JP2004271317A

JP2004271317A - Data center, mobile station, positioning system, and mobile terminal

Info

Publication number: JP2004271317A
Application number: JP2003061716A
Authority: JP
Inventors: Rui Hirokawa; 類廣川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP4170118B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning system for a mobile terminal, capable of positioning with a high precision by creating a correction information of high precision even when a distance between a reference station and the mobile terminal exceeds a prescribed distance. <P>SOLUTION: The positioning system is composed of: a reference station 2 provided with a GPS receiver 3 of 2 frequencies with a function transmitting a GPS observation data to a data center 6; a mobile station 9 provided with a two-frequency GPS receiver 3 which generates a correction signal for observation data from the GPS observation data for transmission to a data center; a correction signal process means 12 for generating the GPS position correction information from the GPS observation data sent from the reference station 2 and the correction signal transmitted from the mobile station 9; and the data center 6 for transmitting to a mobile terminal 14 provided with a differential GPS receiver 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特定のサービスエリア内においてＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信機を備える移動体端末について、データセンターにおいて測位補正情報を生成し、伝送することにより測位精度を向上させる高精度測位システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、利用者に対してＧＰＳ用測位補正情報を生成・送信し、ＧＰＳによる測位精度を向上させるシステムはすでに全国規模で運用されており、そのシステム構成に関して様々な提案がなされていることは周知のところである。
【０００３】
このようなシステムの一例として、誤差補正情報と衛星軌道情報をセンター局で生成し、移動体端末に伝送し、移動体端末において高精度に測位を行う従来技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−８１４７６号（第１図）
【０００５】
然るに、従来技術においてＧＰＳに関する誤差補正情報の精度は、誤差補正用のＧＰＳ基準データを取得する基準局と移動体端末の距離が離れるにつれて劣化するため、ＧＰＳ基準データを取得する基準局をサービスを提供する地理的範囲内に多数配置する必要がある。
【０００６】
距離とともに補正情報の精度が劣化する要因は、電離層遅延の推定誤差が距離とともに増大するためである。最近、複数のＧＰＳ基準局によるデータを用いて広範囲で有効な補正情報を生成するネットワーク型ＧＰＳが提案されている。この場合も、ネットワークを構成するＧＰＳ基準局の基線長を一定距離以上離すと精度が劣化する。しかし、特許文献１記載の従来技術に代表されるように、ＧＰＳ基準局間の基線長が長い場合に対応できるように配慮されたシステムは、今までのところ実現化されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高精度測位システムは、ＧＰＳ補正情報を生成するための単数または複数の基準局とユーザ側の移動体端末の距離が一定以上離れると測位精度が劣化するため、少数の基準局により広範囲の補正情報を生成するシステムは実現化されていない。また、広い範囲でサービスを行うために多数の基準局を配置することには、設置および管理に多大な費用がかかるという問題がある。
【０００８】
この発明は、基準局と移動体端末の距離が一定以上離れた場合でも高精度の補正情報を生成し、移動体端末において高精度の測位を可能とすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るデータセンターは、位置が既知であり、少なくとも二つの異なる周波数のＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）信号を受信する二周波ＧＰＳ受信機を備える基準局と、二周波ＧＰＳ受信機を備える移動局とからデータを受信するデータセンターにおいて、
上記基準局が二周波ＧＰＳ受信機によって受信したＧＰＳ信号に基づく信号データＡを上記基準局から受信するとともに、上記移動局が二周波ＧＰＳ受信機によって受信したＧＰＳ信号に基づく信号データＢを上記移動局から受信する受信部と、
上記受信部が受信した上記信号データＡと、上記信号データＢと、上記基準局の既知の位置を示す基準局位置情報を用いて、測位した位置情報を補正する測位補正情報を生成する補正信号計算部と、
生成した測位補正情報を送信する送信部と
を備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態１について説明する。
図１は、実施の形態１による高精度測位システムの構成の一例を示している。一般に、図１に示すような高精度測位システム１（以下、単に「測位システム」という。）には、各種の設備が設けられているが、ここではこの発明の要旨とする部分のみを説明する。
図１に示した測位システムは、ＧＰＳ衛星４と、データセンター６と、基準局２と、移動局９と、移動体端末１４とを備える。
【００１１】
測位システム１に設けられた基準局２は、ＧＰＳ受信用アンテナを装備する二周波ＧＰＳ受信機３によりＧＰＳ衛星４からの信号（ＧＰＳ信号）を受信する。受信された信号は、ＧＰＳ信号データとして、無線または有線による送信手段５によりデータセンター６に送信される。データセンター６においては、受信手段７により基準局２からのＧＰＳ信号データを受信する。
【００１２】
また、測位システム１のサービスエリア８の内部を移動する移動局９においてもＧＰＳ受信用アンテナを装備する二周波ＧＰＳ受信機３によりＧＰＳ衛星４からの信号（ＧＰＳ信号）を受信する。このＧＰＳ信号は、ＧＰＳ信号データとして、無線通信による無線送信手段１０により、データセンター６に送信される。移動局９はサービスエリア８の内部であれば、静止している必要はなく、移動していることも可能である。また、複数の移動局９を使用することができる。
なお、ここでは説明を簡単にするため、移動局９が１台のみの場合について説明する。
【００１３】
データセンター６は、受信手段７と、無線受信手段１１と、補正信号計算手段１２と、補正信号送信手段１３とを備える。
送信手段７は、基準局２からＧＰＳ信号データを受信する。無線受信手段１１は、移動局９からＧＰＳ信号データを受信する。補正信号計算手段１２は、受信したＧＰＳ信号データを入力する。補正信号計算手段１２おいては、ＧＰＳ補正信号（「ＧＰＳ補正信号」は、「ＧＰＳ測位補正信号」、あるいは、「補正信号」、「補正情報」ともいう）を生成し、無線通信による補正信号送信手段１３により、移動体端末１４に送信する。
【００１４】
移動体端末１４は、ＧＰＳ受信機（ディファレンシャルＧＰＳ受信機）１５と補正信号受信手段１６とを備える。
移動体端末１４においては、ＧＰＳ受信機１５により受信したＧＰＳ信号と受補正信号受信手段１６により受信した補正信号から高精度な測位情報を生成する。測位情報は、ＧＰＳ受信機１５が備える測位補正手段（測位補正部）により計算される。
【００１５】
この明細書では、「ＧＰＳ信号データ」は、ＧＰＳ衛星４から送信されるデータ（ＧＰＳ信号）に基づくデータを意味する。以下の説明では、「ＧＰＳ信号データ」は、二周波のＧＰＳ信号（ＧＰＳ観測データ）、電離層遅延量、測位した位置情報等のいずれか一つあるいは複数のデータである場合もある。また、「ＧＰＳ信号データ」は、「信号データ」ともいう。
【００１６】
ここで、まずＧＰＳ信号とＧＰＳ受信機について説明する。
ＧＰＳは、２４個を定数とするＧＰＳ衛星４と管制を行う地上局から構成される。
ＧＰＳ衛星４からは継続的にＬバンドを搬送波とする信号が放送されている。各ＧＰＳ衛星４からのＬバンド信号には、航法メッセージが各衛星固有の疑似乱数により符号多重変調されて放送されている。
ＧＰＳ信号は、Ｌ１およびＬ２と呼ばれる２種類の周波数を用いて放送されているが、軍事専用の周波数であるＬ２の使用は現在利用することができず、民間用として使用が許可されているのはＬ１信号のみである。
【００１７】
ただし、Ｌ１信号と同時に疑似乱数を用いた航法メッセージの再生を行うことなくＬ２信号を再生することができる高精度な二周波ＧＰＳ受信機３が開発され測量用等の用途で使用されている。こうした受信機では、Ｌ１とＬ２の２種類の周波数の信号を同時に利用することができる。
しかしながら、Ｌ２信号の受信には特殊な手法が必要となるために２周波受信可能な二周波ＧＰＳ受信機３は非常に高価でる。このため、通常の移動体端末１４においてはＬ１信号のみを受信できる１周波ＧＰＳ受信機が使用されている。
【００１８】
次に、ＧＰＳ測位計算の概要とＧＰＳ測位補正信号の計算方法について説明する。
ＧＰＳ受信機においては、ＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを受信する。航法メッセージにはＧＰＳ衛星４から電波が送信された時刻に関する情報が含まれており、この時間をＧＰＳ受信機がこの信号を受信した時刻と比較することにより、伝送時間を計算する。この伝送時間に光速を乗じることにより、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機の疑似距離Ｒｈｉが観測データとして求められる。また、航法メッセージには、ＧＰＳ衛星の軌道に関する情報が含まれており、各時刻におけるＧＰＳ衛星の位置Ｇｉを計算することができる。ＧＰＳ受信機の３次元座標は、４個以上のＧＰＳ衛星から電波を受信して観測方程式を計算し、ＧＰＳ受信機の３次元座標とＧＰＳ受信機の時計誤差の合計４個の未知数について、これらの方程式を解くことにより求められる。
【００１９】
主なＧＰＳ疑似距離の誤差要因として電離層遅延による距離誤差Ｆｉ、対流圏遅延による距離誤差Ｔｉ、マルチパスおよび受信機ノイズによる誤差Ｎｉ、ＧＰＳ衛星の軌道推定誤差および時計誤差Ｋｉがある。これらの誤差要因を考慮して観測方程式は、数１のように表される。
【００２０】
【数１】

【００２１】
上記のＧＰＳ疑似距離に関する誤差要因のうち、対流圏遅延の影響Ｔｉは誤差モデルにより除去可能である。また、電離層遅延の影響Ｆｉについても航法メッセージの中に含まれている補正情報を用いて補正量を計算し、補正を行うことができる。ただし、航法メッセージ情報に基づく電離層遅延の補正量には１０ｍ以上の誤差が含まれることがあり、高精度で測位を行う際に使用することはできない。
【００２２】
電離層遅延Ｆｉは、距離が比較的近い２点間では同一とみなすことができる。また、ＧＰＳ衛星の軌道推定誤差および時計誤差Ｋｉに関しては距離が離れた異なる受信機においても誤差が同じとなる。この性質を用いて位置が既知の基準局２における観測データから数２に基づき計算を行うことにより、各ＧＰＳ衛星毎の補正量Ｄｒｉを計算することができる。
【００２３】
【数２】

