JP2010112724A - 波数推定装置及び測位装置及び波数推定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】推定状態判定部130は、観測量取得部が取得した観測量の数(観測量衛星数)と、実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数の数(実数波数衛星数)と、整数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した整数波数の数とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数が正しいか否かを判定する。実数波数推定部(波数位置推定部110)は、次回の推定において、推定状態判定部130が判定した結果に基づいて、実数波数を推定する。
【選択図】図3
Description
送信機と受信機との間の距離を計測する方式には、信号の伝搬時間を計測することにより、送信機と受信機との間の距離(擬似距離)を算出する方式がある。
また、1メートル以下の高い位置計測精度を必要とする場合には、送信信号の搬送波位相情報(以下、搬送波位相)を用いる方式がある。例えば、GPS信号の搬送波の波長は、約20cmであるから、この信号の位相情報を用いることで、衛星と受信機間の距離をミリメートル級の分解能で計測できる。
搬送波位相を用いて距離を計測する場合、整数部分(360度を超える部分)の情報、すなわち搬送波波長の整数倍に相当する距離成分は、直接測定できない。搬送波位相の整数部分は、アンビギュイティ、整数バイアス、波数などと呼ばれるが、以下では「波数」と呼ぶ。波数は、直接測定できないので、これを決定する方式が必要である。信号を連続的に観測している場合、波数は一定値になるので、一旦波数を決定できれば、その後連続して観測した観測量により、受信機位置の算出が可能となる。
波数を決定する方法は幾つか知られている。例えば、搬送波位相やこれ以外の情報を用いて波数の実数推定値を計算し、この周囲に存在する整数値の波数候補を探索して信頼性が高い値を見つける。以下、波数の実数推定値を「実数波数」、探索の結果決定された波数(整数値)を「整数波数」と呼ぶ。
また、一つの受信機が二つの測位衛星から受信した信号による計測距離の差分を用いることにより、受信機の時計誤差を消去することができる。
更に、二つの受信機が同じ二つの測位衛星から受信した信号による一重差観測量の差分を用いることにより、測位衛星の時計誤差、伝播時間の変動、受信機の時計誤差などの誤差要因を消去する場合もある。一重差観測量の差、すなわち、四つの観測量の差分を「二重差観測量」と呼ぶ。
P.Y.C.Hwang「Kinematic GPS:Resolving Integer Ambiguities On The Fly」IEEE PLANS ’90、IEEE、579〜586ページ、1990年。 B.ホフマン−ウェレンホフ、H.リヒテネガー、J.コリンズ「GPS理論と応用」245〜286ページ、シュプリンガーフェアラーク東京、2005年。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、決定した整数波数の妥当性を、簡便かつ有効に判定し、判定結果に基づいて適切な措置をすることにより、整数波数及び受信機位置の推定の信頼性を高めることを目的とする。
複数の測位衛星のそれぞれについて観測した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについての電波の波数を推定する波数推定装置において、
観測量取得部と、実数波数推定部と、整数波数推定部と、推定状態判定部とを有し、
上記観測量取得部は、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得し、
上記実数波数推定部は、上記観測量取得部が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数を出力し、
上記整数波数推定部は、上記実数波数推定部が出力した実数波数に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数を出力し、
上記推定状態判定部は、上記観測量取得部が取得した観測量の数と、上記実数波数推定部が出力した実数波数の数と、上記整数波数推定部が出力した整数波数の数とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部が推定した実数波数が正しいか否かを判定し、
上記実数波数推定部は、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部が判定した結果に基づいて、実数波数を推定することを特徴とする。
実施の形態1について、図1〜図5を用いて説明する。
測位装置800は、プログラムを実行するCPU911(Central・Processing・Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう)を備えている。CPU911は、バス912を介してROM913、RAM914、通信装置915、表示装置901、キーボード902、マウス903、FDD904、CDD905、プリンタ装置906、スキャナ装置907、磁気ディスク装置920と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置920の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
RAM914は、揮発性メモリの一例である。ROM913、FDD904、CDD905、磁気ディスク装置920の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信装置915、キーボード902、スキャナ装置907、FDD904などは、入力部、入力装置の一例である。
