JP2011227064A - 相対速度計測装置および相対変位計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、衛星航法系を構成する航行衛星の相対速度と相対変位とをそれぞれ求める相対速度計測装置および相対変位計測装置に関し、航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、所望の航行衛星の相対速度や相対変位を効率的にかつ精度よく求めることを目的とする。
【解決手段】衛星航法系を構成する１つの航行衛星について求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ１、…、ｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対してＥ＝ｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝ｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する相対速度Ｅを得る。
【選択図】図１
【解決手段】衛星航法系を構成する１つの航行衛星について求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ１、…、ｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対してＥ＝ｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝ｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する相対速度Ｅを得る。
【選択図】図１
Description
本発明は、衛星航法系を構成する航行衛星の相対速度と相対変位とをそれぞれ求める相対速度計測装置および相対変位計測装置に関する。
本願明細書と、本願の国内優先権の主張の基礎となる先の出願（特願２０１０−０７６９９５号…平成２２年３月３０日）の出願当初の明細書との対応関係は、以下の通りである。
(1) 本願明細書の段落０００１、００１３〜００１６（発明が解決しようとする課題の末尾の文および課題を解決するための手段、発明の効果の各欄）の記述については、本願の特許請求の範囲との整合のため、先の出願におけるこれらの段落０００１、００１３〜００１６の記述とは異なる。
(2) 本願明細書の段落０００２〜００１２、００１７〜００４１に記載された事項は、上記先の出願の出願当初の明細書の段落０００２〜００１２、００１７〜００４１にそれぞれ記載された事項に段落単位で対応し、これらの段落の大半に何らかの修正点が含まれるが、先の出願時に記載された技術的事項を本質的に変更するものではない。
(3) 本願の特許請求の範囲には、上記先の出願の段落０００２〜００１２、００１７〜００４１に記載された技術的事項でサポートされる構成に併せて、本願明細書の段落００４２〜０１５９として追加された技術的事項でサポートされる構成が記載されている。
従来から、衛星航法系であるGNSS（Global Navigation Satellite System）におけるGPS（Global Positioning System）等によって、航行衛星の搬送波位相を利用した速度計測が行われている。
(1) 本願明細書の段落０００１、００１３〜００１６（発明が解決しようとする課題の末尾の文および課題を解決するための手段、発明の効果の各欄）の記述については、本願の特許請求の範囲との整合のため、先の出願におけるこれらの段落０００１、００１３〜００１６の記述とは異なる。
(2) 本願明細書の段落０００２〜００１２、００１７〜００４１に記載された事項は、上記先の出願の出願当初の明細書の段落０００２〜００１２、００１７〜００４１にそれぞれ記載された事項に段落単位で対応し、これらの段落の大半に何らかの修正点が含まれるが、先の出願時に記載された技術的事項を本質的に変更するものではない。
(3) 本願の特許請求の範囲には、上記先の出願の段落０００２〜００１２、００１７〜００４１に記載された技術的事項でサポートされる構成に併せて、本願明細書の段落００４２〜０１５９として追加された技術的事項でサポートされる構成が記載されている。
従来から、衛星航法系であるGNSS（Global Navigation Satellite System）におけるGPS（Global Positioning System）等によって、航行衛星の搬送波位相を利用した速度計測が行われている。
従来の速度計測は、GNSS受信機の外部に配置され、かつ速度計算部を備えた機器が、データ通信用のインタフェース部を介してGNSS受信機と接続される構成を有する速度計測装置によって行われていた。このような速度計測装置では、GNSS受信機で得られた搬送波位相等の各種データが通信路を介してGNSS受信機の外部に配置された機器に送られ、GNSS受信機の速度が算出される。このとき、通信コストを削減するため、あるいは限られた通信速度の中で通信可能な搬送波位相データのサンプル数を増加して精度や追従性を向上させるため、搬送波位相データの１サンプル当たりのサイズが縮小化される場合がある。
GNSS受信機で観測された搬送波位相データが所定の上位桁を除いた下位桁に制限される場合、その搬送波位相データから算出される速度成分の値域には当該制限に基づく範囲制限が発生する。このような場合には、当該値域を超える速度成分は求められず、当該速度計測装置は速度を算出することが困難となる。
例えば、40msec間隔で観測されたGPS衛星のL1搬送波位相（周波数：1575.42MHz／波長：約19cm）について、その観測データが、整数部を省略した小数部のみのデータである場合には、そのL1搬送波位相が検出されるべき無線信号が到来するアンテナ（以下、「受信点」という。）と衛星との相対速度によるL1搬送波位相の速度成分の測定範囲は、正数で表現すると0.0［km/h］から約17.1［km/h］（以下の（１）式参照）までとなる。
0.19［m］／0.04［sec］＝4.75［m/s］＝17.1［km/h］ ・・・（１）
0.19［m］／0.04［sec］＝4.75［m/s］＝17.1［km/h］ ・・・（１）
したがって、受信点の速度が搬送波位相の速度成分データに反映されたとしても、当該速度成分データには、搬送波位相のデータサイズまたは時間間隔に基づいて約17.1［km/h］の範囲制限が存在することになる。よって、乗用車等の移動体において計測を行う場合、実用範囲（0〜180［km/h］など）の速度計測は困難となる。
ところで、本発明に関連する先行技術である特許文献１には、上記のような値域に制限を有する搬送波位相データが用いられる場合でも新たに定義する不定値に基づく不定性の概念を利用することにより、搬送波位相の速度成分および受信点の速度を求めることができる速度計測装置が開示されている。
以下、特許文献１に記載された「新たに定義する不定値に基づく不定性の概念」について説明する。
特許文献１には、搬送波位相の速度成分データの値域が、搬送波位相の「データサイズ」および「使用データ時間間隔」（例えば観測時間間隔）に応じて制限されるという特性に着目し、当該特性を有する「値域の制限」を利用して本来の速度成分の値（値域に制限がないときの値）を求める方法および装置が開示されている。
上記特性を利用した方法は、計測対象の速度範囲、要求精度、頻度、および通信速度などの状況に応じて上記特性に基づき、データサイズや使用データ間隔を意図的に設定することにより、制限される速度成分の値域の幅（特許文献１での「値域の大きさ」または「データ単位」と同義）を用い、あるいは、既存の機器構成において予め制限される速度成分の値域の幅を用い、その一定値を１単位とする整数倍のオフセット量を各衛星毎に算出し、各衛星の元のデータ値（値域が制限される速度成分のデータ値）に加算することにより、観測した全ての衛星について、本来の速度成分の値を求め受信点の速度を算出する、という一連の処理である。
特許文献１には、搬送波位相の速度成分データの値域が、搬送波位相の「データサイズ」および「使用データ時間間隔」（例えば観測時間間隔）に応じて制限されるという特性に着目し、当該特性を有する「値域の制限」を利用して本来の速度成分の値（値域に制限がないときの値）を求める方法および装置が開示されている。
上記特性を利用した方法は、計測対象の速度範囲、要求精度、頻度、および通信速度などの状況に応じて上記特性に基づき、データサイズや使用データ間隔を意図的に設定することにより、制限される速度成分の値域の幅（特許文献１での「値域の大きさ」または「データ単位」と同義）を用い、あるいは、既存の機器構成において予め制限される速度成分の値域の幅を用い、その一定値を１単位とする整数倍のオフセット量を各衛星毎に算出し、各衛星の元のデータ値（値域が制限される速度成分のデータ値）に加算することにより、観測した全ての衛星について、本来の速度成分の値を求め受信点の速度を算出する、という一連の処理である。
なお、特許文献１における既述の処理の過程では、上記オフセット量を算出するための整数値が不明であるため、別途、当該整数値を求める必要がある。特許文献１では、不明な整数値が「不明整数値」と定義され、不確定な速度成分のオフセット量の値が「速度成分の不定値」と定義されている。
このような定義および特許文献１によれば、『各衛星毎に不明整数値の解が求められ、かつ既述の「速度成分の値域の幅」と、求められた「不明整数値の解」との積による「速度成分の不定値の解」が各衛星の元のデータ値に加算されることにより、本来の値が求められる』という具体的な解法を導くことができる。このとき、各衛星毎の不明整数値の解は、「受信点の概略速度」あるいは「受信点の概略速度の推定値」を用いることによって算出可能である。
すなわち、特許文献１は、本発明に関連した先行技術であって、データサイズまたは時間間隔に応じた制限が値域に課された搬送波位相データと、受信点の概略速度とを用いることにより受信点の速度を計測することができる速度計測装置が開示されている。
このような定義および特許文献１によれば、『各衛星毎に不明整数値の解が求められ、かつ既述の「速度成分の値域の幅」と、求められた「不明整数値の解」との積による「速度成分の不定値の解」が各衛星の元のデータ値に加算されることにより、本来の値が求められる』という具体的な解法を導くことができる。このとき、各衛星毎の不明整数値の解は、「受信点の概略速度」あるいは「受信点の概略速度の推定値」を用いることによって算出可能である。
すなわち、特許文献１は、本発明に関連した先行技術であって、データサイズまたは時間間隔に応じた制限が値域に課された搬送波位相データと、受信点の概略速度とを用いることにより受信点の速度を計測することができる速度計測装置が開示されている。
ところで、特許文献１では、上記「不明整数値の解」の算出には、「受信点の概略速度」あるいは「受信点の概略速度の推定値」が必要であった。したがって、これらの「受信点の概略速度」あるいは「受信点の概略速度の推定値」の信頼性が低下した場合、あるいは、求めることができない場合には、上記「不明整数値の解」を算出できないため搬送波位相の速度成分の計測および受信点速度の計測が困難となる。
例えば、「受信点の概略速度」は「受信点の概略位置」の単位時間あたりの変化量から算出されているが、「受信点の概略位置」すなわちGNSS受信機による測位結果について異常が発生して信頼性が低下した場合、あるいは、取得できない場合には、当該「受信点の概略速度」を求めることができない。
例えば、「受信点の概略速度」は「受信点の概略位置」の単位時間あたりの変化量から算出されているが、「受信点の概略位置」すなわちGNSS受信機による測位結果について異常が発生して信頼性が低下した場合、あるいは、取得できない場合には、当該「受信点の概略速度」を求めることができない。
また、「受信点の概略速度の推定値」は「過去の受信点の概略速度」に「過去から計測タイミングまでの連続する受信点加速度の積算値」を加算することにより算出されるが、「過去の受信点の概略速度」あるいは「過去から計測タイミングまでの連続する受信点加速度」の信頼性が低下した場合、あるいは、取得できない場合には、当該「受信点の概略速度の推定値」を求めることができない。
本発明は、航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、所望の航行衛星の相対速度や相対変位を効率的にかつ精度よく求めることができる相対速度計測装置および相対変位計測装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明では、衛星航法系を構成する１つの航行衛星について求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ１、…、ｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対してＥ＝ｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝ｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する相対速度Ｅを得る。
すなわち、相対速度ｙ１、…、ｙｐの値域ｒ１、…、ｒｐがそれぞれ制限されている場合であっても、その制限の下で相対速度ｙ１、…、ｙｐに付帯する誤差および不確定性は、これらの値域ｒ１、…、ｒｐと上記幅ｗ１、…、ｗｐとに基づいて圧縮され、かつ上記相対速度Ｅはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
請求項２に記載の発明では、衛星航法系を構成する１つの航行衛星について求められ、かつ値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘ１、…、ｘｑと、前記値域ｇ１、…、ｇｑの幅ｕ１、…、ｕｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑに対応する整数ｊ１、…、ｊｑとに対してＦ＝ｘ１＋ｕ１・ｊ１＝…＝ｘｑ＋ｕｑ・ｊｑが所定の精度で成立する相対変位Ｆを得る。
すなわち、相対変位ｘ１、…、ｘｑの値域ｇ１、…、ｇｑがそれぞれ制限されている場合であっても、その制限の下で相対変位ｘ１、…、ｘｑに付帯する誤差および不確定性がこれらの値域ｇ１、…、ｇｑと上記幅ｕ１、…、ｕｑとに基づいて圧縮され、かつ上記相対変位Ｆはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
請求項３に記載の発明では、衛星航法系を構成する第一の航行衛星について求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐと、前記衛星航法系を構成する第二の航行衛星について求められ、かつ前記値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐとの前記値域ｒ１、…、ｒｐ毎に対応した差である複数ｐの速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対して、ΔＥ＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する値ΔＥとして前記第一および第二の航行衛星の相対速度の差を得る。
すなわち、相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐの値域ｒ１、…、ｒｐと、相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐの値域ｒ１、…、ｒｐとの何れもが制限されている場合であっても、その制限によって相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐと相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐとに付帯する誤差および不確定性は、これらの値域ｒ１、…、ｒｐと上記幅ｗ１、…、ｗｐとに基づいて圧縮され、かつ上記相対速度の差ΔＥはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
