JP3598372B2 - Measurement method and apparatus for positioning satellite receiver bias - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測位用衛星からの２周波搬送波位相を用いて、電離層の全電子数を推定する際に、測位用衛星受信機のバイアスを測定する方法、及び、その方法を実施する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電離層や超高層大気の擾乱が、通信・放送システムや航空機の管制業務に与える影響等を予測するために、リアルタイムで日本全国の鉛直方向の電離層全電子数をコンタマップに表示することが必要とされている。
視線方向の電離層全電子数（ＳＴＥＣ）は、測位用衛星からの２つの異なる周波数の搬送波位相と、測位用衛星と測位用衛星受信機との疑似距離から計算することができる。ただし、このＳＴＥＣには衛星コードバイアス分および受信機バイアス分が含まれるため、真の鉛直方向の電離層全電子数（ＶＴＥＣ）を得るためには、ＳＴＥＣ値から衛星コードバイアス分および受信機バイアス分を補正したのち、電離層の平面平板モデルや球殻モデル等によって定まる仰角に応じた補正係数を乗じる必要がある。
なお、特に断らない限り本明細書では、ＳＴＥＣは、測位用衛星受信機によって測定される、衛星コードバイアス分および受信機バイアス分を含んだ見かけの視線方向の電離層全電子数とし、ＶＴＥＣは、衛星コードバイアス分および受信機バイアス分による影響のない真の鉛直方向の電離層全電子数とする。
一般には、衛星コードバイアスと受信機バイアスは分離して求めることができない。そのため、鉛直方向の電離層全電子数は、衛星コードバイアスと受信機バイアスの和を未知数とした連立一次方程式から最小２乗法で求めることとなる。
【０００３】
しかし、この方法では、搬送波位相の観測時間間隔が短くなるほど、前記未知数の数が増加し、演算量が急激に膨大となるという問題点がある。
また、コンタマップを作成するためには、全国各地でのＶＴＥＣ値が必要となるので、多数の測位用衛星受信機を設置する必要がある。そのため、受信機バイアスを受信データから受信機ごとに短時間に効率よく測定することが求められるが、従来の最小２乗法による方法では実現が困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記従来技術が有していた問題を鑑みて、簡易な手段で、測位用衛星受信機ごとに受信機バイアスを少ない演算量で短時間に精度よく求める方法及び装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の測位用衛星受信機バイアスの測定方法及び装置は、既知の衛星コードバイアスを活用することで、測位用衛星受信機の受信データのみを用いて、測位用衛星受信機バイアスを簡易に効率よく得ることを図る。
すなわち、測位用衛星からの周波数の異なる２つの搬送波を測位用衛星受信機によって受信し、その両搬送波位相と、測位用衛星と測位用衛星受信機との疑似距離から電離層全電子数を推定する方法において、ＳＴＥＣからＶＴＥＣを計算する際に必要な補正量として、予め測定しておいた測位用衛星の衛星コードバイアスを用いると共に、ＳＴＥＣと、測位用衛星受信機から測位用衛星を仰ぐ仰角とから、所定の関係式を用いて測位用衛星受信機バイアスを求める。
【０００６】
ここで、前記の所定関係式として、
Ｖｉｊ（ｔ）＋Ｒｉ・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）＝（Ｓｉｊ（ｔ）−Ｂｊ）・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）
（ただし、受信点がｉ、衛星がｊ、時刻がｔ、ＶＴＥＣ値がＶｉｊ（ｔ）、受信機バイアスがＲｉ、受信点ｉから衛星ｊに対する仰角がθｉｊ（ｔ）、ＳＴＥＣ値がＳｉｊ（ｔ）、衛星コードバイアスがＢｊ）
を用いてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による受信機バイアスの測定手段を、図面を参照して説明する。ここでは、航法用衛星としてＧＰＳ衛星を挙げるが、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星など、地球側位システムに用いられる任意の衛星に利用できる。
図１に、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との関係を示す。簡単のため電離層を平面平板モデルで表している。
