位置信息生成装置、定时信号生成装置、电子设备及移动体的制作方法_4

文档序号:9216140阅读:来源:国知局
有的IPPS计数器的设定值进行初始化(S52)。
[0153]接着,基带处理部13判断是否为IPPS计数器的时钟边缘的定时(S54),在该定时,判断IPPS计数器的计数值与设定值是否一致(S56),在一致的情况下,输出I脉冲和NMEA数据(S58) ο
[0154]具体而言,基带处理部13读出SRAM 133所存储的最新的各种信息,转换为NMEA格式的数据并输出。另外,IPPS计数器的设定值在上述图4的步骤S28中依次被更新。
[0155]接着,基带处理部13对IPPS计数器进行递增计数(S60),然后转移到步骤S54。
[0156]另一方面,在IPPS计数器的时钟边缘的定时,IPPS计数器的计数值与设定值不一致的情况下,基带处理部13不进行步骤S58的处理,而转移到步骤S60,对IPPS计数器进行递增计数(S60),然后转移到步骤S54。
[0157]图6是示出图1所示的定时信号生成装置的处理部进行的GPS接收机的控制的处理过程的一例的流程图。
[0158]如图6所示,在电源接通时(S100的“是”),处理部20首先对定位计算结果的统计信息进行重置(S102)。
[0159]接着,处理部20判断是否经过了规定时间(S104),直到经过规定时间为止,判断是否为GPS接收机10输出IPPS的脉冲的定时(S106),在该每个定时,取得GPS接收机10输出的NMEA数据,并将GPS接收机10在通常定位模式下的定位计算结果追加到统计信息(S108)ο
[0160]并且,当经过规定时间时,处理部20从定位计算结果的统计信息中,选择处于以众数或中位数为中心的规定范围内(上述Α± σ/4的范围内)的值,在GPS接收机10中将该值设定为接收点的位置信息(S110),进而将GPS接收机10设定为位置固定模式(S112)。
[0161]另外,步骤S108的规定时间越长,接收点的位置信息的精度越提高,因此步骤S108的规定时间例如优选设定为I日(24小时)左右。
[0162]为了表明这样的、设定处于A土 σ /4的范围内的值作为接收点的位置信息带来的效果,使用GPS仿真器和GPS接收机(实际设备)进行了实验。在本实验中,在GPS仿真器中设定接收位置(玮度、经度、高度)、被捕捉的卫星数、卫星信号的强度来执行仿真,将GPS仿真器输出的信号输入到GPS接收机,在每I秒取得GPS接收机在通常定位模式下输出的位置信息(玮度、经度、高度),并计算出其平均值、中位数、众数以及这各个值与真实位置(在GPS仿真器中设定的接收位置)之间的距离。
[0163]图7的㈧是示出GPS卫星的捕捉数多但接收强度小的情况下的定位计算结果的表,图7的(B)是示出GPS卫星的捕捉数少且接收强度小的情况下的定位计算结果的表。
[0164]另外,图7的㈧所示的定位计算结果是以GPS卫星的捕捉数为7?8、卫星信号的强度为一 145dBm、定位时间为17小时的条件进行实验而得到的,上述条件假定了可捕捉足以进行定位计算的数量的GPS卫星、但卫星信号的强度小的接收环境。另一方面,图7的(B)所示的定位计算结果是以GPS卫星的捕捉数为3?5、卫星信号的强度为一 145dBm、定位时间为16小时的条件进行实验而得到的,上述条件假定了卫星信号的强度弱、且不限于可捕捉足以进行定位计算的数量的GPS卫星的接收环境。
[0165]图7的㈧和图7的⑶所示的定位计算结果均按照与真实位置的距离从小到大的顺序,为众数、中位数、平均值。根据这样的结果可知,选择通过定位计算得到的位置的众数或者中位数,并在GPS接收机中设定为位置固定模式下的接收点的位置信息,由此与选择平均值的情况相比IPPS的精度提高。
