导航装置制造方法及图纸

一种导航装置包括：信号处理部（１２），该信号处理部（１２）测量电波接收部１１所接收的电波的发射源的ＧＰＳ卫星的伪距离及伪距离变化率，并且从电波获得导航消息；ＧＰＳ卫星状态估计部利用率（１３），该ＧＰＳ卫星状态估计部利用率（１３）根据导航消息，计算ＧＰＳ卫星位置及速度；伪距离误差估计部（１４），该伪距离误差估计部（１４）基于伪距离和伪距离变化率，估计伪距离误差；使用者位置观测部（１５），该使用者位置观测部（１５）根据伪距离、ＧＰＳ卫星位置、以及伪距离误差，计算自身位置；使用者速度及方位观测部（１６），该使用者速度及方位观测部（１６）根据伪距离变化率、ＧＰＳ卫星位置、以及自身位置，计算自身速度；以及使用者方位搜索部（１７），该使用者方位搜索部（１７）在伪距离误差中的多径误差不到规定值时，将基于在预定角度范围内变更方位时的自身与ＧＰＳ星的相对运动而计算出的伪距离变化率、与测量出的伪距离变化率一致的方位，作为自身的方位进行搜索。

【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了GPS(Global Positioning System全球定位系统)接收机和自主导航传感器的、进行测位及地图匹配的导航装置。
技术介绍
装载于汽车上的导航装置，在地图的道路上进行本车位置显示、及道路引导等。当在道路上显示本车位置时，导航装置利用GPS、和包含车速传感器及角速度传感器的自主导航传感器，来测量本车的运动，通过地图匹配处理，在由地图数据所表示的道路链上进行位置辨识。然而，关于自主导航传感器，由于将从速度传感器输出的脉冲转换为距离的比率(称为“比例因子Scale Factor”)对于每个车辆会不同，另外，角速度传感器的偏置电压(称为“偏移”)会产生温度漂移，因此需要一直确认产生的误差，并适当校正。 另外，关于GPS，有如下所述的使用上的问题。 (1)对于GPS测位，在其原理上，需要来自3个以上的GPS卫星的电波。然而，在由于道路周边的大厦等而使本车的上空的视野狭窄时，来自GPS卫星的电波被阻断。在由于该阻断而使得能够使用的GPS卫星的数量不到3个时，不能进行测位，从而可利用性降低。以下，将此称作“可利用性问题”。 (2)在道路周边存在大厦等时，由于来自GPS卫星的电波经大厦反射，而使得在来自GPS卫星的电波到达地面上的GPS接收机之前将经过多个路径(多径)，因此传播迟延时间变长。关于GPS测位，由于是根据将传播延迟时间换算为距离而获得的伪距离来测量本车位置的，所以在产生多径时，本车位置的误差变大。以下，将此称作“多径问题”。 如上所述，关于城市中的GPS测位，由于存在可利用性降低、另外产生多径从而本车位置的误差增大的问题，所以在现有的导航装置中，为了排除因这样的GPS测位所引起的问题，使用从自主导航传感器获得的测量数据，来对道路链上的本车位置进行修正。 作为这样的技术，专利文献1揭示了为了提高测位运算结果的精度而使用卡尔曼滤波器的GPS接收机及车载导航系统。该专利文献1所揭示的GPS接收机及车载导航系统，为了将GPS测位运算所使用的卡尔曼滤波器的收敛向正确的方向引导，而采用了使地图匹配的结果反馈给卡尔曼滤波器的结构。这是以使用从自主导航传感器获得的测量数据来进行地图匹配的结果的位置精度、高于使用GPS测位数据来进行地图匹配的结果为前提进行的。 另外，专利文献2揭示了带有DR(自主测位Dead Reckoning)功能的GPS接收机。该专利文献2所揭示的GPS接收机，采用例如将导航装置中的地图匹配的结果反馈给GPS接收机、以消除测位误差的结构。此外，在带有DR功能的GPS接收机中，分别进行DR测位与GPS测位，而非利用卡尔曼滤波器等进行复合测位。 另外，专利文献3揭示了能够不招致降低可利用性、减小伪距离误差、提高测位精度的GPS接收机。该专利文献3所揭示的GPS接收机采用了以下结构即，利用不易受到多径的影响的伪距离变化率(根据载波频率的多普勒频移进行测量)，将易受到多径的影响的伪距离(根据传播迟延时间进行测量)平滑化，从而即使在发生了瞬间的电波阻断时，也利用根据GPS卫星与本车的相对运动推定出的伪距离变化率，对伪距离进行插值，用于测位计算。通过这样，力图消除多径问题及可利用性问题。 专利文献1 日本专利特开2001-272239号公报 专利文献2 日本专利特开2002-213979号公报 专利文献3 日本专利特开2006-322846号公报 然而，在利用GPS接收机和自主导航传感器进行测位及地图匹配的导航装置中，为了使用GPS测位的结果，最低条件为接收来自在本车的上空存在的3个以上的GPS卫星的电波，GPS接收机能够进行2维测位或3维测位。 然而，在沿道路有大厦等林立的城市等的道路上，由于大厦等而使本车的上空的视野狭窄，从而能够接收电波的GPS卫星的数量不到3个时，发生GPS的可利用性降低这样的可利用性问题。另外，在这样的位置，经常接收经大厦等反射的电波，从而发生在GPS测位的结果中容易产生较大的误差的多径问题。