JP2011191300A - 衛星ナビゲーションシステムの精度性能を検査する方法およびシステム - Google Patents
衛星ナビゲーションシステムの精度性能を検査する方法およびシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011191300A JP2011191300A JP2011053150A JP2011053150A JP2011191300A JP 2011191300 A JP2011191300 A JP 2011191300A JP 2011053150 A JP2011053150 A JP 2011053150A JP 2011053150 A JP2011053150 A JP 2011053150A JP 2011191300 A JP2011191300 A JP 2011191300A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- error
- position error
- protection radius
- xpl
- estimated
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 101000972822 Homo sapiens Protein NipSnap homolog 2 Proteins 0.000 description 1
- 102100022564 Protein NipSnap homolog 2 Human genes 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000013179 statistical model Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/20—Integrity monitoring, fault detection or fault isolation of space segment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
【課題】 衛星ナビゲーションシステムの精度性能を検査する方法およびシステムを提供する。
【解決手段】
本発明は、特に衛星ジオメトリに関して、観測状態によらず、精度レベルを満たすことを保証できる衛星ナビゲーションシステムの精度性能を検査する方法およびシステムに関する。
本発明は、衛星ナビゲーションシステムの設計、検査、および認定のための性能検査ツールである。
【選択図】 図1
【解決手段】
本発明は、特に衛星ジオメトリに関して、観測状態によらず、精度レベルを満たすことを保証できる衛星ナビゲーションシステムの精度性能を検査する方法およびシステムに関する。
本発明は、衛星ナビゲーションシステムの設計、検査、および認定のための性能検査ツールである。
【選択図】 図1
Description
本発明は、衛星ナビゲーションシステムの分野に関し、特に、そのようなシステムの精度性能を検査する方法に関する。
現在、衛星ナビゲーションシステムを利用した商用サービスがかなり拡大しつつある。無線標定信号に基づいて動作する製品が、日常生活の中で広く利用できるようになってきており、道路ナビゲーション支援のための自動車内利用から始まって、最近では、多数の個人用サービスのために携帯電話装置内でも利用されている。次世代衛星測位システム(たとえば、GALILEO Europeanシステム)への発展に向けて、性能が現在のシステムより格段に高くなることが予想される。このように、かつては信頼性や測位精度が十分でないために構想できなかった新しいサービスが、今日では、企業、特に道路輸送会社や航空輸送会社にとって構想可能なものになっている。たとえば、道路輸送においては、有料道路区間の運用に関するサービスの経済モデルを、顧客ごとに個人化された条件を提案することにより変化させる取り組みが進行中である。航空輸送会社においては、信頼性および測位精度に関する性能が向上すれば、操縦士が全面的に頼りにできるナビゲーション装置を航空機に組み込むことが可能になる。これらの装置により、航空輸送の安全性をかなり向上させることが可能になる。しかしながら、人間の安全がかかっているサービスについては、測位システムから送信されたデータの信頼性を実証することが必須である。したがって、衛星ナビゲーションシステムの事業者は、最終顧客への保証されたサービスに関する要件が当局によって課せられている。
衛星ナビゲーションシステムは、完全性、精度、およびカバレージに関する性能データによって特徴づけられる。完全性は、衛星測位システムから提供される情報における確かさの尺度である。提供されたポイントの完全性を定量するツールとして、Stanfordチャートがよく知られている。Stanfordチャートは、2次元マトリックスであって、横軸の入力パラメータは、垂直方向または水平方向に観測された位置誤差であり、縦軸の入力パラメータは、統計モデルに基づいて垂直方向または水平方向に計算された保護レベルである。このチャートにより、観測された位置誤差が保護レベルより低い測定サンプルの比率を検査することが可能である。
