JP4109370B2

JP4109370B2 - 衛星航法補強システム

Info

Publication number: JP4109370B2
Application number: JP01774899A
Authority: JP
Inventors: ゆかり反田; 晴正北條
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: JP2000214244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は衛星航法補強システム（Satellite Based Augmentation System，以下、「ＳＢＡＳ」という）の補強データ中継装置に関し、特にＳＢＡＳにおける測位精度を改善するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＧＰＳサービスの不具合を解消するため、米国のＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System；広域補強システム）、欧州のＥＧＮＯＳ（European Geostationary Navigation Overlay Service）、日本のＭＳＡＳ（MTSAT（Multi-functional Transport Satellite） Satellite-based Augmentation System；運輸多目的衛星用衛星航法補強システム）など、各種ＳＢＡＳが実現されつつある。
【０００３】
かかるＳＢＡＳでは、分散配置された複数のモニタ局で得られた補正データが静止衛星（以下、「ＳＢＡＳ衛星」という）に一旦集約され、そこから移動体に向けて補強信号（ＧＰＳ衛星毎の誤差データ、電離層補正データ、ＧＰＳ衛星のインテグリティデータ、ＳＢＡＳ衛星の軌道データなどの補強データを含む）として送信される。
【０００４】
図３は、ＳＢＡＳの補強信号を受信して測位演算を行うＳＢＡＳ受信機の一般的構成を示す図である。同図に示すように、ＳＢＡＳ受信機１００は、ＧＰＳ受信処理部１２と、ＧＰＳ復調部１４と、ＳＢＡＳ受信処理部１６と、ＳＢＡＳ復調部１８と、測位演算部２０と、測位結果出力部２２と、を含んで構成されている。
【０００５】
まず、ＧＰＳ受信処理部１２は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する。そして、ＧＰＳ復調部１４では、受信したＧＰＳ信号から航法データが復調される。この航法データには、ＧＰＳ衛星毎の軌道データや時刻データが含まれる。また、ＳＢＡＳ受信処理部１６は、ＳＢＡＳ衛星からＳＢＡＳ補強信号を受信する。ＳＢＡＳ復調部１８では、この受信したＳＢＡＳ補強信号から補強データを復調する。この補強データには、ＧＰＳ衛星毎の誤差データ、電離層補正データ、ＧＰＳ衛星毎のインティグリティデータ（不具合情報）、ＳＢＡＳ衛星の軌道データなどが含まれる。
【０００６】
測位演算部２０では、ＧＰＳ復調部１４で復調された航法データとＳＢＡＳ復調部１８で復調された補強データとに基づき、当該ＳＢＡＳ受信機１００の位置が算出される。そして、算出された位置は測位結果出力部２２にて例えば表示出力される。
【０００７】
かかるＳＢＡＳでは、ＧＰＳの不具合情報（使用不可又は不具合の程度）を移動体に提供するインテグリティ機能、ＧＰＳ衛星と同様の信号を提供し、あたかも１個のＧＰＳ衛星が追加されたのと同様の効果を持たせるレンジング機能、ＧＰＳ衛星毎の信号の有する誤差を移動体に提供するディファレンシャル補正機能など、有用な機能が実現される。
【０００８】
中でも、ディファレンシャル補正機能では、ＳＢＡＳ衛星に集約される補正データが全てのＧＰＳ衛星に関わるものであるため、広範囲にわたり、測位精度を向上させることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＳＢＡＳ受信機１００がＳＢＡＳ補強信号を利用した測位を行ったとしても、補強データ自体に一定の誤差が残存しており、依然として数メートルの測位誤差は残るとされている。
【００１０】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、補強データに含まれる誤差を既知点に設置されたＳＢＡＳ受信機にて補正し、それを未知点のＳＢＡＳ受信機で利用することにより、測位精度を改善することのできる衛星航法補強システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る衛星航法補強システムは、既知点受信機と未知点受信機とを含む衛星航法補強システムであって、前記既知点受信機は、衛星航法補強システムの静止衛星から送信される補強データを受信する既知点補強データ受信手段と、ＧＰＳ衛星から送信される航法データを受信する航法データ受信手段と、前記補強データと前記航法データとに基づいて前記ＧＰＳ衛星に対する疑似距離を算出するとともに、前記航法データに含まれる前記ＧＰＳ衛星の位置と当該既知点受信機の位置とに基づいて前記ＧＰＳ衛星と当該既知点受信機との真の距離を算出し、前記疑似距離と前記真の距離とに基づいて前記補強データに含まれる誤差を算出する誤算算出手段と、前記誤差を前記未知点受信機に送信する誤差送信手段と、を含み、前記未知点受信機は、衛星航法補強システムの静止衛星から送信される補強データを受信する未知点補強データ受信手段と、ＧＰＳ衛星から送信される航法データを受信する航法データ受信手段と、前記既知点受信機から送信される前記誤差を受信する誤差受信手段と、前記未知点補強データ受信手段により受信される補強データを、前記誤差受信手段により受信される誤差に基づいて補正する補強データ補正手段と、該補強データ補正手段による補正済みの補強データと前記航法データとに基づいて、現在位置を算出する測位演算手段と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
