测位方法、测位程序、全球导航卫星系统接收装置以及移动终端制造方法及图纸

技术编号:7955767 阅读:150 留言:0更新日期:2012-11-09 00:55
与有无多径无关,实现高精度的测位运算。基于测位信号的接收信号,取得观测伪距ρm(k)(S101)。基于上次的推定结果,计算此次的判断用的推定伪距ρmp(k)(S102)。根据观测伪距ρm(k)和推定伪距ρmp(k),计算判断用差值Deltaρm(k)(S103)。根据接收信号的C/No和PDOP,计算判断用的阈值σDeltaρ(S104)。若判断用差值Deltaρm(k)小于阈值σDeltaρ,则根据C/No的近似式计算误差方差σρm(k)(S105(否)→S106),若判断用差值Deltaρm(k)为阈值σDeltaρ以上,则基于阈值σDeltaρ计算误差方差σρm(k)(S105(是)→S107)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用来自全球导航卫星系统(GNSS)卫星的测位信号进行本装置的测位的测位方法以及测位程序,尤其涉及利用具备误差协方差矩阵的航迹滤波器进行测位运算的测位方法以及测位程序。
技术介绍
以往,接收来自全球导航卫星系统(GNSS)卫星的测位信号并进行测位的测位装置被广泛实用,用于各种移动终端。 在这种测位装置中,将利用测位信号观测的伪距以及载波相位(A距离)代入航迹滤波器,进行本装置位置或相対速度的推定运算。另外,作为航迹滤波器,以往多使用如非专利文献I所示的卡尔曼滤波器。在这种以往的卡尔曼滤波器中,作为对该滤波器的推定精度带来影响的參数,赋予协方差矩阵。具体而言,如果是同时推定运算伪距和相対速度的航迹滤波器,则赋予具有伪距的误差方差和相对测位的误差方差的误差协方差矩阵。以往,对这种伪距的误差方差和相对测位的误差方差简单地赋予一定值,或者仅根据C/No来決定。此外,专利文献I中记载了一种测位方法,根据观测伪距与推定伪距的差值,检测多径,以使得不利用误差大的接收信号(測位信号)。此外,专利文献2中记载了一种测位方法,根据信号強度判断接收环境,按照接收环境对卡尔曼滤波器的误差协方差进行修正。该方法中,分级地判断接收环境,按每级设定修正值,利用该修正值对初始的误差协方差进行修正。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2003 — 57327号公报专利文献2 :日本特开2009 — 92541号公报非专利文献非专利文献I :Greg Welch, and Gary Bishop, ^An Introduction to the KalmanFilter,,Department of Computer Science, University of North Carolina at ChapelHill,Chapel Hill, NC27599-3175, July 24,2006专利技术概要专利技术要解决的问题但是,在以上述的非专利文献I的技术为基础的以往方法中,存在测位结果的推定精度低的情況。具体而言,例如在搭载了测位装置以及测位用天线的汽车在市区行驶的情况下,有仅接收来自测位卫星的直接的测位信号的情况、以及接收被周围的高层建筑物反射而成的测位信号(多径)的情況。若接收这样的由来自周围的反射而成的测位信号井利用该测位信号进行测位运算,则导致测位误差变大。尤其,如上所述,将一定值赋予或仅根据C/No决定误差协方差矩阵的各误差方差的情况下,存在受到多径的影响而测位误差变大的情況。此外,在专利文献I所示的方法中,若不受多径的影响的测位信号不是规定数(4个)以上,则不能进行测位运算。此外,在专利文献2所示的方法中,根据信号強度来判断接收环境,并且仅能够按照接收环境的分级数量的种类修正误差方差,不一定能够进行与多径相应的高精度的测位运算。
技术实现思路
