
位用信号を送信した測位用衛星を異常状態として判定す
る異常判定手段と、この異常判定手段により異常と見な
された測位用衛星の識別情報を送信する異常衛星識別情
報送信手段とを基地局に設け、前記基地局から前記異常
衛星識別情報を受信する異常衛星識別情報受信手段と、
複数の測位用衛星から測位用信号を受信し、異常状態で
あると判定された測位用衛星の測位用信号を除く他の測
位用衛星の測位用信号に基づいて移動局の位置を求める
測位演算手段とを移動局に設けて成ることを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention , a positioning system receives positioning signals from a plurality of positioning satellites on each of which orbital information is superimposed, and receives a positioning signal of each positioning satellite from a base station. Observation time until propagation to the station, observation distance measuring means for obtaining an observation distance from each positioning satellite to the base station, and collecting orbit information of each positioning satellite superimposed on each positioning signal Orbit information collecting means for determining the position information of each positioning satellite from the information of the orbit and the time at which the positioning signal was received, and the position information of each positioning satellite and the known base station. Based on the position information, a calculation distance extracting means for calculating a calculation distance from each positioning satellite to the base station, and calculating a difference between the calculation distance and the observation distance, the difference exceeding a predetermined threshold value Transmit the positioning signal An abnormality determining unit that determines the positioning satellite as an abnormal state, and an abnormal satellite identification information transmitting unit that transmits identification information of the positioning satellite regarded as abnormal by the abnormality determining unit are provided in the base station. Abnormal satellite identification information receiving means for receiving the abnormal satellite identification information,
Positioning calculation that receives positioning signals from a plurality of positioning satellites and determines the position of the mobile station based on the positioning signals of other positioning satellites excluding the positioning signals of positioning satellites determined to be abnormal. And means are provided in the mobile station.
【００１４】請求項２に係る測位システムは、請求項１
記載のものにおいて、前記軌道情報収集手段が軌道情報
を収集した時刻からの時間経過にともない前記しきい値
を増大させる手段を設けたことを特徴とする。[0014] positioning system according to claim 2, claim 1
In the apparatus described above, a means for increasing the threshold value with the passage of time from the time at which the orbital information collecting means collects the orbital information is provided.
【００１５】請求項３に係る測位システムは、請求項１
記載のものにおいて、前記軌道情報から該軌道情報が更
新された時刻の情報を抽出するとともに、前記軌道情報
が更新されてからの時間経過にともない前記しきい値を
増大させる手段を設けたことを特徴とする。[0015] positioning system according to claim 3, claim 1
In the above description, a means for extracting information of a time at which the orbital information is updated from the orbital information and increasing the threshold value with a lapse of time after the orbital information is updated is provided. Features.
【００１６】請求項４に係る測位システムは、それぞれ
軌道情報が重畳されている複数の測位用衛星からの測位
用信号を受信し、各測位用衛星の測位用信号が基地局に
伝搬するまでの時間を観測して、各測位用衛星から基地
局までの観測距離を求める観測距離測定手段と、前記各
測位用信号に重畳されている各測位用衛星の軌道情報を
収集する軌道情報収集手段と、これらの軌道情報と前記
測位用信号を受信した時刻の情報とから各測位用衛星の
位置情報を求めるとともに、この各測位用衛星の位置情
報と既知である基地局の位置情報とに基づき、各測位用
衛星から基地局までの計算距離を求める計算距離抽出手
段と、前記計算距離と前記観測距離との差を求めて、一
定時間当たりの前記差の変化量が予め定めたしきい値を
超える測位用信号を送信した測位用衛星を異常状態とし
て判定する異常判定手段と、この異常判定手段により異
常と見なされた測位用衛星の識別情報を送信する異常衛
星識別情報送信手段とを基地局に設け、複数の測位用衛
星から測位用信号を受信する測位用信号受信手段と、前
記基地局から前記異常衛星識別情報を受信する異常衛星
識別情報受信手段と、異常状態であると判定された測位
用衛星の測位用信号を除く他の測位用衛星の測位用信号
に基づいて移動局の位置を求める測位演算手段とを移動
局に設けて成ることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, a positioning system receives positioning signals from a plurality of positioning satellites on which orbital information is superimposed, and transmits the positioning signals of the respective positioning satellites to a base station. Observing time, observing distance measuring means for obtaining an observing distance from each positioning satellite to the base station, and orbit information collecting means for collecting orbit information of each positioning satellite superimposed on each of the positioning signals; From the orbit information and the information of the time when the positioning signal is received, the position information of each positioning satellite is obtained, and based on the position information of each positioning satellite and the position information of the known base station, Calculating distance extracting means for calculating a calculated distance from each positioning satellite to the base station; obtaining a difference between the calculated distance and the observed distance; and determining a change amount of the difference per predetermined time to a predetermined threshold value. Positioning signal exceeding An abnormality determining means for determining the transmitted positioning satellite as an abnormal state, and an abnormal satellite identification information transmitting means for transmitting identification information of the positioning satellite regarded as abnormal by the abnormality determining means are provided in the base station. Positioning signal receiving means for receiving a positioning signal from a positioning satellite; abnormal satellite identification information receiving means for receiving the abnormal satellite identification information from the base station; and positioning of a positioning satellite determined to be in an abnormal state. And a positioning calculation means for obtaining the position of the mobile station based on positioning signals of other positioning satellites except for the positioning signal.
【００１７】請求項５に係る測位システムは、請求項
１，２，３または４記載のものにおいて、前記測位用信
号には全ての測位用衛星についての軌道情報が重畳され
ていて、前記各測位用衛星の位置情報を求める手段が計
算距離の算出に用いる軌道情報として、異常検知対象で
ない複数の測位用衛星の測位用信号に重畳されている同
一の異常検知対象測位用衛星の軌道情報を用いることを
特徴とする。[0017] The positioning system according to claim 5 provides
In any one of 1, 2, 3, and 4 , orbit information about all positioning satellites is superimposed on the positioning signal, and means for obtaining position information of each positioning satellite is used for calculating a calculation distance. As the orbit information to be used, the orbit information of the same abnormality detection target positioning satellite superimposed on the positioning signals of a plurality of positioning satellites that are not abnormality detection targets is used.