[0166]S卩,当卫星信号的接收环境劣化时,多路径等引起的定位计算的误差增大,因此在设定了定位结果的平均值作为位置固定模式下的位置信息的情况下,误差增大的可能性高,但通过设定众数或中位数而难以受到误差大的定位结果的影响,因此能够提高位置固定模式下的IPPS的精度。
[0167]此外,使用通常定位模式下的定位结果计算应在位置固定模式下设定的位置信息,由此不受接收场所的限制,还能够降低成本。
[0168]如以上所说明那样,即使在接收环境劣化的情况下,也能够通过使用多个定位计算结果的众数或中位数生成接收点的位置信息,生成比使用多个定位计算结果的平均值生成接收点的位置信息的情况更准确的位置信息。其结果,不论接收环境如何,都能够稳定生成准确的定时信号。
[0169]这里,作为在生成接收点的位置信息时使用的值,可以将多个定位计算结果的众数或中位数直接设为接收点的位置信息,但即便使用接近众数或中位数的值(以众数或中位数为中心的规定的附近范围的值),也能够生成比使用平均值的情况更准确的位置信息。以下说明该点。
[0170]图8是用于说明图7的(B)所示的情况下的定位计算结果的平均值、中位数以及众数与标准偏差之间的关系的表,图9是用于说明定位计算结果的平均值、中位数以及众数与标准偏差之间的关系的曲线图。
[0171]在将多个定位计算结果的众数或中位数设为A、这多个定位计算结果的标准偏差设为σ时,如图8和图9所示,处于Α±σ/4的范围内的值相比这多个定位计算结果的平均值,更接近真实位置的值(真实值)。
[0172]因此,根据处于A土 σ /4的范围内的值生成接收点的位置信息,由此即使定位计算的误差由于接收环境的劣化而增大,也难以受到多路径等不规则的数据那样的、误差较大的定位结果的影响,能够生成将多个定位计算结果的平均值用于接收点的位置信息生成的、比以往准确的定时信号。
[0173]这里,定位计算结果包含玮度、经度和高度的信息。因此,作为众数,分别存在与玮度相关的信息的众数、与经度相关的信息的众数以及与高度相关的信息的众数,同样,作为中位数,分别存在与玮度相关的信息的中位数、与经度相关的信息的中位数以及与高度相关的信息的中位数。此外,作为标准偏差,分别存在与玮度相关的信息的标准偏差、与经度相关的信息的标准偏差以及与高度相关的信息的标准偏差。在生成接收点的位置信息时,在分别针对与多个定位计算结果的玮度、经度以及高度相关的信息,将众数或中位数设为Α、标准偏差设为σ时,使用处于A土 σ /4的范围内的值即可。
[0174]另外,在针对与多个定位计算结果的玮度、经度以及高度中的一部分相关的信息,将众数或中位数设为Α、标准偏差设为σ时,可以使用处于Α± σ/4的范围内的值生成接收点的位置信息。该情况下,关于与剩余部分相关的信息,将通过其他手段得到的信息用于接收点的位置信息生成即可。例如,关于与玮度和经度相关的信息,可以使用处于Α± σ/4的范围内的值,与高度相关的信息可以使用已知的值、或基于高度计的检测结果的值。
[0175]如上所述,DSP 23具有如下功能:从A土 ο /4的范围内选择由DSP 23生成接收点的位置信息时使用的值。由此,DSP 23能够使用处于A土 σ /4的范围内的值,生成接收点的位置信息。
[0176]作为DSP 23从A土 ο /4的范围内选择值的方法,没有特别限定,例如可列举以下那样的第I方法和第2方法等。
[0177]在第I方法中,DSP 23 (选择部)在将系数设为k时,在Α± ο/4的范围内选择最接近kXA的值。由此,DSP 23能够比较简单地使用处于A土 ο /4的范围内的值,生成接收点的位置信息。
