JP2003028946A - 位置測定方法および装置 - Google Patents
位置測定方法および装置Info
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Abstract
用し、一方の測定システムで時間または時刻を測定し、
他方の測定システムで空間の位置を測定し、それぞれの
測定システムにより測定された時間または時刻と位置を
1つの端末に記憶する。位置測定装置が、GPS衛星か
らの電波を受信するGPSアンテナと、GPSアンテナ
からデータを受信して位置を求めるGPS受信装置とを
有し、GPS受信装置が演算処理部を有し、演算処理部
が、GPS測位による位置座標データと、他に独立した
時刻系の時刻データとを関連づけて演算処理を行う。
Description
び装置に関し、たとえば衛星からの電波を受信すること
で位置(とくに位置座標)を求めることが出来る位置測
定方法および装置の改良に関するものである。
ことで、基準とした地球楕円体(WGS−84)上の位
置座標を求めるものである。
渉測位と動的(キネマティック)干渉測位とがある。
と受信機を異なる測点に三脚等により固定的に配置し、
30分から数時間にわたって搬送波位相等の測位データ
を得て、位置座標が既知である参照地点に固定的に配置
された参照地点との基線を測定する測位方式である。
が既知である参照地点に1組のアンテナと受信機を固定
的に配置し、別の移動可能なアンテナ及び受信機により
多数の測点を順次移動しながら短時間で測位していく測
量方式である。キネマティック測位では、各測点におけ
る測位時間は数秒であり、スタティック測位に比べ短
い。
基点からWGS−84系(世界測地系)における既知座
標として求められている。
結果である位置が実時間で得られる測位方法である実時
間キネマティック測位(以後RTKという)がある。
照地点に配置されたアンテナ及び受信機を固定局とし、
順次移動しながら測位していくアンテナ及び受信機を移
動局とする。
の衛星からの電波を受信し、固定局で得られた測位デー
タを参照して移動局での測位データの解析を行うこと
で、直ちに固定局の既知点から移動局の測位地点までの
相対座標を求めることが出来るものである。
送信には、一般的に固定局から特定周波数の無線により
送信する方法が用いられている。
周波数400MHz、出力10mW程度のもの)を備
え、測位データを常時送信し、移動局側には前記送信電
波を受信可能な無線受信機を装備することで、この送信
された測位データを随時参照可能としていた。
用される時間データは、各衛星に内蔵される原子時計に
よってすべてまかなわれている。
年に1秒以下という、きわめて正確に時間を刻むもので
ある。
ータは、受信するまでの過程における様々な要因により
誤差が生じ得るので、絶対正確とはいえない。そのた
め、航法メッセージにより時間の補正係数を提供するこ
とで、受信機内において時間補正を行う。
が得られた時点の時刻データを付加する場合もあるが、
前記のようにこの時間データはきわめて正確なため、受
信機内の時間データを変換することで時刻データを得る
ことが一般的であった。
ている時間に関する情報は、きわめて正確なこともあっ
て、外部からの補正等は不要であると考えられてきた。
することである。
すると、次のとおりである。
を使用し、一方の測定システムで時間または時刻を測定
し、他方の測定システムで空間の位置を測定し、それぞ
れの測定システムにより測定された時間または時刻と位
置を1つの端末に記憶することを特徴とする位置測定方
法。
テムであり、他方の測定システムがGPS(全地球測位
システム)であることを特徴とする前述の位置測定方
法。
トを通じて標準時間を得る時計システムであり、他方の
測定システムがGPS(全地球測位システム)であるこ
とを特徴とする前述の位置測定方法。
する前述の位置測定方法。
PSアンテナと、GPSアンテナからデータを受信して
位置を求めるGPS受信装置とを有する位置測定装置に
おいて、GPS受信装置が演算処理部を有し、演算処理
