JP2019066441A - Positioning device, positioning method, positioning program, positioning program storage medium, application device, and positioning system - Google Patents

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Abstract

To perform high-accuracy positioning with easy processing using positioning signals from a plurality of positioning systems.SOLUTION: A positioning device 10 includes reception units 31, 32, and 33, and a positioning computation unit 40. The reception units 31, 32, and 33 detect pseudo distance or a carrier wave phase integrated value of positioning signals from a plurality of positioning systems. The positioning computation unit 40 sets a statistical computation value of each position of the positioning systems as an integrated position, sets a statistical computation value of each error covariance as an integrated error covariance, performs Kalman filter processing, and thereby performs positioning.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ＧＮＳＳの測位信号を用いて単独測位を行う測位技術に関する。   The present invention relates to a positioning technique for performing single positioning using a GNSS positioning signal.

従来、単独測位を行う測位装置が各種考案されている。例えば、特許文献１に示すように、測位装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等のＧＮＳＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の測位信号を受信し、擬似距離や搬送波位相積算値を用いて、位置の推定演算を行う。   Conventionally, various positioning devices for performing single positioning have been devised. For example, as shown in Patent Document 1, the positioning device receives a positioning signal of GNSS (Global Positioning Satellite Systems) such as GPS (Global Positioning System), and estimates a position using a pseudo distance and a carrier phase integrated value. Perform an operation.

この際、測位装置は、特許文献１に示すようなカルマンフィルタを用いて、位置の推定演算を行う。   At this time, the positioning device performs a position estimation operation using a Kalman filter as shown in Patent Document 1.

特開２０１１−１３０３９９号公報JP 2011-130399 A

現在、測位衛星からの測位信号を用いた測位システムは、米国のＧＰＳのみでなく、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ、欧州連合のＧａｌｉｌｅｏ等、複数の国や機構によって実現されている。そして、各測位システムでは、それぞれに固有の測位衛星を用い、それぞれに固有の測位信号を採用している。   At present, a positioning system using positioning signals from positioning satellites is realized not only by GPS in the United States, but also by several countries and mechanisms such as GLONASS in Russia and Galileo in the European Union. And in each positioning system, the positioning signal intrinsic | native to each is employ | adopted using the positioning satellite intrinsic | native to each.

従来、これら複数の測位システムを用いる場合、それぞれの測位信号から個別に位置を推定していた。   Conventionally, when using a plurality of positioning systems, the position has been estimated individually from each positioning signal.

しかしながら、各測位システムでは、受信可能な領域が異なり、特定の測位システムのみを採用すると、受信できない領域、すなわち、測位できない領域が存在する。   However, in each positioning system, the receivable area is different, and when only a specific positioning system is adopted, there is an area that can not be received, that is, an area that can not be measured.

一方で、複数の測位システムを採用する場合、このような受信できない領域、測位できない領域の発生確率は低下するが、複数の測位システム毎に推定した位置を用いて、出力用の位置を更に算出することになり、測位のための処理が煩雑になってしまう。   On the other hand, when adopting a plurality of positioning systems, the probability of occurrence of such unreceivable areas and areas that can not be measured decreases, but the position for output is further calculated using the positions estimated for each of the plurality of positioning systems. As a result, processing for positioning becomes complicated.

したがって、本発明の目的は、複数の測位システムの測位信号を用いて、容易な処理で高精度な測位を行うことにある。   Therefore, an object of the present invention is to perform high-accuracy positioning with easy processing using positioning signals of a plurality of positioning systems.

この発明の測位装置は、受信部、および、測位演算部を備える。受信部は、複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する。測位演算部は、複数の測位システムの各位置の統計的演算値を統合位置とし、各誤差共分散の統計的演算値を統合誤差共分散として、カルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う。   A positioning device according to the present invention includes a receiving unit and a positioning operation unit. The receiving unit detects pseudo ranges or carrier phase integrated values of positioning signals of a plurality of positioning systems. The positioning operation unit performs positioning by performing a Kalman filter process with the statistical operation value of each position of the plurality of positioning systems as an integrated position and the statistical operation value of each error covariance as an integrated error covariance.

この構成では、複数の測位システムの測位信号を用いた統合値によってカルマンフィルタが実行される。これにより、処理が容易になり、且つ、カルマンフィルタに用いる測位信号数が稼げることによって、精度の向上が可能になる。   In this configuration, a Kalman filter is performed by integrated values using positioning signals of a plurality of positioning systems. As a result, the processing becomes easy, and by increasing the number of positioning signals used for the Kalman filter, the accuracy can be improved.