【００２４】
数２により計算した補正量Ｄｒｉを移動体端末１４に伝送し、数３のように観測した疑似距離を補正することにより、電離層遅延ＦｉおよびＧＰＳ衛星の軌道推定誤差および時計誤差Ｋｉの影響を除去することができる。この補正を行った疑似距離を用いて数１を３次元座標とＧＰＳ受信機の時計誤差を未知数として解くことにより、位置を求めることができる。なお、一般的なディファレンシャルＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ疑似距離補正量ＤｒｉによりＧＰＳ観測データを数３に基づき補正する機能を有している。
【００２５】
【数３】

【００２６】
しかし、移動体端末１４の位置が基準局２から離れると、電離層による遅延誤差Ｆｉに差異が生じるため、相対距離により補正情報の精度は劣化する。そこで、電離層遅延の影響については、別途次のように補正を行う。まず、上記の電離層による遅延誤差Ｆｉは、送信周波数に依存する特性を有しており、二周波ＧＰＳ受信機３による観測データを用いて数４により推定することができる。この電離層遅延Ｆｉは、二周波ＧＰＳ受信機３を有する基準局２および移動局９においてそれぞれ数４により推定することができる。
【００２７】
【数４】

【００２８】
次に、この測位システムの処理について説明する。
まず、基準局２における処理について説明する。
基準局２においては、二周波ＧＰＳ受信機３により、ＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ信号からＬ１およびＬ２に関する疑似距離情報（ＧＰＳ観測データ、擬似距離観測量）を計算し、ＧＰＳ信号データとしてデータセンター６に送信する。この際、対流圏遅延の誤差をモデルによる遅延をモデルにより補正することが可能である。
【００２９】
次に、移動局９における処理について説明する。
すなわち、移動局９により受信され、データセンター６に送信される情報について説明する。
移動局９においては、まず、二周波ＧＰＳ受信機３により観測を行う。移動局９は、受信したＧＰＳ信号を用いて、数４の式により電離層遅延量を計算する。
また、同時にＧＰＳ測位計算を行い、移動局９の位置情報と電離層遅延量とをＧＰＳ信号データとしてデータセンター６に送信する。
【００３０】
次に、データセンター６の処理について説明する。
まず、データセンター６が備える補正信号計算手段１２において、基準局２から送信されたＧＰＳ観測データ、および、移動局９から送信された電離層遅延量と位置情報に基づき行うＧＰＳ補正信号の計算方法について説明する。ここでは説明を簡単にするため、基準局２と移動局９の間に移動体端末１４があるものとするまた、基準局２及び移動局９からは、それぞれ観測ができたＧＰＳ衛星４の数のデータがデータセンター６へ送信される。
【００３１】
まず、従来の方式に基づき基準局２におけるＧＰＳ観測データを用いて数２により疑似距離の補正量Ｄｒｂを各ＧＰＳ衛星毎に計算し、移動体端末１４に伝送して使用した場合に発生する誤差を、図２を用いて説明する。
補正量Ｄｒｂに含まれる電離層遅延量をＦｉｂ、それ以外の補正量をＥｎとする。前記のようにＥｎにはＧＰＳ軌道誤差等が含まれ、基準局２と移動体端末１４の距離ｄｒによらず一定とみなすことができる。基準局２と移動体端末１４の距離ｄｒが大きい場合、電離層遅延誤差が変化することにより、正しい補正量は曲線Ｄｒのように変化する。移動体端末１４においてＤｒｂを補正量とした場合には、見積り誤差Ｅｒが発生し、測位精度が劣化する。
【００３２】
次に、本発明におけるＧＰＳ補正情報（補正情報、測位補正情報）の計算方法について図３を用いて説明する。
移動局９において計算された数４の式の結果により電離層遅延量をＦｉｍとする。
空間的に両者の間に位置する移動体端末１４における電離層遅延量Ｆｉｒは、電離層遅延量をＦｉｂと、電離層遅延量をＦｉｍと、電離層遅延がほぼ連続的に分布する特性とを用いて、一例として数５の式に基づき予測することができる。なお、ここでは線形補間を用いる例を示したが、他の補間手法に基づき計算を行うことも可能である。
【００３３】
【数５】

【００３４】
電離層遅延以外の疑似距離補正量Ｅｎが距離によらず変化しないことから、数５の式により計算した電離層誤差Ｆｉｒを用いて数６の式のように移動体端末１４における疑似距離補正量Ｄｒｒを計算することができる。この際に発生する疑似距離補正量の誤差Ｅｒは、図２に示した基準局２の観測データのみに基づく場合と比べて小さくなり、測位精度を向上させることができる。
【００３５】
【数６】

