JP2009525491A - ローカル測位システム、ローカルｒｔｋシステム、及び地域的、広帯域、又は大域搬送波位相測位システムを組み合わせて用いる方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ローカル測位システム（１７４）と、ローカルＲＴＫシステム（１５０）と、地域、広域、又は大域差動搬送波位相測位システム（１００）（ＷＡＤＧＰＳ）を組み合わせて利用する方法を含んでおり、ローカル測位システム（１７４）、ＲＴＫ（１５０）及びＷＡＤＧＰＳ（１００）ナビゲーション技術を別個に使用すると随伴する短所を回避する。本方法には、静止しているユーザ受信機（１４２）の既知の位置を用いるか、あるいはユーザ受信機（１４２）が移動中である場合、ＲＴＫシステム（１５０）を用いてＷＡＤＧＰＳシステム（１００）における浮動曖昧値を初期化することを含む。その後、ユーザＧＰＳ受信機（１４２）において入手した屈折補正搬送波位相測定値が、対応する初期浮動曖昧値を含めることによって調整され、後続のプロセスにおいて浮動曖昧値が周知（分散が小さい）であるように扱われ、ＷＡＤＧＰＳシステム（１００）内でユーザ受信機（１４２）を測位する。

Description

本発明は、一般的には、衛星を用いた測位及びナビゲーションに関連する技術に関し、更に特定すれば、地域的、広帯域、又は大域搬送波位相測位(carrier-phase positioning)及び／又はナビゲーション・システムにおける搬送波浮動曖昧さ(carrier floating ambiguity)の解決に関する。
なお、本願は、２００４年１月１３日に出願した米国特許出願第１０／７５７，３４０号の一部継続出願であり、この出願の内容は、ここで引用したことにより、本願にも含まれるものとする。

全地球測位システム（ＧＰＳ）は、宇宙にある衛星を用いて、地球上にある物体の位置を突き止める。ＧＰＳでは、衛星からの信号がＧＰＳ受信機に到達し、該ＧＰＳ受信機の位置を判定するために用いられる。現在、民生用ＧＰＳ受信機には、固定ＧＰＳ衛星信号を用いた、各相関チャネル(correlator channel)に対応する２種類のＧＰＳ測定が利用可能となっている。これら２種類のＧＰＳ測定は、それぞれ、周波数が１．５７５４ＧＨｚ及び１．２２７６ＧＨｚ、又は波長が０．１９０３ｍ及び０．２４４２ｍであり、２つの搬送波信号Ｌ１及びＬ２に対する疑似距離(pseudorange)、及び搬送波位相である。疑似距離（又はコード測定）は、基本的なＧＰＳオブザーバブル(observable：観測)であり、全ての種類のＧＰＳ受信機が行うことができる。これは、搬送波信号上に変調されたＣ／Ａ又はＰコードを利用する。測定は、関連するコードが衛星から受信機まで移動するのに要する見かけ上の時間、即ち、受信機クロックによる信号が受信機に到達した時刻から、衛星クロックによる信号が衛星から出射した時刻を減算した値を記録する。搬送波位相測定は、受信機に到達した際の信号の再現搬送波を積分することによって得られる。したがって、搬送波位相測定は、衛星クロックによる信号が衛星を出射した時刻と、受信機クロックによる信号が受信機に到達した時刻とによって決定される遷移時間差の尺度でもある。しかしながら、衛星と受信機との間の遷移における最初の周期の数は、受信機が信号の搬送波位相を追跡し始めるときには通常分かっていないので、遷移時間差は、多数の搬送波周期だけ誤差を生ずる場合がある。即ち、搬送波位相測定には、整数周期曖昧さ(whole-cycle ambiguity)がある。

ＧＰＳ測定が利用可能な場合、ＧＰＳ受信機と多数の衛星の各々との間の標的間距離(range)即ち距離(distance)を計算する際、信号の移動時間に光速を乗算する。これらの標的間距離は、通常、疑似標的間距離（偽標的間距離）と呼ばれる。何故なら、受信機クロックは一般に大きな時間誤差を有し、測定した標的間距離において共通の偏倚を生ずるからである。受信機クロックの誤差によるこの共通偏倚は、通常のナビゲーション計算の一部として、受信機の位置座標と共に解明する。種々のその他の要因も、計算した標的間距離における誤差又はノイズを招く可能性があり、エフェメリス誤差(ephemeris error)、衛星クロック・タイミング誤差、大気効果、受信機ノイズ、及びマルチパス誤差が含まれる。単体ＧＰＳナビゲーションでは、ＧＰＳ受信機を所有するユーザが、いずれの基準局をも参照せずに、視野内にある複数の衛星に関するコード及び／又は搬送波-位相標的間距離を得るが、ユーザが標的間距離における誤差又はノイズを低減する方法は、非常に限定されている。

これらの誤差を解消又は低減するには、通常、ＧＰＳ用途において差動動作が用いられる。差動ＧＰＳ（ＤＰＧＳ）動作は、通例、基地基準ＧＰＳ受信機、ユーザ（又はナビゲーション）ＧＰＳ受信機、及びユーザと基準受信機との間のデータ・リンクを必要とする。基準受信機は既知の場所に置かれ、この既知の位置を用いて、前述した誤差要因の一部又は全部に伴う補正値を発生する。補正値をユーザ受信機に供給し、次いでユーザ受信機はこの補正値を用いてその計算位置をしかるべく補正する。補正は、基準部位において判定した基準受信機の位置に対する補正の形態、又は特定のＰＧＳ衛星クロック及び／又は軌道に対する補正の形態で行うことができる。搬送波位相測定値を用いる差動動作のことを、多くの場合、リアル・タイム力学的（ＲＴＫ）測位／ナビゲーション動作と呼んでいる。

差動ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）の基礎的概念は、ＧＰＳ測定値に内在する誤差の空間及び時間的相関を利用して、これらの誤差要因から生ずる疑似標的間距離及び／又は搬送波位相測定値におけるノイズの要因を相殺することである。しかしながら、ＧＰＳ衛星クロック・タイミング誤差が、基準受信機とユーザ受信機との間で完全に相関付けられていても、他の誤差要因の殆どは、広域用途では、即ち、基準及びユーザ受信機間の距離が大きくなると、相関が失われたり、あるいは低減する。

広域用途におけるＤＧＰＳシステムの低精度を克服するために、種々の地域的、広域的、又は大域的ＤＧＰＳ（以後広域ＤＧＰＳ又はＷＡＤＧＰＳと呼ぶ）技法が開発されている。ＷＡＤＧＰＳシステムは、計算センタ即ちハブと通信する、多数の基準局のネットワークを含む。誤差補正は、ハブにおいて、基準局の既知の場所、及びそれらが行う測定に基づいて計算する。計算した誤差補正値は、次いで、衛星、電話機、又は無線機のようなデータ・リンクを通じて、ユーザに送信される。多数の基準局を用いることによって、ＷＡＤＧＰＳは誤差補正の推定値の精度を高めることができる。