【００１８】[0018]
【作用】ここで測位用衛星と受信点の位置およびその両
者間の距離の関係を図１に示す。図１において測位用衛
星ｉの位置（緯度，経度，高さ）は（Ｘｓｉ，Ｙｓｉ，
Ｚｓｉ）、受信点の位置（緯度，経度，高さ）は（Ｘ
ｕ，Ｙｕ，Ｚｕ）である。測位用衛星から受信点までの
計算距離をＲｏｉとすれば、これは次式で示される。FIG. 1 shows the relationship between the position of the positioning satellite and the receiving point and the distance between them. In FIG. 1, the position (latitude, longitude, height) of the positioning satellite i is (Xsi, Ysi,
Zsi), and the position (latitude, longitude, height) of the receiving point is (X
u, Yu, Zu). Assuming that the calculated distance from the positioning satellite to the reception point is Roi, this is represented by the following equation.
【００１９】
Ｒｏｉ＝√｛（Ｘｓｉ−Ｘｕ)2＋（Ｙｓｉ−Ｙｕ)2＋（Ｚｓｉ−Ｚｕ)2｝
…（式１）
また測位用衛星ｉからの測位用信号を受信し、その測位
用信号が受信点に伝搬するまでの時間から求めた観測距
離Ｒｉは次式で示される。Roi = {(Xsi-Xu) 2 + (Ysi-Yu) 2 + (Zsi-Zu) 2 } (Equation 1) Further, a positioning signal from the positioning satellite i is received, and the positioning signal is received. The observation distance Ri obtained from the time until the signal propagates to the receiving point is represented by the following equation.
【００２０】
Ｒｉ＝Ｒｏｉ＋ＣΔｔｉ＋Ｃ（Δｔｕ−Δｔｓｉ） …（式２）
ここでΔｔｉは測位用衛星ｉから受信点までの電波伝搬
遅延時間、ΔｔｕはＧＰＳ受信機の時計のオフセット、
Δｔｓｉは測位用衛星の時計のオフセット、Ｃは光速で
ある。このように計算距離Ｒｏｉとの観測距離Ｒｉとは
測位用衛星から受信点までの電波伝搬遅延時間とＧＰＳ
受信機側の時計と衛星側の時計のオフセットとの差によ
って生じるが、これらの値は、通常予測される範囲内の
値である。Ri = Roi + CΔti + C (Δtu−Δtsi) (Equation 2) where Δti is the radio wave propagation delay time from the positioning satellite i to the receiving point, Δtu is the offset of the clock of the GPS receiver,
Δtsi is the offset of the clock of the positioning satellite, and C is the speed of light. Thus, the calculated distance Roi and the observation distance Ri are the radio wave propagation delay time from the positioning satellite to the receiving point and the GPS.
Due to the difference between the receiver clock and the satellite clock offset, these values are usually in the expected range.
【００２１】この発明では、もし測位用衛星ｉの時計が
異常となって、上記Δｔｓｉが非常に大きな値となれ
ば、計算距離Ｒｏｉと観測距離Ｒｉとの差が著しく大き
くなり、その差の値が予め定めたしきい値を超える時、
測位用衛星ｉを異常状態と見なす。According to the present invention , if the clock of the positioning satellite i becomes abnormal and the above-mentioned Δtsi becomes a very large value, the difference between the calculated distance Roi and the observation distance Ri becomes extremely large. When exceeds a predetermined threshold,
The positioning satellite i is regarded as abnormal.
【００２２】ところで、一般に衛星の軌道は漸次変化し
ており、衛星の軌道情報を収集してから時間が経過する
程、上記測位用衛星ｉの計算上の位置（Ｘｓｉ，Ｙｓ
ｉ，Ｚｓｉ）の誤差が増大するため、古い軌道情報を用
いる程、観測距離Ｒｉに対する計算距離Ｒｏｉの差が大
きくなる。そこで、軌道情報を収集してから時間が経過
する程、前記しきい値を増大させる。これにより、軌道
情報を収集してからの時間経過に拘らず、計算距離と観
測距離との差から異常判定を行う際の厳しさを略一定と
することができる。ここで上記計算距離と観測距離との
差から異常の有無を検知する際のしきい値の例を図３に
示す。図３において縦軸は計算距離と観測距離との差
（残差）、横軸は軌道情報の収集時刻からの経過時間で
ある。例えば軌道情報収集時刻からの経過時間が０であ
れば、計算距離と観測距離との差が１５００ｍを超える
時、その測位用衛星は異常であるとみなす。また例えば
軌道情報収集時刻から１２時間が経過していれば、計算
距離と観測距離との差が２２００ｍを超える時、その衛
星を異常とみなす。In general, the orbit of a satellite is gradually changing, and as the time elapses after the collection of the orbit information of the satellite, the calculated position (Xsi, Ys) of the positioning satellite i increases.
Since the error of (i, Zsi) increases, the difference between the calculated distance Roi and the observation distance Ri increases as the older orbit information is used. Wherein, as the time passes from the collecting orbit information, increasing said threshold. This makes it possible to make the severity of the abnormality determination from the difference between the calculated distance and the observation distance substantially constant irrespective of the lapse of time since the collection of the orbit information. Here, FIG. 3 shows an example of a threshold when detecting the presence or absence of an abnormality from the difference between the calculated distance and the observation distance. In FIG. 3, the vertical axis represents the difference (residual difference) between the calculated distance and the observation distance, and the horizontal axis represents the elapsed time from the collection time of the orbit information. For example, if the elapsed time from the orbit information collection time is 0, when the difference between the calculated distance and the observation distance exceeds 1500 m, the positioning satellite is regarded as abnormal. For example, if 12 hours have elapsed since the orbital information collection time, when the difference between the calculated distance and the observation distance exceeds 2200 m, the satellite is regarded as abnormal.
【００２３】また、一般に、測位用衛星の軌道情報は、
測位用衛星の実際の軌道の変化に対応して一定時間ごと
に更新されるため、その軌道情報の更新時刻からの時間
経過に伴って、上記測位用衛星ｉの計算上の位置（Ｘｓ
ｉ，Ｙｓｉ，Ｚｓｉ）の誤差が増大し、計算距離と観測
距離との差（残差）も軌道情報の更新時刻からの時間経
過に伴って増大することになる。そこで、軌道情報が更
新されてから時間が経過する程、前記しきい値を増大さ
せる。これにより、軌道情報が更新されてからの時間経
過に拘らず、計算距離と観測距離との差から異常判定を
行う際の厳しさを略一定とすることができる。Generally, the orbit information of a positioning satellite is
Since the position of the positioning satellite i is updated at regular intervals in accordance with the change in the actual orbit of the positioning satellite i, the calculated position (Xs
The error of (i, Ysi, Zsi) increases, and the difference (residual) between the calculation distance and the observation distance also increases with the passage of time from the update time of the orbit information. Therefore, as time passes since the trajectory information is updated, increasing the threshold. Thereby, irrespective of the lapse of time after the orbit information is updated, the severity of the abnormality determination from the difference between the calculated distance and the observation distance can be made substantially constant.