また、この発明の測位装置は、受信部、および、測位演算部を備える。受信部は、複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する。測位演算部は、複数の測位システムの第１の測位システムに対するカルマンフィルタによって推定された位置および誤差共分散を、複数の測位システムの第２の測位システムに対するカルマンフィルタの事前推定値に設定して、第２の測位システムに対するカルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う。   Moreover, the positioning device of the present invention includes a receiving unit and a positioning operation unit. The receiving unit detects pseudo ranges or carrier phase integrated values of positioning signals of a plurality of positioning systems. The positioning operation unit sets the position and error covariance estimated by the Kalman filter for the first positioning system of the plurality of positioning systems to the prior estimation value of the Kalman filter for the second positioning system of the plurality of positioning systems, Positioning is performed by executing Kalman filter processing for the second positioning system.

この構成では、位置および誤差共分散が複数の測位システムで引き継がれるので、処理の容易化とともに精度の向上が可能になる。   In this configuration, position and error covariance are inherited by a plurality of positioning systems, so that processing can be simplified and accuracy can be improved.

また、この発明のアプリケーション装置は、上述のいずれかに記載の測位装置の各構成と、アプリケーション処理部と、を備える。アプリケーション処理部は、測位演算部で算出された位置を用いたアプリケーション情報を生成する。   Furthermore, an application device of the present invention includes each component of the positioning device described in any of the above and an application processing unit. The application processing unit generates application information using the position calculated by the positioning operation unit.

この構成では、高精度な測位結果が得られることよって、より適切なアプリケーション情報が生成される。   In this configuration, more accurate application information can be generated by obtaining highly accurate positioning results.

また、この発明の測位システムは、基地局と測位衛星とを備える。基地局は、上述のいずれかに記載の測位装置の各構成、および、測位結果を用いて衛星軌道情報の補正情報を生成する補正情報生成部を備える。測位衛星は、補正情報生成部からの補正情報を測位信号とともに送信する。   The positioning system of the present invention also includes a base station and a positioning satellite. The base station includes each configuration of the positioning device described in any of the above and a correction information generation unit that generates correction information of satellite orbit information using the positioning result. The positioning satellite transmits the correction information from the correction information generation unit together with the positioning signal.

この構成では、高精度な補正情報が得られることによって、より高精度な測位が可能になる。   In this configuration, by obtaining highly accurate correction information, more accurate positioning becomes possible.

この発明によれば、複数の測位システムの測位信号を用いて、容易な処理で高精度な測位を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to perform high-accuracy positioning with easy processing using positioning signals of a plurality of positioning systems.

本発明の実施形態に係る測位装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of a positioning device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る第１の測位方法を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the 1st positioning method concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る第２の測位方法を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the 2nd positioning method concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of a navigation device concerning an embodiment of the present invention. （Ａ）は、本発明の実施形態に係る補正システムの構成を示す図であり、（Ｂ）は、基地局の構成を示すブロック図である。(A) is a figure which shows the structure of the correction system which concerns on embodiment of this invention, (B) is a block diagram which shows the structure of a base station.

本発明の実施形態に係る測位装置および測位方法について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る測位装置の構成を示すブロック図である。   A positioning device and a positioning method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a positioning device according to an embodiment of the present invention.

図１に示すように、測位装置１０は、受信部３０、受信部３１、受信部３２、および、測位演算部４０を備える。受信部３０、受信部３１、受信部３２、および、測位演算部４０は、それぞれに、１または複数の半導体素子やＩＣによって実現されている。なお、受信部３０、受信部３１、受信部３２、および、測位演算部４０は、情報処理装置と該情報処理装置によって実行されるプログラムによって実現できる。   As shown in FIG. 1, the positioning device 10 includes a receiving unit 30, a receiving unit 31, a receiving unit 32, and a positioning operation unit 40. The receiving unit 30, the receiving unit 31, the receiving unit 32, and the positioning operation unit 40 are each realized by one or more semiconductor elements or ICs. The receiving unit 30, the receiving unit 31, the receiving unit 32, and the positioning operation unit 40 can be realized by an information processing device and a program executed by the information processing device.

受信部３０、受信部３１、受信部３２、は、アンテナ２０に接続されている。なお、アンテナ２０を測位装置１０に含めてもよい。   The receiving unit 30, the receiving unit 31, and the receiving unit 32 are connected to the antenna 20. The antenna 20 may be included in the positioning device 10.