すなわち、現在技術開発が進んでいるＳＢＡＳでは、上述したように、測位精度の改善は数メートルの疑似距離誤差に留まる。本発明では、既知点受信機にてＳＢＡＳの補強データとＧＰＳの航法データとに基づいてＧＰＳ衛星に対する疑似距離を算出し、さらに航法データに含まれるＧＰＳ衛星の位置と当該既知点受信機の位置とに基づいてＧＰＳ衛星と既知点受信機との間の真の距離を算出する。そして、その算出した疑似距離及び真の位置とに基づいて補強データに含まれる誤差を算出する。その後、その誤差を未知点受信機に送信し、そこで補強データを補正する。こうすれば、未知点受信機における測位精度を改善することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る衛星航法補強システムで用いられる既知点ＳＢＡＳ受信機の構成を示す図である。また、図２は、本発明の実施の形態に係る衛星航法補強システムで用いられる未知点ＳＢＡＳ受信機の構成を示す図である。
【００１５】
まず、図１に示す既知点ＳＢＡＳ受信機１０は、既知点に設置される受信機であり、ＧＰＳ受信処理部１２と、ＧＰＳ復調部１４と、ＳＢＡＳ受信処理部１６と、ＳＢＡＳ復調部１８と、誤差演算部２４と、誤差送信部２６と、を含んで構成されている。このうち、ＧＰＳ受信処理部１２と、ＧＰＳ復調部１４と、ＳＢＡＳ受信処理部１６と、ＳＢＡＳ復調部１８と、は従来のＳＢＡＳ受信機１００と同様の構成であるから、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
【００１６】
既知点ＳＢＡＳ受信機１０の誤差演算部２４には、ＧＰＳ復調部１４で復調された航法データ、ＳＢＡＳ復調部１８で復調された補強データ、及び当該既知点ＳＢＡＳ受信機１０の設置位置、すなわち真の位置が入力されている。誤差演算部２４では、まず航法データと補強データとに基づいてＧＰＳ衛星に対する疑似距離を算出するとともに、航法データに含まれるＧＰＳ衛星の位置と当該既知点ＳＢＡＳ受信機１０の真の位置とに基づいてＧＰＳ衛星と既知点ＳＢＡＳ受信機１０の間の真の距離を算出する。そして、その真の距離と疑似距離とに基づき、補強データに含まれる誤差を算出する。
【００１７】
算出された誤差は、誤差送信部２６により未知点ＳＢＡＳ受信機３２に送信される。この送信は、海上中波ビーコン波、ＦＭ多重波、衛星回線（例えばインマルサット）、電話回線などの所定通信回線により行われる。また、既知点ＳＢＡＳ受信機１０と未知点ＳＢＡＳ受信機３２との間の誤差の送受信をＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）のフォーマットで行うことにしてもよい。
【００１８】
次に、図２に示す未知点ＳＢＡＳ受信機３２は、船舶、自動車、航空機等に取り付けられるものであり、ＧＰＳ受信処理部１２と、ＧＰＳ復調部１４と、ＳＢＡＳ受信処理部１６と、ＳＢＡＳ復調部１８と、誤差受信部２８と、補強データ補正部３０と、測位演算部２０と、測位結果出力部２２と、を含んで構成されている。このうち、ＧＰＳ受信処理部１２と、ＧＰＳ復調部１４と、ＳＢＡＳ受信処理部１６と、ＳＢＡＳ復調部１８と、測位演算部２０と、測位結果出力部２２と、は従来のＳＢＡＳ受信機１００と同様の構成であるから、ここでは同一符号を付して説明を省略する。
【００１９】
未知点ＳＢＡＳ受信機３２では、既知点ＳＢＡＳ受信機１０の誤差送信部２６から送信される誤差が誤差受信部２８により受信される。この誤差は、補強データ補正部３０に入力される。補強データ補正部３０にはＳＢＡＳ復調部１８で復調された補強データも入力されている。そして、補強データ補正部３０では、その入力された補強データを誤差受信部２８から入力された誤差に基づき、補正する。
【００２０】
この補正済みの補強データは、測位演算部２０に入力され、未知点ＳＢＡＳ受信機３２の位置算出に用いられる。そして、算出された位置は測位結果出力部２２により、例えばディスプレイ等で表示出力される。
【００２１】
以上の衛星航法補強システムによれば、未知点ＳＢＡＳ受信機３２にて、ＳＢＡＳ衛星から送信される補強データに含まれる誤差を取り除き、高精度に位置を算出することができる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施の形態に係る衛星航法補強システムに限定されず、また、以上説明した衛星航法補強システムは本発明の趣旨の範囲内で種々の変形実施が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る衛星航法補強システムの既知点ＳＢＡＳ受信機の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る衛星航法補強システムの未知点ＳＢＡＳ受信機の構成を示す図である。
【図３】従来技術に係る衛星航法補強システムのＳＢＡＳ受信機の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０既知点ＳＢＡＳ受信機、１２ＧＰＳ受信処理部、１４ＧＰＳ復調部、１６ＳＢＡＳ受信処理部、１８ＳＢＡＳ復調部、２０測位演算部、２２測位結果出力部、２４誤差演算部、２６誤差送信部、２８誤差受信部、３０補強データ補正部、３２未知点ＳＢＡＳ受信機。