位置の精度は、実際の位置に対して推定された位置誤差で定義される。位置の精度は、特に、ユーザと受信された衛星群との間の推定距離の誤差、ならびに測定のジオメトリの構成に依存する。測定のジオメトリの状態を表す値として、一般にDOP(精度劣化度(Dilution of Precision))と呼ばれている値がある。DOP値が高い場合、これは、位置の取得に用いられた衛星群が近くにあるためにジオメトリが良くないことを表している。DOP値が低い場合、これは、位置の取得に用いられた衛星群が遠くにあるためにジオメトリが良いことを表している。
民間航空に関連する規制や検査を担当する機関は、特に、重要なサービスのための精度性能については、厳格なレベルの性能を要求する。衛星測位システムの地理位置情報(ジオロケーション)データを利用する、これらの重要なサービスのうち、LPV200サービス(「Localizer Performance with Vertical Guidance」)は、衛星測位システムの示す位置誤差が、少なくとも95%の時間において、垂直方向に4メートル未満、水平方向に16メートル未満であることを要求する。さらに、このサービスは、垂直方向の位置誤差が10メートルを超える確率が正常状態では10−7未満であること、ならびに位置誤差が15メートルを超える確率が、劣化状態では10−5未満であることを要求する。このサービスが関連付けられたアラートレベルは、垂直方向で35メートル、水平方向で40メートルである。
保証された精度レベルは、(特に測定ジオメトリに関して)既知のサンプリング条件でサンプルを測定することによって取得されてきた。ところで、これらの要求レベルをユーザに対して保証できる精度測定ツールは、現時点では存在しない。これは、精度性能が衛星ジオメトリにも依存するためであり、収集されたデータが、ユーザごとのすべての場合の衛星ジオメトリを考慮しているわけではないためである。
米国の衛星測位システムのサービス事業者が、精度レベルを各ユーザに保証し、衛星ジオメトリのすべての構成を考慮に入れるために実装したソリューションが、長期間にわたってデータを収集することであった。すべての場合の衛星ジオメトリの観測が完了したことを断言できるようにするために、3年間にわたって衛星データが収集されてきた。しかしながら、この方式は、かなりのリソースを結集する点が不利であり、さらに、すべての場合を観測することが可能になったことを保証するものではない。
本発明の目的は、衛星測位システムがユーザごとの重要アプリケーションから課せられた要件を満たすことを、無線標定信号の観測状態によらずに検証できるように、衛星測位システムの精度性能を検査するツールを提供することである。
より正確には、本発明は、無線標定信号を受信機セグメントに送信する宇宙セグメントを含む衛星ナビゲーションシステムの位置精度性能を検査する方法に関する。本方法は、以下のステップを含む。
複数のサンプルについて、上記システムの受信機の位置の推定誤差を測定することと、それらのサンプルについて、上記システムによって保証可能な(保護半径と呼ばれる)最大位置誤差閾値を計算することとを行う先行ステップであって、推定誤差および保護半径は、位置座標系の一次元において定義される先行ステップ。
以下の条件、すなわち、
i.保護半径はアラート閾値より小さいこと、
ii.保護半径を推定位置誤差で割った商が、推定誤差の要求レベルに対する前記アラート閾値の比である安全商より大きいこと
を満たすサンプルの第1の比率を計算するステップ。
以下の条件、すなわち、
i.保護半径はアラート閾値より小さいこと、
ii.保護半径を推定位置誤差で割った商は、安全商より小さいこと、
iii.推定位置誤差は、推定誤差の要求レベルより小さいこと
を満たすサンプルの第2の比率を計算するステップ。
第1および第2のサンプル比率を要求比率と比較することにより、衛星ナビゲーションシステムの精度性能を検査する検査ステップ。
複数のサンプルについて、上記システムの受信機の位置の推定誤差を測定することと、それらのサンプルについて、上記システムによって保証可能な(保護半径と呼ばれる)最大位置誤差閾値を計算することとを行う先行ステップであって、推定誤差および保護半径は、位置座標系の一次元において定義される先行ステップ。
以下の条件、すなわち、
i.保護半径はアラート閾値より小さいこと、
ii.保護半径を推定位置誤差で割った商が、推定誤差の要求レベルに対する前記アラート閾値の比である安全商より大きいこと
を満たすサンプルの第1の比率を計算するステップ。
以下の条件、すなわち、
i.保護半径はアラート閾値より小さいこと、
ii.保護半径を推定位置誤差で割った商は、安全商より小さいこと、
iii.推定位置誤差は、推定誤差の要求レベルより小さいこと
を満たすサンプルの第2の比率を計算するステップ。
第1および第2のサンプル比率を要求比率と比較することにより、衛星ナビゲーションシステムの精度性能を検査する検査ステップ。
サンプル比率という表現は、一組の観測されたサンプルのうちの、サンプルの数を意味すると理解されたい。
