JP2001264411A - 測位処理装置 - Google Patents
測位処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】精度の高い補正データを得ることのできる測位
処理装置を提供する。 【解決手段】受信機Ｘ１〜ＸＭにそれぞれ位相カウンタ
４を備え、再生したＧＰＳ測位信号の搬送波の位相変化
の回数をカウントして、単位時間毎のカウント値の差を
擬似距離変化率φ′として求める。また測位データと測
位処理装置Ｃの位置座標とをもとに、距離算出部５で測
位処理装置ＣとＧＰＳ衛星Ｓ１〜ＳＮとの幾何学的距離
Ｒを算出する。そして、Ｒの時間変化率Ｒ′と擬似距離
変化率φ′との差から擬似距離変化率補正値を算出し、
これを擬似距離補正値変化率として移動体に通知する。
処理装置を提供する。 【解決手段】受信機Ｘ１〜ＸＭにそれぞれ位相カウンタ
４を備え、再生したＧＰＳ測位信号の搬送波の位相変化
の回数をカウントして、単位時間毎のカウント値の差を
擬似距離変化率φ′として求める。また測位データと測
位処理装置Ｃの位置座標とをもとに、距離算出部５で測
位処理装置ＣとＧＰＳ衛星Ｓ１〜ＳＮとの幾何学的距離
Ｒを算出する。そして、Ｒの時間変化率Ｒ′と擬似距離
変化率φ′との差から擬似距離変化率補正値を算出し、
これを擬似距離補正値変化率として移動体に通知する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＧＰＳ（Gl
obal Positioning System）を利用して航空機の着陸誘
導などに資する測位処理装置に関し、特にＧＢＡＳと称
されるシステムにおける擬似距離補正データの算出方式
の改良に関する。
obal Positioning System）を利用して航空機の着陸誘
導などに資する測位処理装置に関し、特にＧＢＡＳと称
されるシステムにおける擬似距離補正データの算出方式
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、測位衛星を用いたＧＰＳなどの測
位システムが様々な分野に普及しつつある。航空管制な
ど特に高精度な測位データを必要とする分野では、ＧＰ
ＳのほかにＧＢＡＳと呼ばれるシステムを併用すること
が将来考えられている。
位システムが様々な分野に普及しつつある。航空管制な
ど特に高精度な測位データを必要とする分野では、ＧＰ
ＳのほかにＧＢＡＳと呼ばれるシステムを併用すること
が将来考えられている。
【０００３】ＧＢＡＳ（Ground Based Augmentation Sy
stem）とは、ＧＰＳを使用する航空機の着陸進入時にお
ける測位精度およびインテグリティの向上を目的とした
機材であり、ＤＧＰＳ（Differential GPS）として知ら
れるシステムの一形態である。いずれも予め正確な位置
座標が判っている地上局にてＧＰＳ測位を行い、得られ
た測位データ（誤差を含む）と正確な座標値との差分デ
ータを移動体に通知して、移動体側のＧＰＳ受信機で得
られた測位データの誤差を補正するものである。
stem）とは、ＧＰＳを使用する航空機の着陸進入時にお
ける測位精度およびインテグリティの向上を目的とした
機材であり、ＤＧＰＳ（Differential GPS）として知ら
れるシステムの一形態である。いずれも予め正確な位置
座標が判っている地上局にてＧＰＳ測位を行い、得られ
た測位データ（誤差を含む）と正確な座標値との差分デ
ータを移動体に通知して、移動体側のＧＰＳ受信機で得
られた測位データの誤差を補正するものである。
【０００４】ＧＢＡＳでは、主として２つの情報が地上
局から航空機に向け通知される。１つは擬似距離補正値
であり、すなわち上記差分データである。この擬似距離
補正値は、地上局側における演算処理遅延などの事情か
ら例えば１秒おきに送信されるのが実情であるが、この
間にも航空機は移動してしまう。よってその間の時間の
隙間を埋める情報が必要である。
局から航空機に向け通知される。１つは擬似距離補正値
であり、すなわち上記差分データである。この擬似距離
補正値は、地上局側における演算処理遅延などの事情か
ら例えば１秒おきに送信されるのが実情であるが、この
間にも航空機は移動してしまう。よってその間の時間の
隙間を埋める情報が必要である。
【０００５】そこで、２つ目の情報として擬似距離補正
値変化率を通知する。これは擬似距離補正値の時間変化
率であり、地上局側で算出される。この情報を航空機に
通知して擬似距離補正値の時間の隙間を補完させること
により、時間的に連続した補正値を得られるようにして
