JP2008039691A - 搬送波位相式測位装置 - Google Patents
搬送波位相式測位装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008039691A JP2008039691A JP2006217315A JP2006217315A JP2008039691A JP 2008039691 A JP2008039691 A JP 2008039691A JP 2006217315 A JP2006217315 A JP 2006217315A JP 2006217315 A JP2006217315 A JP 2006217315A JP 2008039691 A JP2008039691 A JP 2008039691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cycle slip
- satellite
- value
- state variable
- mobile station
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【解決手段】移動局及び既知点で測定される衛星信号の搬送波位相の積算値又はその位相差を観測量とし、移動局の位置と搬送波位相の積算値に含まれる整数値バイアス又はその位相差とを状態変数とし、複数の観測周期での衛星データに基づいて前記状態変数を推定して移動局の測位を行う搬送波位相式測位装置であって、位相積算値のサイクルスリップの有無を検出するサイクルスリップ検出手段を備え、サイクルスリップが検出された場合は、サイクルスリップの検出された衛星に係る状態変数だけを初期化して測位を継続する。
【選択図】図5
Description
位相積算値のサイクルスリップの有無を検出するサイクルスリップ検出手段を備え、
サイクルスリップが検出された場合は、サイクルスリップの検出された衛星に係る状態変数だけを初期化して測位を継続することを特徴とする、搬送波位相式測位装置が提供される。
サイクルスリップが検出された場合、前記共分散行列において、該サイクルスリップの検出された衛星に係る共分散に初期値が入れられてよい。
Φiu(t)=Θiu(t)−Θiu(t−τu)+Niu+εiu(t) 式(1)
ここで、τuは、GPS衛星10からGPS受信機32までのトラベル時間を示し、εiuは、ノイズ(誤差)を表わす。尚、位相差の観測開始時点では、GPS受信機32は、搬送波位相の1波長以内の位相を正確に測定できるが、それが何波長目に相当するかを確定できない。このため、位相積算値Φiu(t)には、上式に示すように、不確定な要素として整数値バイアスNiuが導入される。
Φib(t)=Θib(t)−Θib(t−τb)+Nib+εib(t) 式(2)
尚、Nibは、整数値バイアスを示し、εibは、ノイズ(誤差)を表わす。尚、位相積算値Φibについて、添え字bは基準局20側での積算値であることを示す。基準局20は、計測した位相積算値Φibを通信施設23を介して移動局30に送信する。尚、基準局20は、所定領域に複数設置されている。各基準局20と通信施設23(複数も可)とは、図2に示すように、インターネット等のネットワークを介して接続されてよく、若しくは、各基準局20毎に通信施設23が設けられてもよい。前者の構成では、移動局30は、通信施設23との間で通信可能な状態である限り、各基準局20が受信した情報を得ることができる。
d/dt[Xu、Yu、Zu]T=rot(φ、λ)・rot(ψ)・[Vx、Vy]T 式(3)
ここで、[]Tは行列の転置を意味し、rot(φ、λ)及びrot(ψ)は、次の通りとする。
Xu(tn)=Xu(tn−1)+DT・U01 式(4)
Yu(tn)=Yu(tn−1)+DT・U02 式(5)
Zu(tn)=Zu(tn−1)+DT・U03 式(6)
よって、最終的な既知入力は、次の通りとなる。
U=[DT・U01、DT・U02、DT・U03]T 式(6−1)
尚、上式において、DTは、サンプル時間(データ更新間隔)であり、tn=tn−1+DTである。尚、以下では、説明上、サンプル時間DTは、上述のGPS受信機22,32による位相積算値の演算周期(観測周期)と同一であるとする。
Φjhbu=(Φjb(t)−Φju(t))−(Φhb(t)−Φhu(t)) 式(7)
一方、位相積算値の2重位相差Φjhbuは、(GPS衛星10iとGPS受信機22若しくは32との距離)=(搬送波の波長L)×(位相積算値)という物理的な意味合いから、次のようになる。
η(tn)=η(tn−1)+U(tn−1)+W(tn−1) 式(9)
ここで、η(tn)は、時刻t=tnでの状態変数を表わし、移動局30の位置[Xu(tn)、Yu(tn)、Zu(tn)]、及び、整数値バイアスの2重位相差Nijbuである(但し、i≠j)。ここで、整数値バイアスの2重位相差Nijbuは少なくとも4個以上必要であり、例えば、5つのGPS衛星100〜4が観測可能な場合、GPS衛星100を基準として、η=[Xu、Yu、Zu、N01bu、N02bu、N03bu、N04bu]であってよい。また、U及びWは、それぞれ、上述の既知入力及び外乱(システム雑音:正規性白色雑音)である。
Z(tn)=H(tn)・η(tn)+V(tn) 式(10)
を用いて、ここで、Z及びVは、それぞれ、観測量及び観測ノイズ(正規性白色雑音)を示す。観測量Zは、位相積算値の2重位相差(上記式(7)参照)である。上記式(9)の状態方程式は線形であるが、観測量Zは、状態変数Xu、Yu及びZuに関して非線形であるため、式(8)の各項が状態変数Xu、Yu及びZuのそれぞれで偏微分され、式(10)のHが求められる。
