定位装置制造方法

定位装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于，提供一种定位装置，该定位装置能在早期可靠地对本车位置进行多次修正，并能在早期可靠地检测出误匹配状态或偏离状态并修正成正确的位置。本发明所涉及的定位装置包括：GPS接收机(11)，该GPS接收机(11)接收发送自多个GPS卫星的发送信号，基于该发送信号对作为本车的位置的GPS位置进行计算；GPS位置计算部(126)，该GPS位置计算部(126)基于发送信号计算与各GPS卫星之间的伪距，基于该伪距对作为本车的位置的GPS再计算位置进行计算；以及多路径影响评价部(128)，该多路径影响评价部(128)基于由GPS接收机(11)所计算出的GPS位置与由GPS位置计算部(126)所计算出的GPS再计算位置之间的差异，来评价多路径对GPS位置的影响。
【专利说明】定位装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种移动体的定位装置，特别涉及使用来自GPS(GlobalPositioning System:全球定位系统）卫星的发送信号的定位装置。

【背景技术】
[0002] 以往，已知有汽车等移动体的导航装置。在该导航装置中，将车辆的位置显示于地 图上，以进行到目的地为止的道路引导等。在将车辆的位置显示于地图的道路上时，利用获 取GPS卫星的定位结果的GPS定位装置、以及速度传感器、角速度传感器及加速度传感器等 各种传感器，来对车辆的运动进行观测/测量，然后，通过进行被称为地图匹配的处理，从 而在地图数据的道路链路上辨识出车辆位置。
[0003] 然而，由于由传感器所测量到的车辆的移动距离、偏转角、或仰角具有测量误差， 因此，在对这些参数所表示的运动矢量进行累计计算的自主导航法中，误差（测量误差）会 逐渐累积。为了对由此所累积成的误差进行修正，使用由与传感器分开独立设置的GPS接 收机所观测到的GPS位置（由GPS接收机所计算出的车辆的位置）以及GPS方位（由GPS 接收机所计算出的车辆的方位）来进行适当修正。
[0004] 这里，对GPS定位原理进行说明，GPS定位是基于三角测量的原理，根据3个以上的 GPS卫星的位置（已知数）及该GPS卫星与车辆之间的距离（已知数），来计算在三维空间 内车辆的位置（未知数）。由于各GPS卫星与车辆分别独立进行运动，因此，需要在共通的 时间系统（以下也称为GPSTime)内进行时刻同步。因此，利用对3个GPS卫星追加1个 GPS卫星后所获得的4个以上的GPS卫星，来求出包括车辆的位置（x，y，z)与内置时钟误 差的4个未知数。通过进行时刻同步，能根据到车辆接收到发送自GPS卫星的电波为止的 电波传输时间，来算出GPS卫星与车辆之间的距离（伪距（pseudodistances) [m])。
[0005] 另外，基于GPS卫星与车辆之间的相对运动，来对发送自GPS卫星的电波的载波频 率进行多普勒频移，从而根据多普勒频移后的频率偏移量（[Hz])在三维空间内求出车辆 的速度（Vgx，Vgy，Vgz)，根据所求出的车辆的速度来计算出车辆的方位。对多普勒频移后的频 率偏移量进行换算后所获得的距离变化率（[m/s])表示伪距的时间变化量（伪距率（delta range) ([m/s]))，但为了计算车辆的速度，需要对假定车辆处于停车中时的距离变化率进 行推算。
[0006] 在利用上述GPS位置和GPS方位来对车辆的位置和方位进行修正时，需要考虑以 下关于GPS定位的问题。
[0007] (1)存在以下问题：若车辆（本车）上空的GPS卫星的电波被车辆周围的建筑物 等所屏蔽，导致能接收电波的GPS卫星数变为3个，则只能求出3个未知数，若能接收电波 的GPS卫星数小于3个，则无法对车辆的位置和速度进行观测。
[0008] (2)若对发送自GPS卫星并被车辆周围的建筑物等所反射的电波进行接收，则电 波的传输时间（或伪距）会产生误差（多路径：multipath)，从而GPS定位的精度会下降。 具体而言，若发生多路径，则GPS卫星的轨迹形状会产生畸变，或者即使轨迹形状良好，车 辆的位置和方位也会暂时产生偏移。
