JP2015001426A

JP2015001426A - 測位補強装置及び測位補強システム及び測位補強方法

Info

Publication number: JP2015001426A
Application number: JP2013125523A
Authority: JP
Inventors: 雅一宮; Masakazu Miya; 齋藤　雅行; Masayuki Saito; 雅行齋藤; 佐藤　友紀; Tomonori Sato; 友紀佐藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2015-01-05
Anticipated expiration: 2033-06-14
Also published as: JP6218445B2

Abstract

【課題】測位補強情報のデータ量を削減する。【解決手段】測位補強装置１３０は、測位信号の誤差を補正するための地域別の測位補強情報を提供する装置である。測位補強装置１３０は、複数の地域のうち１つの地域である個別地域で測位信号を観測した結果に基づき、個別地域における測位補強情報を生成する。測位補強装置１３０は、生成した測位補強情報の一部を、上記複数の地域のうち個別地域以外の１つの地域である基準地域における測位補強情報の一部と共通化した上で、個別地域における測位補強情報を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、測位補強装置及び測位補強システム及び測位補強方法に関するものである。本発明は、例えば、サービスエリアごとに生成する測位補強情報を統合することで、衛星通信の容量帯域制約を克服し、測位精度劣化なくサービスエリアの拡大が可能な測位補強装置に関するものである。

ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ・Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ・Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ・Ｓｙｓｔｅｍ）による測位精度を向上させる測位補強システムにおいて、より広範囲なサービスエリアに有効な測位補強情報を生成するためには、ＧＮＳＳ観測データを受信する基地局又は電子基準点を、配置する間隔（密度）は同じまま、より広範囲に配置する必要がある。しかしながら、サービスエリアの拡大に伴い、電子基準点数も増加し、測位補強情報を生成する計算処理（カルマンフィルタ等）において負荷が飛躍的に増大し、サーバでのリアルタイム処理が困難になるという課題がある。そのため、現在主流である携帯電話網を用いたサービスでは、サービスエリアを分割し、サービスエリアごとに測位補強情報を生成し、配信している。例えば、日本全国をカバーするため、日本全国を１２地域程度の網に分け、その網ごとに補強情報を生成し、配信している。

今後、衛星通信を使用する測位補強システムが普及すると考えられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１０１０１３号公報

衛星通信を使用する測位補強システムでは、通信容量の制約が存在する。サービスエリアごとに生成した補強情報をそのまま結合して配信するのでは、配信する補強情報のデータ容量が膨大で配信不可能であり、要求されたサービスエリアをカバーできないという課題が生じる。

本発明は、例えば、測位補強情報のデータ量を削減することを目的とする。

本発明の一の態様に係る測位補強装置は、
測位衛星からの測位信号の誤差を補正するための地域別の測位補強情報を提供する測位補強装置であって、複数の地域のうち１つの地域である個別地域で前記測位信号を観測した結果に基づき、前記個別地域における測位補強情報を生成し、生成した測位補強情報の一部を、前記複数の地域のうち前記個別地域以外の１つの地域である基準地域における測位補強情報の一部と共通化した上で、前記個別地域における測位補強情報を提供する。

本発明の一の態様によれば、測位補強情報の一部を地域間で共通化することにより、測位補強情報のデータ量を削減することが可能となる。

実施の形態１に係る測位補強システムの構成を示すブロック図。測位補強情報を地域別に生成するために日本を複数の地域に分けた例を示す地図。実施の形態１に係る測位補強装置の構成を示すブロック図。実施の形態１に係る測位補強装置の動作の一例を示すフローチャート。実施の形態１に係る測位補強装置の動作を検証した結果を示す表。実施の形態１に係る測位補強装置のハードウェア構成の一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る測位補強システム１００の構成を示すブロック図である。

図１において、測位補強システム１００は、測位衛星２００を利用する。

測位衛星２００は、測位に用いられる測位信号（Ｌ１，Ｌ２等の信号）を周期的に送信する人工衛星である。複数の測位衛星２００によって、前述したＧＮＳＳが構成される。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ・Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ・Ｓｙｓｔｅｍ）やＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ・Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ・Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ・Ｓｙｓｔｅｍ）はＧＮＳＳの一例である。

