CN113518933A - 信息处理装置以及测位增强信息发送方法 - Google Patents

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CN113518933A CN201980093250.5A CN201980093250A CN113518933A CN 113518933 A CN113518933 A CN 113518933A CN 201980093250 A CN201980093250 A CN 201980093250A CN 113518933 A CN113518933 A CN 113518933A
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Abstract

根据将地面分成多个区域的每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，设定从准天顶卫星(1)发送测位增强信息(a)的网格间隔(Dh)。

Description

信息处理装置以及测位增强信息发送方法
技术领域
本发明涉及生成用于校正地面站终端的测位误差的测位增强信息的信息处理装置以及测位增强信息发送方法。
背景技术
存在如下系统：地面站终端使用从准天顶卫星发布的测位增强信息来校正GNSS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统)的测位误差。该系统能够实现厘米级的测位精度，被称作CLAS。在CLAS中，在地面设置有多个电子基准点。并且，地面被分成多个区域，设定有网格点分别等间隔地排列的虚拟网格。
另外，作为测位误差的主要原因之一，有电离层中的测位信号延迟。当在电离层中测位信号的传播延迟时，产生从GNSS卫星到地面站终端的伪距的测量误差，测位精度劣化。测位增强信息包含电离层中的测位信号延迟的校正值。以下，将该校正值记载成电离层校正值。使用从多个电子基准点分别得到的伪距的测量结果，按照每个网格点来计算电离层校正值。
准天顶卫星按照在地面设定的每个区域，分别针对设定于区域的多个网格点，依次发布包含对应的电离层校正值的测位增强信号。在CLAS中，测位增强信号的传输容量有限，约为2kbps(bits per second：比特每秒)。由此，为了在服务对象的全部范围内没有遗漏地发布测位增强信号，需要削减(例如压缩)测位增强信息的信息量。
例如，在专利文献1中记载有一种测位系统，该测位系统将测位增强信息的信息量削减之后再将其发布到地面站终端。该系统通过方法(1)和(2)削减测位增强信息的信息量。方法(1)通过在服务对象的范围内扩大网格的间隔来减少应发布的测位增强信号。在方法(2)中，利用函数对电离层校正值进行近似，仅将近似的函数的系数作为测位增强信号发布，由此削减信息量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/088654号
发明内容
发明要解决的课题
然而，在扩大了网格的间隔的情况下，虽然应发布的信息量被削减，但测位精度相应地劣化。另外，即使在利用函数对电离层校正值进行近似的情况下，测位精度也由于近似误差而劣化。这样，在专利文献1记载的测位系统中，在削减测位增强信息的信息量时，存在测位精度劣化这样的问题。
并且，在专利文献1记载的测位系统中，未考虑起因于电离层干扰的测位精度的劣化。因此，在发生电离层干扰而使测位信号的延迟量变化的情况下，存在测位精度劣化这样的问题。
本发明的目的在于解决上述问题，得到一种信息处理装置以及测位增强信息发送方法，即使发生电离层干扰，也能够在保持测位精度的同时削减测位增强信息的信息量。
用于解决课题的手段
本发明的信息处理装置用于测位系统，该测位系统具有：第1卫星，其发送测位增强信息；第2卫星，其发送测位信息；以及终端，其使用测位信息进行测位，第1卫星发送与设定于地面的网格点对应的测位增强信息，终端使用测位增强信息对测位信息进行校正来进行测位。该信息处理装置具有：设定部，其基于将地面分成多个区域的每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，设定从第1卫星发送测位增强信息的网格点的间隔；计算部，其计算与由设定部设定的每个间隔的网格点分别对应的测位校正信息；以及发送部，其进行将包含由计算部计算出的测位校正信息的测位增强信息发送到第1卫星的处理。
发明效果
根据本发明，基于将地面分成多个区域的每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，设定从第1卫星发送测位增强信息的网格点的间隔。由此，即使发生电离层干扰，也能够在保持测位精度的同时削减测位增强信息的信息量。
附图说明
[图1]是表示实施方式1的测位系统的概要的图。
[图2]是表示实施方式1的信息处理装置的结构的框图。