このため、ＧＰＳ搬送波位相測定値を用いて高精度の差動ナビゲーションを得る多数の異なる技法が開発されている。ＲＴＫ技法の精度は、通例、約１ｃｍである。しかしながら、この精度を得るためには、差動搬送波位相測定値における整数周期曖昧さを判定しなければならない。ユーザ受信機と基準受信機との間の距離（基準線距離）が短いときには、ＲＴＫ技法は非常に有利である。何故なら、この場合整数周期曖昧さは、高精度なだけでなく、迅速に解明することができるからである。一方、基準線距離が数十キロメートルよりも長い場合、整数周期曖昧さを判定することが不可能になる場合があり、正常なＲＴＫ精度を達成することができない。ＲＴＫ技法の別の欠点は、基準受信機とナビゲーション受信機との間に、ローカル無線リンクを維持しなければならないことである。

搬送波位相差動方法を採用するＷＡＤＧＰＳ技法は、非常に高いナビゲーション精度を達成することもできる。また、ＷＡＤＧＰＳ差動技法は、信頼性の高い長距離低周波数通信リンク、又は信頼性の高い衛星通信リンクも特徴とする。つまり、一般に、長い中断がなくても、補正値をナビゲーション受信機に伝達することができる。しかしながら、ＷＡＤＧＰＳ技法は、大抵の場合、整数周期曖昧さを実値（非整数）変数として扱い、「浮動曖昧さ」を解明するが、大抵の場合、相当な衛星外形(geometry)変化の時間間隔をカバーする測定データが得られるまでは、非常にずさんに定義されるに過ぎない。このため、ＷＡＤＧＰＳ用とでは、誘導位置において１０ｃｍ未満の精度を得るためには、１時間又は２時間もの長さの時間間隔がなければ、「浮動曖昧さ」を解明することができない場合が多い。

また、ローカル測位システムを用いても、高精度の測位（＜１ｃｍ）が得られる場合もある。従来のローカル測位システムは、能動又は受動コンポーネントを用い、例えば、信号に対する飛行時間(time of flight)及びドプラ周波数ずれに基づく音響及びレーザ距離測定(ranging)システムを含む。音響システムは、通例、ランドマーク（陸標）及び／又はトランスポンダ・ビーコンを用いて、デバイス網内部における距離(range)を測定する。その一部を求めてローカル座標系を形成する。しかしながら、空中における音響伝搬のプロパティのために、音響システムは、比較的短距離において、１ｃｍ以上の精度でないと到達距離を測定することができない。レーザに基づくローカル測位システムは、デバイスと、プリズムのような、１つ以上の反射物体との間の確度及び距離双方の測定値を利用して、デバイスの位置を三角測量又は三辺測量する。また、レーザに基づくローカル測位システムの有効動作範囲も、比較的短距離（約１０００〜１０，０００ｍ）に制限される。

本発明は、ＲＴＫ及びＷＡＤＧＰＳナビゲーション技術を組み合わせて利用することにより、各々の技術の短所を一方の技術の長所で補完できるようにする方法を含む。ＷＡＤＧＰＳ技術の基本的な短所は、ナビゲーション受信機が浮動曖昧さの値を判定するのに長時間（１時間を超える場合が多い）かかる点であり、これは搬送波位相測定値を高精度の範囲測定値に変換するために必要とされる。ＲＴＫ技術の基本的な短所は、ユーザＧＰＳ受信機と基準ＧＰＳ受信機との間にリアル・タイム（通常は見通し線）のデータ・リンクを必要とし、また、基準ＧＰＳ受信機とユーザＧＰＳ受信機との間の分離距離が比較的短い場合にしか、整数周期曖昧さを判定することができない点である。

これらの別個の短所は、本発明の一実施形態にしたがってＲＴＫとＷＡＤＧＰＳナビゲーション技術を組み合わせて用いる方法を利用して除去することができる。本方法には、ＷＡＤＧＰＳシステムにおける浮動曖昧値を初期化するためにユーザ受信機の既知の位置を使用することが含まれる。ユーザ受信機が静止している場合、ユーザ受信機の既知の位置は、調査した位置であっても、又は先行動作から得られた位置であってもよい。ユーザ受信機が移動中である場合、ＲＴＫシステムを用いて既知の位置を取得することができる。

このように、動作の組み合わせにおいて、ローカル測位システム及び／又はＲＴＫナビゲーションの通信リンクが利用可能な場合、ローカル測位システム及び／又はＲＴＫシステムを用いてユーザ受信機の位置、速度、及び時間（ＰＶＴ）の出力を入手することができ、その間、ＷＡＤＧＰＳシステムはバックグラウンドで動いており、その出力はＲＴＫシステムからの出力に一致するよう常に初期化されている。ローカル測位システムの通信リンクが失われた場合、ユーザ受信機のＰＶＴ出力は、ローカル測位システムが動作していた間に初期化されたＲＴＫシステム及び／又はＷＡＤＧＰＳシステムを用いて、入手することができる。ＲＴＫナビゲーションの通信リンクが失われた場合、あるいは、ユーザ受信機がＲＴＫシステム内の基準局から遠く離れ過ぎた場合、ユーザ受信機のＰＶＴ出力は、ＲＴＫが動作していた間に初期化されたＷＡＤＧＰＳシステムを用いて入手することができる。このような初期化によって、ユーザＧＰＳ受信機の位置が未知である場合に、浮動曖昧値を求めるために通常１５分〜２時間を要する「プルイン」時間を回避する。これは、ローカル測位システム及び／又はＲＴＫシステムが利用不可能又は低精度である場合に、ＷＡＤＧＰＳシステムから極めて高精度なＰＶＴ解を提供し、リアル・タイムの高精度測位及びナビゲーション目的において、更にＷＡＤＧＰＳ技術の実用性を一層高めることになる。

図１に、本発明の一実施形態による広域又は大域差動ＧＰＳ（ＷＡＤＧＰＳ）システム１００を示す。図１に示すように、ＷＡＤＧＰＳシステム１００は、各々がＧＰＳ受信機１２２及び１個以上の処理ハブ１０５を有する基準局１２０のネットワークを含む。基準局１２０は、処理用にハブ１０５へ未処理ＧＰＳ可観測値を連続的に提供する。これらの可観測値はＧＰＳコード、搬送波位相測定値、天体暦及び基準局１２０で複数の衛星１１０から受信した信号にしたがって得られた他の情報を含む。基準局１２０は、広域ＤＧＰＳシステムの場合、大陸等の広い領域１０１にわたり、又は大域ＤＧＰＳネットワークの場合は地球全体にわたり既知の場所に設置されている。ハブ１０５は、ＧＰＳ可観測値を処理しＤＧＰＳ補正値を計算する施設である。複数の独立ハブが設けられる場合、地理的に分離されて並列に動作することが好ましい。

ＷＡＤＧＰＳシステム１００は、各々が測位及び／又はナビゲーション目的でユーザＧＰＳ受信機１４２を有する１人以上のユーザ（又はユーザ装置あるいは対象物）１４０が利用することができる。本発明の一実施形態では、ユーザ１４０には、ＲＴＫ無線リンクを介して近傍の基準局１２０が関連付けられていて、ユーザ受信機１４２及び当該近傍基準局１２０がローカルＲＴＫシステム１５０を形成するようになっている。実施形態の中には、１つ以上の基準局１７６を有するローカル測位システム１７４とユーザ１４０を関連付けることができる場合もある。１つ以上のランドマーク１７６は能動的でも受動的でもよい。１つ以上のランドマーク１７６は、各々、ＧＰＳ受信機１２２を有することができる。

