JPWO2020178984A1 - 情報処理装置および測位補強情報送信方法 - Google Patents

Abstract

地上に複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値の変動に応じて、準天頂衛星（１）から測位補強情報（ａ）を送信するグリッド点の間隔（Ｄｈ）を設定する。

Description

本発明は、地上局端末の測位誤差の補正に用いられる測位補強情報を生成する情報処理装置および測位補強情報送信方法に関する。

準天頂衛星から配信された測位補強情報を用いて、地上局端末がＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の測位誤差を補正するシステムがある。このシステムは、センチメートル級の測位精度を実現することができ、ＣＬＡＳと呼ばれている。ＣＬＡＳにおいて、地上には多数の電子基準点が設置されている。さらに、地上は、複数のエリアに分けられ、グリッド点がそれぞれ等間隔に並ぶ仮想のグリッドが設定されている。

また、測位誤差の要因の一つとして、電離層における測位信号の遅延がある。電離層で測位信号の伝搬が遅延すると、ＧＮＳＳ衛星から地上局端末までの疑似距離の測定誤差が生じて測位精度が劣化する。測位補強情報には、電離層における測位信号の遅延の補正値が含まれる。以下、この補正値を電離層補正値と記載する。電離層補正値は、複数の電子基準点からそれぞれ得られた疑似距離の測定結果を用いてグリッド点ごとに算出される。

準天頂衛星は、地上に設定されたエリアごとに、エリアに設定された複数のグリッド点のそれぞれについて、対応する電離層補正値を含む測位補強信号を順に配信する。ＣＬＡＳにおいて、測位補強信号の伝送容量には制限があり、約２ｋｂｐｓ（ｂｉｔｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）である。これにより、サービス対象の全ての範囲に測位補強信号をくまなく配信するためには、測位補強情報の情報量を削減（例えば、圧縮）する必要がある。

例えば、特許文献１には、測位補強情報の情報量を削減してから地上局端末に配信する測位システムが記載されている。このシステムは、方法（１）および（２）で、測位補強情報の情報量を削減している。方法（１）は、サービス対象の範囲内でグリッドの間隔を広げることで、配信すべき測位補強信号を減らしている。方法（２）では、電離層補正値を関数で近似し、近似した関数の係数のみを測位補強信号として配信することで、情報量を削減している。

国際公開第２０１６／０８８６５４号

しかしながら、グリッドの間隔を広げた場合、配信すべき情報量は削減されるが、その分だけ測位精度が劣化する。また、電離層補正値を関数で近似する場合においても、近似誤差によって測位精度が劣化する。このように、特許文献１に記載された測位システムでは、測位補強情報の情報量を削減すると、測位精度が劣化するという課題があった。

さらに、特許文献１に記載された測位システムには、電離層擾乱に起因した測位精度の劣化が考慮されていない。このため、電離層擾乱が発生して測位信号の遅延量が変化した場合、測位精度が劣化するという課題があった。

本発明は上記課題を解決するものであり、電離層擾乱が発生しても測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができる情報処理装置および測位補強情報送信方法を得ることを目的とする。

本発明に係る情報処理装置は、測位補強情報を送信する第１の衛星と、測位情報を送信する第２の衛星と、測位情報を用いて測位を行う端末とを備え、第１の衛星が、地上に設定されたグリッド点に対応する測位補強情報を送信し、端末が、測位補強情報を用いて測位情報を補正して測位を行う測位システムに用いられる。当該情報処理装置は、グリッド点ごとにそれぞれ対応する測位補正情報を計算する計算部と、地上に複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値の変動に応じて、計算部によって計算された測位補正情報を含む測位補強情報を、第１の衛星から送信するグリッド点の間隔を設定する設定部と、設定部によって設定された間隔のグリッド点にそれぞれ対応する測位補正情報を含む測位補強情報を、第１の衛星に送信する処理を行う送信部を備える。

本発明によれば、地上に複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値の変動に応じて、第１の衛星から測位補強情報を送信するグリッド点の間隔を設定している。これにより、電離層擾乱が発生しても測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができる。

実施の形態１に係る測位システムの概要を示す図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 地上に設定されたエリアごとのグリッドを示す図である。 実施の形態１に係る測位補強情報送信方法を示すフローチャートである。 電離層擾乱の影響を強く受けるエリアに対するグリッド間隔の設定処理を説明する図である。 実施の形態１における電離層補正値の変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。 図７Ａは、実施の形態１に係る情報処理装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図７Ｂは、実施の形態１に係る情報処理装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２における電離層補正値の誤差の変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。 実施の形態３に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３における電離層補正値の変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。 実施の形態４に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４における電離層補正値の誤差の変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。 実施の形態５に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態５におけるグリッド点の間引き処理の概要を示す図である。 実施の形態６に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態６における電離層補正値の誤差の変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。 実施の形態７に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 電離層擾乱の影響を受けやすいエリアを緯度ごとに分けた図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る測位システムの概要を示す図であり、準天頂衛星１を用いたＣＬＡＳを示している。図１に示す測位システムは、例えば、準天頂衛星１、ＧＮＳＳ衛星２、地上局端末３、主管制局４、電子基準点５およびアップリンク局６を備える。

準天頂衛星１は、地上局端末３に対して測位補強情報ａを送信する第１の衛星である。測位補強情報ａは、測位情報ｂの補正に用いられる情報であり、様々な誤差に対する補正値が含まれている。例えば、測位補強情報ａに含まれる補正値には、電離層における測位情報の伝搬遅延の補正値、対流圏における測位情報の伝搬遅延の補正値、これらの補正値の誤差（インテグリティ情報）がある。

ＧＮＳＳ衛星２は、地上局端末３に対して測位情報ｂを送信する第２の衛星である。例えば、ＧＮＳＳ衛星２は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ）衛星である。測位情報ｂは、地上局端末３の測位に用いられる情報である。

地上局端末３は、測位情報ｂを用いて測位を行う端末である。また、地上局端末３は、測位補強情報ａを用いて測位情報ｂを補正して測位を行う。準天頂衛星１は、測位補強情報ａの他に、測位補完情報ｃを地上局端末３に送信する。測位補完情報ｃは、地上局端末３による測位情報ｂを用いた測位を補完する情報である。

主管制局４は、実施の形態１に係る情報処理装置であり、測位補強情報ａを生成する。主管制局４によって生成された測位補強情報ａは、アップリンク局６に出力される。アップリンク局６は、測位補強情報ａを準天頂衛星１に送信する。準天頂衛星１は、アップリンク局６を介して主管制局４から受信した測位補強情報ａを、Ｌ６信号として地上局端末３に配信する。

電子基準点５は、地上の複数の箇所に設置されており、ＧＮＳＳ衛星２から測位情報ｂ（ＧＮＳＳ信号）を受信し、当該電子基準点５の既知の位置情報と受信された測位情報ｂとを用いて、測位情報ｂに含まれる誤差量を推定して、推定された誤差量を補正する補正情報を、主管制局４に送信する。例えば、日本国において、電子基準点５は、約２０ｋｍ間隔で約１３００箇所に設置されている。

ＣＬＡＳにおいて、地上には、等間隔に仮想のグリッドが設定される。グリッド点は、等間隔に配置された仮想的な電子基準点であり、電離層における測位情報ｂの伝送遅延の補正値が、グリッド点ごとに計算される。以下、この補正値を電離層補正値と記載する。例えば、日本国において、グリッド点は、約６０ｋｍ間隔で、約３５０箇所に設定されている。準天頂衛星１は、電離層補正値を含む測位補強情報ａを、３０秒ごとに配信する。

電離層補正値は、電離層において生じた、ＧＮＳＳ衛星２から各グリッド点までの距離における測位情報の遅延量である。地上局端末３は、測位情報ｂを用いてＧＮＳＳ衛星と当該地上局端末３との間の疑似距離を測定し、測定された疑似距離を、測位補強情報ａに含まれる電離層補正値を用いて補正することで、高精度な疑似距離を得ることができる。

電離層補正値をグリッド点ごとに計算する、すなわち、電離層補正値をグリッド点ごとに割り振ることで、電離層補正値を含む測位補強情報ａは、空間的に圧縮される。なお、電離層補正値を含む測位補強情報ａの伝送容量は、約２ｋｂｐｓに規定されている。

