JP2020122683A

JP2020122683A - Ｇｎｓｓ受信機及び電離層遅延量計算方法

Info

Publication number: JP2020122683A
Application number: JP2019013599A
Authority: JP
Inventors: 龍長保; Ryu Nagaho; 勝男由井; Katsuo Yui
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2020-08-13

Abstract

【課題】１周波数帯しか利用できない衛星について、電離層遅延量を高精度に且つ迅速に求めて、高精度測位に利用できるようにする。【解決手段】電離層遅延係数推定部５１が、Ｌ１とＬ２の２周波数を利用できる衛星から電離層遅延量を求めて、電離層遅延量モデルのパラメータを用いて、観測できるすべての衛星からの信号に共通する電離層遅延係数Ｋを求めて、電離層遅延量演算部５２が電離層遅延係数Ｋを用いて、Ｌ１の１周波数帯しか利用できない衛星からの信号の電離層遅延量を高い精度で、且つ早く電離層遅延量を求めることができることで、１周波数帯しか利用できない衛星からの信号を高精度測位に利用することを可能とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ＧＮＳＳ受信機における電離層遅延量計算方法に関する。

ＧＮＳＳの衛星測位において、測位精度はさまざまな誤差要因をいかに推定し低減できるかにかかっている。衛星測位には誤差要因となるものがいくつかあり、代表的なものに衛星の時計誤差、衛星の位置誤差、電離層遅延量、対流圏遅延量、マルチパス、受信機ノイズがあり、その中でも電離層遅延量の誤差を補正することは、高精度測位において重要な課題となっている。

電離層は地球上の約５０ｋｍから約１０００ｋｍまでの高さに広がる電離された気体、すなわち自由電子とイオンがある領域であって、電離層の状態は太陽活動に大きく依存し、昼と夜とでは大きく変化する。一般に太陽が昇ってくると、電子密度が上昇し、１４時ころにピークを迎える。その後は減少し、夜間は電離がほとんど起きなくなり、電子密度が減少する。

電離層を通過する電波の伝搬速度は、その経路における総電子量に依存しており、電波が電離層を通過するとき、電波の速度は、電子密度に比例し、電波の周波数に反比例する量だけ遅くなる。ＧＰＳ衛星の電波として使われるＬ帯マイクロ波において電離層遅延Ｉは以下の式で表すことができる。
Ｉ＝（４０．３／ｆ^２）ＴＥＣ
ここで、ｆは電波の周波数（Ｈｚ）であり、ＴＥＣは受信機と衛星とを結ぶ線上にある自由電子の総数（総電子量）である。

衛星による測位において、この衛星から送信される電波が電離層を通過するときに発生する伝播時間の遅れ、いわゆる電離層遅延によって測位精度が低下することが問題となる。

そこで、従来の衛星測位用の受信機では、受信機内のソフトウェアに電離層の遅延量のモデル式が組み込まれていて、衛星の仰角等に応じた遅延量を予測することで電離層遅延量を推定していた。

代表的な電離層遅延量のモデル式にＫｌｏｂｕｃｈａｒモデルと呼ばれる電離層遅延量補正モデルがあり、ＧＰＳ衛星から送信されている、Ｋｌｏｂｕｃｈａｒモデルのパラメータを使って電離層遅延量を補正していた。すなわち受信機は複数の衛星とのコード疑似距離を測定して，その時刻の受信機の位置と時刻誤差を推定して、電離層遅延量は衛星から送られてくるＫｌｏｂｕｃｈａｒモデルから与えられるパラメータで補正していた（非特許文献１参照）。

また、より高精度の電離層遅延補正を行う方法として、電離層フリー線形結合方式による電離層遅延補正方法が知られている。電離層遅延は、ほぼ搬送波周波数fの２乗に反比例することから、２周波の搬送波位相にある係数を掛けて加算することにより、その影響の大部分を消去することができる。このことを利用してＬ１とＬ２の２つの周波数を受信できるＧＮＳＳ受信機では、電離層フリー線形結合方式を用いて、衛星から送信されるＬ１とＬ２の二つの周波数によって電離層遅延量を打ち消していた（非特許文献２参照）。