[图3]是表示设定于地面的每个区域的网格的图。
[图4]是表示实施方式1的测位增强信息发送方法的流程图。
[图5]图5A是表示实现实施方式1的信息处理装置的功能的硬件结构的框图。图5B是表示执行实现实施方式1的信息处理装置的功能的软件的硬件结构的框图。
[图6]是表示实施方式2的信息处理装置的结构的框图。
[图7]是表示实施方式3的信息处理装置的结构的框图。
[图8]是表示实施方式4的信息处理装置的结构的框图。
[图9]是按照每个纬度划分容易受到电离层干扰影响的区域的图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示实施方式1的测位系统的概要的图，示出使用准天顶卫星1的CLAS。图1所示的测位系统例如具有准天顶卫星1、GNSS卫星2、地面站终端3、主管制站4、电子基准点5以及上行链路站6。
准天顶卫星1是对地面站终端3发送测位增强信息a的第1卫星。测位增强信息a是测位信息b的校正中使用的信息，包含针对各种误差的校正值。例如，测位增强信息a包含的校正值有电离层中的测位信息的传播延迟的校正值、对流层中的测位信息的传播延迟的校正值、这些校正值的误差(完整性信息)。
GNSS卫星2是对地面站终端3发送测位信息b的第2卫星。例如，GNSS卫星2是GPS(Global Positioning Systems：全球测位系统)卫星。测位信息b是地面站终端3的测位中使用的信息。
地面站终端3是使用测位信息b进行测位的终端。另外，地面站终端3使用测位增强信息a对测位信息b进行校正来进行测位。准天顶卫星1除了测位增强信息a之外，还将测位补充信息c发送到地面站终端3。测位补充信息c是对地面站终端3的使用测位信息b的测位进行补充的信息。
主管制站4是实施方式1的信息处理装置，生成测位增强信息a。由主管制站4生成的测位增强信息a被输出到上行链路站6。上行链路站6将测位增强信息a发送到准天顶卫星1。准天顶卫星1将经由上行链路站6从主管制站4接收到的测位增强信息a作为L6信号发布到地面站终端3。
电子基准点5设置在地面的多个部位，从GNSS卫星2接收测位信息b(GNSS信号)，使用该电子基准点5的已知的位置信息和接收到的测位信息b，估计测位信息b中包含的误差量，并将对估计出的误差量进行校正的校正信息发送到主控制站4。例如，在日本，电子基准点5以约20km的间隔设置在约1300处。
在CLAS中，在地面等间隔地设定虚拟网格。网格点是等间隔地配置的虚拟的电子基准点，按照每个网格点计算电离层中的测位信息b的传输延迟的校正值。以下，将该校正值记作电离层校正值。例如，在日本，网格点被以约60km的间隔设定在约350处。准天顶卫星1每隔30秒发布包含电离层校正值的测位增强信息a。
电离层校正值是在电离层中产生的、从GNSS卫星2到各网格点的距离中的测位信息的延迟量。地面站终端3使用测位信息b来测定GNSS卫星与该地面站终端3之间的伪距，使用测位增强信息a中包含的电离层校正值对测定出的伪距进行校正，由此能够得到高精度的伪距。
通过按照每个网格点计算电离层校正值，即按照每个网格点分配电离层校正值，包含电离层校正值的测位增强信息a被空间压缩。另外，包含电离层校正值的测位增强信息a的传输容量被规定成约2kbps。
如上所述，由于按照每个网格点计算电离层校正值，因此，地面站终端3通过使用从准天顶卫星1发布的测位增强信息a中的、包含与设定在最靠近该地面站终端3的位置的网格点对应的电离层校正值的测位增强信息a，能够准确地校正测位信息b。即，网格间隔越窄，则地面站终端3越能够接收与设定在附近的网格点对应的电离层校正值，因此测位精度提高。
然而，测位增强信息a的传输容量有限(约2kbps)，从而无法使网格间隔变窄。另一方面，在为了削减测位增强信息a的应传输的信息量而将网格间隔从最初的60km间隔起扩大到该间隔的2倍以上的整数倍的间隔(例如，120km间隔)的情况下，测位精度从厘米级劣化至分米级。另外，仅将利用函数对电离层校正值进行近似时的系数包含在测位增强信息a中进行发送，由此，虽然应传输的信息量被削减，但由于近似误差，测位精度从厘米级劣化至分米级。
另外，由于电离层干扰生成不均匀的电离层，因此，较强地受到电离层干扰影响的电离层中的测位信息b的延迟与电离层干扰影响弱的电离层中的测位信息b的延迟不同。该延迟的差异使作为伪距校正值的电离层校正值的精度大幅劣化。
因此，在实施方式1的测位系统中，信息处理装置根据每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，预先设定从准天顶卫星1发送测位增强信息a的网格点的间隔。由此，根据过去受到电离层干扰影响的程度来设定网格间隔，因此，即使发生电离层干扰，地面站终端3也能够保持测位精度。并且，网格间隔不固定成规定的值(例如60km)，在受到电离层干扰影响的程度低的区域中能够扩大网格间隔，因此，能够削减测位增强信息a的信息量。