【００２４】また、この発明では、測位用衛星ｉが故障
した時点で観測距離Ｒｉが急激に変化することにより計
算距離Ｒｏｉと前記観測距離Ｒｉとの差が急激に変化す
る現象を利用して、計算距離Ｒｏｉと観測距離Ｒｉとの
差の一定時間当たりの変化量が予め定めたしきい値を超
えるとき測位用衛星ｉを異常状態と見なす。Further , the present invention utilizes a phenomenon that the difference between the calculated distance Roi and the observation distance Ri changes abruptly when the observation distance Ri changes abruptly when the positioning satellite i breaks down. When the amount of change in the difference between the calculated distance Roi and the observation distance Ri per fixed time exceeds a predetermined threshold value, the positioning satellite i is regarded as abnormal.
【００２５】また、この発明では、各測位用衛星から送
信される測位用信号に全ての測位用衛星についての軌道
情報が重畳されていて、異常検知対象である測位用衛星
から受信点までの計算距離の算出に用いる軌道情報とし
ては、異常検知対象でない複数の測位用衛星の測位用信
号に重畳されている同一の異常検知対象測位用衛星の軌
道情報が用いられる。すなわち、例えば衛星番号７の測
位用衛星が異常であるか否かを検知する際、例えば衛星
番号１の測位用衛星から送信された測位用信号に重畳さ
れている衛星番号７の測位用衛星の軌道情報と例えば衛
星番号５の測位用衛星から送信された測位用信号に重畳
されている衛星番号７の測位用衛星の軌道情報とを比較
し、同一であれば、衛星番号７の測位用衛星に関する軌
道情報が正しいものと見なして、その軌道情報を用い
て、衛星番号５の測位用衛星からの測位用信号を受信し
た時刻から衛星番号５の位置情報を求める。このように
異常検知対象でない測位用衛星からの測位用信号に重畳
されている、異常検知対象である測位用衛星の同一の軌
道情報を用いることにより、異常検知対象である測位用
衛星が実際に異常状態であって、誤った軌道情報を送信
していても、受信側でその誤った軌道情報の影響を受け
ることなく、異常検知対象測位用衛星から受信点までの
観測距離および計算距離をそれぞれ求めて、異常検知を
行うことができる。Further , in the present invention , the orbit information of all positioning satellites is superimposed on the positioning signal transmitted from each positioning satellite, and calculation from the positioning satellite to be detected as an abnormality to the receiving point is performed. As the orbit information used for calculating the distance, the orbit information of the same abnormality detection target positioning satellite that is superimposed on the positioning signals of a plurality of positioning satellites that are not abnormality detection targets is used. That is, for example, when detecting whether or not the positioning satellite of the satellite number 7 is abnormal, for example, the position of the positioning satellite of the satellite number 7 superimposed on the positioning signal transmitted from the positioning satellite of the satellite number 1 is detected. The orbit information is compared with, for example, the orbit information of the positioning satellite of the satellite number 7 superimposed on the positioning signal transmitted from the positioning satellite of the satellite number 5, and if they are the same, the positioning satellite of the satellite number 7 is determined. Assuming that the orbit information related to the satellite number 5 is correct, the position information of the satellite number 5 is obtained from the time when the positioning signal from the positioning satellite of the satellite number 5 is received using the orbit information. In this way, by using the same orbit information of the positioning satellite that is the abnormality detection target, which is superimposed on the positioning signal from the positioning satellite that is not the abnormality detection target, the positioning satellite that is the abnormality detection target is actually In the abnormal state, even if erroneous orbit information is transmitted, the observation distance and calculation distance from the abnormality detection target positioning satellite to the receiving point are not affected by the receiving side without being affected by the erroneous orbit information. In this case, abnormality detection can be performed.
【００２６】次に、この発明の請求項１に係る測位シス
テムの構成例を図２に示す。基地局は複数の測位用衛星
からの測位用信号を受信して、各測位用衛星の測位用信
号が受信点に伝搬するまでの時間を観測して、各測位用
衛星から受信点までの観測距離をまず求める。また、各
測位用衛星の測位用信号に重畳されている軌道情報とそ
の測位用信号を受信した時刻の情報とから各測位用衛星
の位置情報を求め、各測位用衛星から受信点までの計算
距離を求め、さらにこの計算距離と前記観測距離との差
が予め定めたしきい値を超える衛星を異常な衛星とみな
す。さらにこの基地局は異常と見なした測位用衛星の衛
星番号等の識別情報を移動局へ送信する。移動局側では
この異常衛星の識別情報を受信して、異常な測位用衛星
を用いないで、他の正常な測位用衛星の測位用信号に基
づいて移動局の測位を行う。Next, FIG. 2 shows a configuration example of the positioning system according to claim 1 of the present invention. The base station receives positioning signals from a plurality of positioning satellites, observes the time required for the positioning signals of each positioning satellite to propagate to the receiving point, and observes the time from each positioning satellite to the receiving point. First find the distance. In addition, the position information of each positioning satellite is obtained from the orbital information superimposed on the positioning signal of each positioning satellite and the information of the time when the positioning signal was received, and the calculation from each positioning satellite to the receiving point is performed. A distance is obtained, and a satellite whose difference between the calculated distance and the observation distance exceeds a predetermined threshold value is regarded as an abnormal satellite. Further, the base station transmits identification information such as the satellite number of the positioning satellite regarded as abnormal to the mobile station. The mobile station receives the identification information of the abnormal satellite, and performs positioning of the mobile station based on the positioning signal of another normal positioning satellite without using the abnormal positioning satellite.
【００２７】請求項２に係る測位システムでは、軌道情
報を収集してから時間が経過する程、前記しきい値が増
大するため、軌道情報を収集してからの時間経過に拘ら
ず、計算距離と観測距離との差から異常判定を行う際の
厳しさを略一定とすることができる。In the positioning system according to the second aspect , the threshold value increases as the time elapses after the collection of the orbital information. Severity when performing an abnormality determination can be made substantially constant from the difference between the distance and the observation distance.