すなわち、相対速度ｙ１、…、ｙｐの値域ｒ１、…、ｒｐがそれぞれ制限されている場合であっても、その制限の下で相対速度ｙ１、…、ｙｐに付帯する誤差および不確定性は、これらの値域ｒ１、…、ｒｐと上記幅ｗ１、…、ｗｐとに基づいて圧縮され、かつ上記相対速度Ｅはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
請求項２に記載の発明では、衛星航法系を構成する１つの航行衛星について求められ、かつ値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘ１、…、ｘｑと、前記値域ｇ１、…、ｇｑの幅ｕ１、…、ｕｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑに対応する整数ｊ１、…、ｊｑとに対してＦ＝ｘ１＋ｕ１・ｊ１＝…＝ｘｑ＋ｕｑ・ｊｑが所定の精度で成立する相対変位Ｆを得る。
すなわち、相対変位ｘ１、…、ｘｑの値域ｇ１、…、ｇｑがそれぞれ制限されている場合であっても、その制限の下で相対変位ｘ１、…、ｘｑに付帯する誤差および不確定性がこれらの値域ｇ１、…、ｇｑと上記幅ｕ１、…、ｕｑとに基づいて圧縮され、かつ上記相対変位Ｆはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
請求項３に記載の発明では、衛星航法系を構成する第一の航行衛星について求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐと、前記衛星航法系を構成する第二の航行衛星について求められ、かつ前記値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐとの前記値域ｒ１、…、ｒｐ毎に対応した差である複数ｐの速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対して、ΔＥ＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する値ΔＥとして前記第一および第二の航行衛星の相対速度の差を得る。
すなわち、相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐの値域ｒ１、…、ｒｐと、相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐの値域ｒ１、…、ｒｐとの何れもが制限されている場合であっても、その制限によって相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐと相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐとに付帯する誤差および不確定性は、これらの値域ｒ１、…、ｒｐと上記幅ｗ１、…、ｗｐとに基づいて圧縮され、かつ上記相対速度の差ΔＥはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
請求項４に記載の発明では、衛星航法系を構成する第一の航行衛星について求められ、かつ値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑと、前記衛星航法系を構成する第二の航行衛星について求められ、かつ前記値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑとの前記値域ｇ１、…、ｇｑ毎に対応した差である複数ｑの変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記値域ｇ１、…、ｇｑの幅ｕ１、…、ｕｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑに対応する整数ｊ１、…、ｊｑとに対して、ΔＦ＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１＝…＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑが所定の精度で成立する値ΔＦとして前記第一および第二の航行衛星の相対変位の差を得る。
すなわち、相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑの値域ｇ１、…、ｇｑと、相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑの値域ｇ１、…、ｇｑとの何れもが制限されている場合であっても、その制限の下で相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑと相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑとに付帯する誤差および不確定性は、これらの値域ｇ１、…、ｇｑと上記幅ｕ１、…、ｕｑとに基づいて圧縮され、かつ上記相対変位の差ΔＦはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
請求項５に記載の発明では、衛星航法系を構成する１つの航行衛星から無線信号が到来する第一のサイトについて求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐと、前記無線信号が到来する第二のサイトについて求められ、かつ前記値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙII１、…、ｙIIｐとの前記値域ｒ１、…、ｒｐ毎に対応した差である複数ｐの速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対して、ΔＥ＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する値ΔＥとして前記第一および第二のサイトの相対速度の差を得る。
すなわち、相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐの値域ｒ１、…、ｒｐと、相対速度ｙII１、…、ｙIIｐの値域ｒ１、…、ｒｐとの何れもが制限されている場合であっても、その制限の下で相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐと相対速度ｙII１、…、ｙIIｐとに付帯する誤差および不確定性がこれらの値域ｒ１、…、ｒｐと上記幅ｗ１、…、ｗｐとに基づいて圧縮され、かつ上記相対速度の差ΔＥはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
請求項６に記載の発明では、衛星航法系を構成する１つの航行衛星から無線信号が到来する第一のサイトについて求められ、かつ値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑと、前記無線信号が到来する第二のサイトについて求められ、かつ前記値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘII１、…、ｘIIｑとの前記値域ｇ１、…、ｇｑ毎に対応した差である複数ｑの変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記値域ｇ１、…、ｇｑの幅ｕ１、…、ｕｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑに対応する整数ｊ１、…、ｊｑとに対して、ΔＦ＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１＝…＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑが所定の精度で成立する値ΔＦとして前記第一および第二のサイトの相対変位の差を得る。
すなわち、相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑの値域ｇ１、…、ｇｑと、相対変位ｘII１、…、ｘIIｑの値域ｇ１、…、ｇｑとの何れもが制限されている場合であっても、その制限の下で相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑと相対変位ｘII１、…、ｘIIｑとに付帯する誤差および不確定性がこれらの値域ｇ１、…、ｇｑと上記幅ｕ１、…、ｕｑとに基づいて圧縮され、かつ上記相対変位の差ΔＦはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
すなわち、相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑの値域ｇ１、…、ｇｑと、相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑの値域ｇ１、…、ｇｑとの何れもが制限されている場合であっても、その制限の下で相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑと相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑとに付帯する誤差および不確定性は、これらの値域ｇ１、…、ｇｑと上記幅ｕ１、…、ｕｑとに基づいて圧縮され、かつ上記相対変位の差ΔＦはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
請求項５に記載の発明では、衛星航法系を構成する１つの航行衛星から無線信号が到来する第一のサイトについて求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐと、前記無線信号が到来する第二のサイトについて求められ、かつ前記値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙII１、…、ｙIIｐとの前記値域ｒ１、…、ｒｐ毎に対応した差である複数ｐの速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対して、ΔＥ＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する値ΔＥとして前記第一および第二のサイトの相対速度の差を得る。
すなわち、相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐの値域ｒ１、…、ｒｐと、相対速度ｙII１、…、ｙIIｐの値域ｒ１、…、ｒｐとの何れもが制限されている場合であっても、その制限の下で相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐと相対速度ｙII１、…、ｙIIｐとに付帯する誤差および不確定性がこれらの値域ｒ１、…、ｒｐと上記幅ｗ１、…、ｗｐとに基づいて圧縮され、かつ上記相対速度の差ΔＥはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
請求項６に記載の発明では、衛星航法系を構成する１つの航行衛星から無線信号が到来する第一のサイトについて求められ、かつ値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑと、前記無線信号が到来する第二のサイトについて求められ、かつ前記値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘII１、…、ｘIIｑとの前記値域ｇ１、…、ｇｑ毎に対応した差である複数ｑの変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記値域ｇ１、…、ｇｑの幅ｕ１、…、ｕｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑに対応する整数ｊ１、…、ｊｑとに対して、ΔＦ＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１＝…＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑが所定の精度で成立する値ΔＦとして前記第一および第二のサイトの相対変位の差を得る。
すなわち、相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑの値域ｇ１、…、ｇｑと、相対変位ｘII１、…、ｘIIｑの値域ｇ１、…、ｇｑとの何れもが制限されている場合であっても、その制限の下で相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑと相対変位ｘII１、…、ｘIIｑとに付帯する誤差および不確定性がこれらの値域ｇ１、…、ｇｑと上記幅ｕ１、…、ｕｑとに基づいて圧縮され、かつ上記相対変位の差ΔＦはこのような誤差や不確定性の圧縮の下で得られる。
本発明によれば、衛星航法系を構成する航行衛星の相対速度や相対変位の値域が制限されている場合であっても、従来例で行われていた次の処理i),ii),iii)の何れもが行われることなく、上記値域が制限されている相対速度または相対変位に基づいて以下の項目(1)〜(3)が精度よく効率的に求められる。
i) 「受信点の概略速度もしくはその推定値」と「受信点の概略変位もしくはその推定値」とに基づく算術演算
ii) ２つの航行衛星の相対速度または相対変位を航行衛星毎に個別に求める処理
iii) 航行衛星から無線信号が到来する２つのサイトの相対速度または相対変位をサイト毎に個別に求める処理
〔本発明によって求められる項目〕
(1) 航行衛星に対する相対速度または相対変位
(2) ２つの航行衛星の間における相対速度の差または相対変位の差
(3) 特定の航行衛星を基準として求められる所望の２つのサイトの間における相対速度の差または相対変位の差
すなわち、本発明では、航行衛星から到来する無線信号を受信する受信系とその受信系に連係して相対速度や相対変位の計測を実現する装置との間で通信路を介して引き渡され、かつ個々の航行衛星の相対速度や相対変位を示す語の語長や総合的な情報量の制約に阻まれることなく、しかも、実時間性が無用に低下することなく、相対速度や相対変位の計測が安価に所望の精度で実現される。
したがって、本発明が適用された衛星航法系では、総合的な信頼性が高く維持され、かつ価格性能比および付加価値が高められる。
i) 「受信点の概略速度もしくはその推定値」と「受信点の概略変位もしくはその推定値」とに基づく算術演算
ii) ２つの航行衛星の相対速度または相対変位を航行衛星毎に個別に求める処理
iii) 航行衛星から無線信号が到来する２つのサイトの相対速度または相対変位をサイト毎に個別に求める処理
〔本発明によって求められる項目〕
(1) 航行衛星に対する相対速度または相対変位
(2) ２つの航行衛星の間における相対速度の差または相対変位の差
(3) 特定の航行衛星を基準として求められる所望の２つのサイトの間における相対速度の差または相対変位の差
すなわち、本発明では、航行衛星から到来する無線信号を受信する受信系とその受信系に連係して相対速度や相対変位の計測を実現する装置との間で通信路を介して引き渡され、かつ個々の航行衛星の相対速度や相対変位を示す語の語長や総合的な情報量の制約に阻まれることなく、しかも、実時間性が無用に低下することなく、相対速度や相対変位の計測が安価に所望の精度で実現される。
したがって、本発明が適用された衛星航法系では、総合的な信頼性が高く維持され、かつ価格性能比および付加価値が高められる。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。
図１において、前処理部１ａ〜１ｄの出力は、それぞれ相対速度計測部３ａ〜３ｄの入力に接続される。相対速度計測部３ａ〜３ｄの出力は、それぞれ速度算出部６の対応する入力に接続される。
なお、前処理部１ａ〜１ｄおよび相対速度計測部３ａ〜３ｄは、相対速度計測ユニット３を構成する。
なお、前処理部１ａ〜１ｄおよび相対速度計測部３ａ〜３ｄは、相対速度計測ユニット３を構成する。
速度算出部６には各航行衛星の位置が与えられ、その速度算出部６の出力には、上記相対速度計測ユニット３の速度が出力される。
なお、相対速度計測ユニット３に含まれる前処理部と相対速度計測部との対の数については、「４」に限定されず、「５」以上であってもよい。
なお、相対速度計測ユニット３に含まれる前処理部と相対速度計測部との対の数については、「４」に限定されず、「５」以上であってもよい。
