JP2023168271A - 受信信号の異常の検出方法および検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エフェメリスに基づく衛星位置から推定した衛星の方向を用いることなく、ＧＮＳＳにおける受信信号の行路差の異常を含む受信信号の異常を検出する。【解決手段】時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ#iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々から前記２個のＧＮＳＳアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差異常に分類し、行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が所定の異常判定閾値以上のときに、ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定する。【選択図】図１

Description

この発明は、ＧＮＳＳ（Ｇlobal Ｎavigation Ｓatellite Ｓystem の略；全球測位衛星システム）における受信信号の異常を検出する技術に関する。

従来、慣性航法装置とＧＮＳＳ測位システムを用いて移動体の位置を計測する装置が知られている（特許文献１参照）。また、ＧＮＳＳにおける受信信号の異常を検出する技術として、ＧＰＳ（Ｇlobal Ｐositioning Ｓystem，Ｇlobal Ｐositioning Ｓatellite の略；全地球測位システム）衛星からの受信信号がマルチパスの影響を受けた信号であるか否かを判定する装置が知られている（特許文献２参照）。さらに、ＧＮＳＳによる衛星測位が途切れた後にスプーフィングを検出する装置が知られている（特許文献３参照）。

特許第４８０３８６２号公報 特開２０１０－２５６３０１号公報 特開２０２０－１３４３５０号公報

特許文献１，２の装置は、ＧＰＳ衛星自身の現在位置を示すデータであるエフェメリスに基づく衛星位置から推定した衛星の方向と、複数アンテナが受信した衛星の信号の到来方向から推定した衛星の方向と、を比較して、合致しない場合は異常信号と判断する方法である。

そこでこの発明は、エフェメリスに基づく衛星位置から推定した衛星の方向を用いることなく、ＧＮＳＳにおける受信信号の到来方向の異常を含む受信信号の異常を検出することが可能な、受信信号の異常の検出方法および検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、複数の衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を少なくとも３個のアンテナを介して受信して、前記少なくとも３個のアンテナそれぞれに対応して備えられる少なくとも３個の受信器のうちの２個の受信器の組み合わせごとに、当該の２個の受信器各々の内部時刻どうしが時刻同期していないときに、当該の２個の受信器それぞれに対応する２個のアンテナの組み合わせを時刻同期異常に分類し、前記少なくとも３個のアンテナのうちの２個のアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾している衛星の個数が所定の閾値未満のときに、当該の２個のアンテナの組み合わせを衛星数異常に分類し、前記時刻同期異常と前記衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾している前記衛星のうちの２個の衛星の組み合わせごとに、当該の２個の衛星各々から前記２個のアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、当該の２個の衛星を行路差異常に分類し、前記行路差異常に分類された衛星の個数が所定の閾値以上のときに、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定する、ことを特徴とする。

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断を所定の時間だけ維持する、ようにしてもよい。

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断が維持されているときに、前記複数の衛星それぞれから送信されるすべての前記ＧＮＳＳ信号の行路差が正常であると判定された場合に、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断を解除する、ようにしてもよい。

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された前記判定において前記行路差異常に分類された前記衛星は、前記所定の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、ようにしてもよい。

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、前記行路差異常に分類されている前記衛星の行路差が正常であると判定された場合に、前記所定の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、ようにしてもよい。

また、この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、複数の衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を少なくとも３個のアンテナを介して受信する、前記少なくとも３個のアンテナそれぞれに対応して備えられる少なくとも３個の受信器と、前記少なくとも３個の受信器のうちの２個の受信器の組み合わせごとに、当該の２個の受信器各々の内部時刻どうしが時刻同期していないときに、当該の２個の受信器それぞれに対応する２個のアンテナの組み合わせを時刻同期異常に分類する時刻同期判定部と、前記少なくとも３個のアンテナのうちの２個のアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾している衛星の個数が所定の閾値未満のときに、当該の２個のアンテナの組み合わせを衛星数異常に分類する衛星数判定部と、前記時刻同期異常と前記衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾している前記衛星のうちの２個の衛星の組み合わせごとに、当該の２個の衛星各々から前記２個のアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、当該の２個の衛星を行路差異常に分類する行路差判定部と、前記行路差異常に分類された衛星の個数が所定の閾値以上のときに、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定する異常判定部と、を有する、ことを特徴とする。

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断を所定の時間だけ維持する、ようにしてもよい。

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断が維持されているときに、前記複数の衛星それぞれから送信されるすべての前記ＧＮＳＳ信号の行路差が正常であると判定された場合に、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断を解除する、ようにしてもよい。

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された前記判定において前記行路差異常に分類された前記衛星は、前記所定の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、ようにしてもよい。

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、前記行路差異常に分類されている前記衛星の行路差が正常であると判定された場合に、前記所定の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、ようにしてもよい。

この発明に係る受信信号の異常の検出方法や受信信号の異常の検出装置によれば、時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾している衛星のうちの２個の衛星の組み合わせごとに、行路差異常（言い換えると、ＧＮＳＳ信号の到来方向の異常）を検出するようにしているので、エフェメリスに基づく衛星位置から推定した衛星の方向を用いることなく、ＧＮＳＳにおける受信信号の異常の検出処理の信頼性を向上させることが可能となる。