【００２８】請求項３に係る測位用衛星の異常検知方法
では、軌道情報が更新されてから時間が経過する程、前
記しきい値が増大するため、軌道情報が更新されてから
の時間経過に拘らず、計算距離と観測距離との差から異
常判定を行う際の厳しさを略一定とすることができる。In the positioning satellite abnormality detecting method according to the third aspect , the threshold value increases as time passes after the orbit information is updated, so that the time elapses after the orbit information is updated. Regardless, the severity of the abnormality determination can be made substantially constant from the difference between the calculated distance and the observation distance.
【００２９】請求項４に係る測位システムでは、基地局
は各測位用衛星から基地局までの観測距離と計算距離を
それぞれ求めて、その差が急激に変化した場合に、その
測位用衛星を異常とみなす。その他の作用は請求項１に
係る測位システムと同様である。In the positioning system according to the fourth aspect , the base station obtains the observation distance and the calculation distance from each positioning satellite to the base station, respectively, and when the difference changes rapidly, the base station abnormally determines the positioning satellite. Is considered. Other operations are the same as those of the positioning system according to the first aspect .
【００３０】請求項５に係る測位システムでは、各測位
用衛星から送信される測位用信号に全ての測位用衛星に
ついての軌道情報が重畳されていて、異常検知対象であ
る測位用衛星から受信点までの計算距離の算出に用いる
軌道情報としては、異常検知対象でない複数の測位用衛
星の測位用信号に重畳されている同一の異常検知対象測
位用衛星の軌道情報が用いられる。したがって、異常検
知対象である測位用衛星が実際に異常状態であって、誤
った軌道情報を送信していても、受信側でその誤った軌
道情報の影響を受けることなく、異常検知対象測位用衛
星から受信点までの観測距離および計算距離をそれぞれ
求めて、異常検知を行うことができる。[0030] In the positioning system according to the fifth aspect , the orbit information about all the positioning satellites is superimposed on the positioning signal transmitted from each positioning satellite, and the positioning signal is received from the positioning satellite which is the object of abnormality detection. As the orbit information used to calculate the calculation distance up to, the orbit information of the same abnormality detection target positioning satellite that is superimposed on the positioning signals of a plurality of positioning satellites that are not abnormality detection targets is used. Therefore, even if the positioning satellite that is the target of the abnormality detection is actually in an abnormal state and transmits incorrect orbit information, the receiving side is not affected by the incorrect orbit information, The observation distance and the calculation distance from the satellite to the receiving point are obtained, respectively, and abnormality detection can be performed.
【００３１】[0031]
【実施例】この発明の実施例である測位システムの構成
を図４〜図１３に示す。FIG. 4 to FIG. 13 show the configuration of a positioning system according to an embodiment of the present invention.
【００３２】図４は図２に示した基地局の構成を示すブ
ロック図であり、ＣＰＵ１はＲＯＭ２に予め書き込んだ
プログラムを実行して、後述する処理によって異常な測
位用衛星の検知およびその識別情報の送信のための処理
を行う。ＲＡＭ３はその際のワーキングエリアとして用
いる。ＧＰＳ受信機５は複数の測位用衛星からの測位用
信号をＧＰＳアンテナ４で受信して、各測位用衛星まで
の観測距離およびその観測距離を求めた時の各測位用衛
星の位置を求める。ＣＰＵ１はインタフェース６を介し
てこれらの情報を読み取る。送信機８は異常な測位用衛
星の識別情報を送信するために用い、ＣＰＵ１はインタ
フェース７を介して送信すべき異常衛星の識別情報を送
信機８へ出力する。受信機１０は移動局から送信された
各移動局の位置情報を受信するために用い、ＣＰＵ１は
インタフェース９を介して各移動局の位置情報を受信機
１０から読み取る。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the base station shown in FIG. 2. The CPU 1 executes a program written in the ROM 2 in advance, and detects abnormal positioning satellites and the identification information thereof by the processing described later. Perform processing for transmission. The RAM 3 is used as a working area at that time. The GPS receiver 5 receives positioning signals from a plurality of positioning satellites with the GPS antenna 4, and obtains the observation distance to each positioning satellite and the position of each positioning satellite when the observation distance is obtained. The CPU 1 reads such information via the interface 6. The transmitter 8 is used to transmit the identification information of the abnormal positioning satellite, and the CPU 1 outputs the identification information of the abnormal satellite to be transmitted to the transmitter 8 via the interface 7. The receiver 10 is used to receive the position information of each mobile station transmitted from the mobile station, and the CPU 1 reads the position information of each mobile station from the receiver 10 via the interface 9.
【００３３】図５は図２に示した移動局の構成を示すブ
ロック図である。図５においてＣＰＵ２１はＲＯＭ２２
に予め書き込んだプログラムを実行して、後述する処理
によって測位を行い、移動局の設けられた移動体の位置
情報を基地局へ送信する。ＲＡＭ２３はその際のワーキ
ングエリアとして用いる。ＧＰＳ受信機２５は複数の測
位用衛星からの測位用信号をＧＰＳアンテナ２４で受信
して、各測位用衛星までの観測距離およびその観測距離
を求めた時の各測位用衛星の位置を求める。ＣＰＵ２１
はインタフェース２６を介してこれらの情報を読み取
る。送信機２８は移動局の位置情報を送信するために用
い、ＣＰＵ２１はインタフェース２７を介して送信すべ
き位置情報を送信機２８へ出力する。受信機３０は基地
局から送信された異常衛星の識別情報を受信するために
用い、ＣＰＵ２１はインタフェース２９を介して異常衛
星の識別情報を受信機３０から読み取る。方位センサ３
３は移動局の設けられている移動体の移動方向の方位を
検出するセンサであり、ＣＰＵ２１はインタフェース３
２を介して方位角データを読み取る。移動距離センサ３
５は上記移動体の移動距離を検出するセンサであり、Ｃ
ＰＵ２１はインタフェース３４を介してその移動距離情
報を読み取る。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the mobile station shown in FIG. In FIG. 5, the CPU 21 is a ROM 22
Of the mobile unit provided with the mobile station, and transmits the position information of the mobile unit provided with the mobile station to the base station. The RAM 23 is used as a working area at that time. The GPS receiver 25 receives positioning signals from a plurality of positioning satellites with the GPS antenna 24, and obtains the observation distance to each positioning satellite and the position of each positioning satellite when the observation distance is obtained. CPU 21
Reads such information via the interface 26. The transmitter 28 is used to transmit the position information of the mobile station, and the CPU 21 outputs the position information to be transmitted to the transmitter 28 via the interface 27. The receiver 30 is used to receive the identification information of the abnormal satellite transmitted from the base station, and the CPU 21 reads the identification information of the abnormal satellite from the receiver 30 via the interface 29. Orientation sensor 3
Reference numeral 3 denotes a sensor for detecting the azimuth of the moving body provided with the mobile station in the moving direction.