图2是表示实施方式1的信息处理装置的结构的框图，是相当于图1所示的主管制站4的装置。图2所示的信息处理装置构成为具有数据库40、网格设定部41、计算部42以及发送部43，基于由多个电子基准点5分别计测出的测位校正信息，生成与多个网格点分别对应的测位增强信息a。
数据库40是存储有每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的数据库，例如存储有与每个区域的各网格点对应的电离层校正值的过去历史数据。另外，在能够确定每个区域的电离层干扰的发生程度之前，长时间按照每个区域监视电离层校正值并存储到数据库40。
在较强地受到电离层干扰影响的区域中，每个网格点的电离层校正值的空间偏差大，在不怎么受到电离层干扰影响的区域中，每个网格点的电离层校正值的空间偏差小。即，电离层校正值能够成为电离层干扰的发生程度的指标值。
另外，数据库40也可以配备在与实施方式1的信息处理装置分开设置的装置。在该情况下，实施方式1的信息处理装置通过无线或有线方式与上述装置连接，读出数据库40中存储的数据。这样，实施方式1的信息处理装置也可以不具有数据库40。
网格设定部41是根据每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，设定从准天顶卫星1发送测位增强信息a的网格点的间隔的设定部。例如，网格设定部41根据从数据库40读出的每个区域的电离层校正值的过去历史数据的统计信息，设定发送测位增强信息a的网格点的间隔。
图3是表示设定在地面的每个区域的网格的图。例如，日本被分成(1)～(12)的区域，按照每个区域设定网格。网格设定部41静态地设定网格点的间隔。静态是指根据每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，预先设定网格点的间隔。
网格设定部41以使与从准天项卫星1发布的测位增强信息a分别对应的网格点的总数为规定值以下的方式设定网格间隔。规定值是指满足测位增强信息a的传输容量限制的网格点的总数。
计算部42根据由多个电子基准点5分别计测出的测位校正信息，计算与由网格设定部41设定的每个间隔的网格点分别对应的测位校正信息。在实施方式1的计算部42中，计算作为测位校正信息的电离层校正值。发送部43进行将包含由计算部42计算出的电离层校正值的测位增强信息a发送到准天顶卫星1的处理。例如，发送部43经由上行链路站6将测位增强信息a发送到准天项卫星1。准天顶卫星1将从主管制站4接收到的测位增强信息a发布到地面站终端3。
接下来，说明实施方式1的信息处理装置的动作。
图4是表示实施方式1的测位增强信息发送方法的流程图，示出作为主管制站4的信息处理装置的动作。
网格设定部41根据从数据库40读出的每个区域的发生程度的指标值的统计信息，设定网格点的间隔(步骤ST1)。
例如，网格设定部41按照每个区域，从数据库40读出由下述式(1)表示的每个网格点的电离层校正值IGi。在下式(1)中，xGi和yGi是第i网格点的纬度和经度，IGi是与第i网格点对应的电离层校正值。N是1以上的自然数。
IGi＝ISSR(xGi，yGi)，i＝1，...，N…(1)
接着，网格设定部41根据下述式(2)，按照每个区域计算电离层校正值IGi的空间偏差。在下述式(2)中，i∈h是指第h区域中包含的电子基准点5的索引i的集合，var是指计算方差。网格设定部41从数据库40读出长时间计测出的电离层校正值IGi，使用下述式(2)计算电离层校正值IGi的空间偏差，使用下述式(3)计算电离层校正值IGi的空间偏差的平均值Ωh拔。平均值Ωh拔能够成为电离层的稳定程度的尺度。
Ωh＝var(IGi)，i∈h…(2)
Figure BDA0003234011020000061
在设各区域内的网格点的数量为Mh的情况下，发送测位增强信息a的网格点的总数的规定值TH能够由下述式(4)表示。在下述式(4)中，H是设定在地面的区域的总数。并且，在设区域的面积为Ah，设网格间隔为Dh时，网格点的数量Mh能够由下述式(5)表示。
Figure BDA0003234011020000071
Figure BDA0003234011020000072
网格设定部41按照下述式(6)如下设定：电离层校正值IGi的空间偏差的平均值Ωh拔越大，则网格点的数量Mh越多，电离层校正值IGi的空间偏差的平均值Ωh拔越小，则网格点的数量Mh越少。即，网格设定部41按照下述式(7)，设定每个区域的网格间隔Dh。Ωj拔是第j区域中的电离层校正值IGi的空间偏差的平均值。
Figure BDA0003234011020000073
Figure BDA0003234011020000074
网格设定部41在设定网格间隔Dh时，确认是否在全部区域中设定了网格间隔Dh(步骤ST2)。在此，如果存在未设定网格间隔Dh的区域(步骤ST2：否)，则网格设定部41返回到步骤ST1的处理，设定下一个区域的网格间隔Dh。