Claims

既知点受信機と未知点受信機とを含む衛星航法補強システムであって、
前記既知点受信機は、
衛星航法補強システムの静止衛星から送信される補強データを受信する既知点補強データ受信手段と、
ＧＰＳ衛星から送信される航法データを受信する航法データ受信手段と、
前記補強データと前記航法データとに基づいて前記ＧＰＳ衛星に対する疑似距離を算出するとともに、前記航法データに含まれる前記ＧＰＳ衛星の位置と当該既知点受信機の位置とに基づいて前記ＧＰＳ衛星と当該既知点受信機との真の距離を算出し、前記疑似距離と前記真の距離とに基づいて前記補強データに含まれる誤差を算出する誤算算出手段と、
前記誤差を前記未知点受信機に送信する誤差送信手段と、を含み、
前記未知点受信機は、
衛星航法補強システムの静止衛星から送信される補強データを受信する未知点補強データ受信手段と、
ＧＰＳ衛星から送信される航法データを受信する航法データ受信手段と、
前記既知点受信機から送信される前記誤差を受信する誤差受信手段と、
前記未知点補強データ受信手段により受信される補強データを、前記誤差受信手段により受信される誤差に基づいて補正する補強データ補正手段と、
該補強データ補正手段による補正済みの補強データと前記航法データとに基づいて、現在位置を算出する測位演算手段と、
を含むことを特徴とする衛星航法補強システム。