2 to read the azimuth data. Moving distance sensor 3
5 is a sensor for detecting the moving distance of the moving body,
The PU 21 reads the travel distance information via the interface 34.
【００３４】図６は図４におけるＧＰＳ受信機５または
図５におけるＧＰＳ受信機２５の構成を示すブロック図
である。図６においてアナログ信号処理回路４２ａはＧ
ＰＳ受信アンテナ１からの信号を中間周波変換し、ＡＤ
コンバータ４２ｂはその信号をディジタルデータに変換
する。信号処理ゲートアレイ４３はＡＤコンバータ４２
ｂからディジタルデータを入力し、ＣＰＵ４５からＣ／
Ａコードパターンデータ、Ｃ／Ａコード位相データおよ
びキャリア位相データなどを入力し、Ｃ／Ａコードパタ
ーンの発生およびＣ／Ａコードとの相関演算などを行
う。時計回路４４は基準発振器を備え、その基準発振信
号を分周して現在時刻を計時する。ＣＰＵ４５はＲＯＭ
４６に予め書き込んだプログラムを実行して、信号処理
ゲートアレイ４３から相関データを読み取り、所定のル
ープフィルタの演算を行い、信号処理ゲートアレイ４３
に対してＣ／Ａコードパターンデータ、Ｃ／Ａコード位
相データおよびキャリア位相データを与えることによっ
てＣ／Ａコード位相およびキャリア位相の同期をとり、
さらに航法メッセージデータを抽出する。またＣＰＵ４
５は航法メッージデータからアルマナック（各衛星の軌
道情報）を抽出し、各衛星の位置情報を求め、また各衛
星までの観測距離を求めて、受信点の位置を算出する。
さらにこのＧＰＳ受信機が基地局におけるＧＰＳ受信機
である場合、ＣＰＵ４５はデータ伝送インタフェース４
８を介して、アルマナック、各衛星までの観測距離およ
び各衛星の位置情報を出力する。また、このＧＰＳ受信
機が移動局におけるＧＰＳ受信機である場合、ＣＰＵ４
５はデータ伝送インタフェース４８を介して、異常衛星
の識別情報を入力し、各衛星の位置情報を出力する。Ｒ
ＡＭ４７はこれらの処理の実行に際してワーキングエリ
アとして用いる。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the GPS receiver 5 in FIG. 4 or the GPS receiver 25 in FIG. In FIG. 6, the analog signal processing circuit 42a has G
The signal from the PS receiving antenna 1 is converted to an intermediate frequency,
Converter 42b converts the signal into digital data. The signal processing gate array 43 includes an AD converter 42
b, digital data is input from the CPU 45 and C /
A code pattern data, C / A code phase data, carrier phase data, and the like are input, and a C / A code pattern is generated and a correlation operation with the C / A code is performed. The clock circuit 44 has a reference oscillator, and divides the reference oscillation signal to measure the current time. CPU 45 is ROM
46, the correlation data is read from the signal processing gate array 43, a predetermined loop filter operation is performed, and the signal processing gate array 43 is read.
And C / A code phase data and C / A code phase data and carrier phase data, thereby synchronizing the C / A code phase and the carrier phase.
Further, the navigation message data is extracted. CPU4
Reference numeral 5 extracts the almanac (orbit information of each satellite) from the navigation message data, obtains the position information of each satellite, obtains the observation distance to each satellite, and calculates the position of the receiving point.
Further, when the GPS receiver is a GPS receiver in a base station, the CPU 45
8, an almanac, an observation distance to each satellite, and position information of each satellite are output. If this GPS receiver is a GPS receiver in a mobile station, the CPU 4
Numeral 5 inputs the identification information of the abnormal satellite via the data transmission interface 48 and outputs the position information of each satellite. R
The AM 47 is used as a working area when executing these processes.
【００３５】次に、ＧＰＳ受信機の主な処理内容をフロ
ーチャートとして図７および図８に示す。これらの処理
は基地局側のＧＰＳ受信機と移動局側のＧＰＳ受信機と
で基本的に同一である。Next, FIGS. 7 and 8 show the main processing contents of the GPS receiver as flowcharts. These processes are basically the same for the GPS receiver on the base station side and the GPS receiver on the mobile station side.
【００３６】図７に示すように、航法メッセージ抽出処
理では、まずＧＰＳ受信機は各測位用衛星からの測位用
信号に重畳されている航法メッセージのエフェメリス
（自衛星が発信する自衛星の詳細な軌道データ）とアル
マナック（自衛星と他衛星のおおまかな軌道データ）か
ら軌道情報を抽出し、これを編集して各測位用衛星ごと
に軌道情報をデータベースとして記憶する。As shown in FIG. 7, in the navigation message extraction process, first, the GPS receiver performs ephemeris of the navigation message superimposed on the positioning signal from each positioning satellite (details of the own satellite transmitted by the own satellite). The orbit information is extracted from the orbit data) and the almanac (rough orbit data of the own satellite and other satellites), edited, and stored as a database for each positioning satellite.
【００３７】またＧＰＳ受信機は図８に示すように、各
測位用衛星から受信点までの電波伝搬時間に基づき、各
測位用衛星から受信点までの観測距離を求め、各測位用
衛星の既に求めている軌道情報および上記観測距離抽出
時の時刻から各測位用衛星の位置を算出する。そして、
各測位用衛星の位置と各測位用衛星から受信点までの観
測距離とから、受信点の緯度，経度，高さを求める。As shown in FIG. 8, the GPS receiver obtains the observation distance from each positioning satellite to the receiving point based on the radio wave propagation time from each positioning satellite to the receiving point. The position of each positioning satellite is calculated from the obtained orbital information and the time at which the observation distance was extracted. And
The latitude, longitude, and height of the receiving point are obtained from the position of each positioning satellite and the observation distance from each positioning satellite to the receiving point.