在由网格设定部41设定了全部区域的网格间隔Dh的情况下(步骤ST2：是)，计算部42根据由多个电子基准点5分别计测出的测位校正信息，计算与由网格设定部41设定的每个间隔的网格点分别对应的电离层校正值(步骤ST3)。
接着，发送部43进行将由网格设定部41设定的网格间隔的测位增强信息a发送到准天顶卫星1的处理(步骤ST4)。例如，发送部43经由上行链路站6将包含由计算部42计算出的电离层校正值的测位增强信息a发送准天顶卫星1。准天顶卫星1将从主管制站4接收到的测位增强信息a发布到地面站终端3。地面站终端3接收从准天顶卫星1发布的测位增强信息a中的、包含与最靠近该地面站终端3的网格点对应的电离层校正值的测位增强信息a，使用接收到的测位增强信息a中包含的电离层校正值来校正测位信息b。由此，在地面站终端3中实现厘米级的测位精度。
接下来，说明实现实施方式1的信息处理装置的功能的硬件结构。实施方式1的信息处理装置中的网格设定部41、计算部42以及发送部43的功能通过处理电路来实现。即，实施方式1的信息处理装置具有用于执行图4的步骤ST1～步骤ST4的处理的处理电路。处理电路可以是专用的硬件，也可以是执行存储于存储器的程序的CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)。
图5A是表示实现实施方式1的信息处理装置的功能的硬件结构的框图。图5B是表示执行实现实施方式1的信息处理装置的功能的软件的硬件结构的框图。在图5A以及图5B中，输入接口100是网格设定部41对从数据库40输入的信息进行中继，进而计算部42对从电子基准点5输入的信息进行中继的接口。输出接口101是对从发送部43向上行链路站6输出的信息进行中继的接口。
在上述处理电路是图5A所示的专用硬件的情况下，处理电路102例如相当于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(ApplicationSpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或者将它们组合而成的电路。另外，网格设定部41、计算部42以及发送部43的功能可以通过独立的处理电路来实现，也可以将这些功能汇总而通过1个处理电路来实现。
在上述处理电路是图5B所示的处理器103的情况下，网格设定部41、计算部42以及发送部43的功能通过软件、固件或者软件与固件的组合来实现。软件或固件被记作程序，存储在存储器104。处理器103读出并执行存储器104中存储的程序，由此，实现网格设定部41、计算部42以及发送部43的功能。即，实施方式1的信息处理装置具有存储器104，该存储器104用于存储在由处理器103执行时结果是执行图4所示的步骤ST1～步骤ST4的处理的程序。这些程序使计算机执行网格设定部41、计算部42以及发送部43的步骤或者方法。存储器104也可以是存储有用于使计算机作为网格设定部41、计算部42以及发送部43发挥功能的程序的计算机能读取的存储介质。
存储器104例如相当于RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory：可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically-EPROM：电可擦除可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、压缩盘、迷你盘、DVD等。
另外，对于网格设定部41、计算部42以及发送部43的功能，也可以通过专用的硬件来实现一部分，通过软件或者固件来实现一部分。
例如，也可以是，对于发送部43，通过作为专用硬件的处理电路来实现其功能，对于网格设定部41以及计算部42，通过由处理器103读出并执行存储器104中存储的程序来实现其功能。这样，处理电路能够通过硬件、软件、固件或者它们的组合来分别实现上述功能。
如上所述，实施方式1的信息处理装置根据将地面分成多个区域的每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息(电离层校正值的空间偏差的平均值)，设定从准天顶卫星1发送测位增强信息a的网格间隔Dh。由此，即使发生电离层干扰，也能够在保持测位精度的同时削减测位增强信息的信息量。另外，通过执行图4所示的测位增强信息发送方法，能够得到与上述相同的效果。
实施方式2
图6是表示实施方式2的信息处理装置的结构的框图，是相当于图1所示的主管制站4的装置。图6所示的信息处理装置构成为具有数据库40A、网格设定部41A、计算部42以及发送部43，根据由多个电子基准点5分别计测出的测位校正信息，生成与多个网格点分别对应的测位增强信息a。