因此，现有的导航装置中采用了以下结构即，能够使用自主导航传感器所测量的本车(使用者)的移动距离和转弯角度，来求取本车的位置(自主测位)，修正道路链上等的本车位置。 然而，例如在从立体停车场等这样的道路外开始行驶时，若自主测位所求取的本车的位置及方位的误差变大，则其后行驶在道路上时，会产生与错误的道路链上进行匹配的误匹配。此时，若处于不可进行GPS测位的状态，则误匹配的状态继续。若本车的当前位置不正确，则导航装置的路径引导等也会出错。 对于这样的问题，在专利文献1所揭示的技术中，以使用自主导航传感器获得的测量数据进行地图匹配的结果的位置精度、高于使用GPS测位数据进行地图匹配的结果为前提，采用了使地图匹配的结果反馈给卡尔曼滤波器、以引导GPS测位运算所使用的卡尔曼滤波器的收敛方向的结构。然而，如上所述，存在以下缺点即，在地图匹配的结果不正确时，误匹配的结果阻碍正常的GPS测位，妨碍正确的道路链上的位置辨识。 另外，对于上述的问题，在专利文献2所揭示的技术中，尝试利用地图匹配的结果来消除自主测位的误差。然而，该技术与上述的专利文献1所揭示的技术一样，在正确完成地图匹配时有效，如上所述，在GPS测位之前产生误匹配的状态下，不能获得所期望的效果。 另外，对于上述的问题，在专利文献3所揭示的技术中，利用不易受到多径的影响的伪距离变化率，将易受到多径的影响的伪距离平滑化，以减小多径的影响。另外，在发生了瞬间的电波阻断时，利用根据GPS卫星和本车的相对运动而估计出的伪距离变化率，对伪距离进行插值，用于测位计算，通过这样来减轻可利用性的降低及多径的影响。然而，在接通电源后、可用于测位的来自GPS卫星的电波的数量不到3个时，由于用该技术也不能进行GPS测位，所以不能获得所期望的效果。 本专利技术是为了消除上述各种问题而完成的，其目的在于，提供一种能不招致降低可利用性、减轻多径的影响、提高测位精度的导航装置。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术所涉及的导航装置包括电波接收部，该电波接收部接收从多个GPS卫星发射出的电波；信号处理部，该信号处理部识别作为电波接收部所接收的电波的发射源的GPS卫星，测量该识别出的GPS卫星的伪距离及伪距离变化率，并且提取该电波中包含的导航消息；GPS卫星状态估计部，该GPS卫星状态估计部根据信号处理部所提取的导航消息，计算GPS卫星的位置及速度；伪距离误差估计部，该伪距离误差估计部基于信号处理部所测量的伪距离和伪距离变化率，估计伪距离误差；使用者位置观测部，该使用者位置观测部利用信号处理部所测量的伪距离、GPS卫星状态估计部所计算的GPS卫星的位置、及伪距离误差估计部所估计的伪距离误差，来计算自身的位置；使用者速度及方位观测部，该使用者速度及方位观测部根据信号处理部所测量的伪距离变化率、GPS卫星状态估计部所计算的GPS卫星的位置、以及使用者位置观测部所计算的自身的位置，来计算自身的速度；以及使用者方位搜索部，该使用者方位搜索部在伪距离误差估计部所估计的伪距离误差中的多径误差小于规定值时，将计算出的伪距离变化率、与信号处理部所测量的伪距离变化率一致的方位作为自身的方位进行搜索，所述计算出的伪距离变化率是基于具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导航装置，包括：电波接收部，该电波接收部接收从多个ＧＰＳ卫星发射出的电波；信号处理部，该信号处理部识别作为所述电波接收部所接收的电波的发射源的ＧＰＳ卫星，测量该识别出的ＧＰＳ卫星的伪距离及伪距离变化率，并且提取该电波中包含的导航消息；ＧＰＳ卫星状态估计部，该ＧＰＳ卫星状态估计部根据所述信号处理部所提取的导航消息，计算ＧＰＳ卫星的位置及速度；伪距离误差估计部，该伪距离误差估计部基于所述信号处理部所测量的伪距离和伪距离变化率，估计伪距离误差；使用者位置观测部，该使用者位置观测部利用所述信号处理部所测量的伪距离、所述ＧＰＳ卫星状态估计部所计算的ＧＰＳ卫星的位置、以及所述伪距离误差估计部所估计的伪距离误差，来计算自身的位置；使用者速度及方位观测部，该使用者速度及方位观测部根据所述信号处理部所测量的伪距离变化率、所述ＧＰＳ卫星状态估计部所计算的ＧＰＳ卫星的位置、以及所述使用者位置观测部所计算的自身的位置，来计算自身的速度；以及使用者方位搜索部，该使用者方位搜索部在所述伪距离误差估计部所估计的伪距离误差中的多径误差小于规定值时，将计算出的伪距离变化率、与所述信号处理部所测量的伪距离变化率一致的方位作为自身的方位进行搜索，所述计算出的伪距离变化率是基于具有在预定角度范围内改变了方位时的从所述使用者位置观测部获得的位置以及从所述使用者速度及方位观测部获得的速度的自身、与具有所述ＧＰＳ卫星状态估计部所估计的位置及速度的ＧＰＳ卫星的相对运动而进行计算的。...

【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：石上忠富，藤井将智，韩敬华，大内定美，加藤博明，仁田武志，毛利笃史，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]