実施の形態に係るＧＮＳＳコンパスの概略構成を示す機能ブロック図である。 図１のＧＮＳＳコンパスにおける複数のＧＮＳＳアンテナの配置を示す図である。 図２のＧＮＳＳアンテナどうしの間における行路差を説明する図である。 図１の行路差判定部において第１の行路差閾値と第２の行路差閾値とが適宜切り替えられる行路差の判定処理を示すフローチャートである。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。この実施の形態では、この発明に係る受信信号の異常の検出装置がＧＮＳＳコンパスに組み込まれて前記ＧＮＳＳコンパスにおいてこの発明に係る受信信号の異常の検出方法が実施される場合を例に挙げて説明する。

（ＧＮＳＳコンパスの全体構成）
図１は、この発明に係る受信信号の異常の検出装置を含む、実施の形態に係るＧＮＳＳコンパス１の概略構成を示す機能ブロック図である。ＧＮＳＳコンパス１は、例えば、船舶，車両，および飛行体などの移動体に搭載されて使用される。

実施の形態に係るＧＮＳＳコンパス１は、ＧＮＳＳ（Ｇlobal Ｎavigation Ｓatellite Ｓystem の略；全球測位衛星システム）で用いられる複数の衛星（「ＧＮＳＳ衛星」と呼ぶ）それぞれから送信される衛星信号／測位信号（「ＧＮＳＳ信号」と呼ぶ）を受信してＧＮＳＳにおける受信信号であるＧＮＳＳ信号の異常を検出する機能と自機の位置などを計算する機能とを備え、主に、制御ユニット２と、ＧＮＳＳアンテナ３と、ＧＮＳＳ受信部４と、異常検出部５と、測位部６と、を有する。ＧＮＳＳコンパス１を構成する各部は、バスを介して信号の送受を行って相互に情報伝達可能であるように接続される。

ＧＮＳＳとしてはＧＰＳ（Ｇlobal Ｐositioning Ｓystem，Ｇlobal Ｐositioning Ｓatellite の略；全地球測位システム），ＧＬＯＮＡＳＳ（ＧＬＯbal ＮＡvigation Ｓatellite Ｓystem の略），およびＢＤＳ（ＢeiＤou navigation satellite Ｓystem の略；北斗衛星導航系統）などが挙げられる。

複数のＧＮＳＳ衛星それぞれは、当該のＧＮＳＳ衛星自身の現在位置を示すデータであるエフェメリスを含むＧＮＳＳ信号を電波として送信する。複数のＧＮＳＳ衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号には、そのＧＮＳＳ衛星が当該ＧＮＳＳ信号を電波として送信した時刻を示す情報も含まれる。

制御ユニット２は、ＧＮＳＳコンパス１を構成する各部の動作を制御する機能を備え、例えば、ＧＮＳＳ信号の異常の検出やＧＮＳＳコンパス１の位置などの計算などに纏わる演算処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit の略）を有する機序として構成される。

制御ユニット２は、また、中央処理装置（ＣＰＵ）がＧＮＳＳ信号の異常の検出やＧＮＳＳコンパス１の位置などの計算などに纏わる演算処理を行う際に利用するプログラム，各種の情報，およびデータなどを記憶して格納などするための記憶領域となったり中央処理装置（ＣＰＵ）が前記演算処理を行う際に生成されるデータや情報などを一時的に記憶などするための作業領域となったりする機能を備え、例えば、読み取り専用の記憶装置であるＲＯＭ（Ｒead Ｏnly Ｍemory の略）、読み出しおよび書き込み可能な記憶装置であるＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory の略）、ならびにハードディスクのうちの少なくとも１つを有する機序として構成される。

制御ユニット２は、ＧＮＳＳコンパス１の動作を制御するためのプログラム（「制御プログラム」と呼ぶ）を中央処理装置（ＣＰＵ）が実行することにより、制御プログラムに従ってＧＮＳＳコンパス１を構成する各部の処理の開始，内容，および終了を統制して制御する。

ＧＮＳＳ受信部４は、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i（但し、ｉ：複数のＧＮＳＳ衛星を相互に区別して各々を識別するための各衛星に固有の番号）それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を受信するための機序であり、各々がＧＮＳＳアンテナを備える少なくとも３個のＧＮＳＳ受信器から構成される（即ち、ＧＮＳＳアンテナも少なくとも３個である）。この実施の形態では、ＧＮＳＳ受信部４が３個のＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃから構成され、ＧＮＳＳ受信器４ＡがＧＮＳＳアンテナ３Ａを備え、ＧＮＳＳ受信器４ＢがＧＮＳＳアンテナ３Ｂを備え、ＧＮＳＳ受信器４ＣがＧＮＳＳアンテナ３Ｃを備える。

３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、ＧＮＳＳコンパス１が搭載される移動体上に、所定の間隔で相互に離間して配置されて固定される。この実施の形態では、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが正三角形の頂点の位置それぞれに配置される（図２参照）。

ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしを結ぶ線分を「基線」と呼ぶ。ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間の距離である基線の寸法は、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの配置の設計値として既知である。この実施の形態では、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂとの間の基線ＡＢの寸法，ＧＮＳＳアンテナ３ＢとＧＮＳＳアンテナ３Ｃとの間の基線ＢＣの寸法，およびＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｃとの間の基線ＡＣの寸法はいずれも既知である。ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間の距離である基線の寸法は、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ間の干渉を避けるため、１波長以上（具体的には、数波長程度）に設定される。

各ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号をＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して受信して電気信号（特に、デジタル信号）に変換して出力する。

各ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、ＧＮＳＳコンパス１の電源投入時から動作を開始する内部時計を備え、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を受信することによって得られる１秒周期のパルス信号である１ＰＰＳ（Ｏne Ｐulse Ｐer Ｓecond：１秒パルス）信号に前記内部時計を同期させて得られる内部時刻も出力する。

ＧＮＳＳ信号は、搬送波に重畳されて電波（「ＧＮＳＳ電波」と呼ぶ）としてＧＮＳＳ衛星Ｓ_iから逐次送信される。各ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、ＧＮＳＳ電波を受信し、前記ＧＮＳＳ電波を復調してＧＮＳＳ信号を取り出す。そして、前記ＧＮＳＳ信号がＧＮＳＳ受信部４から出力される。

ＧＮＳＳ受信部４は、すなわち、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ別の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iごとの、ＧＮＳＳ信号と当該のＧＮＳＳ信号の受信時における内部時刻との組み合わせデータを出力する。

制御プログラムを制御ユニット２の中央処理装置（ＣＰＵ）が実行することにより、制御ユニット２内に異常検出部５および測位部６が構成される。

異常検出部５は、ＧＮＳＳ受信部４から出力されるＧＮＳＳ信号の異常を検出して検出結果を出力するための機序である。

測位部６は、ＧＮＳＳ受信部４から出力されるＧＮＳＳ信号を用いて測位情報を計算して出力するための機序である。

測位部６によって計算される測位情報は、特定の項目には限定されないものの、例えば、自機の位置，方位，および姿勢（例えば、ローリング，ピッチング，旋回率（ＲＯＴ））などのうちの少なくとも１つが挙げられる。測位部６による測位情報の計算処理は、周知の技術が適用され得るとともにこの発明では特定の項目や手法などには限定されないので、詳細な説明を省略する。

測位部６は、異常検出部５から出力されるＧＮＳＳ信号の異常の検出結果に基づいて、測位情報の計算処理で使用する衛星群から排除するＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを決定する（言い換えると、測位情報の計算処理で使用するＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを決定する）。

（異常検出部の処理内容）
実施の形態に係る受信信号の異常の検出方法は、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して受信して、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃそれぞれに対応して備えられる３個のＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうちの２個のＧＮＳＳ受信器の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ受信器各々の内部時刻どうしが時刻同期していないときに、当該の２個のＧＮＳＳ受信器それぞれに対応する２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせを時刻同期異常に分類し、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が所定の衛星数閾値未満のときに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせを衛星数異常に分類し、時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々から前記２個のＧＮＳＳアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差異常に分類し、行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が所定の異常判定閾値以上のときに、ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定する、ようにしている。

また、上記の受信信号の異常の検出方法を実施する機器としての受信信号の異常の検出装置を含む、実施の形態に係るＧＮＳＳコンパス１は、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して受信する、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃそれぞれに対応して備えられる３個のＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃと、３個のＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうちの２個のＧＮＳＳ受信器の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ受信器各々の内部時刻どうしが時刻同期していないときに、当該の２個のＧＮＳＳ受信器それぞれに対応する２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせを時刻同期異常に分類する時刻同期判定部５２と、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が所定の衛星数閾値未満のときに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせを衛星数異常に分類する衛星数判定部５３と、時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々から前記２個のＧＮＳＳアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差異常に分類する行路差判定部５４と、行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が所定の異常判定閾値以上のときに、ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定する異常判定部５５と、を有する、ようにしている。

異常検出部５は、ＧＮＳＳ信号の異常を検出するための機序であり、ＧＮＳＳ受信部４から所定の周期で出力される、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ別の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iごとの、ＧＮＳＳ信号と当該のＧＮＳＳ信号の受信時における内部時刻との組み合わせデータの入力を受け、前記ＧＮＳＳ信号および前記内部時刻に基づいてＧＮＳＳにおける受信信号であるＧＮＳＳ信号の異常を検出するための演算処理（「異常検出演算処理」と呼ぶ）を実行する。異常検出演算処理は、ＧＮＳＳ受信部４からＧＮＳＳ信号と当該のＧＮＳＳ信号の受信時における内部時刻との組み合わせデータが出力される所定の周期に合わせて前記所定の周期で実行されるようにしてもよく、或いは、前記所定の周期とは異なる周期で実行されるようにしてもよい。異常検出部５における異常検出演算処理が実行される時点それぞれのことを「処理時点」と呼ぶ。