【００３８】次に、基地局の処理手順をフローチャート
として図９および図１０に示す。図９に示すように、基
地局は基地局のＧＰＳ受信機より各衛星のアルマナック
を読み取り、異常検知対象とする衛星の軌道情報をその
他の衛星から送信された測位用信号に重畳されていたア
ルマナックから抽出する。例えば図２に示した測位用衛
星７の異常検知を行う場合に、その測位用衛星７の軌道
情報を抽出する際、測位用衛星７以外の測位用衛星１，
５，１０，２１から送信された測位用信号に重畳されて
いる航法メッセージからそれぞれ測位用衛星７に関する
軌道情報を抽出し、それらのうち２つ以上一致する軌道
情報を測位用衛星７の軌道情報として用いる。例えば測
位用衛星１と測位用衛星５の送信した測位用信号に重畳
されていた航法メッセージからそれぞれ測位用衛星７に
関する軌道情報を抽出し、両者が一致した時、その軌道
情報を後述する異常検知に用いる。Next, the processing procedure of the base station is shown in FIGS. 9 and 10 as flowcharts. As shown in FIG. 9, the base station reads the almanac of each satellite from the GPS receiver of the base station, and the orbit information of the satellite to be subjected to abnormality detection is superimposed on the positioning signal transmitted from other satellites. Extract from For example, when the abnormality of the positioning satellite 7 shown in FIG. 2 is detected, when the orbit information of the positioning satellite 7 is extracted, the positioning satellites 1 other than the positioning satellite 7 are extracted.
The orbit information on the positioning satellite 7 is extracted from the navigation message superimposed on the positioning signal transmitted from each of the positioning satellites 5, 10, and 21. Used as For example, the orbit information relating to the positioning satellite 7 is extracted from the navigation message superimposed on the positioning signal transmitted from the positioning satellite 1 and the positioning satellite 5, and when they match, the orbit information is detected as described later. Used for
【００３９】基地局は、図１０に示すように、各測位用
衛星までの観測距離を基地局側のＧＰＳ受信機から読み
取り（ｎ１）、またその観測距離抽出時の各測位用衛星
の位置情報をＧＰＳ受信機から読み取る（ｎ２）。続い
て、各測位用衛星から基地局までの計算距離を式１に基
づき算出する（ｎ３）。そして、各衛星ごとに計算距離
と観測距離との差を残差として算出し一時記憶する（ｎ
４）。その後、異常検知対象である衛星のアルマナック
の収集時刻からの経過時間、またはアルマナックが更新
された時刻からの経過時間に基づいて異常判定のための
しきい値を決定する（ｎ５）。その後、前回のステップ
ｎ４で求めた残差に対する今回のステップｎ４で求めた
残差の変化量を算出する（ｎ６）。続いて各衛星ごとに
求めた残差および残差変化量から各衛星の正常／異常判
定を行う（ｎ７）。すなわち残差がステップｎ５で求め
たしきい値を超えるか、または残差の変化量が予め定め
たしきい値を超えるとき、その衛星を異常とみなす（ｎ
８）。もし異常な衛星を検知すれば、その異常衛星の識
別情報を移動局へ無線送信する（ｎ９）。以降、図１０
に示した処理を繰り返し行う。As shown in FIG. 10, the base station reads the observation distance to each positioning satellite from the GPS receiver on the base station side (n1), and the position information of each positioning satellite at the time of extracting the observation distance. Is read from the GPS receiver (n2). Subsequently, the calculated distance from each positioning satellite to the base station is calculated based on Equation 1 (n3). Then, for each satellite, the difference between the calculated distance and the observed distance is calculated as a residual and temporarily stored (n
4). Thereafter, a threshold value for abnormality determination is determined based on the elapsed time from the almanac collection time of the satellite that is the abnormality detection target or the elapsed time from the almanac update time (n5). Thereafter, the amount of change of the residual determined in the current step n4 with respect to the residual determined in the previous step n4 is calculated (n6). Subsequently, normality / abnormality of each satellite is determined from the residuals and the amount of change in residuals obtained for each satellite (n7). That is, when the residual exceeds the threshold determined in step n5 or when the amount of change in the residual exceeds a predetermined threshold, the satellite is regarded as abnormal (n
8). If an abnormal satellite is detected, the identification information of the abnormal satellite is wirelessly transmitted to the mobile station (n9). Hereinafter, FIG.
Are repeated.
【００４０】次に、移動局の処理手順をフローチャート
として図１１〜図１３に示す。移動局はまず図１１に示
すように、基地局から異常衛星の識別情報を受信し、そ
の識別情報を、測位に用いない衛星を指示する情報とし
て移動局側のＧＰＳ受信機に設定する。また、移動局で
はＧＰＳ測位が不能となった場合に備えて、図１２に示
す手順で推測測位を行う。すなわち、まず図５に示した
方位センサ３３および移動距離センサ３５の検出結果を
読み取り、移動体の相対移動ベクトルを求め、前回求め
た位置にベクトル加算することによって現在の推測位置
を求める。この処理を繰り返すことによって各時点にお
ける移動体の推測位置を求める。但し、後述するように
ＧＰＳ測位が可能である状態では、推測測位による現在
位置をＧＰＳ測位の結果により更新することによって、
累積誤差を低減する。Next, the processing procedure of the mobile station is shown as flowcharts in FIGS. First, as shown in FIG. 11, the mobile station receives the identification information of the abnormal satellite from the base station, and sets the identification information in the GPS receiver of the mobile station as information indicating a satellite not used for positioning. In addition, the mobile station performs inferential positioning in the procedure shown in FIG. 12 in case GPS positioning becomes impossible. That is, first, the detection results of the azimuth sensor 33 and the movement distance sensor 35 shown in FIG. 5 are read, the relative movement vector of the moving body is obtained, and the current estimated position is obtained by adding the vector to the previously obtained position. By repeating this process, the estimated position of the moving body at each time point is obtained. However, in a state where GPS positioning is possible, as described later, by updating the current position based on the estimated positioning based on the result of GPS positioning,
Reduce accumulated error.
