JP2002318271A

JP2002318271A - 電離層遅延推定方法

Info

Publication number: JP2002318271A
Application number: JP2001124679A
Authority: JP
Inventors: Yukari Tanda; ゆかり反田; Akira Yoshida; 亮吉田
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳＢＡＳにより提供される垂直遅延データを
用いた電離層遅延量の使用頻度を高める。【解決手段】ＩＧＰマスクによれば垂直遅延データを
利用できないとされるＩＧＰについてＩＧＰ垂直遅延推
定部３２により垂直遅延データを補充する。ＩＧＰ選択
部１８Ａでは、５度×５度又は１０度×１０度の四角形
及び三角形だけでなく、５度×１０度又は１０度×５度
の四角形及び三角形並びに５度又は１０度の線分も選択
対象に含める。垂直遅延データを補充する際及びＩＧＰ
を選択する際に、ＩＧＰの複数通りの組合せの中からい
ずれかをＧＩＶＥＩに基づき選択して使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＢＡＳ(Satelli
te Based Argumentation System)衛星からの信号を利用
してＧＰＳ(Global Positioning System)受信機による
測位を補強する方法に関する。より詳細には、本発明
は、ＧＰＳ受信機における擬似距離計測誤差要因の一つ
である電離層遅延を補正できるよう、ＳＢＡＳ信号に含
まれる補強データを使用して電離層遅延を推定する電離
層遅延推定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に、ＳＢＡＳ信号による補強を受け
るＧＰＳ受信機、即ちＳＢＡＳ受信機の一例構成を示
す。

【０００３】この図に示す受信機は、ＧＰＳ信号を受信
するＧＰＳ受信部１０を備えている。ＧＰＳ信号は、地
球を周回するＧＰＳ衛星から送信される信号であり、５
０ｂｐｓの航法データを搬送するスペクトル拡散変調さ
れた信号である。ＧＰＳ受信部１０は、測位に必要な個
数以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、そのキャ
リアや擬似雑音コードを捕捉する。その後段にあるＧＰ
Ｓ復調部１２は、その送信元のＧＰＳ衛星の軌道や各Ｇ
ＰＳ衛星の軌道暦を示す情報である衛星軌道データ、そ
の送信時刻を示す送信時刻データ等を含む航法データ
を、ＧＰＳ信号から復調する。測位演算部２０は、ＧＰ
Ｓ信号の捕捉状況（ＧＰＳ信号に対する同期位相）や復
調された航法データ等から、ＧＰＳ信号送信時における
ＧＰＳ衛星の位置、その位置からＧＰＳ受信機の現在位
置（「ユーザ位置」）までのＧＰＳ信号の伝搬所要時間
ひいては両位置間の距離（「擬似距離」）を、必要個数
以上のＧＰＳ衛星について求め、その結果からユーザ位
置等を求める。

【０００４】このようにＧＰＳ信号の無線伝搬に基礎を
おく測位手法であるため、ＧＰＳ衛星からユーザ位置に
至るＧＰＳ信号伝搬経路上に不連続な部分、例えば荷電
粒子が滞留している層があると、擬似距離検出値に誤差
が生じ、ひいては測位結果たるユーザ位置にも誤差が生
じる。図６に示すように地球を取り巻いている電離層は
荷電粒子に富んだ層であるから、電離層の彼方にあるＧ
ＰＳ衛星からユーザ位置までのＧＰＳ信号の伝搬は、電
離層に存在する荷電粒子による影響を受ける。そのた
め、測位演算部２０における測位誤差を抑えるには、Ｇ
ＰＳ信号の伝搬に対する電離層の影響、具体的には電離
層遅延により擬似距離に現れる誤差について、補正処理
を実行するのが望ましい。

【０００５】図５に示す受信機には、電離層遅延補正処
理に使用する電離層遅延量を算出する機能が、２種類設
けられている。そのうち一つはＧＰＳにて提供される電
離層モデルに基づく算出機能であって、ＧＰＳ伝搬遅延
算出部１４として実現されている。もう一つはＳＢＡＳ
（ＷＡＡＳ，ＥＧＮＯＳ，ＭＳＡＳ等のシステム名称に
て実施・計画されている広域補強システム）にて提供さ
れる補強データを利用する算出機能であって、ＩＰＰ伝
搬遅延算出部３０として実現されている。

【０００６】まず、ＧＰＳ伝搬遅延算出部１４は、復調
された航法データに含まれる電離層パラメタに基づき、
かつ、ＧＰＳ衛星毎に、電離層遅延量を算出する。測位
演算部２０は、ＧＰＳ伝搬遅延算出部１４にて算出され
た電離層遅延量を用い電離層遅延補正処理を施し、電離
層遅延により擬似距離ひいてはユーザ位置に現れる誤差
を抑える。しかしながら、ＧＰＳで用いている電離層モ
デルは単純であるため、航法データ中の電離層パラメタ
に基づく電離層遅延補正処理では、測位演算部２０にお
ける測位精度を高めるのに限界がある。

【０００７】次に、ＳＢＡＳにより提供される補強デー
タを利用してＩＰＰ伝搬遅延算出部３０により得られる
電離層遅延量は、ＧＰＳ伝搬遅延算出部１４により得ら
れる電離層遅延量よりも、受信したＧＰＳ信号に現れて
いる実際の電離層遅延量に近いものと見なせる。そのた
め、測位演算部２０では、原則としてＩＰＰ伝搬遅延算
出部３０からの電離層遅延量を用いて電離層遅延補正処
理を行う。ＧＰＳ伝搬遅延算出部１４にて算出された電
離層遅延量に基づき測位演算部２０が電離層遅延補正処
理を実行するのは、ＩＰＰ伝搬遅延算出部３０から電離
層遅延量が得られない場合とする。

【０００８】ＳＢＡＳにより提供される補強データを利
用して電離層遅延量を算出する原理は、次のようなもの
である。

【０００９】まず、図６に示すように、地球は複数の電
離層により取り巻かれている。ＧＰＳ衛星の軌道高度
は、これらの電離層の位置より高い。そのため、ユーザ
位置から見ると、ＧＰＳ信号はこれらの電離層を貫いて
到来する。電離層の状態は場所（緯度経度）毎に異なる
ため、ＧＰＳ信号が電離層を貫く点、即ちＩＰＰ(Ionos
pheric Pierce Point)の緯度経度により、ＧＰＳ信号に
現れる実際の電離層遅延量は異なる量となる。なお、電
離層は複数あるからＩＰＰは実際には電離層の層数だけ
存在する。しかしながら、取扱の便宜上、電子密度最高
の電離層（回転楕円面体近似による仮想的地球表面から
３５０ｋｍにある層）をＧＰＳ信号が貫く点を以てＩＰ
Ｐを定義する。また、電離層その他による屈折を無視
し、ＧＰＳ衛星からユーザ位置までＧＰＳ信号が直進す
るものとする。

【００１０】ＩＰＰの位置による電離層遅延量の相違を
も電離層遅延量算出ひいてはその補正処理に利用できる
ようにすべく、ＳＢＡＳでは、ＲＴＣＡ−Ｄ０２２９Ｂ
に規定されているように、ＩＧＰグリッドを構成する各
ＩＧＰにおける垂直遅延量に関するデータ、即ち垂直遅
延データを、ＳＢＡＳ衛星（ＳＢＡＳにて使用する静止
衛星）からＧＰＳ受信機に提供する。ＩＧＰグリッドは
所定の緯度経度間隔で配置されたＩＧＰ(Ionospheric G
rid Point)により構成される仮想的な格子であり、各Ｉ
ＧＰは、北緯５５度〜南緯５５度の地域では緯度経度共
に５度間隔で、それ以外の領域即ち南北両極近傍の地域
ではより大きな緯度経度間隔で、配置されている。図７
中、「・」で表されているのがＩＧＰである。メルカト
ール投影図上では、ＩＧＰグリッドを構成する最小単位
の四角形（５度×５度）は正方形となる。