いる。
値変化率を通知する。これは擬似距離補正値の時間変化
率であり、地上局側で算出される。この情報を航空機に
通知して擬似距離補正値の時間の隙間を補完させること
により、時間的に連続した補正値を得られるようにして
いる。
【０００６】ところで、ＧＰＳにおいては、衛星からの
ＧＰＳ測位信号に含まれるコードをもとに擬似距離を算
出する。従来のＧＢＡＳではこの擬似距離をもとに擬似
距離補正値を算出し、さらにこれを時間微分することで
擬似距離補正値変化率を得ていた。
ＧＰＳ測位信号に含まれるコードをもとに擬似距離を算
出する。従来のＧＢＡＳではこの擬似距離をもとに擬似
距離補正値を算出し、さらにこれを時間微分することで
擬似距離補正値変化率を得ていた。
【０００７】しかしながら周知のように、コードから算
出した擬似距離はマルチパスなどの影響によって多分の
ノイズ成分を含んでいる。当然ながら擬似距離補正値に
もこのノイズ成分がそのまま反映され、精度が劣化す
る。また時間で微分するとノイズ成分が増大するため、
擬似距離補正値変化率に至ってはさらに精度の劣化をき
たすことになる。
出した擬似距離はマルチパスなどの影響によって多分の
ノイズ成分を含んでいる。当然ながら擬似距離補正値に
もこのノイズ成分がそのまま反映され、精度が劣化す
る。また時間で微分するとノイズ成分が増大するため、
擬似距離補正値変化率に至ってはさらに精度の劣化をき
たすことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のＧ
ＢＡＳでは、ＧＰＳ測位信号に含まれるコードから擬似
距離を算出し、これをもとにして擬似距離補正値と擬似
距離補正値変化率とを算出していた。このためいずれの
データにもノイズ成分を多く含み、特に擬似距離補正値
変化率の精度が低かった。したがって航空機側での測位
データ補正処理の精度が悪く、航空機の安全な運用に支
障をきたす虞が有るなどの不具合が有った。
ＢＡＳでは、ＧＰＳ測位信号に含まれるコードから擬似
距離を算出し、これをもとにして擬似距離補正値と擬似
距離補正値変化率とを算出していた。このためいずれの
データにもノイズ成分を多く含み、特に擬似距離補正値
変化率の精度が低かった。したがって航空機側での測位
データ補正処理の精度が悪く、航空機の安全な運用に支
障をきたす虞が有るなどの不具合が有った。
【０００９】本発明は上記事情によりなされたもので、
その目的は、精度の高い補正データを得ることのできる
測位処理装置を提供することにある。
その目的は、精度の高い補正データを得ることのできる
測位処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下に示す手段を講じている。
に本発明は、以下に示す手段を講じている。
【００１１】（１）複数の測位衛星から送信される周波
数拡散された測位信号を捕捉する受信手段と、この受信
手段から与えられる情報をもとに、個々の測位衛星ごと
の擬似距離補正値変化率を算出する処理手段と、この処
理手段で算出した前記擬似距離補正値変化率を、前記複
数の測位衛星から送信される前記測位信号を利用して自
己の位置を求める機能を備えた移動体に通知する送信手
段とを具備し、前記受信手段に、測位衛星ごとに捕捉し
た前記測位信号にそれぞれ逆拡散処理を施して搬送波を
再生する搬送波再生手段と、再生搬送波の位相の変化を
カウントし、単位時間毎のカウント値に前記測位信号の
波長を乗算して得た擬似距離φから擬似距離変化率φ′
を算出してこれを前記処理手段に与える位相カウンタ
と、前記測位信号に含まれる個々の測位衛星の軌道情報
と自装置の設置位置座標とをもとに、個々の測位衛星ま
での幾何学的距離Ｒを算出してこれを前記処理手段に与
える距離算出手段とを備え、前記処理手段に、前記擬似
距離補正値変化率を、前記幾何学的距離Ｒの時間変化率
Ｒ′と、前記擬似距離変化率φ′との差として算出させ
るようにしたものである。
数拡散された測位信号を捕捉する受信手段と、この受信
手段から与えられる情報をもとに、個々の測位衛星ごと
の擬似距離補正値変化率を算出する処理手段と、この処
理手段で算出した前記擬似距離補正値変化率を、前記複
数の測位衛星から送信される前記測位信号を利用して自
己の位置を求める機能を備えた移動体に通知する送信手
段とを具備し、前記受信手段に、測位衛星ごとに捕捉し
た前記測位信号にそれぞれ逆拡散処理を施して搬送波を
再生する搬送波再生手段と、再生搬送波の位相の変化を
カウントし、単位時間毎のカウント値に前記測位信号の
波長を乗算して得た擬似距離φから擬似距離変化率φ′