ＧＰＳ受信機（２）は、外部通信機器を備え、予め測定、または入手したＧＰＳ衛星（１）の衛星コードバイアスを入力する入力手段を有する。また、ＧＰＳ受信機（２）によって測定される、衛星コードバイアス分および受信機バイアス分を含んだ見かけの視線方向の電離層全電子数（ＳＴＥＣ）と、ＧＰＳ受信機（２）からＧＰＳ衛星（１）を仰ぐ仰角（θ）とから、所定の関係式を用いてＧＰＳ受信機バイアスを求める計算手段も備えている。
【０００８】
ＧＰＳ受信機（２）の受信点ｉ（３）における受信機バイアスをＲｉ（８）（受信点（３）を一端とした実線部分）、ＧＰＳ衛星ｊ（１）の衛星コードバイアスをＢｊ（９）（衛星側を一端とした実線部分）とする。時刻ｔにおける真の鉛直方向の電離層全電子数（ＶＴＥＣ）Ｖｉｊ（ｔ）（６）は、平面平板モデルで考えると、受信機（２）によって測定される、衛星コードバイアス分および受信機バイアス分を含んだ見かけの視線方向の電離層全電子数（ＳＴＥＣ）Ｓｉｊ（ｔ）（（７）＋（８）＋（９））と受信点ｉ（３）から衛星ｊ（１）を仰ぎ見たときの仰角θｉｊ（ｔ）とから、次のように求められる。
【０００９】
ここで、衛星コードバイアスＢｊは、ドイツＤＬＲ研究所によって公開されており、インターネット等を介して容易に入手することができる。
仮に衛星コードバイアスＢｊが入手できない場合であっても、日本国内外に設置されているＧＰＳ受信機のうちのいくつかを用いて、最小２乗法によって解くことで、衛星コードバイアスＢｊを得ることができる。
衛星コードバイアスＢｊは、各衛星ごとに地球上のどの受信点においても共通であるので、この値を他のＧＰＳ受信機に利用することができる。また、受信機バイアスに比べ、衛星コードバイアスＢｊの値は１年を通じてそれほど大きく変動することなくほぼ一定である。
【００１０】
以上のようなことから、衛星コードバイアスＢｊを既知として、（ａ）式において、Ｓｉｊ（ｔ）にＢｊを含ませてしまい、
Ｘｉｊ（ｔ）＝Ｓｉｊ（ｔ）−Ｂｊ
とすると、（ａ）式は、
Ｖｉｊ（ｔ）＝（Ｘｉｊ（ｔ）−Ｒｉ）・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）……（ｂ）
と変形される。少しだけ時間のずれた時刻ｔ＝ｔ’においては、
Ｖｉｊ（ｔ′）＝（Ｘｉｊ（ｔ′）−Ｒｉ）・ｓｉｎθｉｊ（ｔ′）……（ｃ）
となり、を計算すると、
【００１１】
通常ＧＰＳ衛星などの測位用衛星は静止衛星でなく地球周回衛星であるから、同じ衛星は地上からわずか２〜３時間程度しか見えない。すなわち、仰角θｉｊ（ｔ）は、数分程度で大きく変化する。これに対して、電離層における全電子数は、太陽の上昇や下降などの活動に伴って増減する自然現象であるから、真の鉛直方向の電離層全電子数Ｖｉｊ（ｔ）の変動はかなりゆっくりしたものになり、同一衛星が見えている数時間程度では、ほぼ一定とみなすことができる。
このような場合には、（ｄ）式の左辺の値はほぼ０とみなすことができ、右辺第１項と第２項は計算することができるので、受信機バイアスＲｉを求めることができる。
【００１２】
ただし、実際には、一日における真のＶＴＥＣは、観測するＧＰＳ衛星の方位や時刻等によって様々に変化するため、ｔとｔ’がある程度離れてくると必ずしも（ｄ）式の左辺の値を０とみなすことができるとは限らなくなる。しかし、ある一定の仰角θ０（基準仰角）のときに求めた見かけのＶＴＥＣと、任意の仰角θのときに求めた見かけのＶＴＥＣとの差は、全ＧＰＳ衛星について測定し平均すれば、方位や日変化による寄与は平均化のために小さくなる。従って、仰角の違いによる差のみが生じることとなり、受信点ｉ（３）における受信機バイアスＲｉ（８）が精度良く求められることになる。
【００１３】
すなわち、各ＧＰＳ衛星に対して、その衛星が仰角（θ）が高くなるような方向に飛行する場合と、仰角（θ）が低くなるような方向に飛行する場合とを区別することなく、仰角（θ）の値ごとに上記のような平均化処理を行って、仰角特性を計算する。
【００１４】
仰角（θ）に関する補正係数は、電離層を平面平板モデルで考えた場合はｓｉｎθとなるが、球殻モデルで考えた場合は、
となり、平面平板モデルに比べて、やや複雑にはなるが、特に低仰角における電離層モデルとしてより実際に近くなる。
【００１５】
このように、（ａ）式を用いると、既知である衛星コードバイアスとＧＰＳ受信機（２）の受信データのみを用いて、受信機ごとに受信機バイアスを測定することができる。
ほとんど平均値計算しか行われないため演算量が少なく、容易に短時間で受信機バイアスを求めることができるので、短時間でリアルタイムでのコンタマップの作成が可能である。また、受信機バイアスは、受信機のメーカや機種によって大きく異なる場合があるが、それでもほぼ正確に求めることが可能である。
【００１６】
受信機バイアスの測定誤差を少なくするためには、なるべく多くの衛星について均等に観測データを収集することが好ましく、実際の測定においては、基準仰角（θ０）は３５°位に設定するのが好適である。
