JP2014044056A - 測位装置、測位方法および測位プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＬＯＮＡＳＳを利用して高い精度で測位を行えるようにすることを目的とする。
【解決手段】測位信号受信機２１は測位衛星毎の搬送波位相φｋおよび疑似距離Ｐｋを出力し、基準測位信号ＩＦ２３は測位衛星毎の搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍを出力する。環境検出モジュール５は、測位衛星毎の疑似距離Ｐｋに基づいて測位衛星毎の疑似距離Ｐｋの誤差推定品質指標値を算出する。幾何学距離推定値合成モジュール４は、測位衛星毎の疑似距離Ｐｋの誤差推定品質指標値に基づいて測位衛星毎の幾何学距離推定値を算出する。一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、測位衛星毎の各値に基づいて測位衛星毎の一重差アンビギュイティを算出する。測位解析モジュール２は、測位衛星毎の一重差アンビギュイティに基づいて二重差アンビギュイティを算出し、二重差アンビギュイティに基づいて測位信号受信機２１の位置を測位する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して測位を行うための測位装置、測位方法および測位プログラムに関するものである。

ＧＬＯＮＡＳＳはロシアが運用している衛星測位システムである。
ＧＬＯＮＡＳＳは、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）信号を採用しているＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）とは異なり、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）信号を採用している。
従って、搬送波位相信号を受信する受信アンテナの精密な位置計測を行う場合に用いられる衛星間の差分処理、すなわち二重差処理がＧＬＯＮＡＳＳとＧＰＳとでは異なる。
ＧＬＯＮＡＳＳは衛星毎に搬送波位相信号の周波数が異なるので、二重差処理の結果に受信機間一重差の未知のオフセット成分、すなわち一重差アンビギュイティ成分が残ってしまう。

従来は、二重差処理の計算式を用いて二重差アンビギュイティを推定する際に、本式に含まれる一重差アンビギュイティ成分への要求精度が荒いことを利用している。つまり、擬似距離観測量と搬送波位相観測量との差分に基づいて直接推定した一重差アンビギュイティ成分の概略値を用いることにより、一重差アンビギュイティ成分が残ってしまうことを解決している（例えば、非特許文献１）。

米国特許第５９１４６８５号明細書

「ＧＮＳＳ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ： ＧＬＯＮＡＳＳ ｉｎｔｅｒ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂｉａｓｅｓ ａｎｄ ａｍｂｉｇｕｉｔｙ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ」， ＩｎｓｉｄｅＧＮＳＳ ＭＡＲＣＨ／ＡＰＲＩＬ ２００９， ｐ．２４−２８ 土屋 淳他、「ＧＮＳＳ測量の基礎」、日本測量協会

従来の測位装置では、一重差アンビギュイティ成分の推定方法が簡易的なために、擬似距離観測量に含まれるマルチパス等の大きな誤差成分の影響を受けやすい。結果として、上記手順で直接推定した一重差アンビギュイティ成分の概略値の精度が不足する場合がある。
また、一重差アンビギュイティ成分が過大な値である場合、精度要求が厳しくなってしまい、従来方式では必要な精度が得られない場合がある。

本発明は、例えば、疑似距離の品質が悪い場合であっても高い精度で測位を行えるようにすることを目的とする。

本発明の測位装置は、
測位衛星から送信される測位信号を受信する受信機であって受信結果に基づいて前記測位衛星と受信機との間の距離の観測量である疑似距離を算出する受信機から前記疑似距離を取得する疑似距離取得部と、
前記疑似距離取得部によって取得される疑似距離に含まれる誤差を推定するための所定の誤差モデルを計算することによって、前記疑似距離取得部によって取得された前記疑似距離の品質指標値を誤差推定品質指標値として算出する誤差推定品質指標値算出部と、
前記誤差推定品質指標値算出部によって算出された前記誤差推定品質指標値と前記疑似距離の誤差推定の品質を判定するために予め定められた誤差推定品質閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記疑似距離の誤差推定の品質を判定する誤差推定品質判定部と、
前記誤差推定品質判定部によって前記疑似距離の誤差推定の品質が悪いと判定された場合、前記疑似距離を用いずに距離推定値を算出する距離推定値算出部と、
前記距離推定値算出部によって算出された前記距離推定値を用いて前記受信機の位置を測位する測位部とを備える。

本発明によれば、例えば、疑似距離の品質が悪い場合であっても高い精度で測位を行うことができる。

実施の形態１における測位システム１００のハードウェア構成図。 実施の形態１における測位装置１の演算処理装置２０の機能構成図。 実施の形態１における測位装置１の測位処理を示すフローチャート。 実施の形態２における測位装置１の演算処理装置２０の機能構成図。 実施の形態２における測位装置１の測位処理を示すフローチャート。 実施の形態３における測位装置１の演算処理装置２０の機能構成図。 実施の形態３における測位装置１の測位処理を示すフローチャート。

実施の形態１．
搬送波の周波数が測位衛星毎に異なる測位システムにおいて高い精度で測位を行うための形態について説明する。

図１は、実施の形態１における測位システム１００のハードウェア構成図である。
実施の形態１における測位システム１００のハードウェア構成について、図１に基づいて説明する。

測位システム１００は、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）やＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などを利用して測位を行うシステムである。
以下、ＧＬＯＮＡＳＳの測位衛星を「ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７」といい、ＧＰＳの測位衛星を「ＧＰＳ測位衛星２８」という。

ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７は、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）信号を利用して測位信号（搬送波、搬送波信号ともいう）を送信する。つまり、ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７は他のＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７と異なる周波数で測位信号を送信する。
ＧＰＳ測位衛星２８は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）信号を利用して測位信号を送信する。ＧＰＳ測位衛星２８は他のＧＰＳ測位衛星２８と同じ周波数で測位信号を送信する。
図１では、ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７およびＧＰＳ測位衛星２８を１機または２機だけ図示しているが、これらの測位衛星はもっと多く存在する。

測位装置１は、ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７やＧＰＳ測位衛星２８から送信される測位信号を受信アンテナ２２で受信し、受信結果に基づいて受信アンテナ２２の位置を測位する装置である。測位装置１は、例えば、移動体に搭載され、移動体の位置を測位するために用いられる。
測位装置１は、演算処理装置２０、測位信号受信機２１、受信アンテナ２２および基準測位信号ＩＦ２３を備える。
演算処理装置２０は、受信アンテナ２２の位置を測位するための測位処理を行う装置（コンピュータ。以下同様）である。演算処理装置２０は、ＣＰＵ２０１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、主記憶装置２０２、補助記憶装置２０３、通信ボード（図示省略）などのハードウェアデバイスを備える。
測位信号受信機２１は、受信アンテナ２２に到達した測位信号を受信し、受信結果に基づいて測位信号の観測量を生成する受信機である。受信アンテナ２２は、測位信号を受信するためのアンテナである。
基準測位信号ＩＦ２３は、後述する基準受信機２４から測位信号の観測量を取得するためのインタフェースを有する通信機器である。

基準受信機２４は、基準アンテナ２５に到達した測位信号を受信し、受信結果に基づいて測位信号の観測量を生成する受信機である。基準アンテナ２５は、測位信号を受信するためのアンテナである。
基準受信機２４の基準アンテナ２５の位置を表す座標値は予め正確に計測されており、既知である。

外部装置２６は、測位装置１から測位結果を取得し、取得した測位結果に基づいて、例えば、測位装置１を搭載した自動車のナビゲーションなどの特定の情報処理を行う装置である。

以下、ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７から送信される測位信号を受信して測位を行う場合について主に説明する。

図２は、実施の形態１における測位装置１の演算処理装置２０の機能構成図である。
実施の形態１における測位装置１の演算処理装置２０の機能構成について、図２に基づいて説明する。

測位装置１の演算処理装置２０は、測位信号受信機２１から、測位信号の観測量である搬送波位相φｋおよび疑似距離Ｐｋを入力し、基準測位信号ＩＦ２３から、測位信号の観測量である搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍを入力する。