また、通信装置915、表示装置901、プリンタ装置906などは、出力部、出力装置の一例である。
磁気ディスク装置920には、オペレーティングシステム921(OS)、ウィンドウシステム922、プログラム群923、ファイル群924が記憶されている。プログラム群923のプログラムは、CPU911、オペレーティングシステム921、ウィンドウシステム922により実行される。
ファイル群924には、以下に述べる実施の形態の説明において、「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」として説明する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリになどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してCPU911によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのCPUの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のCPUの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、以下に述べる実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、RAM914のメモリ、FDD904のフレキシブルディスク、CDD905のコンパクトディスク、磁気ディスク装置920の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、DVD(Digital・Versatile・Disk)等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス912や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
測位装置800は、観測量取得部810、前処理部820、推定部100、位置演算部830を有する。
観測量取得部810は、観測量として、例えば、測位衛星が送信した電波を受信し、受信した電波に基づいて、電波の伝播時間や搬送波位相などを算出して取得する。なお、観測量取得部810は、通信装置915などの入力装置を用いて、基準局や他の装置が算出した伝播時間や搬送波位相などを観測量として取得する構成であってもよいし、過去に算出あるいは取得した観測量を、記憶装置を用いて記憶しておき、記憶装置が記憶した観測量を取得する構成であってもよい。
また、観測量取得部810は、観測量として、基準局が、測位装置800と同じ測位衛星が送信した電波を受信して取得した伝播時間や搬送波位相などの値を算出して取得する。なお、観測量取得部810は、通信装置915などの入力装置を用いて、基準局や他の装置が算出した伝播時間や搬送波位相などを観測量として取得する構成であってもよいし、過去に算出あるいは取得した観測量を、記憶装置を用いて記憶しておき、記憶装置が記憶した観測量を取得する構成であってもよい。
あるいは、観測量取得部810は、観測量として、取得した観測量に基づいて、一重差観測量や二重差観測量を算出して取得する。なお、観測量取得部810は、通信装置915などの入力装置を用いて、基準局や他の装置が算出した一重差観測量や二重差観測量などを観測量として取得する構成であってもよいし、過去に算出あるいは取得した観測量を、記憶装置を用いて記憶しておき、記憶装置が記憶した観測量を取得する構成であってもよい。
観測量取得部810は、CPU911を用いて、取得した観測量を出力する。
推定部100は、位置演算部830が出力した再初期化制御信号を入力する。再初期化制御信号を入力した場合、推定部100は、初期化処理をする。
推定部100は、波数位置推定部110、状態判定出力部120を有する。
また、波数位置推定部110は、位置演算部830が出力した再初期化制御信号を入力する。位置演算部830が再初期化制御信号を出力した場合、波数位置推定部110は、カルマンフィルタなどの内部状態を初期化する。
更に、測位装置800の時計誤差も未知数と考えると、未知数が4つになるから、4つ以上の測位衛星との距離がわかれば、測位装置800の位置(と時計誤差)を算出できる。
4つ以上の測位衛星(あるいは一重差または二重差)の観測量について整数波数が推定できれば、精密な距離が算出でき、精密な位置が算出できる。精密な位置が算出できれば、逆に、推定した整数波数が正しいか否かを検証することができる。
また、前処理部820が前処理した前処理後観測量から波数位置推定部110が推定した推定実数波数の数を、「実数波数衛星数」と呼ぶ。波数位置推定部110は、各前処理後観測量に対応して、推定実数波数を推定するので、実数波数衛星数は、最大で、観測量衛星数に等しい。しかし、波数位置推定部110が推定に失敗する場合もあるので、実数波数衛星数は、観測量衛星数より少ない場合があり、0であることもあり得る。
更に、波数位置推定部110が推定した推定整数波数の数を、「整数波数衛星数」と呼ぶ。波数位置推定部110は、推定した各推定実数波数に対応して、推定整数波数を推定するので、整数波数衛星数の数は、最大で、推定実数波数衛星数に等しい。しかし、波数位置推定部110が推定に失敗する場合もあるので、整数波数衛星数は、実数波数衛星数よりも少ない場合があり、0であることもあり得る。
すなわち、「観測量衛星数≧実数波数衛星数≧整数波数衛星数≧0」という関係がある。