アンテナ２０は、複数の測位システムの測位衛星ＳＡＴｉ、測位衛星ＳＡＴｊ、測位衛星ＳＡＴｋ（図１では３つの測位衛星のみを図示しており、他の測位衛星の図示は省略している。）からの測位信号ＳＳｉ、ＳＳｊ、ＳＳｋをそれぞれ受信し、受信部３１、受信部３２、受信部３３に出力する。   The antenna 20 is from a positioning satellite SATi, a positioning satellite SATj, and a positioning satellite SATk (only three positioning satellites are illustrated in FIG. 1 and other positioning satellites are omitted in FIG. 1) of a plurality of positioning systems. The positioning signals SSi, SSj, and SSk are respectively received and output to the receiving unit 31, the receiving unit 32, and the receiving unit 33.

複数の測位システムは、例えば、米国のＧＰＳ、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ、欧州連合のＧａｌｉｌｅｏ、中国のＢｅｉＤｏｕ、日本の準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ）等である。測位信号ＳＳｉは、測位衛星ＳＡＴｉから送信され、測位信号ＳＳｊは、測位衛星ＳＡＴｊから送信され、測位信号ＳＳｋは、測位衛星ＳＡＴｋから送信される。   The plurality of positioning systems are, for example, GPS in the United States, GLONASS in Russia, Galileo in the European Union, BeiDou in China, and Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) in Japan. The positioning signal SSi is transmitted from the positioning satellite SATi, the positioning signal SSj is transmitted from the positioning satellite SATj, and the positioning signal SSk is transmitted from the positioning satellite SATk.

受信部３１は、測位信号ＳＳｉを捕捉、追尾して、測位信号ＳＳｉの擬似距離ρｉおよび搬送波位相積算値Φｉを検出する。受信部３１は、複数の時刻において、測位信号ＳＳｉの擬似距離ρｉおよび搬送波位相積算値Φｉを検出する。受信部３１は、各時刻での擬似距離ρｉおよび搬送波位相積算値Φｉを、測位演算部４０に出力する。   The receiver 31 captures and tracks the positioning signal SSi, and detects the pseudo distance ρi of the positioning signal SSi and the carrier phase integrated value ii. The receiver 31 detects the pseudo distance ρi of the positioning signal SSi and the carrier phase integrated value ii at a plurality of times. The receiving unit 31 outputs the pseudo distance ii and the carrier phase integrated value ii at each time to the positioning operation unit 40.

受信部３２は、測位信号ＳＳｊを捕捉、追尾して、測位信号ＳＳｊの擬似距離ρｊおよび搬送波位相積算値Φｊを検出する。受信部３２は、複数の時刻において、測位信号ＳＳｊの擬似距離ρｊおよび搬送波位相積算値Φｊを検出する。受信部３２は、各時刻での擬似距離ρｊおよび搬送波位相積算値Φｊを、測位演算部４０に出力する。   The receiving unit 32 captures and tracks the positioning signal SSj, and detects the pseudo distance jj and the carrier phase integrated value jj of the positioning signal SSj. The receiving unit 32 detects the pseudo distance jj and the carrier phase integrated value jj of the positioning signal SSj at a plurality of times. The receiving unit 32 outputs the pseudo distance j j and the carrier phase integrated value j j at each time to the positioning operation unit 40.

受信部３３は、測位信号ＳＳｋを捕捉、追尾して、測位信号ＳＳｋの擬似距離ρｋおよび搬送波位相積算値Φｋを検出する。受信部３３は、複数の時刻において、測位信号ＳＳｋの擬似距離ρｋおよび搬送波位相積算値Φｋを検出する。受信部３３は、各時刻での擬似距離ρｋおよび搬送波位相積算値Φｋを、測位演算部４０に出力する。   The receiver 33 captures and tracks the positioning signal SSk, and detects the pseudo distance ρk and the carrier phase integrated value kk of the positioning signal SSk. The receiving unit 33 detects the pseudo distance k k and the carrier phase integrated value k k of the positioning signal SS k at a plurality of times. The receiving unit 33 outputs the pseudo distance k k and the carrier phase integrated value k k at each time to the positioning operation unit 40.

測位演算部４０は、複数の測位システムの擬似距離ρおよび搬送波位相積算値Φを観測値として、カルマンフィルタ処理を実行する。すなわち、測位演算部４０は、測位信号ＳＳｉの擬似距離ρｉおよび搬送波位相積算値Φｉと、測位信号ＳＳｊの擬似距離ρｊおよび搬送波位相積算値Φｊと、測位信号ＳＳｋの擬似距離ρｋおよび搬送波位相積算値Φｋとを観測値として、カルマンフィルタ処理を実行する。   The positioning operation unit 40 performs Kalman filtering, using the pseudoranges お よ び and the carrier phase integrated values Φ of the plurality of positioning systems as observation values. That is, the positioning operation unit 40 determines the pseudo distance ρi of the positioning signal SSi and the carrier phase integrated value 信号 i, the pseudo distance jj and the carrier phase integrated value jj of the positioning signal SSj, the pseudo distance kk of the positioning signal SSk and the carrier phase integrated value Kalman filter processing is performed with k k as an observation value.