ところで衛星によるＧＮＳＳ測位で、精度を高める手法として、近接の基準局の精密位置と観測データを得ることで精度を向上させ、基準局と移動局までの３次元のベクトルを求めて移動局の位置を求める相対測位が知られている。その相対測位法に、ＲＴＫ（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ−Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）−ＧＮＳＳがある。これは、図６で示すように、基準局Ｒと移動局ｒがあり、それぞれ複数の衛星Ｓから電波を受信し、移動局ｒが、基準局Ｒが観測した疑似距離と搬送波位相の両方の観測データを基準局Ｒから得て、ユーザ側移動局ｒの観測データとあわせて新たな観測値を生成し、１ｃｍ程度の精度で移動局ｒの位置を求めるものである。このＲＴＫ測位は搬送波位相によって位置を測位するため、搬送波位相のあいまいさである搬送波位相の整数値バイアスを正しく解く必要がある。すなわち、搬送波位相による受信機の位置の測位には、衛星と受信機の間で正弦波が幾つ含まれているかという整数値バイアスを求めなければならない。整数値バイアスを求めるためには疑似距離の情報から受信アンテナの大まかな位置を知る必要があり、疑似距離の精度が高ければ整数値バイアスの候補を絞り込むことができる。そして搬送波位相に数ｃｍの誤差があると、整数値バイアスが正しく求めることができないため、電離層遅延による誤差も１ｃｍ以内の高い精度が求められる。

劉秀、"一周波の擬似距離単独測位を用いた電離層モデルに関する研究 "、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成３０年１２月２１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.denshi.e.kaiyodai.ac.jp/jp/assets/files/pdf/content1/2012ryu_m.pdf＞高須知二、"搬送波位相測定値による精密測位の理論及び解析処理 "、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成３０年１２月２１日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://gpspp.sakura.ne.jp/tutorial/html/gps_symp_2005_2.htm〉

しかしながら、Ｋｌｏｂｕｃｈａｒモデルによる補正では電離層を高度３５０ｋｍだけに存在する単一層と仮定し、夜間の電離層遅延量は一定フラットに，昼間は現地時刻１４時を最大値とする半波コサインカーブで表した近似モデルであるため（図５参照）、５０％程度の精度しか得られず、ＲＴＫ測位のような高精度測位に耐え得るものではなかった。

電離層遅延はＧＮＳＳ測量に大きな影響を与える誤差要因であるため、電離層遅延量を高い精度で迅速に求めることが、ＲＴＫ測位に代表される高精度測位に求められ、そのために従来では、測位用のＧＮＳＳ受信機ではＬ１、Ｌ２信号の信号を同時に受信できるＧＰＳ衛星を用いて衛星ごとの電離層遅延量を電離層フリー線形結合方式によって打ち消すことによって測位を行っていた。

しかしながら、電離層フリー線形結合方式による電離層遅延量補正方法は、衛星からのＬ１とＬ２の２つの周波数を受信できていなければ行えないという問題があり、測位に利用できる衛星の数が限られている。また、多くの衛星からのデータを利用できれば整数値バイアスの決定がしやすくなるが、少ない衛星からのデータでは整数値バイアスの決定に時間がかかり、高精度測位の障害となっていた。加えて、搬送波位相バイアスが整数とならないため、整数値バイアス決定が直接行えないことも、ＲＴＫ測位演算に時間を要する要因となっていた。

また、現在も開発がすすめられている高精度測位補正技術のＭＡＤＯＣＡ（Ｍｕｌｔｉ−ＧＮＳＳＡｄｖａｎｃｅｄＤｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｔｏｏｌｆｏｒＯｒｂｉｔａｎｄＣｌｏｃｋＡｎａｌｙｓｉｓ）方式の補正データは、基本的に衛星側の補正情報のみであるので、高精度測位のためにＧＮＳＳ受信機側での高精度の誤差補正が課題となっている。