更に、システム１００は、ＧＰＳ可観測値を基準局１２０からハブ１０５へ送る信頼性の高い輸送メカニズムを提供するために、また、計算された補正値をハブ１０５から基準局１２０及びユーザ１４０へブロードキャストするために、従来型のデータ・リンク（図示せず）を含む。ハブ１０５へデータを供給するために、大陸ＷＡＤＧＰＳシステムは通常、約３〜１０個の基準受信機を有し、大域ＷＡＤＧＰＳシステムは通常、約２０〜１００個の基準受信機を有する。本発明の一実施形態において、インターネットを介してＧＰＳ可観測値は基準局１２０からハブ１０５へ送られ、計算された補正値もインターネットを介して、更に別の１個の衛星群（図示せず）にアップリンクされるように、ハブから１個以上の地上局（図示せず）へ送られる。次いで、これら衛星は、計算された補正値を基準局１２０及びユーザ受信機１４２が受信するためにブロードキャストする。

本発明の一実施形態において、ユーザ即ち対象物１４０はまた、ユーザＧＰＳ受信機１４２に接続されたコンピュータ・システム１４４を備えている。図２に示すように、コンピュータ・システム１４４は中央処理装置（ＣＰＵ）１４６、メモリ１４８、１個以上の入力ポート１５４、１個以上の出力ポート１５６、及び（任意に）ユーザ・インターフェース１５８を含み、これらは１個以上の通信バス１５２によって互いに接続されている。メモリ１４８は、高速ランダム・アクセス・メモリを含んでいてよく、１個以上の磁気ディスク記憶装置又はフラッシュメモリ装置等の不揮発性大容量記憶装置を含んでいてよい。

メモリ１４８は、好適にはオペレーティング・システム１６２、ＧＰＳアプリケーション手順１６４、及びデータベース１７０を格納する。以下に詳述するように、ＧＰＳアプリケーション手順１６４は、ローカルＲＴＫシステム１５０とＷＡＤＧＰＳシステム１６０を組み合わせて用いる方法３００を実行する手順１６６を含んでいてよい。メモリ１４８に格納されたオペレーティング・システム１６２及びアプリケーション・プログラム、及び手順１６４は、コンピュータ・システム１４４のＣＰＵ１４６によって実行するために存在する。好適にはメモリ１４８はまた、ＧＰＳアプリケーション手順１６４の実行中に用いる、ＧＰＳ擬似距離及び搬送波位相測定値１６８、ハブから受信したＧＰＳ補正値１７２を含むデータ構造、並びに本書において論ずる他のデータ構造を格納している。

入力ポート１５４は、ＧＰＳ受信機１４２からデータを受信するため、無線リンク１２４を介してローカルＲＴＫシステム１２０内の基準局１２０から情報を受信するため、及び衛星リンク１０７を介してハブ１０５からＧＰＳ補正値その他の情報を受信するために存在する。出力ポート１５６を用いて、無線リンク１２４あるいは音響又はレーザ・デバイス（図示せず）を介してデータを基準局１２０へ出力する。本発明の一実施形態において、図２で示すように、コンピュータ・システム１４４のＣＰＵ１４６及びメモリ１４８は、単一の筐体内で、単一の装置のように、ＧＰＳ受信機１４２と一体化されている。しかし、このような一体化は、本発明の方法を実施するためには必須という訳ではない。

したがって、ユーザ即ち対象物１４０は、又は異なる時点で、２つの異なる動作モードに係わることができる。ユーザ即ち対象物１４０は、ユーザ即ち対象物１４０が自身を測位するか又はＷＡＤＧＰＳシステム１００を用いてナビゲートするＷＡＤＧＰＳモードで、ユーザ即ち対象物１４０が自身を測位するか又はローカルＲＴＫシステム１５０を用いてナビゲートするＲＴＫモードで、及び／又はユーザ即ち対象物１４０がそれ自体を測位するか又はローカル測位システム１７４を用いてナビゲートするローカル測位モードで動作することができる。ユーザ即ち対象物１４０が、自身に関連付けられた基準局１２０の近傍にあって、ユーザ即ち対象物１４０と基準局１２０との間の無線リンクが維持できる場合、ユーザはローカルＲＴＫシステム１５０を用いて自身を基準局１２０に関して測位することができる。以下で説明するように、ローカルＲＴＫシステム１５０は、ＷＡＤＧＰＳシステム１００よりも高精度であって、整数周期の曖昧さが迅速に解決できることが、ＷＡＤＧＰＳシステム１００よりも有利である。

ローカルＲＴＫシステム１５０を用いれば、測定値が基準ＧＰＳ受信機１２２及び関連付けられたユーザＧＰＳ受信機１４２から見てｎ個の衛星１１０に関して取得された場合、測定値を用いて、次式にしたがって配列形式でユーザ即ち対象物１４０の位置を求めることができる。

ここで、∇Φ＝［∇φ_１ ∇φ_２・・・∇φ_ｎ］^Ｔはｎ個の衛星１１０の各々に関する差動搬送波位相測定値によって形成された搬送波位相測定値ベクトルであり、Ｎ＝［Ｎ_１ Ｎ_２・・・Ｎ_ｎ］Ｔは搬送波位相測定値ベクトルにおける各々の差動搬送波位相測定値に関連付けられた差動整数曖昧さによって形成された整数曖昧ベクトルであり、Ｈ＝［ｈ_１ ｈ_２・・・ｈ_ｎ］^Ｔはユーザ即ち対象物１４０からｎ個の衛星１１０への単位ベクトルによって形成される測定値感度行列、ｘはローカルＲＴＫシステム１５０における基準局１２０からユーザ即ち対象物１４０への位置ベクトルを含む実数未知状態ベクトル（又は実数ベクトル）、及びｎ_φ＝［ｎ_φ１ ｎ_φ２・・・ｎ_φｎ］Ｔはｎ個の衛星１１０の各々に関して差動搬送波位相ノイズによって形成される測定値ノイズ・ベクトル（又は位相距離残差ベクトル）である。

式（１）を用いて実数ベクトルｘを求めるには、整数曖昧ベクトルＮを解決する必要がある。整数曖昧ベクトルＮに含まれる整数曖昧値を解決するために多くの異なる方法は開発されており、これらの方法は通常、測定値残差ベクトルΔΦの最小ノルム等、特定の基準を満たす整数曖昧値の組み合わせを見つける探索処理を用いる。

ここでΔΦは、整数曖昧値の組み合わせを含む整数曖昧ベクトル候補Ｎ〜（ただし、式中においては、「〜」は「Ｎ」の上部に表示）に対応する位相距離残差ベクトル、及びｘ＾（ただし、式中においては、「＾」は「ｘ」の上部に表示）は、式（１）の最小二乗解であり、以下の式（３）又は（４）で表される。