測位補強システム１００は、準天頂衛星１１０と、電子基準点網１２０と、測位補強装置１３０と、マスタコントロール局１４０と、追跡管制局１５０と、モニタ局１６０とを備える。

準天頂衛星１１０は、日本の上空を飛行する人工衛星であり、測位衛星としても機能する。複数の準天頂衛星１１０によって、準天頂衛星システムが構成される。準天頂衛星システムでは、常に１機の準天頂衛星１１０が日本の上空に位置するように、それぞれの準天頂衛星１１０が所定の「８」字形の準天頂軌道を飛行する。

準天頂衛星１１０は、測位信号とＬＥＸ信号とを周期的に送信する。準天頂衛星１１０は日本の各地から見て高い仰角の方向に存在するため、準天頂衛星１１０から送信される測位信号及びＬＥＸ信号が建物等によって遮蔽されることは少ない。

ＬＥＸ信号は、準天頂衛星１１０からＬバンドの所定の周波数（１２７８．７５ＭＨｚ）で送信される信号である。本実施の形態において、準天頂衛星１１０は、測位信号の誤差を補正するための測位補強情報をＬＥＸ信号に載せて送信する。なお、測位補強情報はＬＥＸ信号と異なる周波数の信号で送信しても構わない。

測位信号の誤差とは、例えば、測位衛星２００の衛星時計誤差、測位衛星２００の衛星軌道誤差、測位信号の対流圏遅延誤差、測位信号の電離層遅延誤差、測位信号のコードバイアス、測位信号の位相バイアスのことである。

電子基準点網１２０は、日本全国に配置された複数の電子基準点からなる。各電子基準点は、測位衛星２００あるいは準天頂衛星１１０から測位信号を受信して測位信号の観測データ（例えば、疑似距離）を生成する。

測位補強装置１３０は、測位信号の誤差を補正するための地域別の測位補強情報を提供する装置である。

本実施の形態において、測位補強装置１３０は、複数の地域のうち１つの地域である個別地域で測位信号を観測した結果に基づき、個別地域における測位補強情報を生成する。測位補強装置１３０は、生成した測位補強情報の一部を、上記複数の地域のうち個別地域以外の１つの地域である基準地域における測位補強情報の一部と共通化した上で、個別地域における測位補強情報を提供する。

具体的には、測位補強装置１３０は、電子基準点網１２０の各電子基準点によって生成された観測データを取得する。測位補強装置１３０は、取得した観測データから航法処理によって各電子基準点の座標値を算出し、算出した各電子基準点の座標値と既知の電子基準点の座標値との差に基づいて測位補強情報を生成する。地域によって測位信号の誤差が異なるため、測位補強装置１３０は、各電子基準点が配置された地域別に測位補強情報を生成する。このとき、測位補強装置１３０は、測位補強情報の一部を地域間で共通化する。即ち、本実施の形態において、測位補強装置１３０は、測位補強情報の一部を地域間で共通化した上で、地域別の測位補強情報を提供する。これにより、測位補強情報のデータ量を削減することが可能となる。

マスタコントロール局１４０は、測位補強装置１３０によって生成された測位補強情報及び航法メッセージを追跡管制局１５０から準天頂衛星１１０へ送信する。

準天頂衛星１１０は、追跡管制局１５０から受信した航法メッセージを含んだ測位信号と追跡管制局１５０から受信した測位補強情報を含んだＬＥＸ信号とを測位端末３００へ送信する。

モニタ局１６０は、測位衛星２００あるいは準天頂衛星１１０から測位信号を受信して測位信号の観測データを生成する。

マスタコントロール局１４０は、モニタ局１６０から測位信号の観測データを収集する。

測位補強システム１００は、測位端末３００によって利用される。

測位端末３００（例えば、携帯端末、車載器）は、測位衛星２００あるいは準天頂衛星１１０から測位信号を受信して測位信号の観測データを生成する。また、測位端末３００は、準天頂衛星１１０からＬＥＸ信号を受信する。測位端末３００は、生成した測位信号の観測データをＬＥＸ信号に含まれる測位補強情報に基づいて補正する。測位端末３００は、補正した測位信号の観測データを用いて現在の位置を標定する。このように、測位信号の観測データを測位補強情報に基づいて補正することにより、センチメートル級の精度（誤差が１メートル未満）で測位端末３００の位置を標定することができる。