因而,本专利技术的目的在于实现不受多径的影响而能够高精度地进行测位运算的测 位方法以及测位装置。 用于解决问题的手段本专利技术涉及利用航迹滤波器根据全球导航卫星系统(GNSS)测位信号的接收信号来推定位置或速度的测位方法。该测位方法中,具有多径检测步骤,检测多径;观测误差设定步骤,基于有无检测出多径,设定作为航迹滤波器的设计參数的观测误差的误差协方差矩阵;以及推定运算步骤,利用在该观测误差设定步骤中设定的航迹滤波器,推定位置或速度。在该方法中,与多径相应地设定观测误差的误差协方差矩阵,因此能够设定与多径的状况相应的最优的航迹滤波器。此外,在本专利技术的测位方法中,还具有观测伪距计算步骤,基于在第I时刻接收到的接收信号的码相位差,计算观测伪距;以及推定伪距计算步骤,基于第I时刻的全球导航卫星系统接收装置的计算位置、以及第I时刻的卫星的位置,计算推定伪距,该第I时刻的全球导航卫星系统接收装置的计算位置基于比第I时刻早的第2时刻的位置及该第2时刻的速度计算。多径检测步骤基于观测伪距和推定伪距,检测多径。在该方法中,示出了多径的检测方法。通过使用该方法,能够正确地检测多径。由此,还能够正确地设定与多径相应的观测误差的误差协方差矩阵。此外,在本专利技术的测位方法中,还具有阈值设定步骤,在该阈值设定步骤中,基于位置精度恶化度和C/No来设定阈值,该位置精度恶化度是基于全球导航卫星系统卫星的配置的测位精度的指标。多径检测步骤基于观测伪距与推定伪距的差值(差分值、差量值)和阈值的比较结果,检测多径。在该方法中,示出了具体的多径的检测方法。此外,在本专利技术的测位方法的观测误差设定步骤中,在多径检测步骤中检测到多径的情况下,基于阈值设定上述误差协方差矩阵的误差方差。另ー方面,在多径检测步骤中没有检测到多径的情况下,基于C / No设定误差方差。在该方法中,示出了与多径相应的具体的观测误差的设定方法。此外,在本专利技术的测位方法中,检测到多径的情况下的误差方差是阈值,在没有检测到多径的情况下的误差方差是根据指数函数的近似式计算出的值,该指数函数的近似式使用预先通过实验得到的C / No。在该方法中,示出了在检测到多径的情况下和没有检测到的情况下的具体的误差方差的设定方法。此外,在本专利技术的测位方法中,对检测到多径的情况下的误差方差设定的阈值通过乘以规定的修正系数来修正。在该方法中,示出了具体的阈值的设定方法,通过修正阈值,能够设定更与多径相应的适当的误差方差。此外,在本专利技术的测位方法中,针对伪距的修正系数与针对相対速度的上述修正系数不同。在该方法中,示出了修正系数的具体的设定方法。由此,在伪距和相对测位中能够设定与各自的状况相应的阈值。此外,在本专利技术的测位方法中,基于将观测伪距作为观测值且将推定伪距作为期 待值的X2检验结果来设定阈值。在该结构中,示出了阈值的更具体的设定方法。专利技术效果根据本专利技术,不受有无多径影响,而能够与各个状况相应地设定适当的误差协方差矩阵。由此,使用航迹滤波器的推定运算结果成为高精度,能够高精度地计算本装置位置或相对速度。附图说明图I是表示随时间经过接收到来自特定的I个GPS卫星的GPS信号时的C / No与伪距误差的时间迁移的实验结果的图。图2是本专利技术的实施方式的测位运算的流程图。图3是表示多径的判断概念的图。图4是表示在本实施方式的处理以及以往的将误差协方差矩阵的各误差方差设定为一定的处理中伪距的推定结果的坐标图。图5是表示本实施方式的测位装置I的主要结构的框图。图6是表示具备本实施方式的测位装置I的移动终端100的主要结构的框图。具体实施例方式对照附图说明本专利技术的实施方式的测位方法以及用于实现该测位方法的测位程序以及测位装置。另外,本实施方式的测位方法、测位程序以及测位装置对于全球导航卫星系统(GNSS)的任何测位系统都能够适用。此外,在以下的说明中,示出使用卡尔曼滤波器作为航迹滤波器的例子,但只要是能够通过误差协方差矩阵来进行滤波器的參数设定的推定运算,都能够适用本申请的方法。在本实施方式的测位方法中,使用下式(式I)所示的航迹滤波器。数式Ip p (k) = HH XX(k) +V(k)-(式 I)在该(式I)所示的航迹滤波器中,P P (k)是运算定时k的观测矢量,XX (k)是运算定时k的状态矢量。此外,HH是方向余弦矩阵,V (k)是定时k的观测误差。观测误差V本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:富永贵树
申请(专利权)人:古野电气株式会社
类型:发明
国别省市:

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