なお、式（５）で表されるＲは、従来の方法を用いて計算した差動搬送波位相ノイズｎ_φｉの標準偏差であるσ_ｉによって形成された測定値共分散行列である。σ_ｉを計算する方法の例が、"Precision, Cross Correlation, and Time Correlation of GPS phase and Code Observations"（ＧＰＳ位相及びコード観測の精度、相互相関、及び時間相関）（Peter Bona, GPS Solutions, Vol. 4, No. 2, Fall 2000, p3-13）、又は"Tightly Integrated Attitude Determiantion Methods for Low-Cost Inertial Navigation: Two-Antenna GPS and GPS/Magnetometer"（低コスト慣性ナビゲーション用の緊密に一体化された姿勢判定方法：２アンテナＧＰＳ及びＧＰＳ／磁気探知器）（Yang, Y, Ph.D. Dissertation, Dept. of Electrical Engineering, University of California, Riverside, CA, June 2001）（カリフォルニア大学電気工学科博士課程学位論文）に掲載されており、双方共、ここで引用したことにより、その内容が本願にも含まれるものとする。

探索方式の他の例が、本明細書に引用した"Instantaneous Ambiguity Resolution"（即時曖昧さ解決）（Hatch, R, Proceedings of the KIS symposium 1990, Banff, Canada)、及び本願と所有者が同一の特許出願"Fast ambiguity Resolution for Real Time Kinematic Survey and Navitation"（リアル・タイム力学的探索及びナビゲーション用高速曖昧さ解決（米国特許出願第１０／３３８，２６４号明細書）に掲載されている。これらも、ここで引用したことにより、その内容が本願にも含まれるものとする。
整数曖昧さが解決されたならば、ローカルＲＴＫシステム１５０の解としてユーザ受信機１４２の位置、速度、及び時間（ＰＶＴ）を精度高く計算することができる。

ローカル測位システム１７４を用いると、ユーザ受信機１４２の位置、速度、及び時間（ＰＶＴ）を、ローカル測位システム１７４の解として、精度高く計算することができる。例えば、１つ以上のランドマークに対する到達局及び角度情報は、信号の飛行時間及び／又はドプラ周波数ずれを用いて判定することができる。ローカル測位システムにおいて到達距離及び角度情報を判定することに関するこれ以上の論述は、２００５年４月１１日に出願され"Improved Radar System for Local Positioning"（ローカル測位レーダ・システムの改良）と題する米国特許出願第１１／１０３，９６４号において得られる。加えて、１つ以上のランドマーク１７６及び関連するユーザＧＰＳ受信機１４２におけるＧＰＳ受信機１２０に鑑みて行ったｎ機の衛星１１０に関する測定は、前述の式にしたがってユーザ即ち対象物１４０の位置を解くために用いることができる。

ローカルＲＴＫシステム１５０には多くの利点があるもかかわらず、ユーザ即ち対象物１４０はローカルＲＴＫシステム１５０を常時利用することはできない。何故なら、ユーザがランドマーク（陸標）１７６及び／又は基準局１２０から遠過ぎる場所へ移動したり、ランドマーク１７６及び／又は基準局１２０基準局１２０の所在地外にいて、ユーザ即ち対象物１４０とランドマーク及び／又は基準局との間の無線リンク１２４が維持できないためである。これらの状況において、電離層に起因する誤差は、ユーザ即ち対象物１４０とランドマーク１７６及び／又は基準局１２０との間における測定値の差異を考慮することで十分に除去することはできない。この誤差は、測定値残差ベクトルΔΦに含まれる測定値残差を増大させるため、整数曖昧ベクトルに対する上述の探索方法に影響を及ぼす。

したがって、ユーザＧＰＳ受信機と基準局との間の距離が大きいためにローカル測位システム１７４ローカルＲＴＫシステム１５０が利用できないか、又は精度を喪失した状況において、ユーザは整数曖昧さを解決するために別の方法が用いられるＷＡＤＧＰＳモードで動作することが必要になる場合がある。ＷＡＤＧＰＳシステム１００を用いれば、各々の整数周期曖昧さは実数値（非整数）変数として推定する。この作業は、しばしば「浮動曖昧さ」値の判定と呼ばれる。「浮動曖昧」値を判定する一方法は、ユーザ即ち対象物１４０で取得された未処理ＧＰＳ測定値に基づく屈折補正値コード及び搬送波位相測定値の形成、コード測定値と同一単位への搬送波位相測定値のスケーリング、及び対応するコード測定値から各々のスケーリングされた搬送波位相測定値を減算してオフセット値を求めることを含む。本発明の一実施形態において、ＰＲＣで表わす屈折補正されたコード測定値は、次式のように形成する。

ここで、Ｐ_１及びＰ_２は、各々Ｌ１及びＬ２信号の周波数ｆ_１、ｆ_２上の、特定の測定時点における未処理擬似距離コード測定値である。ＬＲＣで表わす屈折補正された搬送波位相測定値は、同様に次式のように形成する。

ただし、Ｌ_１及びＬ_２は、各々Ｌ１及びＬ２信号の波長によってスケーリングされた搬送波位相測定値であり、その各々が、スケーリングされた搬送波位相測定値が、対応するコード測定値と同じ値に近くなるように加算された、近似的整数周期曖昧値を含む。つまり、式（８）及び（９）で表される。

ここで、ψ_１及びψ_２は、各々同一測定時点におけるＬ_１及びＬ_２周波数上の未処理搬送波位相測定値であり、Ｎ_１及びＮ_２の整数周期値は、ユーザ即ち対象物１４０による搬送波位相の追跡の開始時点で初期化されて、対応するコード測定値の１搬送波波長の範囲内にある値を与えることにより、スケーリングされた搬送波位相測定値と対応するコード測定値の差異を小さい状態に維持する。式（７）の形式から、λが約０．１０７０ｍ（すなわち、ｃ／（ｆ_１＋ｆ_２）であるように、屈折補正された搬送波位相測定値が、ｆ_１とｆ_２（約２．８０３ＧＨｚ）の合計として定義される波長λを有する整数周期の曖昧さを含む。

式（６）〜（９）にしたがってコード及び搬送波位相測定値の両方から電離層効果が除去され、擬似距離及び搬送波位相測定値に対する衛星時計及び軌道誤差の影響が同一であるため、ステップ３１０で得られたＰＲＣ及びＬＲＣの値は、搬送波位相測定値ＬＲＣ及び更に高次のマルチパス・ノイズＰＲＣに関連付けられた可能な整数周期曖昧さを除いて、ほぼ一致するはずである。これにより、オフセットが「浮動曖昧さ」の一層高精度な推定値になるように、屈折が補正されたコード測定値と屈折が補正された搬送波位相測定値との間のオフセット（Ｏ＝ＰＲＣ-ＬＲＣ）を一連の測定時点にわたって平滑化することにより、ＬＲＣにおける整数周期曖昧さの解決が可能になる。平滑化されたオフセット値は、後置測定値残差を用いて、調整された測定値残差がゼロに近くなるように追加的な搬送波位相測定値に調整を施すことによって更に調整することができる。

本発明の一実施形態においては、次式のようにオフセットの拡張平均を求めることによって、オフセットを平滑化する。

なお、ｉ＝１，２、３、．．．は測定時点示し、ηの値は信頼度であり、浮動曖昧値の推定値であるＯ_ｉの精度が高くなるにつれて増加する。本発明の一実施形態において、平均化の最大値が得られるまでηはｉに等しい。例えば、搬送波位相測定値がコード測定値のノイズの１／１００に過ぎないと仮定するならば、「η」の値を１００の２乗すなわち１０，０００未満に制限する。式（９）はこのように、浮動曖昧値が所定の精度に達するまで、再帰的に計算することができる。