【００３６】
また、図４に示すように、基準局２からの距離を複数のブロックに分割し、複数のブロックそれぞれに補正信号を対応させることも可能である。複数のフロックへブロック番号を付与し、ブロックク番号に補正信号の値を対応させ、補正情報として移動体端末へ送信する。移動体端末１４は、位置情報からブロック番号を検索するテーブルを備え、上記テーブルを用いて、自己が利用する補正信号を取得する。上記テーブルは、緯度と経度とからブロック番号を検索できるようにする。
【００３７】
次に、移動体端末１４の処理について説明する。
補正信号計算手段１２により計算したＧＰＳ疑似距離補正量Ｄｒｒは、補正信号送信手段１３により移動体端末１４へ伝送される。移動体端末１４は、複数のＧＰＳ衛星４それぞれについて数６の式に基づき計算されたＧＰＳ疑似距離補正量Ｄｒｒ（各ＧＰＳ衛星４毎の値）を受信する。
移動体端末１４は、ディファレンシャルＧＰＳ受信機によるＧＰＳ観測データとＧＰＳ疑似距離補正量Ｄｒｒとを用いて数１の方程式の解を求めることにより、３次元位置を高精度に求める。
【００３８】
なお、移動体端末１４が２次元の位置情報のみが必要な場合には、観測すべきＧＰＳ衛星の最低数は３個以上となるが、前記と同様の手法を用いることが可能である。また、以上の説明では移動体端末１４が基準局２と移動局９を結ぶ直線上にある場合について説明したが、直線上にない場合でも同様に補正情報を計算することができる。また、ここでは基準局２及び移動局９がそれぞれ１つの場合について説明を行ったが、サービスエリア内に複数台の基準局２または移動局９が存在する場合においても、数５を平面に拡張することにより、より精度の良い電離層補正情報を生成することができる。
【００３９】
また、二周波ＧＰＳ受信機３を搭載する移動体端末１４は、ＧＰＳ測位情報を単独で得ることができる。したがって、移動体端末１４は、移動局９として動作することも可能である。例えば、移動局９の一例として、常時サービスエリア内を走行する運送用トラック等に二周波ＧＰＳ受信機３を搭載した場合には、使用者が二周波ＧＰＳ受信機３の費用の一部または全てを負担することが可能であるため、同数の基準局２を設置して運用する場合に比べてシステムを廉価に構築することができる。また、基準局２を設置するための土地等の費用の負担を削減することができる。
【００４０】
また、データセンター６と基準局２とが一体となって同じ場所に配置されていてもよい。
【００４１】
以上のように、この実施の形態では、二周波ＧＰＳ受信機３を備え、二周波ＧＰＳ信号から導いたＧＰＳ観測データ（擬似距離観測量）をデータセンター６に伝送する機能を有する基準局２と、二周波ＧＰＳ受信機３を備え、ＧＰＳ信号から導いたＧＰＳ観測データの補正信号（電離層遅延量）を生成し、測位した位置情報（移動局位置情報）とともにデータセンター６に伝送する機能を有する移動局９と、上記基準局２から送信された観測データと、上記移動局９から送信された補正信号とから測位補正情報を生成し、ＧＰＳ受信機１５を備える移動体端末１４に伝送する機能を有するデータセンター６から構成される高精度測位システムについて説明した。
【００４２】
このように、この実施の形態によれば、サービスエリア内に多数の基準局２を配置することなく、高精度なＧＰＳ補正情報を生成することが可能となり、運用にかかる費用も含めて高精度測位システムを廉価に構築することが可能となる。
【００４３】
実施の形態２．
次に、この発明に係る実施の形態２について説明する。
実施の形態２による高精度測位システムは、ＧＰＳ受信機を備える移動体端末１４において、ＧＰＳ受信機として、１周波ディファレンシャルＧＰＳ受信機１５を備える（図１のＧＰＳ受信機１５が、１周波ディファレンシャルＧＰＳ受信機である場合）。この場合、２周波ディファレンシャルＧＰＳ受信機を使用する場合と比べて、システムを構築する費用を少なくすることができる。また、前記のように一般的な１周波ディファレンシャルＧＰＳ受信機１５は、ＧＰＳ疑似距離補正量ＤｒｒによりＧＰＳ観測データを数３に基づき補正する機能を有しているため、移動体端末１４において数３の式に基づく補正計算を行う必要がなく、システムを構築する費用を少なくすることができる。
【００４４】
実施の形態３．
次に、この発明に係る実施の形態３について説明する。
実施の形態３による高精度測位システムの補正信号計算手段１２は、実施の形態１の補正信号計算手段１２へ、移動体端末１４へ送信するＧＰＳ補正信号の各エリアにおける精度に関する情報を伝送する手段を付加したものである。移動体端末１４が備えるディファレンシャルＧＰＳ受信機１５においては、自己のエリアにおけるＧＰＳ補正信号の精度に関する情報を用いてＧＰＳ補正信号の精度を見積もることができる。
これにより、移動体端末１４においてＧＰＳ補正情報の精度が劣化している状況では安全性等の観点から使用できないアプリケーションの使用を禁止することができ、システムの信頼性が向上する。
例えば、補正信号計算手段１２は、移動局９の数、及び、移動局９の配置等のデータに基づいて、信頼度を算出することが可能である。
【００４５】
ＧＰＳ補正信号の精度が劣化する例を図５を用いて説明する。
図５は、基準局２と移動局９を結ぶ線の外側に移動体端末１４が存在するため、数５に基づく電離層遅延量の推定は外挿を伴い精度が劣化する例を示している。また、移動局９が何らかの要因によりサービスエリア内で一台も動作していない場合にも同様に精度が劣化する。補正信号計算手段１２において、サービスエリア８内を区分した領域番号または同等な緯度・経度の範囲に関する情報とその領域におけるＧＰＳ補正信号の精度を数値で表したデータを生成し、補正信号送信手段１３により移動体端末１４に伝送する。
【００４６】
移動体端末１４においては、自己の測位結果を用いて伝送された精度が劣化するエリアの情報の中に自己位置があるかどうかを判定する。通常のディファレンシャルＧＰＳ受信機は、こうした機能を有していないが、移動体端末１４に容易にこの機能を追加することができる。これにより、測位精度が劣化しているかどうかを判定することができ、システムの信頼性が向上する。
【００４７】
実施の形態４．
実施の形態４では、データセンター６が移動体端末１４へＧＰＳ補正情報とともに、ＧＰＳ補正情報の信頼度を併せて送信する実施の形態について説明する。以下で説明する信頼度（精度）の算出については実施の形態３へも適用可能である。
まず、図１に示した構成から移動局９を除いた測位システムを一例として説明する。
データセンター６の補正信号計算手段１２は、基準局２から受信したＧＰＳ信号データ（ＧＰＳ観測データ）に基づいて計算したＧＰＳ補正情報の信頼度（精度）を算出する。
算出手順としては、図６に示す方法が一例としてあげられる。
【００４８】
図６（Ａ）は、上記補正信号計算手段１２によって作成される信頼度の分布を表した図の一例である。
図６（Ａ）は、サービスエリア８を複数のエリアに分割し、基準局２からの距離に基づいて、精度を決定する方法である。符号１１１，１１２，１２１，１２２は、分割したエリアの領域番号である。図６（Ａ）では、サービスエリア８を４つに分割し、大（領域１１１）・中（領域１１２，１２１）・小（領域１２２）という三段階の信頼度を付けている。信頼度は数値で表してもよい。例えば、０〜１００の範囲の値で表してもよい。
データセンター６の補正信号計算手段１２は、基準局２の位置情報に基づいて、各領域番号に対応する信頼度を算出する。データセンター６は、各領域番号と信頼度を送信する。
【００４９】
移動体端末１４は、自己の位置情報（緯度及び経度）から領域番号を算出するテーブルを有する。移動体端末１４は、自己の領域番号に基づいて、信頼度（精度）を取得し、補正した位置情報の信頼度を得る。
移動体端末１４は、上記信頼度と自己の測位結果とを用いて伝送された精度が劣化するエリアの情報の中に自己位置があるかどうかを判定する。通常のＧＰＳ受信機は、こうした機能を有していないが、移動体端末１４に容易にこの機能を追加することができる。例えば、自己の位置を測位する計算手段（計算部）にこのような機能を追加してもよい。これにより、測位精度が劣化しているかどうかを判定することができ、システムの信頼性が向上する。
【００５０】
また、図１に示したように、移動局９が配置されている測位システムにおいては、信頼度は、基準局２の位置情報に加え、移動局９から受信する位置情報、移動局の数、及び、移動局の配置等に基づいて、各領域番号に対応する信頼度を算出することができる。
【００５１】
また、図６（Ｂ）は、補正信号計算手段１２が算出する信頼度の別の例を示した図である。補正信号計算手段１２は、所定の係数（Ｃ）に基準局からの距離（Ｒ）をかける（Ｃ×Ｒ）ことによって信頼度を得る。所定の係数は、太陽によって影響される値を用いることができる。
【００５２】
実施の形態５．
実施の形態１では、移動局９は、ＧＰＳ信号データとして、計算した電離層遅延量と測位した位置情報とをデータセンター６へ送信する例を説明したが、ＧＰＳ信号データ（Ｌ１／Ｌ２の擬似距離観測量）と、計算した位置情報とを送信する場合であってもよい。
また、ＧＰＳ信号データとして、Ｌ１／Ｌ２の擬似距離観測量に加え、移動局９の位置情報を計算するためのデータ（観測したときの信号の伝搬時間）を含め、データセンター６が位置情報を計算するようにしてもよい。
この場合、データセンター６の補正信号計算手段１２は、ＧＰＳ信号データから電離層遅延量を計算し、実施の形態１と同様に補正信号を計算する。
また、基準局は、データセンター６へＧＰＳ信号を送信する場合を説明したが、ＧＰＳ信号を用いて計算した観測データ（Ｒｈｉ）と電離層遅延量とを送信してもよい。
【００５３】
また、実施の形態１では明記していないが、データセンター６は、基準局２の位置情報（基準局位置情報）を記録する位置情報記録部を有する。位置情報記録部を備えていない場合は、基準局２から位置情報を受信して取得する。
さらに、データセンター６は、予め、電離層遅延量と位置情報とをデータセンター６へ送信する移動局９を登録する移動局登録部を備えていてもよい。
【００５４】
上記のように、基準局２及び移動局９とは、データセンター６へＧＰＳ信号データを送信し、データセンター６は、ＧＰＳ信号データを用いて、測位補正信号（補正信号、補正情報）を算出する。従って、以下のようにも説明できる。
基準局２は、位置が既知であり、二周波ＧＰＳ受信機３を備え、二周波ＧＰＳ受信機３によって受信したＧＰＳ信号に基づくＧＰＳ信号データ（信号データＡとする）をデータセンター６へ送信する。
移動局９は、位置は確定しておらず（未確定であり）、二周波ＧＰＳ受信機３を備え、二周波ＧＰＳ受信機３によって受信したＧＰＳ信号に基づくＧＰＳ信号データ（信号データＢとする）をデータセンター６へ送信する。
【００５５】
データセンター６は、基準局２から信号データＡを、移動局９から信号データＢを受信手段（受信部）７によって受信する。補正信号計算手段（補正信号計算部）１２は、上記信号データＡと、上記信号データＢと、基準局２の既知の位置を示す基準局位置情報を用いて、測位した位置情報を補正する測位補正情報を生成する。
上記補正信号計算手段１２は、信号データＡを用いて電離層遅延量Ａ（図３では、Ｆｉｂ）を取得する（抽出あるいは計算等によって取得する）。また、信号データＢを用いて、電離層遅延量Ｂ（図３では、Ｆｉｍ）と移動局９が上記ＧＰＳ信号を受信した位置を特定する移動局位置情報とを取得する（抽出あるいは計算等）。補正信号計算手段１２は、上記電離層遅延量Ａと上記基準局位置情報とを基準として、上記電離層遅延量Ｂと上記移動局位置情報を用いて、上記測位補正情報を生成する。
【００５６】
信号データＡは、受信した二周波のＧＰＳ信号（実施の形態１の場合）、あるいは、電離層遅延量等の補正情報（基準局２で計算された場合）である。
信号データＢは、電離層遅延量と移動局位置情報（実施の形態１の場合）、あるいは、二周波のＧＰＳ信号である。
このように、電離層遅延量等の補正情報をどの構成要素で計算するかによって、信号データＡ、信号データＢに含まれるデータが異なる。
【００５７】
実施の形態６．
この実施の形態では、ＧＰＳ信号データ、あるいは、補正信号を、準天頂衛星を経由して送受信するシステム構成について説明する。
図７は、ＧＰＳ衛星及び準天頂衛星を含む測位システムの例を示した図である。
準天頂衛星２０は、赤道面から約４５度の傾斜角になるように地上３５８００ｋｍ上空を地球の自転に合わせて１日に１周回している。また、準天頂衛星２０は、一例として、昇交点赤経（赤道面との交点）において１２０度ずつ離れるように３機が配置されている。準天頂衛星２０は、赤道上を交点とする「８の字」を描くように周回している。３機の準天頂衛星２０は、軌道面を異にするが８時間ずつ交代するように、切れ目なく日本上空に位置している。また、地域を日本で考えた場合、仰角が７０度以上の準天頂衛星２０が常に存在することになる。切れ目なく日本上空に位置しているため、仰角が７０度以上の準天頂衛星２０が常に存在し、受信者が地上で準天頂衛星２０から電波を受ける際、ビルの谷間でも電波を遮られることがない。このような利点を有する。
【００５８】
図７に示すように、移動局９は、データセンター６へデータを送信する代わりに、データを準天頂衛星２０へデータを送信する。また、移動体端末１４は、準天頂衛星２０からデータを受信する。これにより、移動局９及び移動体端末１４とデータセンター６の間に障害物が存在する場合であっても、データの送受信が確実に実施できる。
【００５９】
例えば、実施の形態１の構成で、基準局２によってカバーする領域に移動局９がＮ台配置されている場合を想定する。Ｎ台のうち、高層ビル等の存在によって、いくつかの移動局９がデータセンター６へデータを送信できない場合が有り得る。このような場合、準天頂衛星２０を用いることによって、データの送信きないという現象を回避することができる。
【００６０】
また、図７では、基準局２はデータセンター６へデータを送信する例を示しているが、基準局２から準天頂衛星２０を介してデータセンター６へデータを送信する場合であってもよい。データセンター６へデータを送信する場合に、準天頂衛星２０を利用することによって、データセンター６へデータを送信することができる範囲（領域）が拡大する。従って、データセンター６を配置する数を減少することが可能になる。例えば、日本国内に、一つのデータセンター６を設置することによって、測位システムを実現することが可能になる。
【００６１】
さらに、図７のシステム構成において、準天頂衛星２０をＧＰＳ衛星４の代わりに用い、準天頂衛星２０が二周波のＧＰＳ信号に相当する信号を送信する場合であってもよい。
準天頂衛星２０を用いることによって、信号が受信できなくなることを抑止することができる。
【００６２】
実施の形態７．
この実施の形態では、上記測位システムによって高精度の補正情報を利用する場合に、利用者へ課金するシステムについて説明する。
図８は、実施の形態の７データセンター６の構成の一例を示す図である。
通信部３０は、外部の装置とのデータを送受信する。利用する通信網は、有線、無線を問わない。通信部３０は、通信手段を有する。通信部３０に含まれる、受信手段７、無線受信手段１１、補正信号送信手段１３は、図１と同様であるため説明を省略する。
補正信号計算手段１２は、受信したＧＰＳ信号データに基づいて、補正信号を計算する。ここで、ＧＰＳ信号データは、ＧＰＳ信号に基づくデータ、ＧＰＳ信号を用いて取得したデータであればよい。ＧＰＳ信号データには、二周波ＧＰＳ受信機３が受信したＧＰＳ信号、位置情報、電離層遅延量等の補正信号の少なくともいずれかを含む。
位置情報記録部３１は、基準局２の位置を特定する、確定した位置情報を記録する。上記位置情報は、予め、位置情報記録部３１はへ登録されている。
【００６３】
移動局登録部３２は、データセンター６が管理するエリア内に存在する移動局９を予め登録する記憶領域である。移動局登録部３２は、移動局９を識別する移動局識別番号（以下、「移動局ＩＤ」と記す）と料金の支払い方法等を登録する。
移動体端末登録部３３は、データセンター６が提供する補正情報（補正信号、ＧＰＳ補正信号）を利用する移動体端末１４を登録する。移動体端末登録部３３は、移動体端末１４を識別する移動体端末識別番号（以下、「移動体端末ＩＤ」と記す）と料金の支払い方法等を登録する。
課金部３４は、カウンタを備え、移動局９、移動体端末１４の利用状況をカウントする。
例えば、課金部３４は、移動局９がデータ（電離層遅延量、位置情報）を送信する度にカウントアップする移動局用カウンタと、移動体端末１４が補正情報を利用した場合にカウントアップする移動体端末用カウンタとの二種類のカウンタを備える。
図９は、課金に関するデータの流れの一例を示した図である。図９では、課金に関する構成要素以外は省略している。
上記移動局用カウンタ３５と上記移動体端末用カウンタ３６とは、予め登録されている移動局９及び移動体端末１４それぞれの数のカウンタを用意する。複数のカウンタは、移動局ＩＤ、移動体端末ＩＤと対応づけられ、それぞれの移動局９、移動体端末１４を識別できるようにする。
【００６４】
例えば、データセンター６の課金部３４は、移動局９からデータの提供（送信）を受ける度に、移動局用カウンタ３５をカウントアップする。この際、移動局９は、ＧＰＳ信号データとともに移動局ＩＤを通知する。
移動体端末１４が補正情報を受信する度に、移動体端末１４は、移動体端末ＩＤを含む受信通知を送信する。課金部３４は、上記受信通知を受信し、移動体端末用カウンタ３６をカウントアップする。
このようにしてカウンタをカウントアップすることによって、データセンター６は、移動局９へ、データの提供に対する料金を支払い、移動体端末１４へ、補正情報の提供に対する料金の徴収を行なうことができる。
【００６５】
上記では、データセンター６が移動局用カウンタ３５と移動体端末用カウンタ３６とを有する例を説明したが、課金の方法は、これらに限られるわけではない。
図８では、課金部３４へ移動体端末用カウンタ３６を備える例を説明したが、移動体端末１４がカウンタを有する場合であってもよい。
図１０は、移動体端末１４にカウンタを備えた場合の課金に関するデータの流れを示した図である。
予め移動体端末１４が測位システムを利用する場合に、予め利用料金を支払う支払い方法をデータセンター６の移動体端末登録部３３へ登録する。例えば、クレジットカードによる支払い、銀行口座からの引き落とし等である。
移動体端末１４内に、使用状況をカウントアップするカウンタ３７と、所定の期間経過後、移動体端末ＩＤとカウンタ値をデータセンター６へ送信するような仕組み（使用料金回数手段３８）を備える。移動体端末１４は、データセンター６から補正信号を受信する度に、カウンタ３７をカウントアップする。
データセンター６は、使用回数通知手段３８によって通知された移動体端末ＩＤとカウンタ３７が示すカウンタ値によって、料金の支払いを請求する。所定の期間は、定期的であってもよいし、カウンタ値が所定の値を超えた場合であってもよい。
【００６６】
さらに、課金の仕組みとして、移動体端末１４は、予め、料金を支払うプリペイド方法によって、補正情報に対する料金を支払うことも可能である。例えば、プリペイドカードを購入する方式、あるいは、所定の料金を前払いしてデポジットする方式がある。
移動体端末１４は、補正情報をデータセンター６から入手する度に、予め支払った料金から使用料を支払う。
また、この方式は、移動局９からも補正情報を受信したことに対して料金を徴収する場合は、移動局９に適用することも可能である。
さらに、移動局９は、データを提供すること前提に、二周波ＧＰＳ受信機３を購入する際に、所定の料金を値引きしてもらい、データ提供に関する料金を支払ったことにすることも可能である。
【００６７】
また、この実施の形態においても、移動局９及び移動体端末１４がデータセンター６とデータを送受信する場合も、無線通信によってデータを送受信することに代えて、図７に示したように、準天頂衛星２０を利用することによって、確実に通信を実施することが可能となる。
【００６８】
実施の形態８．
上記実施の形態では、ＧＰＳを用いて説明したが、ＧＰＳに限られることはない。ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）の航法システムに含まれる衛星を用いて実現することも可能である。
例えば、実施の形態１では、ＧＰＳ衛星４を一例として説明したが、ＧＰＳ衛星４に限られるわけではない。二周波の信号を送信する衛星であれば、他の衛星であってもかまわない。例えば、ＧＰＳ衛星４の代わりに、準天頂衛星であってもよいし、他の衛星（例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ，ＧＡＬＩＬＥＯ等）であってもかまわない。また、四つのＧＰＳ衛星４の内の一つが他の衛星であってもかまわない。従って、この明細書において、ＧＰＳ衛星とは、擬似距離を観測できる信号（ＧＰＳ信号）を送信することができる衛星を含むことになり、二周波ＧＰＳ衛星は、異なる二つの周波であって、距離を観測できる信号を送信することができる衛星を含む。また、対応するＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ信号に相当する二周波の信号を受信すれば、同様の処理・動作を実施することができる。
【００６９】
実施の形態９．
上記実施の形態において、データセンター６の補正信号計算手段１２等は、プロセッサ（ＣＰＵ）によって制御されて実行する。従って、データセンター６の機能は、計算機上で実行されるプログラムによって実現することも可能である。また、ソフトウェア、ハードウェアのいずれか、あるいは、それらの組合せによって実現することも可能である。
【００７０】
二周波ＧＰＳ受信機３は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、観測データ等を計算する機能（計算手段）を有することを前提としている。また、上記計算手段は、観測データを計算する機能や、電離層遅延量等の補正情報を計算する機能を含むことを前提としている。どのような計算機能を有するかは、基準局２、移動局９それぞれが、ＧＰＳ信号データとしてどのようなデータを送信（出力）するかによって異なる。また、移動体端末１４に備えられるＧＰＳ受信機１５においても測位・補正等する計算機能（計算手段）を有する。上記計算手段は、ＧＰＳ受信機３が有するプロセッサによって制御される。
また、データセンター６、基準局２、移動局９、移動体端末１４において、計算機能（計算手段）に必要な記憶領域を有することはいうまでもない。
【００７１】
【発明の効果】
この発明によれば、基準局２と移動体端末１４の距離が一定以上離れた場合でも高精度の補正情報を生成し、移動体端末１４において高精度の測位を可能となるため、基準局２の設置および運用にかかる費用を低減することができ、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による高精度測位システムを説明するための図である。
【図２】従来の方法に基づくＧＰＳ補正情報が基準局と移動体端末の距離が増大すると精度が劣化することを説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるＧＰＳ補正情報により基準局と移動体端末の距離が大きい場合にも補正が可能であることを説明するための図である。
【図４】基準局からの距離を複数ブロックに分割して補正信号を対応させた図である。
【図５】この発明による高精度測位システムにおいてＧＰＳ補正情報の精度が劣化する状態を説明するための図である。
【図６】信頼度の算出方法の一例を表す図である。
【図７】ＧＰＳ衛星及び準天頂衛星を含む測位システムの例を示した図である。
【図８】実施の形態の７データセンター６の構成の一例を示す図である。
【図９】課金に関するデータの流れの一例を示した図である。
【図１０】移動体端末１４にカウンタを備えた場合の課金に関するデータの流れを示した図である。
【符号の説明】
１測位システム（高精度測位システム）、２基準局、３二周波ＧＰＳ受信機、４ＧＰＳ衛星、５送信手段（送信部）、６データセンター、７受信手段（受信部）、８サービスエリア、９移動局、１０無線送信手段、１１無線受信手段、１２補正信号計算手段、１３補正信号送信手段、１４移動体端末、１５ＧＰＳ受信機、１６補正信号受信手段、２０準天頂衛星、３０通信部、３１位置情報記録部、３２移動局登録部、３３移動体端末登録部、３４課金部、３５移動局用カウンタ、３６移動体端末用カウンタ、３７カウンタ、３８使用回数通知手段、１１１，１１２，１２１，１２２領域。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-accuracy positioning system that improves positioning accuracy by generating and transmitting positioning correction information in a data center for a mobile terminal including a GPS (Global Positioning System) receiver in a specific service area. It is.
[0002]
[Prior art]
At present, it is well known that a system for generating and transmitting GPS positioning correction information to users and improving positioning accuracy by GPS is already being operated on a nationwide scale, and various proposals have been made regarding the system configuration. It is at the place.
[0003]
As an example of such a system, there is known a conventional technique in which error correction information and satellite orbit information are generated in a center station, transmitted to a mobile terminal, and the mobile terminal performs positioning with high accuracy (for example, see Patent Reference 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-81476 (FIG. 1)
[0005]
However, in the related art, the accuracy of the GPS error correction information deteriorates as the distance between the mobile station and the reference station that obtains the GPS reference data for error correction degrades. Many must be located within a geographic area.
[0006]
The reason why the accuracy of the correction information deteriorates with the distance is that the estimation error of the ionospheric delay increases with the distance. Recently, a network-type GPS that generates effective correction information in a wide range using data from a plurality of GPS reference stations has been proposed. Also in this case, if the base line length of the GPS reference station constituting the network is separated by a certain distance or more, accuracy deteriorates. However, as represented by the prior art described in Patent Literature 1, a system designed to cope with a case where the base line length between GPS reference stations is long has not been realized so far.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional high-accuracy positioning system has a problem in that when a distance between a reference station or a plurality of reference stations for generating GPS correction information and a mobile terminal on the user side exceeds a certain distance, positioning accuracy is deteriorated. Has not been realized yet. In addition, arranging a large number of reference stations for providing services in a wide range has a problem in that installation and management thereof require a large cost.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to generate high-precision correction information even when the distance between a reference station and a mobile terminal is at least a certain distance, and to enable high-accuracy positioning in the mobile terminal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A data center according to the present invention includes a reference station having a known location and a dual-frequency GPS receiver for receiving GPS (Global Positioning System) signals of at least two different frequencies, and a mobile station including a dual-frequency GPS receiver. In a data center that receives data from
The reference station receives signal data A based on the GPS signal received by the dual frequency GPS receiver from the reference station, and the mobile station transmits signal data B based on the GPS signal received by the dual frequency GPS receiver from the mobile station. A receiving unit for receiving,
A correction signal calculation unit that generates positioning correction information for correcting the position information obtained by using the signal data A and the signal data B received by the receiving unit and the reference station position information indicating the known position of the reference station. When,
A transmission unit for transmitting the generated positioning correction information;
It is characterized by having.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of the configuration of the high-accuracy positioning system according to the first embodiment. Generally, a high-accuracy positioning system 1 (hereinafter, simply referred to as a “positioning system”) as shown in FIG. 1 is provided with various types of equipment. Here, only a portion that is the gist of the present invention will be described. .
The positioning system shown in FIG. 1 includes a GPS satellite 4, a data center 6, a reference station 2, a mobile station 9, and a mobile terminal 14.
[0011]
The reference station 2 provided in the positioning system 1 receives a signal (GPS signal) from a GPS satellite 4 by a dual frequency GPS receiver 3 equipped with a GPS receiving antenna. The received signal is transmitted to the data center 6 by the wireless or wired transmission means 5 as GPS signal data. In the data center 6, the receiving means 7 receives GPS signal data from the reference station 2.
[0012]
The mobile station 9 moving inside the service area 8 of the positioning system 1 also receives a signal (GPS signal) from the GPS satellite 4 by the dual-frequency GPS receiver 3 equipped with a GPS receiving antenna. The GPS signal is transmitted to the data center 6 as GPS signal data by the wireless transmission unit 10 using wireless communication. If the mobile station 9 is inside the service area 8, the mobile station 9 does not need to be stationary and can move. Further, a plurality of mobile stations 9 can be used.
Here, for simplicity of description, a case where there is only one mobile station 9 will be described.
[0013]
The data center 6 includes a receiving unit 7, a wireless receiving unit 11, a correction signal calculating unit 12, and a correction signal transmitting unit 13.
The transmitting means 7 receives GPS signal data from the reference station 2. The wireless receiving means 11 receives GPS signal data from the mobile station 9. The correction signal calculation means 12 receives the received GPS signal data. The correction signal calculating means 12 generates a GPS correction signal ("GPS correction signal" is also referred to as "GPS positioning correction signal" or "correction signal" or "correction information"), and generates a correction signal by wireless communication. The transmission means 13 transmits the data to the mobile terminal 14.
[0014]
The mobile terminal 14 includes a GPS receiver (differential GPS receiver) 15 and a correction signal receiving unit 16.
The mobile terminal 14 generates high-accuracy positioning information from the GPS signal received by the GPS receiver 15 and the correction signal received by the correction signal receiving means 16. The positioning information is calculated by positioning correction means (positioning correction unit) provided in the GPS receiver 15.
[0015]
In this specification, “GPS signal data” means data based on data (GPS signal) transmitted from the GPS satellite 4. In the following description, the “GPS signal data” may be one or a plurality of data such as a two-frequency GPS signal (GPS observation data), an ionospheric delay amount, and measured position information. “GPS signal data” is also referred to as “signal data”.
[0016]
Here, the GPS signal and the GPS receiver will be described first.
The GPS includes a GPS satellite 4 having a constant number of 24 and a ground station for control.
The GPS satellite 4 continuously broadcasts a signal using the L band as a carrier. In the L-band signal from each GPS satellite 4, a navigation message is code-multiplexed modulated by pseudo random numbers unique to each satellite and broadcast.
GPS signals are broadcast using two types of frequencies called L1 and L2, but the use of L2, a military-only frequency, is not currently available and is permitted for civilian use. Is only the L1 signal.
[0017]
However, a high-precision dual-frequency GPS receiver 3 that can reproduce the L2 signal without reproducing the navigation message using the pseudo-random number simultaneously with the L1 signal has been developed and used for surveying purposes and the like. In such a receiver, signals of two different frequencies, L1 and L2, can be used simultaneously.
However, since a special method is required for receiving the L2 signal, the dual-frequency GPS receiver 3 capable of dual-frequency reception is very expensive. For this reason, the ordinary mobile terminal 14 uses a one-frequency GPS receiver that can receive only the L1 signal.
[0018]
Next, the outline of the GPS positioning calculation and the method of calculating the GPS positioning correction signal will be described.
The GPS receiver receives a navigation message included in a GPS signal. The navigation message includes information about the time at which the radio wave was transmitted from the GPS satellite 4, and the transmission time is calculated by comparing this time with the time at which the GPS receiver received this signal. By multiplying the transmission time by the speed of light, the pseudo distance Rhi between the GPS satellite and the GPS receiver is obtained as observation data. Further, the navigation message includes information on the orbit of the GPS satellite, and the position Gi of the GPS satellite at each time can be calculated. The three-dimensional coordinates of the GPS receiver are obtained by calculating the observation equation by receiving radio waves from four or more GPS satellites, and calculating the three unknowns of the three-dimensional coordinates of the GPS receiver and the clock error of the GPS receiver. By solving the equation
[0019]
The main error factors of the GPS pseudorange include a distance error Fi due to ionospheric delay, a distance error Ti due to tropospheric delay, an error Ni due to multipath and receiver noise, an error in estimating the orbit of a GPS satellite, and a clock error Ki. Considering these error factors, the observation equation is expressed as in Equation 1.
[0020]
(Equation 1)