数据库40A存储有与每个区域的各网格点对应的电离层校正值的误差σ(完整性信息)的过去历史数据。另外，在能够确定每个区域的电离层干扰的发生程度之前，长时间按照每个区域监视电离层校正值的误差σ并存储到数据库40A。
在较强地受到电离层干扰影响的区域中，每个网格点的电离层校正值的误差σ较大，在不怎么受到电离层干扰影响的区域中，每个网格点的电离层校正值的误差σ较小。即，电离层校正值的误差σ(完整性信息)能够成为电离层干扰的发生程度的指标值。
另外，数据库40A也可以配备在与实施方式2的信息处理装置分开设置的装置。在该情况下，实施方式2的信息处理装置通过无线或有线方式与上述装置连接，读出数据库40A中存储的数据。这样，实施方式1的信息处理装置也可以不具有数据库40A。
网格设定部41A根据从数据库40A读出的每个区域的电离层校正值的误差σ(完整性信息)的过去历史数据的统计信息，设定发送测位增强信息a的网格点的间隔。与实施方式1同样地，通过网格设定部41A静态地设定网格点的间隔。静态是指根据每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，预先设定网格点的间隔。
此外，网格设定部41A以使与从准天项卫星1发布的测位增强信息a分别对应的网格点的总数为规定值以下的方式设定网格间隔。规定值是指满足测位增强信息a的传输容量限制的网格点的总数。
例如，网格设定部41A按照每个区域，从数据库40A读出由下述式(8)表示的每个网格点的电离层校正值的误差σGi。在下式(8)中，xGi和yGi是第i网格点的纬度和经度，σGi是与第i网格点对应的电离层校正值的误差(完整性信息)。N为1以上的自然数。
σGi＝ISSRσ(xGi，yGi)，i＝1，...，N…(8)
接着，网格设定部41A基于下述式(9)，按照每个区域，计算电离层校正值的误差σGi的空间平均。在下述式(9)中，i∈h是指第h区域中包含的电子基准点5的索引i的集合，mean是指取平均。网格设定部41A从数据库40A读出长时间计测出的电离层校正值的误差σGi，使用下述式(9)计算电离层校正值的误差σGi的空间平均，使用下述式(10)计算电离层校正值的误差σGi的空间平均的平均值ξh拔。平均值ξh拔能够成为电离层的稳定程度的尺度。
Figure BDA0003234011020000101
Figure BDA0003234011020000102
在设各区域内的网格点的数量为Mh的情况下，发送测位增强信息a的网格点的总数的规定值TH能够由上述式(4)表示。并且，在设区域的面积为Ah，设网格间隔为Dh时，网格点的数量Mh能够由上述式(5)表示。
网格设定部41A按照下述式(11)如下设定：(ξh拔)-1越大，则网格点的数量Mh越多，(ξh拔)-1越小，则网格点的数量Mh越少。即，网格设定部41A按照下述式(12)，设定每个区域的网格间隔Dh。(ξj拔)-1是第i区域中的电离层校正值的误差σGi的空间平均的平均值的倒数。
Figure BDA0003234011020000111
Figure BDA0003234011020000112
计算部42根据由多个电子基准点5分别计测出的测位校正信息，计算与由网格设定部41A设定的每个间隔的网格点分别对应的测位校正信息。在实施方式2中的计算部42中，计算作为测位校正信息的电离层校正值的误差σ。
发送部43进行将包含由计算部42计算出的电离层校正值的误差σ的测位增强信息a发送到准天顶卫星1的处理。例如，发送部43经由上行链路站6将测位增强信息a发送到准天顶卫星1。准天顶卫星1将从主管制站4接收到的测位增强信息a发布到地面站终端3。
另外，实施方式2的信息处理装置中的网格设定部41A、计算部42以及发送部43的功能通过处理电路来实现。处理电路可以是图5A所示的作为专用硬件的处理电路102，也可以是图5B所示的执行存储器104中存储的程序的处理器103。
如上所述，实施方式2的信息处理装置根据将地面分成多个区域的每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息(电离层校正值的误差σ的空间平均的平均值)，设定从准天顶卫星1发送测位增强信息a的网格间隔Dh。由此，即使发生电离层干扰，也能够在保持测位精度的同时削减测位增强信息的信息量。另外，通过执行上述步骤的测位增强信息发送方法，能够得到与上述相同的效果。
实施方式3
图7是表示实施方式3的信息处理装置的结构的框图，是相当于图1所示的主管制站4的装置。图7所示的信息处理装置构成为具有数据库40、计算部42、发送部43、选择部44以及决定部45，根据由多个电子基准点5分别计测出的测位校正信息，生成与多个网格点分别对应的测位增强信息a。
数据库40与实施方式1同样，是存储有每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的数据库，例如存储有与每个区域的各网格点对应的电离层校正值的过去的历史。另外，在能够确定每个区域的电离层干扰的发生程度之前，长时间按照每个区域监视电离层校正值并存储到数据库40。