【００４１】移動局は測位結果を出力する際、図１３に
示すように、まずＧＰＳ受信機から移動局の位置情報を
読み取るが（ｎ１１）、必要な数の測位用衛星が捕捉さ
れてＧＰＳ測位が行われた状態では、ＧＰＳ受信機によ
り求められた移動局の位置情報を基地局へ無線送信し
（ｎ１２→ｎ１３）、また推測測位による位置情報をそ
のＧＰＳ測位による位置情報によって更新する（ｎ１
４）。また、捕捉された測位用衛星の数が測位に必要な
数に満たないでＧＰＳ測位が行われなかった場合には、
図１２に示した推測測位による位置情報を基地局へ無線
送信する（ｎ１５）。When outputting the positioning result, the mobile station first reads the position information of the mobile station from the GPS receiver as shown in FIG. 13 (n11), but the required number of positioning satellites are captured and the GPS positioning is performed. Is performed, the position information of the mobile station obtained by the GPS receiver is wirelessly transmitted to the base station (n12 → n13), and the position information based on the estimated positioning is updated with the position information based on the GPS positioning (n1).
4). If the number of captured positioning satellites is less than the number required for positioning and GPS positioning is not performed,
The position information based on the estimated positioning shown in FIG. 12 is wirelessly transmitted to the base station (n15).
【００４２】[0042]
【００４３】[0043]
【００４４】[0044]
【００４５】[0045]
【００４６】[0046]
【発明の効果】請求項１および請求項４に係る測位シス
テムによれば、基地局は複数の測位用衛星から基地局ま
での計算距離と観測距離との差をそれぞれ求めて異常な
衛星を検知し、検知した異常衛星の識別情報を移動局へ
送信し、移動局がこの異常衛星の識別情報を受信して、
異常な測位用衛星を用いないで、他の正常な測位用衛星
の測位用信号に基づいて移動局の測位を行うため、基地
局と移動局からなる測位システム全体が異常な測位用衛
星の影響を受けずに正しく測位を行うことができる。According to the positioning system according to the first and fourth aspects, the base station detects the abnormal satellite by calculating the difference between the calculated distance and the observation distance from the plurality of positioning satellites to the base station. Then, the identification information of the detected abnormal satellite is transmitted to the mobile station, and the mobile station receives the identification information of the abnormal satellite,
Because the positioning of the mobile station is performed based on the positioning signals of other normal positioning satellites without using an abnormal positioning satellite, the entire positioning system consisting of the base station and the mobile station is affected by the abnormal positioning satellite. Positioning can be performed correctly without receiving the signal.
【００４７】請求項２に係る測位システムによれば、軌
道情報を収集してからの時間経過に拘らず、計算距離と
観測距離との差から異常判定を行う際の厳しさを略一定
とすることができる。[0047] According to the positioning system according to claim 2, regardless of the time elapsed since the collecting orbit information, and a substantially constant severity at the time of performing the abnormality judgment from the difference between the calculated distance and the observation distance be able to.
【００４８】請求項３に係る測位システムによれば、軌
道情報が更新されてからの時間経過に拘らず、計算距離
と観測距離との差から異常判定を行う際の厳しさを略一
定とすることができる。According to the positioning system of the third aspect , regardless of the lapse of time since the update of the orbit information, the severity of the abnormality determination based on the difference between the calculated distance and the observation distance is made substantially constant. be able to.
【００４９】請求項５に係る測位システムによれば、異
常検知対象でない測位用衛星からの測位用信号に重畳さ
れている、異常検知対象である測位用衛星の同一の軌道
情報を用いることにより、異常検知対象である測位用衛
星が実際に異常状態であって、誤った軌道情報を送信し
ていても、受信側でその誤った軌道情報の影響を受ける
ことなく、異常検知対象測位用衛星から受信点までの観
測距離および計算距離をそれぞれ求めて、異常検知を正
しく行うことができる。According to the positioning system of the fifth aspect , by using the same orbit information of the positioning satellite as the abnormality detection target, which is superimposed on the positioning signal from the positioning satellite that is not the abnormality detection target, Even if the positioning satellite that is the object of the abnormality detection is actually in an abnormal state and transmits incorrect orbital information, the receiving side is not affected by the incorrect orbital information, Observation distance and calculation distance to the receiving point are respectively obtained, and abnormality detection can be performed correctly.
【図１】測位用衛星と受信点の位置および両者間の距離
の関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the position of a positioning satellite and a receiving point, and the distance between them.
【図２】この発明の測位システムの構成例を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a positioning system according to the present invention.
【図３】計算距離と観測距離との差を基に測位用衛星の
異常判定の際に用いるしきい値の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a threshold value used when determining an abnormality of a positioning satellite based on a difference between a calculated distance and an observation distance.
【図４】この発明の実施例に係る基地局の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a base station according to an embodiment of the present invention.
【図５】この発明の実施例に係る移動局の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile station according to an embodiment of the present invention.
【図６】ＧＰＳ受信機の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a GPS receiver.
【図７】ＧＰＳ受信機の行う航法メッセージ抽出処理の
手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of a navigation message extraction process performed by the GPS receiver.
【図８】ＧＰＳ受信機の行う測位処理の手順を示すフロ
ーチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of a positioning process performed by the GPS receiver.
【図９】基地局の行う軌道情報の処理の手順を示すフロ
ーチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure of processing of orbit information performed by a base station.
【図１０】基地局の行う異常検知の処理手順を示すフロ
ーチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing procedure of abnormality detection performed by the base station.
【図１１】移動局の行う受信処理の手順を示すフローチ
ャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of a reception process performed by a mobile station.
【図１２】移動局の行う推測測位の手順を示すフローチ
ャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure of an estimated positioning performed by a mobile station.
【図１３】移動局の行う測位データ送信処理の手順を示
すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing a procedure of positioning data transmission processing performed by a mobile station.