図２は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
以下、図１を参照しつつ、図２に示す手順に沿って、既述の値域を個別に有する複数の相対速度と値域とに基づいて整数の不確定性が排除される相対速度および速度の算出方法を説明する。
なお、前処理部１ａ〜１ｄ、相対速度計測部３ａ〜３ｄおよび速度算出部６は、データの読み書きが可能な揮発性または不揮発性のメモリを内部に備えており、使用されるデータをメモリに格納し、そのデータを適宜メモリから読み出すことにより後述する演算を実行する。
また、これらの前処理部１ａ〜１ｄ、相対速度計測部３ａ〜３ｄおよび速度算出部６は、図２に示す各ステップで得られた演算結果をメモリに格納し、かつ後続するステップでは、先行して得られた演算結果を適宜メモリから読み出することにより、演算を行う。
以下、図１を参照しつつ、図２に示す手順に沿って、既述の値域を個別に有する複数の相対速度と値域とに基づいて整数の不確定性が排除される相対速度および速度の算出方法を説明する。
なお、前処理部１ａ〜１ｄ、相対速度計測部３ａ〜３ｄおよび速度算出部６は、データの読み書きが可能な揮発性または不揮発性のメモリを内部に備えており、使用されるデータをメモリに格納し、そのデータを適宜メモリから読み出すことにより後述する演算を実行する。
また、これらの前処理部１ａ〜１ｄ、相対速度計測部３ａ〜３ｄおよび速度算出部６は、図２に示す各ステップで得られた演算結果をメモリに格納し、かつ後続するステップでは、先行して得られた演算結果を適宜メモリから読み出することにより、演算を行う。
（ステップＳ１００）
まず、前処理部１ａ〜１ｄは、各航行衛星の搬送波位相および時刻を取得する。
まず、前処理部１ａ〜１ｄは、各航行衛星の搬送波位相および時刻を取得する。
（ステップＳ１１０）
前処理部１ａ〜１ｄは、各航行衛星に基づき、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を含む）を算出する。
例えば、搬送波位相を用いる場合、同一衛星について取得される搬送波位相（［cycle］）が、複数の個別の周波数（GPSのL1、L2、L5など）を有し、かつ、何れも小数部に制限される場合、各周波数に応じて波長を掛けた搬送波位相（［m］）はそれぞれ異なる値域を取るため、当該搬送波位相の速度成分（［m/s］）は異なる値域の幅を有する。
したがって、以下の（２）式〜（４）式が示すように、ステップＳ１００で取得した搬送波位相の時間差分によって、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を含む）を得る。
なお、ここで当該複数の相対速度は、値域の幅を１単位とする整数の不確定性を有する。
また、本発明における値域の数は２つ以上の複数であればよいが、本実施形態では、以下一例として、第１と第２との周波数に基づく２つの値域を個別に有する搬送波位相を用いて説明する。
Φ１ｉｖ（ｔｋ）＝（Φ１ｉ（ｔｋ）−Φ１ｉ（ｔｋ−１））／Δｔ ・・・（２）
Φ２ｉｖ（ｔｋ）＝（Φ２ｉ（ｔｋ）−Φ２ｉ（ｔｋ−１））／Δｔ ・・・（３）
Δｔ＝ｔｋ−ｔｋ−１ （ｋ＝１，２，３，・・・） ・・・（４）
Φ１ｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおいて観測した航行衛星ｉの第１の値域を有する搬送波位相
Φ２ｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおいて観測した航行衛星ｉの第２の値域を有する搬送波位相
Φ１ｉｖ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉの第１の値域を有する搬送波位相の速度成分
Φ２ｉｖ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉの第２の値域を有する搬送波位相の速度成分
ｔｋ：搬送波位相の観測時刻
Δｔ：観測時間間隔
前処理部１ａ〜１ｄは、各航行衛星に基づき、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を含む）を算出する。
例えば、搬送波位相を用いる場合、同一衛星について取得される搬送波位相（［cycle］）が、複数の個別の周波数（GPSのL1、L2、L5など）を有し、かつ、何れも小数部に制限される場合、各周波数に応じて波長を掛けた搬送波位相（［m］）はそれぞれ異なる値域を取るため、当該搬送波位相の速度成分（［m/s］）は異なる値域の幅を有する。
したがって、以下の（２）式〜（４）式が示すように、ステップＳ１００で取得した搬送波位相の時間差分によって、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を含む）を得る。
なお、ここで当該複数の相対速度は、値域の幅を１単位とする整数の不確定性を有する。
また、本発明における値域の数は２つ以上の複数であればよいが、本実施形態では、以下一例として、第１と第２との周波数に基づく２つの値域を個別に有する搬送波位相を用いて説明する。
Φ１ｉｖ（ｔｋ）＝（Φ１ｉ（ｔｋ）−Φ１ｉ（ｔｋ−１））／Δｔ ・・・（２）
Φ２ｉｖ（ｔｋ）＝（Φ２ｉ（ｔｋ）−Φ２ｉ（ｔｋ−１））／Δｔ ・・・（３）
Δｔ＝ｔｋ−ｔｋ−１ （ｋ＝１，２，３，・・・） ・・・（４）
Φ１ｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおいて観測した航行衛星ｉの第１の値域を有する搬送波位相
Φ２ｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおいて観測した航行衛星ｉの第２の値域を有する搬送波位相
Φ１ｉｖ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉの第１の値域を有する搬送波位相の速度成分
Φ２ｉｖ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉの第２の値域を有する搬送波位相の速度成分
ｔｋ：搬送波位相の観測時刻
Δｔ：観測時間間隔
（ステップＳ１２０）
前処理部１ａ〜１ｄは、誤差成分を求める。誤差成分を求める方法は、まず、搬送波の伝搬時間と、航法メッセージから得られる航行衛星の軌道情報とを用いて、観測される搬送波位相が航行衛星から送信されたときの航行衛星の位置を算出する。この航行衛星の位置と相対速度計測ユニット３の概略位置とに基づいて、前処理部１ａ〜１ｄは、下式（５）〜（１０）が示すように、上記航行衛星の位置と上記概略位置との距離について時間差分をとることにより、航行衛星の移動による成分として、航行衛星と概略位置との相対速度を算出する。
上記時間差分がとられるときの時刻は、ステップＳ１１０で用いた時刻に基づく。なお、搬送波の伝搬時間は、光路差方程式から算出される。
Ｄｉｖ（ｔｋ）＝（Ｄｉ（ｔｋ）−Ｄｉ（ｔｋ−１））／Δｔ ・・・（５）
Ｄｉ（ｔｋ）＝｜Ｐ’ｉ（ｔｋ）−Ｑ｜ ・・・（６）
Ｄｉ（ｔｋ−１）＝｜Ｐ’ｉ（ｔｋ−１）−Ｑ｜ ・・・（７）
Ｐ’ｉ（ｔｋ）＝Ｐｉ（ｔｋ−τｉ（ｔｋ）） ・・・（８）
Ｐ’ｉ（ｔｋ−１）＝Ｐｉ（ｔｋ−１−τｉ（ｔｋ−１）） ・・・（９）
Δｔ＝ｔｋ−ｔｋ−１ （ｋ＝１，２，３，・・・） ・・・（１０）
Ｄｉｖ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉと概略位置Ｑとの相対速度
Ｄｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉと概略位置Ｑとの距離
Ｐ’ｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおいて観測した航行衛星ｉの搬送波位相が発射されたときの航行衛星ｉの位置
Ｐｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉの位置
τｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおいて観測した航行衛星ｉの搬送波の伝搬時間
Ｑ：搬送波位相を観測した概略位置
ｔｋ：搬送波位相の観測時刻
Δｔ：観測時間間隔
前処理部１ａ〜１ｄは、誤差成分を求める。誤差成分を求める方法は、まず、搬送波の伝搬時間と、航法メッセージから得られる航行衛星の軌道情報とを用いて、観測される搬送波位相が航行衛星から送信されたときの航行衛星の位置を算出する。この航行衛星の位置と相対速度計測ユニット３の概略位置とに基づいて、前処理部１ａ〜１ｄは、下式（５）〜（１０）が示すように、上記航行衛星の位置と上記概略位置との距離について時間差分をとることにより、航行衛星の移動による成分として、航行衛星と概略位置との相対速度を算出する。
上記時間差分がとられるときの時刻は、ステップＳ１１０で用いた時刻に基づく。なお、搬送波の伝搬時間は、光路差方程式から算出される。
Ｄｉｖ（ｔｋ）＝（Ｄｉ（ｔｋ）−Ｄｉ（ｔｋ−１））／Δｔ ・・・（５）
Ｄｉ（ｔｋ）＝｜Ｐ’ｉ（ｔｋ）−Ｑ｜ ・・・（６）
Ｄｉ（ｔｋ−１）＝｜Ｐ’ｉ（ｔｋ−１）−Ｑ｜ ・・・（７）
Ｐ’ｉ（ｔｋ）＝Ｐｉ（ｔｋ−τｉ（ｔｋ）） ・・・（８）
Ｐ’ｉ（ｔｋ−１）＝Ｐｉ（ｔｋ−１−τｉ（ｔｋ−１）） ・・・（９）
Δｔ＝ｔｋ−ｔｋ−１ （ｋ＝１，２，３，・・・） ・・・（１０）
Ｄｉｖ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉと概略位置Ｑとの相対速度
Ｄｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉと概略位置Ｑとの距離
Ｐ’ｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおいて観測した航行衛星ｉの搬送波位相が発射されたときの航行衛星ｉの位置
Ｐｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおける航行衛星ｉの位置
τｉ（ｔｋ）：時刻ｔｋにおいて観測した航行衛星ｉの搬送波の伝搬時間
Ｑ：搬送波位相を観測した概略位置
ｔｋ：搬送波位相の観測時刻
Δｔ：観測時間間隔
さらに、前処理部１ａ〜１ｄは、各衛星の衛星クロック誤差と、概略位置における各衛星の方向の対流圏遅延量とを算出する。なお、衛星クロック誤差については、GPSのインターフェース仕様IS-GPS-200記載の方法により算出する。また、対流圏遅延量については、既存の対流圏遅延モデルによって推定値を算出する。
さらに、前処理部１ａ〜１ｄは、上述した衛星クロック誤差と対流圏遅延量とについて、それぞれの時間差分をとることにより、衛星クロック誤差の速度成分と、対流圏遅延量の速度成分とを算出する。時間差分がとられるときの時刻は、ステップＳ１１０で用いた時刻に基づく。
以上のように各航行衛星について算出される、航行衛星と概略位置との相対速度、衛星クロック誤差の速度成分、対流圏遅延量の速度成分を誤差成分として得る。
以上のように各航行衛星について算出される、航行衛星と概略位置との相対速度、衛星クロック誤差の速度成分、対流圏遅延量の速度成分を誤差成分として得る。
（ステップＳ１３０）
前処理部１ａ〜１ｄは、ステップＳ１１０で算出された値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を含む）について、ステップＳ１２０で求められた誤差成分をそれぞれ除去し、さらに、各値域の幅にそれぞれ正規化することによって、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を除去）を得る。
さらに、前処理部１ａ〜１ｄは、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を除去）を相対速度計測部３ａ〜３ｄに引き渡す。
なお、以下では、誤差成分が除去されて正規化された後の相対速度を、図１に示す前処理部１ａ〜１ｄの出力とする。また、このような値域を個別に有する複数の相対速度は、対応する値域の幅に基づく整数の不確定性を有する。
前処理部１ａ〜１ｄは、ステップＳ１１０で算出された値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を含む）について、ステップＳ１２０で求められた誤差成分をそれぞれ除去し、さらに、各値域の幅にそれぞれ正規化することによって、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を除去）を得る。
さらに、前処理部１ａ〜１ｄは、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を除去）を相対速度計測部３ａ〜３ｄに引き渡す。
なお、以下では、誤差成分が除去されて正規化された後の相対速度を、図１に示す前処理部１ａ〜１ｄの出力とする。また、このような値域を個別に有する複数の相対速度は、対応する値域の幅に基づく整数の不確定性を有する。
（ステップＳ１４０）
相対速度計測部３ａ〜３ｄは、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を除去）について、複数の確定値を算出する。
以下、このような確定値の算出方法を説明する。
まず、相対速度計測部３ａ〜３ｄは、ステップＳ１３０で算出された、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を除去）に対して、値域の幅と整数値（・・・，−２，−１，０，１，２，・・・）との乗算値を加算することによって、所定の計測範囲における複数の候補値を算出する。さらに、相対速度計測部３ａ〜３ｄは、上記複数の候補値の内、異なる値域毎の差分の大きさが所定の閾値以下となる候補値の組合せを選択し、これらの選択された各候補値を確定値として得る。
例えば、第１と第２との周波数に基づく２つの値域を個別に有する場合には、第１の値域に基づく複数の候補値と、第２の値域に基づく複数の候補値との差分の大きさが最小となる組み合わせの２つの候補値がそれぞれ確定値となる。
相対速度計測部３ａ〜３ｄは、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を除去）について、複数の確定値を算出する。
以下、このような確定値の算出方法を説明する。
まず、相対速度計測部３ａ〜３ｄは、ステップＳ１３０で算出された、値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を除去）に対して、値域の幅と整数値（・・・，−２，−１，０，１，２，・・・）との乗算値を加算することによって、所定の計測範囲における複数の候補値を算出する。さらに、相対速度計測部３ａ〜３ｄは、上記複数の候補値の内、異なる値域毎の差分の大きさが所定の閾値以下となる候補値の組合せを選択し、これらの選択された各候補値を確定値として得る。
例えば、第１と第２との周波数に基づく２つの値域を個別に有する場合には、第１の値域に基づく複数の候補値と、第２の値域に基づく複数の候補値との差分の大きさが最小となる組み合わせの２つの候補値がそれぞれ確定値となる。
（ステップＳ１５０）
相対速度計測部３ａ〜３ｄは、ステップＳ１４０で算出された複数の確定値の一部もしくは全部を用いて、値域に基づく整数の不確定性が排除される相対速度を算出する。
例えば、第１と第２との周波数に基づく２つの値域を有する２つの確定値の場合には、その内の何れかの確定値または２つの確定値の平均値を、上記整数の不確定性が排除される相対速度とする。
なお、これらの相対速度については、周波数に応じて異なる電離層遅延量の速度成分が確定値から除去されてもよい。
このようにして求められた相対速度は、速度算出部６に引き渡される。
相対速度計測部３ａ〜３ｄは、ステップＳ１４０で算出された複数の確定値の一部もしくは全部を用いて、値域に基づく整数の不確定性が排除される相対速度を算出する。
例えば、第１と第２との周波数に基づく２つの値域を有する２つの確定値の場合には、その内の何れかの確定値または２つの確定値の平均値を、上記整数の不確定性が排除される相対速度とする。
なお、これらの相対速度については、周波数に応じて異なる電離層遅延量の速度成分が確定値から除去されてもよい。
このようにして求められた相対速度は、速度算出部６に引き渡される。