異常検出部５は、行路差計算部５１，時刻同期判定部５２，衛星数判定部５３，行路差判定部５４，および異常判定部５５を備える。

行路差計算部５１は、当該の処理時点においてＧＮＳＳ受信部４から出力される、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ別の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iごとの、ＧＮＳＳ信号と当該のＧＮＳＳ信号の受信時における内部時刻との組み合わせデータの入力を受け、前記ＧＮＳＳ信号の情報を用いてＧＮＳＳ衛星Ｓ_iから各ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃまでの行路の差を計算する。行路差計算部５１によって行われる処理のことを「行路差の計算処理」と呼ぶ。

行路差計算部５１は、複数のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが所定の間隔で相互に離間して配置されていることに起因して生じる、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iから各ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃまでの行路の差（絶対値）を、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別に、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、つまり２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、計算する。

図３は行路の差を説明する図である。行路の差は実際には３次元で求められるが、行路の差の原理の説明として図３では２次元で説明する。図３に示す例では、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1とＧＮＳＳ衛星Ｓ_2とのそれぞれについて、ＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差（即ち、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂとの間における行路差）を取り上げて説明する。

ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1からＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差Ｃ_1ABは下記の数式１のように表され、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_2からＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差Ｃ_2ABは下記の数式２のように表される（図３（Ａ）参照）。
（数１） Ｃ_1AB ＝ Ｌ_AB×ｃｏｓ(θ_1)
（数２） Ｃ_2AB ＝ Ｌ_AB×ｃｏｓ(θ_2)
ここに、
Ｌ_AB：ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂとの間の基線ＡＢの寸法
θ_1：ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1の仰角
θ_2：ＧＮＳＳ衛星Ｓ_2の仰角

上記の数式１のように表されるＧＮＳＳ衛星Ｓ_1からＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差Ｃ_1ABは下記の数式３に従って計算される。また、上記の数式２のように表されるＧＮＳＳ衛星Ｓ_2からＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差Ｃ_2ABは下記の数式４に従って計算される。
（数３） Ｃ_1AB ＝ λ_1×(Ｎ_1＋Ｐ_1AB)
（数４） Ｃ_2AB ＝ λ_2×(Ｎ_2＋Ｐ_2AB)
ここに、
λ_1：ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1のＧＮＳＳ電波の搬送波の波長
λ_2：ＧＮＳＳ衛星Ｓ_2のＧＮＳＳ電波の搬送波の波長
Ｎ_1：ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1のＧＮＳＳ電波の整数値バイアス（サイクル以上）
Ｎ_2：ＧＮＳＳ衛星Ｓ_2のＧＮＳＳ電波の整数値バイアス（サイクル以上）
Ｐ_1AB：ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1のＧＮＳＳ電波のアンテナ間一重差（サイクル未満）
Ｐ_2AB：ＧＮＳＳ衛星Ｓ_2のＧＮＳＳ電波のアンテナ間一重差（サイクル未満）

ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iについてのアンテナ間一重差Ｐ_iXYは（但し、Ｘ，Ｙ：複数のＧＮＳＳアンテナを相互に区別して各々を識別するためのアンテナ記号であり、Ｘ≠Ｙ；以下同じ）、２個のＧＮＳＳアンテナ（図３に示す例では、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂ）に対する１個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの搬送波位相積算値の差である。

行路差計算部５１は、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iからＧＮＳＳアンテナＸまでの行路とＧＮＳＳアンテナＹまでの行路との差（絶対値）Ｃ_iXYを計算する。

行路差計算部５１によって計算される、ＧＮＳＳアンテナＸとＧＮＳＳアンテナＹとの組み合わせにおける、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iについての、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iからＧＮＳＳアンテナＸまでの行路とＧＮＳＳアンテナＹまでの行路との差（絶対値）Ｃ_iXYのことを「ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXY」と呼ぶ。

行路差計算部５１は、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYを出力する。

時刻同期判定部５２は、当該の処理時点においてＧＮＳＳ受信部４から出力される、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ別の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iごとの、ＧＮＳＳ信号と当該のＧＮＳＳ信号の受信時における内部時刻との組み合わせデータの入力を受け、前記内部時刻どうしが時刻同期しているか否かを判定する。時刻同期判定部５２によって行われる処理のことを「時刻同期の判定処理」と呼ぶ。

ここで、ＧＮＳＳ信号に異常が発生していない場合はＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ各々の内部時刻どうしは時刻同期しているはずであり、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ各々の内部時刻どうしが時刻同期していないときはＧＮＳＳ信号に異常が発生していると考えられる。

時刻同期判定部５２は、当該の処理時点の行路差の計算処理における、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYの計算に用いられたＧＮＳＳ信号と組み合わせられている内部時刻どうしの差の絶対値が所定の時刻差閾値よりも大きいか否かを判断する。

時刻差閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えば正常な状態であるとしても機械誤差などに起因して生じると想定される誤差が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。時刻差閾値は、例えば１～５ミリ秒程度の範囲のうちのいずれかの値に設定されることが考えられる。