そこで本願発明は、観測地点での全ての衛星からの信号に共通する電離層遅延係数Ｋを求めて、１つの周波数帯しか利用できない衛星について、電離層遅延係数Ｋを用いて電離層遅延量を計算し、高い精度で、且つ早く電離層遅延量を求めることができるＧＮＳＳ受信機及び電離層遅延量計算方法の提供を目的とする。

上記目的の達成のために本願請求項１に記載の発明は、複数の衛星から送信される信号に基づき測位を行うためのＧＮＳＳ受信機であって、前記衛星から送信される２つの異なる周波数帯の信号を受信し、観測地点での電離層遅延係数を推定する電離層遅延係数推定部と、前記電離層遅延係数を用いて、１周波数しか利用できない衛星から受信した信号の電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算部と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、複数の衛星から送信される信号に基づき測位を行うためのＧＮＳＳ受信機における電離層遅延量計算方法であって、前記衛星から送信される２つの異なる周波数帯の信号を受信し、観測地点での電離層遅延係数を推定する電離層遅延係数推定ステップと、前記電離層遅延係数を用いて、１周波数しか利用できない衛星から受信した信号の電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算ステップと、を備えることを特徴とする。

請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、２つの異なる周波数帯の信号を受信できている衛星の信号から、観測時点でのすべての衛星に共通する電離層遅延係数を推定し、その推定された電離層遅延係数から、１つの周波数帯しか利用できない衛星についての、現在の電離層遅延量を算出し、電離層遅延量を差し引いた観測値によって測位計算を行うことで、電離層遅延量に関するデータが送られてこない環境下であっても高精度な測位ができ、１つの周波数帯の信号しか利用できない衛星であっても、ＲＴＫ測位等の高精度測位に利用できる。

さらには、従来の電離層フリー結合方式では搬送波位相バイアスは実数値になってしまうが、本願請求項１並びに請求項２に記載の発明によれば、搬送波位相バイアスを、整数値で扱えることでＲＴＫ測位演算等を迅速に行うことができる。

この実施の形態に係るＧＮＳＳ受信機の概略構成図である。ＧＮＳＳ受信機の動作を示すフローチャートである。ＧＮＳＳ受信機の電離層遅延係数推定部の動作を示すフローチャートである。ＧＮＳＳ受信機の電離層遅延量演算部の動作を示すフローチャートである。Ｋｌｏｂｕｃｈａｒモデルの半波コサインカーブを表したグラフである。ＲＴＫ測位システムの構成を示す概略図である。

以下この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１はこの発明の実施の形態に係るＧＮＳＳ受信機１を示す概略構成図である。このＧＮＳＳ受信機１は、測位計算に必要な観測データを出力する観測データ出力部５に、後述する電離層遅延係数推定部５１と、電離層遅延量演算部５２とを備える点で従来のＧＮＳＳ受信機と構成が異なり、その他の構成は従来のＧＮＳＳ受信機と同等であるため詳細な説明は省略するが、概略以下のような構成となっている。

ＧＮＳＳ受信機１は、衛星からの信号を受信するアンテナ２と、受信信号の周波数をデジタル信号に変換する高周波部３と、衛星からの信号のコードの相関をとり、ドップラ周波数を推定して信号を取り込み、継続して信号を追尾する信号処理部４と、測位計算に必要な観測データを出力する観測データ出力部５と、観測データを用いて位置や速度を計算する測位計算部６とを備える。

また、図示しないが、ＧＮＳＳ受信機１は、ＲＴＫ測位に必要な、基準局から伝送された搬送波位相データ等を受信するためのアンテナである基準局データ受信アンテナ２１と基準局データ受信アンテナ２１から受信した、基準局の搬送波位相データ等を復調処理する基準局データ受信部３１とを備える。