この際、測位演算部４０は、複数の測位システムの各位置の統計的演算値を統合位置とし、各誤差共分散の統計的演算値を統合誤差共分散として、カルマンフィルタ処理を実行する。統計的演算値とは、例えば、最小二乗値、平均値の平滑化値等を用いる。   At this time, the positioning operation unit 40 performs the Kalman filtering process with the statistical operation value of each position of the plurality of positioning systems as an integrated position and the statistical operation value of each error covariance as an integrated error covariance. As the statistically calculated value, for example, a least square value, a smoothed value of an average value, or the like is used.

すなわち、測位演算部４０は、カルマンフィルタ処理に対して、次の状態方程式を設定する。   That is, the positioning operation unit 40 sets the following state equation for the Kalman filter process.

時刻ｔの推定位置をｕ（ｔ）とし、システムノイズをＷ（ｔ）とし、状態遷移行列をＦとすると、状態方程式は、次式で表される。   Assuming that the estimated position at time t is u (t), system noise is W (t), and the state transition matrix is F, the state equation is expressed by the following equation.

ｕ（ｔ＋１）＝Ｆ・ｕ（ｔ）＋Ｗ（ｔ）
測位演算部４０は、この位置ｕ（ｔ）に統合位置を設定する。また、測位演算部４０は、この状態遷移行列に統合誤差共分散を用いる。 u (t + 1) = F · u (t) + W (t)
The positioning operation unit 40 sets an integrated position at this position u (t). Further, the positioning operation unit 40 uses integrated error covariance for this state transition matrix.

また、測位演算部４０は、カルマンフィルタ処理に対して、次の観測方程式を設定する。   In addition, the positioning operation unit 40 sets the following observation equation for the Kalman filter process.

時刻ｔの推定位置をｕ（ｔ）とし、観測値をｙ（ｔ）とし、観測ノイズをＶ（ｔ）とし、観測行列をＨとすると、観測方程式は、次式で表される。   Assuming that the estimated position at time t is u (t), the observed value is y (t), the observation noise is V (t), and the observation matrix is H, the observation equation is expressed by the following equation.

ｙ（ｔ）＝Ｈ・ｕ（ｔ）＋Ｖ（ｔ）
測位演算部４０は、観測値ｙ（ｔ）に上述の擬似距離ρｉ、ρｊ、ρｋ、または、搬送波位相積算値Φｉ、Φｊ、Φｋを用いる。 y (t) = H · u (t) + V (t)
The positioning operation unit 40 uses the above-described pseudo distances ii, 上述 j, ρk, or the carrier phase integrated values ii, Φj, Φk as the observation value y (t).

このような処理を行うことによって、複数の測位システム毎にカルマンフィルタ処理を実行して推定された位置を更に統合するよりも簡素な処理で、測位を行うことができる。   By performing such a process, positioning can be performed by a process simpler than integrating Kalman filter processing for each of a plurality of positioning systems and further integrating the estimated positions.

また、このように複数の測位システムの擬似距離や搬送波位相積算値を、カルマンフィルタ処理の観測値に設定できるので、観測値数が多くなり、測位精度は向上する。   In addition, since the pseudoranges and carrier wave phase integrated values of a plurality of positioning systems can be set as the observed values of the Kalman filtering process as described above, the number of observed values increases, and the positioning accuracy improves.

上述の説明では、各処理をそれぞれの機能部で分担して実行する態様を示した。しかしながら、上述の各処理をプログラム化して記憶媒体に記憶しておき、ＣＰＵ等の演算処理装置で実行してもよい。この場合、図２に示す処理を実行すればよい。図２は、本発明の実施形態に係る第１の測位方法を示すフローチャートである。   In the above-mentioned description, the aspect which shared and performed each processing by each functional part was shown. However, each process described above may be programmed and stored in a storage medium and executed by an arithmetic processing unit such as a CPU. In this case, the process shown in FIG. 2 may be performed. FIG. 2 is a flowchart showing a first positioning method according to an embodiment of the present invention.

演算処理装置は、複数の測位システムの擬似距離ρｉ、ρｊ、ρｋと、搬送波位相積算値Φｉ、Φｊ、Φｋとを検出する（Ｓ１０１）。   The arithmetic processing unit detects pseudo distances ii, jj, ρk of a plurality of positioning systems, and carrier phase integrated values 値 i, Φj, Φk (S101).