時間更新として、
η(tn)(−)=η(tn−1)(+)+U(tn−1) 式(11)
P(tn)(−)=P(tn−1)(+)+Q(tn−1) 式(12)
また、観測更新として、
K(tn)=P(tn)(−)・HT(tn)・(H(tn)・P(tn)(−)・HT(tn)+R(tn))−1 式(13)
η(tn)(+)=η(tn)(−)+K(tn)・(Z(tn)−H(tn)・η(tn)(−)) 式(14)
P(tn)(+)=P(tn)(−)−K(tn)・H(tn)・P(tn)(−) 式(15)
ここで、Q,Rは、外乱の共分散行列及び観測ノイズの共分散行列をそれぞれ表わす。尚、上記式(11)及び式(14)がフィルタ方程式、上記式(13)がフィルタゲイン、上記式(12)及び式(15)が共分散方程式となる。η(i)(−)及びη(i)(+)は、それぞれ予測値及び推定値であり、P(i)(−)及びP(i)(+)は、それぞれ予測誤差共分散及び推定誤差共分散であり、η(i)(−)及びη(i)(+)の推定精度を表している。また、上記式(14)は、推定値η(i)(+)は、予測値η(i)(−)に、観測予測誤差にカルマンゲインK(修正ゲイン)を乗じたものを補正項として加えることで導出されることを示している。
MBDA法等が使用されてよい。また、GPS受信機22、32が、GPS衛星10から発射されるL1波及びL2波の双方を受信可能な2周波受信機である場合には、L1波及びL2波のそれぞれに対して上述と同様の推定を同時・並列的に実行し、双方の周期の和(ワイドレーン)を作成して整数値バイアスの整数解の候補を絞り込んでもよい。また、衛星信号に乗せられるC/AコードやPコード若しくはその類のPRNコード(擬似雑音符号)を用いて導出される擬似距離の1重又は2重位相差を上述の状態変数に組み込んでもよい。
20 基準局
22 基準局側GPS受信機
30 移動局
32 移動局側GPS受信機
34 搬送波位相式測位装置
40 演算器
42 衛星位置算出部
44 動的状態量導入部
48 整数値バイアス推定部
Claims (5)
- 移動局及び既知点で測定される衛星信号の搬送波位相の積算値又はその位相差を観測量とし、移動局の位置と搬送波位相の積算値に含まれる整数値バイアス又はその位相差とを状態変数とし、複数の観測周期での衛星データに基づいて前記状態変数を推定して移動局の測位を行う搬送波位相式測位装置であって、
位相積算値のサイクルスリップの有無を検出するサイクルスリップ検出手段を備え、
サイクルスリップが検出された場合は、サイクルスリップの検出された衛星に係る状態変数だけを初期化して測位を継続することを特徴とする、搬送波位相式測位装置。 - サイクルスリップが検出された観測周期では、サイクルスリップの検出された衛星に係る状態変数に初期値を用い、他の衛星に係る状態変数に前回周期で導出した値を用いて、前記状態変数の推定を行う、請求項1に記載の搬送波位相式測位装置。
- 各衛星に係る共分散を含む共分散行列を衛星データに基づいて観測周期毎に更新して前記状態変数を推定する請求項1に記載の搬送波位相式測位装置において、
サイクルスリップが検出された場合、前記共分散行列において、該サイクルスリップの検出された衛星に係る共分散に初期値が入れられる、搬送波位相式測位装置。 - サイクルスリップ検出手段は、観測値と理論値との関係値の各観測周期での変化態様に基づいてサイクルスリップを検出する、請求項1に記載の搬送波位相式測位装置。
- 前記状態変数の推定は、カルマンフィルタ又は最小二乗法若しくはその類の最小二乗原理の適用により実行される、請求項1に記載の搬送波位相式測位装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006217315A JP2008039691A (ja) | 2006-08-09 | 2006-08-09 | 搬送波位相式測位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006217315A JP2008039691A (ja) | 2006-08-09 | 2006-08-09 | 搬送波位相式測位装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008039691A true JP2008039691A (ja) | 2008-02-21 |
Family
ID=39174853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006217315A Pending JP2008039691A (ja) | 2006-08-09 | 2006-08-09 | 搬送波位相式測位装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008039691A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009270928A (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Toyota Motor Corp | 移動体用測位システム |
US9223029B2 (en) | 2011-11-24 | 2015-12-29 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Positioning device and storage medium |