時刻同期判定部５２は、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYの計算に用いられたＧＮＳＳ信号と組み合わせられている内部時刻どうしの差の絶対値が時刻差閾値よりも大きいとき、前記行路差Ｃ_iXYの計算に用いられたＧＮＳＳ信号についての内部時刻が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせを時刻同期異常に分類する。時刻同期判定部５２は、つまり、３個のＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうちの２個のＧＮＳＳ受信器の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ受信器各々の内部時刻どうしが時刻同期していないときに、当該の２個のＧＮＳＳ受信器それぞれに対応する２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせを時刻同期異常に分類する。

衛星数判定部５３は、当該の処理時点において行路差計算部５１から出力される、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYの入力を受け、２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が妥当であるか否かを判定する。衛星数判定部５３によって行われる処理のことを「衛星数の判定処理」と呼ぶ。

ここで、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXY（尚、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iについてのアンテナ間一重差Ｐ_iXYを含む）を計算するためには、ＧＮＳＳアンテナＸを備えるＧＮＳＳ受信器とＧＮＳＳアンテナＹを備えるＧＮＳＳ受信器とが同じＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを追尾している必要がある。しかしながら、移動体においては、複数のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしが相互に近傍の位置関係にあっても、例えばＧＮＳＳコンパス１が船舶に搭載されて当該の船舶が動揺しているなど、各ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの受信環境／遮蔽環境が異なる場合がある。この場合には、或る２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせにおけるこれらＧＮＳＳアンテナ各々が追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iが異なり、したがって前記或る２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせ（言い換えると、基線）では行路差Ｃ_iXY（尚、アンテナ間一重差Ｐ_iXYを含む）を計算することができない。

また、図３に示す例において、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1とＧＮＳＳ衛星Ｓ_2とは通常は相互に異なる空間位置に存在するのでＧＮＳＳコンパス１（具体的には、ＧＮＳＳアンテナ３）からみた衛星各々の仰角θ_1と仰角θ_2とが相互に異なる。そして、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1の仰角θ_1とＧＮＳＳ衛星Ｓ_2の仰角θ_2とが相互に異なるので、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1についての行路の差Ｃ_1ABとＧＮＳＳ衛星Ｓ_2についての行路の差Ｃ_2ABとは相互に異なる（図３（Ａ）ならびに上記の数式１，数式２参照）。

これに対し、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1とＧＮＳＳ衛星Ｓ_2とがどちらも同じ空間位置に存在する場合にはＧＮＳＳコンパス１（具体的には、ＧＮＳＳアンテナ３）からみた衛星各々の仰角θ_1と仰角θ_2とが同じになる（図３（Ｂ）参照）。そして、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1の仰角θ_1とＧＮＳＳ衛星Ｓ_2の仰角θ_2とが同じ場合は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1についての行路の差Ｃ_1ABとＧＮＳＳ衛星Ｓ_2についての行路の差Ｃ_2ABとは同じになる（上記の数式１，数式２参照）。

ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1の仰角θ_1とＧＮＳＳ衛星Ｓ_2の仰角θ_2とが同じになる場合として、例えば、複数のＧＮＳＳ衛星の測位情報および軌道情報を含んだ信号が単一の送信アンテナから発信されている場合が考えられ、言い換えると、複数のＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ信号（別言すると、ＧＮＳＳ電波）が送信されているように見せかけたうえで単一の送信アンテナ（言い換えると、同一の地点；尚、地上に設置されているアンテナ局を含む）から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が発信されている場合が考えられ、つまり単一の送信アンテナ／同一の地点から複数の偽のＧＮＳＳ信号が送信されている場合が挙げられる。この点において、この発明における「複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号」は、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iそれぞれからＧＮＳＳ信号が送信されているように見せかけたうえで単一の送信アンテナ／同一の地点から発信される信号を含む。

上記に関連して、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間の距離である基線の寸法は、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ間の干渉を避けるため、１波長以上（具体的には、数波長程度）に設定される。したがって、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1とＧＮＳＳ衛星Ｓ_2とが相互に異なる空間位置に存在してＧＮＳＳ衛星Ｓ_1についての行路の差Ｃ_1ABとＧＮＳＳ衛星Ｓ_2についての行路の差Ｃ_2ABとが実際には相互に異なるにもかかわらず、上記の数式３，数式４から分かるように、整数値バイアスＮ_1，Ｎ_2は異なるものの前記２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_1，Ｓ_2についてのアンテナ間一重差Ｐ_1AB，Ｐ_2ABが偶さか同じになることも考えられる。しかしながら、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_1，Ｓ_2は移動しているので、前記の状態が長く（例えば、数秒以上）続くことはない。また、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとに基線の方向が異なるので、例えば、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂとの組み合わせにおいて２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_1，Ｓ_2についてのアンテナ間一重差Ｐ_1AB，Ｐ_2ABが偶さか同じになったとしても、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｃとの組み合わせにおいて前記２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_1，Ｓ_2についてのアンテナ間一重差Ｐ_1AB，Ｐ_2ACは同じにはならない。