演算処理装置は、複数の測位システムにおける各位置、各誤差共分散の統計的演算値から統合位置、統合誤差共分散を設定する（Ｓ１０２）。   The arithmetic processing unit sets an integrated position and an integrated error covariance from each position in a plurality of positioning systems and a statistical operation value of each error covariance (S102).

演算処理装置は、カルマンフィルタ処理を用いて統合位置、統合誤差共分散を算出する（Ｓ１０３）。   The arithmetic processing unit calculates integrated position and integrated error covariance using Kalman filtering (S103).

なお、上述の説明では、測位演算部４０は、複数の測位システムに対して統合された位置および誤差共分散を用いてカルマンフィルタ処理を実行したが、複数の測位システムのそれぞれで個別にカルマンフィルタ処理を実行して、測位システム間で推定値を引き継いでもよい。この場合、測位演算部４０は、次に示す処理を実行する。   In the above description, the positioning operation unit 40 executes the Kalman filtering process using the position and error covariance integrated with the plurality of positioning systems, but the Kalman filtering process is individually performed in each of the plurality of positioning systems. It may be implemented to carry over estimates between positioning systems. In this case, the positioning operation unit 40 executes the following process.

概略的には、測位演算部４０は、複数の測位システムに含まれる第１の測位システムの推定位置（事後推定位置）および推定誤差共分散（事後推定誤差共分散）を、引継ぎ対象である第２の測位システムの事前推定位置および事前推定誤差共分散に設定する。   Generally speaking, the positioning operation unit 40 takes over the estimated position (post estimated position) and estimated error covariance (post estimated error covariance) of the first positioning system included in a plurality of positioning systems, The pre-estimated position and the pre-estimated error covariance of the positioning system 2 are set.

図３は、本発明の実施形態に係る第２の測位方法を示すフローチャートである。なお、図３では、測位衛星ＳＡＴｉを含む測位システムＳｙｓｉと、測位衛星ＳＡＴｊを含む測位システムＳｙｓｊとの間で引継ぎを実行する場合を示している。しかしながら、測位衛星ＳＡＴｉを含む測位システムＳｙｓｉと、測位衛星ＳＡＴｊを含む測位システムＳｙｓｊと、測位衛星ＳＡＴｋを含む測位システムＳｙｓｋとで引継ぎをおこなってもよく、それ以上の複数の測位システムで引継ぎを行ってもよい。   FIG. 3 is a flowchart showing a second positioning method according to an embodiment of the present invention. Note that FIG. 3 illustrates a case where handover is performed between the positioning system Sysi including the positioning satellite SAti and the positioning system Sysj including the positioning satellite SATj. However, the handover may be performed by the positioning system Sysi including the positioning satellite SAti, the positioning system Sysj including the positioning satellite SATj, and the positioning system Sysk including the positioning satellite SATk, and the handover may be performed by a plurality of more positioning systems. May be

受信部３１、３２または演算処理装置は、測位システムの擬似距離と搬送波位相積算値を検出する（Ｓ２０１）。   The receivers 31, 32 or the arithmetic processing unit detect the pseudo range of the positioning system and the carrier wave phase integrated value (S201).

測位演算部４０または演算処理装置は、測位システムＳｙｓｉについてカルマンフィルタ処理を用いて位置、誤差共分散を推定算出する（Ｓ２０２）。   The positioning operation unit 40 or the arithmetic processing unit estimates and calculates the position and error covariance of the positioning system Sysi using Kalman filtering (S202).

測位演算部４０または演算処理装置は、演算対象の測位システムを変更するか否かを検出する。測位システムの変更は、例えば、測位システムＳｙｓｉを用いて測位を実行するのに必要な測位信号の数を満たさない場合、誤差共分散の値が閾値を超える場合等によって検出できる。   The positioning operation unit 40 or the processing unit detects whether to change the positioning system to be calculated. The change of the positioning system can be detected, for example, when the number of positioning signals required to perform positioning using the positioning system Sysi is not satisfied, when the value of the error covariance exceeds a threshold, or the like.

測位演算部４０または演算処理装置は、測位システムを変更しなければ（Ｓ２０３：ＮＯ）、ステップＳ２０２に戻り、測位システムＳｙｓｉによるカルマンフィルタ処理を継続する。   If the positioning operation unit 40 or the arithmetic processing unit does not change the positioning system (S203: NO), the process returns to step S202 and continues the Kalman filtering process by the positioning system Sysi.