また、実際に仰角特性から受信機バイアスを算出するにあたっては、仰角（θ）の観測範囲は、約３５°位から約６５°位までが良いとされる。
あまり仰角（θ）が低すぎると、ＧＰＳ衛星からの搬送波が地表や海面やビル等によって反射されたりして、マルチパスが生じること等により、正確なデータが得られにくい。
また、仰角（θ）が高くなるほど、観測できるＧＰＳ衛星の数が減ってくるため、得られる仰角特性は、その特定の衛星のみから強く影響を受けてしまい、各衛星を均等に観測して平均化することが困難になり、測定誤差が大きくなってしまう恐れがある。
【００１７】
図２に、受信機バイアス測定装置における演算部の概要を示す。
図２で示されるように、演算部１では、ＧＰＳ受信機から出力されるデータのうち、疑似距離Ｃ１、Ｐ２および搬送波位相Ｌ１、Ｌ２を用いて（受信機の機種によっては疑似距離Ｃ１の他にＰ１を出力するものもあり、その場合はＣ１の代わりにＰ１を用いてもよい）、見かけの視線方向の全電子数（ＳＴＥＣ）Ｓ（ｊ，ｔ）を計算する。ここで、ｊは衛星の番号を表し、ｔは時刻を表す（Ｓ（ｊ，ｔ）には衛星コードバイアス分および受信機バイアス分が含まれる）。次にソーティング部１では、時刻ｔに関わらず、ｊの値に応じて以降の処理を行うよう切替部１の制御を行う。
演算部２では、ＧＰＳ受信機から出力されるデータのうち、航法メッセージからその衛星の仰角θ（ｊ，ｔ）を計算し、ソーティング部２では、この値に応じて以降の処理を行うよう切替部２の制御を行う。
演算部３では、θ（ｊ，ｔ）に対してｆ（θ（ｊ，ｔ））なる計算を行う。
各加算部では、初期値を０とし、加算部にデータが入力されるたびにその値を累積加算していく。
【００１８】
各インクリメント部１では、初期値を０とし、データが入力されるたびに１ずつインクリメントしていく。
各インクリメント部２では、初期値を０とし、複数の入力のうちいずれかにデータが入力されるたびに１ずつインクリメントしていく。
各除算部では、２入力の除算を行う。
【００１９】
図２において、Ｐ−Ｐ’より右側の処理は、主に平均値計算を行う部分であり、ＧＰＳ受信機からのデータ出力が終了してから行えばよい。
最後に、カーブフィッティング計算部では、Ｇ（θｎ）−Ｒ・（ｆ（θｎ）−ｆ（θ０））の値の２乗和が最小となるようなＲを計算し、この値を受信機バイアスとして出力する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の測位用衛星受信機バイアスの測定方法及び装置は、上述の構成を備えることで、次の効果を奏する。
請求項１に記載の方法または請求項３に記載の装置によると、予め測定しておいた測位用衛星の衛星コードバイアスを活用して、測位用衛星受信機によって測定される視線方向の電離層全電子数と、測位用衛星受信機から測位用衛星を仰ぐ仰角とから、所定の関係式を用いて計算するので、簡易な手段で、測位用衛星受信機ごとに受信機バイアスを少ない演算量で短時間に精度よく求めることができる。
航法用衛星システムの本来の用途である、２周波を用いた高精度測位のための利用においても、受信機バイアスを補正した場合、測定精度を向上させることができる。
また、測位用衛星受信機だけでなく、他の同様のシステム、例えばロシアによるＧＬＯＮＡＳＳ衛星を用いた全地域測位システム等でも同様に適用することができる。
【００２１】
請求項２に記載の方法または請求項４に記載の装置によると、関係式
を用いて、受信機バイアスを求めるので、平均値計算が主なので、計算量が圧倒的に低減され、計算のために保持しておかなければならないデータ量自体も少なくすることができるので、装置内の内部メモリの量も大幅に低減できる。
また、異なるメーカや異なる機種であっても、ほぼ正確な受信機バイアスを求めることが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】測位用衛星と測位用衛星受信機との関係を示す説明図
【図２】受信機バイアス測定装置における演算の概要を示す説明図
【符号の説明】
１ 測位用衛星
２ 測位用衛星受信機
３ 受信点
４ 電離層
５ 地表
６ 鉛直方向の電離層全電子数
７ 視線方向の電離層全電子数
８ 受信機バイアス
９ 衛星コードバイアス
θ 仰角[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for measuring a bias of a positioning satellite receiver when estimating the total number of electrons in the ionosphere using a dual-frequency carrier phase from a positioning satellite, and an apparatus for implementing the method.