この実施の形態においては、高周波部３と、信号処理部４と、観測データ出力部５と、測位計算部６と、図示しない基準局データ受信部３１とは、一つのモジュールユニットとして構成されていてこのモジュールユニットにアンテナ２と、図示しないアンテナ２１が接続されている。

観測データ出力部５には、電離層遅延係数推定部５１と、電離層遅延量演算部５２とが備えられている。

電離層遅延係数推定部５１には、電離層遅延係数推定部５１が実行する、電離層遅延係数Ｋを求めるタスクプログラムが組み込まれている。電離層遅延係数Ｋとは、各衛星の電離層遅延量を求めるための係数であり、電離層遅延量補正モデルを用いて導き出される。具体的には、電離層遅延係数推定部５１は、Ｌ１とＬ２の２つの周波数を利用できる衛星のデータを抽出し、Ｌ１の周波数の電離層遅延量を計算する。

すなわちＬ１とＬ２の周波数が利用できる衛星については以下の式でＬ１の電離層遅延量を求めることができる。
ＩL1_i=(ＰL1_i−ＰL2_i)／（１−γ）（１）
ここで、Ｉは電離層遅延量であり、Ｐは疑似距離観測値であり、Ｌ１、Ｌ２は周波数を表し、iはその信号を送信している衛星を表す。また、ＭＡＤＯＣＡなどによる補強情報から衛星ｉのコードバイアス補正値cbias_L1i、cbias_L2iが得られている場合、上記（１）式は衛星ｉのコードバイアス補正値を考慮した以下の（１´）式としてもよい。
ＩL1_i=( (ＰL1_i＋cbias_L1i) − (ＰL2_i+cbias_L2i) )／（１−γ）（１´）

次に電離層遅延量補正モデルを用いて電離層遅延係数Ｋを求める。この実施の形態では電離層遅延量補正モデルにＧＰＳ衛星の航法メッセージにパラメータが含まれているＫｌｏｂｕｃｈａｒモデルを採用している。

Ｋｌｏｂｕｃｈａｒモデルに関して、全衛星共通の電離層遅延係数Ｋを衛星からの電離層遅延幅Ａiに対する補正係数として定義すると以下の式となる。
ＩL1_i＝（Ａ_０＋Ｋ×Ａi×Ｃi）×Ｓi （２）
Ｃi＝cos（２π（ｔi−Ｔ_０）／Ｔn）（３）
Ｓi＝（１．０＋１６．０（０．５３−elevi／π）^３）（４）
ここで、Ａ_０は深夜帯での電離層遅延値であり、Ａiは衛星iの電離層遅延振幅（衛星から放送されている係数で計算）であり、ｔiは衛星iの電離層を横切る時刻であり、Ｔ_０は１４時の最大振幅を示した時間であり、Ｔnは深夜帯でない時間幅（衛星から放送されている係数で計算）であり、eleviは衛星iの仰角である。
したがって、次式で電離層遅延係数Ｋが求められる。
Ｋ＝（（ＩL1_i／Ｓi）−Ａ_０）／Ａi×Ｃi) （５）
このようにＬ１の電離層遅延量がわかれば、観測値や衛星から送られてくるパラメータによって、電離層遅延係数Ｋを求めることができる。

また、ＫをＡｉに対する補正係数とすると深夜時に補正できず、深夜に近い時間帯でのＫの値が異常になりやすい場合もあるため、測位環境の状態に応じて上記（２）式を以下の（２´）式としてもよい。
ＩL1_i＝Ｋ×（Ａ_０＋Ａi×Ｃi） × Ｓi （２´）
上記（２´）式の電離層遅延係数Ｋは以下の式となる。
Ｋ＝ＩL1_i／(（Ａ_０＋Ａi×Ｃi） × Ｓi）（５´）
すなわち、電離層遅延係数推定部５１は、Ｌ１、Ｌ２が観測できた衛星のＬ１の電離層遅延量から、ＧＰＳ衛星の航法メッセージに含まれているＫｌｏｂｕｃｈａｒモデルのパラメータを使って、上記（５）式または（５´）式によって、電離層遅延係数Ｋを求める。