前述したように、電離層補正値はグリッド点ごとに計算されるので、地上局端末３は、準天頂衛星１から配信された測位補強情報ａのうち、当該地上局端末３に最も近い箇所に設定されたグリッド点に対応する電離層補正値を含んだ測位補強情報ａを用いることで、測位情報ｂを正確に補正できる。すなわち、グリッド間隔を狭くするほど、地上局端末３は、近傍に設定されたグリッド点に対応する電離層補正値を受信することができるので、測位精度が向上する。

しかしながら、測位補強情報ａの伝送容量には制限（約２ｋｂｐｓ）があり、グリッド間隔を狭めることはできない。一方、測位補強情報ａの伝送すべき情報量を削減するために、当初の６０ｋｍ間隔から、当該間隔の２倍以上の整数倍の間隔（例えば、１２０ｋｍ間隔）にグリッド間隔を広げた場合、測位精度は、センチメートル級からデジメートル級に劣化する。また、電離層補正値を関数で近似したときの係数のみを、測位補強情報ａに含めて送信することで、伝送すべき情報量は削減されるが、近似誤差によって、測位精度は、センチメートル級からデジメートル級に劣化する。

また、電離層擾乱は、不均一な電離層を生成するので、電離層擾乱の影響を強く受けた電離層における測位情報ｂの遅延は、電離層擾乱の影響が弱い電離層における測位情報ｂの遅延とは異なるものになる。この遅延の差は、疑似距離の補正値である電離層補正値の精度を大きく劣化させる。

そこで、実施の形態１に係る測位システムでは、情報処理装置が、電離層の状態の指標値の変動に応じて、準天頂衛星１から測位補強情報ａを送信するグリッド点の間隔を動的に設定する。これにより、リアルタイムに電離層擾乱の影響を受けている度合いに応じてグリッド間隔が設定されるので、電離層擾乱が発生しても、地上局端末３は測位精度を保つことができる。さらに、グリッド間隔が所定の値（例えば、６０ｋｍ）に固定されず、電離層擾乱の影響を受けた度合いが低いエリアではグリッド間隔を広げることができるので、測位補強情報ａの情報量を削減することが可能である。

図２は、実施の形態１に係る情報処理装置の構成を示すブロック図であって、図１に示した主管制局４に相当する装置を示している。図２に示す情報処理装置は、計算部４１、グリッド設定部４２および送信部４３を備えて構成され、複数の電子基準点５のそれぞれによって計測された測位の補正情報に基づいて、複数のグリッド点のそれぞれに対応した測位補強情報ａを生成する。

計算部４１は、複数の電子基準点５によってそれぞれ計測された測位補正情報に基づいて、全てのエリアのグリッド点ごとに対応する測位補正情報を計算する。例えば、実施の形態１における計算部４１は、全てのエリアのグリッド点ごとに対応する電離層補正値を計算する。

グリッド設定部４２は、地上に複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値の変動に応じて、計算部４１によって計算された電離層補正値を含む測位補強情報ａを、準天頂衛星１から送信するグリッド点の間隔を設定する設定部である。
例えば、電離層に生じた電離層擾乱の影響を強く受けたエリアでは、グリッド点ごとの電離層補正値の空間的なばらつきが大きく、電離層擾乱の影響をあまり受けなかったエリアでは、グリッド点ごとの電離層補正値の空間的なばらつきが小さい。
そこで、実施の形態１におけるグリッド設定部４２は、エリアに含まれる複数のグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値の変動に応じて、準天頂衛星１から測位補強情報ａを送信するグリッド点の間隔を設定する。

図３は、地上に設定されたエリアごとのグリッドを示す図である。例えば、日本国は、（１）から（１２）までのエリアに分けられ、エリアごとにグリッドが設定される。グリッド設定部４２によって、グリッド点の間隔は動的に設定される。動的とは、エリアごとの電離層の状態の指標値に応じて、測位補強情報ａの配信を行う度に、グリッド点の間隔を設定する、あるいは、１時間ごとまたは１日ごと、といった一定の周期で逐次的にグリッド点の間隔を設定することを意味する。

さらに、グリッド設定部４２は、準天頂衛星１から配信される測位補強情報ａのそれぞれに対応するグリッド点の総数が規定値以下になるようにグリッド間隔を設定する。規定値とは、測位補強情報ａの伝送容量の制限を満たすグリッド点の総数である。

送信部４３は、グリッド設定部４２によって設定された間隔のグリッド点のそれぞれに対応する電離層補正値を含む測位補強情報ａを、準天頂衛星１に送信する処理を行う。
例えば、送信部４３は、アップリンク局６を介して、測位補強情報ａを準天頂衛星１に送信する。準天頂衛星１は、主管制局４から受信された測位補強情報ａを地上局端末３に配信する。

次に、実施の形態１に係る情報処理装置の動作について説明する。
図４は、実施の形態１に係る測位補強情報送信方法を示すフローチャートであり、主管制局４である情報処理装置の動作を示している。
計算部４１が、複数の電子基準点５によってそれぞれ計測された測位の補正情報に基づいて、エリアのグリッド点ごとに対応する電離層補正値を計算する（ステップＳＴ１）。計算部４１によって計算されたグリッド点ごとの電離層補正値は、グリッド設定部４２に出力される。

グリッド設定部４２は、エリアごとの電離層補正値の空間的な変動に応じて、計算部４１によって計算された電離層補正値を含む測位補強情報ａを、準天頂衛星１から送信するグリッド点の間隔を設定する（ステップＳＴ２）。
例えば、グリッド設定部４２は、下記式（１）で表されるグリッド点ごとの電離層補正値Ｉ_Ｇｉを計算部４１から入力する。下記式（１）において、ｘ_Ｇｉおよびｙ_Ｇｉは、第ｉのグリッド点の緯度および経度であり、Ｉ_Ｇｉは、第ｉのグリッド点に対応する電離層補正値である。Ｎは、１以上の自然数である。

次に、グリッド設定部４２は、下記式（２）に基づいて、エリアごとに、電離層補正値Ｉ_Ｇｉの空間的なばらつきを計算する。下記式（２）において、ｉ∈ｈは、第ｈのエリアに含まれる電子基準点５のインデックスｉの集合を意味しており、ｖａｒは、分散を計算することを意味する。グリッド設定部４２は、計算部４１から順次入力される電離層補正値Ｉ_Ｇｉについての空間的なばらつきを、下記式（２）を用いて計算する。Ω_ｈは、電離層の安定度合いの尺度となり得る。

測位補強情報ａを送信するグリッド点の総数の規定値ＴＨは、各エリア内のグリッド点の数をＭ_ｈとした場合、下記式（３）で表すことができる。下記式（３）において、Ｈは地上に設定されたエリアの総数である。さらに、グリッド点の数Ｍ_ｈは、エリアの面積をＡ_ｈとし、グリッド間隔をＤ_ｈとすると、下記式（４）で表すことができる。

グリッド設定部４２は、下記式（５）に従って、グリッド点の数Ｍ_ｈを、電離層補正値Ｉ_Ｇｉの空間的なばらつきΩ_ｈが大きいほど多くし、小さいほど、少なくなるように設定する。すなわち、グリッド設定部４２は、下記式（６）に従って、エリアごとのグリッド間隔Ｄ_ｈを設定する。Ω_ｊは、第ｊのエリアにおける電離層補正値Ｉ_Ｇｉの空間的なばらつきである。

図５は、電離層擾乱の影響を強く受けるエリアに対するグリッド間隔の設定処理を説明する図である。図５に示す領域Ａは、電離層擾乱の影響を強く受けている領域である。
グリッド設定部４２は、電離層擾乱の影響を強く受けている領域Ａについて、上記式（６）に従い、グリッド間隔Ｄ_ｈを設定する。領域Ａは、電離層擾乱の影響を強く受け、計算部４１によって計算された電離層補正値の空間的なばらつきΩ_ｈが大きいので、グリッド設定部４２は、領域Ａが含まれるエリアにおいて測位補強情報ａを送信するグリッド間隔Ｄ_ｈを狭くする。

図６は、実施の形態１における電離層補正値の変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。図６において、エリアとグリッド点の関係の説明を簡単にするために、グリッド点を、緯度経度の２次元で規定するのではなく、グリッド番号ごとの１次元で規定している。エリア（１）では、電離層補正値の空間的なばらつきが大きく、エリア（３）では、電離層補正値の空間的なばらつきが小さく、エリア（２）は、電離層補正値の空間的なばらつきが、エリア（１）とエリア（３）の中間程度である。

グリッド設定部４２は、電離層補正値の空間的なばらつきが大きいエリア（１）において、測位補強情報ａを送信すべきグリッド間隔Ｄ_ｈが狭くなるように、グリッド点を間引かない。このグリッド間隔で測位補強情報ａが配信されることにより、地上局端末３は、当該地上局端末３により近いグリッド点に対応する電離層補正値を含んだ測位補強情報ａを受信することが可能になる。このように、グリッド設定部４２は、計算部４１によって計算された電離層補正値の空間的な変動が大きいエリアにおける、グリッド点の間引き数を０または少なくする。

電離層補正値の空間的なばらつきが中程度のエリア（２）において、グリッド設定部４２は、測位補強情報ａを送信するグリッド間隔Ｄ_ｈが中程度になるように、グリッド点を間引く。例えば、エリア（２）にはグリッド番号がｇ８からｇ１３までのグリッド点が存在するが、グリッド設定部４２は、グリッド番号がｇ８、ｇ１０およびｇ１２である３つのグリッド点を間引いている。エリア（２）は、電離層補正値の空間的なばらつきが中程度であるので、地上局端末３は、グリッド番号がｇ９、ｇ１１およびｇ１３の３つのグリッド点のうち、当該地上局端末３に最も近いグリッド点に対応する電離層補正値を含んだ測位補強情報ａを用いることで、センチメートル級の測位精度を実現できる。

電離層補正値の空間的なばらつきが小さいエリア（３）において、グリッド設定部４２は、測位補強情報ａを送信するグリッド間隔Ｄ_ｈが広がるようにグリッド点を間引く。例えば、エリア（３）にはグリッド番号がｇ１４からｇ１９までのグリッド点が存在するが、グリッド設定部４２は、グリッド番号がｇ１４からｇ１８までの５つのグリッド点を間引いている。エリア（３）は、電離層補正値の空間的なばらつきが小さいので、地上局端末３は、グリッド番号がｇ１９のグリッド点に対応する電離層補正値を含んだ測位補強情報ａを用いることで、センチメートル級の測位精度を実現できる。このように、グリッド設定部４２は、電離層補正値の空間的な変動が小さいエリアにおけるグリッド点の間引き数を増やす。

図４の説明に戻る。
送信部４３は、グリッド設定部４２によって設定されたグリッド間隔の測位補強情報ａを、準天頂衛星１に送信する処理を行う（ステップＳＴ３）。例えば、送信部４３は、アップリンク局６を介して、計算部４１によって計算された電離層補正値を含む測位補強情報ａを準天頂衛星１に送信する。準天頂衛星１は、主管制局４から受信された測位補強情報ａを地上局端末３に配信する。地上局端末３は、準天頂衛星１から配信された測位補強情報ａのうち、当該地上局端末３に最も近いグリッド点に対応する電離層補正値を含む測位補強情報ａを受信し、受信された測位補強情報ａに含まれる電離層補正値を用いて測位情報ｂを補正する。これにより、地上局端末３において、センチメートル級の測位精度が実現される。

この後、計算部４１は、全てのエリアでグリッド点ごとの電離層補正値を計算したか否かを確認する（ステップＳＴ４）。グリッド点ごとの電離層補正値を計算していないエリアがあれば（ステップＳＴ４；ＮＯ）、計算部４１は、ステップＳＴ１の処理に戻って、次のエリアのグリッド点ごとの電離層補正値を計算する。全てのエリアでグリッド点ごとの電離層補正値が計算されていた場合（ステップＳＴ４；ＹＥＳ）、実施の形態１に係る情報処理装置は、図４に示す一連の処理を終了する。

続いて、実施の形態１に係る情報処理装置の機能を実現するハードウェア構成について説明する。実施の形態１に係る情報処理装置における、計算部４１、グリッド設定部４２および送信部４３の機能は、処理回路により実現される。すなわち、実施の形態１に係る情報処理装置は、図４のステップＳＴ１からステップＳＴ４までの処理を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。

図７Ａは、実施の形態１に係る情報処理装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図７Ｂは、実施の形態１に係る情報処理装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図７Ａおよび図７Ｂにおいて、入力インタフェース１００は、計算部４１が電子基準点５から入力する情報を中継するインタフェースである。出力インタフェース１０１は、送信部４３からアップリンク局６へ出力される情報を中継するインタフェースである。

上記処理回路が図７Ａに示す専用のハードウェアである場合、処理回路１０２は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものが該当する。なお、計算部４１、グリッド設定部４２および送信部４３の機能を別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。

上記処理回路が図７Ｂに示すプロセッサ１０３である場合、計算部４１、グリッド設定部４２および送信部４３の機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されてメモリ１０４に記憶される。プロセッサ１０３は、メモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、計算部４１、グリッド設定部４２および送信部４３の機能を実現する。すなわち、実施の形態１に係る情報処理装置は、プロセッサ１０３によって実行されるときに、図４に示したステップＳＴ１からステップＳＴ４までの処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０４を備える。これらのプログラムは、計算部４１、グリッド設定部４２および送信部４３の手順または方法をコンピュータに実行させるものである。メモリ１０４は、コンピュータを、計算部４１、グリッド設定部４２および送信部４３として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。

メモリ１０４には、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。

なお、計算部４１、グリッド設定部４２および送信部４３の機能について一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。
例えば、送信部４３については、専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、計算部４１およびグリッド設定部４２については、プロセッサ１０３がメモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することでその機能を実現してもよい。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせによって、上記機能のそれぞれを実現することができる。

以上のように、実施の形態１に係る情報処理装置は、地上を複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値（電離層補正値の空間的なばらつき）に応じて、準天頂衛星１から測位補強情報ａを送信するグリッド間隔Ｄ_ｈを設定する。これにより、電離層擾乱が発生しても、測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができる。また、図４に示した測位補強情報送信方法を実行することで、上記と同様の効果が得られる。

実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る情報処理装置の構成を示すブロック図であって、図１に示した主管制局４に相当する装置である。図８に示す情報処理装置は、計算部４１Ａ、グリッド設定部４２Ａおよび送信部４３を備え、複数の電子基準点５のそれぞれによって計測された測位の補正情報に基づいて、複数のグリッド点のそれぞれに対応した測位補強情報ａを生成する。

電離層擾乱の影響を強く受けたエリアでは、グリッド点ごとの電離層補正値の誤差σが大きく、電離層擾乱の影響をあまり受けなかったエリアでは、グリッド点ごとの電離層補正値の誤差σが小さい。すなわち、電離層補正値の誤差σ（インテグリティ情報）は、電離の状態の指標値となり得る。

計算部４１Ａは、複数の電子基準点５によってそれぞれ計測された測位補正情報に基づいて、全てのエリアのグリッド点ごとに対応する測位補正情報を計算する。例えば、実施の形態２における計算部４１Ａは、全てのエリアのグリッド点ごとに対応する電離層補正値の誤差σ（インテグリティ情報）を計算する。

グリッド設定部４２Ａは、地上に複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値の変動に応じて、計算部４１Ａによって計算された電離層補正値の誤差σを含む測位補強情報ａを、準天頂衛星１から送信するグリッド点の間隔を設定する設定部である。
例えば、電離層に生じた電離層擾乱の影響を強く受けたエリアでは、グリッド点ごとの電離層補正値の誤差σの空間的なばらつきが大きく、電離層擾乱の影響をあまり受けなかったエリアでは、グリッド点ごとの電離層補正値の誤差σの空間的なばらつきが小さい。
そこで、実施の形態２におけるグリッド設定部４２Ａは、エリアに含まれる複数のグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値の誤差σの変動に応じて、準天頂衛星１から測位補強情報ａを送信するグリッド点の間隔を設定する。

さらに、グリッド設定部４２Ａは、準天頂衛星１から配信される測位補強情報ａのそれぞれに対応するグリッド点の総数が規定値以下になるようにグリッド間隔を設定する。規定値とは、測位補強情報ａの伝送容量の制限を満たすグリッド点の総数である。

送信部４３は、グリッド設定部４２Ａによって設定された間隔のグリッド点のそれぞれに対応する電離層補正値の誤差σを含む測位補強情報ａを、準天頂衛星１に送信する処理を行う。例えば、送信部４３は、アップリンク局６を介して、測位補強情報ａを準天頂衛星１に送信する。準天頂衛星１は、主管制局４から受信された測位補強情報ａを地上局端末３に配信する。

次に、グリッド設定部４２Ａの動作について説明する。
例えば、グリッド設定部４２Ａは、下記式（７）で表されるグリッド点ごとの電離層補正値の誤差σ_Ｇｉを計算部４１Ａから入力する。下記式（７）において、ｘ_Ｇｉおよびｙ_Ｇｉは、第ｉのグリッド点の緯度および経度であり、σ_Ｇｉは、第ｉのグリッド点に対応する電離層補正値である。Ｎは、１以上の自然数である。

次に、グリッド設定部４２Ａは、下記式（８）に基づいて、電離層補正値の誤差σ_Ｇｉを計算する。下記式（８）において、ｉ∈ｈは、第ｈのエリアに含まれる電子基準点５のインデックスｉの集合を意味しており、ｍｅａｎは、平均をとることを意味する。グリッド設定部４２Ａは、計算部４１Ａによって計算された電離層補正値の誤差σ_Ｇｉを用い、下記式（８）に従って電離層補正値の誤差σ_Ｇｉの空間的な平均値ξ_ｈを計算する。ξ_ｈは電離層の安定度合いの尺度となり得る。

実施の形態１と同様に、測位補強情報ａを送信するグリッド点の総数の規定値ＴＨは、各エリア内のグリッド点の数をＭ_ｈとした場合、上記式（３）で表すことができる。さらに、グリッド点の数Ｍ_ｈは、エリアの面積をＡ_ｈとし、グリッド間隔をＤ_ｈとすると、上記式（４）で表すことができる。

グリッド設定部４２Ａは、下記式（９）に従い、グリッド点の数Ｍ_ｈを、（ξ_ｈ）^−１が大きいほど多くし、小さいほど少なくなるように設定する。すなわち、グリッド設定部４２Ａは、下記式（１０）からエリアごとのグリッド間隔Ｄ_ｈを設定する。（ξ_ｊ）^−１は、第ｊのエリアにおける電離層補正値の誤差σ_Ｇｉの空間的な平均値の逆数である。

図９は、実施の形態２における電離層補正値の誤差σの変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。図９において、エリアとグリッド点の関係の説明を簡単にするために、グリッド点を、緯度経度の２次元で規定するのではなく、グリッド番号ごとの１次元で規定している。エリア（１）では、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が大きく、エリア（３）では、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が小さく、エリア（２）は、電離層補正値の誤差σの空間的なばらつきが、エリア（１）とエリア（３）の中間程度である。

グリッド設定部４２Ａは、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が大きいエリア（１）において、測位補強情報ａを送信すべきグリッド間隔Ｄ_ｈが狭くなるように、グリッド点を間引かない。このグリッド間隔で測位補強情報ａが配信されることにより、地上局端末３は、当該地上局端末３に近いグリッド点に対応する電離層補正値の誤差σを含んだ測位補強情報ａを受信することが可能になる。このように、グリッド設定部４２Ａは、計算部４１Ａによって計算された電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が大きいエリアにおける、グリッド点の間引き数を０または少なくする。

電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が中程度のエリア（２）において、グリッド設定部４２Ａは、測位補強情報ａを送信するグリッド間隔Ｄ_ｈが中程度になるように、グリッド点を間引く。例えば、エリア（２）には、グリッド番号がｇ８からｇ１３までのグリッド点が存在するが、グリッド設定部４２Ａは、グリッド番号がｇ８、ｇ１０およびｇ１２である３つのグリッド点を間引いている。エリア（２）は、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が中程度であるので、地上局端末３は、グリッド番号がｇ９、ｇ１１およびｇ１３の３つのグリッド点のうち、当該地上局端末３に最も近いグリッド点に対応する電離層補正値の誤差σを含んだ測位補強情報ａを用いることで、センチメートル級の測位精度を実現できる。

電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が小さいエリア（３）において、グリッド設定部４２は、測位補強情報ａを送信するグリッド間隔Ｄ_ｈが広がるようにグリッド点を間引く。すなわち、グリッド設定部４２Ａは、計算部４１Ａによって計算された電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が小さいエリアにおける、グリッド点の間引き数を増やす。
例えば、エリア（３）には、グリッド番号がｇ１４からｇ１９までのグリッド点が存在するが、グリッド設定部４２Ａは、グリッド番号がｇ１４からｇ１８までの５つのグリッド点を間引いている。エリア（３）は電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が小さいので、地上局端末３は、グリッド番号がｇ１９のグリッド点に対応する電離層補正値の誤差σを含む測位補強情報ａを用いるだけで、センチメートル級の測位精度を実現することが可能である。

なお、実施の形態２に係る情報処理装置における、計算部４１Ａ、グリッド設定部４２Ａおよび送信部４３の機能は、処理回路によって実現される。処理回路は、図７Ａに示した専用のハードウェアの処理回路１０２であってもよいが、図７Ｂに示したメモリ１０４に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ１０３であってもよい。

以上のように、実施の形態２に係る情報処理装置は、地上を複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値（電離層補正値の誤差σの空間的な平均値）に基づいて、準天頂衛星１から測位補強情報ａを送信するグリッド間隔Ｄ_ｈを設定する。これにより、電離層擾乱が発生しても、測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができる。
また、前述した手順の測位補強情報送信方法を実行することで、上記と同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る情報処理装置の構成を示すブロック図であって、図１に示した主管制局４に相当する装置である。図１０に示す情報処理装置は、計算部４１、送信部４３、選択部４４および決定部４５を備え、複数の電子基準点５のそれぞれによって計測された測位の補正情報に基づいて、複数のグリッド点のそれぞれに対応した測位補強情報ａを生成する。

計算部４１は、複数の電子基準点５によってそれぞれ計測された補正情報に基づいて、エリアごとに含まれる全てのグリッド点にそれぞれ対応する測位補正情報を計算する。例えば、計算部４１は、実施の形態１と同様に、エリアごとに含まれる全てのグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値を計算する。

選択部４４は、エリアごとの電離層の状態の指標値に応じて、計算部４１によって計算された電離層補正値を近似する近似関数の次数を選択する。
例えば、選択部４４は、電離層補正値の空間的なばらつきが大きいエリアでは、電離層擾乱の影響が強いと考えられるので、電離層補正値を近似する関数の次数を高くし、電離層補正値の空間的なばらつきが小さいエリアでは、電離層擾乱の影響をあまり受けていないと考えられるので、電離層補正値を近似する関数の次数を低くする。

なお、選択部４４は、準天頂衛星１から配信される測位補強情報ａのそれぞれに対応するグリッド点の総数が規定値以下になる近似関数の次数を選択する。規定値とは、測位補強情報ａの伝送容量の制限を満たすグリッド点の総数である。

決定部４５は、選択部４４によって選択された次数の近似関数を用いて電離層補正値が近似されたときの近似関数の係数の値を決定する。
送信部４３は、決定部４５によって決定された係数の値を、測位補強情報ａに含めて準天頂衛星１に送信する処理を行う。例えば、送信部４３は、アップリンク局６を介して、測位補強情報ａを準天頂衛星１に送信する。準天頂衛星１は、主管制局４から受信された測位補強情報ａを地上局端末３に配信する。電離層補正値が近似関数で近似されたときの係数のみが測位補強情報ａとして送信されるので、伝送すべき情報量が削減される。
また、電離層の状態に応じて近似関数の次数が選択されるので、近似誤差を低減することができる。

次に、選択部４４の動作について説明する。
例えば、選択部４４は、エリアごとの電離層の状態に応じて、下記式（１１）で表される２次の近似関数を選択する。ただし、Ｍは、下記式（１１）に示す近似関数の次数であり、ｐ_ｉｊは、下記式（１１）に示す近似関数の係数である。

次数Ｍである近似関数の係数の総数をＣ_Ｍとし、第ｈのエリアに対応する次数をＭ（ｈ）とし、次数Ｍ（ｈ）である近似関数の係数の総数をＣ_Ｍ（ｈ）とした場合に、グリッド点の総数が規定値以下になる近似関数の係数の総数は、下記式（１２）で表すことができる。

選択部４４は、エリアごとの次数Ｍ（ｈ）を、下記式（１３）に従って、電離層補正値Ｉ_Ｇｉの空間的なばらつきΩ_ｈを用いて計算する。次数Ｍ（ｈ）は、Ω_ｈが大きいほど、高い次数を選択し、Ω_ｈが小さいほど、低い次数を選択する。なお、下記式（１３）において、Ｋは、ユーザによって設定されるパラメータである。決定部４５は、例えば、下記式（１３）の近似関数について最小二乗法を用いることによって、係数ｐ_ｉｊを算出する。

図１１は、実施の形態３における電離層補正値の変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。図１１において、エリアとグリッド点の関係の説明を簡単にするために、グリッド点を、緯度経度の２次元で規定するのではなく、グリッド番号ごとの１次元で規定している。エリア（１）では、電離層補正値の空間的なばらつきが大きく、エリア（３）では、電離層補正値の空間的なばらつきが小さく、エリア（２）は、電離層補正値の空間的なばらつきが、エリア（１）とエリア（３）の中間程度である。

選択部４４は、電離層補正値の空間的なばらつきが大きいエリア（１）において、電離層補正値を近似する近似関数の次数として高い次数を選択する。決定部４５は、選択部４４によって選択された高い次数の近似関数を用いて電離層補正値が近似されたときの近似関数の係数の値を決定する。送信部４３は、決定部４５によって決定された係数の値を、測位補強情報ａに含めて準天頂衛星１に送信する。地上局端末３は、当該地上局端末３に近いグリッド点に対応する測位補強情報ａを受信し、当該測位補強情報ａに含まれる次数を用いて電離層補正値を求め、求めた電離層補正値を用いて測位情報ｂを補正する。これにより、センチメートル級の測位精度を実現できる。

選択部４４は、電離層補正値の空間的なばらつきが中程度のエリア（２）において、電離層補正値を近似する近似関数の次数として、エリア（１）とエリア（３）の中間の高さの次数を選択する。決定部４５は、選択部４４によって選択された中程度の次数の近似関数を用いて電離層補正値が近似されたときの近似関数の係数の値を決定する。送信部４３は、決定部４５によって決定された係数の値を、測位補強情報ａに含めて準天頂衛星１に送信する。地上局端末３は、当該地上局端末３に近いグリッド点に対応する測位補強情報ａを受信し、当該測位補強情報ａに含まれる次数を用いて電離層補正値を求め、求めた電離層補正値を用いて測位情報ｂを補正する。これにより、センチメートル級の測位精度を実現できる。

選択部４４は、電離層補正値の空間的なばらつきが小さいエリア（３）において、電離層補正値を近似する近似関数の次数として低い次数を選択する。決定部４５は、選択部４４によって選択された低い次数の近似関数を用いて電離層補正値が近似されたときの近似関数の係数の値を決定する。送信部４３は、決定部４５によって決定された係数の値を、測位補強情報ａに含めて準天頂衛星１に送信する。地上局端末３は、当該地上局端末３に近いグリッド点に対応する測位補強情報ａを受信し、当該測位補強情報ａに含まれる次数を用いて電離層補正値を求め、求めた電離層補正値を用いて測位情報ｂを補正する。これにより、センチメートル級の測位精度を実現できる。

なお、実施の形態３に係る情報処理装置における、計算部４１、送信部４３、選択部４４および決定部４５の機能は、処理回路によって実現される。処理回路は、図７Ａに示した専用のハードウェアの処理回路１０２であってもよいが、図７Ｂに示したメモリ１０４に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ１０３であってもよい。

以上のように、実施の形態３に係る情報処理装置は、地上を複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値（電離層補正値の空間的なばらつき）に基づいて、電離層補正値を近似する近似関数の次数を選択し、選択された次数の近似関数を用いて電離層補正値が近似されたときの係数の値を決定し、決定された係数の値を測位補強情報ａに含めて送信する。これにより、電離層擾乱が発生しても測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができる。また、前述した手順の測位補強情報送信方法を実行することで、上記と同様の効果が得られる。

実施の形態４．
図１２は、実施の形態４に係る情報処理装置の構成を示すブロック図であって、図１に示した主管制局４に相当する装置である。図１２に示す情報処理装置は、計算部４１Ａ、送信部４３、選択部４４Ａおよび決定部４５Ａを備え、複数の電子基準点５のそれぞれによって計測された測位補正情報に基づいて、複数のグリッド点のそれぞれに対応した測位補強情報ａを生成する。

計算部４１Ａは、複数の電子基準点５によってそれぞれ計測された補正情報に基づいて、エリアごとに含まれる全てのグリッド点にそれぞれ対応する測位補正情報を計算する。例えば、計算部４１Ａは、実施の形態２と同様に、エリアごとに含まれる全てのグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値の誤差σ（インテグリティ情報）を計算する。

選択部４４Ａは、エリアごとの電離層の状態の指標値に応じて、計算部４１によって計算された電離層補正値の誤差σを近似する近似関数の次数を選択する。
例えば、選択部４４Ａは、電離層補正値の誤差σの空間的な平均が大きいエリアでは、電離層擾乱の影響が強いと考えられるので、電離層補正値の誤差σを近似する関数の次数を高くし、電離層補正値の誤差σの空間的な平均が小さいエリアでは、電離層擾乱の影響をあまり受けていないと考えられるので、電離層補正値の誤差σを近似する関数の次数を低くする。

なお、選択部４４Ａは、準天頂衛星１から配信される測位補強情報ａのそれぞれに対応するグリッド点の総数が規定値以下になる近似関数の次数を選択する。規定値とは、測位補強情報ａの伝送容量の制限を満たすグリッド点の総数である。

決定部４５Ａは、選択部４４Ａによって選択された次数の近似関数を用いて電離層補正値の誤差σが近似されたときの近似関数の係数の値を決定する。
送信部４３は、決定部４５Ａによって決定された係数の値を、測位補強情報ａに含めて準天頂衛星１に送信する処理を行う。例えば、送信部４３は、アップリンク局６を介して測位補強情報ａを準天頂衛星１に送信する。準天頂衛星１は、主管制局４から受信された測位補強情報ａを地上局端末３に配信する。電離層補正値の誤差σを近似関数で近似したときの係数のみが測位補強情報ａとして送信されるので、伝送すべき情報量が削減される。また、電離層の状態に応じて近似関数の次数が選択されるので、近似誤差を低減することができる。

次に、選択部４４Ａの動作について説明する。
例えば、選択部４４Ａは、電離層補正値の誤差σ（インテグリティ情報）の空間的な平均に応じて、計算部４１Ａによってグリッド点ごとに計算された電離層補正値の誤差σを近似する近似関数の次数を選択する。例えば、選択部４４Ａは、下記式（１４）に従い、エリアごとの次数Ｍ（ｈ）を選択する。次数Ｍ（ｈ）は、第ｈのエリアにおける電離層補正値の誤差σ_Ｇｉの空間的な平均値の逆数である（ξ_ｈ）^−１が大きいほど高い次数を選択し、（ξ_ｈ）^−１が小さいほど低い次数を選択する。下記式（１４）において、Ｋは、ユーザによって設定されるパラメータである。決定部４５Ａは、例えば、下記式（１４）の近似関数について最小二乗法を用いることによって、係数ｐ_ｉｊを算出する。

図１３は、実施の形態４における電離層補正値の誤差σの変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。図１３において、エリアとグリッド点の関係の説明を簡単にするために、グリッド点を、緯度経度の２次元で規定するのではなく、グリッド番号ごとの１次元で規定している。エリア（１）では、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が大きく、エリア（３）では、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が小さく、エリア（２）は、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が、エリア（１）とエリア（３）の中間程度である。