第1のサンプル比率が、ユーザに対するナビゲーションサービスによって保証されなければならない要求比率より大きい場合は、上記ナビゲーションシステムが、推定位置誤差の要求レベルに関連付けられたサービスレベルを満たしていることが、ユーザに対して保証される。
好ましくは、本方法はさらに、以下の条件、すなわち、
i.保護半径はアラート閾値より小さいこと、
ii.保護半径を推定位置誤差で割った商は、安全商より小さいこと、
iii.推定位置誤差は、推定誤差の要求レベルより大きいこと
を満たすサンプルの第3の比率を計算するステップを含む。
i.保護半径はアラート閾値より小さいこと、
ii.保護半径を推定位置誤差で割った商は、安全商より小さいこと、
iii.推定位置誤差は、推定誤差の要求レベルより大きいこと
を満たすサンプルの第3の比率を計算するステップを含む。
好ましくは、本方法はさらに、以下の条件、すなわち、
i.保護半径はアラート閾値より大きいこと、
ii.推定位置誤差は、推定誤差の要求レベルより大きいこと
を満たすサンプルの第4の比率を計算するステップを含む。
i.保護半径はアラート閾値より大きいこと、
ii.推定位置誤差は、推定誤差の要求レベルより大きいこと
を満たすサンプルの第4の比率を計算するステップを含む。
好ましくは、本方法はさらに、以下の条件、すなわち、
i.保護半径はアラート閾値より大きいこと、
ii.推定位置誤差は、推定誤差の要求レベルより小さいこと
を満たすサンプルの第5の比率を計算するステップを含む。
i.保護半径はアラート閾値より大きいこと、
ii.推定位置誤差は、推定誤差の要求レベルより小さいこと
を満たすサンプルの第5の比率を計算するステップを含む。
有利なことに、上記サンプル比率は、推定位置誤差の少なくとも2つの要求レベルについて計算される。
有利なことに、上記サンプル比率は、少なくとも2つのアラート閾値について計算される。
本発明はまた、上記変形形態のいずれか1つに従う、衛星ナビゲーションシステムの位置精度性能を検査する方法を実施できる任意のシステムに関する。
有利なことに、本システムは、衛星ナビゲーションシステムの受信機についての測位サンプルをチャートに表す表示手段を備え、このチャートは、
第1の軸上に、位置座標系の一次元において定義される、保護半径を推定位置誤差で割った商を表し、
第2の軸上に、保護半径を表し、
推定位置誤差の固定要求レベルに対する推定位置誤差を表す、第1の直線を表し、
保護半径のアラート閾値を表す、第2の直線を表す。
第1の軸上に、位置座標系の一次元において定義される、保護半径を推定位置誤差で割った商を表し、
第2の軸上に、保護半径を表し、
推定位置誤差の固定要求レベルに対する推定位置誤差を表す、第1の直線を表し、
保護半径のアラート閾値を表す、第2の直線を表す。
有利なことに、それらのサンプルは、第1および第2のサンプル比率に応じた表示コードに従ってチャートに表示される。
本検査方法は、所与のサービスを行う衛星ナビゲーション支援システムが期待要件を満たすことを検査することを可能にし、測位データのサンプルの調査が検査を確実に通る場合に、これを行う。一方、それらの要件は、衛星ジオメトリに関しては、信号の観測状態によらず、満たされることが確実である。したがって、本検査方法を実施するシステムを用いることにより、精度性能を検査するツールを、リソースを用いずに(ただし、現象的リソースまで)、計算および測定に導入することが可能になり、これによって、さらに、すべての衛星ジオメトリ構成を保証することが可能になる。受信機についての測位サンプルに対する検査結果に従い、所与の保護半径のアラート閾値に関して、すべての衛星ジオメトリ構成が満たされていることをアサートすることが可能であり、これは、先行技術のソリューションにはなかったことである。サンプル比率の大部分が、チャート中の、衛星ジオメトリの劣化によって推定位置誤差が保護半径のアラート閾値を超えるであろうゾーンに位置している場合は、このアラート閾値で制限されている重要サービスに位置測定を利用できないため、精度性能を求めることは有用ではない。
以下の非限定的な説明ならびに以下の図を参照することにより、本発明がよりよく理解され、他の利点が明らかになるであろう。
衛星ナビゲーションシステムの無線標定信号を利用するサービス提供者は、これらのシステムに対し、一方では、より高い性能を常に期待し、他方では、サービスの連続性と、性能が期待要件を満たさない場合にサービスのユーザに警告することを可能にするアラート機能とを期待する。性能を検査するソリューションとして現在あるのは、ユーザごとの信号の観測状態によらず、衛星ナビゲーションシステムの完全性を検査するものである。しかし、精度性能の検査に関しては、既存のツールは、すべての観測状態での完全性を保証できるわけではない。これは、各ユーザが利用する無線標定信号が、各ユーザの位置、観測の時点、および各ユーザの位置を計算するために見える衛星群の状態に依存する特定の構成におけるものであるためである。
衛星ナビゲーションシステムの測位の原理について簡単に振り返る。衛星ナビゲーションシステムでは、衛星と測位対象の受信機との間の距離(擬似距離という)を測定するために、この衛星から送信された無線標定信号がこの受信機に到達する所要時間を用いる。無線標定信号には、衛星群の位置データが含まれる。ユーザから見えるいくつかの衛星から送信された無線標定信号の処理に基づいて、ユーザは、自分の位置を突き止めることが可能である。衛星の数が多いほど、また、DOPの値が低いほど、位置の精度が良くなる。精度は、特に、衛星の配置、衛星のクロックの精度パラメータ、横切る大気層、および、なされる訂正の精度に依存する。
