JP2014126539A - Gnss(global navigation satellite system) receiver and positioning position calculation method - Google Patents

Gnss(global navigation satellite system) receiver and positioning position calculation method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a GNSS(Global Navigation Satellite System) receiver for accurately calculating the position of a fixed point in the case of positioning a fixed point by a GNSS.SOLUTION: A GNSS receiver 10 includes a positioning signal acquisition part 12, an acquisition situation data calculation part 21, a positioning calculation part 22, and a positioning position calculation part 25. The positioning signal acquisition part 12 acquires a positioning signal transmitted by a GNSS satellite several times at the same point. The acquisition situation data calculation part 21 calculates acquisition situation data as data related to at least one of the GNSS satellite and the positioning signal. The positioning calculation part 22 calculates a temporary positioning position on the basis of the positioning signal acquired by the positioning signal acquisition part 12. The positioning position calculation part 25 calculates a regular positioning position by weighting and synthesizing a plurality of temporary positioning positions calculated by the positioning calculation part 22 on the basis of the acquisition situation data corresponding to the temporary positioning positions.

Description

本発明は、主要には、GNSS衛星から受信した測位信号に基づいて測位位置を求めるGNSS受信機に関する。   The present invention mainly relates to a GNSS receiver that obtains a positioning position based on a positioning signal received from a GNSS satellite.

従来から、GPS(Global Positioning System)等のGNSS(Global Navigation Satellite System、全地球航法衛星システム)を利用した測位が広く行われている。GPS受信機は、複数のGPS衛星から測位信号を受信し、これらの測位信号に基づいて測位を行う。特許文献1及び2は、GPS衛星を利用した測位に関連する技術を開示する。   Conventionally, positioning using GNSS (Global Navigation Satellite System) such as GPS (Global Positioning System) has been widely performed. The GPS receiver receives positioning signals from a plurality of GPS satellites, and performs positioning based on these positioning signals. Patent Documents 1 and 2 disclose techniques related to positioning using GPS satellites.

特許文献1は、測位システムの開発等のためにGPS受信環境の悪い状態を仮想的に実現するGPSデータ処理装置を開示する。このGPSデータ処理装置では、ユーザが選択したGPS衛星からの測位信号を意図的に出力しない処理が可能であるので、GPS受信環境の悪い状態を容易に実現できる。また、このGPSデータ処理装置は、GPS受信環境の悪い状態で求められる測位位置と、全ての測位信号に基づいて求められる測位位置と、を比較できるように構成されている。   Patent Document 1 discloses a GPS data processing device that virtually realizes a poor GPS reception environment for development of a positioning system or the like. Since this GPS data processing apparatus can intentionally output a positioning signal from a GPS satellite selected by the user, it is possible to easily realize a poor GPS reception environment. In addition, this GPS data processing device is configured to be able to compare a positioning position obtained in a poor GPS reception environment with a positioning position obtained based on all positioning signals.

特許文献2は、GPS衛星の仰角や時間帯等の条件を設定し、当該条件に合致した測位信号のみを記憶する測量用データ収集装置を開示する。これにより、不要な測位信号が記憶されることを防止するとともに、2つの地点のそれぞれで測位を行う際に同じ測位信号を利用することができる。   Patent Document 2 discloses a surveying data collection device that sets conditions such as an elevation angle and a time zone of a GPS satellite and stores only positioning signals that match the conditions. Thereby, it is possible to prevent unnecessary positioning signals from being stored and to use the same positioning signals when performing positioning at each of the two points.

特開2009−281919号公報JP 2009-281919 A 特許第3637354号公報Japanese Patent No. 3637354

ところで、GNSSは、移動体等の位置をリアルタイムに求めるために利用されるほか、固定点(固定物)の位置を求めるためにも用いられる。固定点の位置を求める構成は、例えば大型の船舶に積み込まれる前の自動車の位置を求めて管理するシステム等への適用が提案されている。   By the way, GNSS is used not only for obtaining the position of a moving body in real time but also for obtaining the position of a fixed point (fixed object). The configuration for obtaining the position of the fixed point has been proposed to be applied to, for example, a system for obtaining and managing the position of an automobile before being loaded on a large ship.

固定点の位置を求める場合、位置を正確に検出することが望まれるが、GNSSによる測位は誤差を含んでおり、また、測位毎にバラツキが存在する。以上から、GNSSによって固定点の測位を行う場合において、固定点の位置を精度良く求める構成が望まれている。   When obtaining the position of a fixed point, it is desired to accurately detect the position, but positioning by GNSS includes an error, and there is variation for each positioning. From the above, in the case where positioning of a fixed point is performed by GNSS, a configuration that accurately obtains the position of the fixed point is desired.