另外，数据库40也可以配备在与实施方式3的信息处理装置分开设置的装置。在该情况下，实施方式3的信息处理装置通过无线或有线方式与上述装置连接，读出数据库40中存储的数据。这样，实施方式3的信息处理装置也可以不具有数据库40。
计算部42根据由多个电子基准点5分别计测出的校正信息，计算与每个区域包含的全部网格点分别对应的测位校正信息。
例如，计算部42计算与每个区域包含的全部网格点分别对应的电离层校正值。
选择部44根据每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，选择对由计算部42计算出的电离层校正值进行近似的近似函数的次数。
例如，选择部44对于纬度低的区域，提高对电离层校正值进行近似的函数的次数，对于纬度高的区域，降低对电离层校正值进行近似的函数的次数。在日本，如图3所示，区域是指关东区域、关西区域、九州区域等。通常可以说，越是南纬度的区域，电离层干扰的长期发生程度越多。
例如，选择部44根据从数据库40读出的电离层校正值的过去历史数据的统计信息，选择对由计算部42按照每个区域计算出的电离层校正值进行近似的近似函数的次数。通常，在较强地受到电离层干扰影响的区域中，电离层校正值的时间或空间偏差值较大。即，电离层校正值能够成为电离层干扰的发生程度的指标值。
因此，选择部44在电离层干扰的发生程度多的区域中，选择较高的次数，作为对由计算部42计算出的每个网格点的电离层校正值进行近似的近似函数的次数，在电离层干扰的发生程度少的区域中，选择较低的次数，作为对每个网格点的电离层校正值进行近似的近似函数的次数。并且，选择部44选择近似函数的次数，使得与从准天顶卫星1发布的测位增强信息a分别对应的网格点的总数为规定值以下。规定值是指满足测位增强信息a的传输容量限制的网格点的总数。
在现有的CLAS中，存在使用1次近似函数作为对电离层校正值进行近似的函数的情况，但选择部44根据每个区域的电离层干扰的发生程度，选择由下述式(13)表示的2次近似函数。另外，p00、p10、p20、p01、p02、p11、p21、p12是下述式(13)所示的近似函数的系数。另外，在设次数为M时，下述式(13)能够如下述式(14)那样一般化。
Figure BDA0003234011020000131
Figure BDA0003234011020000132
在设次数M的近似函数的系数总数为CM，设与第h区域对应的次数为M(h)，设次数M(h)的近似函数的系数总数为CM(h)的情况下，使得网格点的总数为规定值以下的近似函数的系数的总数能够由下述式(15)表示。
Figure BDA0003234011020000133
选择部44按照下述式(16)，使用电离层校正值IGi的空间偏差的平均值Ωh拔来计算每个区域的次数M(h)。关于次数M(h)，Ωh拔越大，则选择越高的次数，Ωh拔越小，则选择越低的次数。此外，在下述式(16)中，K是由用户设定的参数。
Figure BDA0003234011020000134
决定部45决定使用由选择部44选择出的次数的近似函数对电离层校正值进行近似时的近似函数的系数值。例如，决定部45针对上述式(13)的近似函数使用最小二乘法，由此计算系数p00、p10、p20、p01、p02、p11、p21、p12。
发送部43进行将由决定部45决定的系数值包含在测位增强信息a中发送到准天顶卫星1的处理。例如，发送部43经由上行链路站6将测位增强信息a发送到准天顶卫星1。准天顶卫星1将从主管制站4接收到的测位增强信息a发布到地面站终端3。仅将利用近似函数对电离层校正值进行近似时的系数作为测位增强信息a进行发送，因此，应传输的信息量被削减。另外，由于根据电离层干扰的发生程度来选择近似函数的次数，因此，能够降低近似误差。
此外，实施方式3的信息处理装置中的计算部42、发送部43、选择部44以及决定部45的功能通过处理电路来实现。处理电路可以是图5A所示的作为专用硬件的处理电路102，也可以是图5B所示的执行存储器104中存储的程序的处理器103。
如上所述，实施方式3的信息处理装置根据将地面分成多个区域的每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息(电离层校正值的空间偏差的平均值)，选择对电离层校正值进行近似的近似函数的次数，决定使用选择出的次数的近似函数对电离层校正值进行近似时的系数值，将决定的系数值包含在测位增强信息a中进行发送。由此，即使发生电离层干扰，也能够在保持测位精度的同时削减测位增强信息的信息量。另外，通过执行上述步骤的测位增强信息发送方法，能够得到与上述相同的效果。
实施方式4
图8是表示实施方式4的信息处理装置的结构的框图，是相当于图1所示的主管制站4的装置。图8所示的信息处理装置具有数据库40A、计算部42、发送部43、选择部44A以及决定部45A，根据由多个电子基准点5分别计测出的测位校正信息，生成与多个网格点分别对应的测位增强信息a。
