JP4928114B2 - キャリア位相相対測位装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態1によるキャリア位相相対測位装置について図面を参照しながら説明する。
(S105)得られた基線ベクトルを用いて、相対測位を行う。
自受信機観測量の擬似距離P、積算搬送波位相(以下、ADRとする。)Ψは、それぞれ以下の式で定義される。添え字について、例えばPi 1kは受信機kで衛星i のL1帯信号を観測した擬似距離を表す。
時間更新は、新しい観測量が得られるまで計算によって予測値を求める処理である。ここで、整数バイアスはサイクルスリップが生じない限り時間経過により変化しないため、カルマンフィルタにおける整数バイアス、電離層誤差及び基線ベクトルの時間更新は次のように設定する。
整数バイアスは時間経過により変化しないため、整数バイアスは一定とする。
基線ベクトルについては、L1帯観測量の方がWL観測量より精度が良いためL1帯観測量を用いて更新する。ここで、時間変化により整数バイアスは変化しないこと、また対流圏誤差は予め除去できることより、∇ΔΨ1(t+1)−∇ΔΨ1(t)は(1)式から次式(12)より求めることができる。
観測更新は、新しく得られた観測量と予測値から新しい推定値を求める処理であり、観測された値と予測された観測値を比較することにより、誤差に関する情報を得、それに対してあるゲインを掛けて予測値に対して付加し、それを推定値とする。この設定は通常の観測更新と同様である。
測位演算部32は、前述のように位相差観測量から生成した時間更新、及び観測更新に基づいて、(7)式のステートベクトル[b, ∇ΔN1, ∇ΔNWL, −∇ΔIon1]Tを、カルマンフィルタを用いて推定する。
また、本発明によれば、マルチパスなどの影響によって位相観測量に比べて大きな誤差を持つ擬似距離観測量を使用せずに整数バイアスのフロート解を推定できるため、フロート解の推定処理に擬似距離観測量を用いる場合に比べて、ステートベクトルの推定結果の精度を向上させることができる。
図4、図5は、本発明の実施の形態1によるキャリア位相相対測位装置について行ったシミュレーション結果を示す図である。図4は本発明の技法を用いて電離層推定を行った場合のシミュレーション結果を示し、図5は同一条件で、電離層を推定しない場合に得られる結果を示す。
次に、本発明の実施の形態2によるキャリア位相相対測位装置について説明する。なお、本発明の実施の形態2によるキャリア位相相対測位装置は、図2で示した測位演算部32の処理内容が前記実施の形態1によるキャリア位相相対測位装置と異なるものである。そのため、以下の説明では測位演算部32が行う処理について説明し、他の構成要素についての説明は省略する。
(S208)得られた基線ベクトルを用いて、相対測位を行う。
時間更新及び観測更新は、前記実施の形態1で説明したものと同じであるため、ここでは説明を省略する。
測位演算部32は、位相差観測量から生成した時間更新、及び観測更新に基づいて、(16)式のステートベクトル[b, ∇ΔN1, −∇ΔIon1]Tをカルマンフィルタを用いて推定する。
また、本発明によれば、マルチパスなどの影響によって位相観測量に比べて大きな誤差を持つ擬似距離観測量を使用せずに整数バイアスのフロート解を推定できるため、フロート解の推定処理に擬似距離観測量を用いる場合に比べて、ステートベクトルの推定結果の精度を向上させることができる。
図7は、本発明の実施の形態2によるキャリア位相相対測位装置について行ったシミュレーション結果を示す図である。なお、WLバイアスは正しい基線を元にあらかじめ計算した値を用い、その他の条件は前記実施の形態1で説明した図4及び図5のものと同じである。
201 GPS受信機
301 相対測位演算処理部
31 位相差演算部
32 測位演算部
sat1〜satN 測位用衛星
Claims (4)
- 少なくとも1つが移動体上に固定され、測位用衛星から送信される第1周波数と第2周波数の電波を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナで受信した測位用信号からキャリア位相とともに、測位用信号に重畳された衛星情報を得る受信機と、
前記キャリア位相から第1周波数の電波に対する位相差観測量、及び第1周波数と第2周波数の電波を差分合成してなるワイドレーン信号の位相差観測量を少なくとも算出する位相差演算部と、
前記位相差観測量及び前記衛星情報から整数バイアス及び基線ベクトルを求め、得られた基線ベクトルに基づいて測位演算を行う測位演算部とを備え、
前記測位演算部は、第1周波数に対する整数バイアス、基線ベクトル、及び電離層遅延量の推定演算に、第1周波数の電波に対する位相差観測量と、ワイドレーン信号の位相差観測量と、前記位相差観測量から得られる単位時間当たりの電離層誤差の変化量より生成した基線ベクトル及び電離層遅延量の時間更新と、を少なくとも用いることを特徴とするキャリア位相相対測位装置。 - 少なくとも1つが移動体上に固定され、測位用衛星から送信される第1周波数と第2周波数の電波を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナで受信した測位用信号からキャリア位相とともに、測位用信号に重畳された衛星情報を得る受信機と、
前記キャリア位相から第1周波数の電波に対する位相差観測量、及び第1周波数と第2周波数の電波を差分合成してなるワイドレーン信号の位相差観測量を少なくとも算出する位相差演算部と、
前記位相差観測量及び前記衛星情報から整数バイアス及び基線ベクトルを求め、得られた基線ベクトルに基づいて測位演算を行う測位演算部とを備え、
前記測位演算部は、第1周波数に対する整数バイアス、基線ベクトル、及び電離層遅延量の推定演算に、ワイドレーン信号の位相差観測量と前記衛星情報を用いて予め決定したワイドレーン信号の整数バイアスと、第1周波数の電波に対する位相差観測量と、ワイドレーン信号の位相差観測量と、前記位相差観測量から得られる単位時間当たりの電離層誤差の変化量より生成した基線ベクトル及び電離層遅延量の時間更新と、を少なくとも用いることを特徴とするキャリア位相相対測位装置。 - 請求項2に記載のキャリア位相相対測位装置において、
前記測位演算部は、ワイドレーン信号の整数バイアスの決定にメルボルン・ビュベナ線形結合式を用いることを特徴とするキャリア位相相対測位装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のキャリア位相相対測位装置において、
前記測位演算部による推定演算を、カルマンフィルタを用いて行うことを特徴とするキャリア位相相対測位装置。
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