なお、特許文献1は、GPS受信環境の悪い状態を実現するための構成であり、測位位置を精度良く求める手法については記載されていない。また、特許文献2は、測位信号を選択して記憶する構成であるが、特許文献2の目的は不要なデータの記憶を省くことと2つの地点で同じ測位信号を利用することであり、記憶した測位信号に基づいてどのように測位を行うかについては記載されていない。   Patent Document 1 is a configuration for realizing a poor GPS reception environment, and does not describe a technique for obtaining a positioning position with high accuracy. Patent Document 2 is a configuration for selecting and storing a positioning signal, but the purpose of Patent Document 2 is to omit unnecessary data storage and to use the same positioning signal at two points. It is not described how to perform positioning based on the measured positioning signal.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、GNSSによって固定点の測位を行う場合において、固定点の位置を精度良く求めるGNSS受信機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide a GNSS receiver that accurately obtains the position of a fixed point when positioning of the fixed point is performed by GNSS.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本発明の第1の観点によれば、以下の構成のGNSS受信機が提供される。即ち、このGNSS受信機は、測位信号取得部と、取得状況データ算出部と、測位計算部と、測位位置算出部と、を備える。前記測位信号取得部は、GNSS衛星が送信した測位信号を同一地点で複数回取得する。前記取得状況データ算出部は、GNSS衛星及び測位信号の少なくとも何れかに関するデータである取得状況データを求める。前記測位計算部は、前記測位信号取得部が取得した前記測位信号に基づいて仮測位位置を求める。前記測位位置算出部は、前記測位計算部が求めた複数の仮測位位置を、当該仮測位位置に対応する前記取得状況データに基づいて重み付けして合成することで、本測位位置を算出する。   According to a first aspect of the present invention, a GNSS receiver having the following configuration is provided. That is, the GNSS receiver includes a positioning signal acquisition unit, an acquisition status data calculation unit, a positioning calculation unit, and a positioning position calculation unit. The positioning signal acquisition unit acquires a positioning signal transmitted by a GNSS satellite a plurality of times at the same point. The acquisition status data calculation unit obtains acquisition status data that is data relating to at least one of a GNSS satellite and a positioning signal. The positioning calculation unit obtains a temporary positioning position based on the positioning signal acquired by the positioning signal acquisition unit. The positioning position calculation unit calculates the actual positioning position by weighting and combining the plurality of temporary positioning positions obtained by the positioning calculation unit based on the acquisition status data corresponding to the temporary positioning position.

これにより、複数の測位結果(仮測位位置)を測位結果の信頼性(取得状況データ)に応じて重み付けして合成するため、妥当性の高い本測位位置を求めることができる。   Thereby, since a plurality of positioning results (temporary positioning positions) are weighted and synthesized according to the reliability (acquisition status data) of the positioning results, it is possible to obtain a highly accurate positioning position.

前記のGNSS受信機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このGNSS受信機は、前記測位計算部が求めた仮測位位置同士を比較することで、それぞれの仮測位位置を本測位位置の算出に利用するか否かを判定する測位位置判定部を備える。前記測位位置算出部は、本測位位置の算出に利用すると前記測位位置判定部に判定された仮測位位置のみを利用して本測位位置を算出する。   The GNSS receiver preferably has the following configuration. That is, the GNSS receiver includes a positioning position determination unit that determines whether each temporary positioning position is used for calculation of the actual positioning position by comparing the temporary positioning positions obtained by the positioning calculation unit. Prepare. The positioning position calculation unit calculates the main positioning position using only the temporary positioning position determined by the positioning position determination unit when used for calculating the main positioning position.

これにより、同一地点の観測において仮測位位置が他と大きく異なる場合は何らかの不具合があると推測されるので、この仮測位位置又は測位信号を利用しないことで、より妥当性の高い本測位位置を求めることができる。   As a result, if the temporary positioning position is significantly different from other observations at the same point, it is presumed that there is some problem, so by not using this temporary positioning position or positioning signal, the more accurate main positioning position can be obtained. Can be sought.

前記のGNSS受信機においては、前記測位位置判定部は、仮測位位置が他と異なる値を示し、かつ、当該仮測位位置に対応する前記取得状況データが良好でないと判定したときに、当該仮測位位置を本測位位置の算出に利用しないと判定することが好ましい。   In the GNSS receiver, when the positioning position determination unit determines that the temporary positioning position shows a different value from the other and the acquisition status data corresponding to the temporary positioning position is not good, It is preferable to determine that the positioning position is not used for calculating the actual positioning position.

これにより、仮測位位置が他と大きく異なる場合であっても、GNSS衛星の配置及び測位信号が正常であれば当該仮測位位置は何らかの意味をもつことがあるので、それを考慮して本測位位置を求めることができる。   As a result, even if the temporary positioning position is significantly different from the others, the temporary positioning position may have some meaning if the GNSS satellite arrangement and positioning signal are normal. The position can be determined.

前記のGNSS受信機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このGNSS受信機は、各GNSS衛星について、本測位位置の算出に利用するか否かを判定する衛星判定部を備える。前記測位位置算出部は、前記衛星判定部が利用すると判定したGNSS衛星の測位信号から算出された仮測位位置のみを利用して本測位位置を算出する。   The GNSS receiver preferably has the following configuration. That is, the GNSS receiver includes a satellite determination unit that determines whether or not each GNSS satellite is used for calculation of the actual positioning position. The positioning position calculation unit calculates the main positioning position using only the temporary positioning position calculated from the positioning signal of the GNSS satellite determined to be used by the satellite determination unit.