[0009] (3)越是以基于多普勒频移的距离变化率的测量值与假设车辆处于停车中时的距 离变化率的推算值之间的差异较小的低速进行行驶，GPS速度（GPS接收机所计算出的车辆 的速度）所包含的误差的比例越大。若GPS速度的误差较大，则根据GPS速度所计算出的 GPS方位的误差也较大。
[0010] ⑷由于GPS卫星与车辆各自的时钟会发生漂移（以ns为单位发生变化），因此， 需要对各时钟进行修正。由于搭载于GPS卫星的时钟使用的是漂移较小的昂贵的原子时 钟，该原子时钟的误差校正参数由GPS卫星来进行广播（发送），因此，若接收到发送自GPS 卫星的电波，则能在车辆侧对搭载于GPS卫星的时钟的误差进行修正。另一方面，搭载于车 辆的时钟（以下也称为内置时钟）使用的是漂移较大的廉价的石英钟等，不具备误差校正 参数。因此，虽然会在计算GPS定位时求出内置时钟的误差（以下也称为内置时钟误差） 并进行修正，但即使在修正后内置时钟也仍残留有1Usec以下的误差。这样的内置时钟误 差会成为对所有接收卫星都共通的距离变化率的测量误差。
[0011] (5)无法从GPS接收机输出正确表示定位误差（位置误差、速度误差、方位误差） 的指标。
[0012] 在现有的导航装置中，为了提高本车位置的精度，对GPS定位精度的评价、以及车 辆位置（本车位置）的修正方法进行了研究（参照专利文献1、2)。
[0013] 例如，在专利文献1中，每隔规定时间或规定距离在道路链路上修正自主位置（由 传感器所计算出的车辆的位置），在无法利用自主导航法进行地图匹配的情况下，基于良好 的GPS定位结果来对自主位置进行适当修正。具体而言，每隔规定时间或规定距离，保存规 定区间部分的距离GPS位置和自主位置最近的轨迹（位置、方位），基于构成各轨迹的各位 置间的运动矢量的合计之差，来认定GPS的可靠度，另外，设定用于基于GPS位置对自主位 置进行修正的阈值（GPS误差圆）。若GPS轨迹与自主轨迹基本相一致，则构成各轨迹的各位 置间的差较小，当GPS定位状态较差时，GPS轨迹与自主轨迹相背离，构成各轨迹的各位置 间的差较大。基于这样的特性，来判断GPS定位结果的可靠度。当可靠度较低时，将阈值设 定得较大，若GPS位置与自主位置之差大于阈值，则根据GPS位置来对自主位置进行修正。 此外，可以将上述规定区间设为最近的200m，也可以设为从最近的10秒到15秒的程度。
[0014] 另外，在专利文献2中，以提高自主位置的精度为目的。对自主轨迹进行修正，以 减小GPS轨迹（基于接收自GPS卫星的信息而求出的车辆的轨迹）和匹配轨迹（利用地图 匹配处理而求出的车辆的轨迹）中的可靠度较高的轨迹与自主轨迹（基于自主导航法求得 的车辆的轨迹）之间的差异。关于在对自主位置进行修正时作为基准的轨迹，若GPS轨迹 的可靠度较高且较为正确，则选择GPS轨迹，若GPS轨迹的可靠度小于规定值，则选择匹配 轨迹。GPS轨迹的可靠度根据自主轨迹与GPS轨迹的比较结果来生成。地图匹配是在自主 轨迹与道路链路形状相一致的道路链路上对本车位置进行辨识时，通过对匹配轨迹与自主 轨迹进行比较，来生成匹配可靠度。辨识出本车位置的道路链路的宽度越小且车辆的方位 变动越小时，匹配轨迹的可靠度越高。此外，关于自主方位的修正也与自主位置的修正方法 相同。 现有技术文献 专利文献
[0015] 专利文献1 :日本专利第3984112号公报 专利文献2 :日本专利特开2012-7939号公报


【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0016] 在导航装置中，利用每隔规定周期所测量出的车辆（本车）的运动矢量来进行地 图匹配处理，以在道路链路上对显示位置进行更新。另外，若车辆的运动矢量与道路链路形 状相一致，则即使在通过地图匹配处理没有在正确的道路链路上显示车辆的显示位置的状 态下（误匹配状态），也不会注意到处于误匹配状态而继续保持显示上的偏离状态。因此， 在导航装置中存在以下课题：即，在早期发现误匹配状态并尽早从该误匹配状态恢复到正 确位置。对于这样的课题，以往存在以下的问题。
[0017] (1)若在道路宽度内车辆的变动与道路链路不同时（例如车道变更、超越前车、路 上停车、U形转弯、道路链路的坐标误差、道路链路的形状误差）对自主位置进行修正，则存 在对自主位置进行误修正的可能性。