を算出してこれを前記処理手段に与える位相カウンタ
と、前記測位信号に含まれる個々の測位衛星の軌道情報
と自装置の設置位置座標とをもとに、個々の測位衛星ま
での幾何学的距離Ｒを算出してこれを前記処理手段に与
える距離算出手段とを備え、前記処理手段に、前記擬似
距離補正値変化率を、前記幾何学的距離Ｒの時間変化率
Ｒ′と、前記擬似距離変化率φ′との差として算出させ
るようにしたものである。
【００１２】（２）特に（１）に記載の受信手段を複数
備える場合に、前記処理手段に、個々の受信手段におけ
る前記複数の測位衛星に対する前記擬似距離補正値変化
率を算出させ、これらの値を測位衛星間で平均して個々
の受信機ごとの誤差係数を算出させ、個々の受信手段ご
とに前記擬似距離補正値変化率と前記誤差係数との差を
算出させ、その値を受信手段間で平均した値を前記移動
体に通知すべき擬似距離補正値変化率とさせるようにし
た。
備える場合に、前記処理手段に、個々の受信手段におけ
る前記複数の測位衛星に対する前記擬似距離補正値変化
率を算出させ、これらの値を測位衛星間で平均して個々
の受信機ごとの誤差係数を算出させ、個々の受信手段ご
とに前記擬似距離補正値変化率と前記誤差係数との差を
算出させ、その値を受信手段間で平均した値を前記移動
体に通知すべき擬似距離補正値変化率とさせるようにし
た。
【００１３】このような手段を講じることで、搬送波位
相のいわゆる積算から直接に擬似距離変化率φ′が算出
される。これと、既知の手法により算出される衛星との
幾何学的距離Ｒの時間変化率Ｒ′との差から、擬似距離
補正値変化率を算出することができる。
相のいわゆる積算から直接に擬似距離変化率φ′が算出
される。これと、既知の手法により算出される衛星との
幾何学的距離Ｒの時間変化率Ｒ′との差から、擬似距離
補正値変化率を算出することができる。
【００１４】上記擬似距離変化率を求める過程で、擬似
距離そのものは必要としない。すなわち通信環境による
誤差の大きいデータを用いることなく擬似距離補正値変
化率を算出できるので、その精度の向上を図れることに
なる。また（２）のように複数の受信機を備えて平均化
処理を行うことで、受信機の誤差を小さくすることがで
き、更なる精度の向上を図れるようになる。
距離そのものは必要としない。すなわち通信環境による
誤差の大きいデータを用いることなく擬似距離補正値変
化率を算出できるので、その精度の向上を図れることに
なる。また（２）のように複数の受信機を備えて平均化
処理を行うことで、受信機の誤差を小さくすることがで
き、更なる精度の向上を図れるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る測位
処理装置が使用されるシステムの例を示す図である。こ
のシステムは、複数のＧＰＳ衛星Ｓ１〜ＳＮから送出さ
れるＧＰＳ測位信号を複数のＧＰＳアンテナＡ１〜ＡＭ
で受信し、測位処理装置Ｃで擬似距離補正値と擬似距離
補正値変化率とを算出して、これを移動体としての航空
機Ｐに通知するものである。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る測位
処理装置が使用されるシステムの例を示す図である。こ
のシステムは、複数のＧＰＳ衛星Ｓ１〜ＳＮから送出さ
れるＧＰＳ測位信号を複数のＧＰＳアンテナＡ１〜ＡＭ
で受信し、測位処理装置Ｃで擬似距離補正値と擬似距離
補正値変化率とを算出して、これを移動体としての航空
機Ｐに通知するものである。
【００１６】測位処理装置Ｃは、それぞれＧＰＳアンテ
ナＡ１〜ＡＭで捕捉された無線電波を受信復調する受信
機Ｘ１〜ＸＭと、受信機Ｘ１〜ＸＭから出力されるデー
タをもとに擬似距離補正値および擬似距離補正値変化率
を算出する処理部１００と、処理部１００で算出された
擬似距離補正値、擬似距離補正値変化率を送信アンテナ
ＡＮＴを介して航空機Ｐに送出する送信機ＴＸとを備え
る。
ナＡ１〜ＡＭで捕捉された無線電波を受信復調する受信
機Ｘ１〜ＸＭと、受信機Ｘ１〜ＸＭから出力されるデー
タをもとに擬似距離補正値および擬似距離補正値変化率
を算出する処理部１００と、処理部１００で算出された
擬似距離補正値、擬似距離補正値変化率を送信アンテナ
ＡＮＴを介して航空機Ｐに送出する送信機ＴＸとを備え
る。
【００１７】受信機Ｘ１〜ＸＭは、それぞれ受信したＧ
ＰＳ測位信号からデータＲおよびφを算出してこれを処
理部１００に入力する。Ｒは測位処理装置ＣとＧＰＳ衛
星Ｓ１〜ＳＮ間の幾何学的距離であり、ＧＰＳ測位信号
に含まれる衛星ごとの詳細軌道情報（エフェメリス）
と、測位処理装置Ｃが設置される地点の位置座標（既知