例えば、整数波数棄却部140は、波数位置推定部110が出力した推定整数波数と、推定状態判定部130が出力した整数波数判定結果とを入力する。整数波数棄却部140は、入力した整数波数判定結果に基づいて、推定状態判定部130の判定内容を判別し、推定状態判定部130が、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が正しいと判定した場合、入力した推定整数波数をそのまま出力する。整数波数棄却部140が出力した推定整数波数が、推定部100の外部への正式な出力となる。逆に、推定状態判定部130が、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が正しくないと判定した場合、整数波数棄却部140は、入力した推定整数波数を出力せずに棄却する。これにより、推定部100は、推定整数波数を出力しない。
推定状態判定部130は、条件判定部131、判定蓄積部132、詳細判定生成部133を有する。
また、詳細判定生成部133は、波数位置推定部110が推定した推定実数波数が正しくないと判定した場合など、波数位置推定部110が内部状態を変更する場合には、判定蓄積部132に対して、履歴消去制御信号を出力する。
測位処理は、観測量取得工程S510、前処理工程S520、推定工程S530、位置演算工程S540、再初期化工程S550、異常対処工程S560を有する。
前処理工程S520において、前処理部820は、CPU911を用いて、観測量取得工程S510で観測量取得部810が取得した観測量を前処理する。
推定状態判定工程S532は、条件判定工程S533、判定蓄積工程S534、詳細判定生成工程S535、履歴消去工程S536を有する。
条件判定工程S533において、条件判定部131は、CPU911を用いて、前処理工程S520で前処理部820が前処理後観測量と、波数位置推定工程S531で波数位置推定部110が推定した推定実数波数と推定整数波数と推定位置とに基づいて、所定の条件が満たされているか否かを判定する。
判定蓄積工程S534において、判定蓄積部132は、RAM914を用いて、条件判定工程S533で条件判定部131が判定した結果を記憶する。
詳細判定生成工程S535において、詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定蓄積工程S534で判定蓄積部132が記憶した判定履歴に基づいて、波数位置推定部110の推定が正しいか否かを複数の基準に基づいて判定する。以下では、一例として、三つの基準に基づいて判定する場合を説明する。
詳細判定生成部133が判定した結果のうち、第一の判定基準に基づく判定結果において、波数位置推定部110の推定が誤っていると判定した場合、推定部100は、CPU911を用いて、履歴消去工程S536へ進む。
詳細判定生成部133が判定した結果のうち、第二の判定基準に基づく判定結果において、波数位置推定部110の推定が誤っていると判定した場合も、推定部100は、CPU911を用いて、履歴消去工程S536へ進む。
履歴消去工程S536において、判定蓄積部132は、RAM914を用いて記憶した判定履歴を消去する。
整数波数棄却工程S537において、整数波数棄却部140は、CPU911を用いて、波数位置推定部110が推定した推定整数波数を棄却する。
位置演算部830が、測位装置800の位置を算出する過程で、推定部100の推定に異常があると判定し、再初期化制御信号を出力した場合、推定部100は、CPU911を用いて、再初期化工程S550へ進む。
それ以外の場合、推定部100は、CPU911を用いて、詳細判定生成工程S535で詳細判定生成部133が判定した判定結果に基づいて、処理を分岐する。
詳細判定生成部133が判定した判定結果のうち、第一の判定基準に基づく判定結果において、波数位置推定部110の推定が誤っていると判定した場合、推定部100は、CPU911を用いて、再初期化工程S550へ進む。
詳細判定生成部133が判定した判定結果のうち、第二の判定基準に基づく判定結果において、波数位置推定部110の推定が誤っていると判定した場合、推定部100は、CPU911を用いて、異常対処工程S560へ進む。
それ以外の場合、測位装置800は、CPU911を用いて、観測量取得工程S510に戻る。
その後、測位装置800は、CPU911を用いて、観測量取得工程S510に戻る。
その後、測位装置800は、CPU911を用いて、観測量取得工程S510に戻る。
上記観測量取得部810は、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得する。
上記実数波数推定部(波数位置推定部110)は、上記観測量取得部810が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数(推定実数波数)を出力する。
上記整数波数推定部(波数位置推定部110)は、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数(推定実数波数)に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数(推定整数波数)を出力する。
上記推定状態判定部130は、上記観測量取得部810が取得した観測量の数(観測量衛星数)と、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数の数(実数波数衛星数)と、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した整数波数の数(整数波数衛星数)とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数(推定実数波数)が正しいか否かを判定する。
上記実数波数推定部(波数位置推定部110)は、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部130が判定した結果に基づいて、実数波数を推定する。
上記推定状態判定部130は、更に、上記観測量取得部810が取得した観測量の数(観測量衛星数)と、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数の数(実数波数衛星数)と、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した整数波数の数(整数波数衛星数)とに基づいて、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した整数波数(推定整数波数)が正しいか否かを判定する。
上記整数波数棄却部140は、上記推定状態判定部130が、上記整数波数(推定整数波数)が正しくないと判定した場合に、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した整数波数(推定整数波数)を棄却する。
上記電波受信部(観測量取得部810)は、複数の測位衛星のそれぞれが送信した電波を受信する。
上記観測量算出部(観測量取得部810)は、上記電波受信部(観測量取得部810)が受信した電波に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、観測量を算出する。
上記波数推定装置(推定部100)は、上記観測量算出部(観測量取得部810)が算出した観測量に基づいて、上記実数波数と、上記整数波数とを推定する。
上記位置演算部830は、上記観測量算出部(観測量取得部810)が算出した観測量と、上記波数推定装置(推定部100)が推定した実数波数及び整数波数とに基づいて、位置を算出する。
上記観測量取得部810が、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得する(観測量取得工程S510)。
上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が、上記観測量取得部810が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数(推定実数波数)を出力する(波数位置推定工程S531)。
上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数(推定実数波数)に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数(推定整数波数)を出力する(波数位置推定工程S531)。
上記推定状態判定部130が、上記観測量取得部810が取得した観測量の数(観測量衛星数)と、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数の数(実数波数衛星数)と、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した整数波数の数(整数波数衛星数)とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数(推定実数波数)が正しいか否かを判定する。
上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部130が判定した結果に基づいて、実数波数を推定する。
推定部100は、各時刻に対応する前処理後観測量を用いて、同時刻の位置や実数波数や整数波数などを推定する。位置演算部830は、これらの情報を用いて同時刻の精密位置を演算する。位置演算部830は、精密位置を演算する際に推定部100の出力の品質を検定し、異常が検出された場合は、推定部100を初期化するための再初期化制御信号を出力する。
詳細判定生成部133は、判定蓄積部132の出力である、条件判定部131の出力履歴を用いて、各時刻における波数位置推定部110の状態の詳細を複数の方法で判定する。そして各々の判定結果である、推定状態判定出力および整数波数判定出力を生成する。また、同時刻以降の判定に、条件判定部131の過去の出力履歴が不要と判断した場合は、履歴消去制御信号を出力する。判定蓄積部132は、詳細判定生成部133が出力する履歴消去制御信号に応じて、条件判定部131の出力履歴を消去する。
これにより、推定部100の出力の信頼性を上げる事が可能となり、位置演算部830が生成する位置出力の信頼性が向上する。
実施の形態2について、説明する。
この実施の形態における測位装置800のハードウェア資源及び全体構成、推定部100の内部構成、推定状態判定部130の詳細構成は、実施の形態1で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
条件判定部131は、CPU911を用いて、入力した前処理後観測量の数を数えて、観測量衛星数を算出し、入力した推定実数波数の数を数えて、実数波数衛星数を算出し、入力した推定整数波数の数を数えて、整数波数衛星数を算出する。
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した連続回数が、所定の閾値(例えば50)より大きいか否かを判定する。
その場合、波数位置推定部110が保持している推定値やその他の内部的な値を初期化して、最初から推定をやり直すことにより、正しい推定値に収束させることができる可能性がある。
推定状態判定部130が、実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が所定の閾値より大きい状態が、所定の回数または所定の時間以上続いたと判定した場合、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、入力した推定状態判定結果に基づいて、その判定結果を取得し、初期化処理を行う。
波数位置推定部110が、RAM914を用いて、推定実数波数以外の推定値や内部的な値を記憶し、次回の推定に利用する構成である場合は、初期化処理において、波数位置推定部110は、同様に、RAM914を用いて記憶した他の推定値や内部的な値を消去する。
これにより、波数位置推定部110は、次回からの推定において、過去の推定値に捉われることなく推定をすることができるので、正しい値を推定できる可能性が高まり、推定値の信頼性を高めることができる。
この実施の形態で説明した判定基準は、判定に必要な計算量が少なく、容易に判定をすることができるので、好ましい。
この実施の形態で説明した対処方式は、簡単なやり方で、波数位置推定部110を間違った安定状態から脱却させることができるので、好ましい。
測位装置800は、整数波数や位置を推定する推定部(波数位置推定部110)の初期化方法(対処方式)を数種類備えており、推定部を初期化する際にこれらを組合せて適用する。
測位装置800は、上記妥当性判定の結果に応じて適切な初期化方法(対処方式)の組合せを適用する。
ここで、推定整数波数衛星数に含まれる衛星は、推定実数波数衛星数にも含まれていると定義する。つまり、推定整数波数を備える衛星は、推定実数波数も備える。
実施の形態3について、説明する。
この実施の形態における測位装置800のハードウェア資源及び全体構成、推定部100の内部構成、推定状態判定部130の詳細構成は、実施の形態1で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した連続回数が、所定の閾値(例えば50)より大きいか否かを判定する。
その場合、波数位置推定部110が、過去の推定値の推定誤差が大きいとして、過去の推定値よりも新しい観測量に重きを置いた推定をすることで、間違った推定値のまま安定するのを防ぐことができる。
推定状態判定部130が、整数波数衛星数が所定の閾値より小さい状態が、所定の回数または所定の時間以上続いたと判定した場合、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、入力した推定状態判定結果に基づいて、その判定結果を取得し、推定における過去の推定値の重みを少なくする。
例えば、波数位置推定部110が、カルマンフィルタを用いて、推定実数波数を推定する場合であれば、波数位置推定部110は、RAM914を用いて記憶した誤差共分散行列の値を大きくする。例えば、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、記憶した誤差共分散行列の値を100倍し、RAM914を用いて、新たな誤差共分散行列の値として記憶する。
この実施の形態で説明した判定基準は、判定に必要な計算量が少なく、容易に判定をすることができるので、好ましい。
この実施の形態で説明した対処方式は、簡単なやり方で、波数位置推定部110が間違った推定状態のまま安定するのを防ぐことができるので、好ましい。
実施の形態4について、説明する。
この実施の形態における測位装置800のハードウェア資源及び全体構成、推定部100の内部構成、推定状態判定部130の詳細構成は、実施の形態1で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
条件判定部131は、CPU911を用いて、算出した実数波数衛星数と、算出した整数波数衛星数との差を算出する。条件判定部131は、CPU911を用いて、算出した実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が、所定の閾値(例えば1)より大きいか否かを判定する。条件判定部131は、CPU911を用いて、判定した結果を出力する。判定蓄積部132は、CPU911を用いて、条件判定部131は出力した判定結果を入力する。判定蓄積部132は、RAM914を用いて、入力した判定結果を記憶する。
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した連続回数が、所定の閾値(例えば50)より大きいか否かを判定する。
推定状態判定部130が、整数波数衛星数が所定の閾値より大きく、かつ、実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が所定の閾値より大きい状態が、所定の回数または所定の時間以上続いたと判定した場合、整数波数棄却部140は、CPU911を用いて、入力した整数波数判定結果に基づいて、その判定結果を取得し、波数位置推定部110が推定した推定整数波数を棄却する。
これにより、推定部100は、間違っている可能性が高い推定整数波数を出力しないので、後段(位置演算部830)の処理に悪影響が出るのを防ぐことができる。
この実施の形態で説明した判定基準は、判定に必要な計算量が少なく、容易に判定をすることができるので、好ましい。
この実施の形態で説明した対処方式は、簡単なやり方で、間違った推定整数波数の影響が伝播するのを防ぐことができるので、好ましい。
したがって、そのことを判定する判定基準を、推定状態判定部130が判定して、推定状態判定結果を出力し、波数位置推定部110が、実施の形態2や実施の形態3で説明した対処方式やその他の対処方式による対処をする構成としてもよい。
幾つかの計測距離の誤差推定がうまくいかない場合に、不適切な推定位置に収束してしまい、適切な推定位置への収束が阻害される場合がある。これを回避するため、例えば、上述した判定基準に基づいて、不適切な収束状態を検出する。
Claims (9)
- 複数の測位衛星のそれぞれについて観測した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについての電波の波数を推定する波数推定装置において、
観測量取得部と、実数波数推定部と、整数波数推定部と、推定状態判定部とを有し、
上記観測量取得部は、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得し、
上記実数波数推定部は、上記観測量取得部が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数を出力し、
上記整数波数推定部は、上記実数波数推定部が出力した実数波数に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数を出力し、
上記推定状態判定部は、上記観測量取得部が取得した観測量の数と、上記実数波数推定部が出力した実数波数の数と、上記整数波数推定部が出力した整数波数の数とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部が推定した実数波数が正しいか否かを判定し、
上記実数波数推定部は、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部が判定した結果に基づいて、実数波数を推定することを特徴とする波数推定装置。 - 上記実数波数推定部は、推定した実数波数を前回推定実数波数として記憶し、記憶した前回推定実数波数と、上記観測量取得部が新たに取得した観測量とに基づいて、実数波数を推定し、上記推定状態判定部が、上記複数の判定基準のうち第一の判定基準により、上記実数波数が正しくないと判定した場合に、記憶した前回推定実数波数を初期化し、上記推定状態判定部が、上記複数の判定基準のうち第二の判定基準により、上記実数波数が正しくないと判定した場合に、上記実数波数の推定における上記前回推定実数波数の重みを少なくすることを特徴とする請求項1に記載の波数推定装置。
- 上記実数波数推定部は、カルマンフィルタを用いて、上記実数波数を推定し、上記カルマンフィルタで用いられる誤差共分散行列の値を記憶し、上記推定状態判定部が、上記複数の判定基準のうち第二の判定基準により、上記実数波数が正しくないと判定した場合に、記憶した誤差共分散行列の値を大きくすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の波数推定装置。
- 上記推定状態判定部は、上記第一の判定基準として、所定の回数または所定の時間以上連続して、上記実数波数推定部が推定した実数波数の数と、上記整数波数推定部が推定した整数波数の数との差が、所定の閾値より大きい場合に、上記実数波数推定部が推定した実数波数が正しくないと判定することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の波数推定装置。
- 上記推定状態判定部は、上記第二の判定基準として、所定の回数または所定の時間以上連続して、上記整数波数推定部が推定した整数波数の数が、所定の閾値より小さい場合に、上記実数波数推定部が推定した実数波数が正しくないと判定することを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の波数推定装置。
- 上記波数推定装置は、更に、整数波数棄却部を有し、
上記推定状態判定部は、更に、上記観測量取得部が取得した観測量の数と、上記実数波数推定部が出力した実数波数の数と、上記整数波数推定部が出力した整数波数の数とに基づいて、上記整数波数推定部が推定した整数波数が正しいか否かを判定し、
上記整数波数棄却部は、上記推定状態判定部が、上記整数波数が正しくないと判定した場合に、上記整数波数推定部が出力した整数波数を棄却することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の波数推定装置。 - 上記推定状態判定部は、所定の回数または所定の時間以上連続して、上記整数波数推定部が推定した整数波数の数が所定の閾値より大きく、かつ、上記実数波数推定部が推定した実数波数の数と、上記整数波数推定部が推定した整数波数の数との差が、所定の閾値より大きい場合に、上記整数波数推定部が推定した整数波数が正しくないと判定することを特徴とする請求項6に記載の波数推定装置。
- 電波受信部と、観測量算出部と、請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の波数推定装置と、位置演算部とを有し、
上記電波受信部は、複数の測位衛星のそれぞれが送信した電波を受信し、
上記観測量算出部は、上記電波受信部が受信した電波に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、観測量を算出し、
上記波数推定装置は、上記観測量算出部が算出した観測量に基づいて、上記実数波数と、上記整数波数とを推定し、
上記位置演算部は、上記観測量算出部が算出した観測量と、上記波数推定装置が推定した実数波数及び整数波数とに基づいて、位置を算出することを特徴とする測位装置。 - 観測量取得部と、実数波数推定部と、整数波数推定部と、推定状態判定部とを有する波数推定装置が、複数の測位衛星のそれぞれについて観測した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについての波数を推定する波数推定方法において、
上記観測量取得部が、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得し、
上記実数波数推定部が、上記観測量取得部が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数を出力し、
上記整数波数推定部が、上記実数波数推定部が出力した実数波数に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数を出力し、
上記推定状態判定部が、上記観測量取得部が取得した観測量の数と、上記実数波数推定部が出力した実数波数の数と、上記整数波数推定部が出力した整数波数の数とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部が推定した実数波数が正しいか否かを判定し、
上記実数波数推定部が、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部が判定した結果に基づいて、実数波数を推定することを特徴とする波数推定方法。
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