[0018] (2)若在直线行驶时的距离误差变大后进行左转或右转，则存在误匹配成并行道 路从而对自主位置进行误修正的可能性。
[0019] ⑶在较窄的范围内平行（或重叠）存在直线区间较长的道路的场所，即使显示位 置的轨迹与自主轨迹相一致，也不能说辨识出显示位置的道路链路一定是正确的。例如，在 高架道路的正下方存在其它道路的场所，在导航装置中有时为了方便而将高架道路与其它 道路平行地进行显示。在这种情况下，不能说辨识出显示位置的一条道路链路一定是正确 的，存在其它道路链路正确的可能性，因此，若对自主位置进行修正，则存在导致误修正的 可能性。
[0020] 另外，如上所述，在GPS定位中也存在几个问题。因此，在利用GPS定位来对自主 位置进行修正时，存在以下问题。
[0021] (4)若因多路径的影响而导致地图匹配失败前后的GPS轨迹形状（例如，在专利文 献1中最近的200m区间）与自主轨迹形状不一致，则无法对自主位置进行修正而继续保持 偏离状态。另外，在有建筑物的街道上，GPS轨迹形状良好的道路受到限定。
[0022] (5)若为了更正确地对GPS轨迹的可靠度进行判断而增长用于对轨迹进行比较的 长度，则在多路径环境下能提取出可靠度较高的GPS轨迹的机会减少，在多路径环境下的 自主位置的修正机会减少。
[0023] (6)若陀螺仪的温度漂移的校正不够充分，从而导致自主方位误差增大，则自主轨 迹形状会产生畸变，基于自主轨迹形状的可靠度会降低。
[0024] (7)在使用对多路径环境下的GPS位置的不需要的变动进行抑制从而输出稳定的 GPS方位的GPS接收机的情况下，在多路径环境下进行直线行驶时，有可能会得到在GPS位 置和GPS方位保持偏移的情况下表示直行状态的GPS轨迹形状。这是由于进行了基于由未 直接受到多路径影响的多普勒频移所测量出的GPS速度（由GPS接收机所计算出的车辆的 速度）和GPS方位（由GPS接收机所计算出的车辆的方位）的自主定位那样的GPS定位。 在这种情况下，即使GPS轨迹与自主轨迹相一致，也不能说GPS位置一定是正确的，若对自 主位置进行修正，则会导致误修正。
[0025] 另外，若利用地图匹配或GPS位置来对自主位置进行误修正，则会产生以下问题， 因此，在每次对自主位置进行修正时都要求有效的解决对策。
[0026] (8)继续进行地图匹配较为困难。
[0027] (9)由于将显示位置误修正至道路链路上的前后，因此，之后继续进行地图匹配较 为困难。
[0028] (10)由于显示位置移到其它候选位置（例如错误的道路链路上）而发生误匹配， 因此，会进一步对自主位置进行误修正。
[0029] (11)在正行驶于以下场所、即车辆附近存在进入沿道路的停车场等的道路的情况 下，无论是否正在道路上行驶，都会误判断为正在道路外（进入停车场等的道路）行驶，之 后继续进行地图匹配较为困难。
[0030] (12)与上述（11)相反，无论是否正在道路外行驶，都会误判断为正在道路上行 驶，从而会对自主位置进行误修正。
[0031] 本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种定位装置，该定位装 置能在早期可靠地多次对本车位置进行修正，并能提前并可靠地对误匹配状态或盲目行驶 状态进行检测并修正成正确的位置。 解决技术问题所采用的技术方案
[0032] 为了解决上述课题，本发明所涉及的定位装置的特征在于，包括：第1移动体位置 计算部，该第1移动体位置计算部接收发送自多个GPS卫星的发送信号，基于该发送信号来 计算移动体的位置即第1移动体位置；第2移动体位置计算部，该第2移动体位置计算部 基于发送信号来计算与各GPS卫星之间的伪距，基于该伪距来计算移动体的位置即第2移 动体位置；以及多路径影响评价部，该多路径影响评价部基于由第1移动体位置计算部所 计算出的第1移动体位置与由第2移动体位置计算部所计算出的第2移动体位置之间的差 异，来评价多路径对第1移动体位置的影响。 发明效果