【００１１】各ＩＧＰについての垂直遅延データは、そ
のＩＧＰにおける垂直遅延量を表している。垂直遅延と
は、地球中心及び対応するＩＧＰを通る経路に沿ってＧ
ＰＳ信号が伝搬したときにそのＧＰＳ信号に生じる電離
層遅延である。ＩＰＰの緯度経度に最も近いものから順
に４個のＩＧＰを選択し、それらのＩＧＰを線分で結ぶ
と、ＩＰＰを取り囲む（メルカトール投影図上での）四
角形が得られる。それらのＩＧＰについての垂直遅延デ
ータが何れも利用可能な状態であれば、ＩＰＰにおける
電離層遅延量を、それら４個のＩＧＰについての垂直遅
延データに基づく補間演算により、算出することができ
る。その補間演算の際の案分比は、それら４個のＩＧＰ
に対するＩＰＰの緯度経度差に基づき決めればよい。ま
た、その際、ユーザ位置から見たＩＰＰの方向を示す方
位・仰角情報から傾斜係数(obliquity factor)を導出
し、垂直遅延からＧＰＳ伝搬方向に沿った電離層遅延へ
の換算に使用する。

【００１２】このような原理により算出される電離層遅
延量は、ＧＰＳにおける簡素なモデルに基づき算出され
た電離層遅延量に比べ、垂直遅延量の地理的ばらつきを
精密に反映したものになる。従って、ＳＢＡＳにより提
供される補強データに基づく電離層遅延量の算出によっ
て、より精度の高い測位演算を実現できる。また、ＳＢ
ＡＳ衛星から送信される補強データには、上述の垂直遅
延データの他に、ＩＧＰマスク、ＧＩＶＥＩ(Grid Iono
spheric Vertical Error Indicator)等が、含まれてい
る。ＩＧＰマスクは、各ＩＧＰについての垂直遅延デー
タの利用可否を示す情報であり、ＩＰＰにおける電離層
遅延量を算出するために使用するＩＧＰの選択に、利用
できる。ＧＩＶＥＩは、各ＩＧＰについての垂直遅延デ
ータの精度を表す誤差指標であり、選択されたＩＧＰを
用いてＩＰＰにおける電離層遅延量を（十分な精度で）
算出することができるかどうかを判断する際、使用でき
る。これら、ＩＧＰマスクやＧＩＶＥＩ等の情報は、垂
直遅延データに基づく電離層遅延量の算出の信頼性を、
確保向上させる役割を有している。

【００１３】ＳＢＡＳにより提供される補強データを利
用するため、図５に示す受信機は、ＳＢＡＳ衛星から送
信されるＳＢＡＳ信号を受信するＳＢＡＳ受信部２４を
備えている。ＳＢＡＳ信号は、１／２の符号化率で畳み
込み符号化された５００ｓｐｓの補強データを搬送する
信号である。ＳＢＡＳ受信部２４の後段にあるＳＢＡＳ
復号部２６は、ＳＢＡＳ信号に復号処理を施して２５０
ｂｐｓの補強データを得る。この補強データは、ＳＢＡ
Ｓによって提供される各種の機能、例えばインテグリテ
ィ、レンジング、ディファレンシャル等の機能に関連す
るデータである。レンジング機能に関連するデータはＳ
ＢＡＳ衛星までの擬似距離の導出等に用いられ、ディフ
ァレンシャル機能に関連するデータは擬似距離或いは測
位結果たる現在位置の補正に用いられ、またインテグリ
ティ機能に関連するデータのうちＧＰＳ衛星のヘルス／
アンヘルスを示すデータ等はＧＰＳ衛星選択等の際に用
いられるが、本願ではこれらの点については説明を省略
する。

【００１４】ＳＢＡＳ復号部２６により復号される補強
データには、更に、インテグリティ機能に関連するデー
タとして、垂直遅延データ、ＩＧＰマスク、ＧＩＶＥＩ
等、電離層遅延の補正処理に関連した情報が含まれてい
る。垂直遅延復調部２８は垂直遅延データ及びＧＩＶＥ
Ｉを、ＩＧＰマスク復調部２２はＩＧＰマスクを、補強
データから復調する。復調によって得られるＩＧＰマス
クの例を、図８（Ａ）に、概念的に示す。この図に示す
例は、北緯５５度〜南緯５５度の範囲に属する多数のＩ
ＧＰのうち、１０度×１０度の範囲に属する９個のＩＧ
Ｐに関し、垂直遅延データを利用できるＩＧＰを黒丸
で、利用できないＩＧＰを白丸で、それぞれ表したもの
である（以下同様）。なお、ＩＧＰ配置に関する情報は
受信機内に記憶されている。補強データは、どのＩＧＰ
についてのデータかを特定できる形態で送信される。

【００１５】他方、ＩＰＰ算出部１６は、予めユーザに
よる初期設定又は以前の測位演算により与えられている
概略のユーザ位置と、ＧＰＳ復調部１２によって復調さ
れた航法データとに基づき、ＩＰＰの位置（緯度経度）
を算出する。ＩＰＰの位置の算出は、測位演算に使用す
る或いは現在捕捉しているＧＰＳ衛星それぞれについ
て、行われる。図８（Ｂ）に示す例では、ＩＰＰの位置
が白抜きの菱形で表されている（以下同様）。

【００１６】ＩＧＰ選択部１８は、その位置が算出され
たＩＰＰについて、図９に示される手順に従い、そのＩ
ＰＰについての電離層遅延量の算出に使用できるＩＧＰ
の組合せを選択する。この選択は、ＩＰＰの位置に対す
るＩＧＰの位置の幾何学的関係に基づく所定の優先順位
に従い、実行される。また、あるＩＧＰの組合せを選択
できるか否かの判断は、復調されたＩＧＰマスクに基づ
き行う。即ち、その組合せに属するＩＧＰのうちいずれ
かについて、ＩＧＰマスクが“垂直遅延データ利用不
可”を示す内容になっている場合には、その組合せにつ
いては選択しない。ある組合せに属するＩＧＰ全てにつ
いて、ＩＧＰマスクが“垂直遅延データ利用可”を示す
内容になっている場合には、その組合せが選択されるこ
とがあり得る。

【００１７】ここに、北緯５５度〜南緯５５度の範囲に
限って言うと、ＩＰＰを取り囲む複数のＩＧＰにより描
かれる多角形の中で、その緯度経度範囲（メルカトール
投影図上での辺の長さ）が最小のものは、図１０（Ａ）
に示される５度×５度の四角形と、図１０（Ｂ）に示さ
れる５度×５度の三角形である。図１０（Ｃ）に示され
る１０度×１０度の四角形や図１０（Ｄ）に示される１
０度×１０度の三角形に比べると、５度×５度の四角形
や５度×５度の三角形の方が、ＩＰＰに対するその頂点
（ＩＧＰ）からの緯度経度差が小さい。従って、できる
限り５度×５度の四角形又は三角形を選択した方が、Ｉ
ＰＰ伝搬遅延算出部３０における補間演算により求めら
れる電離層遅延量が、より正確なものになると期待でき
る。そのため、図９に示される手順においては、ＩＧＰ
選択部１８は、５度×５度の四角形又は三角形を優先的
に選択するようにし（１００，１０２）、ＩＧＰマスク
から判断して５度×５度の四角形又は三角形をいずれも
選択できない場合に限り、１０度×１０度の四角形又は
三角形を選択対象とするようにしている（１０４，１０
６）。