[0021]
Among the error factors related to the above-described GPS pseudorange, the influence Ti of the tropospheric delay can be removed by an error model. In addition, the correction Fi can be performed for the influence Fi of the ionospheric delay by calculating the correction amount using the correction information included in the navigation message. However, the correction amount of the ionospheric delay based on the navigation message information may include an error of 10 m or more, and cannot be used when performing positioning with high accuracy.
[0022]
The ionospheric delay Fi can be regarded as the same between two points whose distance is relatively short. In addition, the orbit estimation error and the clock error Ki of the GPS satellites are the same even in different receivers at different distances. The correction amount Dri for each GPS satellite can be calculated by performing the calculation based on Equation 2 from the observation data at the reference station 2 whose position is known using this property.
[0023]
(Equation 2)

[0024]
The correction amount Dri calculated by the equation (2) is transmitted to the mobile terminal 14, and the pseudo distance observed is corrected as shown in the equation (3), thereby removing the influence of the ionospheric delay Fi and the orbit estimation error and the clock error Ki of the GPS satellite. can do. The position can be obtained by solving Equation 1 as the three-dimensional coordinates and the clock error of the GPS receiver as unknowns using the pseudo distance that has been corrected. Note that a general differential GPS receiver has a function of correcting GPS observation data based on Equation 3 using a GPS pseudo-range correction amount Dri.
[0025]
[Equation 3]

[0026]
However, when the position of the mobile terminal 14 moves away from the reference station 2, a difference occurs in the delay error Fi due to the ionosphere, so that the accuracy of the correction information is deteriorated by the relative distance. Therefore, the effect of ionospheric delay is separately corrected as follows. First, the above-described delay error Fi due to the ionosphere has a characteristic that depends on the transmission frequency, and can be estimated by Equation 4 using observation data obtained by the dual-frequency GPS receiver 3. This ionospheric delay Fi can be estimated by the reference 4 in the reference station 2 and the mobile station 9 having the dual frequency GPS receiver 3, respectively.
[0027]
(Equation 4)