部が、GPS測位による位置座標データと、他に独立し
た時刻系の時刻データとを関連づけて演算処理を行う位
置測定装置。
から受信データを受け取るGPS受信部と、受信データ
を含むデータを記憶可能な記憶手段と、水晶発振に基づ
き時間を計時する内蔵時計と、GPS時間系以外の独立
した外部の時間系から時刻データを入力可能なインター
フェース部と、インターフェース部から入力される時刻
データを利用可能な形式に加工処理する時刻データ処理
部とを有する前述の位置測定装置。
手段、内蔵時計、時刻データ処理部に接続されていて、
GPS測位による位置座標データと、他に独立した時刻
系の時刻データとを関連づけて演算処理を行う請求項5
または6に記載の位置測定装置。
続される前述の位置測定装置。
PSアンテナと、GPSアンテナからデータを受信して
位置を求めるGPS受信装置と、標準電波送信所から送
られてくる標準電波を受信する電波時計アンテナと、電
波時計アンテナによって受信された標準電波の時刻デー
タで時刻の補正を行う電波時計とを有し、GPS受信装
置が演算処理部を有し、演算処理部が、GPS測位によ
る位置座標データと、電波時計から得た時刻データとを
関連づけて演算処理を行う位置測定装置。
処理部を有し、電波時計アンテナで受信された電波は増
幅部で増幅され、時刻データ処理部に入力され、時刻デ
ータ処理部では電波に含まれるタイムコードに基づき時
刻信号が解読され、標準時刻に基づく正しい時刻データ
が求められる前述の位置測定装置。
ナからの受信データを受け取るGPS受信部と、受信デ
ータを含むデータを記憶可能な記憶手段と、水晶発振に
基づき時間を計時する内蔵時計とを有する前述の位置測
定装置。
憶手段、内蔵時計、時刻データ処理部に接続され、GP
S測位による位置座標データと、電波時計から得た時刻
データとを関連づけて演算処理を行う前述の位置測定装
置。
時間に関する情報は、きわめて正確であり、しかも、測
定が現実に行われたことを示すために時刻は重要な要素
であり、GPSで確定した測位情報地点の時間または時
刻を、独立した複数の信号により特定し、一種の存在証
明を確保して、位置測定の信頼性を高めることが好まし
い。
Sで確定した測位情報地点の時間または時刻を、複数の
信号により特定し、一種の存在証明を確保して、位置測
定の信頼性を高める。
は独立したシステムの外部標準時刻データを付加する。
は、GPSシステム内での時間データの取り扱いは、次
のとおりである。
原子時計により得られる時間データが用いられる。原子
時計とは、セシウム133原子を用い、その放射に基づ
いて時間を計測する時計であり、国際度量衡総会におい
て定義されたセシウム133の基底状態の2つの超微細
準位間の遷移に対応する放射の91億9263万177
0周期継続時間を1秒とする時間を正確に実現する時計
である。その誤差は基本的に30万年に1秒以下という
正確さを有する。
が、本発明では、世界原子時計の定義に基づくことが好
ましい。セシウム原子を使用したものを原子時計とする
のが最善である。
波の発射タイミング時刻を電波に含ませている。受信機
が受信した時点の時刻と比較することで、電波の伝搬速
度を求めることができるようになっている。
づいて、測位地点の位置座標を求める。
晶発振による時計が使用されている。GPS測位システ
ムにおける時刻同期により、受信機に内蔵される時計
は、GPS衛星に内蔵される原子時計とほぼ同等の精度
で計時することが可能となっている。
受信機内の時間のカウントをGPS衛星に内蔵される原
子時計の時間のカウントと同期させることである。時間
を刻むタイミングが原子時計の精度で可能となる。
るが、これは衛星からの航法メッセージにより補正可能
である。
に基づいたきわめて正確な時間系により統一されてい
る。
使用する標準時を説明する。
球の自転を元に定義した世界標準時(UT)が用いられ
てきた。しかし、地球の自転の安定度より水晶発振器の
安定度の方が優れているため、世界UTは精密な時刻と
時間のスケールとしては使われない状況となった。
遷移に伴う電磁波の周波数に基づいた1秒が定義され、