（ステップＳ１６０）
速度算出部６は、ステップＳ１５０で算出された４つ以上の航行衛星について、値域に基づいて整数の不確定性が排除された相対速度と、前述の概略位置における航行衛星の方向余弦と、未知数（３次元の速度およびGNSS受信機のクロックドリフト）とに基づく方程式（以下の（１１）式）により、速度を算出する。
Ｒｖ＝Ｈ・Ｘｖ ・・・（１１）
Ｒｖ：整数の不確定性が排除された相対速度行列
Ｈ：方向余弦を含む観測行列
Ｘｖ：速度（３次元）およびクロックドリフト
速度算出部６は、ステップＳ１５０で算出された４つ以上の航行衛星について、値域に基づいて整数の不確定性が排除された相対速度と、前述の概略位置における航行衛星の方向余弦と、未知数（３次元の速度およびGNSS受信機のクロックドリフト）とに基づく方程式（以下の（１１）式）により、速度を算出する。
Ｒｖ＝Ｈ・Ｘｖ ・・・（１１）
Ｒｖ：整数の不確定性が排除された相対速度行列
Ｈ：方向余弦を含む観測行列
Ｘｖ：速度（３次元）およびクロックドリフト
（ステップＳ１７０）
速度算出部６は、ステップＳ１６０で算出された速度にローパスフィルタを適用して雑音成分を除去し、かつ上記のステップＳ１００〜Ｓ１７０の処理を時刻の更新とともに繰り返すことにより、速度を算出する。なお、ステップＳ１７０の処理は、適宜省略してもよい。
速度算出部６は、ステップＳ１６０で算出された速度にローパスフィルタを適用して雑音成分を除去し、かつ上記のステップＳ１００〜Ｓ１７０の処理を時刻の更新とともに繰り返すことにより、速度を算出する。なお、ステップＳ１７０の処理は、適宜省略してもよい。
上述したように、本実施形態によれば、既述の通りに相対速度の値域に制限がある場合であっても、「概略速度」および「概略速度の推定値」を用いることなく、整数の不確定性を排除することにより、速度を求めることができる。
したがって、「概略速度」および「概略速度の推定値」の信頼性が低下した場合や、取得できないタイミングでも、速度の計測が可能となる。
また、データサイズを低減することができ、外部機器で速度の算出を行う場合には、より高いサンプリング周波数で取得したデータを外部機器へ伝送することができる。その結果、従来よりも計測の追従性が向上し、また、データ数が増えることから精度も向上する。あるいは、従来と同じ頻度のデータを伝送する場合には、データサイズの低減により通信コストを削減することができる。
したがって、「概略速度」および「概略速度の推定値」の信頼性が低下した場合や、取得できないタイミングでも、速度の計測が可能となる。
また、データサイズを低減することができ、外部機器で速度の算出を行う場合には、より高いサンプリング周波数で取得したデータを外部機器へ伝送することができる。その結果、従来よりも計測の追従性が向上し、また、データ数が増えることから精度も向上する。あるいは、従来と同じ頻度のデータを伝送する場合には、データサイズの低減により通信コストを削減することができる。
さらに、本実施形態によれば、搬送波位相を利用することにより、高精度に計測を行うことができる。
また、本実施形態では、連続する２時刻による観測で速度を求めることができるため、短い観測時間で計測を行うことができる。
さらに、本実施形態では、別途装置による相対速度の基準値を必要としないため、速度計測装置単体によるローコストな計測システムを構成することができる。
また、本実施形態では、計測した速度を積分し、必要に応じてバンドパスフィルタ等が適用されることにより、高精度な受信点変位を求めることができる。
また、本実施形態では、連続する２時刻による観測で速度を求めることができるため、短い観測時間で計測を行うことができる。
さらに、本実施形態では、別途装置による相対速度の基準値を必要としないため、速度計測装置単体によるローコストな計測システムを構成することができる。
また、本実施形態では、計測した速度を積分し、必要に応じてバンドパスフィルタ等が適用されることにより、高精度な受信点変位を求めることができる。
次に、本実施形態の変形例を説明する。
本実施形態では、航行衛星の相対速度の誤差成分の１つである「航行衛星の移動による成分」について、航行衛星と概略位置との相対速度を用いて説明を行ったが、地球固定座標系での航行衛星の位置の変化率として求められる速度について、上述の概略位置方向の成分が「衛星の移動による成分」として用いられてもよい。
本実施形態では、航行衛星の相対速度の誤差成分の１つである「航行衛星の移動による成分」について、航行衛星と概略位置との相対速度を用いて説明を行ったが、地球固定座標系での航行衛星の位置の変化率として求められる速度について、上述の概略位置方向の成分が「衛星の移動による成分」として用いられてもよい。
また、本実施形態では、航行衛星の数について、４つ以上として説明しているが、速度算出部６は、前述の未知数のひとつであるクロックドリフトを別途取得するか、または、別途取得されるクロックバイアスもしくはその推定値を用いてクロックドリフトを算出することによって未知数を１つ減らし、３つ以上の航行衛星に基づいて速度を算出してもよい。
また、本実施形態では、値域を個別に有する複数の相対速度について、搬送波位相の時間差分によって得ているが、これに代えて、ドップラー周波数偏移としてもよい。なお、ドップラー周波数偏移が用いられる場合は、時間差分をとる必要はない。
さらに、本実施形態では、GNSSにおける航行衛星および周波数について、一例としてGPS衛星のL1、L2、L5を挙げて説明しているが、GLONASSあるいはGalileo等のGPS以外の航行衛星、および、当該衛星における複数の周波数を用いてもよい。
また、本実施形態では、値域を個別に有する複数の相対速度について、一例として第１と第２との異なる周波数に基づいて説明しているが、同一の周波数で、かつ、異なる３つ以上の値域を有する複数の搬送波位相またはドップラー周波数偏移に基づく相対速度が用いられてもよい。
さらに、本実施形態では、相対速度の値域に基づく整数の不確定性の排除について、第１と第２との異なる値域を有する相対速度を直接利用しているが、第１の値域を有する相対速度と第２の値域を有する相対速度との線形結合による第３の値域を有する相対速度と、さらに同一の航行衛星について当該第３の値域以外の値域を有する相対速度とを用いて、値域に基づく整数の不確定性を排除してもよい。
また、本実施形態では、速度の算出について説明しているが、加速度の算出においても、「概略加速度」および「概略加速度の推定値」を用いることなく値域に基づく整数の不確定性を排除することが可能である。このとき、搬送波位相を用いる場合は、搬送波位相の２重の時間差分から相対加速度を算出すればよい。また、ドップラー周波数偏移を用いる場合は、ドップラー周波数偏移の時間差分から相対加速度を算出すればよい。
さらに、本発明の構成は上述した実施形態の構成に限定されず、以下に列記するように、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
(a) 本実施形態に係る速度計測装置は、GNSS受信機の外部に配置されているが、GNSS受信機の内部に配置されてもよい。
(a) 本実施形態に係る速度計測装置は、GNSS受信機の外部に配置されているが、GNSS受信機の内部に配置されてもよい。
(b) 既述の誤差成分は、本実施形態では、航行衛星と概略位置との相対速度、衛星クロック誤差の速度成分、対流圏遅延量の速度成分について求められているが、例えば、当該航行衛星に基づく相対速度の計測について必要とされる精度に応じて、誤差成分の一部もしくは全部が省略され、あるいは当該誤差成分にその誤差成分以外の誤差要素が追加されてもよい。
(c) 本実施形態では、相対速度計測部３ａ〜３ｄは、対応する航行衛星毎に複数の異なる値域に制限される当該複数の相対速度（以下、二重カギ括弧が付された『複数の相対速度』と称する。）に基づいて、該当する航行衛星に対する相対速度を求めているが、以下の各項(c-1)〜(c-11)に示す演算が行われることにより、相対速度、またはその相対速度に代わる相対変位が求められてもよい。
(c-1) 既述の『複数の相対速度』に代えて、航行衛星毎に値域が複数通りに制限された複数の相対変位を用いることにより、該当する航行衛星に対する相対変位を求める。
(c-1) 既述の『複数の相対速度』に代えて、航行衛星毎に値域が複数通りに制限された複数の相対変位を用いることにより、該当する航行衛星に対する相対変位を求める。
(c-2) ２つの航行衛星の双方に関して値域が共通の複数通りに制限された相対速度の内、これらの２つの航行衛星間で値域が同じである個々の相対速度の差を既述の『複数の相対速度』に代えて用いることにより、上記２つの航行衛星に対する相対速度の差を求める。
(c-3) ２つの航行衛星の双方に関して値域が共通の複数通りに制限された相対変位の内、これらの２つの航行衛星間で値域が同じである個々の相対変位の差を既述の『複数の相対速度』に代えて用いることにより、上記２つの航行衛星に対する相対変位の差を求める。
(c-4) 値域が共通の複数通りに制限され、かつ２つのサイトの１つの航行衛星に対する相対速度の内、これらの２つのサイト間で値域が同じである個々の相対速度の差を既述の『複数の相対速度』に代えて用いることにより、該当する航行衛星に対する上記２つのサイトの相対速度の差を求める。
(c-5) 値域が共通の複数通りに制限され、かつ２つのサイトの１つの航行衛星に対する相対変位の内、これらの２つのサイト間で値域が同じである個々の相対変位の差を既述の『複数の相対速度』に代えて用いることにより、該当する航行衛星に対する上記２つのサイトの相対変位の差を求める。
(c-6) 既述の『複数の相対速度』に代えて、航行衛星毎に値域が複数通りに制限された複数の相対変位の変化率として、該当する航行衛星に対する相対速度を求める。
(c-7) 既述の『複数の相対速度』に代えて、航行衛星毎に値域が複数通りに制限された複数の相対速度の積分値として、該当する航行衛星に対する相対変位を求める。
(c-8) 値域が共通の複数通りに制限された２つの航行衛星の相対変位の内、これらの２つの航行衛星間で値域が同じである個々の相対変位の差の変化率を既述の『複数の相対速度』に代えて用いることにより、上記２つの航行衛星に対する相対速度の差を求める。
(c-9) 値域が共通の複数通りに制限された２つの航行衛星の相対速度の内、これらの２つの航行衛星間で値域が同じである個々の相対速度の差の積分値を既述の『複数の相対速度』に代えて用いることにより、上記２つの航行衛星に対する相対変位の差を求める。
(c-10) 値域が共通の複数通りに制限された２つのサイトの１つの航行衛星に対する相対変位の内、これらの２つのサイト間で値域が同じである個々の相対変位の差の変化率を既述の『複数の相対速度』に代えて用いることにより、該当する航行衛星に対する上記２つのサイトの相対速度の差を求める。
(c-11) 値域が共通の複数通りに制限された２つのサイトの１つの航行衛星に対する相対速度の内、これらの２つのサイト間で値域が同じである個々の相対速度の差の積分値を既述の『複数の相対速度』に代えて用いることにより、該当する航行衛星に対する上記２つのサイトの相対変位の差を求める。
(d) 上記(c-1)、(c-7)項の何れかと同様にして相対変位を求め、さらに、その相対変位の変化率として該当する航行衛星に対する相対速度を得る。
(e) 本実施形態または上記(c-6)項と同様にして相対速度を求め、さらに、その相対速度の積分値として該当する航行衛星に対する相対変位を得る。
(f) 上記(c-3)、(c-9)項の何れかと同様にして２つの航行衛星に対する相対変位の差を求め、さらに、その相対変位の差の変化率として上記２つの航行衛星に対する相対速度の差を得る。
(g) 上記(c-2)、(c-8)項の何れかと同様にして２つの航行衛星に対する相対速度の差を求め、さらに、その相対速度の差の積分値として上記２つの航行衛星に対する相対変位の差を得る。
(h) 上記(c-5)、(c-11) 項の何れかと同様にして２つのサイトの相対変位の差を求め、さらに、その相対変位の差の変化率として該当する航行衛星に対する上記２つのサイトの相対速度の差を得る。
(i) 上記(c-4)、(c-10) 項の何れかと同様にして２つのサイトの相対速度の差を求め、さらに、その相対速度の差の積分値として該当する航行衛星に対する上記２つのサイトの相対変位の差を得る。
(j) 本実施形態では、まず、相対速度計測部３ａ〜３ｄによって、航行衛星毎に複数の異なる値域に制限された相対速度に基づいて各航行衛星に対する相対速度がそれぞれ求められ、次に、速度算出部６によって、その相対速度から相対速度計測ユニット３の速度が求められているが、このような速度は以下の各項(j-1)〜(j-6)に列記する演算により求められてもよい。
(j-1) 上記相対速度計測部３ａ〜３ｄによって求められた相対速度に代えて、上記(c-6)、(d)項の何れかに記載の通りに求められた相対速度を用いることにより、上記相対速度計測ユニット３の速度を求める。
(j-1) 上記相対速度計測部３ａ〜３ｄによって求められた相対速度に代えて、上記(c-6)、(d)項の何れかに記載の通りに求められた相対速度を用いることにより、上記相対速度計測ユニット３の速度を求める。
(j-2) 上記相対速度計測部３ａ〜３ｄによって求められた相対速度に代えて、上記(c-1)、(c-7)、(e)項の何れかに記載の通りに求められた相対変位を用いることにより、上記相対速度計測ユニット３に代わる相対変位計測ユニットの変位を求める。
(j-3) 上記相対速度計測部３ａ〜３ｄによって求められた相対速度に代えて、上記(c-2)、(c-8)、(f)項の何れかに記載の通りに求められた航行衛星の相対速度の差を用いることにより、上記相対速度計測ユニット３の速度を求める。
(j-4) 上記相対速度計測部３ａ〜３ｄによって求められた相対速度に代えて、上記(c-3)、(c-9)、(g)項の何れかに記載の通りに求められた航行衛星の相対変位の差を用いることにより、上記相対速度計測ユニット３に代わる相対変位計測ユニットの変位を求める。
(j-5) 上記相対速度計測部３ａ〜３ｄによって求められた相対速度に代えて、上記(c-4)、(c-10)、(h)項の何れかに記載の通りに求められた２つのサイトの相対速度の差を用いて、その２つのサイト間の相対速度を求める。
(j-6) 上記相対速度計測部３ａ〜３ｄによって求められた相対速度に代えて、上記(c-5)、(c-11)、(i)項の何れかに記載の通りに求められた２つのサイト間の相対変位の差を用いることにより、その２つのサイト間の相対変位を求める。
(k) 速度算出部６に代わる変位算出部によって、上記(j-2)、(j-4)項の何れかと同様にして相対速度計測ユニット３に代わる相対変位計測ユニットの変位が求められ、さらに、その変位の変化率として該当する相対変位計測ユニットの速度が求められる。
(l) 速度算出部６によって、上記(j-1)、(j-3)項の何れかと同様にして相対速度計測ユニット３の速度が求められ、さらに、その速度の積分値として該当する相対速度計測ユニット３の変位が求められる。
(m) 上記(j-6)項の何れかと同様にして２つのサイト間の相対変位を求め、さらに、当該相対変位の変化率としてその２つのサイト間の相対速度を得る。
(n) 上記(j-5)項の何れかと同様にして２つのサイト間の相対速度を求め、さらに、当該相対速度の積分値としてその２つのサイト間の相対変位を得る。
(o) 本実施形態では、値域を個別に有する複数の相対速度は、誤差成分が除去された後で上記値域の相違に応じた整数の不確定性が排除されているが、このような誤差成分は、先に整数の不確定性が排除された後に除去されてもよい。
(p) 本実施形態では、航行衛星に対する値域を個別に有する複数の相対速度は、すべての値域の幅に制限を有するが、複数の値域の内、少なくとも１つ以上の値域が相対速度の測定範囲に対して十分大きな幅を持つ場合には、当該測定結果として信頼できる相対速度を参照することによって、その信頼できる相対速度以外の値域の幅に制限を有する相対速度について、整数の不確定性が排除されてもよい。
(q) 本実施形態では、相対速度計測ユニット３の速度は、速度算出部６によって、衛星航法に基づいて、前述の航行衛星の方向余弦を含む観測行列Ｈを用いて算出されている。しかし、(j-3)、(j-4)項に記載の通りに相対速度計測ユニット３の速度または既述の相対変位計測ユニットの変位が求められる場合には、上記方向余弦に代えて、該当する航行衛星の複数の対に対応する航行衛星の方向余弦の差が用いられ、また、用いられる航行衛星の相対速度の差または相対変位の差に関して、本実施形態での未知数のひとつであったGNSS受信機のクロックドリフトまたはクロックバイアス（変位に対する成分）は相殺されているため、未知数は速度（３次元）もしくは変位（３次元）のみに設定されてもよい。