【００１８】また、その緯度経度範囲が同じ四角形と三
角形とを比べると、頂点（ＩＧＰ）の個数がより多い四
角形の方が、ＩＰＰ伝搬遅延算出部３０における補間演
算により求められる電離層遅延量がより正確なものにな
ると期待できる。そのため、同じ緯度経度範囲を占める
のであれば、四角形を三角形に対して優先的に選択する
のが望ましい。この様な観点から、図９に示される手順
においては、５度×５度の四角形を５度×５度の三角形
より優先して選択し（１００，１０２）、１０度×１０
度の四角形を１０度×１０度の三角形より優先して選択
する（１０４，１０６）。

【００１９】更に、ＩＰＰを取り囲む５度×５度の四角
形及び三角形はそれぞれ一意に決まるが、１０度×１０
度の四角形及び三角形はそれぞれ複数ある。従って、そ
れら複数個の四角形又は三角形の中に、ＩＧＰマスクか
ら見て選択可能なものが複数組あることもありうる。そ
のような場合（１０８）、図９に示す手順では、ＩＧＰ
マスクから見て選択可能な複数の四角形又は三角形
（「候補」）の中から、所定の優先順位に従いいずれか
１個を選択する（１１０）。例えば１０度×１０度の四
角形で選択可能なものが複数あるなら、各ＩＧＰの緯度
経度が奇数緯度偶数経度のもの、偶数緯度偶数経度のも
の、奇数緯度奇数経度のもの、偶数緯度奇数経度のも
の、という順位に従い選択する。

【００２０】以上の手順の実行により５度×５度又は１
０度×１０度の四角形又は三角形のうちいずれかが選択
された場合には、選択された四角形又は三角形の頂点に
位置する各ＩＧＰについての垂直遅延データに基づきＩ
ＰＰにおける電離層遅延量の補間演算を行うよう、ＩＧ
Ｐ選択部１８はＩＰＰ伝搬遅延算出部３０に指令する
（１１２）。ＩＧＰマスクによればいずれも選択できな
いと認められる場合には、ＩＧＰ選択部１８は、ＳＢＡ
Ｓにより提供される補強データに基づく電離層遅延量の
補正処理を実行しないこととし（図中の“電離層補正不
可”）、その旨をＧＰＳ伝搬遅延算出部１４及びＩＰＰ
伝搬遅延算出部３０に報知する。

【００２１】ＩＰＰ伝搬遅延算出部３０は、使用又は捕
捉しているＧＰＳ衛星毎に、ＩＧＰ選択部１８から選択
の結果を知る。ＩＰＰ伝搬遅延算出部３０は、必要なＩ
ＧＰについて垂直遅延データ及びＧＩＶＥＩを垂直遅延
復調部２８から得て、その垂直遅延データに基づき各Ｉ
ＰＰにおける電離層遅延量を算出する。但し、任意のＩ
ＰＰについて選択されたＩＧＰの組合せが、ＧＩＶＥＩ
が顕著に劣った誤差レベルを示しているＩＧＰを含んで
いる場合や“観測していない(Not Monitored)”に該当
するＩＧＰを含んでいる場合には、（選択されたＩＧＰ
の組合せが四角形であれば）そのＩＧＰを除く三角形に
より電離層遅延量を算出するか、或いは、そのＩＰＰに
ついては電離層遅延量の算出を行わず、ＧＰＳ伝搬遅延
算出部１４による算出にゆだねる。なお、表１に、ＲＴ
ＣＡ−Ｄ０２２９ＢにおけるＧＩＶＥＩの定義を示す。

【００２２】

【表１】測位演算部２０は、ＩＰＰ伝搬遅延算出部３０から電離
層遅延量の算出結果を得ることができる場合にはそれを
利用して、そうでない場合にはＧＰＳ伝搬遅延算出部１
４から得られる伝搬遅延量算出結果を利用して、電離層
遅延補正処理及びその結果を利用した測位演算を実行す
る。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、ＳＢＡ
Ｓにより補強データの一種として提供される垂直遅延デ
ータを利用することによって、ＧＰＳにより提供される
電離層モデルに基づき算出する場合よりも精度・信頼性
の高い電離層遅延量を算出することができ、より高い測
位精度を得ることができる。しかしながら、ＩＧＰマス
クの状態によっては、ＳＢＡＳにより提供される垂直遅
延データを用いた電離層遅延量の算出を実行できない場
合や、一応実行できるが緯度経度範囲の小さい四角形に
よる最適な算出にはならない場合がある。これらは、測
位精度改善を目指す上で、支障となっている。

【００２４】例えば、復調されたＩＧＰマスクのうちＩ
ＰＰ近傍におけるＩＧＰマスクの内容が、先に例として
示した図８（Ａ）のような内容であったとする。更に、
ＩＰＰの位置が図８（Ｂ）に示す位置であるとする。こ
の場合、ＩＰＰに最も近い緯度経度を有するものから順
に４個のＩＧＰを選ぶと、＃２、＃３、＃５、＃６の４
個となるが、ＩＧＰマスクによれば＃５のＩＧＰについ
ての垂直遅延データを利用できないため、＃２、＃３、
＃５、＃６により規定される５度×５度の四角形を選択
することはできない。５度×５度の四角形の次に優先順
位の高いのは前述の通り５度×５度の三角形であり、図
８（Ｂ）に示した例では＃２、＃５、＃６のＩＧＰによ
る三角形となるが、同様の理由でこの三角形も選択でき
ない。５度×５度の三角形の次に優先順位が高い１０度
×１０度の四角形は４通りあるものの、そのうち＃１及
び＃９を頂点とする四角形並びに＃５を頂点とする四角
形は、それらの頂点に係るＩＧＰについての垂直遅延デ
ータを利用できないため、選ぶことができない（１０度
×１０度の四角形のうち＃２を頂点とする四角形及び＃
６を頂点とする四角形については、図示の範囲外の頂点
に係るＩＧＰについて垂直遅延データを利用できれば、
選択の候補となりうる）。従って、ＩＰＰに比較的近い
複数のＩＧＰのうちかなりの個数（図示の９個中では６
個）が“垂直遅延データ利用可能”に該当するＩＧＰで
あるにもかかわらず、図８（Ｂ）に示す例では、最良で
も１０度×１０度の四角形しか選択できない。図示の範
囲外の状態如何では、ＧＰＳにより提供される電離層モ
デルに基づく電離層遅延量算出結果を利用せざるを得な
いこともある。