選択部４４Ａは、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が大きいエリア（１）において、電離層補正値の誤差σを近似する近似関数の次数として高い次数を選択する。決定部４５Ａは、選択部４４Ａによって選択された高い次数の近似関数を用いて電離層補正値の誤差σが近似されたときの近似関数の係数の値を決定する。送信部４３は、決定部４５Ａによって決定された係数の値を、測位補強情報ａに含めて準天頂衛星１に送信する。地上局端末３は、当該地上局端末３に近いグリッド点に対応する測位補強情報ａを受信して、当該測位補強情報ａに含まれる次数を用いて電離層補正値の誤差σを求め、求めた電離層補正値の誤差σを用いて測位情報ｂを補正する。これにより、センチメートル級の測位精度を実現できる。

選択部４４Ａは、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が中程度のエリア（２）において、電離層補正値の誤差σを近似する近似関数の次数として、エリア（１）とエリア（３）の中間の高さの次数を選択する。決定部４５Ａは、選択部４４Ａによって選択された中程度の次数の近似関数を用いて電離層補正値の誤差σが近似されたときの近似関数の係数の値を決定する。送信部４３は、決定部４５Ａによって決定された係数の値を、測位補強情報ａに含めて準天頂衛星１に送信する。地上局端末３は、当該地上局端末３に近いグリッド点に対応する測位補強情報ａを受信して、当該測位補強情報ａに含まれる次数を用いて電離層補正値の誤差σを求め、求めた電離層補正値の誤差σを用いて測位情報ｂを補正する。これにより、センチメートル級の測位精度を実現できる。

選択部４４Ａは、電離層補正値の誤差σの空間的な平均値が小さいエリア（３）において、電離層補正値の誤差σを近似する近似関数の次数として低い次数を選択する。決定部４５Ａは、選択部４４Ａによって選択された低い次数の近似関数を用いて電離層補正値の誤差σが近似されたときの近似関数の係数の値を決定する。送信部４３は、決定部４５Ａによって決定された係数の値を、測位補強情報ａに含めて準天頂衛星１に送信する。地上局端末３は、当該地上局端末３に近いグリッド点に対応する測位補強情報ａを受信し、当該測位補強情報ａに含まれる次数を用いて電離層補正値の誤差σを求め、求めた電離層補正値の誤差σを用いて測位情報ｂを補正する。これにより、センチメートル級の測位精度を実現できる。

なお、実施の形態４に係る情報処理装置における、計算部４１Ａ、送信部４３、選択部４４Ａおよび決定部４５Ａの機能は、処理回路によって実現される。処理回路は、図７Ａに示した専用のハードウェアの処理回路１０２であってもよいが、図７Ｂに示したメモリ１０４に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ１０３であってもよい。

以上のように、実施の形態４に係る情報処理装置は、地上を複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値（電離層補正値の誤差σの空間的な平均値）に基づいて、電離層補正値の誤差σを近似する近似関数の次数を選択し、選択された次数の近似関数を用いて電離層補正値の誤差σが近似されたときの係数の値を決定し、決定された係数の値を測位補強情報ａに含めて送信する。これにより、電離層擾乱が発生しても測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができる。また、前述した手順の測位補強情報送信方法を実行することで、上記と同様の効果が得られる。

実施の形態５．
図１４は、実施の形態５に係る情報処理装置の構成を示すブロック図であって、図１に示した主管制局４に相当する装置を示している。図１４に示す情報処理装置は、計算部４１、グリッド設定部４２Ｂおよび送信部４３を備え、複数の電子基準点５のそれぞれによって計測された測位の補正情報に基づいて、複数のグリッド点のそれぞれに対応した測位補強情報ａを生成する。

計算部４１は、複数の電子基準点５によってそれぞれ計測された補正情報に基づいて、エリアごとに含まれる全てのグリッド点にそれぞれ対応する測位補正情報を計算する。例えば、計算部４１は、実施の形態１と同様に、エリアごとに含まれる全てのグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値を計算する。

グリッド設定部４２Ｂは、注目のグリッド点に対応する電離層補正値と、注目のグリッド点に対して準天頂衛星１から測位補強情報ａが送信される送信順が前後する２つのグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値の平均値との差分を計算する。そして、グリッド設定部４２Ｂは、測位補強情報ａの送信順に注目のグリッド点を順次変更して計算した複数の差分のうち、最も小さい差分に対応する注目のグリッド点を、測位補強情報ａを送信するグリッド点から間引く処理を行う。グリッド設定部４２Ｂは、この間引き処理を、準天頂衛星１から配信される測位補強情報ａのそれぞれに対応するグリッド点の総数が規定値以下になるまで繰り返す。規定値は、測位補強情報ａの伝送容量の制限を満たすグリッド点の総数である。

送信部４３は、グリッド設定部４２Ｂによって設定された間隔のグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値を含む測位補強情報ａを、準天頂衛星に送信する処理を行う。
例えば、送信部４３は、アップリンク局６を介して、測位補強情報ａを準天頂衛星１に送信する。準天頂衛星１は、主管制局４から受信された測位補強情報ａを地上局端末３に配信する。

次に、グリッド設定部４２Ｂの動作について説明する。
図１５は、実施の形態５におけるグリッド点の間引き処理の概要を示す図であり、上段および下段のグラフは、準天頂衛星１から測位補強情報ａが送信される送信順のグリッド点のグリッド番号と、各々のグリッド点に対応する電離層補正値との関係を示している。図１５の上段のグラフにおいて、グリッド設定部４２Ｂは、グリッド番号ａ３に対応するグリッド点を注目のグリッド点として選択し、このグリッド点に対して、測位補強情報ａが送信される送信順が前後する、グリッド番号ａ２に対応するグリッド点とグリッド番号ａ４に対応するグリッド点を特定する。

次に、グリッド設定部４２Ｂは、特定された２つのグリッド点を線分ｂ１で繋いで線形補間する。線形補間とは、線分で繋がれたグリッド点の測位補正情報の平均値を計算する処理である。すなわち、グリッド設定部４２Ｂは、線分ｂ１で繋がれた２つのグリッド点に対応する電離層補正値の平均値を計算する。この平均値を電離層擾乱補間値と呼ぶ。
続いて、グリッド設定部４２Ｂは、グリッド番号ａ３のグリッド点に対応する電離層補正値と電離層擾乱補間値との差分（残差）ｅ１を計算する。この後、グリッド設定部４２Ｂは、電離層補正値の送信順に注目のグリッド点を順次変更し、前述の手順で複数の差分を順次計算する。グリッド設定部４２Ｂは、計算された複数の差分のうち、最も小さい差分に対応する注目のグリッド点を、測位補強情報ａを送信するグリッド点から間引く。

例えば、図１５の下段のグラフに示すように、グリッド番号ａ３のグリッド点に対応する差分が最も小さく、グリッド番号ａ３のグリッド点が間引かれたものとする。グリッド設定部４２Ｂは、間引かれたグリッド点の前の送信順である、グリッド番号ａ２のグリッド点を注目のグリッド点として、このグリッド点に対して、測位補強情報ａが送信される送信順が前後する、グリッド番号ａ１に対応するグリッド点とグリッド番号ａ４に対応するグリッド点を特定する。この後に、グリッド設定部４２Ｂは、特定された２つのグリッド点を線分ｂ２で繋いで線形補間し、線分ｂ２で繋がれた２つのグリッド点に対応する電離層補正値の平均値を計算する。続いて、グリッド設定部４２Ｂは、グリッド番号ａ２のグリッド点に対応する電離層補正値と電離層擾乱補間値との差分ｅ２を計算する。

同様に、グリッド設定部４２Ｂは、間引かれたグリッド点の後の送信順である、グリッド番号ａ４のグリッド点を注目のグリッド点として、このグリッド点に対して、測位補強情報ａが送信される送信順が前後する、グリッド番号ａ２に対応するグリッド点とグリッド番号ａ５に対応するグリッド点を特定する。この後に、グリッド設定部４２Ｂは、特定された２つのグリッド点を線分ｂ３で繋いで線形補間し、線分ｂ３で繋がれた２つのグリッド点に対応する電離層補正値の平均値を計算する。続いて、グリッド設定部４２Ｂは、グリッド番号ａ４のグリッド点に対応する電離層補正値と電離層擾乱補間値との差分ｅ３を計算する。