1958年1月1日0時0分0秒UT2(自転季節変動
補正値)を原点とした国際原子時TAIが定められた。
子時計を維持管理することで独自の標準時を規定してい
る。
波数標準課において、複数の原子時計により日本標準時
(JST)を定めている。
いるが、標準電波を電波時計により受信する方法が典型
的な方法である。
り、現在は大鷹鳥谷山(おおたかどやさん)より出力50
kWで発振されている。
いる。タイムコードに含まれる情報を具体的に述べる
と、時、分、通算日、年、曜日、うるう秒情報、パリテ
ィ、停波予告情報等である。時、分、通算日、年、曜日
は、2進化10進法(BCD)で表示されている。
ある。標準電波に関しても、周波数、出力、フォーマッ
トは独自に規定されており、受信条件を合わせることで
利用可能となる。
位結果における時間データは、次のように取扱う。
系が用いられているので、GPS測位により得られた位
置座標に測位時、または解析時の時間を付加することが
可能である。
的にコードリセットからの経時時間である。
ならば、リセット時の時刻に経時時間(秒)を加算する
ことで時刻が求められる。
とで日本標準時としての時刻を得ることができる。
等により行われる。演算結果は記憶手段(記録手段)に
記憶(記録)される。さらに、必要に応じて記憶内容を
表示手段に表示する。
る原子時計(セシウム原子時計)の平均値として、フラ
ンスの国際度量衡局が定めている。
互比較は、現在、GPS時刻比較技術が用いられてい
る。これは、地上の2局で同時に同一衛星を観測して、
衛星時計と自局の時計との差を求め、求められた差によ
り前記2局間の時刻を相互比較するものである。これに
より地上の受信機系統の誤差以外は無くなり、きわめて
高精度な時刻比較が可能となる。
質上、各国標準時に対応する国際原子時が後に判明する
形になる。
星に内蔵される原子時計(セシウム原子時計)より得て
いるため、GPS時間の起点である1980年1月6日
時点の国際標準時UTCと国際原子時TAIとの差であ
る19秒の遅れが生じるが、実質的に全く同等のもので
ある。
国標準時との比較も行われており、その差(ズレ)も公
に提供されている。
時間と国際原子時および各国標準時とは、比較され、そ
のズレ(差)が求められている。それぞれの時間系は同
等の精度を有しているが、全く独立して運用されてい
る。
ものであるから、一つの時間系による時刻を得ること
で、他の時間系の時刻を予想することはできても、一つ
の時間系による時刻と他の時間系の時刻を同時に知るこ
とはできない。
系とは異なる時間系の時刻が同時に記憶されていれば、
その位置データが他の時間系においても証明されること
となる。
する時間系とのズレが、位置データにおけるGPS時間
系と該当時間系とのズレに等しければ、位置データがそ
の場所で測位されたことを証明することとなる。
明する。
々であり、1国においても複数の手段で提供されてい
る。日本を例にすると、電話回線やインターネット等の
ネットワーク回線を用いたものや、送信された標準電波
を電波時計により受信する方法等がある。
態を説明する。
す。
装置10と、GPS衛星11と、GPS衛星11からの
電波を受信するGPSアンテナ部12とを有する。
2からの受信データを受け取るGPS受信部13と、受
信データを含めて様々なデータを記憶可能な記憶手段1
4と、水晶発振に基づき時間を計時する内蔵時計15
と、GPS時間系以外の全く独立した外部の時間系から
時刻データを入力可能なインターフェース部16と、イ
ンターフェース部16から入力される時刻データを利用
可能な形式に加工処理する時刻データ処理部17とを有
する。さらに、GPS受信装置10は、GPS受信部1
3、記憶手段14、内蔵時計15、時刻データ処理部1
7等に接続され、GPS測位による位置座標データと、
他に独立した時刻系の時刻データとを関連づけて演算処
理を行う演算処理部18を有する。
回線19(電話線、ネットワーク用専用線、ワイヤレス
回線等)に接続される。
ら、正確な時刻を取り出す処理は、時刻データ処理部1