図２は、測位補強情報を地域別に生成するために日本を複数の地域に分けた例を示す地図である。

図２に示すように、日本を１２の地域に分けたとすると、測位補強装置１３０は、「１」〜「１２」の地域のそれぞれに設置された電子基準点から測位信号を観測した結果（観測データ）を取得する。測位補強装置１３０は、取得した結果に基づき、「１」〜「１２」の地域のそれぞれにおける測位補強情報を生成する。北海道西部に該当する「１」の地域を基準地域とすると、測位補強装置１３０は、「２」〜「１２」の地域のそれぞれにおける測位補強情報の一部を、「１」の地域における測位補強情報の一部と共通化した上で、「１」〜「１２」の地域のそれぞれにおける測位補強情報を提供する。この例では、「１」〜「１２」の地域のそれぞれが前述した個別地域に相当する。なお、「１」の地域を基準地域としたが、他の地域（例えば、首都圏に該当する「５」の地域）を基準地域としてもよい。

準天頂衛星１１０は、測位補強装置１３０から提供された「１」〜「１２」の地域のそれぞれにおける測位補強情報をＬＥＸ信号に載せて配信する。

図３は、測位補強装置１３０の構成を示すブロック図である。

図３において、測位補強装置１３０は、補正量計算部１３１と、補正量入力部１３２と、差分計算部１３３と、補正量調整部１３４と、測位補強情報提供部１３５とを備える。

図示していないが、測位補強装置１３０は、処理装置、記憶装置、通信装置等のハードウェアを備える。ハードウェアは測位補強装置１３０の各部によって利用される。例えば、処理装置は、測位補強装置１３０の各部でデータや情報の演算、加工、読み取り、書き込み等を行うために利用される。記憶装置は、そのデータや情報を記憶するために利用される。また、通信装置は、そのデータや情報を送信したり、受信したりするために利用される。

補正量計算部１３１は、個別地域で測位信号を観測した結果に基づき、個別地域における測位信号の誤差の種類別の補正量を計算する。例えば、補正量計算部１３１は、図２に示した「１」〜「１２」の地域のそれぞれに設置された電子基準点で測位衛星２００からの測位信号を観測して得られた観測データを取得する。補正量計算部１３１は、取得した観測データに基づき、「１」〜「１２」の地域のそれぞれにおける衛星時計誤差ＣＬＫ（＃１〜＃１２）、衛星軌道誤差ＯＲＢ（＃１〜＃１２）、対流圏遅延誤差ＴＲＯＰ（＃１〜＃１２）、電離層遅延誤差ＩＯＮ（＃１〜＃１２）等（の補正量）を計算する。

補正量入力部１３２は、基準地域における、複数種類の誤差のうち１種類の誤差である第１誤差の補正量を入力する。例えば、補正量入力部１３２は、補正量計算部１３１により計算された「１」の地域における衛星軌道誤差ＯＲＢ（＃１）を入力する。

差分計算部１３３は、補正量計算部１３１により計算された個別地域における第１誤差の補正量と、補正量入力部１３２により入力された基準地域における第１誤差の補正量との差分を計算する。例えば、差分計算部１３３は、補正量計算部１３１により計算された「２」の地域における衛星軌道誤差ＯＲＢ（＃２）から、補正量入力部１３２により入力された「１」の地域における衛星軌道誤差ＯＲＢ（＃１）を減算して差分ΔＯＲＢ（＃２）を得る。

補正量調整部１３４は、差分計算部１３３により計算された差分に応じ、補正量計算部１３１により計算された個別地域における、上記複数種類の誤差のうち第１誤差以外の１種類の誤差である第２誤差の補正量を調整する。例えば、補正量調整部１３４は、差分計算部１３３により得られた差分ΔＯＲＢ（＃２）を、補正量計算部１３１により計算された「２」の地域における衛星時計誤差ＣＬＫ（＃２）に加算し、その加算の結果を「２」の地域における衛星時計誤差ＣＬＫ（＃２）’とする。