４−ＧＰＳアンテナ １１−送受信アンテナ ２４−ＧＰＳアンテナ ３１−送受信アンテナ 4-GPS antenna 11-Transceiver antenna 24-GPS antenna 31-transmitting / receiving antenna
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−63838（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−43446（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50766（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−108609（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−66913（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−249223（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−15404（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−75688（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 5/00 - 5/14 Continuation of the front page (56) References JP-A-7-63838 (JP, A) JP-A-7-43446 (JP, A) JP-A-6-50766 (JP, A) JP-A-3-108609 (JP) JP-A-6-66913 (JP, A) JP-A-5-249223 (JP, A) JP-A-8-15404 (JP, A) JP-A-5-75688 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01S 5/00-5/14
Claims (5)
の測位用衛星からの測位用信号を受信し、各測位用衛星
の測位用信号が基地局に伝搬するまでの時間を観測し
て、各測位用衛星から基地局までの観測距離を求める観
測距離測定手段と、前記各測位用信号に重畳されている
各測位用衛星の軌道情報を収集する軌道情報収集手段
と、これらの軌道情報と前記測位用信号を受信した時刻
の情報とから各測位用衛星の位置情報を求めるととも
に、この各測位用衛星の位置情報と既知である基地局の
位置情報とに基づき、各測位用衛星から基地局までの計
算距離を求める計算距離抽出手段と、前記計算距離と前
記観測距離との差を求めて、その差が予め定めたしきい
値を超える測位用信号を送信した測位用衛星を異常状態
として判定する異常判定手段と、この異常判定手段によ
り異常と見なされた測位用衛星の識別情報を送信する異
常衛星識別情報送信手段とを基地局に設け、 前記基地局から前記異常衛星識別情報を受信する異常衛
星識別情報受信手段と、複数の測位用衛星から測位用信
号を受信し、異常状態であると判定された測位用衛星の
測位用信号を除く他の測位用衛星の測位用信号に基づい
て移動局の位置を求める測位演算手段とを移動局に設け
て成る測位システム。1. Receiving positioning signals from a plurality of positioning satellites on each of which orbital information is superimposed, observing the time until the positioning signals of the respective positioning satellites propagate to a base station, and Observation distance measuring means for obtaining an observation distance from the positioning satellite to the base station; orbit information collecting means for collecting orbit information of each positioning satellite superimposed on each of the positioning signals; The position information of each positioning satellite is obtained from the information on the time at which the positioning signal is received, and based on the position information of each positioning satellite and the known position information of the base station, the position information of the base station is obtained from each positioning satellite. Calculation distance extracting means for calculating the calculation distance up to, calculating the difference between the calculated distance and the observation distance, and setting the positioning satellite having transmitted the positioning signal whose difference exceeds a predetermined threshold value to an abnormal state. Abnormality judgment hand to judge And an abnormal satellite identification information transmitting means for transmitting identification information of a positioning satellite regarded as abnormal by the abnormality determining means in the base station, and an abnormal satellite identification receiving the abnormal satellite identification information from the base station. Information receiving means for receiving a positioning signal from a plurality of positioning satellites, and determining a mobile station based on a positioning signal of another positioning satellite excluding a positioning signal of a positioning satellite determined to be in an abnormal state; A positioning system comprising a mobile station provided with positioning calculation means for obtaining a position.
した時刻からの時間経過にともない前記しきい値を増大
させる手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の測
位システム。2. The positioning system according to claim 1, further comprising means for increasing the threshold value as time elapses from the time when the orbit information collecting means collects the orbit information.
た時刻の情報を抽出するとともに、前記軌道情報が更新
されてからの時間経過にともない前記しきい値を増大さ
せる手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の測位
システム。3. A method for extracting information on the time at which the orbit information is updated from the orbit information and providing a means for increasing the threshold value as time elapses after the orbit information is updated. The positioning system according to claim 1, wherein:
の測位用衛星からの測位用信号を受信し、各測位用衛星
の測位用信号が基地局に伝搬するまでの時間を観測し
て、各測位用衛星から基地局までの観測距離を求める観
測距離測定手段と、前記各測位用信号に重畳されている
各測位用衛星の軌道情報を収集する軌道情報収集手段
と、これらの軌道情報と前記測位用信号を受信した時刻
の情報とから各測位用衛星の位置情報を求めるととも
に、この各測位用衛星の位置情報と既知である基地局の
位置情報とに基づき、各測位用衛星から基地局までの計
算距離を求める計算距離抽出手段と、前記計算距離と前
記観測距離との差を求めて、一定時間当たりの前記差の
変化量が予め定めたしきい値を超える測位用信号を送信
した測位用衛星を異常状態として判定する異常判定手段
と、この異常判定手段により異常と見なされた測位用衛
星の識別情報を送信する異常衛星識別情報送信手段とを
基地局に設け、 複数の測位用衛星から測位用信号を受信する測位用信号
受信手段と、前記基地局から前記異常衛星識別情報を受
信する異常衛星識別情報受信手段と、異常状態であると
判定された測位用衛星の測位用信号を除く他の測位用衛
星の測位用信号に基づいて移動局の位置を求める測位演
算手段とを移動局に設けて成る測位システム。4. Receiving positioning signals from a plurality of positioning satellites on each of which orbital information is superimposed, observing the time required for the positioning signals of each positioning satellite to propagate to the base station, Observation distance measuring means for obtaining an observation distance from the positioning satellite to the base station; orbit information collecting means for collecting orbit information of each positioning satellite superimposed on each of the positioning signals; The position information of each positioning satellite is obtained from the information on the time at which the positioning signal is received, and based on the position information of each positioning satellite and the known position information of the base station, the position information of the base station is obtained from each positioning satellite. Calculating distance extracting means for calculating a calculating distance up to, and calculating a difference between the calculated distance and the observation distance, and transmitting a positioning signal in which an amount of change in the difference per predetermined time exceeds a predetermined threshold value. Abnormal positioning satellite Abnormality determining means for determining the position of the satellite for positioning, and an abnormal satellite identification information transmitting means for transmitting identification information of the positioning satellite regarded as abnormal by the abnormality determining means are provided in the base station, and a positioning signal is transmitted from the plurality of positioning satellites. Positioning signal receiving means for receiving, abnormal satellite identification information receiving means for receiving the abnormal satellite identification information from the base station, and other positioning signals except for positioning signals of positioning satellites determined to be in an abnormal state A positioning system comprising: a mobile station; and positioning calculation means for obtaining a position of the mobile station based on a positioning signal of a satellite.
ついての軌道情報が重畳されていて、前記各測位用衛星
の位置情報を求める手段が計算距離の算出に用いる軌道
情報として、異常検知対象でない複数の測位用衛星の測
位用信号に重畳されている同一の異常検知対象測位用衛
星の軌道情報を用いる請求項１，２，３または４記載の
測位システム。5. The orbit information of all positioning satellites is superimposed on the positioning signal, and the means for obtaining position information of each of the positioning satellites detects anomalies as orbit information used for calculating a calculation distance. 5. The positioning system according to claim 1, wherein the orbit information of the same abnormality detection target positioning satellite superimposed on the positioning signals of a plurality of non-target positioning satellites is used.
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| JP23660594A JP3537504B2 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Positioning system |
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|---|---|---|---|
| JP23660594A JP3537504B2 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Positioning system |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1994
- 1994-09-30 JP JP23660594A patent/JP3537504B2/en not_active Expired - Fee Related
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