レベルLPV200のサービスの要求性能は、次のとおりである。衛星ナビゲーションシステムが少なくとも95%の時間において示す位置誤差は、垂直方向に4メートル未満、水平方向に16メートル未満であることが必要である。さらに、このサービスでは、垂直方向の位置誤差が10メートルを超える確率が正常状態では10−7未満であること、ならびに位置誤差が15メートルを超える確率が、劣化状態では10−5未満であることが必要である。LPV200サービスレベルは、水平方向に40メートルのアラート閾値を課し、垂直方向に35メートルのアラート閾値を課す。
本発明は、無線標定信号の観測状態によらず、そのような精度性能の保証を可能にする、精度性能の検査方法を提案し、また、位置、垂直方向または水平方向の位置に関する他の任意のレベルの要件を満たすように本方法を構成することを可能にする。図1は、一組のサンプルを精度に関して検査するために実行される計算をグラフィカルに表している。
図は、衛星ナビゲーションシステムの受信機についての測位サンプルのチャートを表している。図は、第1の軸(水平方向)10上で、計算された最大誤差閾値(一般には保護半径と呼ばれており、今後、本明細書では記述を簡単にするためにこの用語を使用する)を、推定位置誤差で割った商を表しており、この商は、参照符号XPL/XNSEで表示されており、位置座標系の一次元において定義されている。保護半径を推定位置誤差で割った商が垂直座標系で表されていれば、この商は、値VPL/VNSEで表され、水平面では、HPL/HNSEで表されていることになる。保護半径XPLは、計算アルゴリズムで求められる。
保護半径は、当業者に周知の各種方式に従って求めることが可能であり、この方式の選択は、本発明の枠組において、特許の範囲の制限を構成するものではない。たとえば、保護半径は、衛星ナビゲーションシステムの完全性レベルに基づいて求めることが可能である。保護半径は、所与の面内の、実際の位置の周囲の可能な位置群を表しており、より厳密には、計算された位置が、所与の面内の、実際の位置プラス保護レベルを超えて位置する可能性がないことが計算によって保証される。
推定位置誤差XNSEは、各種手段によって正確に知られる、受信機の実際の位置と、衛星から送信された無線標定信号の処理に基づいて推定された位置との差である。たとえば、衛星ナビゲーションシステムの一部をなすGBAS型(「ground−based augmentation system(地上型補強システム)」の略)の受信ビーコンの位置は、正確に知られている。推定位置誤差は、当業者に周知の各種方式に従って求めることが可能であり、この方式の選択は、本発明の枠組において、特許の範囲の制限を構成するものではない。
位置誤差の要求レベルKは、ナビゲーションシステムが95%の時間において超えてはならない位置誤差に相当する。指標となる例として、誤差の要求レベルは、サービスの重要度に応じて、サンプルの95%において4メートル、正常状態で、1×10−7の確率で10メートル、劣化状態で、1×10−5の確率で15メートルなどであってよい。要求レベルは、位置座標系の次元に応じて様々であってよい。
チャートは、第2の軸(垂直方向)11上で、保護半径XPLを表している。したがって、チャートは、水平方向には、保護半径XPLを位置誤差XNSEで割った商の関数として、垂直方向には、保護半径の関数として、チャート内に位置する測位データサンプルを表している。アラート閾値Jは、直線12でチャート内にグラフィカルに表されており、推定誤差の要求レベルKは、直線13で表されている。クレームに記載された、精度性能を検査する方法では、チャートの各種カテゴリに属するサンプルの比率を計算する。各種カテゴリは、以下の各段落で定義されている。精度性能を測定するという困難な課題は、ユーザごとに、DOP値から評価される衛星ジオメトリに依存することを思い起こされたい。チャート表現の利点は、DOPの変化を表示できることである。この変化は、チャートでは、サンプルの垂直方向の動きで特徴づけられる。DOP衛星ジオメトリ値が増えると、データサンプルは、チャートの垂直方向上方にシフトする。実際、DOP値が増えると、保護半径は増えるが、商XPL/XNSEは、DOPに依存しないので一定している。位置の領域では、保護半径XPLは、DOP×完全性の乗算に等しく、位置誤差は、DOP×擬似距離誤差の乗算に等しい。DOP値が減ると、保護半径は減り、データサンプルは、垂直方向下方にシフトする。