7において行われる。時刻データ処理部17の機能は演
算処理部18において兼用することも可能である。
て電波時計を利用する方法を説明する。
装置20と、GPS衛星21と、標準電波送信所22
と、GPSアンテナ23と、電波時計アンテナ24と、
電波時計25を有する。
ら送られてきた標準電波をアンテナ24で受信すること
で、時刻の補正を行う時計である。
は、有線で接続されている。電波時計25は、増幅部2
6や時刻データ処理部27を備えている。電波時計アン
テナ24で受信された電波は増幅部26で増幅され、時
刻データ処理部27に入力される。時刻データ処理部2
7では電波に含まれるタイムコードに基づき時刻信号が
解読され、標準時刻に基づく正しい時刻データが求めら
れる。
させることで、各国での異なるタイムコードに対しても
対応可能とすることができる。
の演算処理部28に入力される。
れた位置座標データ(位置データ)に付加される。
3からの受信データを受け取るGPS受信部30と、受
信データを含めて様々なデータを記憶可能な記憶手段2
9と、水晶発振に基づき時間を計時する内蔵時計31
と、GPS時間系以外の全く独立した外部の時間系から
時刻データを入力可能な電波時計25とを有する。電波
時計25は、電波時計アンテナ24から入力される時刻
データを増幅して利用可能な形式に加工処理する時刻デ
ータ処理部27と増幅部25を有する。さらに、GPS
受信装置20は演算処理部28を有する。演算処理部2
8は、GPS受信部30、記憶手段29、内蔵時計3
1、時刻データ処理部27等に接続され、GPS測位に
よる位置座標データと、他に独立した時刻系の時刻デー
タとを関連づけて演算処理を行う。
理に関して、図4を参照して説明する。
23より衛星21からの電波を受信した受信データが入
力され、それに対して所定のタイミングで時刻データ処
理部27から標準時刻データを入力する。この時の所定
のタイミングは、主に受信と同時となる。
刻データとを関連づける。この関連づけは、受信データ
の受信と同時のタイミングで標準時刻データを得た場合
は、両データを同期させる。即ち同時に得られたデータ
として扱う。
て求める。そのようにして得られた位置座標データに、
前述のように関連づけられた標準時刻データを付加す
る。
とに区切られたCSV形式等のテキストデータ(また
は、これを拡張したNMEA形式のテキストデータ)で
あるので、各位置座標データに標準時刻という新たな項
目を追加する形で付加することになる。
を記憶手段29に記憶する。
度、GPSアンテナ23からの受信データの入力を行
い、終了ならば、データ処理を終了する。
るGPS時間系の値は、GPS受信装置20内において
時刻同期により得られたGPS時間であり、付加される
時刻データはGPS衛星21からの電波が受信された時
点の独立した時間系に基づく時刻データとなる。
対応して定められる時刻への変換処理を行うことで、時
刻データ形式とすることができる。
ば、コードリセットの時刻(標準時)と標準時からの時
差(+9時間)にGPS時間との初期ズレ(+13秒)
により、GPS時間を日本時間に合わせることができ
る。
刻データとの比較が容易となる。
ことも可能であるので、GPS時間と標準時刻のいずれ
も、得られた時点の形式で記憶させておいても原則とし
て問題は生じない。
測位により得られた位置データに、GPSのシステムか
ら独立して設定された時刻データ(とくに公の値として
認められている時刻データ)を付加することが可能にな
る。それにより、位置データの公共性(公の値として認
められること)を確保することが可能となり、一種の存
在証明として信頼性が高まる。
ムを示す。
を示す。
タ形式の一例を示す。
の一例を示す。
Claims (12)
- 【請求項1】 2つの互いに独立した測定システムを使
用し、一方の測定システムで時間または時刻を測定し、
他方の測定システムで空間の位置を測定し、それぞれの
測定システムにより測定された時間または時刻と位置を
1つの端末に記憶することを特徴とする位置測定方法。 - 【請求項2】 一方の測定システムが電波時計システム
であり、他方の測定システムがGPS(全地球測位シス
テム)であることを特徴とする請求項1に記載の位置測
定方法。 - 【請求項3】 一方の測定システムがインターネットを
通じて標準時間を得る時計システムであり、他方の測定
システムがGPS(全地球測位システム)であることを
特徴とする請求項1に記載の位置測定方法。 - 【請求項4】 端末が携帯端末であることを特徴とする
請求項1〜3のいずれか1項に記載の位置測定方法。 - 【請求項5】 GPS衛星からの電波を受信するGPS
アンテナと、GPSアンテナからデータを受信して位置
を求めるGPS受信装置とを有する位置測定装置におい
て、GPS受信装置が演算処理部を有し、演算処理部
が、GPS測位による位置座標データと、他に独立した
時刻系の時刻データとを関連づけて演算処理を行う位置
測定装置。 - 【請求項6】 GPS受信装置が、GPSアンテナから
受信データを受け取るGPS受信部と、受信データを含
むデータを記憶可能な記憶手段と、水晶発振に基づき時
間を計時する内蔵時計と、GPS時間系以外の独立した
外部の時間系から時刻データを入力可能なインターフェ
ース部と、インターフェース部から入力される時刻デー
タを利用可能な形式に加工処理する時刻データ処理部と
を有する請求項5に記載の位置測定装置。 - 【請求項7】 演算処理部が、GPS受信部、記憶手
段、内蔵時計、時刻データ処理部に接続されていて、G
PS測位による位置座標データと、他に独立した時刻系
の時刻データとを関連づけて演算処理を行う請求項5ま
たは6に記載の位置測定装置。 - 【請求項8】 インターフェース部が外部回線に接続さ
れる請求項5,6または7に記載の位置測定装置。 - 【請求項9】 GPS衛星からの電波を受信するGPS
アンテナと、GPSアンテナからデータを受信して位置
を求めるGPS受信装置と、標準電波送信所から送られ
てくる標準電波を受信する電波時計アンテナと、電波時
計アンテナによって受信された標準電波の時刻データで
時刻の補正を行う電波時計とを有し、GPS受信装置が
演算処理部を有し、演算処理部が、GPS測位による位
置座標データと、電波時計から得た時刻データとを関連
づけて演算処理を行う位置測定装置。 - 【請求項10】 電波時計が、増幅部と時刻データ処理
部を有し、電波時計アンテナで受信された電波は増幅部
で増幅され、時刻データ処理部に入力され、時刻データ
処理部では電波に含まれるタイムコードに基づき時刻信
号が解読され、標準時刻に基づく正しい時刻データが求
められる請求項9に記載の位置測定装置。 - 【請求項11】 GPS受信装置は、GPSアンテナか
らの受信データを受け取るGPS受信部と、受信データ
を含むデータを記憶可能な記憶手段と、水晶発振に基づ
き時間を計時する内蔵時計とを有する請求項9または1
0に記載の位置測定装置。 - 【請求項12】 演算処理部は、GPS受信部、記憶手
段、内蔵時計、時刻データ処理部に接続され、GPS測
位による位置座標データと、電波時計から得た時刻デー
タとを関連づけて演算処理を行う請求項9ないし11の
いずれか1項に記載の位置測定装置。
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JP2003028946A true JP2003028946A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19046815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001211513A Pending JP2003028946A (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 位置測定方法および装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003028946A (ja) |
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