衛星数判定部５３は、当該の処理時点の行路差の計算処理において計算された、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYに基づいて、２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、前記行路差Ｃ_iXYが計算されているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数を計数する。このＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数は、すなわち、２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数である。

そのうえで、衛星数判定部５３は、２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が所定の衛星数閾値未満であるか否かを判断する。

衛星数閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えば通常の（別言すると、正常な）受信環境において想定される、２個のＧＮＳＳアンテナが同時に追尾し得るＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。衛星数閾値は、例えば２～４程度の範囲のうちのいずれかの値に設定されることが考えられる。

衛星数判定部５３は、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が衛星数閾値未満のとき、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせを衛星数異常に分類する。

行路差判定部５４は、行路差計算部５１から出力される、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYが正常であるか否かを判定する。行路差判定部５４によって行われる処理のことを「行路差の判定処理」と呼ぶ。

行路差判定部５４は、具体的には、当該の処理時点において行路差計算部５１から出力される、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYの入力を受ける。

行路差判定部５４は、また、当該の処理時点の時刻同期の判定処理において時刻同期異常に分類された２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせを時刻同期判定部５２から取得し、さらに、当該の処理時点の衛星数の判定処理において衛星数異常に分類された２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせを衛星数判定部５３から取得する。

行路差判定部５４は、そのうえで、入力されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYのうち、時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせにおける、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYを用いて下記の処理を行う。

行路差判定部５４は、（時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない）２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が所定の行路差閾値以下であるとき、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iはＧＮＳＳ信号の到来方向が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差異常に分類する。この処理は、２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの組み合わせのすべてについて行われる。

行路差閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えば実際には単一の送信アンテナ／同一の地点から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が送信されているとしても機械誤差などに起因して生じると想定される誤差が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。

ここで、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iが相互に異なる空間位置に存在する場合には前記複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ_iXYは通常は相互に異なるのに対して、単一の送信アンテナ／同一の地点から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が送信されている場合には複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ_iXYは同じになる。そこで、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iごとの行路差の判定処理において、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ_iXYが検証されるようにしてもよい（上記の数式３，数式４参照）。

複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ_iXYを検証する場合は、行路差判定部５４は、（時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない）２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ_iXYどうしの差の絶対値が所定の行路差閾値以下であるとき、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iはＧＮＳＳ信号の到来方向が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差異常に分類する。

この場合の行路差閾値も、特定の値に限定されるものではなく、例えば実際には単一の送信アンテナ／同一の地点から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が送信されているとしても機械誤差などに起因して生じると想定される誤差が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。

ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iごとの行路差の判定処理に用いられる、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iから各ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃまでの行路の差を表す、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iについてのアンテナ間における行路の差Ｃ_iXYやアンテナ間一重差Ｐ_iXYのことを「行路差指標」と呼ぶ。

行路差判定部５４は、行路差異常（言い換えると、ＧＮＳＳ信号の到来方向の異常）に分類したＧＮＳＳ衛星Ｓ_iに関する情報を出力する。

異常判定部５５は、当該の処理時点において行路差判定部５４から出力される行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iに関する情報の入力を受け、ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かを判定する。

異常判定部５５は、具体的には、行路差判定部５４から出力される行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iに関する情報に基づいて行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数を計数し、前記個数が所定の異常判定閾値以上であるか否かを判断する。

異常判定閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えば単一の送信アンテナ／同一の地点から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が送信されている場合に想定されるＧＮＳＳ衛星の個数が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。異常判定閾値は、例えば３～５程度の範囲のうちのいずれかの値に設定されることが考えられる。

異常判定部５５は、行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が異常判定閾値未満であるときはＧＮＳＳ信号に異常は発生していないと判定し、前記個数が異常判定閾値以上であるときはＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定する。

ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定された場合は、異常発生状態となり、行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iは測位部６による測位情報（具体的には、自機の位置，方位，および姿勢など）の計算処理で使用する衛星群から排除され、排除された前記ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iから送信されるＧＮＳＳ信号は測位部６による測位情報の計算処理には使用されない。

ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定された場合は、異常発生状態が所定の異常保持時間だけ維持されるようにしてもよい。異常発生状態が維持される間は、行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iは測位部６による測位情報の計算処理で使用する衛星群から排除される。

異常保持時間は、特定の時間長さに限定されるものではなく、例えば正常な（言い換えると、測位部６による測位情報の計算処理に使用される）ＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの数が極端に減る事態を回避することやＧＮＳＳコンパス１が搭載される移動体の移動に伴う正常なＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの捕捉の可能性を確保することが考慮されるなどしたうえで、適当な時間長さに適宜設定される。

ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定された場合は、或いは、行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数がゼロとなったときに異常発生状態が解除されたり、また、行路差異常に分類されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数がゼロとなり且つ行路差異常に分類されていないＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの個数が所定の個数（例えば、４個）以上となったときに異常発生状態が解除されたりするようにしてもよい。すなわち、受信信号の異常の検出方法や受信信号の異常の検出装置は、ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断が維持されているときに、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iそれぞれから送信されるすべてのＧＮＳＳ信号の行路差が正常であると判定された場合に、ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断を解除する、ようにしてもよい。