[0028]
Next, the processing of the positioning system will be described.
First, the processing in the reference station 2 will be described.
In the reference station 2, the GPS signal is received by the dual frequency GPS receiver 3. Pseudorange information (GPS observation data, pseudorange observation amount) on L1 and L2 is calculated from the GPS signal, and transmitted to the data center 6 as GPS signal data. At this time, it is possible to correct the error of the tropospheric delay by the model and the delay by the model.
[0029]
Next, processing in the mobile station 9 will be described.
That is, information received by the mobile station 9 and transmitted to the data center 6 will be described.
In the mobile station 9, first, observation is performed by the dual frequency GPS receiver 3. The mobile station 9 uses the received GPS signal to calculate the ionospheric delay amount according to the equation (4).
At the same time, the GPS positioning calculation is performed, and the position information of the mobile station 9 and the ionospheric delay amount are transmitted to the data center 6 as GPS signal data.
[0030]
Next, the processing of the data center 6 will be described.
First, a method of calculating a GPS correction signal performed by the correction signal calculation means 12 provided in the data center 6 based on the GPS observation data transmitted from the reference station 2 and the ionospheric delay amount and position information transmitted from the mobile station 9 will be described. I do. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that there is a mobile terminal 14 between the reference station 2 and the mobile station 9. In addition, from the reference station 2 and the mobile station 9, data on the number of GPS satellites 4 that can be observed respectively is provided. Is transmitted to the data center 6.
[0031]
First, a pseudo-range correction amount Drb is calculated for each GPS satellite by Equation 2 using the GPS observation data at the reference station 2 based on the conventional method, and an error generated when the correction amount Drb is transmitted to the mobile terminal 14 and used. This will be described with reference to FIG.
The amount of ionospheric delay included in the correction amount Drb is Fib, and the other correction amounts are En. As described above, En includes a GPS orbit error and the like, and can be regarded as constant regardless of the distance dr between the reference station 2 and the mobile terminal 14. When the distance dr between the reference station 2 and the mobile terminal 14 is large, the correct correction amount changes as shown by a curve Dr due to a change in the ionospheric delay error. When Drb is used as the correction amount in the mobile terminal 14, an estimation error Er occurs, and the positioning accuracy deteriorates.
[0032]
Next, a method of calculating GPS correction information (correction information, positioning correction information) according to the present invention will be described with reference to FIG.
The amount of ionospheric delay is defined as Fim based on the result of equation (4) calculated in the mobile station 9.
An example of the ionospheric delay amount Fir in the mobile terminal 14 spatially located between the two using the ionospheric delay amount Fib, the ionospheric delay amount Fim, and the characteristic that the ionospheric delay is almost continuously distributed. Can be predicted on the basis of the equation (5). Although an example using linear interpolation has been described here, the calculation can be performed based on another interpolation method.
[0033]
(Equation 5)

[0034]
Since the pseudo-range correction amount En other than the ionospheric delay does not change regardless of the distance, the pseudo-range correction amount Drr in the mobile terminal 14 is calculated by the equation (6) using the ionospheric error Fir calculated by the equation (5). Can be calculated. The error Er of the pseudo-range correction amount generated at this time is smaller than that based on only the observation data of the reference station 2 shown in FIG. 2, and the positioning accuracy can be improved.
[0035]
(Equation 6)

[0036]
In addition, as shown in FIG. 4, it is possible to divide the distance from the reference station 2 into a plurality of blocks, and associate a correction signal with each of the plurality of blocks. A block number is assigned to a plurality of blocks, the value of the correction signal is made to correspond to the block number, and transmitted to the mobile terminal as correction information. The mobile terminal 14 includes a table for searching for a block number from position information, and acquires a correction signal used by the mobile terminal 14 using the table. The above table allows the block number to be searched from the latitude and longitude.
[0037]
Next, the processing of the mobile terminal 14 will be described.
The GPS pseudo distance correction amount Drr calculated by the correction signal calculation means 12 is transmitted to the mobile terminal 14 by the correction signal transmission means 13. The mobile terminal 14 receives the GPS pseudo-range correction amount Drr (value for each GPS satellite 4) calculated for each of the plurality of GPS satellites 4 based on Equation (6).
The mobile terminal 14 obtains the three-dimensional position with high accuracy by obtaining the solution of the equation (1) using the GPS observation data from the differential GPS receiver and the GPS pseudo distance correction amount Drr.
[0038]
If the mobile terminal 14 needs only two-dimensional position information, the minimum number of GPS satellites to be observed is three or more, but the same method as described above can be used. In the above description, the case where the mobile terminal 14 is on the straight line connecting the reference station 2 and the mobile station 9 has been described. However, the correction information can be calculated in the same manner even when the mobile terminal 14 is not on the straight line. Also, here, the case where there is one reference station 2 and one mobile station 9 has been described. However, even when a plurality of reference stations 2 or mobile stations 9 exist in the service area, Equation 5 is extended to a plane. Thereby, more accurate ionospheric correction information can be generated.
[0039]
Also, the mobile terminal 14 equipped with the dual-frequency GPS receiver 3 can obtain GPS positioning information alone. Therefore, the mobile terminal 14 can operate as the mobile station 9. For example, as an example of the mobile station 9, when the dual-frequency GPS receiver 3 is mounted on a transportation truck or the like that always travels in a service area, the user may pay a part or all of the cost of the dual-frequency GPS receiver 3. Therefore, the system can be constructed at a lower cost than when the same number of reference stations 2 are installed and operated. In addition, it is possible to reduce the burden of costs such as land for installing the reference station 2.
[0040]
Further, the data center 6 and the reference station 2 may be integrally disposed in the same place.
[0041]
As described above, in this embodiment, the reference station 2 including the dual-frequency GPS receiver 3 and having the function of transmitting the GPS observation data (the pseudorange observation amount) derived from the dual-frequency GPS signal to the data center 6, A mobile station having the dual-frequency GPS receiver 3 and having a function of generating a correction signal (ionospheric delay amount) of GPS observation data derived from a GPS signal and transmitting the correction signal to the data center 6 together with the measured position information (mobile station position information). It has a function of generating positioning correction information from the station 9, the observation data transmitted from the reference station 2, and the correction signal transmitted from the mobile station 9, and transmitting the generated positioning correction information to the mobile terminal 14 having the GPS receiver 15. The high-accuracy positioning system including the data center 6 has been described.
[0042]
As described above, according to this embodiment, it is possible to generate high-accuracy GPS correction information without arranging a large number of reference stations 2 in a service area. The system can be constructed at low cost.
[0043]
Embodiment 2 FIG.
Next, a second embodiment according to the present invention will be described.
The high-accuracy positioning system according to the second embodiment includes a one-frequency differential GPS receiver 15 as a GPS receiver in the mobile terminal 14 having a GPS receiver (the GPS receiver 15 in FIG. 1 is a one-frequency differential GPS). If it is a receiver). In this case, the cost for constructing the system can be reduced as compared with the case where a two-frequency differential GPS receiver is used. Further, as described above, the general one-frequency differential GPS receiver 15 has a function of correcting the GPS observation data by the GPS pseudo-range correction amount Drr based on the equation (3). It is not necessary to perform the correction calculation based on the equation, and the cost for constructing the system can be reduced.
[0044]
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment according to the present invention will be described.
The correction signal calculation means 12 of the high-accuracy positioning system according to the third embodiment transmits information relating to the accuracy in each area of the GPS correction signal transmitted to the mobile terminal 14 to the correction signal calculation means 12 of the first embodiment. Is added. The differential GPS receiver 15 provided in the mobile terminal 14 can estimate the accuracy of the GPS correction signal using information on the accuracy of the GPS correction signal in its own area.
This makes it possible to prohibit the use of an application that cannot be used from the viewpoint of safety or the like in a situation where the accuracy of the GPS correction information is degraded in the mobile terminal 14, thereby improving the reliability of the system.
For example, the correction signal calculation means 12 can calculate the reliability based on data such as the number of the mobile stations 9 and the arrangement of the mobile stations 9.
[0045]
An example in which the accuracy of the GPS correction signal deteriorates will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows an example in which the estimation of the amount of ionospheric delay based on Equation 5 involves extrapolation and the accuracy deteriorates because the mobile terminal 14 exists outside the line connecting the reference station 2 and the mobile station 9. In addition, when no mobile station 9 is operating in the service area for some reason, the accuracy similarly deteriorates. The correction signal calculation means 12 generates information indicating an area number or an equivalent range of latitude and longitude in the service area 8 and data representing the accuracy of the GPS correction signal in the area by a numerical value, and outputs the correction signal transmission means 13. To the mobile terminal 14.
[0046]
The mobile terminal 14 determines whether or not the mobile terminal 14 has its own position in the transmitted information of the area where the accuracy is degraded using its own positioning result. A normal differential GPS receiver does not have such a function, but this function can be easily added to the mobile terminal 14. This makes it possible to determine whether the positioning accuracy has deteriorated, and improves the reliability of the system.
[0047]
Embodiment 4 FIG.
Embodiment 4 describes an embodiment in which the data center 6 transmits the GPS correction information to the mobile terminal 14 together with the reliability of the GPS correction information. The calculation of the reliability (accuracy) described below is also applicable to the third embodiment.
First, a positioning system in which the mobile station 9 is removed from the configuration shown in FIG. 1 will be described as an example.
The correction signal calculation means 12 of the data center 6 calculates the reliability (accuracy) of the GPS correction information calculated based on the GPS signal data (GPS observation data) received from the reference station 2.
As a calculation procedure, a method shown in FIG. 6 is given as an example.
[0048]
FIG. 6A is an example of a diagram showing a distribution of reliability created by the correction signal calculating means 12.
FIG. 6A shows a method in which the service area 8 is divided into a plurality of areas, and the accuracy is determined based on the distance from the reference station 2.