これにより、GNSS衛星の仰角や測位信号の信号レベル等に基づいて、信頼性の高い仮測位位置のみに基づいて本測位位置を算出することができる。   Thereby, based on the elevation angle of the GNSS satellite, the signal level of the positioning signal, etc., the main positioning position can be calculated based only on the temporary positioning position with high reliability.

前記のGNSS受信機においては、前記衛星判定部は、測位信号の信号レベルの高さ、測位信号の信号レベルの変動、及びGNSS衛星の仰角の少なくとも何れかに基づいて、GNSS衛星を本測位位置の算出に利用するか否かを判定することが好ましい。   In the GNSS receiver, the satellite determination unit determines whether or not the GNSS satellite is located at the main position based on at least one of the height of the signal level of the positioning signal, the fluctuation of the signal level of the positioning signal, and the elevation angle of the GNSS satellite. It is preferable to determine whether or not to use for calculation.

これにより、どのGNSS衛星が出力する測位信号を利用するかについて、妥当な決定を行うことができる。   This makes it possible to make a reasonable decision as to which GNSS satellite outputs the positioning signal.

前記のGNSS受信機においては、前記取得状況データには、測位信号を受信した衛星の数、精度劣化係数、測位信号の信号レベルの高さのうち少なくとも何れかが含まれることが好ましい。   In the GNSS receiver, the acquisition status data preferably includes at least one of the number of satellites that have received a positioning signal, an accuracy deterioration coefficient, and a signal level height of the positioning signal.

これにより、測位位置算出部が行う重み付け処理や、仮測位位置が他と大きく異なる場合に前記取得状況データが良好か否かを判断する処理を適切に行うことができる。   Thereby, the weighting process which a positioning position calculation part performs, and the process which judges whether the said acquisition status data are favorable when a temporary positioning position differs greatly from others can be performed appropriately.

本発明の第2の観点によれば、以下の測位位置算出方法が提供される。即ち、この測位位置算出方法は、測位信号取得工程と、取得状況データ取得工程と、測位計算工程と、測位位置算出工程と、を含む。前記測位信号取得工程では、GNSS衛星が送信した測位信号を同一地点で複数回取得する。前記取得状況データ算出工程では、GNSS衛星及び測位信号の少なくとも何れかに関するデータである取得状況データを求める。前記測位計算工程では、前記測位信号取得工程で取得した前記測位信号に基づいて仮測位位置を求める。前記測位位置算出工程では、前記測位計算工程で求めた複数の仮測位結果を、当該仮測位位置に対応する前記取得状況データに基づいて重み付けして合成することで、本測位位置を算出する。   According to the second aspect of the present invention, the following positioning position calculation method is provided. That is, this positioning position calculation method includes a positioning signal acquisition process, an acquisition status data acquisition process, a positioning calculation process, and a positioning position calculation process. In the positioning signal acquisition step, the positioning signal transmitted by the GNSS satellite is acquired a plurality of times at the same point. In the acquisition status data calculation step, acquisition status data that is data related to at least one of the GNSS satellite and the positioning signal is obtained. In the positioning calculation step, a temporary positioning position is obtained based on the positioning signal acquired in the positioning signal acquisition step. In the positioning position calculating step, the plurality of temporary positioning results obtained in the positioning calculating step are weighted and synthesized based on the acquisition status data corresponding to the temporary positioning position, thereby calculating the main positioning position.

これにより、複数の測位結果(仮測位位置)を測位結果の信頼性(取得状況データ)に応じて重み付けして合成するため、妥当性の高い本測位位置を求めることができる。   Thereby, since a plurality of positioning results (temporary positioning positions) are weighted and synthesized according to the reliability (acquisition status data) of the positioning results, it is possible to obtain a highly accurate positioning position.

本発明の一実施形態に係るGNSS受信機の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the GNSS receiver which concerns on one Embodiment of this invention. 測位位置を求めるためにGNSS受信機が行う処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which a GNSS receiver performs in order to obtain | require a positioning position. 測定時刻に対応付けて記憶又は登録される情報を示す表。A table showing information stored or registered in association with measurement time. 衛星判定データを示す表。A table showing satellite determination data.

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るGNSS受信機10の構成を示すブロック図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a GNSS receiver 10 according to an embodiment of the present invention.

GNSS受信機10は、固定点の位置を観測するために用いられる機器である。GNSS受信機10は、測定期間(例えば数時間程度)の間、所定時間毎(例えば5分毎)にGNSS衛星から測位信号を取得して記憶する。そして、測定期間の経過後、記憶した測位信号に基づいて演算を行って、測位位置を求める。   The GNSS receiver 10 is a device used for observing the position of a fixed point. The GNSS receiver 10 acquires and stores a positioning signal from a GNSS satellite every predetermined time (for example, every 5 minutes) during a measurement period (for example, about several hours). Then, after the measurement period has elapsed, a calculation is performed based on the stored positioning signal to obtain a positioning position.