ＧＮＳＳコンパス１に付随する、例えばモニタやスピーカを備える出力装置（図示していない）が設けられて、ＧＮＳＳ信号に異常が発生したことが、出力装置のモニタに警報画面が表示されたり出力装置のスピーカから警報が発出されたりして、ユーザへと通知されるようにしてもよい。また、ＧＮＳＳ信号を利用する他の機器（例えば、レーダ，慣性航法装置）に対してＧＮＳＳ信号に異常が発生したことが通知されるようにしてもよい。

実施の形態に係る受信信号の異常の検出方法やＧＮＳＳコンパス１によれば、時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの組み合わせごとに、行路差異常（言い換えると、ＧＮＳＳ信号の到来方向の異常）を検出するようにしているので、エフェメリスに基づく衛星位置から推定した衛星の方向を用いることなく、ＧＮＳＳにおける受信信号の異常の検出処理の信頼性を向上させ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。

例えば、上記の実施の形態で説明したＧＮＳＳコンパス１によれば、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ間の時刻同期が不十分であったり、ＧＮＳＳ信号にマルチパスや雑音が発生していたり、あるいは各衛星の周回方向などの違いによって衛星ごとにＧＮＳＳ信号のドップラー周波数が異なる場合に、その影響を受けてＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ間の行路差に微小なばらつきやオフセットが生じてしまうことがある。行路差に微小なばらつきやオフセットが生じると、上記の行路差の判定処理では、直前の周期の判定において行路差指標が所定の行路差閾値以下（すなわち、行路差一致）であるとして行路差異常に分類された衛星が、次の周期の判定では行路差指標が微小なばらつきやオフセットによって所定の行路差閾値よりも大きくなり（すなわち、行路差不一致）、正常なＧＮＳＳ信号であると誤判定される可能性がある。このような誤判定を抑制するには、行路差に生じる微小なばらつきやオフセットを予め考慮して行路差閾値を緩めればよいが（すなわち、大きな値に設定）、行路差閾値を緩めてしまうと、行路差に微小なばらつきやオフセットが生じていないときに誤判定が発生してしまう。

上記の問題を解決するために、上述した所定の行路差閾値（以下では、第１の行路差閾値という）と、この第１の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値とを適宜切り替えて行路差の判定処理を行なうことが好ましい。第１の行路差閾値と第２の行路差閾値との関係は、「第１の行路差閾値＜第２の行路差閾値」となる。より具体的には、ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された行路差の判定処理において行路差異常に分類された衛星は、第１の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の行路差の判定処理を実行する。また、行路差異常に分類されている衛星の行路差が正常であると判定された場合には、第１の行路差閾値を用いて次の周期の行路差の判定処理を実行する。

図４は、上記の行路差の判定処理の手順を示すフローチャートである。行路差判定部５４は、具体的には、当該の処理時点において行路差計算部５１から出力される、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYの入力を受ける。

行路差判定部５４は、また、当該の処理時点の時刻同期の判定処理において時刻同期異常に分類された２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせを時刻同期判定部５２から取得し、さらに、当該の処理時点の衛星数の判定処理において衛星数異常に分類された２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせを衛星数判定部５３から取得する。

行路差判定部５４は、そのうえで、入力されたＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYのうち、時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせにおける、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYを用いて下記の処理を行う。

行路差判定部５４は、（時刻同期異常と衛星数異常とのどちらにも分類されていない）２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの組み合わせごとに、直前の周期の判定で行路差異常に分類された衛星か否かを確認する（ステップＳ１）。

行路差判定部５４は、ステップＳ１にて行路差異常に分類されていない衛星であると確認できた場合には（ステップＳ１でＮＯ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第１の行路差閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第１の行路差閾値以下であるときには（ステップＳ２でＹＥＳ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iはＧＮＳＳ信号の到来方向が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差異常に分類する（ステップＳ３）。

行路差判定部５４は、次の周期のステップＳ１において、直前の周期の判定で行路差異常に分類された衛星か否かを確認し、行路差異常に分類されている衛星であると確認できた場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が、第１の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第２の行路差閾値以下であるときには（ステップＳ４でＹＥＳ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iはＧＮＳＳ信号の到来方向が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差異常に分類する（ステップＳ３）。

また、ステップＳ４の判定において、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第２の行路差閾値よりも大きいときには（ステップＳ４でＮＯ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iはＧＮＳＳ信号の到来方向が正常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差正常に分類する（ステップＳ５）。

ステップＳ５にて行路差正常に分類された当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iは、次の周期の行路差の判定処理において、各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第１の行路差閾値以下であるか否かが判定される（ステップＳ１、Ｓ２）。

第１の行路差閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えば実際には単一の送信アンテナ／同一の地点から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が送信されているとしても機械誤差などに起因して生じると想定される誤差が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。また、第２の行路差閾値は、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃの時刻同期精度や、マルチパスまたは雑音の発生頻度や発生量、ＧＮＳＳ信号のドップラー周波数の変化、ＧＮＳＳコンパス１ごとの個体差などに基づいて、行路差に生じる微小なばらつきやオフセットを特定し、これらの影響を受けないように第１の行路差閾値よりも大きな値に適宜設定される。