(r) 本実施形態では、誤差成分は、前処理部１ａ〜１ｄによって算出され、かつ値域を個別に有する複数の相対速度（誤差成分を含む）から除去されている。しかし、(j-5)、(j-6)項の何れかに記載の通りに２つのサイト間の相対速度または相対変位が求められるときに該当する２つのサイト間の距離がサイト-衛星間の距離より十分に小さい場合には、これらの２つのサイトの相対速度の差または相対変位の差は、上記誤差成分が相殺されるため、前処理部１ａ
〜１ｄによる誤差成分の算出および除去が行われなくてもよい。
〜１ｄによる誤差成分の算出および除去が行われなくてもよい。
(s) 本実施形態（上記(c-1)〜(c-11)、(d)〜(i)、(j-1)〜(j-6)、(k)〜(r)項に既述の演算の下で実現される相対速度計測装置、相対変位計測装置、速度計測装置、変位計測装置を含む。）では、航行衛星から到来して値域の幅が異なる複数の搬送波位相が既述の演算の対象となっているが、このような複数の搬送波位相は、必ずしも本実施形態に組み込まれたGNSS受信機によって与えられなくてもよく、例えば、該当する航行衛星から到来する信号を模擬するシミュレータ、実際に航行衛星から到来した信号が記録されたデータレコーダその他の如何なる装置によって与えられてもよい。
以下、本願に開示された発明の内、「特許請求の範囲」に記載しなかった発明の構成、作用および効果を「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段」の欄の記載に準じた様式により列記する。
［請求項７］ 請求項１に記載の相対速度計測装置において、
前記相対速度ｙ１、…、ｙｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐと、前記整数ｈ１、…、ｈｐとに対して与えられる前記相対速度Ｅの候補値Ｃ１＝ｙ１＋ｗ１・ｈ１、…、Ｃｐ＝ｙｐ＋ｗｐ・ｈｐの内、所定の精度で一致する複数ｎ（≦ｐ）の前記候補値の確定値Ｋ１、…、Ｋｎを得る整数ｈ１、…、ｈｐの不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
前記相対速度ｙ１、…、ｙｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐと、前記整数ｈ１、…、ｈｐとに対して与えられる前記相対速度Ｅの候補値Ｃ１＝ｙ１＋ｗ１・ｈ１、…、Ｃｐ＝ｙｐ＋ｗｐ・ｈｐの内、所定の精度で一致する複数ｎ（≦ｐ）の前記候補値の確定値Ｋ１、…、Ｋｎを得る整数ｈ１、…、ｈｐの不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項１に記載の相対速度計測装置において、不確定性排除手段は、前記相対速度ｙ１、…、ｙｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐと、前記整数ｈ１、…、ｈｐとに対して与えられる前記相対速度Ｅの候補値Ｃ１＝ｙ１＋ｗ１・ｈ１、…、Ｃｐ＝ｙｐ＋ｗｐ・ｈｐの内、所定の精度で一致する複数ｎ（≦ｐ）の前記候補値の確定値Ｋ１、…、Ｋｎを得る。
すなわち、上記確定値Ｋ１、…、Ｋｎは、上記候補値の内、所定の精度で一致する一部もしくは全部として得られる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、その相対速度に基づいて前記航行衛星に対する相対速度が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、その相対速度に基づいて前記航行衛星に対する相対速度が求められる。
［請求項８］ 請求項７に記載の相対速度計測装置において、
前記確定値Ｋ１、…、Ｋｎの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対速度Ｅを推定する相対速度推定手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
前記確定値Ｋ１、…、Ｋｎの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対速度Ｅを推定する相対速度推定手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項７に記載の相対速度計測装置において、相対速度推定手段は、前記確定値Ｋ１、…、Ｋｎの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対速度Ｅを推定する。
すなわち、上記相対速度Ｅは、上記確定値を用いて推定される。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、その相対速度に基づいて前記航行衛星に対する相対速度が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、その相対速度に基づいて前記航行衛星に対する相対速度が求められる。
［請求項９］ 請求項２に記載の相対変位計測装置において、
前記相対変位ｘ１、…、ｘｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑと、前記整数ｊ１、…、ｊｑとに対して与えられる前記相対変位Ｆの候補値Ａ１＝ｘ１＋ｕ１・ｊ１、…、Ａｑ＝ｘｑ＋ｕｑ・ｊｑの内、所定の精度で一致する複数ｍ（≦ｑ）の前記候補値の確定値Ｂ１、…、Ｂｍを得る整数ｊ１、…、ｊｑの不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
前記相対変位ｘ１、…、ｘｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑと、前記整数ｊ１、…、ｊｑとに対して与えられる前記相対変位Ｆの候補値Ａ１＝ｘ１＋ｕ１・ｊ１、…、Ａｑ＝ｘｑ＋ｕｑ・ｊｑの内、所定の精度で一致する複数ｍ（≦ｑ）の前記候補値の確定値Ｂ１、…、Ｂｍを得る整数ｊ１、…、ｊｑの不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項２に記載の相対変位計測装置において、不確定性排除手段は、前記相対変位ｘ１、…、ｘｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑと、前記整数ｊ１、…、ｊｑとに対して与えられる前記相対変位Ｆの候補値Ａ１＝ｘ１＋ｕ１・ｊ１、…、Ａｑ＝ｘｑ＋ｕｑ・ｊｑの内、所定の精度で一致する複数ｍ（≦ｑ）の前記候補値の確定値Ｂ１、…、Ｂｍを得る。
すなわち、上記確定値Ｂ１、…、Ｂｍは、上記候補値の内、所定の精度で一致する一部もしくは全部として得られる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、その相対変位に基づいて前記航行衛星に対する相対変位が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、その相対変位に基づいて前記航行衛星に対する相対変位が求められる。
［請求項１０］ 請求項９に記載の相対変位計測装置において、
前記確定値Ｂ１、…、Ｂｍの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対変位Ｆを推定する相対変位推定手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
前記確定値Ｂ１、…、Ｂｍの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対変位Ｆを推定する相対変位推定手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項９に記載の相対変位計測装置において、相対変位推定手段は、前記確定値Ｂ１、…、Ｂｍの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対変位Ｆを推定する。
すなわち、上記相対変位Ｆは、上記確定値を用いて推定される。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、その相対変位に基づいて前記航行衛星に対する相対変位が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、その相対変位に基づいて前記航行衛星に対する相対変位が求められる。
［請求項１１］ 請求項３に記載の相対速度計測装置において、
前記速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐと、前記整数ｈ１、…、ｈｐとに対して与えられる前記相対速度の差ΔＥの候補値ΔＣ１＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１、…、ΔＣｐ＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐの内、所定の精度で一致する複数ｎ（≦ｐ）の前記候補値の確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎを得る不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
前記速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐと、前記整数ｈ１、…、ｈｐとに対して与えられる前記相対速度の差ΔＥの候補値ΔＣ１＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１、…、ΔＣｐ＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐの内、所定の精度で一致する複数ｎ（≦ｐ）の前記候補値の確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎを得る不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項３に記載の相対速度計測装置において、不確定性排除手段は、前記速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐと、前記整数ｈ１、…、ｈｐとに対して与えられる前記相対速度の差ΔＥの候補値ΔＣ１＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１、…、ΔＣｐ＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐの内、所定の精度で一致する複数ｎ（≦ｐ）の前記候補値の確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎを得る。
すなわち、上記確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎは、上記候補値の内、所定の精度で一致する一部もしくは全部として得られる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する２つの航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度が個別に求められることなく、上記２つの航行衛星の相対速度に基づいてこれらの２つの航行衛星に対する相対速度の差が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する２つの航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度が個別に求められることなく、上記２つの航行衛星の相対速度に基づいてこれらの２つの航行衛星に対する相対速度の差が求められる。
［請求項１２］ 請求項１１に記載の相対速度計測装置において、
前記確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対速度の差ΔＥを推定する相対速度推定手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
前記確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対速度の差ΔＥを推定する相対速度推定手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項１１に記載の相対速度計測装置において、相対速度推定手段は、前記確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対速度の差ΔＥを推定する。
すなわち、上記相対速度の差ΔＥは、上記確定値を用いて推定される。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する２つの航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度が個別に求められることなく、上記２つの航行衛星の相対速度に基づいてこれらの２つの航行衛星に対する相対速度の差が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する２つの航行衛星の相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度が個別に求められることなく、上記２つの航行衛星の相対速度に基づいてこれらの２つの航行衛星に対する相対速度の差が求められる。
［請求項１３］ 請求項４に記載の相対変位計測装置において、
前記変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑと、前記整数ｊ１、…、ｊｑとに対して与えられる前記相対変位の差ΔＦの候補値ΔＡ１＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１、…、ΔＡｑ＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑの内、所定の精度で一致する複数ｍ（≦ｑ）の前記候補値の確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍを得る不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
前記変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑと、前記整数ｊ１、…、ｊｑとに対して与えられる前記相対変位の差ΔＦの候補値ΔＡ１＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１、…、ΔＡｑ＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑの内、所定の精度で一致する複数ｍ（≦ｑ）の前記候補値の確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍを得る不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項４に記載の相対変位計測装置において、不確定性排除手段は、前記変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑと、前記整数ｊ１、…、ｊｑとに対して与えられる前記相対変位の差ΔＦの候補値ΔＡ１＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１、…、ΔＡｑ＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑの内、所定の精度で一致する複数ｍ（≦ｑ）の前記候補値の確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍを得る。