測位演算部４０または演算処理装置は、測位システムＳｙｓｉから測位システムＳｙｓｊに変更すると（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、測位システムＳｙｓｊによるカルマンフィルタ処理の事前推定値として、システム変更の直前の測位システムＳｙｓｉに対するカルマンフィルタ処理での推定位置および推定誤差共分散を採用する（Ｓ２０４）。   When the positioning operation unit 40 or the arithmetic processing unit changes the positioning system Sysi to the positioning system Sysj (S203: YES), the Kalman filtering process for the positioning system Sysi immediately before the system change is performed as a prior estimation value of the Kalman filtering process by the positioning system Sysj. The estimated position and the estimated error covariance of are adopted (S204).

以降は、測位演算部４０または演算処理装置は、測位システムＳｙｓｊによるカルマンフィルタ処理を用いて、位置および誤差共分散を逐次更新しながら推定する。そして、同じように、測位システムの変更を行う場合には、図３の処理を適用して実行すればよい。   Thereafter, the positioning operation unit 40 or the arithmetic processing unit estimates the position and the error covariance while sequentially updating, using Kalman filtering by the positioning system Sysj. And when changing a positioning system similarly, what is necessary is just to apply and process the process of FIG.

このような構成および処理を行うことによって、収束に向かう、精度が向上した位置および誤差共分散を複数の測位システムで引き継いで利用できるので、処理が簡素化され、精度が向上する。   By performing such a configuration and processing, since the position and error covariance with improved accuracy, which are to be converged, can be taken over and used in a plurality of positioning systems, the processing is simplified and the accuracy is improved.

上述の測位装置は、自装置の位置を用いた各種のアプリケーション装置に適用できる。例えば、図４は、本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。   The above-mentioned positioning device can be applied to various application devices using the position of the device itself. For example, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the navigation device according to the embodiment of the present invention.

図４に示すように、ナビゲーション装置１は、測位装置１０、アンテナ２０、および、ナビゲーション処理部６１を備える。ナビゲーション装置１が、本発明の「アプリケーション装置」に対応し、ナビゲーション処理部６１が、本発明の「アプリケーション処理部」に対応する。   As shown in FIG. 4, the navigation device 1 includes a positioning device 10, an antenna 20, and a navigation processing unit 61. The navigation device 1 corresponds to the "application device" of the present invention, and the navigation processing unit 61 corresponds to the "application processing unit" of the present invention.

測位装置１０およびアンテナ２０は、上述の構成を備える。測位演算部４０は、測位結果を、ナビゲーション処理部６１に出力する。   The positioning device 10 and the antenna 20 have the above-described configuration. The positioning operation unit 40 outputs the positioning result to the navigation processing unit 61.

ナビゲーション処理部６１は、測位結果を適用した既知の方法から、自装置が搭載される移動体の目的位置までのルート照会、ルート案内、または、現在位置の周辺情報等のナビゲーション情報を生成する。ナビゲーション処理部６１は、ナビゲーション情報を、図示しない表示部等に表示する。ここで、本実施形態の測位装置１０を用いることによって、自装置位置を高精度に得られるので、ナビゲーション装置１は、高精度なルート照会、ルート案内や、より適切な周辺情報を提供できる。   The navigation processing unit 61 generates navigation information such as route inquiry to a target position of a mobile body on which the own device is mounted, route guidance, peripheral information of the current position, and the like from a known method to which the positioning result is applied. The navigation processing unit 61 displays navigation information on a display unit (not shown) or the like. Here, by using the positioning device 10 of the present embodiment, the own device position can be obtained with high accuracy, so the navigation device 1 can provide highly accurate route inquiry, route guidance, and more appropriate peripheral information.

上述の説明では、測位装置の位置を算出する態様を示したが、測位装置を基地局に備えて、上記の推定演算を用いて、測位衛星の位置を高精度に算出することも可能である。そして、この算出結果を用いることによって、衛星軌道情報に対する補正情報を算出することもできる。図５（Ａ）は、本発明の実施形態に係る補正システムの構成を示す図であり、図５（Ｂ）は、基地局の構成を示すブロック図である。   In the above description, although the aspect of calculating the position of the positioning device is shown, it is also possible to provide the positioning device in a base station and calculate the position of the positioning satellite with high accuracy using the above estimation operation. . Then, by using this calculation result, it is also possible to calculate correction information for the satellite orbit information. FIG. 5 (A) is a diagram showing the configuration of a correction system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 (B) is a block diagram showing the configuration of a base station.