[0002]
[Prior art]
In order to predict the effects of ionospheric and upper atmosphere disturbances on communication and broadcasting systems and aircraft control operations, it is necessary to display the total number of vertical ionospheric electrons throughout Japan on a contour map in real time. Have been.
The line of sight ionospheric total electron count (STEC) can be calculated from the carrier phases of two different frequencies from the positioning satellite and the pseudorange between the positioning satellite and the positioning satellite receiver. However, since the STEC includes the satellite code bias component and the receiver bias component, in order to obtain the true vertical ionospheric total number of electrons (VTEC), the satellite code bias component and the receiver bias component are calculated from the STEC value. , It is necessary to multiply by a correction coefficient corresponding to the elevation angle determined by a flat plate model or spherical shell model of the ionosphere.
In this specification, unless otherwise specified, STEC is the total number of electrons in the ionosphere in the apparent line of sight including the satellite code bias component and the receiver bias component measured by the positioning satellite receiver, and VTEC is The total number of electrons in the true vertical ionosphere is unaffected by satellite code bias and receiver bias.
Generally, satellite code bias and receiver bias cannot be determined separately. Therefore, the total number of electrons in the vertical ionosphere is determined by the least squares method from a system of linear equations in which the sum of the satellite code bias and the receiver bias is unknown.
[0003]
However, this method has a problem that as the observation time interval of the carrier phase becomes shorter, the number of the unknowns increases, and the amount of calculation increases rapidly.
Further, in order to create a contour map, VTEC values in various parts of the country are required, so that it is necessary to install a large number of positioning satellite receivers. Therefore, it is required to efficiently measure the receiver bias for each receiver from the received data in a short time, but it is difficult to realize the bias by a conventional method using the least squares method.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present invention provides a method and an apparatus for easily obtaining a receiver bias for each positioning satellite receiver with a small amount of computation in a short time in view of the problems of the above-described conventional technology. The task is to
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method and an apparatus for measuring a positioning satellite receiver bias of the present invention utilize a known satellite code bias, and use only reception data of the positioning satellite receiver to perform positioning. The aim is to easily and efficiently obtain satellite receiver bias.
That is, two carrier waves having different frequencies from the positioning satellite are received by the positioning satellite receiver, and the total number of electrons in the ionosphere is estimated from both carrier phases and the pseudo distance between the positioning satellite and the positioning satellite receiver. In the method, the satellite code bias of the positioning satellite that has been measured in advance is used as the correction amount required when calculating the VTEC from the STEC, and the STEC and the elevation angle that the positioning satellite receiver looks up to the positioning satellite are used. Then, the positioning satellite receiver bias is obtained using a predetermined relational expression.
[0006]
Here, as the predetermined relational expression,
Vij (t) + Ri · sin θij (t) = (Sij (t) −Bj) · sin θij (t)
(However, the receiving point is i, the satellite is j, the time is t, the VTEC value is Vij (t), the receiver bias is Ri, the elevation angle from the receiving point i to the satellite j is θij (t), and the STEC value is Sij (t ), Satellite code bias is Bj)
May be used.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the means for measuring the receiver bias according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a GPS satellite is mentioned as a navigation satellite, but the present invention can be used for any satellite used in the earth positioning system, such as a GLONASS satellite.