以下、GNSS受信機10の具体的な構成について説明する。図1に示すように、GNSS受信機10は、GNSSアンテナ11と、測位信号取得部12と、演算部13と、記憶部14と、データ出力部15と、を備える。また、GNSS受信機10を構成する各部は、それぞれデータをやり取りできるように構成されている。   Hereinafter, a specific configuration of the GNSS receiver 10 will be described. As illustrated in FIG. 1, the GNSS receiver 10 includes a GNSS antenna 11, a positioning signal acquisition unit 12, a calculation unit 13, a storage unit 14, and a data output unit 15. In addition, each unit constituting the GNSS receiver 10 is configured to exchange data.

GNSSアンテナ11は、複数のGNSS衛星が送信した測位信号を受信する。GNSSアンテナ11は、受信した複数の測位信号を測位信号取得部12へ出力する。   The GNSS antenna 11 receives positioning signals transmitted by a plurality of GNSS satellites. The GNSS antenna 11 outputs a plurality of received positioning signals to the positioning signal acquisition unit 12.

測位信号取得部12は、GNSSアンテナ11が受信した測位信号を取得する。測位信号取得部12は、GNSSアンテナ11が受信した測位信号を記憶部14に記憶する。   The positioning signal acquisition unit 12 acquires the positioning signal received by the GNSS antenna 11. The positioning signal acquisition unit 12 stores the positioning signal received by the GNSS antenna 11 in the storage unit 14.

演算部13は、測位信号取得部12が取得した測位信号に基づいて各種の演算を行い、GNSS受信機10の位置(測位位置)を求める。具体的には、演算部13は、取得状況データ算出部21と、測位計算部22と、測位位置判定部23と、衛星判定部24と、測位位置算出部25と、を備える。なお、演算部13の各部が測位位置を求めるために行う処理の詳細については後述する。   The calculation unit 13 performs various calculations based on the positioning signal acquired by the positioning signal acquisition unit 12 to obtain the position (positioning position) of the GNSS receiver 10. Specifically, the calculation unit 13 includes an acquisition status data calculation unit 21, a positioning calculation unit 22, a positioning position determination unit 23, a satellite determination unit 24, and a positioning position calculation unit 25. Details of processing performed by each unit of the calculation unit 13 to obtain a positioning position will be described later.

記憶部14は、測位信号取得部12が取得した測位信号や、演算部13が測位位置を求める際に必要なデータ等を記憶する。   The storage unit 14 stores a positioning signal acquired by the positioning signal acquisition unit 12, data necessary for the calculation unit 13 to obtain a positioning position, and the like.

データ出力部15は、演算部13が求めた測位位置を外部の機器へ出力する。   The data output unit 15 outputs the positioning position obtained by the calculation unit 13 to an external device.

次に、図2に示すフローチャートに沿って、GNSS受信機10が測位位置を求める処理の流れについて説明する。   Next, the flow of processing in which the GNSS receiver 10 obtains a positioning position will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

上述のように、測位信号取得部12は、所定時間毎にGNSS衛星の測位信号を取得する(S101)。測位信号取得部12は、ここで取得した測位信号を記憶部14に記憶する。   As described above, the positioning signal acquisition unit 12 acquires the positioning signal of the GNSS satellite every predetermined time (S101). The positioning signal acquisition unit 12 stores the positioning signal acquired here in the storage unit 14.

演算部13の取得状況データ算出部21は、測位信号取得部12が測位信号を取得する毎に、そのときのGNSS衛星及び測位信号に関するデータである取得状況データを算出する(S102)。なお、取得状況データ算出部21は、測位信号取得部12が測位信号を取得する毎ではなく、測定期間の経過後にまとめて各測定時刻における取得状況データの算出を行っても良い。   Whenever the positioning signal acquisition unit 12 acquires a positioning signal, the acquisition status data calculation unit 21 of the calculation unit 13 calculates acquisition status data that is data relating to the GNSS satellite and the positioning signal at that time (S102). Note that the acquisition status data calculation unit 21 may calculate the acquisition status data at each measurement time collectively after the measurement period elapses, not every time the positioning signal acquisition unit 12 acquires a positioning signal.

図3には、記憶部14に記憶される情報の例が示されている。この例では、取得状況データとして、衛星数、信号レベル平均、及びDOP値(精度劣化係数)が記載されている。   FIG. 3 shows an example of information stored in the storage unit 14. In this example, the number of satellites, the signal level average, and the DOP value (accuracy degradation coefficient) are described as the acquisition status data.

「衛星数」は、各測定時刻において、測位信号取得部12が測位信号を取得可能なGNSS衛星の数である。衛星数は、時間の経過とともに変化するほか、障害物等の影響により一時的に減少することもある。一般的には、衛星数が多いほど、正確な測位位置を算出することができる。   The “number of satellites” is the number of GNSS satellites that the positioning signal acquisition unit 12 can acquire positioning signals at each measurement time. The number of satellites changes with time, and may temporarily decrease due to the influence of obstacles. In general, as the number of satellites increases, an accurate positioning position can be calculated.