本検査方法で計算される第1のカテゴリ1は、次の2つの条件を満たすサンプルを含む。2つの条件は、保護半径XPLがサービスのアラート閾値Jより小さいこと、ならびに、保護半径を推定位置誤差で割った商XPL/XNSEが安全商J/Kより大きいことである。安全商は、推定誤差の要求レベルKに対するアラート閾値Jの比である。これらのデータサンプルについては、DOPの変化に際し、ジオメトリ状態が劣化した場合にはサンプルが垂直方向上方にシフトし、ジオメトリ状態が改善した場合には下方にシフトすることが推定される。結果として、このカテゴリ1にあるサンプルは、DOPによらず、位置誤差要件を満たしており、DOPが劣化して位置誤差要件Kを満たさなくなった場合、サンプルは、サービスが要求するアラート閾値Jを必ず超える。したがって、これは、誤差の要求レベルが満たされていて、DOPによらず、確実に満たされていること、あるいは、要求レベルが満たされていなくて、とにかく、アラート閾値を超えているためにナビゲーションサービスが使用不能であることを知らせる。したがって、計算されたサンプルが、観測されたDOP状態において、カテゴリ1の条件を満たす場合、精度性能は、ユーザのDOP観測状態によらず、満たされている。したがって、本方法により、すべての観測状態を測定しなくても、精度性能を判定することが可能である。
第2のカテゴリ2は、次の3つの条件を満たすサンプルを含む。3つの条件は、保護半径XPLがアラート閾値Jより小さいこと、保護半径を推定位置誤差で割った商XPL/XNSEが安全商J/Kより小さいこと、ならびに、推定位置誤差XNSEが推定誤差の要求レベルKより小さいことである。これらのデータサンプルからは、位置誤差の要求レベルが潜在的に満たされていることが推定される。しかしながら、初期DOP値の状態では初期誤差が低かったのに対して、DOP値が増えると、特定のサンプルについての位置誤差が推定誤差の要求レベルKより大きくなる可能性がある。カテゴリ2にあるサンプルを計算することにより、既知の観測状態について、精度性能が満たされているかどうかが判定される。しかしながら、すべてのユーザについてこれを保証することは不可能であり、特に、サンプルの測定条件より劣化した観測状態で自身を測位するユーザについては不可能である。
第3のカテゴリ3は、次の3つの条件を満たすサンプルを含む。3つの条件は、保護半径XPLがアラート閾値Jより小さいこと、保護半径を推定位置誤差で割った商XPL/XNSEが安全商J/Kより小さいこと、ならびに、推定位置誤差XNSEが推定誤差の要求レベルKより大きいことである。これらのデータサンプルからは、位置誤差の要求レベルが満たされていないことが推定される。しかしながら、初期DOP値の状態では初期誤差が高かったのに対して、DOP値が減ると、特定のサンプルについての位置誤差が推定誤差の要求レベルKより小さくなる可能性がある。衛星ジオメトリが劣化した場合、性能は、保護半径がアラート閾値を満たさなくなるほどになる可能性がある。その場合は、このナビゲーションシステムを使用してはならず、ユーザには警告が出される。
第4のカテゴリ4は、次の2つの条件を満たすサンプルを含む。2つの条件は、保護半径XPLがアラート閾値Jより大きいこと、ならびに、推定位置誤差XNSEが推定誤差の要求レベルKより大きいことである。これらのデータサンプルでは、保護半径XPLがアラート閾値Jより大きい。この部分のサンプル比率が高い場合、これは、ユーザサービスには危険すぎるほど、測位が不確実であることを示しているので、このナビゲーションシステムを使用してはならない。この場合、システムは、これらのサンプルには使用できないと見なされる。
第5のカテゴリ5は、次の2つの条件を満たすサンプルを含む。2つの条件は、保護半径XPLがアラート閾値Jより大きいこと、ならびに、推定位置誤差XNSEが推定誤差の要求レベルKより小さいことである。このカテゴリに位置するサンプルの比率が高い場合、位置誤差XNSEは要求レベルKを満たしているものの、保護半径XPLがアラート閾値Jより大きいため、このナビゲーションシステムを使用することができない。
この、精度性能を検査する方法は、位置測位誤差を測定する手段と、保護半径を計算する手段とを含むシステムによって実施される。このシステムは、衛星ナビゲーションシステムのメンテナンスに特化されており、地上局のシステムの一部をなす。精度性能に関するシステム動作の監視および分析は、サンプルカテゴリ1から5をチャートに表示し、測定調査サンプルの比率を各カテゴリに表示することにより、簡単化される。アラート手段、ならびに、各カテゴリのサンプル比率と、好ましくは、カテゴリ1のサンプル比率とを比較する手段により、DOP状態によらず、精度が満たされているかどうかを認証することが可能になる。したがって、すべてのDOP状態を観測することは必須ではない。表示手段は、各カテゴリにおけるサンプルの比率に応じて、衛星ナビゲーションシステムの動作および性能を表す色分けでサンプルを表示する。
本発明は、衛星ナビゲーションシステムのメンテナンスシステムに適用され、より正確には、衛星ナビゲーションシステムの性能を追跡するツールに適用される。本発明は、あらゆる衛星測位システム(たとえば、米国のシステムであるGPS(「Global Positioning System」)や、欧州の次世代システムであるGALILEO)、ならびに性能補強システム(EGNOS(「European Geostationary Navigation Overlay Service」))に適用される。
1 第1のカテゴリ
2 第2のカテゴリ
3 第3のカテゴリ
4 第4のカテゴリ
5 第5のカテゴリ