図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、基地局２は、測位装置１０、アンテナ２０、送信用アンテナ２０Ｔ、補正情報生成部７１、および、送信部７２を備える。アンテナ２０および測位装置１０は、上述の構成を備える。測位演算部４０は、測位結果を、補正情報生成部７１に出力する。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the base station 2 includes a positioning device 10, an antenna 20, a transmission antenna 20T, a correction information generation unit 71, and a transmission unit 72. The antenna 20 and the positioning device 10 have the above-described configuration. The positioning operation unit 40 outputs the positioning result to the correction information generation unit 71.

補正情報生成部７１は、基地局２の位置（補正用の基準位置）を予め記憶している。補正情報生成部７１は、補正用の基準位置と測位位置とを比較する。補正情報生成部７１は、補正用の基準位置と測位位置との比較結果から、既知の方法を用いて、衛星位置の誤差を算出する。補正情報生成部７１は、この衛星位置の誤差から衛星軌道情報の補正情報を生成する。補正情報生成部７１は、補正情報を送信部７２に出力する。   The correction information generation unit 71 stores in advance the position of the base station 2 (reference position for correction). The correction information generation unit 71 compares the correction reference position with the positioning position. The correction information generation unit 71 calculates an error of the satellite position from the comparison result of the reference position for correction and the positioning position using a known method. The correction information generation unit 71 generates correction information of satellite orbit information from the error of the satellite position. The correction information generation unit 71 outputs the correction information to the transmission unit 72.

送信部７２は、送信用アンテナ２０Ｔを介して、補正情報を測位衛星ＳＡＴに送信する。測位衛星ＳＡＴは、受信した補正情報によって、補正情報の更新を行う。   The transmitting unit 72 transmits the correction information to the positioning satellite SAT via the transmitting antenna 20T. The positioning satellite SAT updates the correction information according to the received correction information.

このようなシステムの構成を用いることによって、補正情報を高精度に更新でき、測位精度が向上する。   By using such a system configuration, correction information can be updated with high accuracy, and positioning accuracy is improved.

１：ナビゲーション装置
２：基地局
１０：測位装置
２０：アンテナ
２０Ｔ：送信用アンテナ
３０、３１、３２、３３：受信部
４０：測位演算部
６１：ナビゲーション処理部
７１：補正情報生成部
７２：送信部
ＳＡＴｉ、ＳＡＴｊ、ＳＡＴｋ：測位衛星
ＳＳｉ、ＳＳｊ、ＳＳｋ：測位信号
Ｓｙｓｉ、Ｓｙｓｊ、Ｓｙｓｋ：測位システム 1: Navigation device 2: Base station 10: Positioning device 20: Antenna 20T: Transmission antennas 30, 31, 32, 33: Reception unit 40: Positioning operation unit 61: Navigation processing unit 71: Correction information generation unit 72: Transmission unit SATi, SATj, SATk: Positioning satellites SSi, SSj, SSk: Positioning signals Sysi, Sysj, Sysk: Positioning system

Claims (10)