数据库40A存储有与每个区域的各网格点对应的电离层校正值的误差σ(完整性信息)的过去历史数据。另外，在能够确定每个区域的电离层干扰的发生程度之前，长时间按照每个区域监视电离层校正值的误差σ并存储到数据库40A。
在较强地受到电离层干扰影响的区域中，每个网格点的电离层校正值的误差σ较大，在不怎么受到电离层干扰影响的区域中，每个网格点的电离层校正值的误差σ较小。即，电离层校正值的误差σ(完整性信息)能够成为电离层干扰的发生程度的指标值。
另外，数据库40A也可以配备在与实施方式2的信息处理装置分开设置的装置。在该情况下，实施方式2的信息处理装置通过无线或有线方式与上述装置连接，读出数据库40A中存储的数据。这样，实施方式1的信息处理装置也可以不具有数据库40A。
计算部42计算与每个区域包含的全部网格点分别对应的电离层校正值的误差σ(完整性信息)。
选择部44A根据电离层校正值的误差σ(完整性信息)的过去历史数据的统计信息，选择对由计算部42按照每个网格点计算出的电离层校正值的误差σ进行近似的近似函数的次数。例如，选择部44A按照下述式(17)，选择每个区域的次数M(h)。关于次数M(h)，第h区域中的电离层校正值的误差σGi的空间平均的平均值的倒数即(ξh拔)-1越大，则选择越高的次数，(ξh拔)-1越小，则选择越低的次数。在下式(17)中，K是由用户设定的参数。
Figure BDA0003234011020000151
决定部45A决定使用由选择部44A选择出的次数的近似函数对电离层校正值的误差σ进行近似时的近似函数的系数值。例如，决定部45A针对上述式(13)的近似函数使用最小二乘法，由此计算系数p00、p10、p20、p01、p02、p11、p21、p12。
发送部43进行将由决定部45A决定的系数值包含在测位增强信息a中发送到准天顶卫星1的处理。例如，发送部43经由上行链路站6将测位增强信息a发送到准天顶卫星1。准天顶卫星1将从主管制站4接收到的测位增强信息a发布到地面站终端3。仅将利用近似函数对电离层校正值的误差σ进行近似时的系数包含在测位增强信息a中进行发送，因此，应传输的信息量被削减。另外，由于根据电离层干扰的发生程度来选择近似函数的次数，因此，能够降低近似误差。
此外，实施方式4的信息处理装置中的计算部42、发送部43、选择部44A以及决定部45A的功能通过处理电路来实现。处理电路可以是图5A所示的作为专用硬件的处理电路102，也可以是图5B所示的执行存储器104中存储的程序的处理器103。
如上所述，实施方式4的信息处理装置根据将地面分成多个区域的每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息(电离层校正值的误差σ的空间平均的平均值)，选择对电离层校正值的误差σ进行近似的近似函数的次数，决定使用选择出的次数的近似函数对电离层校正值的误差σ进行近似时的系数值，将决定的系数值包含在测位增强信息a中进行发送。由此，即使发生电离层干扰，也能够在保持测位精度的同时削减测位增强信息的信息量。另外，通过执行上述步骤的测位增强信息发送方法，能够得到与上述相同的效果。
另外，在实施方式1～实施方式4的说明中，示出电离层干扰的发生程度的指标值是电离层校正值或电离层校正值的误差σ(完整性信息)的情况。然而，在实施方式1～实施方式4所示的各信息处理装置中，并不限定于电离层校正值或者电离层校正值的误差σ，只要是能够成为电离层干扰的发生程度的指标值的信息即可。
实施方式5
通常，越接近赤道，电离层干扰的发生程度越高。因此，在实施方式5的信息处理装置中，如果是接近赤道的纬度，则将网格间隔设定得窄，如果是远离赤道的纬度，则将网格间隔设定得宽。纬度以磁纬度或者地理纬度为基准。例如，实施方式1或实施方式2所示的网格设定部与区域的纬度差异对应地，设定从准天顶卫星1发送测位增强信息a的网格点的间隔。另外，实施方式3或实施方式4所示的选择部也可以选择近似函数的次数，并且与区域的纬度差异对应地，设定发送测位增强信息a的网格点的间隔。
图9是按照每个纬度划分容易受到电离层干扰影响的区域的图，示出与纬度差异对应地将地面分成(1a)～(6a)这6个区域的情况。不仅是离赤道近的区域和远离赤道的区域这2个区域，在实施方式5的信息处理装置中，也可以在关于与赤道的远近而分成2个阶段以上的区域中逐渐变更网格间隔。另外，实施方式5的信息处理装置以与应从准天顶卫星1发布的测位增强信息a对应的网格点的总数为规定值以下的方式设定网格间隔。规定值是指满足测位增强信息a的传输容量限制的网格点的总数。
如上所述，实施方式5的信息处理装置与地面的纬度差异对应地，设定从准天顶卫星1发送测位增强信息a的网格点的间隔。由此，即使发生电离层干扰，也能够在保持测位精度的同时削减测位增强信息的信息量。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，在本发明的范围内，能够对实施方式的任意结构要素进行变形或省略实施方式的任意结构要素。