平滑化したオフセットＯ_ｉにより、平滑化した屈折補正コード測定値Ｓは、次式のように平滑化したオフセットに現在の現測定時点における屈折補正した搬送波位相測定値を加えることによって得られる。

これは搬送波位相測定値の精度を有するが、付随する曖昧さは存在しない。

式（６）〜（１１）と関連付けて述べたように、上述のプロセスは、ユーザＧＰＳ受信機１４２の視界にある複数の衛星の各々について実行する。ユーザＧＰＳ受信機１４２から見える複数の衛星の各々について利用可能な平滑化した屈折補正済みコード測定値を用いて、これらの衛星群までの擬似距離ｓを取得することができる。これらの擬似距離は、ハブ１０５から受信したＷＡＤＧＰＳ補正値を用いて調整され、加重最小二乗法補正で用いられて状態ベクトルｘを計算する。このようにして、ユーザＧＰＳ受信機１４２の位置、速度、及び時間（ＰＶＴ）を、ユーザＧＰＳ受信機１４２のＰＶＴに対するＷＡＤＧＰＳ解として計算することができる。

平滑化した屈折補正済みオフセットを求める本方法の他の例が、"The Synergism of Code and Carrier Measurements"（コードと搬送波測定値の相乗効果）（Hatch, R, Proceedings of the Third International Geodetic Symposium on Satellite Dopper Positioning, DMA, NOS, Las Cruses, N.M., New Mexico State University, Vol. II, pp. 1213-1232)（衛星ドップラ測位に関する第３回国際測位学シンポジウム会報）、及び本願と所有者が同一の特許出願"Method for Generating Clock Corrections for a Wide-Area or Global Differential GPS System"（広域又は大域差動ＧＰＳシステム用のクロック補正値の生成法）（代理人整理番号００９７９２-００４２-９９９）に掲載されている。これらの文献の内容は、ここで引用したことにより、本願にも含まれるものとする。

また、最小二乗法あるいはカルマン・フィルタ解の別個の状態として、「浮動曖昧」値を求めることも可能である。曖昧さが状態として含まれる場合、システムの外形が衛星運動のために変化するにつれて一層高精度となるように、各々の浮動曖昧値に対する推定値を分散にしたがって調整する。このように、この技術もまた、時間の経過に伴ない精度を高めて推定値を与える。"Navigation"(Vol. 38, No.1, Spring 1991におけるPatrick H. C. Hwangの論文"Kinematic GPS for Differential Positioning: Resolving Integer Ambiguities on the Fly"（差動測位用の力学的ＧＰＳ：整数曖昧さの伝送中における解決）を参照のこと。その内容は、ここで引用したことにより、本願にも含まれるものとする。

「浮動曖昧」値を推定するために用いることができる上記技術の多くの組み合わせ及びバリエーションがある。しかし、これらは全てかなり長時間にわたる処理データを含む。その時間は、「浮動曖昧さ」がユーザ１４０のナビゲート位置の１０ｃｍ未満の精度を与えるのに十分な精度があると確信できるまで１〜２時間も要する場合が多い。「浮動曖昧」値を得るまでの時間を短縮するために、ユーザＧＰＳ受信機１４２の既知の位置を用いて、後述のようにＷＡＤＧＰＳシステムを初期化することができる。

図３Ａは、ＷＡＤＧＰＳシステム１００を初期化する方法３００を示す。図３に示すように、方法３００は、ユーザが既知の場所で静止しているか否かを判定するステップ３１０を含む。これは、ユーザ入力により、又はユーザ受信機１４２が静止しているか否かをコンピュータ１４４が判定できるようにする従来の何らかのメカニズムを介して行うことができる。ユーザ受信機１４２が静止していて、ユーザ受信機１４２の位置が正確にわかっている場合、その位置を用いてローカルＲＴＫシステム１５０の支援なしに浮動曖昧値を計算することができる。調べられたユーザＧＰＳ受信機１４２の位置を既知の位置として用いることができ、又は環境によっては、単にユーザ受信機１４２が静止しておりユーザ位置が先行動作の間に既に特定されているために、位置がわかっているという場合もある。

ユーザが既知の場所で静止しているとの判定に応答して、方法３００はステップ３２０へ進み、ユーザ受信機の位置を既知の場所に設定する。さもなければ、方法３００はステップ３３０へ進み、ローカル測位システム１７４及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０を起動して、上述の方法を用いて自動的にユーザ位置を更新する。

方法３００は、ステップ３２０又はステップ３３０のいずれによって特定したにしても、ユーザ受信機の場所を用いて、衛星群１１０への理論距離を計算するステップ３４０を更に含む。これは、ＷＡＤＧＰＳシステム１００からブロードキャストした天体暦に基づいて衛星群１１０の位置を計算して、ＷＡＤＧＰＳシステム１００がブロードキャストした軌道補正値によってこれらの位置を調整するステップを含んでいてよい。ユーザ受信機位置及び衛星位置を直交座標で与えられて、ユーザ１４０から各々の衛星１１０までの理論距離を次式のように計算することができる。

ここで、下付添字ｓは衛星の座標を示し、下付添字ｕはユーザ即ち対象物受信機の座標を示す。

更に、方法３００は、計算した理論距離から同一衛星に関する屈折補正した搬送波位相測定値を減算することによって、各々の衛星に対応する初期浮動曖昧値ａを次式のように計算するステップ３５０を含む。

なお、Ｌ^０ _ＲＣは、測定開始時点で式（７）にしたがって計算した屈折補正値搬送波位相測定値を表わす。

更に、方法３００は、次式のように初期の浮動曖昧値を後続の測定時点において対応する屈折補正した搬送波位相測定値に加算することによって、即ち、

そして、確信度を高く（又は分散を小さく）設定するように浮動曖昧値を既知として扱うことによって浮動曖昧値を求めるステップ３６０を含む。実際には、ステップ３６０は、浮動曖昧値を判定する処理において浮動曖昧値を調整するために利得に小さい値を用いて実行する。例えば、式（９）にしたがって屈折補正したコード測定値と屈折補正した搬送波位相測定値との間のオフセットを平滑化することによって浮動曖昧値を判定する場合、小さい利得とは、η＝ｉ＋（大きい数）となるように、浮動曖昧値を計算する際にあたかも多数のオフセット値を用いたかのように、浮動曖昧値を扱うことを意味する。曖昧値をカルマン・フィルタ処理で判定する場合、曖昧状態の分散を小さい値に設定することによって小さい利得を得る。

このように、静止ユーザ受信機１４２の既知の位置を用いることによって、あるいはローカル測位システム及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０を用いて浮動曖昧値を初期化することによって、ユーザ受信機位置が未知の場合に浮動曖昧値を求めるために通常は１５分から２時間程度要する「プルイン」時間を回避する。これによってＷＡＤＧＰＳシステム１００における搬送波位相曖昧さを解決する処理の速度が大幅に向上し、ＷＡＤＧＰＳシステム１００がリアル・タイム測位及び／又はナビゲーションの目的には更に適したものになる。