測位補強情報提供部１３５は、補正量入力部１３２により入力された基準地域における第１誤差の補正量と、補正量調整部１３４により調整された個別地域における第２誤差の補正量と、補正量計算部１３１により計算された個別地域における、上記複数種類の誤差のうち第１誤差及び第２誤差以外の誤差の補正量とを示す測位補強情報を、個別地域における測位補強情報として提供する。例えば、測位補強情報提供部１３５は、補正量入力部１３２により入力された「１」の地域における衛星軌道誤差ＯＲＢ（＃１）、補正量調整部１３４により調整された「２」の地域における衛星時計誤差ＣＬＫ（＃２）’、補正量計算部１３１により計算された「２」の地域における対流圏遅延誤差ＴＲＯＰ（＃２）、電離層遅延誤差ＩＯＮ（＃２）等を示す測位補強情報を、「２」の地域における測位補強情報として提供する。

以下では、測位補強装置１３０の動作（本実施の形態に係る測位補強方法）の具体例を説明する。

各サービスエリア（例えば、図２に示した「１」〜「１２」の地域）の測位補強情報（衛星時計に起因する時間変動が早い高速補正情報、衛星軌道や衛星シグナルバイアス、対流圏や電離層といった時間変動が緩やかな低速補正情報）は、エリア（網）ごとに推定した値が異なる場合がある。測位補強装置１３０は、各誤差要因の時間的な振る舞いを考慮して、共通化可能な項目を共通化することで、測位補強情報のデータ量の削減を行う。共通化することによって、各地域の補強情報としては、本来の値から差分が生じることになる。その差分については、共通化しない他の誤差要因の補強情報に重畳させることによって、相殺する。

この例では、測位補強装置１３０が、時間的変動が緩やかな衛星シグナルバイアスと衛星軌道誤差について、サービスエリア間で共通化する。共通化することによって、エリアごとで生じる差分については、各エリアにおける電離層遅延と衛星時計誤差にその差分値を割り当てる。このアルゴリズムにより、配信する補強情報の整合性と精度を保つことができる上、さらに、配信するデータ量の削減が可能となる。

ＧＰＳの補強情報を、以下のように誤差要因ごとに分解して表すこととする。
Ｃ１ＰＲＣ（＃１）＝−ＣＬＫ（＃１）＋ＯＲＢ（＃１）＋ＴＲＯＰ（＃１）＋ｆ_２／ｆ_１｛ＩＯＮ（＃１）｝＋Ｃ１ｂｉａｓ（＃１）
Ｐ２ＰＲＣ（＃１）＝−ＣＬＫ（＃１）＋ＯＲＢ（＃１）＋ＴＲＯＰ（＃１）＋ｆ_１／ｆ_２｛ＩＯＮ（＃１）｝＋Ｐ２ｂｉａｓ（＃１）
Ｌ１ＣＰＣ（＃１）＝−ＣＬＫ（＃１）＋ＯＲＢ（＃１）＋ＴＲＯＰ（＃１）−ｆ_２／ｆ_１｛ＩＯＮ（＃１）｝＋Ｌ１ｂｉａｓ（＃１）
Ｌ２ＣＰＣ（＃１）＝−ＣＬＫ（＃１）＋ＯＲＢ（＃１）＋ＴＲＯＰ（＃１）−ｆ_１／ｆ_２｛ＩＯＮ（＃１）｝＋Ｌ２ｂｉａｓ（＃１）

ここで、＃１はエリア１に存在する測位評価点であることを表す。

Ｃ１ＰＲＣ（＃１）は、エリア１におけるＬ１帯Ｃ／Ａコードの擬似距離補正量である。Ｐ２ＰＲＣ（＃１）は、エリア１におけるＬ２帯Ｐコードの擬似距離補正量である。Ｌ１ＣＰＣ（＃１）は、エリア１におけるＬ１帯の搬送波位相補正量である。Ｌ２ＣＰＣ（＃１）は、エリア１におけるＬ２帯の搬送波位相補正量である。