[0033] 根据本发明，由于包括：第1移动体位置计算部，该第1移动体位置计算部接收发 送自多个GPS卫星的发送信号，基于该发送信号来计算移动体的位置即第1移动体位置； 第2移动体位置计算部，该第2移动体位置计算部基于发送信号来计算与各GPS卫星之间 的伪距，基于该伪距来计算移动体的位置即第2移动体位置；以及多路径影响评价部，该多 路径影响评价部基于由第1移动体位置计算部所计算出的第1移动体位置与由第2移动体 位置计算部所计算出的第2移动体位置之间的差异，来评价多路径对第1移动体位置的影 响，因此，能在早期可靠地对本车位置进行多次修正，并能在早期可靠地对误匹配状态或偏 离状态进行检测并将其修正成正确的位置。
[0034] 本发明的目的、特征、方面以及优点通过以下详细的说明和附图会变得更为明了。【专利附图】

【附图说明】
[0035] 图1是表示本发明的实施方式1所涉及的导航装置的结构的一个示例的框图。 图2是表示本发明的实施方式1所涉及的导航装置的动作的一个示例的流程图。 图3是表示伪距率、计算距离变化率的图。 图4是表示内置时钟误差的图。 图5是表示停车距离变化率、修正距离变化率、伪距率的图。 图6是表不多路径的图。 图7是表示由速度传感器所测量出的本车的速度的图。 图8是表示多路径的影响的评价的一个示例的图。 图9是表示多路径的影响的评价的一个示例的图。 图10是表示多路径的影响的一个示例的图。 图11是表示多路径的影响的评价的一个示例的图。 图12是表示多路径的影响的评价的一个示例的图。 图13是表示本发明的实施方式2所涉及的导航装置的结构的一个示例的框图。 图14是表示本发明的实施方式2所涉及的导航装置的动作的一个示例的流程图。 图15是用于对自主位置和自主方位的修正进行说明的图。 图16是用于对自主位置和自主方位的修正进行说明的图。 图17是用于对自主位置和自主方位的修正进行说明的图。 图18是表示本发明的实施方式3所涉及的导航装置的结构的一个示例的框图。 图19是表示本发明的实施方式3所涉及的导航装置的动作的一个示例的流程图。 图20是表示本发明的实施方式3所涉及的导航装置的动作的一个示例的流程图。 图21是用于对混合位置进行说明的图。

【具体实施方式】
[0036]下面，基于附图，说明本发明的实施方式。
[0037]〈实施方式1> 在以下说明中，对包括汽车等移动体的定位装置的导航装置进行说明。图1是表示本 发明实施方式1所涉及的导航装置的结构中的、为了对上述车辆（以下也称为本车）的位 置等进行定位而需要的结构的一个例子的框图。
[0038] 如图1所示，本实施方式1所涉及的导航装置包括：GPS接收机11，该GPS接收机 11接收来自GPS卫星（未图示）的发送信号，基于该发送信号来获取Raw数据（伪距、多普 勒频移、导航消息、GPS-Time等定位计算所需的数据）；以及定位部12,该定位部12基于由 GPS接收机11所获取的Raw数据，来对GPS接收机11所计算出的GPS位置和GPS方位受到 多路径何种程度的影响进行评价。此外，以下，也将基于GPS接收机11所获取的Raw数据 所计算出的本车的位置、速度、方位分别称为GPS位置、GPS速度、GPS方位。
[0039] 接着，对GPS接收机11和定位部12进行详细说明。
[0040] GPS接收机11 (第1移动体位置计算部）包括GPS天线，该GPS天线接收发送自 本车上空所存在的多个GPS卫星的发送信号（电波）。GPS接收机11基于由GPS天线所 接收到的发送自各GPS卫星的发送信号，来获取Raw数据（伪距、多普勒频移、导航消息、 GPS-Time等），对GPS位置（第1移动体位置）、GPS速度、GPS方位（第1移动体方位）等 进行计算，将所计算出的定位结果和Raw数据输出至定位部12。
[0041]定位部12包括GPS输出数据计算部121 (计算部）、伪距修正部122、内置时钟误 差推算部123、GPS卫星变动推算部124、距离变化率推算部125、GPS位置计算部126 (第2 移动体位置计算部）、GPS速度/方位计算部127、以及多路径影响评价部128。
[0042]GPS输出数据计算部121(计算部）将在后文中详细说明，该GPS输出数据计算部 121基于来自GPS接收机11的伪距P。T(tj(实质上是来自GPS卫星的发送信号），来计算 伪距的时间差分值以作为伪距率ApCT(ti)。此外，&表示以处理周期AT重复进行的定 位部12的定位处理的时刻，下标i表示每隔处理周期AT增加1的编号。