[0178]此外,在第2方法中,DSP 23(选择部)在将众数和中位数的中间值设为B、系数设为K时,在Α± σ/4的范围内选择最接近kXB的值。由此,DSP 23也能够比较简单地使用处于A土 σ /4的范围内的值,生成接收点的位置信息。
[0179]这里,在kXA或kXB处于Α± σ/4的范围内的情况下,可以由DSP 23将kXA或k X B直接用于接收点的位置信息生成,也可以由DSP 23将最接近k X A或k X B的定位计算结果用于接收点的位置信息生成。此外,在kXA或kXB处于Α± σ/4的范围外的情况下,可以由DSP 23将Α± σ/4的范围内的最接近kXA或kXB的值、S卩Α+σ/4或Α— σ/4用于接收点的位置信息生成,也可以由DSP 23将最接近Α+σ/4或A — σ/4的定位计算结果用于接收点的位置信息生成。
[0180]此外,DSP 23优选能够调整上述系数k。由此,能够根据接收环境,将由DSP 23生成接收点的位置信息时使用的值最优化。上述调整可以根据定位计算结果自动进行,也可以经由设置于定时信号生成装置I的操作部(未图示)手动进行。
[0181]在根据定位计算结果自动进行上述调整的情况下,DSP 23根据GPS接收机10的多个定位计算结果的平均值、众数和中位数中的至少两个值,调整上述系数k。由此,能够使用定位计算结果,自动地根据接收环境,将由DSP 23生成接收点的位置信息时使用的值最优化。例如,将设定有众数与中位数的差分、众数与平均值的差分、中位数与平均值的差分、众数与中位数的比率、众数与平均值的比率或中位数与平均值的比率和系数k之间的对应关系的表预先存储到未图示的存储器(存储部)中,根据众数与中位数的差分、众数与平均值的差分、中位数与平均值的差分、众数与中位数的比率、众数与平均值的比率或中位数与平均值的比率的结果,使用上述表,对系数k进行调整。
[0182]此外,系数k优选处于0.7以上1.3以下的范围内。由此,能够减少kXA或kXB处于A土 σ /4的范围外的情况。因此,能够根据接收环境,将由DSP 23生成接收点的位置信息时使用的值高精度地最优化。
[0183]如以上所说明那样,使用处于A土 σ /4的范围内的值生成接收点的位置信息,由此即使定位计算的误差由于接收环境的劣化而增大,也难以受到误差较大的定位结果的影响,能够生成比以往准确的定时信号。
[0184]此外,在本实施方式中,能够通过使原子振荡器30输出的时钟信号与准确的IPPS同步,生成精度比原子振荡器30的精度高的时钟信号。而且,在GPS接收机10输出的IPPS的精度劣化、或者GPS接收机10停止了 IPPS的输出的情况下(即,故障保持突发时),停止使原子振荡器30输出的时钟信号与IPPS同步的处理并使原子振荡器30自行振荡,由此能够输出至少为原子振荡器30的频率精度的IPPS。
[0185]这样的定时信号生成装置I输出的IPPS精度极高,因此例如能够用作管理计算机的时间的时间服务器的时钟输入信号。
[0186]此外,原子振荡器30具有较高的长期频率稳定性。因此,通过使用原子振荡器30作为与定时信号同步的振荡器,即使长期处于无法接收卫星信号的状态,也能够生成高精度的定时信号。
[0187]〈第2实施方式〉
[0188]图10是示出本发明第2实施方式的定时信号生成装置的概略结构的图。
[0189]本实施方式除了 GPS天线、GPS接收机的数量以及处理部的结构不同以外,其他与上述第I实施方式相同。
[0190]此外,在以下的说明中,关于第2实施方式,以与上述实施方式的不同之处为中心进行说明,对相同的事项省略其说明。此外,在图10中,对与上述实施方式相同的结构标注
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