FIG. 1 shows the relationship between a GPS satellite and a GPS receiver. For simplicity, the ionosphere is represented by a flat plate model.
The GPS receiver (2) includes an external communication device and has input means for inputting a satellite code bias of a GPS satellite (1) measured or obtained in advance. Also, the apparent ionospheric total number of electrons (STEC) including the satellite code bias component and the receiver bias component measured by the GPS receiver (2), and the GPS satellite (1) from the GPS receiver (2). ) Is calculated from the elevation angle (θ) of the GPS receiver using a predetermined relational expression.
[0008]
The receiver bias at the receiving point i (3) of the GPS receiver (2) is Ri (8) (the solid line portion having the receiving point (3) as one end), and the satellite code bias of the GPS satellite j (1) is Bj (9). ) (Solid line with the satellite side at one end). The true vertical ionospheric total number of electrons (VTEC) Vij (t) (6) at time t is a satellite code bias component and a receiver bias component measured by the receiver (2), assuming a flat plate model. When looking at satellite j (1) from the receiving point i (3) and the total number of electrons in the ionosphere in the apparent line of sight (STEC) Sij (t) (7) + (8) + (9)) Is obtained as follows from the elevation angle θij (t).
[0009]
Here, the satellite code bias Bj is published by the German DLR Institute and can be easily obtained via the Internet or the like.
Even if the satellite code bias Bj is not available, it is possible to obtain the satellite code bias Bj by solving by the least square method using some of the GPS receivers installed in Japan and overseas. it can.
Since the satellite code bias Bj is common at every receiving point on the earth for each satellite, this value can be used for other GPS receivers. Further, compared to the receiver bias, the value of the satellite code bias Bj is almost constant throughout the year without much change.
[0010]
From the above, assuming that the satellite code bias Bj is known, Bj is included in Sij (t) in equation (a),
Xij (t) = Sij (t) -Bj
Then, equation (a) becomes
Vij (t) = (Xij (t) −Ri) · sin θij (t) (b)
Is transformed. At time t = t ′, which is slightly delayed,
Vij (t ′) = (Xij (t ′) − Ri) · sin θij (t ′) (c)
And calculating
[0011]
Usually, positioning satellites such as GPS satellites are not geostationary satellites but are orbiting earth satellites. Therefore, the same satellites can be seen from the ground for only a few hours. That is, the elevation angle θij (t) changes greatly in about several minutes. On the other hand, since the total number of electrons in the ionosphere is a natural phenomenon that increases and decreases with activities such as rising and falling of the sun, the fluctuation of the true vertical ionospheric total number of electrons Vij (t) is considerably slow. It can be considered almost constant in about several hours when the same satellite is visible.
In such a case, the value on the left side of the equation (d) can be regarded as almost 0, and the first and second terms on the right side can be calculated, so that the receiver bias Ri can be obtained.
[0012]
However, in practice, the true VTEC in one day changes variously depending on the azimuth and time of the GPS satellite to be observed, so that when t and t 'are separated to some extent, the value on the left side of the equation (d) is not necessarily changed. It cannot always be regarded as 0. However, the difference between the apparent VTEC obtained at a certain elevation angle θ 0 (reference elevation angle) and the apparent VTEC obtained at an arbitrary elevation angle θ is obtained by averaging all the GPS satellites. And the contribution of daily changes is reduced due to averaging. Therefore, only a difference due to the difference in the elevation angle occurs, and the receiver bias Ri (8) at the reception point i (3) can be accurately obtained.
[0013]
That is, for each GPS satellite, the elevation angle (θ) can be distinguished between the case where the satellite flies in a direction in which the elevation angle (θ) increases and the case in which the satellite flies in a direction in which the elevation angle (θ) decreases. The above-described averaging process is performed for each value of (θ) to calculate the elevation angle characteristics.
[0014]
The correction coefficient for the elevation angle (θ) is sin θ when the ionosphere is considered by a flat plate model, but when it is considered by a spherical shell model,
This is slightly more complicated than the flat plate model, but is actually closer to the ionospheric model especially at low elevation angles.
[0015]
As described above, by using the expression (a), the receiver bias can be measured for each receiver using only the known satellite code bias and the reception data of the GPS receiver (2).
