JP6625237B2 - 測位補強装置、測位補強システムおよび測位補強方法 - Google Patents
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Description
選択候補となる衛星の集合である候補集合から選択条件を満たす部分集合を選択し、選択した部分集合を示す計画データをメモリに保存する計画立案部と、
各衛星から送信される測位信号の品質を示すインテグリティ情報を取得し、前記インテグリティ情報に基づいて、前記計画立案部により選択された部分集合から前記測位信号の品質が品質条件を満たしていない衛星を検出し、当該部分集合において、検出した衛星を前記候補集合に含まれる別の衛星に置換することで、前記メモリに保存されている計画データを、前記選択条件を満たす別の部分集合を示す計画データに変更する計画修正部と、
前記候補集合に含まれる衛星のうち、前記メモリに保存されている計画データが示す部分集合に含まれる衛星を測位補強の対象として、前記測位補強に利用される補強情報を配信するためのメッセージを生成するメッセージ生成部とを備える。
本実施の形態について、図1から図19を用いて説明する。
図1を参照して、本実施の形態に係るシステムの構成を説明する。
{49+(61+Nsat*Nsig)*Nsys}*6+ :Sub Type 1
37+49*Nsat+ :Sub Type 2
{37+15*Nsat}*6+ :Sub Type 3
37+28*Nsig*Nsat+ :Sub Type 6
37+6*Nsat+ :Sub Type 7
{44+Nsat+54*Nsat}*12+ :Sub Type 8
{57+Nsat}*(12+9)+ :Sub Type 9のヘッダ
(17+7*Msat)*(Ngrid−9)+(17+16*Msat)*9 :SubType 9のデータ
なお、Sub Type 10は無視している。Nsigは周波の異なる信号数、NsysはGNSS数である。3周波、かつ、GPS、QZSS、GLONASSおよびGalileoの補強、すなわち、Nsig=3かつNsys=4を前提とすると、例えば、Nsat=14かつMsat=11とすることで合計が48847ビットとなり、30秒分の最大ビット数である50850ビット(=1695×30)以下となる。30秒分の最大ビット数に対する合計ビット数の余裕は、サブフレーム63間でメッセージを跨がないことと、Sub Type 10による非定常な情報提供の考慮による。
図4を参照して、本実施の形態に係る測位補強装置40の動作を説明する。測位補強装置40の動作は、本実施の形態に係る測位補強方法に相当する。
dT=min(τ1−1,τ2−1,pmin−1)
τ1は、時刻T以降の時刻で初めて衛星svが部分集合AST+τ1,Aに含まれなくなる時刻までのエポック数である。τ2は、時刻T以降の時刻で初めて衛星svalternateが部分集合AST+τ2,Aに含まれる時刻までエポック数である。
本実施の形態では、補強対象として事前に選択された衛星10の集合から、測位信号11の品質が品質条件を満たしていない衛星10が検出され、検出された衛星10が別の衛星10に置換されることで、補強対象とする衛星10の集合が変更される。よって、本実施の形態によれば、各衛星10からの測位信号11の品質に応じて、補強対象とする衛星10を精選することが可能となる。
GPS、QZSS、GLONASSおよびGalileoを対象とし、本実施の形態に係る衛星選択アルゴリズムを適用した例を示す。
本実施の形態では、誤差状態推定部81、インテグリティ情報生成部82、候補決定部83、計画立案部84、計画修正部85、評価通知部86およびメッセージ生成部87の機能がソフトウェアにより実現されるが、変形例として、これらの機能がハードウェアにより実現されてもよい。この変形例について、主に本実施の形態との差異を説明する。
Claims (17)
- それぞれ測位信号を送信する複数の衛星の中から測位補強の対象となる衛星を選択し、前記測位補強用の補強情報を複数のエリアに配信するためのメッセージを生成する測位補強装置であって、