疑似距離Ｐｋは、測位信号受信機２１の受信アンテナ２２とＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７またはＧＰＳ測位衛星２８の送信アンテナとの距離の粗い精度の観測量を表す。
搬送波位相φｋは、測位信号受信機２１がＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７またはＧＰＳ測位衛星２８が送信した測位信号の受信結果において、搬送波の位相変化量を積分した値に相当する観測量で、測位信号受信機２１の受信アンテナ２２とＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７またはＧＰＳ測位衛星２８の送信アンテナとの間の距離を、疑似距離Ｐｋより高い分解能で、且つより高精度に表す。

疑似距離Ｐｍは、基準受信機２４の基準アンテナ２５とＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７またはＧＰＳ測位衛星２８の送信アンテナとの距離の粗い精度の観測量を表す。
搬送波位相φｍは、基準受信機２４がＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７またはＧＰＳ測位衛星２８が送信した測位信号の受信結果において、搬送波の位相変化量を積分した値に相当し、基準受信機２４の基準アンテナ２５とＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７またはＧＰＳ測位衛星２８の送信アンテナとの間の距離を、疑似距離Ｐｍより高い分解能で、且つより高精度に表す。

以下、測位信号受信機２１を記号「ｋ」で表し、基準受信機２４を記号「ｍ」で表す。
また、搬送波位相φｋまたは搬送波位相φｍを表す信号を「搬送波位相信号」といい、疑似距離Ｐｋまたは疑似距離Ｐｍを表す信号を「疑似距離信号」という。

以下、特に指定しない場合、搬送波位相φｋ、搬送波位相φｍおよび搬送波位相信号はＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７から送信した測位信号を受信機で受信した観測量である搬送波位相を意味し、疑似距離Ｐｋ、疑似距離Ｐｍおよび疑似距離信号はＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７から送信した測位信号を受信機で受信した観測量である疑似距離を意味する。

演算処理装置２０は、測位解析モジュール２、一重差アンビギュイティ推定モジュール３、幾何学距離推定値合成モジュール４および環境検出モジュール５を備える。「〜モジュール」は「〜部」と読み替えても構わない。

環境検出モジュール５は、疑似距離Ｐｋの誤差推定品質指標値を算出し、算出した誤差推定品質指標値を幾何学距離推定値合成モジュール４へ出力する。

幾何学距離推定値合成モジュール４は、環境検出モジュール５から出力される誤差推定品質指標値に基づいて疑似距離Ｐｋの品質を判定し、測位信号受信機２１の受信アンテナ２２とＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７の送信アンテナとの距離の推定値である幾何学距離推定値Ｐｅｋを出力する。
疑似距離Ｐｋの品質が良い場合、幾何学距離推定値合成モジュール４は、疑似距離Ｐｋを幾何学距離推定値Ｐｅｋとして一重差アンビギュイティ推定モジュール３に出力する。
疑似距離Ｐｋの品質が悪い場合、幾何学距離推定値合成モジュール４は、補正後の疑似距離Ｐｃｋを幾何学距離推定値Ｐｅｋとして一重差アンビギュイティ推定モジュール３に出力する。

ここで、測位衛星ｐから受信する観測量として、Φ＝φ・λ（ｐ）なる観測量を定義する。「・」は乗算を意味する。λ（ｐ）は、測位衛星ｐから送信される測位信号の波長、つまり搬送波位相φの波長である。既に説明した様に、ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７のλ（ｐ）は衛星ｐ毎に異なるが、ＧＰＳ測位衛星２８のλ（ｐ）は全ての衛星で同一の値となる。ここでは、各測位衛星のλ（ｐ）は演算処理装置２０に予め記憶され、または各受信機から出力される。Φは、距離換算の搬送波位相φであり、擬似距離Ｐとの差分等が算出可能となる。
以下、受信機Ｘが測位衛星ｐから受信する観測量である擬似距離をＰ（ｐ，Ｘ）と記し、同様に搬送波位相をφ（ｐ，Ｘ）およびΦ（ｐ，Ｘ）と記す。例えば、測位信号受信機２１が測位衛星ｐから受信する観測量は、Ｐ（ｐ、ｋ）及びφ（ｐ，ｋ）及びΦ（ｐ，ｋ）と記す。測位衛星を特定しない場合の記法であるＰｋ及びφｋ及びΦｋも併用する。
補正後の擬似距離Ｐｃｋ及び幾何学距離推定値Ｐｅｋも同様にＰｃ（ｐ、ｋ）及びＰｅ（ｐ，ｋ）と記す。
同様に、φ（ｐ，ｋ）に含まれるアンビギュイティをｎ（ｐ，ｋ）と記す。アンビギュイティは搬送波位相に含まれる誤差で、搬送波位相から、他の誤差と共にアンビギュイティを除去した値が測位衛星と受信機との距離に相当する。また、サイクル換算した場合のアンビギュイティは整数となる。

さらに、一重差に対しても同様の記法を用いる。例として測位衛星ｐに対するアンビギュイティの一重差を記す。
ｎ（ｐ，ｍ，ｋ）＝ｎ（ｐ，ｋ）−ｎ（ｐ，ｍ）

一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、幾何学距離推定値合成モジュール４の出力である幾何学距離推定値Ｐｅｋと測位信号受信機２１の出力である搬送波位相φｋと基準測位信号ＩＦ２３の出力である擬似距離Ｐｍと搬送波位相φｍとに基づいて、一重差アンビギュイティｎ（ｐ，ｍ，ｋ）を算出する。
ｎ（ｐ，ｍ，ｋ）＝ｒｏｕｎｄ［（Ｐ（ｐ，ｍ，ｋ）−Φ（ｐ，ｍ，ｋ））／λ（ｐ）］［ｃｙｃｌｅｓ］ ・・・式（１）
ここで、ｒｏｕｎｄ（Ｘ）は、Ｘを四捨五入した値である。また、［ｃｙｃｌｅｓ］は、一重差アンビギュイティｎ（ｐ，ｍ，ｋ）が搬送波信号の１周期（１波長の搬送波信号）あたりの値であることを意味する。
また、擬似距離の一重差はＰ（ｐ，ｍ，ｋ）＝Ｐｅ（ｐ，ｋ）−Ｐ（ｐ，ｍ）で計算する。これは疑似距離Ｐｋの代わりに幾何学距離推定値合成モジュール４の出力である幾何学距離推定値Ｐｅｋを用いて算出するものである。
一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、算出した一重差アンビギュイティｎ（ｐ，ｍ，ｋ）を測位解析モジュール２に出力する。

測位解析モジュール２は、一重差アンビギュイティ推定モジュール３から出力される一重差アンビギュイティｎ（ｐ，ｍ，ｋ）およびｎ（ｑ，ｍ，ｋ）に基づいて二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を算出する。二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）において、測位衛星ｑは、基準衛星と呼称する特定の１衛星を指し、測位衛星ｐは、その他の複数の測位衛星を意味する。つまり、二重差は、測位衛星の中から基準衛星として選択された特定の１衛星と、基準衛星以外の測位衛星との間で算出される。基準衛星は、各時刻で異なる衛星を選択することは可能だが、通常は同一衛星を継続的に使用する。
測位解析モジュール２は、算出した複数の二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）に基づいて、基準受信機２４の基準アンテナ２５の位置に対する測位信号受信機２１の受信アンテナ２２の相対位置を算出する。

図３は、実施の形態１における測位装置１の測位処理を示すフローチャートである。
実施の形態１における測位装置１の測位処理について、図３に基づいて説明する。

以下、ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７を単に「測位衛星」という。

Ｓ１０１において、測位信号受信機２１は、複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信する。
測位信号受信機２１は、測位衛星毎に測位衛星が送信した測位信号の受信結果に基づいて搬送波位相φｋおよび疑似距離Ｐｋを算出し、算出した搬送波位相φｋおよび疑似距離Ｐｋを出力する。
測位信号受信機２１は従来の受信機と同じ機能を有し、搬送波位相φｋおよび疑似距離Ｐｋの算出方法は従来の受信機による算出方法と同様である。