「信号レベル平均」は、各GNSS衛星から取得した測位信号の信号レベルの平均値である。一般的には、信号レベルが高いほど、正確な測位位置を算出することができる。   “Signal level average” is an average value of the signal levels of the positioning signals acquired from each GNSS satellite. In general, the higher the signal level, the more accurate positioning position can be calculated.

DOP値は、GNSS衛星の配置状態によって決まる測位精度の劣化度合いを示す値である。例えばGNSS衛星の向きが一方向に集まっている場合、DOP値は低くなってしまう。当然であるが、DOP値が小さいほど、正確な測位位置を算出することができる。   The DOP value is a value indicating the degree of deterioration of positioning accuracy determined by the arrangement state of the GNSS satellite. For example, when the GNSS satellites are gathered in one direction, the DOP value becomes low. Naturally, the smaller the DOP value, the more accurate the positioning position can be calculated.

このように、取得状況データは各測定時刻における測位信号の信頼性を示している。なお、取得状況データは上記に限られず、例えば、サイクルスリップの発生の有無、GNSS衛星の仰角の平均値、擬似距離測定値等を取得状況データとして用いることもできる。   Thus, the acquisition status data indicates the reliability of the positioning signal at each measurement time. The acquisition status data is not limited to the above, and for example, the presence / absence of a cycle slip, the average value of the elevation angle of the GNSS satellite, the pseudorange measurement value, and the like can be used as the acquisition status data.

次に、演算部13の測位計算部22は、各測定時刻で測位信号取得部12が取得した測位信号に基づいて測位計算を行い、測定時刻毎に測位位置を算出する(S103)。測位計算部22は、ここで算出した測位位置を測定時刻と対応付けて記憶部14に記憶する。なお、測位計算部22は、測定期間の経過後にまとめて測位計算を行っても良いし、測位信号の取得毎に測位計算を行っても良い。   Next, the positioning calculation unit 22 of the calculation unit 13 performs positioning calculation based on the positioning signal acquired by the positioning signal acquisition unit 12 at each measurement time, and calculates a positioning position for each measurement time (S103). The positioning calculation unit 22 stores the calculated positioning position in the storage unit 14 in association with the measurement time. Note that the positioning calculation unit 22 may perform positioning calculation collectively after the measurement period has elapsed, or may perform positioning calculation every time a positioning signal is acquired.

測位計算部22が算出したそれぞれの測位位置は、最終的な測位位置(本測位位置)を算出するために用いられるので、以下の説明では「仮測位位置」と称することがある。なお、本実施形態のGNSS受信機10は固定点を計測しているが、GNSS受信環境等に応じて、各仮測定位置は詳細には異なる値を示す。   Since each positioning position calculated by the positioning calculation unit 22 is used to calculate a final positioning position (main positioning position), it may be referred to as “temporary positioning position” in the following description. In addition, although the GNSS receiver 10 of this embodiment is measuring the fixed point, according to the GNSS reception environment etc., each temporary measurement position shows a different value in detail.

次に、演算部13の測位位置判定部23は、測位計算部22が算出した各仮測位位置同士を比較して、他と値が異なる仮測位位置を見つけ出す(S104)。他と値が異なる仮測位位置を見つけ出す方法は任意であるが、例えば、仮測位位置の平均値を求め、当該平均値から所定以上距離が離れている仮測位位置を見つけ出す方法を採用することができる。ここでは、図3に示す例において、9/9 17:30に取得した仮測位位置が他と異なると判定されたものとする。   Next, the positioning position determination unit 23 of the calculation unit 13 compares the temporary positioning positions calculated by the positioning calculation unit 22 and finds a temporary positioning position whose value is different from the others (S104). Although a method for finding a temporary positioning position having a value different from that of the other is arbitrary, for example, an average value of the temporary positioning position is obtained, and a method of finding a temporary positioning position that is a predetermined distance away from the average value may be adopted. it can. Here, in the example illustrated in FIG. 3, it is assumed that the temporary positioning position acquired at 9/9 17:30 is determined to be different from the others.

測位位置判定部23は、他と異なる仮測位位置について、取得状況データが良好か否か(信頼性が高いか否か)を判定する(S105)。これは、たとえ他と異なる仮測位位置が算出された場合であっても取得状況データが良好であれば当該仮測位位置に意味がある可能性があるからである。   The positioning position determination unit 23 determines whether or not the acquisition status data is good (whether or not the reliability is high) for a temporary positioning position different from the others (S105). This is because even if a provisional positioning position different from the others is calculated, if the acquisition status data is good, the provisional positioning position may be meaningful.

測位位置判定部23は、取得状況データが良好でなかった場合、この測定時刻における仮測位位置を本測位位置の算出に利用しないことを決定する(S106)。この場合、測位位置判定部23は、当該測定時刻に対応する「利用/除外」の項目(図3)に「除外」と登録する。なお、測位位置判定部23は、取得状況データが良好であった場合、「利用/除外」の項目を「利用」のままとする。   If the acquisition status data is not good, the positioning position determination unit 23 determines not to use the temporary positioning position at the measurement time for calculating the actual positioning position (S106). In this case, the positioning position determination unit 23 registers “exclusion” in the “use / exclusion” item (FIG. 3) corresponding to the measurement time. The positioning position determination unit 23 keeps the item “use / exclusion” as “use” when the acquisition status data is good.