前記測位補強の対象となる衛星の選択において、選択候補となる衛星の集合である候補集合から選択条件を満たす部分集合を前記複数のエリアのそれぞれについて選択し、選択したエリアごとの部分集合を示す計画データをメモリに保存する計画立案部と、
座標値が既知の電子基準点で前記測位信号が前記部分集合の衛星のそれぞれについて観測された結果から求められる前記測位信号の衛星ごとの品質を前記複数のエリアのそれぞれについて示すインテグリティ情報を取得し、エリアごとに、前記測位信号の衛星ごとの品質を該当エリアについて示すインテグリティ情報に基づいて、前記計画立案部により選択された該当エリアの部分集合から前記測位信号の該当エリアの品質が品質条件を満たしていない衛星を検出し、当該部分集合において、検出した衛星を前記候補集合に含まれる別の衛星に置換することで、前記メモリに保存されている計画データを、前記測位補強の対象となる衛星の選択における前記選択条件を満たす別の部分集合を該当エリアについて示す計画データに変更する計画修正部と、
前記候補集合に含まれる衛星のうち、前記メモリに保存されている計画データが示す部分集合に含まれる衛星を前記測位補強の対象として、前記測位補強用の補強情報を前記複数のエリアに配信するためのメッセージを生成するメッセージ生成部と
を備える測位補強装置。 - 前記計画立案部は、前記候補集合に含まれる衛星の仰角と当該衛星の配置による精度劣化とに応じて、前記選択条件を満たす部分集合を選択する請求項1に記載の測位補強装置。
- 前記計画立案部は、前記候補集合から仰角が閾値以上の衛星を選択する第1処理の後、次の衛星を選択しても、選択した衛星の集合が前記選択条件を満たす場合に限り、前記候補集合から、選択した衛星の配置による精度劣化を小さくする衛星を選択する第2処理を繰り返すことで、前記選択条件を満たす部分集合を選択する請求項2に記載の測位補強装置。
- 前記計画立案部は、複数の第2単位時間からなる第1単位時間ごとに、前記選択条件を満たす部分集合として、第2単位時間ごとの部分集合を選択する請求項3に記載の測位補強装置。
- 前記計画立案部は、前記第2処理の開始時点で、同じ第1単位時間における、選択した衛星の配置による精度劣化が最大の第2単位時間であるピーク時間に対し、前記第2処理として、前記候補集合から、選択した衛星の配置による精度劣化を最小にする衛星を選択する処理を行うとともに、前記ピーク時間に続く1つ以上の第2単位時間に対し、前記第2処理と同じ衛星を選択する第3処理を行う請求項4に記載の測位補強装置。
- 前記計画立案部は、前記複数のエリアのそれぞれに対し、前記第1処理を行い、前記第2処理の開始時点で、同じ第1単位時間における、選択した衛星の配置による精度劣化が最大の第2単位時間およびエリアの組み合わせに対し、前記第2処理として、前記候補集合から、選択した衛星の配置による精度劣化を最小にする衛星を選択する処理を行う請求項4または5に記載の測位補強装置。
- 前記選択条件には、前記計画データが示す各エリアの部分集合に含まれる衛星の総数の条件と、前記計画データが示す全エリアの部分集合の和集合に含まれる衛星の総数の条件とが含まれている請求項6に記載の測位補強装置。
- 前記計画立案部は、前記複数のエリアのそれぞれについて、前記選択条件を満たす部分集合を選択し、
前記計画修正部は、前記計画立案部により選択された全エリアの部分集合の和集合に含まれる衛星を前記候補集合に含まれる残りの衛星よりも優先して、前記別の衛星を選択する請求項1に記載の測位補強装置。 - 前記計画立案部は、前記選択条件を満たす部分集合として、複数の第3単位時間からなる第2単位時間ごとの部分集合を選択し、