電離層遅延量は衛星毎に異なるが、電離層遅延係数Ｋは観測地点で観測できる衛星からの信号すべてに共通する係数であり、この電離層遅延係数Ｋがわかれば、Ｌ２を受信していない、つまりＬ１の周波数しか利用できない衛星の電離層遅延量も（２）式または（２´）式で求めることができる。

電離層遅延量演算部５２には、電離層遅延量演算部５２が実行する、電離層遅延係数推定部５１が求めた電離層遅延係数Ｋを用いて各衛星からの信号の電離層遅延量を求めるタスクプログラムが組み込まれている。

つまり、電離層遅延量演算部５２はＬ１の周波数しか利用できない衛星の電離層遅延量を、電離層遅延係数Ｋを用いて上記（２）式または（２´）式でＬ１の電離層遅延量を求める。

このように、観測できるすべての衛星に共通する電離層遅延係数Ｋを求めて、Ｌ１信号しか利用できない衛星について、電離層遅延量を求め、測位に必要な観測データを出力する点において従来のＧＮＳＳ受信機と異なる。

次に、このＧＮＳＳ受信機１の動作について図２のフローチャートに沿って説明する。

ＧＮＳＳ受信機１が起動されると、複数の衛星からの信号をアンテナ２で受信する。（ステップＳ１）。アンテナ２で受信した信号は高周波部３で信号処理しやすい所定のデジタルデータに変換され、信号処理部４に送られる。信号処理部４は信号の補足と追尾を行う。信号の補足と追尾ができると、得られた信号は、観測データ出力部５に送られる。なお、この流れは従来技術のＧＮＳＳ受信機と同様である。

複数の衛星から信号を得られると観測データ出力部５の電離層遅延係数推定部５１のタスクプログラムが起動し、Ｌ１とＬ２を受信できる周波数を利用できる衛星を抽出し電離層遅延係数Ｋを求める（ステップＳ２）。

ここで、電離層遅延係数推定部５１の動作を図３のフローチャートに沿って詳しく説明すると、電離層遅延係数推定部５１に組み込まれたタスクプログラムは、複数の衛星信号の追尾ができたことで起動し、Ｌ１とＬ２の二つの周波数を利用できる衛星を抽出する（ステップＳ２１）。次にＬ１とＬ２を利用できる衛星が複数あるかどうかを判断し（ステップＳ２２）、Ｌ１とＬ２を利用できる衛星が１基しかなければその衛星のＬ１の電離層遅延量を求め、（ステップＳ２３）、複数ある場合はＬ１とＬ２を利用できる衛星それぞれのＬ１の電離層遅延量を求める（ステップＳ２５）。

ここで、Ｌ１とＬ２を利用できる衛星iについて電離層遅延量を求めるには以下のような原理による。
衛星iとＧＮＳＳ受信機１のＬ１とＬ２の疑似距離残差は以下の式で求められる。
ΔρL1_i ＝ＰL1_i ― (Ｒi＋ＩL1_i＋Ｄi＋ｃＴi＋ｃｔ) （６）
ΔρL2_i ＝ＰL2_i ― (Ｒi＋ＩL2_i＋Ｄi＋ｃＴi＋ｃｔ) （７）
ここで、ΔρL1_iは衛星iのＬ１の疑似距離残差であり、ΔρL2_iは衛星iのＬ２の疑似距離残差であり、Ｐは疑似距離観測値であり、Ｒはその衛星とＧＮＳＳ受信機１との距離であり、Ｉは電離層遅延であり、Ｄは対流圏遅延であり、Ｔは衛星時刻誤差であり、ｔはユーザ時刻誤差であり、ｃは光速である。
両者を引くと、
ΔρL1_i−ΔρL2_i=ＰL1_i-ＰL2_i-(ＩL1_i-ＩL2_i) （８）
となり、
真位置では、ΔρL1_i−ΔρL2_i=０であるから
ＩL1_i-ＩL2_i＝ＰL1_i-ＰL2_i （９）
電離層補正値は、周波数に反比例するので、
ＩL2_i＝ＩL1_i × γ （１０）
γ＝ｆL1^２／ｆL2^２
したがって、
ＰL1_i−ＰL2_i＝ＰL1_i（１−γ）（１１）