【００２５】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、従来ではＧＰＳに
おける電離層モデルに基づく算出結果を利用せざるを得
なかったケースでも、ＳＢＡＳにより提供される垂直遅
延データから求めた電離層遅延量を利用できるようにす
ることを、その目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
ために、本発明に係る電離層遅延推定方法は、（１）概
略ユーザ位置及びＧＰＳ衛星から受信した航法データに
基づきＩＰＰの位置を求めるＩＰＰ算出ステップと、
（２）ＩＧＰマスクによれば垂直遅延データを利用でき
ないとされるＩＧＰについて、そのＩＧＰから所定緯度
経度範囲内にありＩＧＰマスクによればその垂直遅延デ
ータを利用できるとされる１組のＩＧＰについての当該
垂直遅延データに基づき、そのＩＧＰにおける垂直遅延
量を推定することによりそのＩＧＰについて垂直遅延デ
ータを補充するＩＧＰ垂直遅延推定ステップと、（３）
求めたＩＰＰの位置、既知であるＩＧＰの位置並びにＳ
ＢＡＳ衛星から受信したＩＧＰマスクに基づき、ＩＧＰ
を結ぶ多角形のうちＩＰＰを包含するものの頂点に位置
するＩＧＰの組合せであって、そのいずれについてもＳ
ＢＡＳ衛星から受信した又はＩＧＰ垂直遅延推定ステッ
プにて補充された垂直遅延データを利用できる組合せ
を、選択するＩＧＰ選択ステップと、（４）選択した組
合せに属するＩＧＰに対するＩＰＰの位置関係、それら
のＩＧＰについての垂直遅延データ並びにＩＰＰに対す
る概略ユーザ位置の位置関係に基づき、ＩＰＰにおける
電離層遅延量を算出するＩＰＰ伝搬遅延算出ステップ
と、を有することを特徴とする。

【００２７】このように、本発明においては、ＩＧＰマ
スクによれば垂直遅延データを利用できないとされるＩ
ＧＰについても、そのＩＧＰから所定緯度経度範囲内に
ＩＧＰマスクによればその垂直遅延データを利用できる
とされる１組のＩＧＰがあれば、そのＩＧＰについて垂
直遅延データを補充することができる。その結果、ＩＧ
Ｐ選択ステップにてＩＧＰの組合せを選択する際に、
“選択できる組合せがない”或いは“選択できるが電離
層遅延量の推定精度が低めになる”という結果がもたら
される頻度が減少する。従って、例えば、ＳＢＡＳによ
り提供される垂直遅延データに基づきＩＰＰにおける電
離層遅延量を算出し得ないときにはＧＰＳにおける電離
層モデルに基づき算出した電離層遅延量を用いる、とい
う論理に従い電離層遅延補正処理を実行するＧＰＳ受信
機にて、本発明を実施した場合、ＳＢＡＳにより提供さ
れる垂直遅延データに基づき算出された電離層遅延量が
電離層遅延補正処理に使用される頻度が高くなる。ま
た、辺の長さが同じ多角形同士であればより頂点の個数
が多いものを優先して選択し、辺の長さが異なる多角形
同士であればその辺の長さが短いものを優先して選択す
るという優先順位に従いＩＧＰ選択ステップを実行する
ＧＰＳ受信機にて、本発明を実施した場合、優先順位の
高い多角形に係るＩＧＰの組合せが選択される頻度が高
くなる。このように、本発明に係る電離層遅延推定方法
によれば、ＧＰＳ受信機における電離層遅延補正処理に
用いうる電離層遅延量の推定精度が高まり、ひいてはＧ
ＰＳ受信機における測位精度を高めることが可能であ
る。

【００２８】また、ＩＧＰ垂直遅延推定ステップにて垂
直遅延データの補充に用いうるＩＧＰの組合せが複数個
存在する場合、本発明の好適な実施形態においては、Ｓ
ＢＡＳ衛星から受信したＧＩＶＥＩに基づき、補充でき
る垂直遅延データの精度を組合せ毎に評価し、その結果
に基づきそれらの組合せの中からいずれかを選んで垂直
遅延データの補充に用いる。誤差指標であるＧＩＶＥＩ
を用い、補充の基礎となるＩＧＰの組合せを選ぶことに
より、補充される垂直遅延データの精度及び信頼性が高
まる。また、補充できる垂直遅延データの精度を組合せ
毎に評価するに際しては、例えば、組合せ毎にその組合
せに属するＩＧＰにおけるＧＩＶＥＩの和又は平均を求
め、求めた値を組合せ同士で比較する等、比較的簡素な
処理を行えばよく、従って実施が容易である。

【００２９】更に、ＧＩＶＥＩに基づく評価は、ＩＧＰ
垂直遅延推定ステップによる垂直遅延データの補充処理
だけでなく、ＩＧＰ選択ステップによる多角形の選択処
理でも、採用することができる。まず、ＩＧＰ選択ステ
ップは、辺の長さが同じ多角形同士であればより頂点の
個数が多いものを優先して選択し、辺の長さが異なる多
角形同士であればその辺の長さが短いものを優先して選
択する、という規則に従い、ＩＧＰを結ぶ多角形を選択
し、その多角形に係る複数のＩＧＰのいずれについても
垂直遅延データを利用できるかどうかを、選択した順に
調べ、利用できるとの結果が得られたものに係るＩＧＰ
の組合せを選択する、という形態で、実現することがで
きる。本発明の好ましい実施形態では、多角形を選択す
るための規則に、更に、頂点の個数及び辺の長さがいず
れも互いに等しい多角形同士であればＩＰＰにおける電
離層遅延量に関し期待できる推定精度が高いものを優先
して選択する、という規則を付加する。この付加された
規則によって、垂直遅延量の推定により適するＩＧＰの
組合せが選択されうることとなる。また、ＩＰＰにおけ
る電離層遅延量に関し期待できる推定精度、について
は、例えば、それらの多角形の各頂点に位置するＩＧＰ
についてＳＢＡＳ衛星から受信したＧＩＶＥＩに基づ
き、決定することができる。例えば、それらの多角形の
各頂点に位置するＩＧＰについてＳＢＡＳ衛星から受信
したＧＩＶＥＩの和、平均又は最小の値を、組合せ毎に
求め、求めた値を組合せ同士で比較し小さいものから順
に高い優先順位を与えるようにすれば、比較的簡便な処
理でこれを実現できる。なお、ここでは“多角形”と述
べたが、ＩＧＰを結ぶ多角形だけでなくＩＧＰを結ぶ線
分をも、ＩＧＰ選択ステップにおける選択対象に含める
ことができる。その場合、線分に対しては、その線分と
同一長の辺を有する多角形よりも低い優先順位を与える
のが望ましい。

【００３０】また、本発明に係る電離層遅延方法は、上
述したＧＩＶＥＩ等に基づくＩＧＰ選択に着目して、次
のように表現することもできる。即ち、本発明に係る電
離層遅延推定方法は、（１）概略ユーザ位置及びＧＰＳ
衛星から受信した航法データに基づきＩＰＰの位置を求
めるＩＰＰ算出ステップと、（２）求めたＩＰＰの位
置、既知であるＩＧＰの位置並びにＳＢＡＳ衛星から受
信したＩＧＰマスクに基づき、ＩＧＰを結ぶ多角形のう
ちＩＰＰを包含するものの頂点に位置するＩＧＰの組合
せであって、そのいずれについてもＳＢＡＳ衛星から受
信した垂直遅延データを利用できる組合せを、選択する
ＩＧＰ選択ステップと、（３）選択した組合せに属する
ＩＧＰに対するＩＰＰの位置関係、それらのＩＧＰにつ
いての垂直遅延データ並びにＩＰＰに対する概略ユーザ
位置の位置関係に基づき、ＩＰＰにおける電離層遅延量
を算出するＩＰＰ伝搬遅延算出ステップと、を有し、更
に、（４）辺の長さが同じ多角形同士であればより頂点
の個数が多いものを優先して選択し、辺の長さが異なる
多角形同士であればその辺の長さが短いものを優先して
選択し、頂点の個数及び辺の長さがいずれも互いに等し
い多角形同士であればＩＰＰにおける電離層遅延量に関
し期待できる推定精度が高いものを優先して選択する、
という規則に従い、ＩＧＰを結ぶ多角形を選択し、その
多角形に係る複数のＩＧＰのいずれについても垂直遅延
データを利用できるかどうかを、選択した順に調べ、利
用できるとの結果が得られたものに係るＩＧＰの組合せ
を選択することにより、ＩＧＰ選択ステップを実行する
ことを特徴とする。