Reference numerals

111, 112, 121 and 122 are area numbers of the divided areas. In FIG. 6A, the service area 8 is divided into four areas, and three levels of reliability, large (area 111), medium (areas 112 and 121), and small (area 122), are assigned. The reliability may be represented by a numerical value. For example, it may be represented by a value in the range of 0 to 100.
The correction signal calculation means 12 of the data center 6 calculates the reliability corresponding to each area number based on the position information of the reference station 2. The data center 6 transmits each area number and reliability.
[0049]
The mobile terminal 14 has a table for calculating an area number from its own position information (latitude and longitude). The mobile terminal 14 obtains the reliability (accuracy) based on its own area number, and obtains the reliability of the corrected position information.
The mobile terminal 14 determines whether or not the mobile terminal 14 has its own position in the transmitted information of the area where the accuracy is deteriorated, using the reliability and the positioning result of the mobile terminal 14. A normal GPS receiver does not have such a function, but this function can be easily added to the mobile terminal 14. For example, such a function may be added to a calculation unit (calculation unit) that measures its own position. This makes it possible to determine whether the positioning accuracy has deteriorated, and improves the reliability of the system.
[0050]
Further, as shown in FIG. 1, in the positioning system in which the mobile station 9 is arranged, the reliability is determined by the position information received from the mobile station 9, the number of mobile stations, and the position information of the reference station 2. , The reliability corresponding to each area number can be calculated based on the arrangement of the mobile stations.
[0051]
FIG. 6B is a diagram illustrating another example of the reliability calculated by the correction signal calculation unit 12. The correction signal calculation means 12 obtains the reliability by multiplying the predetermined coefficient (C) by the distance (R) from the reference station (C × R). As the predetermined coefficient, a value affected by the sun can be used.
[0052]
Embodiment 5 FIG.
In the first embodiment, an example has been described in which the mobile station 9 transmits the calculated ionospheric delay amount and the measured position information to the data center 6 as GPS signal data. However, the GPS signal data (L1 / L2 pseudo distance) is described. (Observed amount) and the calculated position information may be transmitted.
In addition to the L1 / L2 pseudo-range observation amount as GPS signal data, the data center 6 includes data for calculating the position information of the mobile station 9 (signal propagation time at the time of observation). You may make it calculate.
In this case, the correction signal calculation means 12 of the data center 6 calculates the ionospheric delay amount from the GPS signal data, and calculates the correction signal as in the first embodiment.
Further, the case where the reference station transmits the GPS signal to the data center 6 has been described, but the observation data (Rhi) calculated using the GPS signal and the ionospheric delay amount may be transmitted.
[0053]
Although not specified in the first embodiment, the data center 6 has a position information recording unit that records position information of the reference station 2 (reference station position information). When the mobile station does not include the location information recording unit, the location information is received from the reference station 2 and acquired.
Further, the data center 6 may include a mobile station registration unit that registers the mobile station 9 that transmits the ionospheric delay amount and the position information to the data center 6 in advance.
[0054]
As described above, the reference station 2 and the mobile station 9 transmit GPS signal data to the data center 6, and the data center 6 calculates a positioning correction signal (correction signal, correction information) using the GPS signal data. . Therefore, it can be explained as follows.
The reference station 2 has a known position and includes a dual-frequency GPS receiver 3, and transmits GPS signal data (referred to as signal data A) based on the GPS signal received by the dual-frequency GPS receiver 3 to the data center 6.
The mobile station 9 has a position that has not been determined (it has not been determined), has the dual-frequency GPS receiver 3, and has GPS signal data (signal data B) based on the GPS signal received by the dual-frequency GPS receiver 3. ) To the data center 6.
[0055]
The data center 6 receives the signal data A from the reference station 2 and the signal data B from the mobile station 9 by the receiving means (receiving unit) 7. The correction signal calculation means (correction signal calculation unit) 12 uses the signal data A, the signal data B, and reference station position information indicating the known position of the reference station 2 to determine the position correction information for correcting the measured position information. Generate
The correction signal calculating means 12 obtains the ionospheric delay amount A (Fib in FIG. 3) using the signal data A (obtains by extraction or calculation). Further, using the signal data B, an ionospheric delay amount B (Fim in FIG. 3) and mobile station position information for specifying the position at which the mobile station 9 has received the GPS signal are obtained (extraction or calculation, etc.). The correction signal calculation means 12 generates the positioning correction information using the ionospheric delay amount B and the mobile station position information based on the ionospheric delay amount A and the reference station position information.
[0056]
The signal data A is a received dual-frequency GPS signal (in the case of the first embodiment) or correction information such as an ionospheric delay amount (when calculated by the reference station 2).
The signal data B is an ionospheric delay amount and mobile station position information (in the case of Embodiment 1), or a two-frequency GPS signal.
As described above, the data included in the signal data A and the signal data B differs depending on which component calculates the correction information such as the ionospheric delay amount.
[0057]
Embodiment 6 FIG.
In this embodiment, a system configuration for transmitting and receiving GPS signal data or a correction signal via a quasi-zenith satellite will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a positioning system including a GPS satellite and a quasi-zenith satellite.
The quasi-zenith satellite 20 orbits 35800 km above the ground so as to have an inclination angle of about 45 degrees from the equator plane once a day according to the rotation of the earth. In addition, as an example, three quasi-zenith satellites 20 are arranged so as to be separated from each other by 120 degrees at the ascending intersection right ascension (intersection with the equatorial plane). The quasi-zenith satellite 20 orbits so as to draw a “figure of eight” having an intersection on the equator. The three quasi-zenith satellites 20, which have different orbital planes but alternate every eight hours, are continuously located over Japan. When the region is considered in Japan, there is always a quasi-zenith satellite 20 having an elevation angle of 70 degrees or more. Because it is located seamlessly above Japan, there is always a quasi-zenith satellite 20 with an elevation angle of 70 degrees or more, and when the receiver receives radio waves from the quasi-zenith satellite 20 on the ground, the radio waves are blocked even in the valley of the building There is no. It has such advantages.
[0058]
As shown in FIG. 7, the mobile station 9 transmits data to the quasi-zenith satellite 20 instead of transmitting data to the data center 6. The mobile terminal 14 receives data from the quasi-zenith satellite 20. Accordingly, even when an obstacle exists between the mobile station 9 and the mobile terminal 14 and the data center 6, data transmission / reception can be reliably performed.
[0059]
For example, it is assumed that in the configuration of the first embodiment, N mobile stations 9 are arranged in an area covered by the reference station 2. Of the N units, there may be cases where some mobile stations 9 cannot transmit data to the data center 6 due to the presence of high-rise buildings or the like. In such a case, by using the quasi-zenith satellite 20, the phenomenon that data cannot be transmitted can be avoided.
[0060]
FIG. 7 shows an example in which the reference station 2 transmits data to the data center 6. However, the reference station 2 may transmit data to the data center 6 via the quasi-zenith satellite 20. When data is transmitted to the data center 6, the range (area) in which data can be transmitted to the data center 6 is expanded by using the quasi-zenith satellite 20. Therefore, the number of data centers 6 to be arranged can be reduced. For example, by installing one data center 6 in Japan, a positioning system can be realized.
[0061]
Further, in the system configuration of FIG. 7, the quasi-zenith satellite 20 may be used instead of the GPS satellite 4 and the quasi-zenith satellite 20 may transmit a signal corresponding to a dual-frequency GPS signal.
By using the quasi-zenith satellite 20, it is possible to prevent the signal from being unreceivable.
[0062]
Embodiment 7 FIG.
In this embodiment, a system in which a user is charged when high-precision correction information is used by the positioning system will be described.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a configuration of the 7 data center 6 according to the embodiment.
The communication unit 30 transmits and receives data to and from an external device. The communication network used may be wired or wireless. The communication unit 30 has a communication unit. The receiving unit 7, the wireless receiving unit 11, and the correction signal transmitting unit 13 included in the communication unit 30 are the same as those in FIG.
The correction signal calculation means 12 calculates a correction signal based on the received GPS signal data. Here, the GPS signal data may be any data based on the GPS signal or data obtained using the GPS signal. The GPS signal data includes at least one of a GPS signal received by the dual-frequency GPS receiver 3, position information, and a correction signal such as an ionospheric delay amount.
The position information recording unit 31 records the determined position information that specifies the position of the reference station 2. The position information is registered in the position information recording unit 31 in advance.
[0063]
The mobile station registration unit 32 is a storage area in which mobile stations 9 existing in an area managed by the data center 6 are registered in advance. The mobile station registration unit 32 registers a mobile station identification number (hereinafter, referred to as “mobile station ID”) for identifying the mobile station 9 and a method of paying a fee.
The mobile terminal registration unit 33 registers the mobile terminal 14 that uses the correction information (correction signal, GPS correction signal) provided by the data center 6. The mobile terminal registration unit 33 registers a mobile terminal identification number (hereinafter, referred to as “mobile terminal ID”) for identifying the mobile terminal 14 and a method of paying a fee.
The accounting unit 34 includes a counter, and counts the usage status of the mobile station 9 and the mobile terminal 14.
For example, the charging unit 34 counts up each time the mobile station 9 transmits data (ionosphere delay amount, position information), and moves up when the mobile terminal 14 uses the correction information. It has two types of counters, a counter for a body terminal.
FIG. 9 is a diagram showing an example of the flow of data related to billing. In FIG. 9, components other than components related to charging are omitted.
As the mobile station counter 35 and the mobile terminal counter 36, counters for the numbers of the mobile stations 9 and the mobile terminals 14 registered in advance are prepared. The plurality of counters are associated with the mobile station ID and the mobile terminal ID, so that the mobile station 9 and the mobile terminal 14 can be identified.
[0064]
For example, the charging unit 34 of the data center 6 counts up the mobile station counter 35 every time data is provided (transmitted) from the mobile station 9. At this time, the mobile station 9 notifies the mobile station ID together with the GPS signal data.
Each time the mobile terminal 14 receives the correction information, the mobile terminal 14 transmits a reception notification including the mobile terminal ID. The billing unit 34 receives the reception notification and counts up the mobile terminal counter 36.
By counting up the counter in this way, the data center 6 can pay the mobile station 9 for the provision of data and collect the mobile terminal 14 for the provision of correction information.
[0065]
In the above, the example in which the data center 6 has the mobile station counter 35 and the mobile terminal counter 36 has been described, but the billing method is not limited to these.
FIG. 8 illustrates an example in which the charging unit 34 includes the mobile terminal counter 36. However, the mobile terminal 14 may include a counter.
FIG. 10 is a diagram showing the flow of data related to charging when the mobile terminal 14 has a counter.
When the mobile terminal 14 uses the positioning system in advance, a payment method for paying a usage fee is registered in the mobile terminal registration unit 33 of the data center 6 in advance. For example, payment by credit card, debit from a bank account, and the like.
The mobile terminal 14 is provided with a counter 37 for counting up the usage status, and a mechanism (usage frequency means 38) for transmitting the mobile terminal ID and the counter value to the data center 6 after a lapse of a predetermined period. Each time the mobile terminal 14 receives the correction signal from the data center 6, the mobile terminal 14 counts up the counter 37.
The data center 6 requests payment of a fee based on the mobile terminal ID notified by the usage count notification unit 38 and the counter value indicated by the counter 37. The predetermined period may be regular, or may be a case where the counter value exceeds a predetermined value.
[0066]
Further, as a billing mechanism, the mobile terminal 14 can pay a fee for the correction information in advance by a prepaid method of paying the fee. For example, there is a method of purchasing a prepaid card or a method of depositing a predetermined fee in advance.
Each time the mobile terminal 14 obtains the correction information from the data center 6, the mobile terminal 14 pays the usage fee from the fee paid in advance.
In addition, this method can be applied to the mobile station 9 when a fee is collected for receiving the correction information from the mobile station 9.
Furthermore, the mobile station 9 may have a predetermined fee discounted when purchasing the dual-frequency GPS receiver 3 on the premise of providing data, and may pay a fee for data provision. is there.
[0067]
Also in this embodiment, when the mobile station 9 and the mobile terminal 14 transmit and receive data to and from the data center 6, instead of transmitting and receiving data by wireless communication, as shown in FIG. By using the zenith satellite 20, communication can be reliably performed.
[0068]
Embodiment 8 FIG.
Although the above embodiment has been described using the GPS, the present invention is not limited to the GPS. It is also possible to use a satellite included in a navigation system of GNSS (Global Navigation Satellite System).
For example, in the first embodiment, the GPS satellite 4 has been described as an example, but the present invention is not limited to the GPS satellite 4. Other satellites may be used as long as they transmit two-frequency signals. For example, instead of the GPS satellite 4, it may be a quasi-zenith satellite or another satellite (for example, GLONASS, GALILEO, etc.). Further, one of the four GPS satellites 4 may be another satellite. Therefore, in this specification, a GPS satellite includes a satellite that can transmit a signal (GPS signal) that can observe a pseudorange, and a dual-frequency GPS satellite has two different frequencies, Includes satellites that can transmit signals that can observe. The corresponding GPS receiver can perform the same processing and operation if it receives a signal of two frequencies corresponding to a GPS signal.
[0069]
Embodiment 9 FIG.
In the above embodiment, the correction signal calculation means 12 and the like of the data center 6 are executed by being controlled by a processor (CPU). Therefore, the function of the data center 6 can be realized by a program executed on a computer. Further, it can be realized by any of software and hardware, or a combination thereof.
[0070]
It is assumed that the dual-frequency GPS receiver 3 has a function (calculation means) for calculating observation data and the like based on the received GPS signal. The calculation means is assumed to include a function of calculating observation data and a function of calculating correction information such as the amount of ionospheric delay. Which calculation function is provided differs depending on what data each of the reference station 2 and the mobile station 9 transmits (outputs) as GPS signal data. Further, the GPS receiver 15 provided in the mobile terminal 14 also has a calculation function (calculation means) for performing positioning and correction. The calculation means is controlled by a processor of the GPS receiver 3.
Needless to say, the data center 6, the reference station 2, the mobile station 9, and the mobile terminal 14 have storage areas necessary for the calculation function (calculation means).
[0071]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the distance between the reference station 2 and the mobile terminal 14 is more than a certain distance, high-precision correction information is generated and the mobile terminal 14 can perform high-accuracy positioning. And the cost of operation can be reduced, and the effect is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a high-accuracy positioning system according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining that accuracy of GPS correction information based on a conventional method deteriorates when the distance between a reference station and a mobile terminal increases.
FIG. 3 is a diagram for explaining that correction can be performed even when the distance between the reference station and the mobile terminal is large by the GPS correction information according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram in which a distance from a reference station is divided into a plurality of blocks and correction signals are made to correspond to the blocks.
FIG. 5 is a diagram for explaining a state in which the accuracy of GPS correction information deteriorates in the high-accuracy positioning system according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method of calculating reliability.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a positioning system including a GPS satellite and a quasi-zenith satellite.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a configuration of a 7 data center 6 according to the embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a flow of data related to billing.
FIG. 10 is a diagram showing a flow of data related to billing when the mobile terminal 14 has a counter.
[Explanation of symbols]
1 positioning system (high-accuracy positioning system), 2 reference station, 3 dual-frequency GPS receiver, 4 GPS satellite, 5 transmitting means (transmitting unit), 6 data center, 7 receiving means (receiving unit), 8 service area, 9 movement Station, 10 wireless transmitting means, 11 wireless receiving means, 12 correction signal calculating means, 13 correction signal transmitting means, 14 mobile terminal, 15 GPS receiver, 16 correction signal receiving means, 20 quasi-zenith satellite, 30 communication section, 31 Location information recording unit, 32 mobile station registration unit, 33 mobile terminal registration unit, 34 charging unit, 35 mobile station counter, 36 mobile terminal counter, 37 counter, 38 usage count notification means, 111, 112, 121, 122 regions.