の情報）との比較に基づいて、既知の手法により算出さ
れる。φは測位処理装置ＣとＧＰＳ衛星Ｓ１〜ＳＮ間の
擬似距離であり、本発明の特徴とする搬送波位相の積算
処理により算出される。
ＰＳ測位信号からデータＲおよびφを算出してこれを処
理部１００に入力する。Ｒは測位処理装置ＣとＧＰＳ衛
星Ｓ１〜ＳＮ間の幾何学的距離であり、ＧＰＳ測位信号
に含まれる衛星ごとの詳細軌道情報（エフェメリス）
と、測位処理装置Ｃが設置される地点の位置座標（既知
の情報）との比較に基づいて、既知の手法により算出さ
れる。φは測位処理装置ＣとＧＰＳ衛星Ｓ１〜ＳＮ間の
擬似距離であり、本発明の特徴とする搬送波位相の積算
処理により算出される。
【００１８】Ｒおよびφは、ＧＰＳ衛星Ｓ１〜ＳＮのそ
れぞれに対応付けて、受信機Ｘ１〜ＸＭごとに個別に算
出される量であるので、次のようにインデックスを付し
て示す。すなわちＲｎ ｍ、φｎ ｍと表記したとき、ｎは
ＧＰＳ衛星のインデックス、ｍは個々の受信機のインデ
ックスである。例えば受信機Ｘ１からは、ＧＰＳ衛星Ｓ
１〜ＳＮに対応してＲ１ １〜ＲＮ １（Ｎ個）と、φ１ １
〜φＮ １（Ｎ個）とが出力される。なお以下の説明では
煩雑を避けるため、通常２４個有るＧＰＳ衛星のうちＮ
個の衛星を受信機Ｘ１〜ＸＭで共通に観測しているとす
る。
れぞれに対応付けて、受信機Ｘ１〜ＸＭごとに個別に算
出される量であるので、次のようにインデックスを付し
て示す。すなわちＲｎ ｍ、φｎ ｍと表記したとき、ｎは
ＧＰＳ衛星のインデックス、ｍは個々の受信機のインデ
ックスである。例えば受信機Ｘ１からは、ＧＰＳ衛星Ｓ
１〜ＳＮに対応してＲ１ １〜ＲＮ １（Ｎ個）と、φ１ １
〜φＮ １（Ｎ個）とが出力される。なお以下の説明では
煩雑を避けるため、通常２４個有るＧＰＳ衛星のうちＮ
個の衛星を受信機Ｘ１〜ＸＭで共通に観測しているとす
る。
【００１９】処理部１００は、擬似距離補正値変化率算
出手段１００ａを備える。擬似距離補正値変化率算出手
段１００ａは、受信機Ｘ１〜ＸＭから与えられるＲ，φ
をもとに擬似距離補正値および擬似距離補正値変化率を
算出する。
出手段１００ａを備える。擬似距離補正値変化率算出手
段１００ａは、受信機Ｘ１〜ＸＭから与えられるＲ，φ
をもとに擬似距離補正値および擬似距離補正値変化率を
算出する。
【００２０】図２は、図１の受信機Ｘ１〜ＸＭの構成を
示すブロック図である。図２には、代表してＧＰＳアン
テナＡ１に接続された受信機Ｘ１の構成を示す。図２に
おいてＧＰＳアンテナＡ１に到来したＧＰＳ測位信号
は、低雑音の無線周波（ＲＦ）増幅器２０で増幅された
のちミキサ３０に入力されて、局部発振器４０の発振周
波数に応じた中間周波数信号（ＩＦ信号）にダウンコン
バートされる。このＩＦ信号は中間周波（ＩＦ）増幅器
５０を介して複数のベースバンド処理部１１〜１２４に
それぞれ入力される。
示すブロック図である。図２には、代表してＧＰＳアン
テナＡ１に接続された受信機Ｘ１の構成を示す。図２に
おいてＧＰＳアンテナＡ１に到来したＧＰＳ測位信号
は、低雑音の無線周波（ＲＦ）増幅器２０で増幅された
のちミキサ３０に入力されて、局部発振器４０の発振周
波数に応じた中間周波数信号（ＩＦ信号）にダウンコン
バートされる。このＩＦ信号は中間周波（ＩＦ）増幅器
５０を介して複数のベースバンド処理部１１〜１２４に
それぞれ入力される。
【００２１】ベースバンド処理部１１〜１Ｎ〜１２４
は、共通のクロック供給部６０からそれぞれ与えられる
動作クロックに基づいて動作するもので、搬送波再生部
２と、衛星情報抽出部３と、位相カウンタ４と、距離算
出部５とを備える。搬送波再生部２は、入力されたＩＦ
信号にそれぞれ固有のＰＮ（擬似雑音）コードを乗算し
てスペクトル逆拡散処理を施し、搬送波を再生する。再
生された搬送波は衛星情報抽出部３と位相カウンタ４と
に入力される。
は、共通のクロック供給部６０からそれぞれ与えられる
動作クロックに基づいて動作するもので、搬送波再生部
２と、衛星情報抽出部３と、位相カウンタ４と、距離算
出部５とを備える。搬送波再生部２は、入力されたＩＦ
信号にそれぞれ固有のＰＮ（擬似雑音）コードを乗算し
てスペクトル逆拡散処理を施し、搬送波を再生する。再
生された搬送波は衛星情報抽出部３と位相カウンタ４と
に入力される。
【００２２】衛星情報抽出部３は、再生搬送波に含まれ
る信号をデータ復調し、エフェメリスなどの測位データ
を取得する。位相カウンタ４は、再生搬送波の位相変化
の回数をカウントし、単位時間毎のカウント値とＧＰＳ
測位信号の波長（無線周波数１．５７ＧＨｚに相当する