方法３００において、ローカル測位システム１７４及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０を用いてユーザ受信機位置を更新するために、ローカル測位システム１７４内の１つ以上のランドマーク１７６の位置、及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０内の基準局１２０の位置を、ＷＡＤＧＰＳシステム１００内で精度高く判定しなければならない。従来型のＲＴＫシステムを相対的な意味で用いることができる。これは、ユーザ受信機１４２の位置を基準受信機に相対的に判定できることを意味する。このようにして、１つ以上のランドマーク及び／又は基準局の絶対座標が特に高精度でなく、通常のＧＰＳデータ以外の座標データを用いてランドマーク及び／又は基準局を測位する場合であっても、ユーザＧＰＳ受信機１４２の精度高い相対位置を入手することができる。しかしながら、ローカル測位システム１７４、ローカルＲＴＫシステム１５０及び／又はＷＡＤＧＰＳシステム１００を組み合わせて用いるには、ローカル測位システム１７４における１つ以上のランドマーク１７６及びＲＴＫシステム１５０内での基準受信機１２０の絶対位置を判定することが必要である。ローカル測位システム１７４における１つ以上のランドマーク１７６又はローカルＲＴＫシステム１５０内の基準局１２０に対して誤った位置を用いた場合、上述のように計算した浮動曖昧値は不正確となる。このため、後続のＷＡＤＧＰＳ処理の間に浮動曖昧値が徐々に正しい値に調整されていくにつれて、ユーザ受信機１４２の計算位置が徐々にドリフトすることになる。

本発明の一実施形態において、ローカル測位システム１７４における１つ以上のランドマーク１７６の平均位置及び／又はＲＴＫシステム１５０内の基準局１２０の平均位置は、信頼性を上げるためにＷＡＤＧＰＳシステム１００から数時間分の測位データに基づいて判定する。別の実施形態において、ローカル測位システム１７４における１つ以上のランドマーク１７６及び／又は基準局１２０におけるコンピュータ・システムは、自身の位置のオペレータ入力値を受理して、その位置をユーザ１４０に提供する。これによって、基準局の位置を用いて、相対ローカル測位及び／又はＲＴＫ測位を直ちに開始することができる。同時に、１つ以上のランドマーク１７６及び／又は基準局１２０の位置がＷＡＤＧＰＳシステム１００によって更に精度高く測定され、基準局１２０へ送信される。次いで、この精度を高めた位置、又はオペレータ入力位置と、ＷＡＤＧＰＳシステム１００が判定した１つ以上のランドマーク１７６及び／又は基準局１２０の高精度化した位置との間のオフセットは、ユーザ１４０へ比較的低速度で送信される。

図３Ｂは、ローカル測位システム１７４及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０を用いてユーザ位置を更新する方法３００のステップ３３０を更に詳細に示す。図３Ｂに示すように、ステップ３３０は、ユーザ即ち対象物１４０が、ＲＴＫシステム１５０内の基準局１２０のオペレータ入力位置を受信するサブステップ３３１と、ユーザ即ち対象物１４０がローカル測位及び／又はローカルＲＴＫ動作を実行して１つ以上のランドマーク１７６及び／又は基準局１２０の位置に対する相対的なそれ自体の位置を判定するサブステップ３３３とを含む。更に、ステップ３３０は、ユーザ即ち対象物１４０が、ＷＡＤＧＰＳシステム１００によって精度を高めて判定した基準局１２０の位置、又は基準局１２０のオペレータ入力位置とＷＡＤＧＰＳシステム１００によって精度を高めて判定した基準局１２０の位置との間のオフセットを受信するサブステップ３３５を含む。更に、ステップ３３０は、ユーザ即ち対象物１４０が、ランドマーク及び／又は基準局のユーザ入力位置、あるいはＷＡＤＧＰＳシステム１００（利用できる場合）によって判定した１つ以上のランドマーク１７６及び／又は基準局１２０の位置を用いてユーザＧＰＳ受信機１４２の絶対位置を直交座標で計算するサブステップ３３７を含む。

方法３００を用いて利点が得られる例に、列車の測位がある。列車がトンネルを通過する際に、ローカル測位システム・リンク、ローカルＲＴＫリンク及び大域ＷＡＤＧＰＳリンクが共に失われる。この状況において、ローカル測位システム・データ・リンク及び／又はＲＴＫデータ・リンクは、電車がトンネルから出る際にＷＡＤＧＰＳ浮動曖昧値を初期化するために設定することができる。これにより、正確な浮動曖昧値を判定するのに要する長いデータ間隔を回避する。

方法３００を用いて利点が得られる別の例に、離陸直後の飛行機の測位がある。この場合、飛行機が離陸の準備をしている空港におけるローカル測位システム及び／又はローカルＲＴＫシステムを用いて、離陸前又は離陸中にＷＡＤＧＰＳ曖昧さを初期化することができる。

このように、ユーザＧＰＳ受信機１４２と、当該ユーザＧＰＳ受信機１４２に接続したコンピュータ・システム１４４とを含むユーザ即ち対象物１４０は、ローカル測位システム、ＲＴＫモード及びＷＡＤＧＰＳモードの両方において動作することができる。ローカル測位システム及びローカルＲＴＫシステム１５０がＷＡＤＧＰＳシステムより好ましいのは、ローカルＲＴＫシステム１５０の探索方法が前述のように、ＷＡＤＧＰＳシステム１００において整数曖昧値を解決する平滑化方法よりも、はるかに短い時間で済むためである。探索処理において、コード測定値の平滑化は必要でないか、あるいは、持続期間がはるかに短いコード測定値の平滑化を実行すれば、整数周期曖昧さを直接判定するのではなく、整数曖昧値の初期集合における不確実性を低減して、後続の探索処理の制約を更に厳しくすることができる。この理由により、曖昧値の初期集合を得るには数秒分のデータだけで十分である。

しかし、ローカル測位システム１７４及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０が利用できるのは、ローカル測位システム１７４及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０におけるユーザＧＰＳ受信機１４２と基準局１２０との間の通信リンクが維持することができ、しかもユーザ即ち対象物１４０がローカルＲＴＫシステム１５０内の基準局１２０から離れ過ぎない状況に限られる。これらの条件が満たされない場合、すなわちローカル測位システム１７４及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０が利用できないか又は低精度である場合、ローカル測位システム１７４及び／又はＲＴＫシステム１５０によって最後に判定したユーザ受信機位置を用いてＷＡＤＧＰＳシステムを初期化することによって「浮動曖昧」値を求めるのに要する長い「プルイン」時間を回避することができるため、ユーザはＷＡＤＧＰＳシステム１００に頼ってナビゲーションすることができる。