【００３１】なお、ＩＧＰ選択ステップにおける選択の
対象となりうる多角形及び選択に際するその優先順位に
ついては、次の通り例示できる。即ち、本発明の好まし
い実施形態においては、ＩＧＰ選択ステップを実行する
に際して、まず、(a)ＩＧＰグリッドにおける最小緯度
経度間隔を一辺とする基本正方形、(b)この基本正方形
をその対角線で二分した形状を有する三角形、(c)基本
正方形の一辺を２倍した形状を有する長方形、この長方
形をその対角線で二分した形状を有する三角形、(d)基
本正方形の各辺を２倍して得られる正方形、(e)この正
方形をその対角線で二分して得られる三角形、の優先順
位に従い、ＩＧＰを結ぶ多角形を選択し、その多角形に
係る複数のＩＧＰのいずれについても垂直遅延データを
利用できるかどうかを、選択した順に調べていく。特
に、基本正方形及びそれを二分して得られる三角形より
低く、基本正方形の各辺を２倍して得られる正方形及び
それを二分して得られる三角形より高い優先順位を有す
る多角形として、基本正方形の一辺を２倍した形状を有
する長方形及びこの長方形を二分して得られる三角形を
選択対象に加えているため、従来であれば基本正方形の
一辺を２倍した形状を有する長方形又はこの長方形を二
分して得られる三角形が選択されていたケースで、基本
正方形の一辺を２倍した形状を有する長方形又はこの長
方形を二分して得られる三角形が選択されるケースが生
じる。即ち、より小さな多角形が選択される結果とな
り、ＩＰＰにおける垂直遅延の推定精度が高まる。

【００３２】また、ＩＧＰ選択ステップを実行するに際
して、調べる対象に含まれる多角形全てについて調べた
にもかかわらず選択できるＩＧＰの組合せがなかった場
合には、ＩＰＰがいずれかのＩＧＰと同じ緯度又は経度
を有するのであれば、(f)そのＩＰＰと同じ緯度又は経
度を有しかつそのＩＰＰを介して隣り合うＩＧＰ同士を
結ぶ線分、(g)そのＩＰＰと同じ緯度又は経度を有しか
つそのＩＰＰ及び少なくとも１個のＩＧＰを介して隣り
合うＩＧＰ同士を結ぶ線分、という優先順位に従い、い
ずれかの線分を選択し、その線分に係る２個のＩＧＰの
いずれについても垂直遅延データを利用できるかどうか
を、選択した順に調べるようにするのが望ましい。それ
によって、ＩＧＰ選択ステップにて選択されたＩＧＰの
組合せに基づき電離層遅延量が推定される頻度が高ま
り、ＧＰＳにより提供される電離層モデルに基づき算出
された電離層遅延量により電離層遅延補正が実行される
頻度が下がる。

【００３３】更に、頂点の個数及び辺の長さがいずれも
互いに等しい多角形の中での選択に係る優先順位は、そ
れらの多角形の各頂点に位置するＩＧＰについてＳＢＡ
Ｓ衛星から受信したＧＩＶＥＩ、即ち垂直遅延データに
関する誤差指標に基づき、決定すればよい。また、同一
長の線分の中での選択に係る優先順位も、それらの線分
の端に位置するＩＧＰについてＳＢＡＳ衛星から受信し
たＧＩＶＥＩに基づき、決定すればよい。頂点の個数及
び辺の長さがいずれも互いに等しい多角形の中での選択
に係る優先順位又は同一長の線分の中での選択に係る優
先順位を決定するに際しては、それらの多角形又は線分
を構成するＩＧＰについてＳＢＡＳ衛星から受信したＧ
ＩＶＥＩの和、平均又は最小の値を、組合せ毎に求め、
求めた値を組合せ同士で比較し小さいものから順に高い
優先順位を与えるようにすればよい。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、本発明は先に示した
従来技術の変形により実施することができるため、以下
の説明は従来技術との相違点に絞ることとし、重複する
説明を省略する。また、同一の又は対応する部材又は処
理については同一の符号を付し、説明を省略する。

【００３５】図１に、本発明の一実施形態に係るＳＢＡ
Ｓ受信機の構成を示す。本実施形態の特徴は、ＩＧＰ垂
直遅延推定部３２を設けたこと及びＩＧＰ選択部１８Ａ
における処理内容を改良したことにある。また、これら
の特徴は、いずれも、ＩＰＰ伝搬遅延算出部３０により
算出された電離層遅延量が測位演算部２０にて電離層遅
延補正に使用される頻度を高めＧＰＳ伝搬遅延算出部１
４により算出された電離層遅延量の使用頻度を低めるこ
と、またＩＰＰ伝搬遅延算出部３０により算出される電
離層遅延量の精度を高めること、ＩＧＰマスクの状態に
よるＩＧＰ選択結果の変化を抑えていること、誤差指標
として提供されるＧＩＶＥＩを利用した簡便な処理によ
り実現されること等の点において、共通する性格を有し
ている。

【００３６】まず、ＩＧＰ垂直遅延推定部３２において
は、ＩＧＰマスクについてＩＧＰマスク復調部２２から
例えば図２（Ａ）に示されているような復調結果が与え
られたとき、ＩＧＰマスクによれば垂直遅延データを利
用できないとされている＃１，＃５，＃９のＩＧＰにつ
いて、垂直遅延データを補充できるかを調べ、可能であ
れば補充する。

【００３７】＃１，＃５，＃９のＩＧＰのうち＃５のＩ
ＧＰを例に取ると、このＩＧＰ自身は垂直遅延データを
利用できないＩＧＰであるが、同じ緯度を有する＃２及
び＃８のＩＧＰや、同じ経度を有する＃４及び＃６のＩ
ＧＰについては、ＩＧＰマスクにより垂直遅延データを
利用できるとされている。また、これらのＩＧＰと＃５
のＩＧＰとの経度又は緯度の差は５度、即ちＩＧＰグリ
ッドにおける最小の緯度経度差である。従って、＃２の
ＩＧＰについての垂直遅延データと＃８のＩＧＰについ
ての垂直遅延データの平均や、＃４のＩＧＰについての
垂直遅延データと＃６のＩＧＰについての垂直遅延デー
タの平均を以て、＃５のＩＧＰにおける垂直遅延量と見
なして差し支えないし、そのように扱っても大きな誤差
はないものと見なしうる。