Ｓ１０２において、基準受信機２４は、複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信する。
基準受信機２４は、測位衛星毎に測位衛星が送信した測位信号の受信結果に基づいて搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍを算出し、算出した搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍを出力する。基準受信機２４は従来の受信機と同じ機能を有し、搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍの算出方法は従来の受信機による算出方法と同様である。
基準測位信号ＩＦ２３は、基準受信機２４から出力される測位衛星毎の搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍを入力し、入力した測位衛星毎の搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍを出力する。

Ｓ１１０において、環境検出モジュール５は、Ｓ１０１で出力された測位衛星毎の疑似距離Ｐｋを入力する。
環境検出モジュール５は、測位衛星毎に疑似距離Ｐｋなどの情報に基づいて疑似距離Ｐｋの誤差推定品質指標値を算出し、これを出力する。
疑似距離Ｐｋの誤差推定品質指標値は疑似距離Ｐｋに含まれる誤差量の程度を推定した値である。
この際、環境検出モジュール５は、疑似距離に含まれる誤差を推定するための所定の誤差モデル（数式、方程式）を計算する。例えば、誤差モデルを計算して疑似距離に含まれる誤差を推定するために、カルマンフィルタなどの状態推定器の技術を用いることができる。

つまり、環境検出モジュール５は、測位衛星毎に誤差モデルを用いた誤差推定演算の品質の指標値である誤差推定品質指標値を算出し、算出した誤差推定品質指標値を出力する。この誤差推定品質指標値は、誤差モデルを計算することによって算出される。
Ｓ１１０の後、Ｓ１２０に進む。

Ｓ１２０において、幾何学距離推定値合成モジュール４は、Ｓ１０１で出力された測位衛星毎の疑似距離Ｐｋを入力し、Ｓ１１０で出力された測位衛星毎の誤差推定品質指標値を入力する。
幾何学距離推定値合成モジュール４は、測位衛星毎に誤差推定品質指標値を所定の誤差推定品質閾値と比較する。

誤差推定品質指標値が誤差推定品質閾値以下である場合、幾何学距離推定値合成モジュール４は、疑似距離Ｐｋの品質が良いと判断し、擬似距離Ｐｋを幾何学距離推定値Ｐｅｋとして出力する。

誤差推定品質指標値が誤差推定品質閾値より大きい場合、幾何学距離推定値合成モジュール４は、疑似距離Ｐｋの品質が悪いと判断し、代替の疑似距離を幾何学距離推定値Ｐｅｋとして出力する。
例えば、幾何学距離推定値合成モジュール４は、測位信号受信機２１の推定位置と測位衛星の推定位置とに基づいて測位信号受信機２１と測位衛星との間の推定距離を算出し、算出した推定距離を幾何学距離推定値Ｐｅｋとして用いる。測位信号受信機２１の推定位置や測位衛星の推定位置は所定の測位方法によって算出される。

例えば、幾何学距離推定値合成モジュール４は、以下のように測位信号受信機２１の推定位置や測位衛星の推定位置を算出する。
幾何学距離推定値合成モジュール４は、これまでに測位した測位信号受信機２１の位置に基づいて、これまでに位置した地点を結んだ延長線上の地点の座標値を測位信号受信機２１の推定位置として算出する。
幾何学距離推定値合成モジュール４は、測位信号受信機２１によって測位信号が受信された複数の測位衛星を組み合わせて測位衛星の複数の組み合わせを生成する。但し、各組み合わせには、少なくとも必要最低限の測位衛星が含まれるものとする。幾何学距離推定値合成モジュール４は、測位衛星の組み合わせ毎に各測位衛星の疑似距離を用いてＧＰＳと同様の単独測位を行い、ＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）が最も小さい測位結果を測位信号受信機２１の推定位置として選択する。測位信号受信機２１が単独測位を行い、幾何学距離推定値合成モジュール４が測位信号受信機２１による単独測位の測位結果を用いても構わない。単独測位とは、複数の測位衛星それぞれを中心としてそれぞれの疑似距離を半径とする複数の球面の交点を測位結果として算出する測位方法である。
幾何学距離推定値合成モジュール４は、測位衛星の軌道を示す軌道情報を測位信号から取得し、取得した軌道情報に基づいて測位衛星の推定位置を算出する。

以下、Ｓ１２０で出力される値は幾何学距離推定値Ｐｅｋである。幾何学距離推定値Ｐｅｋは、測位信号受信機２１と測位衛星との距離として推定される値であり、擬似距離の代替として使用される。

Ｓ１２０の後、Ｓ１３０に進む。

Ｓ１３０において、一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、Ｓ１２０で出力された測位衛星毎の幾何学距離推定値ＰｅｋとＳ１０２で出力された測位衛星毎の疑似距離Ｐｍとを入力する。
一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、Ｓ１０１で出力された測位衛星毎の搬送波位相φｋとＳ１０２で出力された測位衛星毎の搬送波位相φｍとを入力する。
一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、前記の式（１）に従って、測位衛星毎に幾何学距離推定値Ｐｅｋと疑似距離Ｐｍと搬送波位相φｋと搬送波位相φｍとを用いて測位信号受信機２１と基準受信機２４との一重差アンビギュイティを算出し、算出した一重差アンビギュイティを出力する。

Ｓ１３０の後、Ｓ１４０に進む。

Ｓ１４０において、測位解析モジュール２は、Ｓ１３０で出力された測位衛星毎の一重差アンビギュイティを入力する。
測位解析モジュール２は、測位衛星毎の一重差アンビギュイティに基づいて測位衛星の組み合わせ毎に二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を算出する。前述したように、二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）において、測位衛星ｑが基準衛星とよばれる１衛星を指す。基準衛星以外を測位衛星ｐとして選択した複数の二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を用いて測位処理を行う。

二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を算出するための式（２）を以下に示す。
λ（ｐ）・ｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）＋Δλ（ｑ，ｐ）・ｎ（ｑ，ｍ，ｋ）＝λ（ｐ）・ｎ（ｐ，ｍ，ｋ）−λ（ｑ）・ｎ（ｑ，ｍ，ｋ）［ｍｅｔｅｒ］ ・・・式（２）

式（２）で使用する符号の意味は以下の通りである。以下の符号以外の他の符号の意味は前記の式（１）と同様である。
二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）は、測位衛星ｐについての基準受信機ｍと測位信号受信機ｋとの一重差アンビギュイティｎ（ｐ，ｍ，ｋ）と、基準衛星として選択した測位衛星ｑについての基準受信機ｍと測位信号受信機ｋとの一重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｍ，ｋ）との差分を波長λ（ｑ）に対して算出した値である。測位衛星ｐと測位衛星ｑの波長が微妙に異なるため、ＧＰＳ測位衛星２８の場合のような単純な差分にならないが、整数となる特性は同じである。
Δλ（ｑ，ｐ）は、測位衛星ｐから送信される搬送波信号の波長λ（ｐ）と、測位衛星ｑから送信される搬送波信号の波長λ（ｑ）との差分（＝λ（ｐ）−λ（ｑ））である。
［ｍｅｔｅｒ］は、単位がメートルであることを意味する。

ここで、ＧＰＳ測位衛星２８から搬送波信号を受信した場合に二重差アンビギュイティを算出するための式（３）を以下に示す。
ｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）＝ｎ（ｐ，ｍ，ｋ）−ｎ（ｑ，ｍ，ｋ）［ｍｅｔｅｒ］ ・・・式（３）

搬送波位相の二重差を算出することにより、搬送波位相に含まれる多くの誤差要因が除去され、搬送波位相の二重差に含まれる二重差アンビギュイティを正確に推定することができる。

ＧＰＳでは各測位衛星から送信される搬送波信号の周波数が同じである。一方、ＧＬＯＮＡＳＳでは測位衛星毎に搬送波信号の周波数が異なる。
そのため、ＧＬＯＮＡＳＳにおける二重差アンビギュイティの関係式（上記式（２）参照）には、搬送波信号の周波数の違いを考慮し、Δλ（ｑ，ｐ）とｎ（ｑ，ｍ，ｋ）との積が含まれる。