次に、演算部13の衛星判定部24は、衛星判定データに基づいて、本測位位置を算出するために利用するGNSS衛星を決定する(S107)。衛星判定データとは、各GNSS衛星の信頼性に関するデータである。図4には、各GNSS衛星の衛星IDに対応付けて、衛星判定データの例として、信号レベル、信号レベルの変動、平均仰角が記載されている。この衛星判定データは、測定期間の経過後に、記憶部14に記憶された測位信号に基づいて算出される。   Next, the satellite determination unit 24 of the calculation unit 13 determines a GNSS satellite to be used for calculating the actual positioning position based on the satellite determination data (S107). The satellite determination data is data relating to the reliability of each GNSS satellite. In FIG. 4, the signal level, the fluctuation of the signal level, and the average elevation angle are described as examples of the satellite determination data in association with the satellite ID of each GNSS satellite. The satellite determination data is calculated based on the positioning signal stored in the storage unit 14 after the measurement period has elapsed.

「信号レベル」とは、各GNSS衛星の測位信号の信号レベルを示している。例えば衛星IDが51のGNSS衛星は、信号レベルがB〜Aと記載されているが、これは測定期間において信号レベルがBとAの測位信号が取得されたことを示している。上述のように、測位信号の信号レベルが高いほど、正確な測位位置を算出することができるので、信号レベルの低いGNSS衛星はあまり利用しないことが好ましい。   The “signal level” indicates the signal level of the positioning signal of each GNSS satellite. For example, a GNSS satellite with a satellite ID of 51 has a signal level of B to A, which indicates that positioning signals with a signal level of B and A were acquired during the measurement period. As described above, the higher the signal level of the positioning signal, the more accurate the positioning position can be calculated. Therefore, it is preferable not to use the GNSS satellite with a low signal level.

「信号レベルの変動」とは、各GNSS衛星の測位信号の信号レベルが測定期間にどれだけ変動したかを示している。信号レベルの変動が大きい場合は、例えば障害物や仰角の低下等により、GNSS衛星からの測位信号が受信しにくくなったことが分かる。従って、信号レベルの変動の大きなGNSS衛星はあまり利用しないことが好ましい。   “Signal level fluctuation” indicates how much the signal level of the positioning signal of each GNSS satellite fluctuated during the measurement period. When the fluctuation of the signal level is large, it can be seen that the positioning signal from the GNSS satellite becomes difficult to receive due to, for example, an obstacle or a decrease in the elevation angle. Therefore, it is preferable not to use GNSS satellites with large signal level fluctuations.

「平均仰角」とは、測定期間における各GNSS衛星の仰角の平均値を示している。一般的には、大気中を電波が伝播するときの遅延の影響等から、平均仰角が小さいGNSS衛星はあまり利用しないことが好ましい。   “Average elevation angle” indicates the average elevation angle of each GNSS satellite during the measurement period. Generally, it is preferable not to use a GNSS satellite with a small average elevation angle because of the influence of delay when radio waves propagate in the atmosphere.

衛星判定部24は、上記の衛星判定データに基づいて、本測位位置を算出するために利用する衛星を選択し、その旨を登録する。図4に示す例では、衛星IDが56のGNSS衛星を利用せず、他のGNSS衛星を利用する旨が登録されている。   The satellite determination unit 24 selects a satellite to be used for calculating the actual positioning position based on the satellite determination data, and registers that fact. In the example shown in FIG. 4, it is registered that the GNSS satellite with the satellite ID 56 is not used and another GNSS satellite is used.

次に、測位計算部22は、衛星判定部24が利用すると判定したGNSS衛星の測位信号のみに基づいて、再び測位計算を行うことで、S103で求めた仮測位位置を修正する(S108)。このように、信頼性の低いGNSS衛星の測位信号を除外して測位計算を行うことで、妥当性の高い仮測位位置に修正することができる。   Next, the positioning calculation unit 22 corrects the temporary positioning position obtained in S103 by performing positioning calculation again based only on the positioning signal of the GNSS satellite determined to be used by the satellite determination unit 24 (S108). In this way, by performing the positioning calculation by excluding the positioning signal of the GNSS satellite with low reliability, it is possible to correct the temporary positioning position with high validity.

次に、測位位置算出部25は、各測定時刻における取得状況データに基づいて、仮測定位置の重み係数を設定する(S109)。具体的には、取得状況データが良好である(信頼性が高い)ほど、仮測定位置の重みを大きくし、取得状況データが良好でない(信頼性が低い)ほど、仮測定位置の重みを小さくする。   Next, the positioning position calculation unit 25 sets a weighting factor for the temporary measurement position based on the acquisition status data at each measurement time (S109). Specifically, the better the acquisition status data (higher reliability), the greater the weight of the temporary measurement position, and the lower the acquisition status data (lower reliability), the smaller the weight of the temporary measurement position. To do.