[0043] 另外，GPS输出数据计算部121对上述伪距率进行计算，并基于来自GPS接收机11 的多普勒频移匕）（实质上是来自GPS卫星的发送信号的多普勒频移），对具有与伪距 率ApCT (心）相同单位（[m/s])的距离变化率Aprate(ti)(第1距离变化率）进行计算。 GPS输出数据计算部121对由GPS接收机11接收发送信号的GPS卫星（以下，也称为接收 卫星）计算伪距率Ap。T (&)和距离变化率Aprate (心）。
[0044] 此外，在以下说明中，由于会出现多种距离变化率，因此，为便于说明，也将由GPS 输出数据计算部121所计算出的距离变化率Aprate(ti)称为计算距离变化率ApMte(ti)。
[0045] 伪距修正部122利用GPS接收机11所输出的导航消息等，对GPS接收机11所输出 的伪距P(h)所包含的卫星搭载时钟误差dTsat、电离层电波传播延迟误差、对流圈电 波传播延迟误差dt_进行计算，并计算出修正后的伪距（以下也称为修正伪距PCT'（tj) 来去除这些误差。
[0046] 将由GPS输出数据计算部121所计算出的、关于所有接收卫星的伪距率 APCT (tj和计算距离变化率Ap#6(心）输入内置时钟误差推算部123。内置时钟误差推 算部123基于伪距率ApeT(ti)与计算距离变化率ApMte(ti)的差异（这里为差分），推 算设置于本车侧的内置时钟的误差来作为内置时钟误差etcOT(ti)。
[0047] 此外，内置时钟误差推算部123能根据关于一个接收卫星的伪距率ApeT (&)和 计算距离变化率APwJti)来推算出1个内置时钟误差e 但假设在输入有关于多 个接收卫星的伪距率ApeT (tj和计算距离变化率ApMte(ti)的情况下，将据此所推算出 的多个内置时钟误差％_(&)的平均值推算作为1个内置时钟误差％。"(心）。
[0048]GPS卫星变动推算部124基于从GPS接收机11所输出的导航消息，来对GPS-Time 中的GPS卫星的位置Ps和速度Vs进行推算。GPS卫星变动推算部124在定位部12的每个 处理周期对所有的接收卫星推算该位置Ps和速度Vs。
[0049]将来自GPS输出数据计算部121的计算距离变化率Aprate(ti)、来自内置时钟误 差推算部123的内置时钟误差e 来自GPS卫星变动推算部124的所有接收卫星的 位置Ps和速度Vs、以及由后述的GPS位置计算部126所计算出的GPS再计算位置（本车位 置P。、第2移动体位置）输入距离变化率推算部125。
[0050] 距离变化率推算部125基于所有接收卫星的位置Ps和速度Vs、以及GPS再计算位 置（本车位置P。)，来对假定为车辆停止时的距离变化率ApMte_s(ti)(第2距离变化率） 进行推算。此外，在以下的说明中，也将距离变化率推算部125所推算出的、假定为车辆停 止时的距离变化率ApMte_s(ti)称为停车距离变化率Aprate_s(ti)。
[0051] 另外，距离变化率推算部125对停车距离变化率ApMte_s(ti)进行推算，并基于由 内置时钟误差推算部123所推算出的内置时钟误差e ，来对由GPS输出数据计算部 121所计算出的计算距离变化率ApMte(ti)进行修正。
[0052]GPS位置计算部126 (第2移动体位置计算部）基于来自伪距修正部122的修正伪 距P。/ (&)、以及来自GPS卫星变动推算部124的所有接收卫星的位置Ps和速度Vs，来进 行数值计算，从而计算出GPS再计算位置（本车位置P。、第2移动体位置），并将该GPS再计 算位置输出至距离变化率推算部125和多路径影响评价部128。另外，GPS位置计算部126 生成包含来自GPS卫星变动推算部124的所有接收卫星的位置Ps、以及自身所计算出的GPS 再计算位置的导航矩阵A，将该导航矩阵A输出至GPS速度/方位计算部127。这里，所谓 GPS再计算位置是指基于从GPS接收机11接收到的Raw数据而在定位部12侧（GPS位置计 算部126)进行再计算（为了与由GPS接收机11所计算出的GPS位置相区别，这里为便于 说明而称为再计算）而得的本车位置。