測位解析モジュール２は、Ｓ１０１で出力された測位衛星毎の搬送波位相φｋおよび疑似距離Ｐｋを入力し、Ｓ１０２で出力された測位衛星毎の搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍを入力する。
測位解析モジュール２は、測位衛星毎の搬送波位相φｋおよび搬送波位相φｍに基づいて測位衛星の組み合わせ毎に搬送波位相の二重差を算出し、測位衛星毎の疑似距離Ｐｋおよび疑似距離Ｐｍに基づいて測位衛星の組み合わせ毎に疑似距離の二重差を算出する。
測位解析モジュール２は、測位衛星の組み合わせ毎の二重差アンビギュイティ、搬送波位相の二重差および疑似距離の二重差に基づいて、基準受信機２４の絶対位置に対する測位信号受信機２１の相対位置を算出する。
二重差アンビギュイティに基づいて受信機の相対位置を算出する方法は、従来の算出方法と同様である（例えば、非特許文献２参照）。

測位解析モジュール２は、基準受信機２４の絶対位置を表す座標値に測位信号受信機２１の相対位置を表す座標値を加えて測位信号受信機２１の絶対位置を表す座標値を算出してもよい。

測位解析モジュール２は、測位信号受信機２１の相対位置を表す座標値および絶対位置を表す座標値を出力する。
Ｓ１４０により、一回の測位処理が終了する。
図３で説明した測位処理は繰り返し実行される。図３の説明で示した式（１）から式（３）はそれぞれ算出式の一例である。

測位装置１は、以下のような特徴および効果を有する。
ＧＰＳにおける二重差アンビギュイティの関係式（上記式（３）参照）と異なり、ＧＬＯＮＡＳＳにおける二重差アンビギュイティの関係式（上記式（２）参照）は、Δλ（ｑ，ｐ）とｎ（ｑ，ｍ，ｋ）との積を含んでいる。
このΔλ（ｑ，ｐ）の値はλに比較して十分に小さい。このため、ｎ（ｑ，ｍ，ｋ）が正確な値でなくてもΔλ（ｑ，ｐ）とｎ（ｑ，ｍ，ｋ）との積による誤差の影響は無視することができる。つまり、ｎ（ｑ，ｍ，ｋ）の概略値を用いても正確なｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を推定することができる（上記式（２）参照）。
但し、疑似距離に含まれる誤差が大きい場合、この疑似距離を用いて算出するｎ（ｑ，ｍ，ｋ）に大きな誤差が生じ、Δλ（ｑ，ｐ）とｎ（ｑ，ｍ，ｋ）との積による誤差の影響が無視できなくなる。つまり、誤差が大きいｎ（ｑ，ｍ，ｋ）を用いて正確なｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を推定することはできない。例えば、測位信号が受信機周囲の障害物と干渉した場合、受信機から出力される疑似距離には数メートルから１００メートルを超える誤差が含まれる。
そこで、測位装置１は、疑似距離の品質を判定し、疑似距離の品質が良い場合には補正した疑似距離を用いてｎ（ｑ，ｍ，ｋ）を算出し、疑似距離の品質が悪い場合には代替の疑似距離を用いてｎ（ｑ，ｍ，ｋ）を算出する（図３のＳ１２０およびＳ１３０参照）。このようにして算出したｎ（ｑ，ｍ，ｋ）を用いることにより正確なｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を推定することができ、正確なｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を用いて正確な位置（例えば、相対位置）を測位することができる。

測位装置１は、ＧＬＯＮＡＳＳにおける一重差アンビギュイティの推定方式の信頼性を高めることにより、位置計測の信頼性および精度を向上させる。

測位装置１は、ＧＰＳを利用して高い精度で測位することができない環境下においても、ＧＬＯＮＡＳＳを利用して高い精度で測位することができる。例えば、測位装置１は、ＧＰＳを利用した測位結果のＤＯＰが所定値より大きい場合にＧＬＯＮＡＳＳを利用して測位を行ってもよい。

以下に、測位装置１の演算処理装置２０が備えるハードウェアについて説明する。
図１で説明したように、測位装置１の演算処理装置２０は、ＣＰＵ２０１、主記憶装置２０２、補助記憶装置２０３、通信ボード（図示省略）などのハードウェアデバイスを備える。
ＣＰＵ２０１は、バスを介して主記憶装置２０２、補助記憶装置２０３、通信ボードなどのハードウェアデバイスと接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。

通信ボードは、有線または無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、電話回線などの通信網に接続している。

主記憶装置２０２または補助記憶装置２０３には、ＯＳ（オペレーティングシステム）、プログラム群、ファイル群が記憶されている。

プログラム群には、実施の形態において「〜モジュール」「〜ＩＦ」「〜機」「〜装置」として説明する機能を実行するプログラムが含まれる。プログラム（例えば、測位プログラム）は、ＣＰＵ２０１により読み出され実行される。すなわち、プログラムは、「〜モジュール」としてコンピュータを機能させるものであり、また「〜モジュール」「〜ＩＦ」「〜機」「〜装置」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。

ファイル群には、実施の形態において説明する「〜モジュール」「〜ＩＦ」「〜機」「〜装置」で使用される各種データ（入力、出力、判定結果、計算結果、処理結果など）が含まれる。

実施の形態において構成図およびフローチャートに含まれている矢印は主としてデータや信号の入出力を示す。
フローチャートなどに基づいて説明する実施の形態の処理はＣＰＵ２０１またはその他のハードウェアデバイスを用いて実行される。

実施の形態において「〜モジュール」「〜ＩＦ」「〜機」「〜装置」として説明するものは「〜部」、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜モジュール」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれによって実装されても構わない。

実施の形態１において、例えば、以下のような測位装置（測位装置１）について説明した。括弧内に実施の形態で使用した名称および符号を記す。
測位装置は、疑似距離取得部（環境検出モジュール５）と、誤差推定品質指標値算出部（環境検出モジュール５）と、誤差推定品質判定部（幾何学距離推定値合成モジュール４）と、距離推定値算出部（幾何学距離推定値合成モジュール４）と、測位部（一重差アンビギュイティ推定モジュール３、測位解析モジュール２）とを備える。
疑似距離取得部は、測位衛星から送信される測位信号を受信する受信機であって受信結果に基づいて前記測位衛星との距離の観測量である疑似距離を算出する受信機から前記疑似距離を取得する。
誤差推定品質指標値算出部は、前記疑似距離取得部によって取得される疑似距離に含まれる誤差を推定するための所定の誤差モデルを計算することによって、誤差推定の品質の指標値を誤差推定品質指標値として算出する。
誤差推定品質判定部は、前記誤差推定品質指標値算出部によって算出された前記誤差推定品質指標値と前記疑似距離の誤差推定の品質を判定するために予め定められた誤差推定品質閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記疑似距離の誤差推定の品質を判定する。
距離推定値算出部は、前記誤差推定品質判定部によって前記疑似距離の誤差推定の品質が悪いと判定された場合、前記受信機と前記測位衛星との距離の正確な値を推定した距離推定値（幾何学距離推定値）を算出し出力する。距離推定値算出部は、前記誤差推定品質判定部によって前記疑似距離の誤差推定の品質が良いと判定された場合、前記疑似距離を距離推定値として出力する。
測位部は、前記距離推定値算出部によって算出された前記距離推定値を用いて前記受信機の位置を測位する。

前記疑似距離取得部は、第一の受信機（測位信号受信機２１）によって算出される第一の疑似距離（Ｐｋ）を前記疑似距離として取得すると共に、第二の受信機（基準受信機２４）によって算出される第二の疑似距離（Ｐｍ）を取得する。
前記誤差推定品質指標値算出部は、前記第一の疑似距離に含まれる誤差の推定値を前記誤差推定品質指標値として算出する。
前記誤差推定品質判定部は、前記誤差推定品質指標値と前記誤差推定品質閾値とを比較して前記第一の疑似距離の誤差推定の品質を判定する。
前記距離推定値算出部は、前記第一の疑似距離の品質の判定結果に基づいて前記距離推定値を算出する。
前記測位部は、一重差アンビギュイティ算出部（一重差アンビギュイティ推定モジュール３）と、測位演算部（測位解析モジュール２）とを備える。
一重差アンビギュイティ算出部は、前記距離推定値と前記第二の疑似距離とを用いて前記第一の受信機と前記第二の受信機との一重差アンビギュイティを算出する。
測位演算部は、前記一重差アンビギュイティ算出部によって算出された前記一重差アンビギュイティを用いて前記第一の受信機の位置を測位する。