図４に、ユーザコンピュータ・システム１４４が実行する、ローカル測位、ＲＴＫ及びＷＡＤＧＰＳを組み合わせた動作の処理フロー４００を示す。処理フローはステップ４４０、４５０、及び４６０を含む。図４に示すように、ローカル測位補正値が利用可能な間は、ユーザ１４０はローカル測位モードにおいて動作し、ＲＴＫ補正値が利用可能な間、ユーザ１４０はＲＴＫモードで動作する。ユーザはローカル測位システム１７４及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０内のランドマーク基準局１２０の位置４０１を受信して、ステップ４４０を実行し、そこでローカル測位システム１７４内のランドマーク１７６及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０内の基準受信機１２０から受信したＲＴＫ補正値４１０を用いてユーザ受信機のＰＶＴを決定する。ステップ４４０を実行する間、バックグラウンドでＷＡＤＧＰＳ解決が生成できるように、ユーザ１４０は連続的にハブ１０５からＷＡＤＧＰＳ補正値４２０を受信することができる。また、ユーザ１４０は、比較的低速でハブ１０５からローカル測位システム１７６内のランドマーク１８６及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０内の基準局１２０の更新位置４３０を受信することができる。ランドマーク１７６及び／又は基準局１２０の更新位置及びユーザ受信機位置のローカル測位／ＲＴＫ解を用いて、先に論じた方法３００にしたがって、ローカル測位／ＲＴＫ解に一致するように、ＷＡＤＧＰＳ解を連続的にバックグラウンドで初期化することができる。

ローカル測位及びＲＴＫ補正値が失われた場合、ユーザ１４０はＷＡＤＧＰＳ動作モードへ切り替えてステップ４５０を実行し、そこでユーザ１４０は、ローカル測位／ＲＴＫ補正値が利用できなくなる直前に、ローカル測位及び／又はＲＴＫ動作モードにおいて判定したユーザ受信機位置を用いて、先に論じた方法３００にしたがって、ＷＡＤＧＰＳ動作モードの浮動曖昧値を初期化する。このように、長い「プルイン」時間を要せずに、「浮動曖昧さ」値を判定することができる。ステップ４５０の実行中に、ユーザ１４０は連続的にハブ１０５からＷＡＤＧＰＳ補正値４２０を受信する。また、ユーザ１４０は、比較的低速でハブ１０５からローカル測位システム１７４内の１つ以上のランドマーク１７６及び／又はローカルＲＴＫシステム１５０内の基準局１２０の更新位置４３０を受信することができる。基準局座標を用いて、ＷＡＤＧＰＳモードで生成したユーザ受信機位置を、１つ以上のランドマーク１７６及び／又はローカル基準受信機１２０に相対的な位置に変換する。このように、ユーザコンピュータ・システム１４４が生成したＰＶＴ結果は、異なる動作モードの間で継ぎ目なく遷移する。
ローカル測位及び／又はＲＴＫ補正値が再び利用可能になると、ユーザはステップ４６０においてＲＴＫ動作を再開するが、これはステップ４４０におけるローカル測位及び／又はＲＴＫ動作と同様である。

図４Ｂは、ローカル測位システム、ローカルＲＴＫシステム、及び／又はＷＡＤＧＰＳシステムを用いるためのプロセス・フロー４７０を示すフロー・チャートである。利用可能であれば、ユーザの位置は、ローカル測位システムから受信した情報にしたがって判定することができる（ステップ４８０）。利用可能であれば、ユーザの位置は、ＲＴＫシステムから受信した情報にしたがって判定することができる（ステップ４８２）。利用可能であれば、ユーザの位置はＷＡＤＧＰＳシステムから受信した情報にしたがって判定することができる（ステップ４８４）。搬送波位相測定における浮動曖昧値を初期化することができる（ステップ４８６）。プロセス４７０は、これらよりも少ない動作又は多い動作を含んでもよい。２つ以上の動作を組み合わせることもでき、更に少なくとも１１つの動作の位置を変えることもできる。

実施形態の一例では、ユーザＧＰＳ受信機１４２は、ローカル測位システム１７６との通信が利用可能なときには、ユーザ１４０の第１位置を判定する際に、ローカル測位システム１７６を用いる第１動作モードで動作することができる。ユーザ１４０の第２位置は、第２動作モードにおいてＷＡＤＧＰＳシステム１００を用いて実行する、搬送波位相測定にしたがって判定することができる。第１位置のようなユーザ１４０の既知の位置は、搬送波位相測定における浮動曖昧値を初期化するために用いることができる。実施形態の中には、ユーザ１４０の既知の位置をユーザが提供及び／又は入力することができる場合もある。

実施形態の中には、利用可能であれば、第１動作モードを用いてユーザ１４０の位置を判定する場合もある。しかしながら、ローカル測位システム１７４との通信が失われた場合、第２動作モードを用いればよい。ローカル測位システム１７４までの距離が、１００ｍ、５００ｍ、１０００ｍ、１０，０００ｍ又はそれ以上のような値を超過すると、ローカル測位システム１７４との通信が失われる場合がある。

実施形態の中には、第１動作モード及び第２動作モードを実質的に同時に行うことができ、第１位置と第２位置との間の差を用いて、搬送波位相測定において浮動曖昧値を初期化する場合もある。実施形態の中には、第１動作モード及び第２動作モードを実質的に同時に行うことができ、第１位置と第２位置との間の差を用いて、ユーザ１４０の第３位置を判定する場合もある。ユーザの第３位置は、第３動作モードにおいてＲＴＫシステム１５０から受信する情報に応じればよい。

実施形態の中には、第３動作モードを用いるのを、ローカル測位システム１７４との通信が失われたときとするとよく、第１動作モードを用いるのを、ローカル測位システム１７４がサイド利用可能となったときとするとよい場合がある。

実施形態の中には、第２モードを用いるのは、ローカル基準受信機１２２及びローカル測位システム１７４との通信が失われたときであり、第１動作モードを用いるのは、ローカル測位システム１７４との通信が利用可能なときであり、更に、第３動作モードを用いるのは、ローカル基準受信機１２２との通信が利用可能であり、ローカル測位システム１７４との通信が失われたときである場合がある。

実施形態の中には、第２動作モードを用いるのは、ローカル測位システム１７４からユーザ１４０までの距離が第１値（１０，０００ｍ等）よりも大きいときであり、第１動作モードを用いるのは、ローカル測位システム１７４からユーザ１４０までの距離が第２値（１０００ｍ等）よりも小さいときであり、第３動作モードを用いるのは、ローカル測位システム１７４からユーザ１４０までの距離が第１所定値と第２所定値との間である場合がある。

処理４００は、多くのアプリケーションで利用できる。一つのアプリケーションは、ＷＡＤＧＰＳ通信リンクが少なくとも一般的には利用できるがＲＴＫ無線リンクを維持できない領域にＲＴＫ動作を拡張することを含む。例えば、図５に示すように、ユーザ即ち対象物１４０は、うねりのある丘陵の領域５０１の列５２０毎に移動する農業車両５１０であってもよく、その場合、ユーザ受信機１４２を農業車両又は農業車両に接続した農業装置に取り付けることができる。領域５０１は、ローカルＲＴＫシステム１５０内の基準局１２０から見える領域５０３、及び基準局１２０からは見えない領域（陰影付き）５０５、５０７を含む。ＲＴＫ通信リンクは通常見通し線となるため、ユーザＧＰＳ受信機１４２が領域５０３から領域５０５又は５０７へ移動するたびにＲＴＫデータが失われる。しかし、ユーザ受信機１４２とＷＡＤＧＰＳシステム１００との間のデータ・リンクは、多くの場合、衛星群によって使い易くなっているので、一般に利用可能である。ＲＴＫ無線リンクが利用可能であってＲＴＫシステム１５０が動作中の場合はいつでもＷＡＤＧＰＳシステム１００における浮動曖昧さを初期化することにより、ＲＴＫリンクが失われた場合にその間におけるＲＴＫ動作の精度を現実的に保持することができる。