[0053]GPS速度/方位计算部127基于来自GPS位置计算部126的导航矩阵A、由距离变 化率推算部125所推算出的停车距离变化率ApMte_s (tj、以及经距离变化率推算部125修 正后的计算距离变化率ApMte(ti)，来对与形成ENU坐标系（将向东的方向规定为x轴、向 北的方向规定为y轴、垂直方向规定为z轴、xy平面规定为水平面的直角坐标系）的3轴 方向的各方向相关的GPS再计算速度（本车速度V。）进行计算。另外，GPS速度/方位计算 部127基于GPS再计算速度来对GPS再计算方位（本车方位、第2移动体方位）进行计算。 这里，所谓GPS再计算速度是指基于从GPS接收机11接收到的Raw数据而在定位部12侧 (GPS速度/方位计算部127)进行再计算（为了与由GPS接收机11所计算出的GPS速度 相区别，这里为便于说明而称为再计算）而得的本车速度。另外，关于GPS再计算方位也相 同。
[0054] 多路径影响评价部128基于由距离变化率推算部125所推算出的停车距离变化率 八P加^匕）、经距离变化率推算部125修正后的计算距离变化率ApMte(ti)、由GPS位置 计算部126所计算出的GPS再计算位置、由GPS速度/方位计算部127所计算出的GPS再 计算速度和GPS再计算方位、以及由伪距修正部122所计算出的修正伪距PCT'（心），来评 价多路径对由GPS接收机11所计算出的GPS位置和GPS方位的影响。
[0055] 接着，参照表示定位部12在每个处理周期所进行的定位处理的图2的流程图，来 对图1的导航装置的动作进行说明。
[0056] 首先，在步骤S1中，导航装置对定位部12的处理进行初始化。
[0057] 在步骤S2中，定位部12对接收卫星的数量是否为1个以上、即是否接收到发送自 1个以上GPS卫星的发送信号进行判断。在判断为接收到发送信号的情况下，转移至步骤 S3,在判断为未接收到发送信号的情况下，不进行任何处理而结束本次的定位处理。
[0058] 在步骤S3中，GPS输出数据计算部121将从GPS接收机11输出的上次定位处理 的伪距PCT (tg)、以及本次定位处理的伪距PCT (tj运用于下式（1)，从而计算出它们的 时间差分值来作为伪距率ApCT (h)。
[0059] [数学式1] ApCT (ti) =(PCT (ti)-pCT (ti-))/At? ? ? (1) 这里 ApCT (h):伪距率 [m/s] PCT(tj:本次的定位处理中从GPS接收机输出的伪距 [m] PCT (tg):上次的定位处理中从GPS接收机输出的伪距 [m] At:处理周期 [s]
[0060] 另外，在同一步骤S3中，GPS输出数据计算部121将从GPS接收机11输出的多普 勒频移运用于下式（2)，从而计算出计算距离变化率APwJti)。
[0061][数学式2] Aprate(ti) =fdopUi) ?C/fLi ? ? ? (2) 这里 ApMte(tj:计算距离变化率 [m/s]fu:卫星电波的载波频率 [Hz] C:光速 [m/s]
[0062] 在步骤S4中，伪距修正部122基于来自GPS接收机11的导航消息，来计算出伪距 P(h)中所包含的卫星搭载时钟误差dTsat和电离层电波传播延迟误差，并基于误差 模型，来计算出伪距PCT (tj中所包含的对流圈电波传播延迟误差dtMp。然后，伪距修正部 122将伪距PeT (tj和它们的误差运用于下式（3)以对伪距PeT (tj进行修正，从而计算 出修正伪距PCT'（tj。
[0063][数学式3] Pct' (ti) =pCT(ti)+dTsat-dion〇-dtrop ? ? ? (3) 这里 pc/ (ti):修正伪距 [m] dTsat :卫星搭载时钟误差 [m] :电离层电波传播延迟误差 [m] dtMp:对流圈电波传播延迟误差 [m]
[0064] 在步骤S5中，内置时钟误差推算部123将步骤S3中所获得的所有接收卫星相关 的伪距率ApeT (tj及计算距离变化率APwJti)运用于包含有它们的差分的下式（4)， 以对内置时钟误差％_(&)进行推算。在所有接收卫星有多个的情况下，S卩，在获得了多 个内置时钟误差％_(&)的情况下，将它们的平均值设为1个内置时钟误差％。"(心）。