【００３８】このように、その周囲におけるＩＧＰマス
クの状態から見て、一応の信頼性を有する垂直遅延量を
補間演算例えば平均演算により求めうると見なせるＩＧ
Ｐについては、ＩＧＰ垂直遅延推定部３２が垂直遅延デ
ータを補充する。例えば、図２に示した例では、ＩＧＰ
垂直遅延推定部３２は、まず＃２，＃４，＃６，＃８の
各ＩＧＰについてのＧＩＶＥＩを垂直遅延復調部２８か
ら得て、＃２のＩＧＰについてのＧＩＶＥＩと＃８につ
いてのＧＩＶＥＩとの和、並びに＃４のＩＧＰについて
のＧＩＶＥＩと＃６についてのＧＩＶＥＩとの和を、そ
れぞれ求める。ＩＧＰ垂直遅延推定部３２は、そのＧＩ
ＶＥＩの和が小さい方の２個のＩＧＰ、即ち比較的誤差
が低いと見なせるＩＧＰの組を選択する。そして、選択
した組に係る２個のＩＧＰについての垂直遅延データの
平均を求め、求めた平均を以て、＃５のＩＧＰについて
の垂直遅延データとする。即ち、図２（Ｂ）にて黒塗り
の三角で示されているように、垂直遅延データを補充す
る。

【００３９】ＩＧＰ選択部１８Ａでは、復調されたＩＧ
Ｐマスクによれば垂直遅延データを利用できるとされて
いるＩＧＰだけでなく、ＩＧＰ垂直遅延推定部３２によ
り垂直遅延データが補充されたＩＧＰをも、選択でき
る。従って、ＩＧＰ選択部１８ＡにてＩＧＰの組合せを
選択する際に、“選択できる組合せがない”という結果
がもたらされる頻度が減少する。ひいては、ＧＰＳ伝搬
遅延算出部１４により算出された電離層遅延量ではなく
ＩＰＰ伝搬遅延算出部３０により算出された電離層遅延
量が測位演算部２０における電離層遅延補正処理にて使
用される頻度が高まり、測位精度の向上につながる。ま
た、ＩＧＰ選択部１８ＡにてＩＧＰの組合せを選択する
際に、従来ならばより辺の長い四角形又は三角形が選ば
れていたであろうケースで、本実施形態では、より辺の
短い四角形又は三角形が選ばれることがあり得る。同様
に、従来ならば三角形が選ばれていたであろうケース
で、辺の長さが同じ四角形が選ばれることがあり得る。
その結果として、ＩＰＰ伝搬遅延算出部３０により得ら
れる伝搬遅延量が、より精度が高く信頼性のおけるもの
になるため、測位演算部２０における測位精度が向上す
る。

【００４０】更に、垂直遅延データの補充のためＩＧＰ
垂直遅延推定部３２が実行する処理は、主として、他の
ＩＧＰに係る垂直遅延データを用いた補間演算例えば
（加重）平均演算と、複数の組合せが存在する場合のＧ
ＩＶＥＩの和の比較処理であり、比較的簡便なものであ
るから特に負担にはならない。更に、ＧＩＶＥＩはＳＢ
ＡＳにより提供される補強データの一つであるから、補
充に使用するＩＧＰの組合せが複数ある場合のいずれか
の選択をＧＩＶＥＩに基づき行うことは、いわば、補強
データの有効利用に相当する。即ち、本実施形態におけ
るＩＧＰ垂直遅延推定部３２は、垂直遅延データの補充
なる新規な機能を、従来からも提供されていた情報を有
効に利用して実現する機能部材であるといえる。

【００４１】なお、本実施形態では、上述のようにＩＧ
Ｐマスクによれば垂直遅延データを利用できないとされ
ているＩＧＰと同じ緯度又は経度を有しそのＩＧＰを挟
んでいるＩＧＰの組合せから、そのＩＧＰについての垂
直遅延データを補充するようにしている。本発明はこの
様な形態による実施に限定されない。例えば、図２に示
した例で言えば、＃３及び＃７のＩＧＰについての垂直
遅延データの平均値を以て、＃５のＩＧＰについての垂
直遅延データとしてもよい。また、＃２，＃４，＃６，
＃８の各ＩＧＰについての垂直遅延データの平均値を以
て、＃５のＩＧＰについての垂直遅延データとしてもよ
い。更に、平均演算の対象となる複数のＩＧＰは、垂直
遅延データを補充すべきＩＧＰに対して等距離でなくて
もよい。その場合、ＩＧＰ間隔に応じた加重平均演算等
の補間演算により、垂直遅延データを補充する。また、
ＩＧＰ間隔だけでなく、それらのＩＧＰにおけるＧＩＶ
ＥＩの値をも用いて、補間演算の際の荷重又は案分比を
決定してもよい。本実施形態では、そのＧＩＶＥＩの和
を比較することにより補充のための垂直遅延データを提
供するＩＧＰの組を選択しているが、和ではなく平均を
比較してもよい。また、垂直遅延データを補充すべきＩ
ＧＰに対し補充のための垂直遅延データを提供する各Ｉ
ＧＰが等距離でない場合、ＩＧＰ間隔を反映した荷重を
用いて加重加算又は加重平均を行い、その結果を相互に
比較してもよい。

【００４２】次に、ＩＧＰ選択部１８Ａにより実行され
るＩＧＰ選択の手順を図３に、ＩＧＰ選択部１８Ａにお
ける選択優先順位を図４に、それぞれ示す。図９及び図
１０に示されている従来のＩＧＰ選択手順及び選択優先
順位に対して本実施形態におけるそれらが相違する第１
の点は、ＩＧＰマスクによりその垂直遅延データを利用
できるとされているＩＧＰだけでなく、ＩＧＰ垂直遅延
推定部３２によりその垂直遅延データが補充されたＩＧ
Ｐをも、ＩＧＰ選択部１８Ａにて選択できることであ
る。そのため、図４では、両者を特に区別せず、いずれ
も黒丸で示している。また、従来のＩＧＰ選択部１８
は、復調されたＩＧＰマスクに基づき各ＩＧＰについて
の垂直遅延データの利用可否を調べていたが、本実施形
態におけるＩＧＰ選択部１８Ａは、復調されたＩＧＰマ
スクと、ＩＧＰ垂直遅延推定部３２にて垂直遅延データ
が補充されたＩＧＰを示す情報（これはＩＧＰ垂直遅延
推定部３２から得られる）とに基づき、各ＩＧＰについ
ての垂直遅延データの利用可否を調べる（図３：１０
０，１０２，１１４，１１６，１０４，１０６，１１
８，１２０）。

【００４３】第２の相違点は、ＩＰＰを取り囲む５度×
１０度又は１０度×５度の四角形及び三角形並びにその
上にＩＰＰが位置する５度又は１０度の線分をも、選択
対象に含めていることである。図４（Ａ）に示す５度×
５度の四角形、図４（Ｂ）に示す５度×５度の三角形が
それぞれ第１位、第２位の優先順位で以て選択対象とな
ることは変わりがないが（図３：１００，１０２）、本
実施形態では、５度×５度の三角形に次ぐ第３の優先順
位が図４（Ｃ）に示す５度×１０度又は１０度×５度の
四角形に、第４位の優先順位が図４（Ｄ）に示す５度×
１０度又は１０度×５度の三角形に、それぞれ付与され
ている（１１４，１１６）。第５位の優先順位は図４
（Ｅ）に示す１０度×１０度の四角形に、第６位の優先
順位は図４（Ｆ）に示す１０度×１０度の三角形に、そ
れぞれ付与されている（１０４，１０６）。更に、従来
は１０度×１０度の三角形を選択できなかった場合は
“電離層補正不可”扱いであったが、本実施形態では、
図４（Ｇ）に示す５度の線分に第７位の優先順位が、図
４（Ｈ）に示す１０度の線分に第８位の優先順位がそれ
ぞれ付与されている（１１８，１２０）。即ち、ステッ
プ１０６で選択できないと判定されたときには、２個の
ＩＧＰを結ぶ５度又は１０度長の線分上にＩＰＰがない
場合か、その上にＩＰＰが位置している５度の線分でも
（１１８）１０度の線分でも（１２０）その両端に位置
するＩＧＰのうちいずれかの垂直遅延データを利用でき
ないとされた場合に、初めて“電離層補正不可”扱いと
なる。