すなわち、上記確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍは、上記候補値の内、所定の精度で一致する一部もしくは全部として得られる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する２つの航行衛星の相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対変位が個別に求められることなく、上記２つの航行衛星の相対変位に基づいてこれらの相対変位の差が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する２つの航行衛星の相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対変位が個別に求められることなく、上記２つの航行衛星の相対変位に基づいてこれらの相対変位の差が求められる。
［請求項１４］ 請求項１３に記載の相対変位計測装置において、
前記確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対変位の差ΔＦを推定する相対変位推定手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
前記確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対変位の差ΔＦを推定する相対変位推定手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項１３に記載の相対変位計測装置において、相対変位推定手段は、前記確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対変位の差ΔＦを推定する。
すなわち、上記相対変位の差ΔＦは、上記確定値を用いて推定される。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する２つの航行衛星の相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対変位が個別に求められることなく、上記２つの航行衛星の相対変位に基づいてこれらの相対変位の差が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する２つの航行衛星の相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対変位が個別に求められることなく、上記２つの航行衛星の相対変位に基づいてこれらの相対変位の差が求められる。
［請求項１５］ 請求項５に記載の相対速度計測装置において、
前記速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐと、前記整数ｈ１、…、ｈｐとに対して与えられる前記相対速度の差ΔＥの候補値ΔＣ１＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１、…、ΔＣｐ＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐの内、所定の精度で一致する複数ｎ（≦ｐ）の前記候補値の確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎを得る不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
前記速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐと、前記整数ｈ１、…、ｈｐとに対して与えられる前記相対速度の差ΔＥの候補値ΔＣ１＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１、…、ΔＣｐ＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐの内、所定の精度で一致する複数ｎ（≦ｐ）の前記候補値の確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎを得る不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項５に記載の相対速度計測装置において、不確定性排除手段は、前記速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐと、前記整数ｈ１、…、ｈｐとに対して与えられる前記相対速度の差ΔＥの候補値ΔＣ１＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１、…、ΔＣｐ＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐの内、所定の精度で一致する複数ｎ（≦ｐ）の前記候補値の確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎを得る。
すなわち、上記確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎは、上記候補値の内、所定の精度で一致する一部もしくは全部として得られる。
したがって、本発明では、航行衛星から無線信号がそれぞれ到来する２つのサイトの相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度が個別に求められることなく、上記２つのサイトの相対速度の差が求められる。
したがって、本発明では、航行衛星から無線信号がそれぞれ到来する２つのサイトの相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度が個別に求められることなく、上記２つのサイトの相対速度の差が求められる。
［請求項１６］ 請求項１５に記載の相対速度計測装置において、
前記確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対速度の差ΔＥを推定する相対速度推定手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
前記確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対速度の差ΔＥを推定する相対速度推定手段を備えた
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項１５に記載の相対速度計測装置において、相対速度推定手段は、前記確定値ΔＫ１、…、ΔＫｎの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対速度の差ΔＥを推定する。
すなわち、上記相対速度の差ΔＥは、上記確定値を用いて推定される。
したがって、本発明では、航行衛星から無線信号がそれぞれ到来する２つのサイトの相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、航行衛星に対する相対速度が個別に求められることなく、上記２つのサイトの相対速度の差が求められる。
したがって、本発明では、航行衛星から無線信号がそれぞれ到来する２つのサイトの相対速度の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、航行衛星に対する相対速度が個別に求められることなく、上記２つのサイトの相対速度の差が求められる。
［請求項１７］ 請求項６に記載の相対変位計測装置において、
前記変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑと、前記整数ｊ１、…、ｊｑとに対して与えられる前記相対変位の差ΔＦの候補値ΔＡ１＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１、…、ΔＡｑ＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑの内、所定の精度で一致する複数ｍ（≦ｑ）の前記候補値の確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍを得る不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
前記変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑと、前記整数ｊ１、…、ｊｑとに対して与えられる前記相対変位の差ΔＦの候補値ΔＡ１＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１、…、ΔＡｑ＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑの内、所定の精度で一致する複数ｍ（≦ｑ）の前記候補値の確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍを得る不確定性排除手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項６に記載の相対変位計測装置において、不確定性排除手段は、前記変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑと、前記整数ｊ１、…、ｊｑとに対して与えられる前記相対変位の差ΔＦの候補値ΔＡ１＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１、…、ΔＡｑ＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑの内、所定の精度で一致する複数ｍ（≦ｑ）の前記候補値の確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍを得る。
すなわち、上記確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍは、上記候補値の内、所定の精度で一致する一部もしくは全部として得られる。
したがって、本発明では、航行衛星から無線信号がそれぞれ到来する２つのサイトの相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、航行衛星に対する相対変位が個別に求められることなく、上記２つのサイトの相対変位の差が求められる。
したがって、本発明では、航行衛星から無線信号がそれぞれ到来する２つのサイトの相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、航行衛星に対する相対変位が個別に求められることなく、上記２つのサイトの相対変位の差が求められる。
［請求項１８］ 請求項１７に記載の相対変位計測装置において、
前記確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対変位の差ΔＦを推定する相対変位推定手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
前記確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対変位の差ΔＦを推定する相対変位推定手段を備えた
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項１７に記載の相対変位計測装置において、相対変位推定手段は、前記確定値ΔＢ１、…、ΔＢｍの内、一部もしくは全部に基づいて前記相対変位の差ΔＦを推定する。
すなわち、上記相対変位の差ΔＦは、上記確定値を用いて推定される。
したがって、本発明では、航行衛星から無線信号がそれぞれ到来する２つのサイトの相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、航行衛星に対する相対変位が個別に求められることなく、上記２つのサイトの相対変位の差が求められる。
したがって、本発明では、航行衛星から無線信号がそれぞれ到来する２つのサイトの相対変位の値域が制限されている場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、かつ、航行衛星に対する相対変位が個別に求められることなく、上記２つのサイトの相対変位の差が求められる。
［請求項１９］ 請求項１、７、８の何れか１項に記載の相対速度計測装置において、
前記相対速度ｙ１、…、ｙｐは、
前記１つの航行衛星に対する複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる
ことを特徴とする相対速度計測装置。
前記相対速度ｙ１、…、ｙｐは、
前記１つの航行衛星に対する複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項１、７、８の何れか１項に記載の相対速度計測装置において、前記相対速度ｙ１、…、ｙｐは、前記１つの航行衛星に対する複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる。
すなわち、上記相対速度ｙ１、…、ｙｐは、上記複数ｐの相対変位から算出され、かつ相対速度Ｅを得るために供される。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対速度が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、その航行衛星に対する相対速度が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対速度が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、その航行衛星に対する相対速度が求められる。
［請求項２０］ 請求項２、９、１０の何れか１項に記載の相対変位計測装置において、
前記相対変位ｘ１、…、ｘｑは、
前記１つの航行衛星に対する複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる
ことを特徴とする相対変位計測装置。
前記相対変位ｘ１、…、ｘｑは、
前記１つの航行衛星に対する複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項２、９、１０の何れか１項に記載の相対変位計測装置において、前記相対変位ｘ１、…、ｘｑは、前記１つの航行衛星に対する複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる。
すなわち、上記相対変位ｘ１、…、ｘｑは、上記複数ｑの相対速度から算出され、かつ相対変位を得るために供される。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対変位が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、その航行衛星に対する相対変位が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する航行衛星の相対変位が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、その航行衛星に対する相対変位が求められる。
［請求項２１］ 請求項３、１１、１２の何れか１項に記載の相対速度計測装置において、
前記相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐは、
前記第一の航行衛星に対する複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられ、
または、前記相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐは、
前記第二の航行衛星に対する複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる
ことを特徴とする相対速度計測装置。
前記相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐは、
前記第一の航行衛星に対する複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられ、