Since almost only average value calculation is performed, the amount of calculation is small and the receiver bias can be easily obtained in a short time, so that a contour map can be created in a short time in real time. Also, the receiver bias may vary greatly depending on the manufacturer and model of the receiver, but it can still be obtained almost accurately.
[0016]
In order to reduce the measurement error of the receiver bias, it is preferable to collect observation data evenly from as many satellites as possible. In actual measurement, the reference elevation angle (θ 0 ) is set to about 35 °. It is suitable.
Also, in actually calculating the receiver bias from the elevation angle characteristics, it is considered that the observation range of the elevation angle (θ) is good from about 35 ° to about 65 °.
If the elevation angle (θ) is too low, a carrier wave from a GPS satellite is reflected by the ground surface, the sea surface, a building, or the like, and multipath is generated, so that it is difficult to obtain accurate data.
Also, as the elevation angle (θ) increases, the number of GPS satellites that can be observed decreases, so that the obtained elevation characteristics are strongly affected only by that specific satellite, and each satellite is observed evenly and averaged. It is difficult to make the measurement difficult, and the measurement error may increase.
[0017]
FIG. 2 shows an outline of a calculation unit in the receiver bias measurement device.
As shown in FIG. 2, the arithmetic unit 1 uses the pseudo distances C 1 and P 2 and the carrier wave phases L 1 and L 2 among the data output from the GPS receiver (the pseudo distance depends on the model of the receiver). distance There also addition to those that outputs P 1 C 1, the may be used P 1 instead of C 1 in this case), the total number of electrons apparent gaze direction (STEC) S (j, t ) calculate. Here, j represents the satellite number, and t represents the time (S (j, t) includes the satellite code bias and the receiver bias). Next, the sorting unit 1 controls the switching unit 1 to perform the subsequent processing according to the value of j regardless of the time t.
The
The
Each adder sets the initial value to 0 and accumulates the value each time data is input to the adder.
[0018]
Each increment unit 1 sets an initial value to 0 and increments by 1 each time data is input.
Each
Each division unit divides two inputs.
[0019]
In FIG. 2, the processing on the right side of PP ′ is mainly a part for calculating the average value, and may be performed after the data output from the GPS receiver is completed.
Finally, the curve fitting calculation unit calculates R such that the sum of squares of the value of G (θ n ) −R · (f (θ n ) −f (θ 0 )) is minimized. Output as receiver bias.
[0020]
【The invention's effect】
The measuring method and device of the positioning satellite receiver bias of the present invention have the following effects by having the above-described configuration.
According to the method according to the first aspect or the apparatus according to the third aspect, the entire ionosphere in the line-of-sight direction measured by the positioning satellite receiver is utilized by utilizing the satellite code bias of the positioning satellite measured in advance. It is calculated from the number of electrons and the elevation angle from the positioning satellite receiver to the positioning satellite by using a predetermined relational expression.Therefore, with simple means, the receiver bias can be reduced for each positioning satellite receiver with a small amount of calculation. It can be obtained accurately in a short time.
Even when the navigation system is used for high-accuracy positioning using two frequencies, which is an original application of the navigation satellite system, the measurement accuracy can be improved when the receiver bias is corrected.
Further, the present invention can be applied not only to the positioning satellite receiver but also to other similar systems, for example, an all-regional positioning system using GLONASS satellites by Russia and the like.
[0021]
According to a method according to
Since the receiver bias is obtained by using, the average value calculation is mainly performed, so the amount of calculation is greatly reduced, and the amount of data itself that must be held for the calculation can be reduced. The amount of internal memory inside can also be greatly reduced.
Further, it is easy to obtain an almost accurate receiver bias even for different manufacturers and different models.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between a positioning satellite and a positioning satellite receiver. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of calculation in a receiver bias measuring device.