【００４４】第３の相違点は、ステップ１１４，１１
６，１０４，１０６にて選択可能と判定された場合であ
って、その頂点に位置する複数のＩＧＰ全てについて垂
直遅延データを利用できる四角形又は三角形即ち候補が
複数存在する場合に（１０８Ａ）、それら複数の候補の
うち一つをＧＩＶＥＩに基づき選択していることである
（１１０Ａ）。例えば、ステップ１１４にて選択可能と
判定され、ステップ１０８Ａにて候補が２個あると判定
された場合、ステップ１１０Ａでは、各候補に係る四角
形の頂点に位置する各４個のＩＧＰ（合計では７個又は
８個のＩＧＰ）について、ＧＩＶＥＩの値を調べる。例
えば、各候補毎にＧＩＶＥＩの和又は平均を求め、求め
た和又は平均が小さい方の候補、即ち平均的に見て誤差
が少なくなると見なせる方の候補に決定する。或いは、
両候補のいずれかに属するＩＧＰ中で最も小さいＧＩＶ
ＥＩを有するＩＧＰが属する方の候補、即ち誤差が極め
て少なくなる可能性のある方の候補に決定する（当該Ｇ
ＩＶＥＩ最小のＩＧＰが両候補に共有されている場合は
ＧＩＶＥＩの和等で判断するか、任意の一方を選べばよ
い）。

【００４５】このように、ＩＧＰ選択部１８Ａにおいて
は、ＩＧＰ垂直遅延推定部３２により垂直遅延データが
補充されたＩＧＰを選択対象に含めることができるた
め、ＧＰＳ伝搬遅延算出部１４の出力を利用した電離層
遅延補正処理を余儀なくされる頻度が下がる。また、５
度×５度の四角形及び三角形を選択できないケースで
も、１０度×１０度の四角形又は三角形より小さい５度
×１０度又は１０度×５度の四角形又は三角形が選択さ
れるケースがあるため、ステップ１１２にて垂直遅延デ
ータ及びＩＧＰ間隔に基づく補間演算により求められる
電離層遅延量が、より高精度で信頼のおけるものにな
る。選択できる候補が複数ある場合に、ＳＢＡＳにより
提供される補強データであるＧＩＶＥＩに基づきいずれ
かの候補を選択すること、即ちより誤差が小さくなると
見られる候補を選択することができるため、ステップ１
１２にて求められる電離層遅延量が、更に高精度で信頼
性のおけるものになる。ＧＩＶＥＩに基づく評価は特に
重い処理負担なしに実行できる。ＩＰＰ伝搬遅延算出部
３０の出力が測位演算部２０にて使用される頻度が高ま
ることと相俟って、ステップ１１２にて求められる電離
層遅延量により、より高精度の測位結果を期待できるこ
ととなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るＳＢＡＳ受信機の
構成を示すブロック図である。

【図２】ＩＧＰマスクにより示される垂直遅延データ
利用可否を例示する図であり、特に（Ａ）はＩＧＰの復
調結果を、（Ｂ）は垂直遅延データの補充処理を、それ
ぞれ概念的に示す平面図である。

【図３】本実施形態におけるＩＧＰ選択の手順を示す
フローチャートである。

【図４】本実施形態における選択優先順位を示す図で
あり、特に（Ａ）は第１位の優先順位を有する５度×５
度の四角形を、（Ｂ）は第２位の優先順位を有する５度
×５度の三角形を、（Ｃ）は第３位の優先順位を有する
５度×１０度又は１０度×５度の四角形を、（Ｄ）は第
４位の優先順位を有する５度×１０度又は１０度×５度
の三角形を、（Ｅ）は第５位の優先順位を有する１０度
×１０度の四角形を、（Ｆ）は第６位の優先順位を有す
る１０度×１０度の三角形を、（Ｇ）は第７位の優先順
位を有する５度の線分を、（Ｈ）は第８位の優先順位を
有する１０度の線分を、それぞれ概念的に示す平面図で
ある。

【図５】一従来技術に係るＳＢＡＳ受信機の構成を示
すブロック図である。

【図６】ＩＰＰとユーザの位置関係を示す地球断面図
である。

【図７】ＩＧＰグリッドの定義を示すメルカトール投
影図である。

【図８】ＩＧＰマスクにより示される垂直遅延データ
利用可否を例示する図であり、特に（Ａ）はＩＧＰの復
調結果を、（Ｂ）は従来技術においてＩＧＰ選択時に生
じる問題を、それぞれ概念的に示す平面図である。

【図９】従来技術におけるＩＧＰ選択の手順を示すフ
ローチャートである。

【図１０】従来技術における選択優先順位を示す図で
あり、特に（Ａ）は第１位の優先順位を有する５度×５
度の四角形を、（Ｂ）は第２位の優先順位を有する５度
×５度の三角形を、（Ｃ）は第３位の優先順位を有する
１０度×１０度の四角形を、（Ｄ）は第４位の優先順位
を有する１０度×１０度の三角形を、それぞれ概念的に
示す平面図である。

【符号の説明】

１４ＧＰＳ伝搬遅延算出部、１６ＩＰＰ算出部、１
８ＡＩＧＰ選択部、２０測位演算部、３０ＩＰＰ
伝搬遅延算出部、３２ＩＧＰ垂直遅延推定部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】概略ユーザ位置及びＧＰＳ衛星から受信
した航法データに基づきＩＰＰの位置を求めるＩＰＰ算
出ステップと、ＩＧＰマスクによれば垂直遅延データを利用できないと
されるＩＧＰについて、そのＩＧＰから所定緯度経度範
囲内にありＩＧＰマスクによればその垂直遅延データを
利用できるとされる１組のＩＧＰについての当該垂直遅
延データに基づき、そのＩＧＰにおける垂直遅延量を推
定することによりそのＩＧＰについて垂直遅延データを
補充するＩＧＰ垂直遅延推定ステップと、求めたＩＰＰの位置、既知であるＩＧＰの位置並びにＳ
ＢＡＳ衛星から受信したＩＧＰマスクに基づき、ＩＧＰ
を結ぶ多角形のうちＩＰＰを包含するものの頂点に位置
するＩＧＰの組合せであって、そのいずれについてもＳ
ＢＡＳ衛星から受信した又はＩＧＰ垂直遅延推定ステッ
プにて補充された垂直遅延データを利用できる組合せ
を、選択するＩＧＰ選択ステップと、選択した組合せに属するＩＧＰに対するＩＰＰの位置関
係、それらのＩＧＰについての垂直遅延データ並びにＩ
ＰＰに対する概略ユーザ位置の位置関係に基づき、ＩＰ
Ｐにおける電離層遅延量を算出するＩＰＰ伝搬遅延算出
ステップと、を有することを特徴とする電離層遅延推定方法。
【請求項２】請求項１記載の電離層遅延推定方法にお
いて、ＩＧＰ垂直遅延推定ステップにて垂直遅延データの補充
に用いうるＩＧＰの組合せが複数個存在する場合に、Ｓ
ＢＡＳ衛星から受信したＧＩＶＥＩに基づき、補充でき
る垂直遅延データの精度を組合せ毎に評価し、その結果
に基づきそれらの組合せの中からいずれかを選んで垂直
遅延データの補充に用いることを特徴とする電離層遅延
推定方法。
【請求項３】請求項２記載の電離層遅延推定方法にお
いて、ＳＢＡＳ衛星から受信したＧＩＶＥＩに基づき補充でき
る垂直遅延データの精度の評価を、組合せ毎にその組合
せに属するＩＧＰにおけるＧＩＶＥＩの和又は平均を求
め、求めた値を組合せ同士で比較することにより実行す
ることを特徴とする電離層遅延推定方法。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか記載の電離層
遅延推定方法において、辺の長さが同じ多角形同士であればより頂点の個数が多
いものを優先して選択し、辺の長さが異なる多角形同士
であればその辺の長さが短いものを優先して選択し、頂
点の個数及び辺の長さがいずれも互いに等しい多角形同
士であればＩＰＰにおける電離層遅延量に関し期待でき
る推定精度が高いものを優先して選択する、という規則
に従い、ＩＧＰを結ぶ多角形を選択し、その多角形に係
る複数のＩＧＰのいずれについても垂直遅延データを利
用できるかどうかを、選択した順に調べ、利用できると
の結果が得られたものに係るＩＧＰの組合せを選択する
ことにより、ＩＧＰ選択ステップを実行することを特徴
とする電離層遅延推定方法。
【請求項５】請求項４記載の電離層遅延推定方法にお
いて、頂点の個数及び辺の長さがいずれも互いに等しい多角形
の中での選択に係る優先順位を、それらの多角形の各頂
点に位置するＩＧＰについてＳＢＡＳ衛星から受信した
ＧＩＶＥＩに基づき、決定することを特徴とする電離層
遅延推定方法。
【請求項６】請求項５記載の電離層遅延推定方法にお
いて、頂点の個数及び辺の長さがいずれも互いに等しい多角形
の中での選択に係る優先順位を決定するに際して、それ
らの多角形の各頂点に位置するＩＧＰについてＳＢＡＳ
衛星から受信したＧＩＶＥＩの和、平均又は最小の値
を、組合せ毎に求め、求めた値を組合せ同士で比較し小
さいものから順に高い優先順位を与えることを特徴とす
る電離層遅延推定方法。
【請求項７】請求項４乃至６のいずれか記載の電離層
遅延推定方法において、ＩＧＰを結ぶ多角形だけでなくＩＧＰを結ぶ線分をも、
ＩＧＰ選択ステップにおける選択対象に含めることと
し、線分に対してはその線分と同一長の辺を有する多角形よ
りも低い優先順位を与えることを特徴とする電離層遅延
推定方法。
【請求項８】概略ユーザ位置及びＧＰＳ衛星から受信
した航法データに基づきＩＰＰの位置を求めるＩＰＰ算
出ステップと、求めたＩＰＰの位置、既知であるＩＧＰの位置並びにＳ
ＢＡＳ衛星から受信したＩＧＰマスクに基づき、ＩＧＰ
を結ぶ多角形のうちＩＰＰを包含するものの頂点に位置
するＩＧＰの組合せであって、そのいずれについてもＳ
ＢＡＳ衛星から受信した垂直遅延データを利用できる組
合せを、選択するＩＧＰ選択ステップと、選択した組合せに属するＩＧＰに対するＩＰＰの位置関
係、それらのＩＧＰについての垂直遅延データ並びにＩ
ＰＰに対する概略ユーザ位置の位置関係に基づき、ＩＰ
Ｐにおける電離層遅延量を算出するＩＰＰ伝搬遅延算出
ステップと、を有し、更に、辺の長さが同じ多角形同士であればより頂点の個数が多
いものを優先して選択し、辺の長さが異なる多角形同士
であればその辺の長さが短いものを優先して選択し、頂
点の個数及び辺の長さがいずれも互いに等しい多角形同
士であればＩＰＰにおける電離層遅延量に関し期待でき
る推定精度が高いものを優先して選択する、という規則
に従い、ＩＧＰを結ぶ多角形を選択し、その多角形に係
る複数のＩＧＰのいずれについても垂直遅延データを利
用できるかどうかを、選択した順に調べ、利用できると
の結果が得られたものに係るＩＧＰの組合せを選択する
ことにより、ＩＧＰ選択ステップを実行することを特徴
とする電離層遅延推定方法。
【請求項９】請求項８記載の電離層遅延推定方法にお
いて、ＩＧＰ選択ステップを実行するに際して、まず、ＩＧＰグリッドにおける最小緯度経度間隔を一辺
とする基本正方形、この基本正方形をその対角線で二分
した形状を有する三角形、基本正方形の一辺を２倍した
形状を有する長方形、この長方形をその対角線で二分し
た形状を有する三角形、基本正方形の各辺を２倍して得
られる正方形、この正方形をその対角線で二分して得ら
れる三角形、の優先順位に従い、ＩＧＰを結ぶ多角形を
選択し、その多角形に係る複数のＩＧＰのいずれについ
ても垂直遅延データを利用できるかどうかを、選択した
順に調べていくことを特徴とする電離層遅延推定方法。
【請求項１０】請求項９記載の電離層遅延推定方法に
おいて、ＩＧＰ選択ステップを実行するに際して、調べる対象に含まれる多角形全てについて調べたにもか
かわらずわらず選択できるＩＧＰの組合せがなかった場
合に、ＩＰＰがいずれかのＩＧＰと同じ緯度又は経度を
有するのであれば、そのＩＰＰと同じ緯度又は経度を有
しかつそのＩＰＰを介して隣り合うＩＧＰ同士を結ぶ線
分、そのＩＰＰと同じ緯度又は経度を有しかつそのＩＰ
Ｐ及び少なくとも１個のＩＧＰを介して隣り合うＩＧＰ
同士を結ぶ線分、という優先順位に従い、いずれかの線
分を選択し、その線分に係る２個のＩＧＰのいずれにつ
いても垂直遅延データを利用できるかどうかを、選択し
た順に調べることを特徴とする電離層遅延推定方法。
【請求項１１】請求項８乃至１０のいずれか記載の電
離層遅延推定方法において、頂点の個数及び辺の長さがいずれも互いに等しい多角形
の中での選択に係る優先順位を、それらの多角形の各頂
点に位置するＩＧＰについてＳＢＡＳ衛星から受信した
ＧＩＶＥＩに基づき、決定することを特徴とする電離層
遅延推定方法。
【請求項１２】請求項１０記載の電離層遅延推定方法
において、同一長の線分の中での選択に係る優先順位を、それらの
線分の端に位置するＩＧＰについてＳＢＡＳ衛星から受
信したＧＩＶＥＩに基づき、決定することを特徴とする
電離層遅延推定方法。
【請求項１３】請求項１１又は１２記載の電離層遅延
推定方法において、頂点の個数及び辺の長さがいずれも互いに等しい多角形
の中での選択に係る優先順位又は同一長の線分の中での
選択に係る優先順位を決定するに際して、それらの多角
形又は線分を構成するＩＧＰについてＳＢＡＳ衛星から
受信したＧＩＶＥＩの和、平均又は最小の値を、組合せ
毎に求め、求めた値を組合せ同士で比較し小さいものか
ら順に高い優先順位を与えることを特徴とする電離層遅
延推定方法。