10 第1の軸(水平方向)
11 第2の軸(垂直方向)
12 直線(アラート閾値J)
13 直線(推定誤差の要求レベルK)
2 第2のカテゴリ
3 第3のカテゴリ
4 第4のカテゴリ
5 第5のカテゴリ
10 第1の軸(水平方向)
11 第2の軸(垂直方向)
12 直線(アラート閾値J)
13 直線(推定誤差の要求レベルK)
Claims (10)
- 無線標定信号を受信機セグメントに送信する宇宙セグメントを備える衛星ナビゲーションシステムの位置精度性能を検査する方法であって、
複数のサンプルについて、前記システムの受信機の位置の推定誤差を測定することと、前記複数のサンプルについて、前記システムによって保証可能な(保護半径と呼ばれる)最大位置誤差閾値を計算することとを行う先行ステップであって、前記推定誤差および前記保護半径は、位置座標系の一次元において定義される先行ステップと、
以下の条件、すなわち、
i.前記保護半径(XPL)はアラート閾値(J)より小さいこと、
ii.前記保護半径を前記推定位置誤差で割った商(XPL/XNSE)が、推定誤差の要求レベル(K)に対する前記アラート閾値(J)の比である安全商(J/K)より大きいこと
を満たすサンプルの第1の比率(1)を計算するステップと、
以下の条件、すなわち、
i.前記保護半径(XPL)は、前記アラート閾値(J)より小さいこと、
ii.前記保護半径を前記推定位置誤差で割った前記商(XPL/XNSE)は、前記安全商(J/K)より小さいこと、
iii.前記推定位置誤差(XNSE)は、推定誤差の前記要求レベル(K)より小さいこと
を満たすサンプルの第2の比率(2)を計算するステップと、
前記第1のサンプル比率(1)および前記第2のサンプル比率(2)を要求比率と比較することにより、前記衛星ナビゲーションシステムの前記精度性能を検査する検査ステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 以下の条件、すなわち、
i.前記保護半径(XPL)は、前記アラート閾値(J)より小さいこと、
ii.前記保護半径を前記推定位置誤差で割った前記商(XPL/XNSE)は、前記安全商(J/K)より小さいこと、
iii.前記推定位置誤差(XNSE)は、推定誤差の前記要求レベル(K)より大きいこと
を満たすサンプルの第3の比率(3)を計算するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 以下の条件、すなわち、
i.前記保護半径(XPL)は、前記アラート閾値(J)より大きいこと、
ii.前記推定位置誤差(XNSE)は、推定誤差の前記要求レベル(K)より大きいこと
を満たすサンプルの第4の比率(4)を計算するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。 - 以下の条件、すなわち、
i.前記保護半径(XPL)は、前記アラート閾値(J)より大きいこと、
ii.前記推定位置誤差(XNSE)は、推定誤差の前記要求レベル(K)より小さいこと
を満たすサンプルの第5の比率(5)を計算するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記サンプル比率(1〜5)は、推定位置誤差の少なくとも2つの要求レベルについて計算されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記サンプル比率(1〜5)は、少なくとも2つのアラート閾値について計算されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のサンプル比率(1)が、ユーザに対するナビゲーションサービスによって保証されなければならない要求比率より大きい場合は、前記ナビゲーションシステムが、推定位置誤差の前記要求レベルに関連付けられたサービスレベルを満たしていることが、ユーザに対して保証されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法を実施できることを特徴とする、衛星ナビゲーションシステムの位置精度性能を検査するシステム。
- 衛星ナビゲーションシステムの受信機についての測位サンプルをチャートに表す表示手段であって、前記チャートは、
第1の軸(10)上に、位置座標系の一次元において定義される、前記保護半径(XPL)を前記推定位置誤差(XNSE)で割った商を表し、
第2の軸(11)上に、前記保護半径(XPL)を表し、
前記推定位置誤差(XNSE)の固定要求レベル(K)に対する前記推定位置誤差を表す、第1の直線(13)を表し、
前記保護半径(XPL)のアラート閾値(J)を表す、第2の直線(12)を表す、
前記表示手段を備えることを特徴とする、請求項8に記載のシステム。 - 前記複数のサンプルは、前記第1のサンプル比率(1)および前記第2のサンプル比率(2)に応じた表示コードに従って前記チャートに表示されることを特徴とする、請求項9に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1000996A FR2957424B1 (fr) | 2010-03-12 | 2010-03-12 | Procede et systeme de verification des performances en precision d'un systeme de navigation par satellite |