[0065][数学式4] etcar(ti) = (APrate(ti)-APCT (ti)) *At/C? ? ? (4) 这里 %。"匕）：内置时钟误差 [s] Aprate(tj:计算距离变化率 [m/s] ApCT (h):伪距率 [m/s] At:处理周期 [s] C:光速 [m/s]
[0066] 图3是表示伪距率ApeT (tj和计算距离变化率Aprate(ti)的实际计算结果的 图。在图3中，伪距率ApeT (tj用实线来表示，计算距离变化率Aprate(ti)用虚线来表 /_J、i〇
[0067]图4是表示将图3所示的计算结果运用于数学式⑷而得的内置时钟误差 ￡^(以的图。如图4所示，由于无法用线性公式来表达内置时钟误差％_(心）、即内置 时钟的漂移，因此，推算内置时钟误差％_(&)的频度越多越好。
[0068]返回图2,在步骤S5之后，定位部12在一次定位处理中进行以下步骤S6?步骤S11的循环处理，从而基于Raw数据（即，来自GPS卫星的发送信号），来对GPS再计算位 置（本车位置P。）进行收敛计算。例如，定位部12在上次循环处理中所获得的GPS再计算 位置与本次循环处理中所获得的GPS再计算位置之差为规定值以下的情况下，结束循环处 理，将该情况下所获得的GPS再计算位置作为本次定位处理所获得的GPS再计算位置（本 车位置），并将其运用于多路径影响评价部128中的评价。
[0069] 接着，对从步骤S6到步骤S11为止的各步骤的动作进行详细说明。
[0070] 在步骤S6中，GPS卫星变动推算部124利用来自GPS接收机11的导航消息中所包 含的星历表，来对GPS-Time中的所有接收卫星的位置Ps(xs，ys，zs)和速度VS(VSX，Vsy，Vsz) 进行推算。GPS-Time在被来自GPS接收机11的GPS-Time进行初始化后，由于在收敛计算 中值发生变化，因此，卫星轨道上的GPS卫星的位置Ps和速度Vs也会随之发生变化。
[0071] 在步骤S7中，距离变化率推算部125对所有接收卫星将GPS卫星变动推算部124 所推算出的GPS卫星的位置Ps (xs，ys，zs)和速度Vs (Vsx，Vsy，Vsz)、以及GPS位置计算部126 所推算出的GPS再计算位置即本车位置hO^y。，％)运用于下式（5)，从而对停车距离变化 率A 进行推算。此外，将上次处理（上次循环处理或上次定位处理）中的步骤 S9中所计算出的GPS再计算位置（本车位置P。）用于这里的本车位置P。。
[0072][数学式5] APrate-s (h) =L0Sx ?vsx+L0Sy ?vsy+L0Sz ?vsz ? ? ? (5) 但^、 L0Sx = (x0-xs) / | |Ps-P0 L0Sy = (y〇_ys) /IIPS_P。I L0Sz = (z0-zs) / | |Ps-P0

【权利要求】
1. 一种定位装置，其特征在于，包括： 第1移动体位置计算部，该第1移动体位置计算部接收发送自多个GPS卫星的发送信 号，基于该发送信号来计算作为移动体的位置的第1移动体位置； 第2移动体位置计算部，该第2移动体位置计算部基于所述发送信号来计算与各所述 GPS卫星之间的伪距，基于该伪距来计算作为所述移动体的位置的第2移动体位置；以及 多路径影响评价部，该多路径影响评价部基于由所述第1移动体位置计算部所计算出 的所述第1移动体位置与由所述第2移动体位置计算部所计算出的所述第2移动体位置之 间的差异，来评价多路径对所述第1移动体位置的影响。
2. 如权利要求1所述的定位装置，其特征在于，还包括： 计算部，该计算部计算所述伪距的时间差分以作为伪距率，基于所述发送信号的多普 勒频移来计算第1距离变化率； 内置时钟误差推算部，该内置时钟误差推算部基于所述伪距率与所述第1距离变化率 之间的误差，将所述移动体侧的内置时钟的误差推算作为内置时钟误差； 距离变化率推算部，该距离变化率推算部基于以所述发送信号为基础的所述GPS卫星 的位置、速度及所述第2移动体位置，来推算所述移动体停止时的第2距离变化率，并基于 所述内置时钟误差来对由所述计算部所计算出的所述第1距离变化率进行修正；以及 移动体速度方位计算部，该移动体速度方位计算部基于包含以所述发送信号为基础的 所述GPS卫星的位置和所述第2移动体位置的导航矩阵、由所述距离变化率推算部所推算 出的所述第2距离变化率、及由所述距离变化率推算部进行修正后的所述第1距离变化率， 来对所述移动体的速度和作为所述移动体的方位的第2移动体方位进行计算， 所述多路径影响评价部基于作为所述第1移动体位置的移动方向的第1移动体方位与 所述第2移动体方位之间的差异，来评价多路径对所述第1移动体位置的影响。