Reference Signs List 1
Claims (4)
測位用衛星受信機によって測定された見かけの視線方向の電離層全電子数（ＳＴＥＣ）から真の鉛直方向の電離層全電子数（ＶＴＥＣ）を計算する際に必要な補正量として、
予め測定または入手した測位用衛星の衛星コードバイアスを用いると共に、
測位用衛星受信機によって測定される見かけの視線方向の電離層全電子数（ＳＴＥＣ）と、測位用衛星受信機から測位用衛星を仰ぐ仰角とから、所定の関係式を用いて測位用衛星受信機バイアスを求める
ことを特徴とする測位用衛星受信機バイアスの測定方法。In a method of receiving two carrier waves having different frequencies from a positioning satellite by a positioning satellite receiver, and estimating the total number of electrons in the ionosphere from both carrier wave phases and a pseudorange between the positioning satellite and the positioning satellite receiver. ,
As a correction amount necessary for calculating a true vertical ionospheric total electron number (VTEC) from an apparent line- of- sight ionospheric total electron number (STEC) measured by a positioning satellite receiver ,
While using the satellite code bias of the positioning satellite measured or obtained in advance,
From the apparent ionospheric total number of electrons (STEC) measured by the positioning satellite receiver and the elevation angle at which the positioning satellite receiver faces the positioning satellite, the positioning satellite receiver is determined using a predetermined relational expression. A method for measuring a bias of a satellite receiver for positioning , comprising determining a bias.
Ｖｉｊ（ｔ）＋Ｒｉ・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）＝（Ｓｉｊ（ｔ）−Ｂｊ）・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）
（ただし、受信点がｉ、衛星がｊ、時刻がｔ、ＶＴＥＣ値がＶｉｊ（ｔ）、受信機バイアスがＲｉ、受信点ｉから衛星ｊに対する仰角がθｉｊ（ｔ）、ＳＴＥＣ値がＳｉｊ（ｔ）、衛星コードバイアスがＢｊ）
である請求項１に記載の測位用衛星受信機バイアスの測定方法。The predetermined relational expression is:
Vij (t) + Ri · sin θij (t) = (Sij (t) −Bj) · sin θij (t)
(However, the receiving point is i, the satellite is j, the time is t, the VTEC value is Vij (t), the receiver bias is Ri, the elevation angle from the receiving point i to the satellite j is θij (t), and the STEC value is Sij (t ), Satellite code bias is Bj)
The method of measuring a positioning satellite receiver bias according to claim 1, wherein:
測位用衛星受信機によって測定された見かけの視線方向の電離層全電子数（ＳＴＥＣ）から真の鉛直方向の電離層全電子数（ＶＴＥＣ）を計算する際に必要な補正量として、
予め測定または入手した測位用衛星の衛星コードバイアスを入力する入力手段と、測位用衛星受信機によって測定される見かけの視線方向の電離層全電子数（ＳＴＥＣ）と、測位用衛星受信機から測位用衛星を仰ぐ仰角とから、所定の関係式を用いて測位用衛星受信機バイアスを求める計算手段を備えた
ことを特徴とする測位用衛星受信機バイアスの測定装置。In a device for receiving two carriers having different frequencies from a positioning satellite by a positioning satellite receiver and estimating the total number of electrons in the ionosphere from both carrier wave phases and a pseudorange between the positioning satellite and the positioning satellite receiver. ,
As a correction amount necessary for calculating a true vertical ionospheric total electron number (VTEC) from an apparent line- of- sight ionospheric total electron number (STEC) measured by a positioning satellite receiver ,
Input means for inputting a satellite code bias of a positioning satellite measured or obtained in advance; an apparent ionospheric total number of electrons (STEC) measured by a positioning satellite receiver; An apparatus for measuring a positioning satellite receiver bias, comprising: calculating means for calculating a positioning satellite receiver bias using a predetermined relational expression from an elevation angle of a satellite.
Ｖｉｊ（ｔ）＋Ｒｉ・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）＝（Ｓｉｊ（ｔ）−Ｂｊ）・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）
（ただし、受信点がｉ、衛星がｊ、時刻がｔ、ＶＴＥＣ値がＶｉｊ（ｔ）、受信機バイアスがＲｉ、受信点ｉから衛星ｊに対する仰角がθｉｊ（ｔ）、ＳＴＥＣ値がＳｉｊ（ｔ）、衛星コードバイアスがＢｊ）
である請求項３に記載の測位用衛星受信機バイアスの測定装置。The predetermined relational expression is:
Vij (t) + Ri · sin θij (t) = (Sij (t) −Bj) · sin θij (t)
(However, the receiving point is i, the satellite is j, the time is t, the VTEC value is Vij (t), the receiver bias is Ri, the elevation angle from the receiving point i to the satellite j is θij (t), and the STEC value is Sij (t ), Satellite code bias is Bj)
4. The measuring device for positioning satellite receiver bias according to claim 3, wherein:
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