ほぼ２０ｃｍ）との乗算値を擬似距離φ（φ１ １）とし
て出力する。距離算出部５は、衛星情報抽出部３で得ら
れた測位データと自装置（測位処理装置Ｃ）の設置地点
の位置座標とを比較して幾何学的距離Ｒ（Ｒ１ １）を算
出し、これを出力する。他のベースバンド処理部１２〜
１２４についても同様に、それぞれＲ２ １，φ２ １〜Ｒ
２４ １，φ２４ １を出力する。
る信号をデータ復調し、エフェメリスなどの測位データ
を取得する。位相カウンタ４は、再生搬送波の位相変化
の回数をカウントし、単位時間毎のカウント値とＧＰＳ
測位信号の波長（無線周波数１．５７ＧＨｚに相当する
ほぼ２０ｃｍ）との乗算値を擬似距離φ（φ１ １）とし
て出力する。距離算出部５は、衛星情報抽出部３で得ら
れた測位データと自装置（測位処理装置Ｃ）の設置地点
の位置座標とを比較して幾何学的距離Ｒ（Ｒ１ １）を算
出し、これを出力する。他のベースバンド処理部１２〜
１２４についても同様に、それぞれＲ２ １，φ２ １〜Ｒ
２４ １，φ２４ １を出力する。
【００２３】なお図２においては、ＧＰＳ衛星の個数
（２４個）に応じてベースバンド処理部の数を最大の２
４個とし、またそのように符号を付したが、現実には同
時に観測できるＧＰＳ衛星の個数は限られている。また
全てのＧＰＳ衛星を観測する必要も全然ないので、ベー
スバンド処理部１１〜１Ｎ〜１２４の全てが必要となる
訳ではない。よって、受信機Ｘ１〜ＸＭで共通にＧＰＳ
衛星Ｓ１〜ＳＮを観測しているとの前提を受けて、ベー
スバンド処理部１１〜１Ｎまでを用いてＲ１ １，φ１ １
〜ＲＮ １，φＮ １を以降の処理に使用するものとする。
（２４個）に応じてベースバンド処理部の数を最大の２
４個とし、またそのように符号を付したが、現実には同
時に観測できるＧＰＳ衛星の個数は限られている。また
全てのＧＰＳ衛星を観測する必要も全然ないので、ベー
スバンド処理部１１〜１Ｎ〜１２４の全てが必要となる
訳ではない。よって、受信機Ｘ１〜ＸＭで共通にＧＰＳ
衛星Ｓ１〜ＳＮを観測しているとの前提を受けて、ベー
スバンド処理部１１〜１Ｎまでを用いてＲ１ １，φ１ １
〜ＲＮ １，φＮ １を以降の処理に使用するものとする。
【００２４】またベースバンド処理部１１〜１Ｎ（〜１
２４）は、それぞれ共通の動作クロックをクロック供給
部６０から与えられている。この動作クロックはクロッ
ク供給部６０に固有のクロックドリフトΔｔ′を含み、
ＧＰＳ衛星が従うＧＰＳ基準時刻系との誤差を持つこと
に注意する。
２４）は、それぞれ共通の動作クロックをクロック供給
部６０から与えられている。この動作クロックはクロッ
ク供給部６０に固有のクロックドリフトΔｔ′を含み、
ＧＰＳ衛星が従うＧＰＳ基準時刻系との誤差を持つこと
に注意する。
【００２５】以上述べたのと同様の構成を図１の受信機
Ｘ２〜ＸＭも備え、よって処理部１００には、Ｒｉ ｊ，
φｉ ｊ（ｉは１からＮまでの自然数、ｊは１からＭまで
の自然数）なるそれぞれＮ×Ｍ個のデータが与えられ
る。なお図１の受信機Ｘ１〜ＸＭはそれぞれクロック供
給部６０を独立に備え、個々に異なるクロックドリフト
を持つので、区別のためクロックドリフトΔｔ′に受信
機インデックスを付してΔｔ′ｍ（ｍは１からＭまでの
自然数）と表記する。
Ｘ２〜ＸＭも備え、よって処理部１００には、Ｒｉ ｊ，
φｉ ｊ（ｉは１からＮまでの自然数、ｊは１からＭまで
の自然数）なるそれぞれＮ×Ｍ個のデータが与えられ
る。なお図１の受信機Ｘ１〜ＸＭはそれぞれクロック供
給部６０を独立に備え、個々に異なるクロックドリフト
を持つので、区別のためクロックドリフトΔｔ′に受信
機インデックスを付してΔｔ′ｍ（ｍは１からＭまでの
自然数）と表記する。
【００２６】次に、簡単な数式を用いて上記構成におけ
る動作を説明する。まず、式（１）により、測位処理装
置Ｃと各ＧＰＳ衛星Ｓ１〜ＳＮ間の擬似距離φの時間変
化率と、幾何学的な距離Ｒの時間変化率とを個別に計算
する。
る動作を説明する。まず、式（１）により、測位処理装
置Ｃと各ＧＰＳ衛星Ｓ１〜ＳＮ間の擬似距離φの時間変
化率と、幾何学的な距離Ｒの時間変化率とを個別に計算
する。
【数１】
【００２７】ｋは時刻インデックスであり、記号（′）
は時間変化率を示す。φ′ｎ ｍは「受信機Ｘｍの衛星Ｓ
ｎに対する擬似距離の時間変化率」であり、φ′ｎ ｍの
式の分子は時刻ｔ（ｋ−１）からｔ（ｋ）までの間の擬
似距離φの変化量である。本実施形態では擬似距離φを
搬送波位相のカウント値から求めており、よってφ′ ｎ
ｍの分子はカウント値の増分に相当する。Ｒ′ｎ ｍは、