3. 如权利要求1所述的定位装置，其特征在于， 所述多路径影响评价部将所述第1距离变化率累计至所述评价出的多路径的影响为 规定以下时的所述伪距，从而计算出伪距平滑值，基于所述伪距与所述伪距平滑值之间的 差异即伪距误差，来对每个所述GPS卫星的多路径的影响进行评价。
4. 如权利要求3所述的定位装置，其特征在于， 所述多路径影响评价部在经过规定时间后，重新选择所述评价出的多路径的影响为规 定以下时的所述伪距。
5. 如权利要求2所述的定位装置，其特征在于， 所述多路径影响评价部对所述伪距率与所述第1距离变化率之间的差异进行累计，并 基于减去所述差异的移动平均的规定比例而求出的所述伪距的误差，来对每个所述GPS卫 星的多路径的影响进行评价。
6. 如权利要求2所述的定位装置，其特征在于，还包括： 速度传感器，该速度传感器输出与所述移动体的移动距离相对应的脉冲信号； 距离测量部，该距离测量部基于所述速度传感器所输出的所述脉冲信号，至少对所述 移动体的移动距离进行测量； 角速度传感器，该角速度传感器输出与所述定位装置的偏航率相对应的电压； 偏转角测量部，该偏转角测量部基于所述角速度传感器所输出的电压，来对偏转角进 行测量； 移动体位置方位计算部，该移动体位置方位计算部基于由所述距离测量部所测量出的 所述移动距离、及由所述偏转角测量部所测量出的所述偏转角，来计算作为所述移动体的 位置的第3移动体位置、及作为所述移动体的方位的第3移动体方位；以及 移动体位置方位修正部，该移动体位置方位修正部以由所述多路径影响评价部评价为 多路径的影响为规定以下时的所述第1移动体位置和所述第2移动体方位为基准，对所述 第3移动体位置和所述第3移动体方位进行修正。
7. 如权利要求6所述的定位装置，其特征在于，还包括： 移动体位置方位误差计算部，该移动体位置方位误差计算部以由所述移动体位置方位 修正部进行修正后的所述第3移动体位置为基准，计算出该第3移动体位置与所述第1移 动体位置之间的差异来作为第1移动体位置误差，并以由所述移动体位置方位修正部进行 修正后的所述第3移动体方位为基准，计算出该第3移动体方位与所述第1移动体方位之 间的差异来作为第1移动体方位误差。
8. 如权利要求6所述的定位装置，其特征在于， 所述移动体位置方位修正部将行驶规定距离或规定角度以上为止未进行修正的所述 第3移动体位置或所述第3移动体方位判断为无效，将行驶规定距离或规定角度以上为止 进行了修正的所述第3移动体位置或所述第3移动体方位判断为有效。
9. 如权利要求8所述的定位装置，其特征在于，还包括： 混合位置方位计算部，该混合位置方位计算部基于由所述距离测量部所测量出的所述 移动距离、及由所述偏转角测量部所测量出的所述偏转角，对第4移动体位置和第4移动体 方位进行更新，并基于所述第3移动体位置和所述第3移动体方位有效时的第1移动体位 置误差和第1移动体方位误差、所述第1移动体位置和所述第1移动体方位、以及由所述多 路径影响评价部所作出的所述评价，来对所述第4移动体位置和所述第4移动体方位进行 修正。
10. 如权利要求9所述的定位装置，其特征在于，还包括： 道路核对部，该道路核对部基于由所述混合位置方位计算部所计算出的所述第4移动 体位置和所述第4移动体方位，在地图上的道路链路中辨识所述移动体的位置。
【文档编号】G01C21/28GK104412065SQ201280074346
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2012年6月27日 优先权日:2012年6月27日
【发明者】石上忠富, 前田淳志, 藤井将智, 千代延宏和, 藤本浩平 申请人:三菱电机株式会社