ｆ_１＝１５４、ｆ_２＝１２０である。

ＣＬＫ（＃１）は、エリア１における衛星時計誤差である。ＯＲＢ（＃１）は、エリア１における衛星軌道誤差である。ＴＲＯＰ（＃１）は、エリア１における対流圏遅延誤差である。ＩＯＮ（＃１）は、エリア１における電離層遅延誤差である。Ｃ１ｂｉａｓ（＃１）は、エリア１におけるＣ／Ａコードバイアスである。Ｐ２ｂｉａｓ（＃１）は、エリア１におけるＰ２コードバイアスである。Ｌ１ｂｉａｓ（＃１）は、エリア１におけるＬ１位相バイアスである。Ｌ２ｂｉａｓ（＃１）は、エリア１におけるＬ２位相バイアスである。

以下では、測位補強情報の一部をエリア間で共通化するアルゴリズムについて、エリア１とエリア２との共通化を例に説明するが、エリア３，４，・・・とエリアが増えても同様のアルゴリズムを適用できる。

図４は、測位補強装置１３０の動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１１において、補正量計算部１３１は、アンビギュイティレベルを調整する。

異なった基準点構成（エリア）において補強情報を生成するとき、基準点構成の違いから、各エリアにおいて、推定するアンビギュイティレベル（搬送波位相の波数の不確定部分）が異なる場合がある。このとき、エリア間で搬送波位相補正量に波長の整数倍の差異が生じることになる。そのため、補正量計算部１３１は、各エリアから生成できる搬送波位相補正量に対して、エリア境界付近に存在する評価ポイントにおいて搬送波位相補正量の差異を算出する。エリア１、エリア２間におけるＬ１帯の搬送波位相補正量の差分は、
Ｌ１ＣＰＣ（＃１）−Ｌ１ＣＰＣ（＃２）＝Ｎ＋ｎｏｉｓｅ
となる。ここで、Ｎはアンビギュイティの差異、ｎｏｉｓｅはノイズ成分を表す。

次に、補正量計算部１３１は、上記アンビギュイティの差をエリア２におけるＬ１位相バイアスに加算する。
Ｌ１ｂｉａｓ（＃２）’＝Ｌ１ｂｉａｓ（＃２）＋Ｎ

つまり、エリア２におけるＬ１帯の搬送波位相補正量は、
Ｌ１ＣＰＣ（＃２）＝−ＣＬＫ（＃２）＋ＯＲＢ（＃２）＋ＴＲＯＰ（＃１）−ｆ_２／ｆ_１｛ＩＯＮ（＃２）｝＋Ｌ１ｂｉａｓ（＃２）’
となる。ただし、以下では、Ｌ１ｂｉａｓ（＃２）’を単にＬ１ｂｉａｓ（＃２）と記す。

同様に、補正量計算部１３１は、エリア１、エリア２間におけるＬ２帯の搬送波位相補正量のアンビギュイティの差を、エリア２におけるＬ２位相バイアスに加算する。

以上の処理により、アンビギュイティレベルの調整が可能となる。

ステップＳ１２において、差分計算部１３３は、衛星シグナルバイアスをエリア間で共通化する。

差分計算部１３３は、エリア２におけるＬ１及びＬ２の位相バイアス（シグナルバイアス）の値をエリア１の値へ共通化するために、エリア１、エリア２間のＬ１及びＬ２の位相バイアスの差分ΔＬ１（＃２）、ΔＬ２（＃２）を算出する。
ΔＬ１（＃２）＝Ｌ１ｂｉａｓ（＃２）−Ｌ１ｂｉａｓ（＃２）
ΔＬ２（＃２）＝Ｌ２ｂｉａｓ（＃２）−Ｌ２ｂｉａｓ（＃２）

なお、コードバイアス（Ｃ１ｂｉａｓ、Ｐ２ｂｉａｓ）についてはエリアごとに推定した値が微妙に異なることがあるが、求められる測距精度上、エリア１の値に固定してよい。

ステップＳ１３において、差分計算部１３３は、衛星軌道誤差をエリア間で共通化する。

差分計算部１３３は、エリア２で推定した衛星軌道誤差ベクトル（ε_ｒ，ε_ａ，ε_ｃ）をエリア１で推定した値へ共通化するために、エリア１の衛星軌道誤差ベクトルで置き換えたときのグリッドにおける視線方向衛星軌道誤差の値の差分ΔＯＲＢを計算し、エリア２内のグリッド点の差分平均値ΔＯＲＢ（＃２）を算出する。