FR1000996 | 2010-03-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011191300A true JP2011191300A (ja) | 2011-09-29 |
Family
ID=43066583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011053150A Withdrawn JP2011191300A (ja) | 2010-03-12 | 2011-03-10 | 衛星ナビゲーションシステムの精度性能を検査する方法およびシステム |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8436770B2 (ja) |
EP (1) | EP2367025B1 (ja) |
JP (1) | JP2011191300A (ja) |
ES (1) | ES2392816T3 (ja) |
FR (1) | FR2957424B1 (ja) |
RU (1) | RU2011109235A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6288745B1 (ja) * | 2017-04-07 | 2018-03-07 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | Gnssを用いて航法を行う機能を有する航空機の航法性能の推定方法及び推定装置、並びに航空機の航空性能の劣化を検出する方法及び航空機の航法性能の監視装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104331618B (zh) * | 2014-10-29 | 2017-05-24 | 北京航空航天大学 | 地基增强系统完好性评估方法和系统 |
CN104849728B (zh) * | 2015-05-12 | 2017-07-25 | 北京航空航天大学 | 地基增强系统的完好性评估方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6847893B1 (en) * | 2003-01-22 | 2005-01-25 | Trimble Navigation, Ltd | Horizontal/vertical exclusion level determination scheme for RAIM fault detection and exclusion implementation |
US20110118979A1 (en) * | 2009-11-19 | 2011-05-19 | Robert Bosch Gmbh | Automotive location data integrity |
US20110313614A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Hinnant Jr Harris O | Integrated aeroelasticity measurement for vehicle health management |
EP2659290B1 (en) * | 2010-12-30 | 2017-05-24 | Telcom Ventures, LLC | Systems and methods for a terrestrial-based positioning beacon network |
-
2010
- 2010-03-12 FR FR1000996A patent/FR2957424B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-03-02 ES ES11156585T patent/ES2392816T3/es active Active
- 2011-03-02 EP EP11156585A patent/EP2367025B1/fr active Active
- 2011-03-10 JP JP2011053150A patent/JP2011191300A/ja not_active Withdrawn
- 2011-03-11 US US13/046,175 patent/US8436770B2/en active Active
- 2011-03-11 RU RU2011109235/07A patent/RU2011109235A/ru not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6288745B1 (ja) * | 2017-04-07 | 2018-03-07 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | Gnssを用いて航法を行う機能を有する航空機の航法性能の推定方法及び推定装置、並びに航空機の航空性能の劣化を検出する方法及び航空機の航法性能の監視装置 |