CN106066485A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-11-02 | 上海海积信息科技股份有限公司 | 一种周跳探测方法及装置 |
KR101705882B1 (ko) * | 2015-10-05 | 2017-02-10 | 한국해양과학기술원 | 기준국 환경에서 수신기의 위치 정보를 이용한 사이클 슬립 검출 장치 및 방법 |
JP2017181519A (ja) * | 2017-06-07 | 2017-10-05 | 三菱電機株式会社 | Gnss測位装置 |
JP2018146545A (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-20 | 三菱電機株式会社 | 複合測位装置、複合測位方法および複合測位プログラム |
JP2019529900A (ja) * | 2016-09-13 | 2019-10-17 | クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated | 不正確なキャリア位相整数ロッキングからの高速回復 |
CN115267847A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-11-01 | 湘潭大学 | 一种单频周跳探测与修复方法、系统、设备及介质 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09119972A (ja) * | 1995-10-26 | 1997-05-06 | Furuno Electric Co Ltd | 相対測位装置および相対測位方法 |
JPH10253734A (ja) * | 1997-03-12 | 1998-09-25 | Japan Radio Co Ltd | 測位装置 |
JP2003050273A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Furuno Electric Co Ltd | サイクルスリップ発生有無検出装置およびその方法 |
JP2003185728A (ja) * | 2001-12-19 | 2003-07-03 | Furuno Electric Co Ltd | キャリア位相相対測位装置 |
JP2003232845A (ja) * | 2002-02-12 | 2003-08-22 | Furuno Electric Co Ltd | 移動体の方位および姿勢検出装置 |
JP2006003208A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Toyota Motor Corp | 位置検出装置及び位置検出方法 |
-
2006
- 2006-08-09 JP JP2006217315A patent/JP2008039691A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09119972A (ja) * | 1995-10-26 | 1997-05-06 | Furuno Electric Co Ltd | 相対測位装置および相対測位方法 |
JPH10253734A (ja) * | 1997-03-12 | 1998-09-25 | Japan Radio Co Ltd | 測位装置 |
JP2003050273A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Furuno Electric Co Ltd | サイクルスリップ発生有無検出装置およびその方法 |
JP2003185728A (ja) * | 2001-12-19 | 2003-07-03 | Furuno Electric Co Ltd | キャリア位相相対測位装置 |
JP2003232845A (ja) * | 2002-02-12 | 2003-08-22 | Furuno Electric Co Ltd | 移動体の方位および姿勢検出装置 |
JP2006003208A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Toyota Motor Corp | 位置検出装置及び位置検出方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009270928A (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Toyota Motor Corp | 移動体用測位システム |
US9223029B2 (en) | 2011-11-24 | 2015-12-29 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Positioning device and storage medium |
KR101705882B1 (ko) * | 2015-10-05 | 2017-02-10 | 한국해양과학기술원 | 기준국 환경에서 수신기의 위치 정보를 이용한 사이클 슬립 검출 장치 및 방법 |
CN106066485A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-11-02 | 上海海积信息科技股份有限公司 | 一种周跳探测方法及装置 |