「受信機Ｘｍの衛星Ｓｎに対する幾何学的距離の時間変
化率」であり、その算出手法は既知であるので説明を省
略する。
は時間変化率を示す。φ′ｎ ｍは「受信機Ｘｍの衛星Ｓ
ｎに対する擬似距離の時間変化率」であり、φ′ｎ ｍの
式の分子は時刻ｔ（ｋ−１）からｔ（ｋ）までの間の擬
似距離φの変化量である。本実施形態では擬似距離φを
搬送波位相のカウント値から求めており、よってφ′ ｎ
ｍの分子はカウント値の増分に相当する。Ｒ′ｎ ｍは、
「受信機Ｘｍの衛星Ｓｎに対する幾何学的距離の時間変
化率」であり、その算出手法は既知であるので説明を省
略する。
【００２８】式（１）では、「擬似距離の変化率」と
「幾何学的距離の変化率」とを算出した。次の式（２）
ではこれらの量の次元が同じ（共に速度の次元を持つ）
ことに注意して両者の差を取り、いわば「擬似距離の変
化率の補正値」を算出する。
「幾何学的距離の変化率」とを算出した。次の式（２）
ではこれらの量の次元が同じ（共に速度の次元を持つ）
ことに注意して両者の差を取り、いわば「擬似距離の変
化率の補正値」を算出する。
【数２】
【００２９】ここでは、求めた疑似距離変化率補正値を
一時的なものとして取り扱い、ＲＲＣ１として表記す
る。ＲＲＣ１ｎ ｍは、「受信機Ｘｍの衛星Ｓｎに対する
一時的な擬似距離変化率補正値」である。「一時的」の
意味するところは、この値をもとに平均化処理を行い、
後にさらに正確な値を算出するためである。
一時的なものとして取り扱い、ＲＲＣ１として表記す
る。ＲＲＣ１ｎ ｍは、「受信機Ｘｍの衛星Ｓｎに対する
一時的な擬似距離変化率補正値」である。「一時的」の
意味するところは、この値をもとに平均化処理を行い、
後にさらに正確な値を算出するためである。
【００３０】次に、ＲＲＣ１ｎ ｍをＧＰＳ衛星Ｓ１〜Ｓ
Ｎで平均して、式（３）のごとく各受信機Ｘ１〜ＸＭの
クロックドリフトΔｔ′ｍ（Δｔ′１〜Δｔ′Ｍ）を算
出する。
Ｎで平均して、式（３）のごとく各受信機Ｘ１〜ＸＭの
クロックドリフトΔｔ′ｍ（Δｔ′１〜Δｔ′Ｍ）を算
出する。
【数３】
【００３１】クロックドリフトΔｔ′ｍは、ＲＲＣ１ｎ
ｍと同じ速度の次元を持つ。
ｍと同じ速度の次元を持つ。
【００３２】次に、式（４）のごとくクロックドリフト
分を加味した疑似距離変化率補正値を求める。
分を加味した疑似距離変化率補正値を求める。
【数４】
【００３３】ＲＲＣｎ ｍは「受信機Ｘｍの衛星Ｓｎに対
する擬似距離変化率補正値」であり、これを更に受信機
Ｘ１〜ＸＭ間で平均して、式（５）のごとくＲＲＣｎを
算出する。
する擬似距離変化率補正値」であり、これを更に受信機
Ｘ１〜ＸＭ間で平均して、式（５）のごとくＲＲＣｎを
算出する。
【数５】
【００３４】このＲＲＣｎが「測位処理装置Ｃの衛星Ｓ
ｎに対する擬似距離変化率補正値」であり、航空機Ｐに
擬似距離補正値と共に送出されるデータである。なお受
信機を１個しか設けなかった場合、すなわちＭ＝１の場
合には平均を取る必要は無い。
ｎに対する擬似距離変化率補正値」であり、航空機Ｐに
擬似距離補正値と共に送出されるデータである。なお受
信機を１個しか設けなかった場合、すなわちＭ＝１の場
合には平均を取る必要は無い。
【００３５】このように本実施形態では、受信機Ｘ１〜
ＸＭにそれぞれ位相カウンタ４を備え、再生したＧＰＳ
測位信号の搬送波の位相変化の回数をカウントして、単
位時間毎のカウント値の差を擬似距離変化率φ′として
求める。また測位データと測位処理装置Ｃの位置座標と
をもとに、距離算出部５で測位処理装置ＣとＧＰＳ衛星
Ｓ１〜ＳＮとの幾何学的距離Ｒを算出する。そして、Ｒ
の時間変化率Ｒ′と擬似距離変化率φ′との差から擬似
距離変化率補正値を算出し、これを従来で言うところの
擬似距離補正値変化率として移動体に通知するようにし
ている。
ＸＭにそれぞれ位相カウンタ４を備え、再生したＧＰＳ
測位信号の搬送波の位相変化の回数をカウントして、単
位時間毎のカウント値の差を擬似距離変化率φ′として
求める。また測位データと測位処理装置Ｃの位置座標と
をもとに、距離算出部５で測位処理装置ＣとＧＰＳ衛星
Ｓ１〜ＳＮとの幾何学的距離Ｒを算出する。そして、Ｒ
の時間変化率Ｒ′と擬似距離変化率φ′との差から擬似
距離変化率補正値を算出し、これを従来で言うところの
擬似距離補正値変化率として移動体に通知するようにし
ている。
【００３６】すなわち従来では、ＧＰＳ測位信号に含ま
れるコード情報から擬似距離φそのものを算出し、これ
とＲとの差から擬似距離補正値を求め、さらにその時間
変化率を擬似距離補正値変化率としていた。これに対し
て本実施形態では、単位時間毎の搬送波位相の積算から
直接に擬似距離変化率φ′を求め、これとＲの時間変化
率Ｒ′との差から、擬似距離変化率の補正値を算出する
ようにしている。
れるコード情報から擬似距離φそのものを算出し、これ
とＲとの差から擬似距離補正値を求め、さらにその時間
変化率を擬似距離補正値変化率としていた。これに対し
て本実施形態では、単位時間毎の搬送波位相の積算から
直接に擬似距離変化率φ′を求め、これとＲの時間変化
率Ｒ′との差から、擬似距離変化率の補正値を算出する
ようにしている。
【００３７】つまり従来と本実施形態とでは、全く異な
る演算過程を踏む。これに応じて文中では「擬似距離補
正値変化率」、「擬似距離変化率補正値」のように用語
を区別したが、両者は同じ速度の次元を持つ同一のデー
タである。以下では「擬似距離補正値変化率」に統一す
る。
る演算過程を踏む。これに応じて文中では「擬似距離補
正値変化率」、「擬似距離変化率補正値」のように用語
を区別したが、両者は同じ速度の次元を持つ同一のデー
タである。以下では「擬似距離補正値変化率」に統一す
る。
【００３８】そして本実施形態では、擬似距離補正値変
化率を算出する過程で、ＧＰＳ測位信号に含まれるコー
ド情報を使用していない。したがって、マルチパスなど
によるノイズの悪影響を抑圧した高精度の測位データを
得られ、その結果、移動体側での擬似距離補正の精度を
高めることができ、測位精度を向上させることが可能と
なる。なお、本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではない。例えば図１では測位処理装置Ｃに受信機Ｘ１
〜ＸＭを備えるようにしたが、受信機Ｘ１〜ＸＭと測位
処理装置Ｃとを分離して通信回線を介してデータの授受
を行うようにしても良い。また位相カウンタ４では、数
値が大きくなりすぎるのを避けるため、適宜カウント値
をリセットしても良い。必要なのは時間毎のカウント値
の差だけであるからである。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々の変形実施を行うことができる。
化率を算出する過程で、ＧＰＳ測位信号に含まれるコー
ド情報を使用していない。したがって、マルチパスなど
によるノイズの悪影響を抑圧した高精度の測位データを
得られ、その結果、移動体側での擬似距離補正の精度を
高めることができ、測位精度を向上させることが可能と
なる。なお、本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではない。例えば図１では測位処理装置Ｃに受信機Ｘ１
〜ＸＭを備えるようにしたが、受信機Ｘ１〜ＸＭと測位
処理装置Ｃとを分離して通信回線を介してデータの授受
を行うようにしても良い。また位相カウンタ４では、数
値が大きくなりすぎるのを避けるため、適宜カウント値
をリセットしても良い。必要なのは時間毎のカウント値
の差だけであるからである。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々の変形実施を行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、精
度の高い補正データを得ることのできる測位処理装置を
提供することが可能となる。
度の高い補正データを得ることのできる測位処理装置を
提供することが可能となる。
【図１】 本発明に係る測位処理装置が使用されるシス
テムの実施の形態を示す図。
テムの実施の形態を示す図。
【図２】 図１の受信機Ｘ１〜ＸＭの構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
Ｐ…航空機 Ｓ１〜Ｓｎ…ＧＰＳ衛星 Ｃ…測位処理装置 ４…航空機 Ａ１〜ＡＭ…ＧＰＳアンテナ Ｘ１〜ＸＭ…受信機 １００…処理部 １００ａ…擬似距離補正値変化率算出手段 ＴＸ…送信機 ＡＮＴ…送信アンテナ ２０…無線周波（ＲＦ）増幅器 ３０…ミキサ ４０…局部発振器 ５０…中間周波（ＩＦ）増幅器 ６０…クロック供給部 １１〜１Ｎ〜１２４…ベースバンド処理部 ２…搬送波再生部 ３…衛星情報抽出部 ４…位相カウンタ ５…距離算出部
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の測位衛星から送信される周波数拡
散された測位信号を捕捉する受信手段と、 この受信手段から与えられる情報をもとに、個々の測位
衛星ごとの擬似距離補正値変化率を算出する処理手段
と、 この処理手段で算出した前記擬似距離補正値変化率を、
前記複数の測位衛星から送信される前記測位信号を利用