ステップＳ１４において、補正量調整部１３４は、衛星時計補正項（衛星時計誤差）及び電離層遅延補正項（電離層遅延誤差）を修正する。

補正量調整部１３４は、ステップＳ１２で算出された差分から衛星時計補正項の調整値ΔＬ０（＃２）を計算し、ステップＳ１３で算出された差分平均値とともに、統合される方のエリアであるエリア２の衛星時計補正項に足しこむ。
ΔＬ０（＃２）＝｛ｆ_１ ^２／（ｆ_１ ^２−ｆ_２ ^２）｝ΔＬ１（＃２）−｛ｆ_２ ^２／（ｆ_１ ^２−ｆ_２ ^２）｝ΔＬ２（＃２）
ＣＬＫ（＃２）’＝ＣＬＫ（＃２）＋ΔＬ０（＃２）＋ΔＯＲＢ（＃２）

また、補正量調整部１３４は、ステップＳ１２で算出された差分に応じて、エリア２の電離層遅延補正項を調整する。
ＩＯＮ（＃２）’＝ＩＯＮ（＃２）＋｛ΔＬ１（＃２）−ΔＬ２（＃２）｝／（ｆ_２／ｆ_１−ｆ_１／ｆ_２）

以上の処理により、測位補強情報の整合性をとることが可能となる。

ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理により、統合されるエリア２におけるＬ１帯Ｃ／Ａコードの擬似距離補正量Ｃ１ＰＲＣ（＃２）、Ｌ２帯Ｐコードの擬似距離補正量Ｐ２ＰＲＣ（＃２）、Ｌ１帯の搬送波位相補正量Ｌ１ＣＰＣ（＃２）、Ｌ２帯の搬送波位相補正量Ｌ２ＣＰＣ（＃２）の計算は、以下のようになる。
Ｃ１ＰＲＣ（＃２）＝−｛ＣＬＫ（＃２）＋ΔＬ０（＃２）＋ΔＯＲＢ（＃２）｝＋ＯＲＢ（＃１）＋ＴＲＯＰ（＃２）＋ｆ_２／ｆ_１［ＩＯＮ（＃２）＋｛ΔＬ１（＃２）−ΔＬ２（＃２）｝／（ｆ_２／ｆ_１−ｆ_１／ｆ_２）］＋Ｃ１ｂｉａｓ（＃１）
Ｐ２ＰＲＣ（＃２）＝−｛ＣＬＫ（＃２）＋ΔＬ０（＃２）＋ΔＯＲＢ（＃２）｝＋ＯＲＢ（＃１）＋ＴＲＯＰ（＃２）＋ｆ_１／ｆ_２［ＩＯＮ（＃２）＋｛ΔＬ１（＃２）−ΔＬ２（＃２）｝／（ｆ_２／ｆ_１−ｆ_１／ｆ_２）］＋Ｐ２ｂｉａｓ（＃１）
Ｌ１ＣＰＣ（＃２）＝−｛ＣＬＫ（＃２）＋ΔＬ０（＃２）＋ΔＯＲＢ（＃２）｝＋ＯＲＢ（＃１）＋ＴＲＯＰ（＃２）−ｆ_２／ｆ_１［ＩＯＮ（＃２）＋｛ΔＬ１（＃２）−ΔＬ２（＃２）｝／（ｆ_２／ｆ_１−ｆ_１／ｆ_２）］＋Ｌ１ｂｉａｓ（＃１）
Ｌ２ＣＰＣ（＃２）＝−｛ＣＬＫ（＃２）＋ΔＬ０（＃２）＋ΔＯＲＢ（＃２）｝＋ＯＲＢ（＃１）＋ＴＲＯＰ（＃２）−ｆ_１／ｆ_２［ＩＯＮ（＃２）＋｛ΔＬ１（＃２）−ΔＬ２（＃２）｝／（ｆ_２／ｆ_１−ｆ_１／ｆ_２）］＋Ｌ２ｂｉａｓ（＃１）