そして、測位位置算出部25は、設定した重み係数を考慮して各仮測定位置を合成することで本測定位置を算出する(S109)。これにより、妥当性の高い測定結果を得ることができる。   Then, the positioning position calculation unit 25 calculates the main measurement position by combining the temporary measurement positions in consideration of the set weighting coefficient (S109). As a result, a highly valid measurement result can be obtained.

以上に説明したように、本実施形態のGNSS受信機10は、測位信号取得部12と、取得状況データ算出部21と、測位計算部22と、測位位置算出部25と、を備える。測位信号取得部12は、GNSS衛星が送信した測位信号を同一地点で複数回取得する。取得状況データ算出部21は、GNSS衛星及び測位信号の少なくとも何れかに関するデータである取得状況データを求める。測位計算部22は、測位信号取得部12が取得した測位信号に基づいて仮測位位置を求める。測位位置算出部25は、測位計算部22が求めた複数の仮測位位置を、当該仮測位位置に対応する取得状況データに基づいて重み付けして合成することで、本測位位置を算出する。   As described above, the GNSS receiver 10 according to this embodiment includes the positioning signal acquisition unit 12, the acquisition status data calculation unit 21, the positioning calculation unit 22, and the positioning position calculation unit 25. The positioning signal acquisition unit 12 acquires the positioning signal transmitted by the GNSS satellite a plurality of times at the same point. The acquisition status data calculation unit 21 obtains acquisition status data that is data relating to at least one of the GNSS satellite and the positioning signal. The positioning calculation unit 22 obtains a temporary positioning position based on the positioning signal acquired by the positioning signal acquisition unit 12. The positioning position calculation unit 25 calculates the actual positioning position by weighting and combining the plurality of temporary positioning positions obtained by the positioning calculation unit 22 based on the acquisition status data corresponding to the temporary positioning position.

これにより、複数の測位結果(仮測位位置)を測位結果の信頼性(取得状況データ)に応じて重み付けして合成するため、妥当性の高い本測位位置を求めることができる。   Thereby, since a plurality of positioning results (temporary positioning positions) are weighted and synthesized according to the reliability (acquisition status data) of the positioning results, it is possible to obtain a highly accurate positioning position.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.

演算部13は、各機能の全部又は一部が専用のハードウェアで実現されていても良いし、ハードウェアとソフトウェアの両方から構成されていても良い。   The calculation unit 13 may be implemented by all or part of each function using dedicated hardware, or may be configured by both hardware and software.

演算部13が行う上述の処理は例示であり、必要に応じて、処理を追加又は省略することができる。例えば、S105で示した処理は必須ではなく、仮測位位置が他と異なった場合、取得状況データを考慮せずに、当該測定時刻で求められた仮測位位置を除外しても良い。   The above-described processing performed by the calculation unit 13 is an example, and processing can be added or omitted as necessary. For example, the process shown in S105 is not essential, and when the temporary positioning position is different from the others, the temporary positioning position obtained at the measurement time may be excluded without considering the acquisition status data.

特に、演算部13が行う処理の順序は任意であり、図4のフローチャートで示した順序に限られない。例えば、測位位置判定部23が行う処理と衛星判定部24が行う処理の順序を反対にしても良い。   In particular, the order of processing performed by the arithmetic unit 13 is arbitrary, and is not limited to the order shown in the flowchart of FIG. For example, the order of the processing performed by the positioning position determination unit 23 and the processing performed by the satellite determination unit 24 may be reversed.

GNSSとしては、GPS以外にも、GLONASSやGALILEO等を利用することができる。   As GNSS, GLONASS, GALILEO, etc. can be used besides GPS.

GNSS受信機10は、固定点(固定物)の位置を求めるために利用されるのであれば、用途は限定されない。例えば、大型の船舶に積み込まれる前の自動車の位置を管理するシステムや、自動車の展示会場(中古車の販売会場)で自動車の位置を管理するシステムに適用することができる。   The use of the GNSS receiver 10 is not limited as long as the GNSS receiver 10 is used for obtaining the position of a fixed point (fixed object). For example, the present invention can be applied to a system for managing the position of an automobile before being loaded on a large ship, or a system for managing the position of an automobile at an automobile exhibition hall (used car sales hall).

10 GNSS受信機
11 GNSSアンテナ
12 測位信号取得部
13 演算部
14 記憶部
15 データ出力部
21 取得状況データ算出部
22 測位計算部
23 測位位置判定部
24 衛星判定部
25 測位位置算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 GNSS receiver 11 GNSS antenna 12 Positioning signal acquisition part 13 Calculation part 14 Storage part 15 Data output part 21 Acquisition condition data calculation part 22 Positioning calculation part 23 Positioning position determination part 24 Satellite determination part 25 Positioning position calculation part

Claims (7)

