JP2003043128A - 測位用衛星受信機バイアスの測定方法及び装置 - Google Patents
測位用衛星受信機バイアスの測定方法及び装置Info
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- JP2003043128A JP2003043128A JP2001234490A JP2001234490A JP2003043128A JP 2003043128 A JP2003043128 A JP 2003043128A JP 2001234490 A JP2001234490 A JP 2001234490A JP 2001234490 A JP2001234490 A JP 2001234490A JP 2003043128 A JP2003043128 A JP 2003043128A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 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、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
（ＳＴＥＣ）から鉛直方向の電離層全電子数（ＶＴＥ
Ｃ）に換算する際に、予め測定または入手しておいた測
位用衛星の衛星コ−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。
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。 【解決手段】 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、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
（ＳＴＥＣ）から鉛直方向の電離層全電子数（ＶＴＥ
Ｃ）に換算する際に、予め測定または入手しておいた測
位用衛星の衛星コ−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。
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。
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、Ｓ
ＴＥＣ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。
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、Ｓ
ＴＥＣ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。
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。
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】
【問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Ｖ
ＴＥＣに換算する際に、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。
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Ｖ
ＴＥＣに換算する際に、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、
（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。
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、ＧＬＯＮ
ＡＳＳ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、Ｇ
ＰＳ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視線方向の電離
層全電子数（ＳＴＥＣ）と、ＧＰＳ受信機（２）からＧ
ＰＳ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。
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、ＧＬＯＮ
ＡＳＳ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、Ｇ
ＰＳ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視線方向の電離
層全電子数（ＳＴＥＣ）と、ＧＰＳ受信機（２）からＧ
ＰＳ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。 衛星コードバイアスＢjを既知とすれば、受信機バイア
スによる影響を受けた見かけの鉛直方向の電離層全電子
数（以下、見かけのＶＴＥＣと呼ぶ）である(a)式の右
辺の値が計算される。そのため、真のＶＴＥＣであるＶ
ij(t)と見かけのＶＴＥＣとの差はＲi・sinθij(t)とな
り、これは、受信機バイアスＲiを係数とした仰角特性
いわゆるθ依存性をもつと言える。
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。 衛星コードバイアスＢjを既知とすれば、受信機バイア
スによる影響を受けた見かけの鉛直方向の電離層全電子
数（以下、見かけのＶＴＥＣと呼ぶ）である(a)式の右
辺の値が計算される。そのため、真のＶＴＥＣであるＶ
ij(t)と見かけのＶＴＥＣとの差はＲi・sinθij(t)とな
り、これは、受信機バイアスＲiを係数とした仰角特性
いわゆるθ依存性をもつと言える。
【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。
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、 とすると、(a)式は、 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、 となり、(b)-(c)を計算すると、 となる。
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、 とすると、(a)式は、 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、 となり、(b)-(c)を計算すると、 となる。
【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θ
ij(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。
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θ
ij(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ＶＴ
ＥＣ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。
ＥＣ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。
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、 （ただし、地球の半径がＥ、地上から受信機までの高さ
がｈ、地上から電離層までの高さがＨ）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。
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、 （ただし、地球の半径がＥ、地上から受信機までの高さ
がｈ、地上から電離層までの高さがＨ）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。
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。
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）、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。
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）、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。
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。
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ＧＬ
ＯＮＡＳＳ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。
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ＧＬ
ＯＮＡＳＳ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 （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、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。
載の装置によると、関係式 （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、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
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
示す説明図
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
Claims (4)
- 【請求項１】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、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
（ＳＴＥＣ）から鉛直方向の電離層全電子数（ＶＴＥ
Ｃ）に換算する際に、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視線方向の電離層全電子数（Ｓ
ＴＥＣ）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
ス測定方法。 - 【請求項２】前記の所定関係式が、 （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。 - 【請求項３】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装置において、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
（ＳＴＥＣ）から鉛直方向の電離層全電子数（ＶＴＥ
Ｃ）に換算する際に、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。 - 【請求項４】前記の所定関係式が、 （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。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001234490A JP3598372B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | 測位用衛星受信機バイアスの測定方法及び装置 |
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|---|---|
| JP2003043128A true JP2003043128A (ja) | 2003-02-13 |
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| JP (1) | JP3598372B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333527A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Toshiba Corp | 電離層モデル補正方法 |
| JP2008249402A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toshiba Corp | 周波数間バイアス推定装置及び周波数間バイアス推定方法 |
| JP2010025679A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Toshiba Corp | 衛星バイアスおよび受信機バイアスの推定方法 |
| JP2010522874A (ja) * | 2007-03-29 | 2010-07-08 | セントル・ナショナル・デチュード・スパシアル | 無線ナビゲーション信号を処理する方法 |
| CN102331583A (zh) * | 2010-05-30 | 2012-01-25 | 天宝导航有限公司 | 利用模糊度固定的gnss大气估计 |
| CN106405589A (zh) * | 2016-06-24 | 2017-02-15 | 西安科技大学 | 一种全球电离层格网模型的确定方法及装置 |
| CN117055079B (zh) * | 2023-10-12 | 2023-12-22 | 中国科学院国家空间科学中心 | 总电子含量确定方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
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2001
- 2001-08-02 JP JP2001234490A patent/JP3598372B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2010522874A (ja) * | 2007-03-29 | 2010-07-08 | セントル・ナショナル・デチュード・スパシアル | 無線ナビゲーション信号を処理する方法 |
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| US20120119944A1 (en) * | 2010-05-30 | 2012-05-17 | Trimble Navigation Limited | Gnss atmospheric estimation with ambiguity fixing |
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| CN117055079B (zh) * | 2023-10-12 | 2023-12-22 | 中国科学院国家空间科学中心 | 总电子含量确定方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
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