JP2018179642A (ja) * | 2017-04-07 | 2018-11-15 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | Gnssを用いて航法を行う機能を有する航空機の航法性能の推定方法及び推定装置、並びに航空機の航空性能の劣化を検出する方法及び航空機の航法性能の監視装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2367025B1 (fr) | 2012-09-05 |
RU2011109235A (ru) | 2012-09-20 |
US8436770B2 (en) | 2013-05-07 |
FR2957424A1 (fr) | 2011-09-16 |
ES2392816T3 (es) | 2012-12-14 |
EP2367025A1 (fr) | 2011-09-21 |
FR2957424B1 (fr) | 2012-04-20 |
US20120062417A1 (en) | 2012-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2501039C2 (ru) | Устройство и способ контроля целостности в реальном времени спутниковой навигационной системы | |
US9720095B2 (en) | System and method for wireless collaborative verification of global navigation satellite system measurements | |
EP2529248B1 (en) | Multi-constellation global navigation satellite system augmentation and assistance | |
JP7280053B2 (ja) | 車両用の衛星航法における大気擾乱を補正するための大気補正パラメータを検査する完全性情報を提供する方法及び装置 | |
JP5408109B2 (ja) | 閾値決定装置、閾値決定方法およびプログラム | |
KR101453227B1 (ko) | 위성 항법 보강 시스템 및 위성 항법 보강 방법 | |
JP6262248B2 (ja) | 衛星地理位置情報測定における誤差レベルを推定すると共に前記推定の信頼性を監視する方法および関連装置 | |
JPWO2006132003A1 (ja) | Gps受信装置およびgps測位補正方法 | |
JP6593879B2 (ja) | 衛星測位システム、測位端末、測位方法、及びプログラム | |
WO2021052511A1 (zh) | 北斗机载设备raim性能符合性测试方法及系统 | |
CN101839986B (zh) | 基于laas和waas的卫星导航监测方法和系统 | |
KR101503001B1 (ko) | 지상설비 안테나와 기저선 길이 예측값을 이용한 위성항법시스템의 고장 판단 시스템 및 그 방법 | |
JP2011191300A (ja) | 衛星ナビゲーションシステムの精度性能を検査する方法およびシステム | |
US8179309B2 (en) | Method and apparatus for the optimization of status messages in a satellite navigation system | |
US11112508B2 (en) | Positioning method and positioning terminal | |
Felski et al. | On EGNOS monitoring in local conditions | |
Jonáš | GNSS integrity for railway transportation | |
JP2011191301A (ja) | 衛星ナビゲーション・システムの精度性能を評価するための計算方法と計算システム | |
KR20170040561A (ko) | Gnss 전파 혼신 분석 장치 및 방법 | |
TW202307467A (zh) | 異常檢測裝置、方法及程式 | |
JP2010139335A (ja) | 災害緊急地盤変動解析システム及び災害緊急地盤変動解析方法 | |
JP2020509393A (ja) | 地球大気圏内の電子密度分布を決定する方法 | |
KR101392068B1 (ko) | 기저선 정보를 이용한 위성항법시스템의 고장 검출 장치 및 그 방법 | |
KR100314987B1 (ko) | 선속자동측정방법 | |
Felski et al. | Local monitoring of EGNOS services |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140513 |