Claims

In a data center that has a known location and receives data from a dual-frequency GPS receiver that receives GPS (Global Positioning System) signals of at least two different frequencies, and a mobile station that has a dual-frequency GPS receiver ,
The reference station receives signal data A based on the GPS signal received by the dual frequency GPS receiver from the reference station, and the mobile station transmits signal data B based on the GPS signal received by the dual frequency GPS receiver from the mobile station. A receiving unit for receiving,
A correction signal calculation unit that generates positioning correction information for correcting the position information obtained by using the signal data A and the signal data B received by the receiving unit and the reference station position information indicating the known position of the reference station. When,
A transmission unit for transmitting the generated positioning correction information.

The correction signal calculation unit obtains an ionospheric delay amount A using the signal data A, and uses the signal data B to specify an ionospheric delay amount B and a position at which the mobile station receives the GPS signal. Acquiring position information, and calculating the positioning correction information by using the ionospheric delay amount B and the mobile station position information based on the ionospheric delay amount A and the reference station position information. Item 1. The data center according to item 1.

The receiving unit receives the two-frequency GPS signal received by the reference station as the signal data A, and receives a correction signal generated from the two-frequency GPS signal received by the mobile station as the signal data B. 3. The data center according to claim 1, wherein:

The positioning correction information targets a predetermined area, divides the area into a plurality of blocks, assigns block numbers, and generates a positioning correction value corresponding to each of the plurality of block numbers.
4. The data center according to claim 1, wherein the transmitting unit transmits the plurality of block numbers and the plurality of positioning correction values as positioning correction information. 5.

The data center further:
A counter,
A billing unit that measures the number of times the receiving unit has received the signal data B with the counter, and calculates a fee for providing the signal data B based on the number of times measured by the counter. 5. The data center according to any one of 1 to 4.

The positioning correction information is received by a terminal device to which a terminal identifier is assigned,
The data center further:
A counter corresponding to the terminal identifier,
The receiving unit measures the number of receptions of the reception notification notifying that the positioning correction information has been received and the terminal identifier by the counter, and charges the terminal device based on the number of times measured by the counter. The data center according to any one of claims 1 to 4, further comprising a charging unit that calculates a fee.

The data center according to claim 1, wherein the receiving unit receives the signal data B from the mobile station via a quasi-zenith satellite.

A dual-frequency GPS receiver for receiving GPS (Global Positioning System) signals of two different frequencies;
Using a GPS signal received by the dual-frequency GPS receiver, a calculation unit that calculates the amount of ionospheric delay and position information that specifies the position of the point where the GPS signal was received,
A mobile station, comprising: a transmission unit that transmits the position information and the ionospheric delay amount calculated by the calculation unit.

9. The mobile station according to claim 8, wherein the transmitting unit transmits the position information and the ionospheric delay amount via a quasi-zenith satellite.

A reference station whose position information is known and which has a dual-frequency GPS (Global Positioning System) receiver;
A mobile station having a dual frequency GPS receiver;
A data center for receiving data from the reference station and the mobile station,
The reference station transmits signal data A based on a GPS signal received by a dual frequency GPS receiver to the data center,
The mobile station transmits signal data B based on the GPS signal received by the dual frequency GPS receiver to the data center,
The above data center
A receiving unit that receives the GPS signal data A and the signal data B;
A correction signal calculation unit that generates positioning correction information for correcting the position information obtained by using the signal data A, the signal data B, and the reference information on the position information indicating the known position of the base station; ,
A transmission unit for transmitting the generated positioning correction information.

The above positioning system uses quasi-zenith satellites,
The mobile station transmits the signal data B to the data center via the quasi-zenith satellite,
The positioning system according to claim 10, wherein the transmission unit of the data center transmits the positioning correction information via the quasi-zenith satellite.

In a data center for receiving data from a reference station whose location information is known and which has a dual-frequency GPS receiver for receiving GPS (Global Positioning System) signals of at least two different frequencies,
A receiver for receiving a GPS signal received by the reference station by a GPS receiver;
Using the GPS signal and the reference station position information indicating the known position of the reference station, to generate positioning correction information for correcting the measured position information, using the generated positioning correction information and the reference station position information, A correction signal calculation unit that calculates an accuracy value indicating the accuracy of the positioning correction information,
A data center, comprising: a transmission unit that transmits the positioning correction information and the accuracy value.

A GPS receiver for receiving a GPS signal;
A receiving unit that receives positioning correction information for correcting the located position information,
A positioning correction unit that calculates position information using the GPS signal received by the GPS receiver, and corrects the position information using the positioning correction information received by the reception unit;
The positioning correction information includes an ionospheric delay amount A calculated from a two-frequency GPS signal received at a point A where the position information A is known, and an ionospheric delay amount B calculated from a two-frequency GPS signal received at a point B. The mobile terminal is calculated using the position information A and the position information B indicating the measured point B.