図１のＷＡＤＧＰＳ／ＲＴＫシステム１００は、先の説明において用いられているが、測位及び／又はナビゲーション目的で衛星群からの搬送波位相測定値を利用し、したがって位相測定値に付随する曖昧値を判定する必要がある任意の地域、広域、又は大域システムも、上述の方法３００及び処理４００の利点が得られることは認められよう。これらのシステムの例として、John Deere Company（ジョン・ディア社）が開発したStarfire（商標）システム、及びいくつかの米国政府機関において開発中の地域的高精度全国差動（ＨＡ-ＮＤ：High Accuracy-National Differential）ＧＰＳシステムが含まれる。

本発明の一実施形態によるＷＡＤＧＰＳシステム、ローカル測位システム、及びローカルＲＴＫシステムの組み合わせのブロック図である。 ユーザＧＰＳ受信機に結合したコンピュータ・システムのブロック図である。 ＷＡＤＧＰＳシステム、ローカルＲＴＫシステム及び／又はローカル測位システムを組み合わせて用いる方法を示すフロー図である。 ローカルＲＴＫシステムを用いて受信機位置を更新する方法を示すフロー図である。 ＷＡＤＧＰＳシステムとローカルＲＴＫシステムの両方を用いた動作の組み合わせの処理フローを示すフロー図である。 ＷＡＤＧＰＳシステムとローカルＲＴＫシステムの両方を用いた動作の組み合わせの処理フローを示すフロー図である。 前述の動作の組み合わせが使用可能な状況を示す図である。

Claims (19)

1. ローカル測位システム及び広域差動衛星測位システム双方と関連付けられた対象物を測位又はナビゲートする方法において、該方法は、
   第１動作モードにおいて、前記広域差動衛星測位システムを用いて、搬送波位相測定に応じて前記対象物の第１位置を判定するステップと、
   第２動作モードにおいて、前記ローカル測位システムから受信した情報に応じて、前記対象物の第２位置を判定するステップと
   を備えていることを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、前記対象物の既知の位置が、前記搬送波位相測定において浮動曖昧値を初期化するために用いられることを特徴とする方法。
3. 請求項２記載の方法において、前記対象物の既知の位置は、前記第２位置であることを特徴とする方法。
4. 請求項２記載の方法において、前記対象物の既知の位置は、ユーザによって入力されることを特徴とする方法。
5. 請求項１記載の方法において、前記第２動作モードは、前記ローカル測位システムとの通信が利用可能な場合に用いられることを特徴とする方法。
6. 請求項１記載の方法において、前記第１動作モードは、前記ローカル測位システムとの通信が失われた場合に用いられ、前記第２動作モードは、前記ローカル測位システムが再度利用可能になったときに用いられることを特徴とする方法。
7. 請求項１記載の方法において、前記第２動作モードは、前記ローカル測位システムから前記対象物までの距離が所定の位置よりも小さい場合に用いられることを特徴とする方法。
8. 請求項１記載の方法において、前記第１動作モードは、前記ローカル測位システムとの通信が失われた場合に用いられることを特徴とする方法。
9. 請求項１記載の方法において、前記第１及び第２動作モードは、実質的に同時に用いられ、前記第２位置と前記第１位置との間の差は、前記搬送波位相測定において浮動曖昧値を初期化するために用いられることを特徴とする方法。
10. 請求項１記載の方法において、前記第１及び第２動作モードは、実質的に同時に用いられ、前記第２位置と前記第１位置との間の差は、前記対象物の第３位置を判定するために用いられることを特徴とする方法。
11. 請求項１記載の方法において、該方法は更に、第３動作モードにおいて、実時間力学的測位を用いて、ローカル基準受信機から受信する情報に応じて、前記対象物の第３位置を判定するステップを備えていることを特徴とする方法。
12. 請求項１１記載の方法において、前記第３動作モードは、前記ローカル測位システムとの通信が失われたときに用いられ、前記第２動作モードは、前記ローカル測位システムとの通信が再度利用可能になったときに用いられることを特徴とする方法。
13. 請求項１１記載の方法において、前記第１動作モードは、前記ローカル基準受信機及び前記ローカル測位システムとの通信が失われたときに用いられ、前記第２動作モードは、前記ローカル測位システムとの通信が利用可能なときに用いられ、前記第３動作モードは、前記ローカル基準受信機との通信が利用可能であり、前記ローカル測位システムとの通信が失われたときに用いられることを特徴とする方法。
14. 請求項１１記載の方法において、前記第１動作モードは、前記ローカル測位システムから前記対象物までの距離が第１所定値よりも大きい場合に用いられ、前記第２動作モードは、前記ローカル測位システムから前記対象物までの距離が第２所定値よりも小さい場合に用いられ、前記第３動作モードは、前記ローカル測位システムから前記対象物までの距離が前記第１所定値と前記第２所定値との間である場合に用いられることを特徴とする方法。
15. コンピュータ読み取り可能プログラム命令を格納したコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記プログラム命令をプロセッサによって実行するとき、該プロセッサが、ローカル測位システム及び広域差動衛星測位システム双方と関連付けられた対象物を測位又はナビゲートする方法を実行し、前記プログラム命令は、
    第１動作モードにおいて、前記広域差動衛星測位システムを用いて搬送波位相測定に応じて前記対象物の第１位置を判定する命令と、
    第２動作モードにおいて、前記ローカル測位システムから受信した情報に応じて、前記対象物の第２位置を判定する命令と
    を含んでいることを特徴とするコンピュータ読み取り可能媒体。
16. 第１動作モード及び第２動作モードで動作するように構成された衛星ナビゲーション受信機であって、前記第１動作モードにおいて、広域差動衛星測位システムを用いて搬送波位相測定に応じて対象物の第１位置を判定し、前記第２動作モードにおいて、ローカル測位システムから受信する情報に応じて、前記対象物の第２位置を判定することを特徴とする衛星ナビゲーション受信機。
17. 衛星ナビゲーション受信機であって、
    メモリと、
    プロセッサと、
    前記メモリに格納され前記プロセッサが実行するプログラムであって、
    広域差動衛星測位システムを用いて搬送波位相測定に応じて対象物の第１位置を判定する命令と、
    ローカル測位システムを用いて前記対象物の第２位置を判定する命令と、
    を含むプログラムと
    からなることを特徴とする衛星ナビゲーション受信機。
18. 衛星ナビゲーション受信機であって、
    広域差動衛星測位システムを用いて搬送波位相測定に応じて対象物の第１位置を判定する動作と、
    ローカル測位システムを用いて前記対象物の第２位置を判定する動作と、
    を実行するように構成された集積回路を備えていることを特徴とする衛星ナビゲーション受信機。
19. 衛星ナビゲーション受信機において、該受信機は、
    メモリ手段と、
    プロセッサ手段と、
    前記メモリ手段に格納され、対象物を測位又はナビゲートするために前記プロセッサ手段が実行するプログラム手段であって、
    広域差動衛星測位システムを用いて搬送波位相測定に応じて対象物の第１位置を判定する命令と、
    ローカル測位システムを用いて前記対象物の第２位置を判定する命令と、
    を含むプログラム手段と
    からなることを特徴とする衛星ナビゲーション受信機。

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