または、前記相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐは、
前記第二の航行衛星に対する複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項３、１１、１２の何れか１項に記載の相対速度計測装置において、前記相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐは、前記第一の航行衛星に対する複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられ、または、前記相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐは、前記第二の航行衛星に対する複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる。
すなわち、上記相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐまたは相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐは、上記複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる。
したがって、本発明では、第一の航行衛星または第二の航行衛星の相対速度が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、これらの航行衛星の相対速度の差が求められる。
したがって、本発明では、第一の航行衛星または第二の航行衛星の相対速度が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、これらの航行衛星の相対速度の差が求められる。
［請求項２２］ 請求項４、１３、１４の何れか１項に記載の相対変位計測装置において、
前記相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑは、
前記第一の航行衛星に対する複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられ、
または、前記相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑは、
前記第二の航行衛星に対する複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる
ことを特徴とする相対変位計測装置。
前記相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑは、
前記第一の航行衛星に対する複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられ、
または、前記相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑは、
前記第二の航行衛星に対する複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項４、１３、１４の何れか１項に記載の相対変位計測装置において、前記相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑは、前記第一の航行衛星に対する複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられ、または、前記相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑは、前記第二の航行衛星に対する複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる。
すなわち、上記相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑまたは相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑは、上記複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる。
したがって、本発明では、第一の航行衛星または第二の航行衛星の相対変位が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、これらの航行衛星の相対変位の差が求められる。
したがって、本発明では、第一の航行衛星または第二の航行衛星の相対変位が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、これらの航行衛星の相対変位の差が求められる。
［請求項２３］ 請求項５、１５、１６の何れか1項に記載の相対速度計測装置において、
前記相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐは、
前記１つの航行衛星に対する第一のサイトの複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられ、
または、前記相対速度ｙII１、…、ｙIIｐは、
前記１つの航行衛星に対する第二のサイトの複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる
ことを特徴とする相対速度計測装置。
前記相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐは、
前記１つの航行衛星に対する第一のサイトの複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられ、
または、前記相対速度ｙII１、…、ｙIIｐは、
前記１つの航行衛星に対する第二のサイトの複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項５、１５、１６の何れか1項に記載の相対速度計測装置において、前記相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐは、前記１つの航行衛星に対する第一のサイトの複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられ、または、前記相対速度ｙII１、…、ｙIIｐは、前記１つの航行衛星に対する第二のサイトの複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる。
すなわち、上記相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐまたは相対速度ｙII１、…、ｙIIｐは、上記複数ｐの相対変位のそれぞれの変化率として与えられる。
したがって、本発明では、第一のサイトまたは第二のサイトの相対速度が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、これらのサイトの相対速度の差が求められる。
したがって、本発明では、第一のサイトまたは第二のサイトの相対速度が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略速度もしくはその推定値が参照されることなく、これらのサイトの相対速度の差が求められる。
［請求項２４］ 請求項６、１７、１８の何れか１項に記載の相対変位計測装置において、
前記相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑは、
前記１つの航行衛星に対する第一のサイトの複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられ、
または、前記相対変位ｘII１、…、ｘIIｑは、
前記１つの航行衛星に対する第二のサイトの複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる
ことを特徴とする相対変位計測装置。
前記相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑは、
前記１つの航行衛星に対する第一のサイトの複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられ、
または、前記相対変位ｘII１、…、ｘIIｑは、
前記１つの航行衛星に対する第二のサイトの複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項６、１７、１８の何れか１項に記載の相対変位計測装置において、前記相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑは、前記１つの航行衛星に対する第一のサイトの複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられ、または、前記相対変位ｘII１、…、ｘIIｑは、前記１つの航行衛星に対する第二のサイトの複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる。
すなわち、上記相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑまたは相対変位ｘII１、…、ｘIIｑは、上記複数ｑの相対速度のそれぞれの積分値として与えられる。
したがって、本発明では、第一のサイトまたは第二のサイトの相対変位が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、これらのサイトの相対変位の差が求められる。
したがって、本発明では、第一のサイトまたは第二のサイトの相対変位が直接的には与えられずあるいは算出されない場合であっても、受信点の概略変位もしくはその推定値が参照されることなく、これらのサイトの相対変位の差が求められる。
［請求項２５］ 請求項１、７、８、１９の何れか１項に記載され、かつ衛星航法系を構成する複数ｓの航行衛星の相対速度Ｅ１、…、Ｅｓを個別に求める複数の相対速度計測装置と、
前記相対速度Ｅ１、…、Ｅｓと、前記衛星航法系における前記複数ｓの航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対速度計測装置の速度を求める速度算出手段と、
を備えたことを特徴とする速度計測装置。
前記相対速度Ｅ１、…、Ｅｓと、前記衛星航法系における前記複数ｓの航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対速度計測装置の速度を求める速度算出手段と、
を備えたことを特徴とする速度計測装置。
このような構成の速度計測装置では、複数の相対速度計測装置は、請求項１、７、８、１９の何れか１項に記載され、かつ衛星航法系を構成する複数ｓの航行衛星の相対速度Ｅ１、…、Ｅｓを個別に求める。速度算出手段は、前記相対速度Ｅ１、…、Ｅｓと、前記衛星航法系における前記複数ｓの航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対速度計測装置の速度を求める。
すなわち、上記複数の相対速度計測装置の速度は、衛星航法に基づき、上記相対速度Ｅ１、…、Ｅｓと、上記複数ｓの航行衛星の位置とを用いて求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、「複数の相対速度計測装置」の速度が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、「複数の相対速度計測装置」の速度が求められる。
［請求項２６］ 請求項２、９、１０、２０の何れか１項に記載され、かつ衛星航法系を構成する複数ｚの航行衛星の相対変位Ｆ１、…、Ｆｚを個別に求める複数の相対変位計測装置と、
前記相対変位Ｆ１、…、Ｆｚと、前記衛星航法系における前記複数ｚの航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対変位計測装置の変位を求める変位算出手段と、
を備えたことを特徴とする変位計測装置。
前記相対変位Ｆ１、…、Ｆｚと、前記衛星航法系における前記複数ｚの航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対変位計測装置の変位を求める変位算出手段と、
を備えたことを特徴とする変位計測装置。
このような構成の変位計測装置では、複数の相対変位計測装置は、請求項２、９、１０、２０の何れか１項に記載され、かつ衛星航法系を構成する複数ｚの航行衛星の相対変位Ｆ１、…、Ｆｚを個別に求める。変位算出手段は、前記相対変位Ｆ１、…、Ｆｚと、前記衛星航法系における前記複数ｚの航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対変位計測装置の変位を求める。
すなわち、上記複数の相対変位計測装置の変位は、衛星航法に基づき、上記相対変位Ｆ１、…、Ｆｚと、上記複数ｚの航行衛星の位置とを用いて求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることことなく、「複数の相対変位計測装置」の変位が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることことなく、「複数の相対変位計測装置」の変位が求められる。
［請求項２７］ 請求項３、１１、１２、２１の何れか１項に記載され、かつ衛星航法系を構成する航行衛星の異なる複数ｓの対毎に、航行衛星間の相対速度の差ΔＥ１、…、ΔＥｓを個別に求める複数の相対速度計測装置と、
前記差ΔＥ１、…、ΔＥｓと、前記衛星航法系において前記複数ｓの対を構成する航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対速度計測装置の速度を求める速度算出手段と、
を備えたことを特徴とする速度計測装置。
前記差ΔＥ１、…、ΔＥｓと、前記衛星航法系において前記複数ｓの対を構成する航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対速度計測装置の速度を求める速度算出手段と、
を備えたことを特徴とする速度計測装置。
このような構成の速度計測装置では、複数の相対速度計測装置は、請求項３、１１、１２、２１の何れか１項に記載され、かつ衛星航法系を構成する航行衛星の異なる複数ｓの対毎に、航行衛星間の相対速度の差ΔＥ１、…、ΔＥｓを個別に求める。速度算出手段は、前記差ΔＥ１、…、ΔＥｓと、前記衛星航法系において前記複数ｓの対を構成する航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対速度計測装置の速度を求める。
すなわち、上記複数の相対速度計測装置の速度は、衛星航法に基づき、上記相対速度の差ΔＥ１、…、ΔＥｓと、上記複数ｓの対を構成する航行衛星の位置とを用いて求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められることなく、「複数の相対速度計測装置」の速度が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められることなく、「複数の相対速度計測装置」の速度が求められる。
［請求項２８］ 請求項４、１３、１４、２２の何れか１項に記載され、かつ衛星航法系を構成する航行衛星の異なる複数ｚの対毎に、航行衛星間の相対変位の差ΔＦ１、…、ΔＦｚを個別に求める複数の相対変位計測装置と、
前記差ΔＦ１、…、ΔＦｚと、前記衛星航法系において前記複数ｚの対を構成する航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対変位計測装置の変位を求める変位算出手段と、
を備えたことを特徴とする変位計測装置。
前記差ΔＦ１、…、ΔＦｚと、前記衛星航法系において前記複数ｚの対を構成する航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対変位計測装置の変位を求める変位算出手段と、
を備えたことを特徴とする変位計測装置。