この後、グリッド設定部４２Ｂは、差分ｅ２および差分ｅ３のうち、小さい方の差分に対応する注目のグリッド点を、測位補強情報ａを送信するグリッド点から間引く。図１５の下段のグラフにおいては、差分ｅ２が差分ｅ３よりも小さいので、グリッド設定部４２Ｂによって、グリッド番号ａ２のグリッド点が、測位補強情報ａを送信するグリッド点から間引かれる。これにより、間引かれても測位精度にあまり影響を与えないグリッド点が選択されて間引かれる。

なお、実施の形態５に係る情報処理装置における、計算部４１、グリッド設定部４２Ｂおよび送信部４３の機能は、処理回路によって実現される。処理回路は、図７Ａに示した専用のハードウェアの処理回路１０２であってもよいが、図７Ｂに示したメモリ１０４に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ１０３であってもよい。

以上のように、実施の形態５に係る情報処理装置は、注目のグリッド点に対応する電離層補正値と、注目のグリッド点に対して準天頂衛星１から測位補強情報ａが送信される送信順が前後する２つのグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値の平均値との差分を計算し、測位補強情報ａの送信順に注目のグリッド点を順次変更して計算した複数の差分のうち、最も小さい差分に対応する注目のグリッド点を、測位補強情報ａを送信するグリッド点から間引く処理を繰り返して、電離層補正値を含む測位補強情報ａを、準天頂衛星１から配信するグリッド点の間隔を設定する。地上を複数のエリアに分けることなく、電離層補正値のばらつきが小さいグリッド点が間引かれるので、電離層擾乱が発生しても、測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができる。
また、前述した手順の測位補強情報送信方法を実行することで、上記と同様の効果が得られる。

実施の形態６．
図１６は、実施の形態６に係る情報処理装置の構成を示すブロック図であって、図１に示した主管制局４に相当する装置を示している。図１６に示す情報処理装置は、計算部４１Ａ、グリッド設定部４２Ｃおよび送信部４３を備え、複数の電子基準点５のそれぞれによって計測された測位の補正情報に基づいて、複数のグリッド点のそれぞれに対応した測位補強情報ａを生成する。

計算部４１Ａは、複数の電子基準点５によってそれぞれ計測された補正情報に基づいて、エリアごとに含まれる全てのグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値の誤差σ（インテグリティ情報）を計算する。

グリッド設定部４２Ｃは、注目のグリッド点に対応する電離層補正値の誤差σと、注目のグリッド点に対して準天頂衛星１から測位補強情報ａが送信される送信順が前後する２つのグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値の誤差σの平均値との差分を計算する。そして、グリッド設定部４２Ｂは、測位補強情報ａの送信順に注目のグリッド点を順次変更して計算した複数の差分のうち、最も小さい差分に対応する注目のグリッド点を、測位補強情報ａを送信するグリッド点から間引く処理を行う。グリッド設定部４２Ｃは、この間引き処理を、準天頂衛星１から配信される測位補強情報ａのそれぞれに対応するグリッド点の総数が規定値以下になるまで繰り返す。規定値は、測位補強情報ａの伝送容量の制限を満たすグリッド点の総数である。

送信部４３は、グリッド設定部４２Ｃによって設定された間隔のグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値の誤差σを含む測位補強情報ａを、準天頂衛星に送信する処理を行う。
例えば、送信部４３は、アップリンク局６を介して、測位補強情報ａを準天頂衛星１に送信する。準天頂衛星１は、主管制局４から受信された測位補強情報ａを地上局端末３に配信する。

次に、グリッド設定部４２Ｃの動作について説明する。
図１７は、実施の形態６における電離層補正値の誤差σの変動に応じたグリッド間隔の設定処理の概要を示す図である。グリッド設定部４２Ｃは、電離層補正値の誤差σが大きいグリッド点の間引き数を０か少なくし、電離層補正値の誤差σが小さいグリッド点の間引き数を増やしている。これにより、図１７に示すように、間引かれても測位精度にあまり影響を与えないグリッド点が選択されて間引かれる。

なお、実施の形態６に係る情報処理装置における、計算部４１Ａ、グリッド設定部４２Ｃおよび送信部４３の機能は、処理回路によって実現される。処理回路は、図７Ａに示した専用のハードウェアの処理回路１０２であってもよいが、図７Ｂに示したメモリ１０４に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ１０３であってもよい。

以上のように、実施の形態６に係る情報処理装置は、注目のグリッド点に対応する電離層補正値の誤差σと、注目のグリッド点に対して準天頂衛星１から測位補強情報ａが送信される送信順が前後する２つのグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値の誤差σの平均値との差分を計算し、測位補強情報ａの送信順に注目のグリッド点を順次変更して計算した複数の差分のうち、最も小さい差分に対応する注目のグリッド点を、測位補強情報ａを送信するグリッド点から間引く処理を繰り返して、電離層補正値の誤差σを含む測位補強情報ａを、準天頂衛星１から配信するグリッド点の間隔を設定する。地上を複数のエリアに分けることなく、電離層補正値の誤差σが小さいグリッド点が間引かれるので、電離層擾乱が発生しても測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができる。
また、前述した手順の測位補強情報送信方法を実行することで、上記と同様の効果が得られる。

実施の形態１から実施の形態６の説明において、電離層の状態の指標値が、電離層補正値または電離層補正値の誤差σ（インテグリティ情報）である場合を示した。
しかしながら、実施の形態１から実施の形態６までに示した各情報処理装置では、電離層補正値または電離層補正値の誤差σに限定されるものではなく、電離層の状態の指標値となり得る情報であればよい。

実施の形態７．
図１８は、実施の形態７に係る情報処理装置の構成を示すブロック図であって、図１に示した主管制局４に相当する装置を示している。図１８に示す情報処理装置は、計算部４１、グリッド設定部４２Ｄおよび送信部４３を備え、複数の電子基準点５のそれぞれによって計測された測位の補正情報に基づいて、複数のグリッド点のそれぞれに対応した測位補強情報ａを生成する。

計算部４１は、複数の電子基準点５によってそれぞれ計測された測位補正情報に基づいて、全てのエリアのグリッド点ごとに対応する測位補正情報を計算する。例えば、実施の形態７における計算部４１は、全てのエリアのグリッド点ごとに対応する電離層補正値を計算する。なお、実施の形態７に係る情報処理装置は、計算部４１の代わりに、計算部４１Ａを備えてもよい。

電離層擾乱は、一般に、赤道に近いほど、その発生度合いが高い。そこで、実施の形態５に係る情報処理装置では、赤道に近い緯度であれば、グリッド間隔を狭くし、赤道から遠い緯度であれば、グリッド間隔を広く設定する。緯度は、磁気緯度あるいは地理緯度を基準とする。

グリッド設定部４２Ｄは、実施の形態１と同様に、地上に複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値の変動に応じて、計算部４１によって計算された電離層補正値を含む測位補強情報ａを、準天頂衛星１から送信するグリッド点の間隔を設定する。このとき、グリッド設定部４２Ｄは、エリアごとの電離層の状態の指標値としてエリアの緯度の違いを用いる。

図１９は、電離層擾乱の影響を受けやすいエリアを緯度ごとに分けた図であり、緯度の違いに応じて、地上を（１ａ）から（６ａ）の６つのエリアに分けた場合を示している。
例えば、グリッド設定部４２Ｄは、赤道に近いエリアと赤道から遠いエリアとの２つのエリアだけでなく、図１９に示すように、赤道に対する近さに関して２段階以上に分けたエリアでグリッド間隔を徐々に変更する。なお、グリッド設定部４２Ｄは、準天頂衛星１から配信すべき測位補強情報ａに対応するグリッド点の総数が規定値以下になるようにグリッド間隔を設定する。規定値とは、測位補強情報ａの伝送容量の制限を満たすグリッド点の総数である。

送信部４３は、グリッド設定部４２Ｄによって設定された間隔のグリッド点にそれぞれ対応する電離層補正値を含む測位補強情報ａを、準天頂衛星に送信する処理を行う。
例えば、送信部４３は、アップリンク局６を介して、測位補強情報ａを準天頂衛星１に送信する。準天頂衛星１は、主管制局４から受信された測位補強情報ａを地上局端末３に配信する。