前記計画修正部は、第3単位時間ごとに、前記インテグリティ情報を取得し、前記インテグリティ情報に基づいて、前記計画立案部により選択された、対応する第2単位時間の1つのエリアの部分集合から前記測位信号の品質が前記品質条件を満たしていない衛星を検出した場合、前記インテグリティ情報に基づいて、検出した衛星よりも前記測位信号の品質が高い衛星が、前記計画立案部により選択された、対応する第2単位時間の全エリアの部分集合の和集合に含まれているかどうかを判定し、当該和集合に含まれていれば、当該1つのエリアの部分集合において、検出した衛星を当該和集合に含まれる当該品質が高い衛星に置換する請求項8に記載の測位補強装置。 - 前記計画修正部は、前記計画立案部により選択された、対応する第2単位時間の1つのエリアの部分集合から前記測位信号の品質が前記品質条件を満たしていない衛星を検出した場合、検出した衛星よりも前記測位信号の品質が高い衛星が、前記計画立案部により選択された、対応する第2単位時間の全エリアの部分集合の和集合に含まれていなければ、前記インテグリティ情報に基づいて、検出した衛星よりも前記測位信号の品質が高い衛星が、前記候補集合に含まれているかどうかを判定し、前記候補集合に含まれていれば、次の第2単位時間の少なくとも当該1つのエリアの部分集合において、検出した衛星を前記候補集合に含まれる当該品質が高い衛星に置換する請求項9に記載の測位補強装置。
- 前記計画修正部は、検出した衛星よりも前記測位信号の品質が高い衛星が1つの集合に含まれているかどうかを判定する際に、検出した衛星よりも前記測位信号の全エリアの品質が高い衛星が当該1つの集合に含まれている場合に、当該品質が高い衛星が当該1つの集合に含まれていると判定する請求項9または10に記載の測位補強装置。
- 前記計画修正部は、1つの第2単位時間の部分集合において、検出した衛星を前記別の衛星に置換する際に、当該1つの第2単位時間に続く1つ以上の第2単位時間の部分集合に含まれる同じ衛星を前記別の衛星に置換する請求項9から11のいずれか1項に記載の測位補強装置。
- 前記メッセージ生成部は、前記補強情報を配信する衛星に、前記メッセージを送信する請求項1から12のいずれか1項に記載の測位補強装置。
- 各衛星の運用状態を示す運用情報を取得し、前記運用情報に基づいて、前記候補集合を決定する候補決定部をさらに備える請求項1から13のいずれか1項に記載の測位補強装置。
- 前記計画立案部により選択された部分集合に含まれる衛星の配置による精度劣化を評価し、評価結果を運用者に通知する評価通知部をさらに備える請求項1から14のいずれか1項に記載の測位補強装置。
- 請求項1から15のいずれか1項に記載の測位補強装置と、
前記補強情報を配信する衛星と
を備える測位補強システム。 - それぞれ測位信号を送信する複数の衛星の中から測位補強の対象となる衛星を選択し、前記測位補強用の補強情報を複数のエリアに配信するためのメッセージを生成する測位補強方法であって、
計画立案部が、前記測位補強の対象となる衛星の選択において、選択候補となる衛星の集合である候補集合から選択条件を満たす部分集合を前記複数のエリアのそれぞれについて選択し、選択したエリアごとの部分集合を示す計画データをメモリに保存し、
計画修正部が、座標値が既知の電子基準点で前記測位信号が前記部分集合の衛星のそれぞれについて観測された結果から求められる前記測位信号の衛星ごとの品質を前記複数のエリアのそれぞれについて示すインテグリティ情報を取得し、エリアごとに、前記測位信号の衛星ごとの品質を該当エリアについて示すインテグリティ情報に基づいて、前記計画立案部により選択された該当エリアの部分集合から前記測位信号の該当エリアの品質が品質条件を満たしていない衛星を検出し、当該部分集合において、検出した衛星を前記候補集合に含まれる別の衛星に置換することで、前記メモリに保存されている計画データを、前記測位補強の対象となる衛星の選択における前記選択条件を満たす別の部分集合を該当エリアについて示す計画データに変更し、
メッセージ生成部が、前記候補集合に含まれる衛星のうち、前記メモリに保存されている計画データが示す部分集合に含まれる衛星を前記測位補強の対象として、前記測位補強用の補強情報を前記複数のエリアに配信するためのメッセージを生成する測位補強方法。
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