产业上的可利用性
本发明的信息处理装置即使发生电离层干扰，也能够在保持测位精度的同时削减测位增强信息的信息量，因此，例如能够用于以CLAS为代表的测位系统。
标号说明
1：准天顶卫星；2：GNSS卫星；3：地面站终端；4：主管制站；5：电子基准点；6：上行链路站；40、40A：数据库；41、41A：网格设定部；42：计算部；43：发送部；44、44A：选择部；45、45A：决定部；100：输入接口；101：输出接口；102：处理电路；103：处理器；104：存储器。

Claims (9)

1.一种信息处理装置，该信息处理装置用于测位系统，该测位系统具有发送测位增强信息的第1卫星、发送测位信息的第2卫星和使用所述测位信息进行测位的终端，所述第1卫星发送与设定于地面的网格点对应的所述测位增强信息，所述终端使用所述测位增强信息对所述测位信息进行校正来进行测位，其特征在于，该信息处理装置具有：
设定部，其根据将地面分成多个区域的每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，设定从所述第1卫星发送所述测位增强信息的网格点的间隔；
计算部，其计算与由所述设定部设定的每个间隔的网格点分别对应的测位校正信息；以及
发送部，其进行将包含由所述计算部计算出的所述测位校正信息的所述测位增强信息发送到所述第1卫星的处理。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，
所述设定部根据电离层中的所述测位信息的传输延迟校正中使用的电离层校正值的统计信息，设定从所述第1卫星发送所述测位增强信息的网格点的间隔。
3.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，
所述设定部根据电离层中的所述测位信息的传输延迟校正中使用的电离层校正值的误差的统计信息，设定从所述第1卫星发送所述测位增强信息的网格点的间隔。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的信息处理装置，其特征在于，
所述设定部与地面的纬度差异对应地，设定从所述第1卫星发送所述测位增强信息的网格点的间隔。
5.一种信息处理装置，该信息处理装置用于测位系统，该测位系统具有发送测位增强信息的第1卫星、发送测位信息的第2卫星和使用所述测位信息进行测位的终端，所述第1卫星发送与设定于地面的网格点对应的所述测位增强信息，所述终端使用所述测位增强信息对所述测位信息进行校正来进行测位，其特征在于，该信息处理装置具有：
计算部，其计算与按照将地面分成多个区域的每个区域设定的网格点对应的测位校正信息；
选择部，其根据每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，选择对由所述计算部计算出的所述测位校正信息进行近似的近似函数的次数；
决定部，其决定使用由所述选择部选择出的次数的近似函数对所述测位校正信息进行近似时的近似函数的系数值；以及
发送部，其进行将由所述决定部决定的系数值包含在所述测位增强信息中发送到所述第1卫星的处理。
6.根据权利要求5所述的信息处理装置，其特征在于，
所述选择部根据电离层中的所述测位信息的传输延迟校正中使用的电离层校正值的统计信息，选择对由所述计算部按照每个区域计算出的所述电离层校正值进行近似的近似函数的次数。
7.根据权利要求5所述的信息处理装置，其特征在于，
所述选择部根据电离层中的所述测位信息的传输延迟校正中使用的电离层校正值的误差的统计信息，选择对由所述计算部按照每个区域计算出的每个区域的所述电离层校正值的误差进行近似的近似函数的次数。
8.根据权利要求5～7中的任意一项所述的信息处理装置，其特征在于，
所述选择部与所述地面的纬度差异对应地，设定从所述第1卫星发送所述测位增强信息的网格点的间隔。
9.一种测位系统的测位增强信息发送方法，该测位系统具有发送测位增强信息的第1卫星、发送测位信息的第2卫星和使用所述测位信息进行测位的终端，所述第1卫星发送与设定于地面的网格点对应的所述测位增强信息，所述终端使用所述测位增强信息对所述测位信息进行校正来进行测位，其特征在于，该测位增强信息发送方法具有以下步骤：
设定部根据将地面分成多个区域的每个区域的电离层干扰的发生程度的指标值的统计信息，设定从所述第1卫星发送所述测位增强信息的网格点的间隔；
计算部计算与由所述设定部设定的每个间隔的网格点分别对应的测位校正信息；以及
发送部进行将包含由所述计算部计算出的所述测位校正信息的所述测位增强信息发送到所述第1卫星的处理。
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