前記疑似距離取得部は、測位衛星毎に前記第一の受信機によって算出される疑似距離を前記第一の疑似距離として取得する。前記疑似距離取得部は、測位衛星毎に前記第二の受信機によって算出される疑似距離を前記第二の疑似距離として取得する。
前記誤差推定品質指標値算出部は、測位衛星毎に前記誤差推定品質指標値を算出する。
前記誤差推定品質判定部は、測位衛星毎に前記第一の疑似距離の誤差推定の品質を判定する。
前記距離推定値算出部は、測位衛星毎に前記距離推定値を算出する。
前記一重差アンビギュイティ算出部は、測位衛星毎に前記一重差アンビギュイティを算出する。
前記測位演算部は、各一重差アンビギュイティを用いて二重差アンビギュイティを算出し、算出した前記二重差アンビギュイティを用いて前記第一の受信機の位置を測位する。

実施の形態２．
実施の形態１では、品質が悪い疑似距離の代わりに代替の疑似距離を用いる形態について説明した。
実施の形態２では、アンビギュイティが大きい搬送波位相の代わりに補正した搬送波位相を用いる形態について説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項については、実施の形態１と同様である。

測位システム１００および測位装置１のハードウェア構成は、実施の形態１と同様である（図１参照）。

図４は、実施の形態２における測位装置１の演算処理装置２０の機能構成図である。
実施の形態２における測位装置１の演算処理装置２０の機能構成について、図４に基づいて説明する。

演算処理装置２０は、測位解析モジュール２、一重差アンビギュイティ推定モジュール３、サイクルスリップ検出モジュール６およびアンビギュイティ適正化モジュール７を備える。測位解析モジュール２および一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、実施の形態１（図２参照）と同様である。

サイクルスリップ検出モジュール６およびアンビギュイティ適正化モジュール７の詳細については以降で説明する。

図５は、実施の形態２における測位装置１の測位処理を示すフローチャートである。
実施の形態２における測位装置１の測位処理について、図５に基づいて説明する。

以下、ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７を単に「測位衛星」という。

Ｓ２０１において、測位信号受信機２１は、実施の形態１のＳ１０１（図３参照）と同様に、複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信し、測位衛星毎の搬送波位相φｋおよび疑似距離Ｐｋを出力する。

Ｓ２０２において、基準受信機２４は複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信して測位衛星毎に搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍを算出し、基準測位信号ＩＦ２３は測位衛星毎の搬送波位相φｍおよび疑似距離Ｐｍを基準受信機２４から取得して出力する。この処理は、実施の形態１のＳ１０２（図３参照）と同様である。

Ｓ２１０において、サイクルスリップ検出モジュール６は、Ｓ２０１で出力された測位衛星毎の搬送波位相φｋと、Ｓ２０２で出力された測位衛星毎の搬送波位相φｍとを入力する。
サイクルスリップ検出モジュール６は、測位衛星毎に、搬送波位相φｋに基づいて搬送波信号のサイクルスリップが発生したか否かを判定し、判定結果を出力する。
また、サイクルスリップ検出モジュール６は、測位衛星毎に搬送波位相φｍに基づいて搬送波信号のサイクルスリップが発生したか否かを判定し、判定結果を出力する。

搬送波信号のサイクルスリップとは、搬送波信号が不連続で観測（受信）される状態である。搬送波信号が連続して観測されている場合、搬送波位相に含まれるアンビギュイティは一定であり、搬送波信号が不連続で観測された場合、搬送波位相に含まれるアンビギュイティは搬送波信号が不連続で観測される前の搬送波位相に含まれるアンビギュイティと異なる。

例えば、サイクルスリップ検出モジュール６は、以下のような従来の方法（１）又は（２）などによって、搬送波信号のサイクルスリップを検出する。（１）の方法は「搬送波信号の時系列変化から不連続を検出する方法」であり、（２）の方法は「同時に計測できる複数の搬送波信号の関係性から不連続を検出する方法」である。

（１）サイクルスリップ検出モジュール６は、これまでの観測で得られた搬送波位相に基づいて搬送波位相の時系列変化を算出する。例えば、サイクルスリップ検出モジュール６は、搬送波位相の時系列変化として、連続観測できた場合の１観測あたりの搬送波位相の変化量を算出する。
そして、今回の搬送波位相がこれまでの時系列変化から所定範囲を超えて乖離している場合、サイクルスリップ検出モジュール６は、搬送波信号のサイクルスリップが発生したと判定する。

（２）多くの測位衛星は周波数が異なる複数の搬送波信号を送信し、受信機は測位衛星毎に測位衛星が送信した複数の搬送波信号を受信し、搬送波信号毎に疑似距離及び搬送波位相を出力する。
そこで、サイクルスリップ検出モジュール６は搬送波信号毎の搬送波位相を線型結合して新しい観測量を生成する。たとえば伝播媒体の一部を成す電離層における電波遅延が周波数依存することを利用して、電離層遅延成分を表す観測量が生成可能である。この電離層遅延成分を表す新しい観測量は、電離層遅延成分のゆっくりとした変化に対応して値が変化する為、搬送波位相よりも予測が容易であり、従って乖離していることを検出することも容易になる。従って搬送波位相を直接監視するよりも正確にサイクルスリップを検出できる。ただし、この場合は線型結合した複数の搬送波信号のどちらでサイクルスリップが発生したか不明であるため、（１）の方式と組み合わせる必要がある。
Ｓ２１０の後、Ｓ２２０に進む。

Ｓ２２０において、アンビギュイティ適正化モジュール７は、Ｓ２０１で出力された測位衛星毎の搬送波位相φｋを入力し、Ｓ２０２で出力された測位衛星毎の搬送波位相φｍを入力する。

アンビギュイティ適正化モジュール７は、Ｓ２１０の判定結果に基づいて搬送波信号のサイクルスリップが発生したか否かを判定する。

アンビギュイティ適正化モジュール７は、搬送波信号のサイクルスリップが発生していない搬送波位相φｋおよび搬送波位相φｍからそれぞれのアンビギュイティ補正量を差し引いて搬送波位相φｋおよび搬送波位相φｍを補正し、補正後の搬送波位相φｋおよび搬送波位相φｍを出力する。アンビギュイティ補正量については以下で説明する。

アンビギュイティ適正化モジュール７は、搬送波信号のサイクルスリップが発生した搬送波位相φｋおよびφｍ毎に以下の処理を実行する。
アンビギュイティ適正化モジュール７は、実施の形態１で式（１）として説明した一重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｍ，ｋ）の概略値の推定式を搬送波位相φｋに対して適用し、搬送波位相φｋのアンビギュイティの概略値を推定する。
アンビギュイティ適正化モジュール７は、搬送波位相φｋのアンビギュイティの概略値がアンビギュイティ閾値ｎ＿ｍｏｄｉｆｉｅｄを超える場合に、搬送波位相φｋのアンビギュイティの概略値からアンビギュイティ閾値ｎ＿ｍｏｄｉｆｉｅｄを差し引いた値を搬送波位相φｋのアンビギュイティ補正量として算出する。搬送波位相φｋのアンビギュイティの概略値がアンビギュイティ閾値ｎ＿ｍｏｄｉｆｉｅｄを超えない場合は、アンビギュイティ補正量は０とする。アンビギュイティ閾値ｎ＿ｍｏｄｉｆｉｅｄは、アンビギュイティが取り得る適正な範囲内の値として予め定義される整数値であり、正値である上限値と、負値である下限値がある。上限値より大きい値をとるか、下限値より小さい値をとる場合にアンビギュイティ補正量が算出される。
そして、アンビギュイティ適正化モジュール７は、搬送波位相φｋからアンビギュイティ補正量を差し引いて搬送波位相φｋを補正し、補正後の搬送波位相φｋを出力する。