GNSS衛星が送信した測位信号を同一地点で複数回取得する測位信号取得部と、
GNSS衛星及び測位信号の少なくとも何れかに関するデータである取得状況データを求める取得状況データ算出部と、
前記測位信号取得部が取得した前記測位信号に基づいて仮測位位置を求める測位計算部と、
前記測位計算部が求めた複数の仮測位位置を、当該仮測位位置に対応する前記取得状況データに基づいて重み付けして合成することで、本測位位置を算出する測位位置算出部と、
を備えることを特徴とするGNSS受信機。
A positioning signal acquisition unit that acquires a positioning signal transmitted by a GNSS satellite multiple times at the same point;
An acquisition situation data calculation unit for obtaining acquisition situation data which is data relating to at least one of a GNSS satellite and a positioning signal;
A positioning calculation unit for obtaining a temporary positioning position based on the positioning signal acquired by the positioning signal acquisition unit;
A positioning position calculation unit that calculates the actual positioning position by weighting and combining the plurality of temporary positioning positions obtained by the positioning calculation unit based on the acquisition status data corresponding to the temporary positioning position;
A GNSS receiver comprising:
請求項1に記載のGNSS受信機であって、
前記測位計算部が求めた仮測位位置同士を比較することで、それぞれの仮測位位置を本測位位置の算出に利用するか否かを判定する測位位置判定部を備え、
前記測位位置算出部は、本測位位置の算出に利用すると前記測位位置判定部に判定された仮測位位置のみを利用して本測位位置を算出することを特徴とするGNSS受信機。
The GNSS receiver according to claim 1,
A positioning position determination unit that determines whether to use each temporary positioning position for calculation of the main positioning position by comparing the temporary positioning positions obtained by the positioning calculation unit,
The GNSS receiver, wherein the positioning position calculation unit calculates the actual positioning position using only the temporary positioning position determined by the positioning position determination unit when used for calculating the actual positioning position.
請求項2に記載のGNSS受信機であって、
前記測位位置判定部は、仮測位位置が他と異なる値を示し、かつ、当該仮測位位置に対応する前記取得状況データが良好でないと判定したときに、当該仮測位位置を本測位位置の算出に利用しないと判定することを特徴とするGNSS受信機。
A GNSS receiver according to claim 2,
The positioning position determination unit calculates the temporary positioning position when the temporary positioning position shows a different value from the other, and when the acquisition status data corresponding to the temporary positioning position is not good. A GNSS receiver characterized in that it is determined not to be used.
請求項1から3までの何れか一項に記載のGNSS受信機であって、
各GNSS衛星について、本測位位置の算出に利用するか否かを判定する衛星判定部を備え、
前記測位位置算出部は、前記衛星判定部が利用すると判定したGNSS衛星の測位信号から算出された仮測位位置のみを利用して本測位位置を算出することを特徴とするGNSS受信機。
A GNSS receiver according to any one of claims 1 to 3,
For each GNSS satellite, a satellite determination unit that determines whether to use this position for calculation is provided.
The GNSS receiver, wherein the positioning position calculation unit calculates the actual positioning position using only the temporary positioning position calculated from the positioning signal of the GNSS satellite determined to be used by the satellite determination unit.
請求項4に記載のGNSS受信機であって、
前記衛星判定部は、測位信号の信号レベルの高さ、測位信号の信号レベルの変動、及びGNSS衛星の仰角の少なくとも何れかに基づいて、GNSS衛星を本測位位置の算出に利用するか否かを判定することを特徴とするGNSS受信機。
A GNSS receiver according to claim 4,
Whether the satellite determination unit uses the GNSS satellite for calculating the positioning position based on at least one of the height of the signal level of the positioning signal, the fluctuation of the signal level of the positioning signal, and the elevation angle of the GNSS satellite. A GNSS receiver characterized by:
請求項1から5までの何れか一項に記載のGNSS受信機であって、
前記取得状況データには、測位信号を受信した衛星の数、精度劣化係数、測位信号の信号レベルの高さのうち少なくとも何れかが含まれることを特徴とするGNSS受信機。
A GNSS receiver according to any one of claims 1 to 5,
The GNSS receiver characterized in that the acquisition status data includes at least one of the number of satellites that have received a positioning signal, an accuracy degradation coefficient, and a signal level height of the positioning signal.
GNSS衛星が送信した測位信号を同一地点で複数回取得する測位信号取得工程と、
GNSS衛星及び測位信号の少なくとも何れかに関するデータである取得状況データを求める取得状況データ算出工程と、
前記測位信号取得工程で取得した前記測位信号に基づいて仮測位位置を求める測位計算工程と、
前記測位計算工程で求めた複数の仮測位位置を、当該仮測位位置に対応する前記取得状況データに基づいて重み付けして合成することで、本測位位置を算出する測位位置算出工程と、
を含むことを特徴とする測位位置算出方法。
A positioning signal acquisition step of acquiring a positioning signal transmitted by a GNSS satellite a plurality of times at the same point;
An acquisition status data calculation step for obtaining acquisition status data that is data relating to at least one of a GNSS satellite and a positioning signal;
A positioning calculation step for obtaining a temporary positioning position based on the positioning signal acquired in the positioning signal acquisition step;
A positioning position calculation step for calculating the actual positioning position by weighting and combining the plurality of temporary positioning positions obtained in the positioning calculation step based on the acquisition status data corresponding to the temporary positioning position;
Positioning position calculation method characterized by including.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102315088B1 (en) * 2021-04-30 2021-10-21 주식회사 고산자 Geodetic surveying equipment according to GNSS

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