（９）、（１１）式より、
ＩL1_i=(ＰL1_i−ＰL2_i)／（１−γ）（１２）
となり、Ｌ１とＬ２の周波数が利用できる衛星iでＬ１とＬ２の疑似距離の観測値を得ることで、Ｌ１の電離層遅延量（ＩL1_i）を求めることができる。ここで、ＭＡＤＯＣＡなどによる補強情報から衛星iのコードバイアス補正値cbias_L1i、cbias_L2iが得られている場合、上記（１２）式は衛星iのコードバイアス補正値を考慮した以下の（１２´）式としてもよい。
ＩL1_i=( (ＰL1_i＋cbias_L1i) − (ＰL2_i+cbias_L2i) )／（１−γ）（１２´）

次に、電離層遅延係数推定部５１は、求めたＬ１の電離層遅延量（ＩL1_i）をもとに電離層遅延係数Ｋを求める（ステップＳ２６）。本実施の形態では、電離層遅延係数Ｋを求めるための電離層遅延の補正モデルとしてＫｌｏｂｕｃｈａｒモデルを用いる。

電離層遅延係数推定部５１は、Ｌ１、Ｌ２が観測できた衛星iのＬ１の電離層遅延量（ＩL1_i）と、ＧＰＳ衛星の航法メッセージに含まれているＫｌｏｂｕｃｈａｒモデルのパラメータを、前述の（５）式、または（５´）式
Ｋ＝（（ＩL1_i／Ｓi）−Ａ_０）／Ａi×Ｃi) （５）
Ｋ＝ＩL1_i／(（Ａ_０＋Ａi×Ｃi） × Ｓi）（５´）
にあてはめて電離層遅延係数Ｋを求める。

複数の衛星から電離層遅延係数Ｋを得られた場合は、得られた電離層遅延係数Ｋを衛星の仰角などの観測条件によって重みづけや平均化を行い、より精度の高い係数を求める（ステップＳ２７）。そして求められた電離層遅延係数Ｋが電離層遅延量演算部に伝送される。１基の衛星からしか電離層遅延係数Ｋを得られなかった場合は、その電離層遅延係数Ｋが重みづけや平均化されることなく電離層遅延量演算部５２に伝送される（ステップＳ２８）。

ここで、電離層遅延量演算部５２の動作について、図４のフローチャートに沿って説明する。

電離層遅延量演算部５２に組み込まれたタスクプログラムは、電離層遅延係数推定部５１から電離層遅延係数Ｋのデータが伝送されることによって起動する。起動すると、電離層遅延量演算部５２は、観測している衛星からＬ１しか利用できない衛星を抽出する（ステップＳ３１）。電離層遅延量演算部５２は、Ｌ１しか利用できない衛星の抽出ができると、その衛星の信号から電離層遅延量の計算に必要なデータを取得する（ステップＳ３２）。そして、取得したデータと電離層遅延係数Ｋをもとに、その衛星のＬ１の電離層遅延量を求める（ステップＳ３３）。