このような構成の変位計測装置では、複数の相対変位計測装置は、請求項４、１３、１４、２２の何れか１項に記載され、かつ衛星航法系を構成する航行衛星の異なる複数ｚの対毎に、航行衛星間の相対変位の差ΔＦ１、…、ΔＦｚを個別に求める。変位算出手段は、前記差ΔＦ１、…、ΔＦｚと、前記衛星航法系において前記複数ｚの対を構成する航行衛星の位置とに基づいて前記複数の相対変位計測装置の変位を求める。
すなわち、上記複数の相対変位計測装置の変位は、衛星航法に基づき、上記相対変位の差ΔＦ１、…、ΔＦｚと、上記複数ｚの対を構成する航行衛星の位置とを用いて求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められることなく、「複数の相対変位計測装置」の変位が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、かつ、各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められることなく、「複数の相対変位計測装置」の変位が求められる。
［請求項２９］ 請求項５、１５、１６、２３の何れか１項に記載され、かつ異なる複数ｓのサイトの対毎に、それぞれ異なる複数ｓの航行衛星を基準としてサイト間の相対速度の差ΔＥ１、…、ΔＥｓを個別に求める複数の相対速度計測装置と、
前記差ΔＥ１、…、ΔＥｓと、前記衛星航法系における前記複数ｓの航行衛星の位置とに基づいて前記サイト間の相対速度を求める相対速度算出手段と、
を備えたことを特徴とする相対速度計測装置。
前記差ΔＥ１、…、ΔＥｓと、前記衛星航法系における前記複数ｓの航行衛星の位置とに基づいて前記サイト間の相対速度を求める相対速度算出手段と、
を備えたことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、複数の相対速度計測装置は、請求項５、１５、１６、２３の何れか１項に記載され、かつ異なる複数ｓのサイトの対毎に、それぞれ異なる複数ｓの航行衛星を基準としてサイト間の相対速度の差ΔＥ１、…、ΔＥｓを個別に求める。相対速度算出手段は、前記差ΔＥ１、…、ΔＥｓと、前記衛星航法系における前記複数ｓの航行衛星の位置とに基づいて前記サイト間の相対速度を求める。
すなわち、上記サイト間の相対速度は、衛星航法に基づき、上記相対速度の差ΔＥ１、…、ΔＥｓと、上記複数ｓの航行衛星の位置とを用いて求められる。
したがって、本発明では、上記複数ｓのサイトの対毎に含まれるサイトの相対速度の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」を用いることなく、かつ、航行衛星と各サイトとの相対速度および相対変位が個別に求められることなく、かつ、各サイトの速度が個別に求められることなく、上記毎のサイト間における相対速度が求められる。
したがって、本発明では、上記複数ｓのサイトの対毎に含まれるサイトの相対速度の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」を用いることなく、かつ、航行衛星と各サイトとの相対速度および相対変位が個別に求められることなく、かつ、各サイトの速度が個別に求められることなく、上記毎のサイト間における相対速度が求められる。
［請求項３０］ 請求項６、１７、１８、２４の何れか１項に記載され、かつ異なる複数ｚのサイトの対毎に、それぞれ異なる複数ｚの航行衛星を基準としてサイト間の相対変位の差ΔＦ１、…、ΔＦｚを個別に求める複数の相対変位計測装置と、
前記差ΔＦ１、…、ΔＦｚと、前記衛星航法系における前記複数ｚの航行衛星の位置とに基づいて前記サイト間の相対変位を求める相対変位算出手段と、
を備えたことを特徴とする相対変位計測装置。
前記差ΔＦ１、…、ΔＦｚと、前記衛星航法系における前記複数ｚの航行衛星の位置とに基づいて前記サイト間の相対変位を求める相対変位算出手段と、
を備えたことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、複数の相対変位計測装置は、請求項６、１７、１８、２４の何れか１項に記載され、かつ異なる複数ｚのサイトの対毎に、それぞれ異なる複数ｚの航行衛星を基準としてサイト間の相対変位の差ΔＦ１、…、ΔＦｚを個別に求める。相対変位算出手段は、前記差ΔＦ１、…、ΔＦｚと、前記衛星航法系における前記複数ｚの航行衛星の位置とに基づいて前記サイト間の相対変位を求める。
すなわち、上記サイト間の相対変位は、衛星航法に基づき、上記相対変位の差ΔＦ１、…、ΔＦｚと、上記複数ｚの航行衛星の位置とを用いて求められる。
したがって、本発明では、上記複数ｚのサイトの対毎に含まれるサイトの相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」を用いることなく、かつ、航行衛星と各サイトとの相対速度および相対変位が個別に求められることなく、かつ、各サイトの変位が個別に求められることなく、上記毎のサイト間における相対変位が求められる。
したがって、本発明では、上記複数ｚのサイトの対毎に含まれるサイトの相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」を用いることなく、かつ、航行衛星と各サイトとの相対速度および相対変位が個別に求められることなく、かつ、各サイトの変位が個別に求められることなく、上記毎のサイト間における相対変位が求められる。
［請求項３１］ 請求項２６、２８の何れか１項に記載の変位計測装置によって求められる複数の相対変位計測装置の前記変位の変化率として、前記複数の相対変位計測装置の速度を得る
ことを特徴とする速度計測装置。
ことを特徴とする速度計測装置。
このような構成の速度計測装置では、請求項２６、２８の何れか１項に記載の変位計測装置によって求められる複数の相対変位計測装置の前記変位の変化率として、前記複数の相対変位計測装置の速度を得る。
すなわち、上記複数の相対変位計測装置の速度は、上記変位計測装置によって求められる上記変位の変化率として得られる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、さらに、各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められない場合であっても、「複数の相対変位計測装置」の速度が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、さらに、各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められない場合であっても、「複数の相対変位計測装置」の速度が求められる。
［請求項３２］ 請求項２５、２７の何れか１項に記載の速度計測装置によって求められる複数の相対速度計測装置の前記速度の積分値として、前記複数の相対速度計測装置の変位を得る
ことを特徴とする変位計測装置。
ことを特徴とする変位計測装置。
このような構成の変位計測装置では、請求項２５、２７の何れか１項に記載の速度計測装置によって求められる複数の相対速度計測装置の前記速度の積分値として、前記複数の相対速度計測装置の変位を得る。
すなわち、上記複数の相対速度計測装置の変位は、上記速度計測装置によって求められる上記速度の積分値として得られる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、さらに、各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められない場合であっても、「複数の相対速度計測装置」の変位が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、さらに、各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められない場合であっても、「複数の相対速度計測装置」の変位が求められる。
［請求項３３］ 請求項３０に記載の相対変位計測装置によって求められるサイト間の相対変位の変化率として、前記サイト間の相対速度を得る
ことを特徴とする相対速度計測装置。
ことを特徴とする相対速度計測装置。
このような構成の相対速度計測装置では、請求項３０に記載の相対変位計測装置によって求められるサイト間の相対変位の変化率として、前記サイト間の相対速度を得る。
すなわち、上記サイト間の相対速度は、上記相対変位計測装置によって求められる上記相対変位の変化率として得られる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、さらに、各サイトの各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められない場合であっても、上記サイト間の相対速度が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、さらに、各サイトの各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められない場合であっても、上記サイト間の相対速度が求められる。
［請求項３４］ 請求項２９に記載の相対速度計測装置によって求められる前記サイト間の相対速度の積分値として、前記サイト間の相対変位を得る
ことを特徴とする相対変位計測装置。
ことを特徴とする相対変位計測装置。
このような構成の相対変位計測装置では、請求項２９に記載の相対速度計測装置によって求められる前記サイト間の相対速度の積分値として、前記サイト間の相対変位を得る。
すなわち、上記サイト間の相対変位は、上記相対速度計測装置によって求められる上記相対速度の積分値として得られる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、さらに、各サイトの各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められない場合であっても、上記サイト間の相対変位が求められる。
したがって、本発明では、衛星航法系を構成する複数の航行衛星の相対速度または相対変位の値域が制限されている場合であっても、「受信点の概略速度もしくはその推定値」および「受信点の概略変位もしくはその推定値」が参照されることなく、さらに、各サイトの各航行衛星に対する相対速度および相対変位が個別に求められない場合であっても、上記サイト間の相対変位が求められる。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 前処理部
３ 相対速度計測ユニット
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 相対速度計測部
６ 速度算出部
３ 相対速度計測ユニット
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 相対速度計測部
６ 速度算出部
Claims (6)
- 衛星航法系を構成する１つの航行衛星について求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ１、…、ｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対して、Ｅ＝ｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝ｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する相対速度Ｅを得る
ことを特徴とする相対速度計測装置。 - 衛星航法系を構成する１つの航行衛星について求められ、かつ値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘ１、…、ｘｑと、前記値域ｇ１、…、ｇｑの幅ｕ１、…、ｕｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑに対応する整数ｊ１、…、ｊｑとに対して、Ｆ＝ｘ１＋ｕ１・ｊ１＝…＝ｘｑ＋ｕｑ・ｊｑが所定の精度で成立する相対変位Ｆを得る
ことを特徴とする相対変位計測装置。 - 衛星航法系を構成する第一の航行衛星について求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ１１、…、ｙ１ｐと、前記衛星航法系を構成する第二の航行衛星について求められ、かつ前記値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙ２１、…、ｙ２ｐとの前記値域ｒ１、…、ｒｐ毎に対応した差である複数ｐの速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対して、ΔＥ＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する値ΔＥとして前記第一および第二の航行衛星の相対速度の差を得る
ことを特徴とする相対速度計測装置。 - 衛星航法系を構成する第一の航行衛星について求められ、かつ値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘ１１、…、ｘ１ｑと、前記衛星航法系を構成する第二の航行衛星について求められ、かつ前記値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘ２１、…、ｘ２ｑとの前記値域ｇ１、…、ｇｑ毎に対応した差である複数ｑの変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記値域ｇ１、…、ｇｑの幅ｕ１、…、ｕｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑに対応する整数ｊ１、…、ｊｑとに対して、ΔＦ＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１＝…＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑが所定の精度で成立する値ΔＦとして前記第一および第二の航行衛星の相対変位の差を得る
ことを特徴とする相対変位計測装置。 - 衛星航法系を構成する１つの航行衛星から無線信号が到来する第一のサイトについて求められ、かつ値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙＩ１、…、ｙＩｐと、前記無線信号が到来する第二のサイトについて求められ、かつ前記値域ｒ１、…、ｒｐを個別に有する複数ｐの相対速度ｙII１、…、ｙIIｐとの前記値域ｒ１、…、ｒｐ毎に対応した差である複数ｐの速度差Δｙ１、…、Δｙｐと、前記値域ｒ１、…、ｒｐの幅ｗ１、…、ｗｐと、前記幅ｗ１、…、ｗｐに対応する整数ｈ１、…、ｈｐとに対して、ΔＥ＝Δｙ１＋ｗ１・ｈ１＝…＝Δｙｐ＋ｗｐ・ｈｐが所定の精度で成立する値ΔＥとして前記第一および第二のサイトの相対速度の差を得る
ことを特徴とする相対速度計測装置。 - 衛星航法系を構成する１つの航行衛星から無線信号が到来する第一のサイトについて求められ、かつ値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘＩ１、…、ｘＩｑと、前記無線信号が到来する第二のサイトについて求められ、かつ前記値域ｇ１、…、ｇｑを個別に有する複数ｑの相対変位ｘII１、…、ｘIIｑとの前記値域ｇ１、…、ｇｑ毎に対応した差である複数ｑの変位差Δｘ１、…、Δｘｑと、前記値域ｇ１、…、ｇｑの幅ｕ１、…、ｕｑと、前記幅ｕ１、…、ｕｑに対応する整数ｊ１、…、ｊｑとに対して、ΔＦ＝Δｘ１＋ｕ１・ｊ１＝…＝Δｘｑ＋ｕｑ・ｊｑが所定の精度で成立する値ΔＦとして前記第一および第二のサイトの相対変位の差を得る
ことを特徴とする相対変位計測装置。
Priority Applications (1)
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| JP2011070417A JP5823143B2 (ja) | 2010-03-30 | 2011-03-28 | 相対速度計測装置および相対変位計測装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2011-03-28 JP JP2011070417A patent/JP5823143B2/ja active Active
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