JP2019529900A (ja) * | 2016-09-13 | 2019-10-17 | クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated | 不正確なキャリア位相整数ロッキングからの高速回復 |
JP2018146545A (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-20 | 三菱電機株式会社 | 複合測位装置、複合測位方法および複合測位プログラム |
JP2017181519A (ja) * | 2017-06-07 | 2017-10-05 | 三菱電機株式会社 | Gnss測位装置 |
CN115267847A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-11-01 | 湘潭大学 | 一种单频周跳探测与修复方法、系统、设备及介质 |
CN115267847B (zh) * | 2022-06-27 | 2024-04-09 | 湘潭大学 | 一种单频周跳探测与修复方法、系统、设备及介质 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11372114B2 (en) | Systems and methods for high-integrity satellite positioning | |
US6496778B1 (en) | Real-time integrated vehicle positioning method and system with differential GPS | |
EP2733505B1 (en) | Positioning determinations of receivers | |
CN101743453B (zh) | 任务后高精确度定位和定向系统 | |
US7292185B2 (en) | Attitude determination exploiting geometry constraints | |
US6424914B1 (en) | Fully-coupled vehicle positioning method and system thereof | |
CN108120994B (zh) | 一种基于星载gnss的geo卫星实时定轨方法 | |
JP5301762B2 (ja) | キャリア位相相対測位装置 | |
JP2005164395A (ja) | 搬送波位相式gps測位装置及び方法 | |
JP2008039691A (ja) | 搬送波位相式測位装置 | |
JP5642919B2 (ja) | 搬送波位相式移動体測位装置 | |
CN108873029A (zh) | 一种实现导航接收机钟差建模的方法 | |
JP2009025233A (ja) | 搬送波位相式測位装置 | |
JP2008039690A (ja) | 搬送波位相式測位装置 | |
JP5077054B2 (ja) | 移動体用測位システム | |
US20210255335A1 (en) | System and Method for GNSS Ambiguity Resolution | |
Iiyama et al. | Terrestrial GPS time-differenced carrier-phase positioning of lunar surface users | |
US6720913B1 (en) | Lock slip detection using inertial information | |
JP4400330B2 (ja) | 位置検出装置及び位置検出方法 | |
JP2010060421A (ja) | 移動体用測位システム及びgnss受信装置 | |
JP2008232761A (ja) | 移動体用測位装置 | |
JP2008039689A (ja) | 位置検出装置及び位置検出方法 | |
JP2005147952A (ja) | 位置検出装置及び方法 | |
Radovanovic | Adjustment of satellite-based ranging observations for precise positioning and deformation monitoring | |
US11860287B2 (en) | System and method for detecting outliers in GNSS observations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090211 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Effective date: 20090330 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20090330 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20110427 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110524 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110616 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20111004 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |