JP2010522874A - 無線ナビゲーション信号を処理する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】衛星コンステレーションのうちの衛星の各々は、別々の周波数にて、第1無線ナビゲーション信号および第2無線ナビゲーション信号を送信する。衛星を見ることができる基準ネットワークのうちの各局は、衛星から発信された2つの信号の各々に対するコードおよび位相の非微分測定を実行し、これらの測定値から、ワイドレーンの不確定性の未処理値を推定する。この未処理値に基づき、ネットワークにおいて、衛星の内部遅延およびワイドレーンの不確定性の全値を決定する。この方法は、前記基準受信機のレベルにおいて、前記第1および第2無線ナビゲーション信号を受信するステップと、前記基準受信機により、前記第1および第2の受信された信号の各々に対し、非微分コード測定および非微分位相測定を実行するステップと、非微分コード測定値および非微分位相測定値から前記ワイドレーンの位相不確定性の未処理値を計算するステップと、前記基準受信機に対する前記未処理値に基づき、ワイドレーンの位相不確定性の整数値と共に衛星内部遅延を固定するステップとを備える。
【選択図】図1
Description
- 前記基準受信機のレベルにおいて、前記第1および第2無線ナビゲーション信号を受信するステップと、
- 前記基準受信機により、前記第1および第2の受信された信号の各々に対し、非微分コード測定および非微分位相測定を実行するステップと、
- 非微分コード測定値および非微分位相測定値から前記ワイドレーンの位相の不確定性の未処理値を計算するステップと、
- 前記基準受信機に対する前記未処理値に基づき、ワイドレーンの位相の不確定性の整数値と共に衛星内部遅延を固定するステップとを備える。
ワイドレーンの不確定性の整数値を得るには、衛星内部遅延を得るか、またはこれら遅延を上記のように計算し、衛星内部遅延の助けにより、ワイドレーンの不確定性の未処理測定値から整数値を推定する。伝搬距離のモデルは、特に衛星の精密軌道、対流圏遅延、潮汐を考慮した局の位置などを生じさせることができる。かかる軌道が入手できる場合、入力として精密軌道を提供できる。これとは異なり、フィルタリング中に精密軌道を推定してもよい。
添付図面を参照し、以下に示す好ましい説明のための実施形態の好ましい詳細な記載から、本発明の上記以外の特徴および利点が明らかとなろう。
- Dは、幾何学的伝搬距離、対流圏効果、位相中心からの差の効果、位相の幾何学的回転の効果(位相のワインドアップ)、相対性効果などを含む量を示し、
- eは、周波数の二乗の関数として変化し、位相観測値とコード観測値の電離圏フリーの組み合わせによって除去される電離層遅延項を含み、
- Δτ=τrec−τemeは、送信機と受信機との間の周波数間バイアス(TGD)の微分を含み、
- Δc=crec−cemeは、送信機と受信機との間のそれぞれの周波数の位相の中心/位相の無電離中心からの偏差値の微分を含み、
- Δh=hrec−hemeは、受信機のクロックhrecと送信機のクロックhemeとの間の差を示し、
- Δb=brec−bemeは、受信機のバイアスbrecと送信機のバイアスbemeとの差を示し(これらバイアスbrecおよびbemeは、コードと位相との間のクロック差に対応する)、
- N1、N2は、2つの搬送波の(整数の)位相の不確定性を示す。
少なくとも1つの局(1台の基準受信機)を含む基準ネットワークのレベルにおいて、
は、次のように、整数値と、測定から独立しており、衛星内部遅延時間および受信機に固有の2つの別の低速で変化し得る値とに分解できる。
基準ネットワークのレベルにおける衛星クロックの決定
- 二周波数位相の中心の組み合わせ:この組み合わせは、アンテナの位相中心(L1およびL2)の受信機と送信機の電離層フリーな組み合わせである。
- 衛星の精密な軌道
- 衛星の高度の法則(ヨーイング時の公称高度の法則)
- 衛星の偏心率に起因する相対性効果
- (地上の潮汐のモデルによる)受信機の位置の精密モデル
- 対流圏遅延のモデル(シュタナーグ(Stanag)により定義されるようなサイトに依存する折りたたみ関数による局ごとの垂直遅延)
- ワインドアップのモデル(位相の幾何学的回転)
- エポックごとの衛星および局のクロックhemeおよびhrec
- 各通過に対する(整数であるとする制限を有しない)一定の位相の不確定性δN1
- 時間に対する低速変動(一般に4時間ごとに一定のセグメント)を有する、各局に対する垂直対流圏遅延
- (入力データとして精密軌道が提供されない場合の)衛星の精密軌道
残留値は整数値だけ分離しており、最も近い整数値に対するそれらのシフトが同一であることが理解できよう。したがって、残留値と最も近い整数値との間のシフトはhrec/λcに対応し、整数値自体はδN1に対応することを確定できる。
任意の受信機が、見ることのできる衛星のμemeを知れば、受信機はワイドレーンの不確定性を解くことができる。受信機は、非微分コードおよび位相測定を行い、よって(図1に示されている)ワイドレーンの不確定性の未処理値を探す。1回の通過(1回の通過の一部)の間で、ワイドレーンの不確定性の平均未処理値を計算し、次の式を解くことにより、整数のワイドレーンの不確定性Nwを推定する。
の通過に共通する同じ値(必ずしも整数でない)(図示されているケースでは0.7)のまわりに発見されることが理解できよう。したがって、この共通値の端数部分はμrecを与え、他方、整数部分は整数のワイドレーンの不確定性Nwを与える。
Claims (15)
- 無線ナビゲーション衛星のコンステレーションのうちの1つの衛星から発信される無線ナビゲーション信号を処理するための方法であって、前記衛星は、第1の周波数の少なくとも1つの第1無線ナビゲーション信号および第1の周波数と異なる第2の周波数の第2無線ナビゲーション信号を放送し、前記衛星を見ることができる少なくとも1つの基準衛星を含む基準ネットワークのレベルにおいて、前記基準受信機に対する衛星内部遅延およびワイドレーンの不確定性の整数値を決定する方法において、この内部衛星遅延およびワイドレーンの不確定性の整数値のこの決定は、
前記基準受信機のレベルにおいて、前記第1および第2無線ナビゲーション信号を受信するステップと、
前記基準受信機により、前記第1および第2の受信された信号の各々に対し、非微分コード測定および非微分位相測定を実行するステップと、
非微分コード測定値および非微分位相測定値から前記ワイドレーンの位相不確定性の未処理値を計算するステップと、
前記基準受信機に対する前記未処理値に基づき、ワイドレーンの位相不確定性の整数値と共に衛星内部遅延を固定するステップとを備える、無線ナビゲーション信号を処理するための方法。 - 前記基準ネットワークは、複数の基準受信機を含み、これら基準受信機からその都度前記コンステレーションのうちの複数の衛星を見ることができ、これら衛星の各々は、前記第1周波数の少なくとも1つの第1ナビゲーション信号および前記第2周波数の無線ナビゲーション信号を送信し、この方法では、衛星と基準受信機との利用できる各組み合わせに対し、前記それぞれの基準受信機の助けにより、前記それぞれの衛星から発信された前記第1および第2信号の各々に対して行われたコードおよび位相測定から計算されたワイドレーンの不確定性の未処理値に基づき、衛星内部遅延および前記ワイドレーンの不確定性の整数値を前記基準ネットワークのレベルでコヒーレントな態様で決定する、請求項1に記載の方法。
- 前記決定された衛星内部遅延を放送するステップを備える、請求項1または2に記載の方法。
- 無線ナビゲーション衛星のコンステレーションのうちの1つの衛星から発信される無線ナビゲーション信号を処理するための方法であって、前記衛星は、第1の周波数の少なくとも1つの第1無線ナビゲーション信号および第1の周波数と異なる第2の周波数の第2無線ナビゲーション信号を放送し、前記方法は、前記衛星を見ることができる1つのまたは複数の基準衛星を含む基準ネットワークのレベルにおいて、
前記単数または複数の基準受信機のレベルにおいて、前記第1および第2無線ナビゲーション信号を受信するステップと、
前記単数または複数の基準受信機により、前記受信した第1および第2信号の各々に対し、非微分コード測定および非微分位相測定を実行するステップと、
前記非微分コード測定値、前記非微分位相測定値、前記ワイドレーンの不確定性の1つまたは複数の整数値、および前記衛星と前記単数または複数の基準受信機との間の伝搬距離のモデルから、前記衛星の衛星クロック値を決定するステップとを備える、無線ナビゲーション信号を処理するための方法。 - 前記クロック値を決定する前記ステップは、
前記衛星に関する衛星内部遅延を得るステップと、
前記未処理値および前記衛星内部遅延に基づくワイドレーンの不確定性の整数値を決定するステップとを含む、請求項4に記載の方法。 - 前記クロック値を決定する前記ステップは、コード測定値、位相測定値およびワイドレーンの不確定性の1つまたは複数の整数値の助けにより、前記伝搬距離に対するモデルパラメータを推定し、その後、前記推定されたパラメータから前記クロック値を推定することを含む、請求項4または5に記載の方法。
- 前記伝搬距離に対する前記モデルパラメータの前記推定は、前記衛星に対する精密軌道の決定を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記決定された衛星のクロック値を放送するステップを含む、請求項4〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記決定された精密軌道を放送するステップを含む、請求項7に記載の方法。
- 無線ナビゲーション衛星のコンステレーションのうちの1つの衛星から発信される無線ナビゲーション信号を処理するための方法であって、前記衛星は、第1の周波数の少なくとも1つの第1無線ナビゲーション信号および第1の周波数と異なる第2の周波数の第2無線ナビゲーション信号を放送する方法であって、前記方法は、前記衛星を見ることができる受信機のレベルにおいて、
前記第1および第2無線ナビゲーション信号を受信するステップと、
前記受信した第1および第2信号の各々に対し、非微分コード測定および非微分位相測定を実行するステップと、
前記非微分コード測定値および前記非微分位相測定値から前記ワイドレーンな位相の不確定性の未処理値を計算するステップと、
前記衛星に関する衛星内部遅延を得るステップと、
前記未処理値および前記衛星内部遅延に基づき、前記ワイドレーンの不確定性の整数値を決定するステップとを備える、無線ナビゲーション信号を処理するための方法。 - 前記衛星内部遅延をデータベースから得る、請求項10に記載の方法。
- SBAS衛星によって放送されたか、または無線電話ネットワークによって送信されたか、または地上放送により放送されたメッセージから、前記内部遅延を抽出する、請求項10に記載の方法。
- 前記衛星に関する軌道値および衛星クロック値を得るステップと、
前記非微分コード測定値、前記非微分位相測定値、ワイドレーンの不確定性の前記整数値、前記軌道値、前記衛星クロック値および前記衛星と前記受信機との間の伝搬距離のモデルからフィルタリングにより、ナローレーンの不確定性の整数値を推定するステップを含む、請求項10〜12のいずれか1項に記載の方法。 - データベースから前記軌道値および前記クロック値を得る、請求項13に記載の方法。
- SBAS衛星によって放送されたか、または無線電話ネットワークによって送信されたか、または地上放送により放送されたメッセージから、前記軌道値および前記クロック値を抽出する、請求項13記載の方法。
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