また、アンビギュイティ適正化モジュール７は、搬送波位相φｋと同様に、搬送波信号のサイクルスリップが発生した搬送波位相φｍ毎にアンビギュイティ補正量を算出し、算出したアンビギュイティ補正量を用いて搬送波位相φｍを補正し、補正後の搬送波位相φｍを出力する。

アンビギュイティ適正化モジュール７は、搬送波信号のサイクルスリップが発生するまで使用していた各アンビギュイティ補正量を削除し、新たに算出した各アンビギュイティ補正量を記憶する。
記憶した各アンビギュイティ補正量は、搬送波信号のサイクルスリップが発生するまで各搬送波位相を補正するために用いる。
つまり、アンビギュイティ適正化モジュール７は、搬送波信号のサイクルスリップが発生する度にアンビギュイティ補正量を更新する。
Ｓ２２０の後、Ｓ２３０に進む。

Ｓ２３０において、一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、Ｓ２２０で出力された測位衛星毎の補正後の搬送波位相φｍおよび補正後の搬送波位相φｋを入力し、Ｓ２０１で出力された測位衛星毎の疑似距離Ｐｋを入力し、Ｓ２０２で出力された測位衛星毎の疑似距離Ｐｍを入力する。
一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、入力した各値に基づいて測位衛星毎に一重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｍ，ｋ）を算出し、算出した一重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｍ，ｋ）を出力する。
一重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｍ，ｋ）の算出方法は、実施の形態１と同様である（図３のＳ１３０参照）。
Ｓ２３０の後、Ｓ２４０に進む。

Ｓ２４０において、測位解析モジュール２は、Ｓ２３０で出力された測位衛星毎の一重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｍ，ｋ）を入力し、測位信号受信機２１の相対位置（および絶対位置）を算出する。
測位信号受信機２１の相対位置（および絶対位置）の算出方法は、実施の形態１と同様である（図３のＳ１４０参照）。
Ｓ２４０により、一回の測位処理が終了する。
図５で説明した測位処理は繰り返し実行される。

測位装置１は、以下のような特徴および効果を有する。
測位装置１は、搬送波信号のサイクルスリップが発生する毎に搬送波位相のアンビギュイティの補正量を更新する。そして、測位装置１は、搬送波信号のサイクルスリップが発生するまで更新後の補正量を用いて搬送波位相を補正する。
これにより、測位装置１は、搬送波位相のアンビギュイティを適正な範囲に制限し、アンビギュイティを適正な範囲に制限した搬送波位相を用いて正確な位置を測位することができる。

実施の形態２は、実施の形態１と組み合わせても構わない。
つまり、演算処理装置２０は、実施の形態１で説明した幾何学距離推定値合成モジュール４および環境検出モジュール５（図２参照）を備えると共に、実施の形態２で説明したサイクルスリップ検出モジュール６およびアンビギュイティ適正化モジュール７（図４参照）を備えても構わない。
そして、演算処理装置２０は、実施の形態１で説明したように品質が悪い疑似距離の代わりに代替の疑似距離を用いると共に、実施の形態２で説明したようにアンビギュイティが大きい搬送波位相の代わりに補正した搬送波位相を用いても構わない。

実施の形態２において、例えば、以下のような測位装置（測位装置１）について説明した。括弧内に実施の形態で使用した名称および符号を記す。
測位装置は、アンビギュイティ補正量記憶部（アンビギュイティ適正化モジュール７）と、搬送波位相取得部（サイクルスリップ検出モジュール６）と、サイクルスリップ判定部（サイクルスリップ検出モジュール６）と、搬送波位相補正部（アンビギュイティ適正化モジュール７）と、測位部（一重差アンビギュイティ推定モジュール３、測位解析モジュール２）とを備える。
アンビギュイティ補正量記憶部は、測位衛星から送信される測位信号の搬送波位相に含まれるアンビギュイティを補正するためのアンビギュイティ補正量を記憶する記憶部である。
搬送波位相取得部は、前記測位衛星から送信される測位信号を受信する受信機であって受信結果に基づいて前記測位信号の搬送波位相を算出する受信機から前記搬送波位相を取得する。
サイクルスリップ判定部は、前記搬送波位相取得部によって取得された前記搬送波位相に基づいて、前記測位信号のサイクルスリップが発生したか否かを判定する。
搬送波位相補正部は、前記サイクルスリップ判定部によって前記測位信号のサイクルスリップが発生していないと判定された場合、前記アンビギュイティ補正量記憶部に記憶されるアンビギュイティ補正量を用いて前記搬送波位相を補正する。搬送波位相補正部は、サイクルスリップ判定部によって前記測位信号のサイクルスリップが発生したと判定された場合、前記アンビギュイティ補正量記憶部に記憶される前記アンビギュイティ補正量を更新し、更新後のアンビギュイティ補正量を用いて前記搬送波位相を補正する。
測位部は、前記搬送波位相補正部によって補正された前記搬送波位相を用いて前記受信機の位置を測位する。

実施の形態３．
二重差アンビギュイティを算出するための式（２）（実施の形態１参照）において一重差アンビギュイティに掛け合わせる波長差Δλ（ｑ，ｐ）を小さくすることによって、一重差アンビギュイティの誤差の影響を小さくする形態について説明する。
以下、実施の形態１、２と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項については、実施の形態１、２と同様である。

測位システム１００および測位装置１のハードウェア構成は、実施の形態１と同様である（図１参照）。

図６は、実施の形態３における測位装置１の演算処理装置２０の機能構成図である。
実施の形態３における測位装置１の演算処理装置２０の機能構成について、図６に基づいて説明する。

演算処理装置２０は、実施の形態２で説明した機能構成（図４参照）に加えて、基準衛星選択モジュール８を備える。基準衛星選択モジュール８の詳細については以降で説明する。

図７は、実施の形態３における測位装置１の測位処理を示すフローチャートである。
実施の形態３における測位装置１の測位処理について、図７に基づいて説明する。

以下、ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星２７を単に「測位衛星」という。

Ｓ３０１からＳ３３０は、実施の形態２のＳ２０１からＳ２３０と同じである（図５参照）。
但し、Ｓ３３０の処理は以下に説明するＳ３４０の処理後に実行しても構わない。この場合、Ｓ３３０において、一重差アンビギュイティ推定モジュール３は、Ｓ３４０で選択される測位衛星の組み合わせ（ｐ，ｑ）に含まれる測位衛星毎に一重差アンビギュイティを算出すればよく、他の測位衛星について一重差アンビギュイティを算出しなくてもよい。

Ｓ３４０において、基準衛星選択モジュール８は、波長差Δλ（ｑ，ｐ）が小さくなるように基準衛星ｑを選択する。各測位衛星の波長λは演算処理装置２０に予め記憶され、または各受信機から出力される。
例えば、基準衛星選択モジュール８は、使用する測位衛星の中で、波長λ順に並べて中央に近い順番の測位衛星を基準衛星ｑとして選択する。
また、例えば、使用する測位衛星の中で今後長時間の可視性が予測されるリストの中から、波長λ順に並べて中央に近い順番の測位衛星を基準衛星ｑとして選択する。
Ｓ３４０の後、Ｓ３５０に進む。

Ｓ３５０において、測位解析モジュール２は、Ｓ３４０で選択された測位衛星の組み合わせ（ｐ，ｑ）に含まれる測位衛星毎の一重差アンビギュイティｎ（ｐ，ｍ，ｋ）およびｎ（ｑ，ｍ，ｋ）を用いて二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を算出する。
そして、測位解析モジュール２は、算出した二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）を用いて測位信号受信機２１の相対位置（および絶対位置）を算出する。
二重差アンビギュイティｎ（ｑ，ｐ，ｍ，ｋ）の算出方法および測位信号受信機２１の相対位置（および絶対位置）の算出方法は、実施の形態１と同様である（図３のＳ１４０参照）。
Ｓ３５０により、一回の測位処理が終了する。
図７で説明した測位処理は繰り返し実行される。