して自己の位置を求める機能を備えた移動体に通知する
送信手段とを具備し、 前記受信手段は、 測位衛星ごとに捕捉した前記測位信号にそれぞれ逆拡散
処理を施して搬送波を再生する搬送波再生手段と、 再生搬送波の位相の変化をカウントし、単位時間毎のカ
ウント値に前記測位信号の波長を乗算して得た擬似距離
φから擬似距離変化率φ′を算出してこれを前記処理手
段に与える位相カウンタと、 前記測位信号に含まれる個々の測位衛星の軌道情報と自
装置の設置位置座標とをもとに、個々の測位衛星までの
幾何学的距離Ｒを算出してこれを前記処理手段に与える
距離算出手段とを備え、 前記処理手段は、 前記擬似距離補正値変化率を、前記幾何学的距離Ｒの時
間変化率Ｒ′と、前記擬似距離変化率φ′との差として
算出することを特徴とする測位処理装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の受信手段を複数備える
場合に、 前記処理手段は、 個々の受信手段における前記複数の測位衛星に対する前
記擬似距離補正値変化率を算出し、これらの値を測位衛
星間で平均して個々の受信機ごとの誤差係数を算出し、 個々の受信手段ごとに前記擬似距離補正値変化率と前記
誤差係数との差を算出し、その値を受信手段間で平均し
た値を前記移動体に通知すべき擬似距離補正値変化率と
することを特徴とする請求項１に記載の測位処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000081267A JP3615113B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 測位処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000081267A JP3615113B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 測位処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001264411A true JP2001264411A (ja) | 2001-09-26 |
| JP3615113B2 JP3615113B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=18598227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000081267A Expired - Lifetime JP3615113B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 測位処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3615113B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009068927A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Nec Corp | 軌道情報誤り検出装置、航法システム及びそれに用いる軌道情報誤り検知方法 |
| JP2013505445A (ja) * | 2009-09-16 | 2013-02-14 | クアルコム，インコーポレイテッド | 搬送波位相を使用したフィルタモデルの適用に作用する方法および装置 |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000081267A patent/JP3615113B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009068927A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Nec Corp | 軌道情報誤り検出装置、航法システム及びそれに用いる軌道情報誤り検知方法 |
| JP2013505445A (ja) * | 2009-09-16 | 2013-02-14 | クアルコム，インコーポレイテッド | 搬送波位相を使用したフィルタモデルの適用に作用する方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3615113B2 (ja) | 2005-01-26 |
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