また、実施の形態３または実施の形態４に示した選択部が、近似関数の次数を選択するとともに、エリアの緯度の違いに応じて、測位補強情報ａを送信するグリッド点の間隔を設定してもよい。

以上のように、実施の形態７に係る情報処理装置は、地上の緯度の違いに応じて準天頂衛星１から測位補強情報ａを送信するグリッド点の間隔を設定する。これにより、電離層擾乱が発生しても、測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

本発明に係る情報処理装置は、電離層擾乱が発生しても、測位精度を保ちつつ測位補強情報の情報量を削減することができるので、例えば、ＣＬＡＳに代表される測位システムに利用可能である。

１ 準天頂衛星、２ ＧＮＳＳ衛星、３ 地上局端末、４ 主管制局、５ 電子基準点、６ アップリンク局、４１，４１Ａ 計算部、４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ グリッド設定部、４３ 送信部、４４，４４Ａ 選択部、４５，４５Ａ 決定部、１００ 入力インタフェース、１０１ 出力インタフェース、１０２ 処理回路、１０３ プロセッサ、１０４ メモリ。

Claims (14)

1. 測位補強情報を送信する第１の衛星と、測位情報を送信する第２の衛星と、前記測位情報を用いて測位を行う端末とを備え、前記第１の衛星が、地上に設定されたグリッド点に対応する前記測位補強情報を送信し、前記端末が、前記測位補強情報を用いて前記測位情報を補正して測位を行う測位システムに用いられる情報処理装置であって、
   グリッド点ごとにそれぞれ対応する測位補正情報を計算する計算部と、
   地上に複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値の変動に応じて、前記計算部によって計算された前記測位補正情報を含む前記測位補強情報を、前記第１の衛星から送信するグリッド点の間隔を設定する設定部と、
   前記設定部によって設定された間隔のグリッド点にそれぞれ対応する前記測位補正情報を含む前記測位補強情報を、前記第１の衛星に送信する処理を行う送信部と、
   を備えたことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記設定部は、電離層における前記測位情報の伝送遅延の補正に用いられる、前記計算部によって計算された電離層補正値の空間的な変動が大きいエリアにおける、前記第１の衛星から前記測位補強情報を送信するグリッド点の間隔を密に設定し、前記電離層補正値の空間的な変動が小さいエリアにおける、グリッド点の間隔を疎に設定すること
   を特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記設定部は、電離層における前記測位情報の伝送遅延の補正に用いられる、前記計算部によって計算された電離層補正値の誤差の空間的な変動が大きいエリアにおける、前記第１の衛星から前記測位補強情報を送信するグリッド点の間隔を密に設定し、前記電離層補正値の誤差の空間的な変動が小さいエリアにおける、グリッド点の間隔を疎に設定すること
   を特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
4. 前記設定部は、電離層における前記測位情報の伝送遅延の補正に用いられる、前記計算部によって計算された電離層補正値の空間的な変動が大きいエリアにおける、前記第１の衛星から前記測位補強情報を送信するグリッド点の間引き数を０または少なくし、前記電離層補正値の空間的な変動が小さいエリアにおける、前記第１の衛星から前記測位補強情報を送信するグリッド点の間引き数を増やすこと
   を特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
5. 前記設定部は、電離層における前記測位情報の伝送遅延の補正に用いられる、前記計算部によって計算された電離層補正値の誤差の空間的な変動が大きいエリアにおける、前記第１の衛星から前記測位補強情報を送信するグリッド点の間引き数を０または少なくし、前記電離層補正値の誤差の空間的な変動が小さいエリアにおける、前記第１の衛星から前記測位補強情報を送信するグリッド点の間引き数を増やすこと
   を特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
6. 前記設定部は、地上の緯度の違いに応じて前記第１の衛星から前記測位補強情報を送信するグリッド点の間隔を設定すること
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項記載の情報処理装置。
7. 測位補強情報を送信する第１の衛星と、測位情報を送信する第２の衛星と、前記測位情報を用いて測位を行う端末とを備え、前記第１の衛星が、地上に設定されたグリッド点に対応する前記測位補強情報を送信し、前記端末が、前記測位補強情報を用いて前記測位情報を補正して測位を行う測位システムに用いられる情報処理装置であって、
   グリッド点ごとにそれぞれ対応する測位補正情報を計算する計算部と、
   地上に複数に分けるエリアごとの電離層の状態を示す指標値の変動に応じて、前記計算部によって計算された前記測位補正情報を近似する近似関数の次数を選択する選択部と、
   前記選択部によって選択された次数の近似関数を用いて前記測位補正情報が近似されたときの近似関数の係数の値を決定する決定部と、
   前記決定部によって決定された係数の値を、前記測位補強情報に含めて前記第１の衛星に送信する処理を行う送信部と、
   を備えたことを特徴とする情報処理装置。
8. 前記選択部は、電離層における前記測位情報の伝送遅延の補正に用いられる、前記計算部によって計算された電離層補正値の空間的な変動に応じて、エリアごとの前記電離層補正値を近似する近似関数の次数を選択すること
   を特徴とする請求項７記載の情報処理装置。
9. 前記選択部は、電離層における前記測位情報の伝送遅延の補正に用いられる、前記計算部によって計算された電離層補正値の誤差の空間的な変動に応じて、エリアごとの前記電離層補正値の誤差を近似する近似関数の次数を選択すること
   を特徴とする請求項７記載の情報処理装置。
10. 前記選択部は、地上の緯度の違いに応じて前記第１の衛星から前記測位補強情報を送信するグリッド点の間隔を設定すること
    を特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項記載の情報処理装置。
11. 測位補強情報を送信する第１の衛星と、測位情報を送信する第２の衛星と、前記測位情報を用いて測位を行う端末とを備え、前記第１の衛星が、地上に設定されたグリッド点に対応する前記測位補強情報を送信し、前記端末が、前記測位補強情報を用いて前記測位情報を補正して測位を行う測位システムに用いられる情報処理装置であって、
    グリッド点ごとにそれぞれ対応する測位補正情報を計算する計算部と、
    注目のグリッド点に対応する前記測位補正情報と、前記注目のグリッド点に対して前記第１の衛星から前記測位補強情報が送信される送信順が前後する２つのグリッド点にそれぞれ対応する前記測位補正情報の平均値との差分を計算し、前記測位補強情報の送信順に前記注目のグリッド点を順次変更して計算した複数の差分のうち、最も小さい差分に対応する前記注目のグリッド点を、前記測位補強情報を送信するグリッド点から間引く処理を繰り返して、前記測位補正情報を含む前記測位補強情報を、前記第１の衛星から送信するグリッド点の間隔を設定する設定部と、
    前記設定部によって設定された間隔のグリッド点にそれぞれ対応する前記測位補正情報を含む前記測位補強情報を、前記第１の衛星に送信する処理を行う送信部と、
    を備えたことを特徴とする情報処理装置。
12. 前記測位補正情報は、電離層における前記測位情報の伝送遅延の補正に用いられる、前記計算部によって計算された電離層補正値であること
    を特徴とする請求項１１記載の情報処理装置。
13. 前記測位補正情報は、電離層における前記測位情報の伝送遅延の補正に用いられる、前記計算部によって計算された電離層補正値の誤差であること
    を特徴とする請求項１１記載の情報処理装置。
14. 測位補強情報を送信する第１の衛星と、測位情報を送信する第２の衛星と、前記測位情報を用いて測位を行う端末とを備え、前記第１の衛星が、地上に設定されたグリッド点に対応する前記測位補強情報を送信し、前記端末が、前記測位補強情報を用いて前記測位情報を補正して測位を行う測位システムの測位補強情報送信方法であって、
    計算部が、グリッド点ごとにそれぞれ対応する測位補正情報を計算するステップと、
    設定部が、地上に複数に分けるエリアごとの電離層の状態の指標値の変動に応じて、前記計算部によって計算された前記測位補正情報を含む前記測位補強情報を、前記第１の衛星から送信するグリッド点の間隔を設定するステップと、
    送信部が、前記設定部によって設定された間隔のグリッド点にそれぞれ対応する前記測位補正情報を含む前記測位補強情報を、前記第１の衛星に送信する処理を行うステップと、
    を備えたことを特徴とする測位補強情報送信方法。

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