擬似距離補正量Ｃ１ＰＲＣ（＃２）、Ｐ２ＰＲＣ（＃２）の計算には、擬似距離補正量Ｃ１ＰＲＣ（＃２）、Ｐ２ＰＲＣ（＃２）の計算に求められるような精度の高さが不要であるため、ここでは、搬送波位相補正量Ｌ１ＣＰＣ（＃２）、Ｌ２ＣＰＣ（＃２）の計算に用いている衛星時計補正項及び電離層遅延補正項を、擬似距離補正量Ｃ１ＰＲＣ（＃２）、Ｐ２ＰＲＣ（＃２）の計算にも、そのまま用いている。これにより、さらに、データ量を削減することができる。

ステップＳ１５において、測位補強情報提供部１３５は、基準となるエリア１の測位補強情報として、エリア１における衛星時計誤差ＣＬＫ（＃１）、衛星軌道誤差ＯＲＢ（＃１）、対流圏遅延誤差ＴＲＯＰ（＃１）、電離層遅延誤差ＩＯＮ（＃１）、Ｃ／ＡコードバイアスＣ１ｂｉａｓ（＃１）、Ｐ２コードバイアスＰ２ｂｉａｓ（＃１）、Ｌ１位相バイアスＬ１ｂｉａｓ（＃１）、Ｌ２位相バイアスＬ２ｂｉａｓ（＃１）を提供する。

また、測位補強情報提供部１３５は、統合されるエリア２の測位補強情報として、エリア２における衛星時計誤差ＣＬＫ（＃２）’、対流圏遅延誤差ＴＲＯＰ（＃２）、電離層遅延誤差ＩＯＮ（＃２）’を提供する。測位補強情報提供部１３５は、エリア２における衛星軌道誤差ＯＲＢ（＃２）、Ｃ／ＡコードバイアスＣ１ｂｉａｓ（＃２）、Ｐ２コードバイアスＰ２ｂｉａｓ（＃２）、Ｌ１位相バイアスＬ１ｂｉａｓ（＃２）、Ｌ２位相バイアスＬ２ｂｉａｓ（＃２）を提供する必要がない。このため、測位補強情報のデータ量を削減することが可能となる。

図５は、測位補強装置１３０の動作を検証した結果を示す表である。

検証したエリアは図５の（ａ）の通りである。本検証のため、エリアを構成する基準点を重複させつつ、四国網を東側と西側で分けた。

使用したデータは図５の（ｂ）の通りである。

補正量比較に使用した基準点は図５の（ｃ）の通りである。この基準点は今回使用したエリア１、エリア２の重複領域に含まれる点から選択した。

上記データを使用し、エリア２をエリア１に統合させる。即ち、エリア２の測位補強情報の一部をエリア１の測位補強情報の一部と共通化する。エリア統合後に求めた搬送波位相補正量ＣＰＣ、擬似距離補正量ＰＲＣを使用して測位を実施し、測位率を確認した。

検証結果は図５の（ｄ）の通りである。ここでは、検証例として、エリア統合前とエリア統合後のエリア１、エリア２におけるＰＲＮ３の補正量の平均、分散、標準偏差を示している。

測位誤差の平均、分散、標準偏差は図５の（ｅ）の通りである。

また、ＦＩＸ率は図５の（ｆ）の通りである。

測位結果の各誤差値を見ても、ミリメートルのオーダーでの差であり、センチメータ級の測位では問題ない。

図６は、測位補強装置１３０のハードウェア構成の一例を示す図である。

図６において、測位補強装置１３０は、コンピュータであり、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）を備えている。ＣＰＵ９１１は、処理装置の一例である。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ９１４（Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）、通信ボード９１５、ＨＤＤ９２０（Ｈａｒｄ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。ＨＤＤ９２０の代わりに、フラッシュメモリ、あるいは、その他の記録媒体が用いられてもよい。

ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置の一例である。通信ボード９１５は、通信装置の一例である。

通信ボード９１５は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ・Ａｒｅａ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）等に接続されている。通信ボード９１５は、ＬＡＮに限らず、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ・Ａｒｅａ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）、あるいは、インターネットに接続されていても構わない。ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットは、ネットワークの一例である。

ＨＤＤ９２０には、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、プログラム群９２２、ファイル群９２３が記憶されている。プログラム群９２２には、本発明の実施の形態の説明において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが含まれている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。ファイル群９２３には、本発明の実施の形態の説明において、「〜データ」、「〜情報」、「〜ＩＤ（識別子）」、「〜フラグ」、「〜結果」として説明するデータや情報や信号値や変数値やパラメータが含まれている。データや情報や信号値や変数値やパラメータは、ＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１の処理（動作）に用いられる。