観測データ出力部５は、各衛星との疑似距離残差及び積算位相残差をもとめる（ステップＳ４）。例えば、ＲＴＫ測位の際に衛星iの疑似距離残差と積算位相の残差を求めるには以下の式となる。
ΔρL1_i＝Ｐi―(Ｒi＋ＩL1_i＋Ｄi＋ｃ × Ｔi＋ｃ × ｔ)
ΔφL1_i＝λL1 × Ｌi ― (Ｒi ―ＩL1_i ＋Ｄi ＋ｃ × Ｔi＋ｃ × ｔ＋λL1 × ＢL1_i )
ΔρL2_i＝Ｐi ― (Ｒi ＋ γ × ＩL1_i ＋Ｄi ＋ｃ × Ｔi＋ｃ × ｔ)
ΔφL2_i＝λL2 × Ｌi ― (Ｒi ―γ × ＩL1_i ＋Ｄi ＋ｃ×Ｔi＋ｃ × ｔ＋λL2 × ＢL2_i )
ここでΔρL1_iは衛星iのＬ１の疑似距離の残差であり、ΔφL1_iは衛星iのＬ１の積算位相の残差であり、ΔρL2_iはＬ２の疑似距離の残差であり、ΔφL2_iは衛星iのＬ２の積算位相の残差であり、Ｐiは衛星iの疑似距離観測値であり、Ｌiは衛星iの積算位相であり、Ｒは衛星受信機間の幾何学距離であり、Ｉは電離層遅延（電離層遅延量演算部５２で求めたＩL1_iの値を用いる。ただし積算位相の残差を求める式では、逆符号となる。）であり、Ｄは対流圏遅延（単独測位と同じモデル式を用いる。）であり、Ｔは衛星時計誤差（衛星から送信される補正値を用いる。）であり、ｔはユーザ時計誤差であり、ｃは光速である。

観測データ出力部５は、このようにして求められた電離層遅延量を使って観測データを計算し出力する（ステップＳ５）。

測位計算部６は、観測データ出力部５から伝送された観測データを用いて、例えばＲＴＫなどの方式により測位計算を行う（ステップＳ６）。

測位計算部６が測位計算を終えると、位置情報として出力される（ステップＳ７）。例えば表示デバイスに表示したり、外部機器に位置情報を伝送したりする。

このような構成のＧＮＳＳ受信機１及び電離層遅延量計算方法によれば、１つの周波数帯の信号しか利用できない衛星についても高い精度で、且つ早く電離層遅延量を求めることが可能となる。結果として、Ｌ１しか受信していない衛星もＲＴＫ測位に利用でき、ＧＰＳ衛星システムでない、例えばガリレオ衛星も測位に利用できる。また、電離層フリー線形結合方式と異なり、従来のＲＴＫ測位ルーティンの流れで整数値バイアスが保証され、Ｌ１とＬ２のワイドレーンが使えるので、電離層フリー線形結合方式と比べてより早くＲＴＫ測位をすることが可能となる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。上記実施の形態は、電離層遅延量補正モデルとしてＫｌｏｂｕｃｈａｒモデルを用いたが他の電離層遅延量補正モデルを用いて電離層遅延係数Ｋを求めてもよい。

１ＧＮＳＳ受信機
２アンテナ
３高周波部
４信号処理部
５観測データ出力部
５１電離層遅延係数推定部
５２電離層遅延量演算部
６測位計算部
Ｋ電離層遅延係数

Claims

複数の衛星から送信される信号に基づき測位を行うためのＧＮＳＳ受信機であって、
前記衛星から送信される２つの異なる周波数帯の信号を受信し、観測地点におけるすべての衛星からの信号に共通する電離層遅延係数を推定する電離層遅延係数推定部と、
前記電離層遅延係数を用いて、１周波数しか利用できない衛星から受信した信号の電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算部と、
を備えることを特徴とするＧＮＳＳ受信機。
複数の衛星から送信される信号に基づき測位を行うためのＧＮＳＳ受信機における電離層遅延量計算方法であって、
前記衛星から送信される２つの異なる周波数帯の信号を受信し、観測地点におけるすべての衛星からの信号に共通する電離層遅延係数を推定する電離層遅延係数推定ステップと、
前記電離層遅延係数を用いて、１周波数しか利用できない衛星から受信した信号の電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算ステップと、
を備えることを特徴とする電離層遅延量計算方法。