このように、第１の行路差閾値と第２の行路差閾値とを適宜切り替えて行路差の判定処理を行なうことにより、行路差に生じる微小なばらつきやオフセットを原因として発生する誤判定を抑制することが可能である。

また、上記の実施の形態では図１に概略構成を示すＧＮＳＳコンパス１にこの発明に係る受信信号の異常の検出装置が組み込まれて前記ＧＮＳＳコンパス１においてこの発明に係る受信信号の異常の検出方法が実施されるようにしているが、この発明に係る受信信号の異常の検出装置が組み込まれたりこの発明に係る受信信号の異常の検出方法が適用されたりする機器／装置は図１に概略構成を示すＧＮＳＳコンパス１に限定されるものではなく、他の構成を備えるＧＮＳＳコンパスにこの発明に係る受信信号の異常の検出装置が組み込まれたりこの発明に係る受信信号の異常の検出方法が適用されたりするようにしてもよく、さらに言えば、この発明に係る受信信号の異常の検出装置が、ＧＮＳＳを利用する他の種類の機器や装置に組み込まれたり、また、この発明に係る受信信号の異常の検出方法が、ＧＮＳＳを利用する他の種類の機器や装置に適用されたりするようにしてもよい。

１ ＧＮＳＳコンパス
２ 制御ユニット
３ ＧＮＳＳアンテナ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ ＧＮＳＳアンテナ
４ ＧＮＳＳ受信部
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ ＧＮＳＳ受信器
５ 異常検出部
５１ 行路差計算部
５２ 時刻同期判定部
５３ 衛星数判定部
５４ 行路差判定部
５５ 異常判定部
６ 測位部

Claims (10)

1. 複数の衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を少なくとも３個のアンテナを介して受信して、
   前記少なくとも３個のアンテナそれぞれに対応して備えられる少なくとも３個の受信器のうちの２個の受信器の組み合わせごとに、当該の２個の受信器各々の内部時刻どうしが時刻同期していないときに、当該の２個の受信器それぞれに対応する２個のアンテナの組み合わせを時刻同期異常に分類し、
   前記少なくとも３個のアンテナのうちの２個のアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾している衛星の個数が所定の閾値未満のときに、当該の２個のアンテナの組み合わせを衛星数異常に分類し、
   前記時刻同期異常と前記衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾している前記衛星のうちの２個の衛星の組み合わせごとに、当該の２個の衛星各々から前記２個のアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、当該の２個の衛星を行路差異常に分類し、
   前記行路差異常に分類された衛星の個数が所定の閾値以上のときに、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定する、
   ことを特徴とする受信信号の異常の検出方法。
2. 前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断を所定の時間だけ維持する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の受信信号の異常の検出方法。
3. 前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断が維持されているときに、前記複数の衛星それぞれから送信されるすべての前記ＧＮＳＳ信号の行路差が正常であると判定された場合に、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断を解除する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の受信信号の異常の検出方法。
4. 前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された前記判定において前記行路差異常に分類された前記衛星は、前記所定の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の受信信号の異常の検出方法。
5. 前記行路差異常に分類されている前記衛星の行路差が正常であると判定された場合に、前記所定の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の受信信号の異常の検出方法。
6. 複数の衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を少なくとも３個のアンテナを介して受信する、前記少なくとも３個のアンテナそれぞれに対応して備えられる少なくとも３個の受信器と、
   前記少なくとも３個の受信器のうちの２個の受信器の組み合わせごとに、当該の２個の受信器各々の内部時刻どうしが時刻同期していないときに、当該の２個の受信器それぞれに対応する２個のアンテナの組み合わせを時刻同期異常に分類する時刻同期判定部と、
   前記少なくとも３個のアンテナのうちの２個のアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾している衛星の個数が所定の閾値未満のときに、当該の２個のアンテナの組み合わせを衛星数異常に分類する衛星数判定部と、
   前記時刻同期異常と前記衛星数異常とのどちらにも分類されていない２個のアンテナの組み合わせごとに、当該の２個のアンテナが同時に追尾している前記衛星のうちの２個の衛星の組み合わせごとに、当該の２個の衛星各々から前記２個のアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、当該の２個の衛星を行路差異常に分類する行路差判定部と、
   前記行路差異常に分類された衛星の個数が所定の閾値以上のときに、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判定する異常判定部と、を有する、
   ことを特徴とする受信信号の異常の検出装置。
7. 前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断を所定の時間だけ維持する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の受信信号の異常の検出装置。
8. 前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断が維持されているときに、前記複数の衛星それぞれから送信されるすべての前記ＧＮＳＳ信号の行路差が正常であると判定された場合に、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているという判断を解除する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の受信信号の異常の検出装置。
9. 前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された前記判定において前記行路差異常に分類された前記衛星は、前記所定の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、
   ことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の受信信号の異常の検出装置。
10. 前記行路差異常に分類されている前記衛星の行路差が正常であると判定された場合に、前記所定の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の受信信号の異常の検出装置。