本発明の実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜工程」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。「〜部」として説明するものは、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアは、プログラムとして、記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。即ち、プログラムは、本発明の実施の形態の説明で述べる「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、プログラムは、本発明の実施の形態の説明で述べる「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１００測位補強システム、１１０準天頂衛星、１２０電子基準点網、１３０測位補強装置、１４０マスタコントロール局、１５０追跡管制局、１６０モニタ局、２００測位衛星、３００測位端末、９１１ＣＰＵ、９１２バス、９１３ＲＯＭ、９１４ＲＡＭ、９１５通信ボード、９２０ＨＤＤ、９２１オペレーティングシステム、９２２プログラム群、９２３ファイル群。

Claims

測位衛星からの測位信号の誤差を補正するための地域別の測位補強情報を提供する測位補強装置であって、複数の地域のうち１つの地域である個別地域で前記測位信号を観測した結果に基づき、前記個別地域における測位補強情報を生成し、生成した測位補強情報の一部を、前記複数の地域のうち前記個別地域以外の１つの地域である基準地域における測位補強情報の一部と共通化した上で、前記個別地域における測位補強情報を提供することを特徴とする測位補強装置。
前記個別地域で前記測位信号を観測した結果に基づき、前記個別地域における前記測位信号の誤差の種類別の補正量を計算する補正量計算部と、
前記基準地域における、複数種類の誤差のうち１種類の誤差である第１誤差の補正量を入力する補正量入力部と、
前記補正量計算部により計算された前記個別地域における前記第１誤差の補正量と、前記補正量入力部により入力された前記基準地域における前記第１誤差の補正量との差分を計算する差分計算部と、
前記差分計算部により計算された差分に応じ、前記補正量計算部により計算された前記個別地域における、前記複数種類の誤差のうち前記第１誤差以外の１種類の誤差である第２誤差の補正量を調整する補正量調整部と、
前記補正量入力部により入力された前記基準地域における前記第１誤差の補正量と、前記補正量調整部により調整された前記個別地域における前記第２誤差の補正量と、前記補正量計算部により計算された前記個別地域における、前記複数種類の誤差のうち前記第１誤差及び前記第２誤差以外の誤差の補正量とを示す測位補強情報を、前記個別地域における測位補強情報として提供する測位補強情報提供部と
を備えることを特徴とする請求項１の測位補強装置。
少なくとも前記測位衛星の衛星時計誤差と前記測位衛星の衛星軌道誤差と前記測位信号の対流圏遅延誤差と前記測位信号の電離層遅延誤差とを前記複数種類の誤差とし、前記衛星軌道誤差を前記第１誤差、前記衛星時計誤差を前記第２誤差とすることを特徴とする請求項２の測位補強装置。
少なくとも前記測位衛星の衛星時計誤差と前記測位衛星の衛星軌道誤差と前記測位信号の対流圏遅延誤差と前記測位信号の電離層遅延誤差と前記測位信号の位相バイアスとを前記複数種類の誤差とし、前記衛星軌道誤差と前記位相バイアスとを前記第１誤差、前記衛星時計誤差と前記電離層遅延誤差とを前記第２誤差とすることを特徴とする請求項２の測位補強装置。
請求項１の測位補強装置と、
前記複数の地域のそれぞれに設置され、前記測位信号を観測する複数の電子基準点と
を備え、
前記測位補強装置が、前記複数の電子基準点のそれぞれから前記測位信号を観測した結果を取得し、取得した結果に基づき、前記複数の地域のそれぞれにおける測位補強情報を生成することを特徴とする測位補強システム。
測位衛星からの測位信号の誤差を補正するための地域別の測位補強情報を提供する測位補強方法であって、複数の地域のうち１つの地域である個別地域で前記測位信号を観測した結果に基づき、前記個別地域における測位補強情報を生成し、生成した測位補強情報の一部を、前記複数の地域のうち前記個別地域以外の１つの地域である基準地域における測位補強情報の一部と共通化した上で、前記個別地域における測位補強情報を提供することを特徴とする測位補強方法。