測位装置１は、以下のような特徴および効果を有する。

一重差アンビギュイティに誤差が含まれる場合であっても一重差アンビギュイティに掛け合わせる波長差Δλ（ｑ，ｐ）を小さくすることにより、一重差アンビギュイティに含まれる誤差の影響が小さくなり、高い精度で測位を行うことができる。
そこで、測位装置１は、波長差Δλ（ｐ，ｑ）が小さい測位衛星の組み合わせを選択し、選択した組み合わせに含まれる測位衛星毎の一重差アンビギュイティを用いて測位を行う。これにより、一重差アンビギュイティに含まれる誤差の影響を抑えて正確な位置を測位することができる。

実施の形態３は、実施の形態２から分離しても、実施の形態１と組み合わせても構わない。
例えば、演算処理装置２０は、以下のような構成であっても構わない。
演算処理装置２０は、実施の形態２で説明したサイクルスリップ検出モジュール６およびアンビギュイティ適正化モジュール７（図６参照）を備えなくても構わない。
演算処理装置２０は、サイクルスリップ検出モジュール６およびアンビギュイティ適正化モジュール７に加えて、実施の形態１で説明した幾何学距離推定値合成モジュール４および環境検出モジュール５（図２参照）を備えても構わない。
演算処理装置２０は、サイクルスリップ検出モジュール６およびアンビギュイティ適正化モジュール７に変えて、幾何学距離推定値合成モジュール４および環境検出モジュール５を備えても構わない。

実施の形態３において、例えば、以下のような測位装置（測位装置１）について説明した。括弧内に実施の形態で使用した名称および符号を記す。
測位装置は、搬送波位相取得部（サイクルスリップ検出モジュール６）と、測位衛星選択部（基準衛星選択モジュール８）と、測位部（一重差アンビギュイティ推定モジュール３、測位解析モジュール２）とを備える。
搬送波位相取得部は、測位信号を送信するための送信周波数が異なる複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信する第一の受信機であって測位衛星毎に測位衛星から送信された測位信号の搬送波位相を表す第一の搬送波位相を算出する第一の受信機（測位信号受信機２１）から測位衛星毎の第一の搬送波位相（φｋ）を取得する。搬送波位相取得部は、前記複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信する第二の受信機であって測位衛星毎に測位衛星から送信された測位信号の搬送波位相を表す第二の搬送波位相を算出する第二の受信機（基準受信機２４）から測位衛星毎の第二の搬送波位相（φｍ）を取得する。
測位衛星選択部は、前記複数の測位衛星それぞれの送信周波数に基づいて前記複数の測位衛星から第一の測位衛星と第二の測位衛星とを選択する。
測位部は、前記搬送波位相取得部によって取得された測位衛星毎の第一の搬送波位相と第二の搬送波位相とのうち前記測位衛星選択部によって選択された前記第一の測位衛星と前記第二の測位衛星とのそれぞれの第一の搬送波位相と第二の搬送波位相とを用いて前記第一の受信機の位置を測位する。

前記測位部は、一重差アンビギュイティ算出部（一重差アンビギュイティ推定モジュール３）と、測位演算部（測位解析モジュール２）とを備える。
一重差アンビギュイティ算出部は、前記第一の測位衛星の前記第一の搬送波位相と前記第二の搬送波位相とを用いて第一の一重差アンビギュイティを算出し、前記第二の測位衛星の前記第一の搬送波位相と前記第二の搬送波位相とを用いて第二の一重差アンビギュイティを算出する。
測位演算部は、前記一重差アンビギュイティ算出部によって算出された前記第一の一重差アンビギュイティと前記第二の一重差アンビギュイティと、前記第一の測位衛星から送信される測位信号の波長と前記第二の測位衛星から送信される測位信号の波長との波長差（Δλ）とに基づいて二重差アンビギュイティを算出する。測位演算部は、算出した二重差アンビギュイティに基づいて前記第一の受信機の位置を測位する。

１ 測位装置、２ 測位解析モジュール、３ 一重差アンビギュイティ推定モジュール、４ 幾何学距離推定値合成モジュール、５ 環境検出モジュール、６ サイクルスリップ検出モジュール、７ アンビギュイティ適正化モジュール、８ 基準衛星選択モジュール、２０ 演算処理装置、２１ 測位信号受信機、２２ 受信アンテナ、２３ 基準測位信号ＩＦ、２４ 基準受信機、２５ 基準アンテナ、２６ 外部装置、２７ ＧＬＯＮＡＳＳ測位衛星、２８ ＧＰＳ測位衛星、１００ 測位システム、２０１ ＣＰＵ、２０２ 主記憶装置、２０３ 補助記憶装置。

Claims (14)