複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する受信部と、
前記複数の測位システムの各位置の統計的演算値を統合位置とし、各誤差共分散の統計的演算値を統合誤差共分散として、カルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う測位演算部と、
を備える、測位装置。 A receiver configured to detect pseudoranges or carrier phase integrated values of positioning signals of a plurality of positioning systems;
A positioning operation unit that performs positioning by performing a Kalman filter process with a statistical operation value of each position of the plurality of positioning systems as an integrated position and a statistical operation value of each error covariance as an integrated error covariance;
A positioning device comprising: 複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する受信部と、
前記複数の測位システムの第１の測位システムに対するカルマンフィルタによって推定された位置および誤差共分散を、前記複数の測位システムの第２の測位システムに対するカルマンフィルタの事前推定値に設定して、前記第２の測位システムに対するカルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う測位演算部と、
を備える、測位装置。 A receiver configured to detect pseudoranges or carrier phase integrated values of positioning signals of a plurality of positioning systems;
The position and error covariance estimated by the Kalman filter for the first positioning system of the plurality of positioning systems are set to the prior estimate of the Kalman filter for the second positioning system of the plurality of positioning systems, and the second A positioning operation unit that performs positioning by executing Kalman filter processing on the positioning system;
A positioning device comprising: 請求項１または請求項２に記載の測位装置の各構成と、
前記測位演算部で算出された位置を用いたアプリケーション情報を生成するアプリケーション処理部と、
を備える、アプリケーション装置。 Each structure of the positioning device of Claim 1 or Claim 2, and
An application processing unit that generates application information using the position calculated by the positioning operation unit;
An application device comprising: 請求項１または請求項２に記載の測位装置の各構成、および、前記測位の結果を用いて衛星軌道情報の補正情報を生成する補正情報生成部を備える基地局と、
前記補正情報生成部からの補正情報を前記測位信号とともに送信する測位衛星と、
を備える、測位システム。 A base station comprising: each configuration of the positioning device according to claim 1 or 2; and a correction information generation unit that generates correction information of satellite orbit information using a result of the positioning;
A positioning satellite that transmits the correction information from the correction information generation unit together with the positioning signal;
A positioning system, comprising: 複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する工程と、
前記複数の測位システムの各位置の統計的演算値を統合位置とし、各誤差共分散の統計的演算値を統合誤差共分散として、カルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う工程と、
を有する、測位方法。 Detecting a pseudorange or carrier phase integrated value of positioning signals of a plurality of positioning systems;
Performing a Kalman filtering process with the statistical operation value of each position of the plurality of positioning systems as an integrated position and the statistical operation value of each error covariance as an integrated error covariance;
Positioning method. 複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する工程と、
前記複数の測位システムの第１の測位システムに対するカルマンフィルタによって推定された位置および統合誤差共分散を、前記複数の測位システムの第２の測位システムに対するカルマンフィルタの事前推定値に設定して、前記第２の測位システムに対するカルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う工程と、
を備える、測位装置。 Detecting a pseudorange or carrier phase integrated value of positioning signals of a plurality of positioning systems;
The position and integrated error covariance estimated by the Kalman filter for the first positioning system of the plurality of positioning systems are set to the prior estimate of the Kalman filter for the second positioning system of the plurality of positioning systems, and the second Performing positioning by performing Kalman filtering on the positioning system of
A positioning device comprising: 複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する処理と、
前記複数の測位システムの各位置の統計的演算値を統合位置とし、各誤差共分散の統計的演算値を統合誤差共分散として、カルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う処理と、
を、演算処理装置に実行させる、測位プログラム。 A process of detecting pseudoranges or carrier phase integrated values of positioning signals of a plurality of positioning systems;
A process of performing positioning by performing a Kalman filter process with a statistical operation value of each position of the plurality of positioning systems as an integrated position and a statistical operation value of each error covariance as an integrated error covariance;
A positioning program that causes an arithmetic processing unit to execute 複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する処理と、
前記複数の測位システムの第１の測位システムに対するカルマンフィルタによって推定された位置および統合誤差共分散を、前記複数の測位システムの第２の測位システムに対するカルマンフィルタの事前推定値に設定して、前記第２の測位システムに対するカルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う処理と、
を、演算処理装置に実行させる、測位プログラム。 A process of detecting pseudoranges or carrier phase integrated values of positioning signals of a plurality of positioning systems;
The position and integrated error covariance estimated by the Kalman filter for the first positioning system of the plurality of positioning systems are set to the prior estimate of the Kalman filter for the second positioning system of the plurality of positioning systems, and the second A process of performing positioning by executing Kalman filtering on the positioning system of
A positioning program that causes an arithmetic processing unit to execute 複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する処理と、
前記複数の測位システムの各位置の統計的演算値を統合位置とし、各誤差共分散の統計的演算値を統合誤差共分散として、カルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う処理と、
を、演算処理装置に実行させるプログラムが記憶された、測位プログラム記憶媒体。 A process of detecting pseudoranges or carrier phase integrated values of positioning signals of a plurality of positioning systems;
A process of performing positioning by performing a Kalman filter process with a statistical operation value of each position of the plurality of positioning systems as an integrated position and a statistical operation value of each error covariance as an integrated error covariance;
A positioning program storage medium storing a program that causes an arithmetic processing unit to execute the program. 複数の測位システムの測位信号の擬似距離または搬送波位相積算値を検出する処理と、
前記複数の測位システムの第１の測位システムに対するカルマンフィルタによって推定された位置および統合誤差共分散を、前記複数の測位システムの第２の測位システムに対するカルマンフィルタの事前推定値に設定して、前記第２の測位システムに対するカルマンフィルタ処理を実行することによって、測位を行う処理と、
を、演算処理装置に実行させるプログラムが記憶された、測位プログラム記憶媒体。 A process of detecting pseudoranges or carrier phase integrated values of positioning signals of a plurality of positioning systems;
The position and integrated error covariance estimated by the Kalman filter for the first positioning system of the plurality of positioning systems are set to the prior estimate of the Kalman filter for the second positioning system of the plurality of positioning systems, and the second A process of performing positioning by executing Kalman filtering on the positioning system of
A positioning program storage medium storing a program that causes an arithmetic processing unit to execute the program.
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