1. 測位衛星から送信される測位信号を受信する受信機であって受信結果に基づいて前記測位衛星との距離の観測量である疑似距離を算出する受信機から前記疑似距離を取得する疑似距離取得部と、
   前記疑似距離取得部によって取得される疑似距離に含まれる誤差を推定するための所定の誤差モデルを計算することによって、誤差推定の品質の指標値を誤差推定品質指標値として算出する誤差推定品質指標値算出部と、
   前記誤差推定品質指標値算出部によって算出された前記誤差推定品質指標値と前記疑似距離の誤差推定の品質を判定するために予め定められた誤差推定品質閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記疑似距離の誤差推定の品質を判定する誤差推定品質判定部と、
   前記誤差推定品質判定部によって前記疑似距離の誤差推定の品質が良いと判定された場合、前記疑似距離を距離推定値として出力し、前記誤差推定品質判定部によって前記疑似距離の誤差推定の品質が悪いと判定された場合、前記受信機と前記測位衛星との距離の正確な値を推定した距離推定値を前記疑似距離を用いて算出し、前記疑似距離の代替として距離推定値を出力する距離推定値算出部と、
   前記距離推定値算出部によって算出された前記距離推定値を用いて前記受信機の位置を測位する測位部と
   を備えることを特徴とする測位装置。
2. 前記疑似距離取得部は、第一の受信機によって算出される第一の疑似距離を前記疑似距離として取得すると共に、第二の受信機によって算出される第二の疑似距離を取得し、
   前記誤差推定品質指標値算出部は、前記第一の疑似距離に含まれる誤差推定の品質の指標値を前記誤差推定品質指標値として算出し、
   前記誤差推定品質判定部は、前記誤差推定品質指標値と前記誤差推定品質閾値とを比較して前記第一の疑似距離の誤差推定の品質を判定し、
   前記距離推定値算出部は、前記第一の疑似距離の品質の判定結果に基づいて前記距離推定値を算出し、
   前記測位部は、
   前記距離推定値と前記第二の疑似距離とを用いて前記第一の受信機と前記第二の受信機との一重差アンビギュイティを算出する一重差アンビギュイティ算出部と、
   前記一重差アンビギュイティ算出部によって算出された前記一重差アンビギュイティを用いて前記第一の受信機の位置を測位する測位演算部とを備える
   ことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
3. 前記疑似距離取得部は、測位衛星毎に前記第一の受信機によって算出される疑似距離を前記第一の疑似距離として取得し、測位衛星毎に前記第二の受信機によって算出される疑似距離を前記第二の疑似距離として取得し、
   前記誤差推定品質指標値算出部は、測位衛星毎に前記誤差推定品質指標値を算出し、
   前記誤差推定品質判定部は、測位衛星毎に前記第一の疑似距離の誤差推定の品質を判定し、
   前記距離推定値算出部は、測位衛星毎に前記距離推定値を算出し、
   前記一重差アンビギュイティ算出部は、測位衛星毎に前記一重差アンビギュイティを算出し、
   前記測位演算部は、各一重差アンビギュイティを用いて二重差アンビギュイティを算出し、算出した前記二重差アンビギュイティを用いて前記第一の受信機の位置を測位する
   ことを特徴とする請求項２記載の測位装置。
4. 前記距離推定値算出部は、前記疑似距離の品質が悪いと判定された場合、前記測位衛星の推定位置と前記受信機の推定位置との距離を前記距離推定値として算出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３いずれかに記載の測位装置。
5. 前記距離推定値算出部は、前記測位部によって過去に測位された前記受信機の位置に基づいて前記受信機の前記推定位置を算出する
   ことを特徴とする請求項４記載の測位装置。
6. 前記距離推定値算出部は、単独測位によって得られる前記受信機の位置を前記受信機の前記推定位置として用いる
   ことを特徴とする請求項４記載の測位装置。
7. 前記測位衛星は、複数の測位衛星を備える測位システムであって測位衛星毎に測位信号を送信するための送信周波数が異なる測位システムが備える測位衛星である
   ことを特徴とする請求項１から請求項６いずれかに記載の測位装置。
8. 測位衛星から送信される測位信号の搬送波位相に含まれるアンビギュイティを補正するためのアンビギュイティ補正量を記憶するアンビギュイティ補正量記憶部と、
   前記測位衛星から送信される測位信号を受信する受信機であって受信結果に基づいて前記測位信号の搬送波位相を算出する受信機から前記搬送波位相を取得する搬送波位相取得部と、
   前記搬送波位相取得部によって取得された前記搬送波位相に基づいて、前記測位信号のサイクルスリップが発生したか否かを判定するサイクルスリップ判定部と、
   前記サイクルスリップ判定部によって前記測位信号のサイクルスリップが発生していないと判定された場合、前記アンビギュイティ補正量記憶部に記憶されるアンビギュイティ補正量を用いて前記搬送波位相を補正し、前記サイクルスリップ判定部によって前記測位信号のサイクルスリップが発生したと判定された場合、前記アンビギュイティ補正量記憶部に記憶される前記アンビギュイティ補正量を更新し、更新後のアンビギュイティ補正量を用いて前記搬送波位相を補正する搬送波位相補正部と、
   前記搬送波位相補正部によって補正された前記搬送波位相を用いて前記受信機の位置を測位する測位部と
   を備えることを特徴とする測位装置。
9. 測位信号を送信するための送信周波数が異なる複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信する第一の受信機であって測位衛星毎に測位衛星から送信された測位信号の搬送波位相を表す第一の搬送波位相を算出する第一の受信機から測位衛星毎の第一の搬送波位相を取得すると共に、前記複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信する第二の受信機であって測位衛星毎に測位衛星から送信された測位信号の搬送波位相を表す第二の搬送波位相を算出する第二の受信機から測位衛星毎の第二の搬送波位相を取得する搬送波位相取得部と、
   前記複数の測位衛星それぞれの送信周波数に基づいて前記複数の測位衛星から第一の測位衛星と第二の測位衛星とを選択する測位衛星選択部と、
   前記搬送波位相取得部によって取得された測位衛星毎の第一の搬送波位相と第二の搬送波位相とのうち前記測位衛星選択部によって選択された前記第一の測位衛星と前記第二の測位衛星とのそれぞれの第一の搬送波位相と第二の搬送波位相とを用いて前記第一の受信機の位置を測位する測位部と
   を備えることを特徴とする測位装置。
10. 前記測位部は、
    前記第一の測位衛星の前記第一の搬送波位相と前記第二の搬送波位相とを用いて第一の一重差アンビギュイティを算出し、前記第二の測位衛星の前記第一の搬送波位相と前記第二の搬送波位相とを用いて第二の一重差アンビギュイティを算出する一重差アンビギュイティ算出部と、
    前記一重差アンビギュイティ算出部によって算出された前記第一の一重差アンビギュイティと前記第二の一重差アンビギュイティと、前記第一の測位衛星から送信される測位信号の波長と前記第二の測位衛星から送信される測位信号の波長との波長差と、に基づいて二重差アンビギュイティを算出し、算出した二重差アンビギュイティに基づいて前記第一の受信機の位置を測位する測位演算部とを備える
    ことを特徴とする請求項９記載の測位装置。
11. 疑似距離取得部と、誤差推定品質指標値算出部と、誤差推定品質判定部と、距離推定値算出部と、測位部とを備える測位装置を用いる測位方法であって、
    前記疑似距離取得部が、測位衛星から送信される測位信号を受信する受信機であって受信結果に基づいて前記測位衛星との距離の観測量である疑似距離を算出する受信機から前記疑似距離を取得し、
    前記誤差推定品質指標値算出部が、前記疑似距離取得部によって取得される疑似距離に含まれる誤差を推定するための所定の誤差モデルを計算することによって、前記疑似距離取得部によって取得された前記疑似距離の誤差推定の品質の指標値を誤差推定品質指標値として算出し、
    前記誤差推定品質判定部が、前記誤差推定品質指標値算出部によって算出された前記誤差推定品質指標値と前記疑似距離の誤差推定の品質を判定するために予め定められた誤差推定品質閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記疑似距離の誤差推定の品質が良いか否かを判定し、
    前記距離推定値算出部が、前記誤差推定品質判定部によって前記疑似距離の誤差推定の品質が良いと判定された場合、前記受信機と前記測位衛星との距離の正確な値を推定した距離推定値を前記疑似距離を用いて算出し、前記誤差推定品質判定部によって前記疑似距離の誤差推定の品質が悪いと判定された場合、前記疑似距離を用いずに距離推定値を算出し、
    前記測位部が、前記距離推定値算出部によって算出された前記距離推定値を用いて前記受信機の位置を測位する
    ことを特徴とする測位方法。
12. アンビギュイティ補正量記憶部と、搬送波位相取得部と、サイクルスリップ判定部と、搬送波位相補正部と、測位部とを備える測位装置を用いる測位方法であって、
    前記アンビギュイティ補正量記憶部は、測位衛星から送信される測位信号の搬送波位相に含まれるアンビギュイティを補正するためのアンビギュイティ補正量を記憶する記憶部であり、
    前記搬送波位相取得部が、前記測位衛星から送信される測位信号を受信する受信機であって受信結果に基づいて前記測位信号の搬送波位相を算出する受信機から前記搬送波位相を取得し、
    前記サイクルスリップ判定部が、前記搬送波位相取得部によって取得された前記搬送波位相に基づいて、前記測位信号のサイクルスリップが発生したか否かを判定し、
    前記搬送波位相補正部が、前記サイクルスリップ判定部によって前記測位信号のサイクルスリップが発生していないと判定された場合、前記アンビギュイティ補正量記憶部に記憶されるアンビギュイティ補正量を用いて前記搬送波位相を補正し、前記サイクルスリップ判定部によって前記測位信号のサイクルスリップが発生したと判定された場合、前記アンビギュイティ補正量記憶部に記憶される前記アンビギュイティ補正量を更新し、更新後のアンビギュイティ補正量を用いて前記搬送波位相を補正し、
    前記測位部が、前記搬送波位相補正部によって補正された前記搬送波位相を用いて前記受信機の位置を測位する
    ことを特徴とする測位方法。
13. 搬送波位相取得部と、測位衛星選択部と、測位部とを備える測位装置を用いる測位方法であって、
    前記搬送波位相取得部が、測位信号を送信するための送信周波数が異なる複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信する第一の受信機であって測位衛星毎に測位衛星から送信された測位信号の搬送波位相を表す第一の搬送波位相を算出する第一の受信機から測位衛星毎の第一の搬送波位相を取得すると共に、前記複数の測位衛星それぞれから測位信号を受信する第二の受信機であって測位衛星毎に測位衛星から送信された測位信号の搬送波位相を表す第二の搬送波位相を算出する第二の受信機から測位衛星毎の第二の搬送波位相を取得し、
    前記測位衛星選択部が、前記複数の測位衛星それぞれの送信周波数に基づいて前記複数の測位衛星から第一の測位衛星と第二の測位衛星とを選択し、
    前記測位部が、前記搬送波位相取得部によって取得された測位衛星毎の第一の搬送波位相と第二の搬送波位相とのうち前記測位衛星選択部によって選択された前記第一の測位衛星と前記第二の測位衛星とのそれぞれの第一の搬送波位相と第二の搬送波位相とを用いて前記第一の受信機の位置を測位する
    ことを特徴とする測位方法。
14. 請求項１１から請求項１３いずれかに記載の測位方法をコンピュータに実行させるための測位プログラム。

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